Thiết kế chung cư cao tầng P.12 - Q3

CHÖÔNG 2 TÍNH TOAÙN CAÀU THANG ********************** DT DT Chieáu tôùi döôùi Chieáu tôùi treân GIÔÙI THIEÄU CHUNG Caàu thang laø boä phaän keát caáu cuûa coâng trình coù muïc ñích phuïc vuï cho vieäc giao thoâng theo phöông ñöùng cuûa ngöôøi sinh soáng hoaëïc laøm vieäc trong coâng trình ñoù. Vò trí caàu thang phaûi ñaûm baûo cho vieäc söû duïng cuûa nhieàu ngöôøi trong nhöõng luùc bình thöôøng cuõng nhö khi coù söï coá chaùy, noå… do ñoù thieát keá caàu thang theo caùc yeâu caàu sau: - Beà roäng phaûi ñaûm baûo yeâu caàu ñi laïi vaø thoaùt hieåm - Keát caáu phaûi ñuû khaûø naêng chòu löc, coù ñoä beàn vöõng - Coù khaûø naêng choáng chaùy - Thi coâng deã daøng Trong tröôøng hôïp ñoâng ngöôøi thoaùt hieåm, caàu thang phaûi chòu moät taûi troïng ñoäng raát lôùn vì vaäy caàu thang caàn phaûi ñaûm baûo khoâng bò nöùt gaõy, suïp ñoå. 2.2 TÍNH TOAÙN TAÛI TROÏNG 3.2.1. Caáu taïo lôùp vaät lieäu a) Caáu taïo caùc lôùp vaät lieäu baûn thang Choïn chieàu daøy baûn thang hbth = 12cm Kích thöôùc baäc thang h = 178 (mm), b = 280 (mm) Chieàu daøy töông ñöông cuûa baäc caàu thang d = cos270 8 cm Caùc lôùp vaät lieäu caáu taïo baûn thang  Lôùp ñaù maøi coù d1 = 1cm, g1 = 2000kG/m2, n1 = 1,1; ‚ Lôùp vöõa loùt maùc 75 coù d2 = 2cm, g2 = 1800kG/m2, n2 = 1,3; ƒ Baäc thang coù d3 = 8 cm, g3 = 1800kG/m2, n3 = 1,3; „ Baûn thang coù d4 = 12 cm, g4 = 2500kG/m2, n4 = 1,1; … Vöõa traùt coù d5 = 1,5cm, g5 = 1800kG/m2, n5 = 1,3. b) Caáu taïo caùc lôùp vaät lieäu baûn chieáu nghæ, baûn chieáu tôùi  Lôùp ñaù maøi coù d1 = 1cm, g1 = 2000kG/m2, n1 = 1,1; ‚ Lôùp vöõa loùt maùc 75 coù d2 = 2cm, g2 = 1800kG/m2, n2 = 1,3; ƒ Baûn thang coù d3 = 12 cm, g4 = 2500kG/m2, n4 = 1,1; „ Vöõa traùt coù d4 = 1,5cm, g5 = 1800kG/m2, n5 = 1,3; 2.2.2. Tính toaùn taûi troïng a) Tónh taûi : Ñöôïc tính toaùn trong baûng tính Excel(baûng3.1) b) Hoaït taûi tính toaùn Theo TCVN 2737 – 1995 hoaït taûi tieâu chuaån ptc = (400 kG/m2) ptt = ptcxnp = 400x1,2 = 480 (kG/m2 ) Baûng 3.1: Baûng tính troïng löôïng baûn thaân thang TAÛI TROÏNG O BAÛN XIEÂN CAÀU THANG Caùc lôùp caáu taïo Chieàu daøy d (m) Beà roäng baûn (m) Troïng löôïng (kG/m3) Heä soá n Taûi tieâu chuaån (kG/m) Taûi tính toaùn (kG/m) Lôùp ñaù maøi (m) 0.01 1 2000 1.1 20 22 Lôùp vöõa loùt (m) 0.02 1 1800 1.3 36 46.8 Baäc xaây gaïch (m) 0.08 1 1800 1.2 144 172.8 Baûn thang BTCT (m) 0.12 1 2500 1.1 300 330 Lôùp traùt traàn (m) 0.015 1 1800 1.3 27 35.1 Hoaït taûi 1 400 1.2 400 480 Toång taûi troïng 1086.7 TAÛI TROÏNG BAÛN CHIEÁU NGHÆ, CHIEÁU TÔÙI CAÀU THANG Caùc lôùp caáu taïo Chieàu daøy d (m) Beà roäng baûn (m) Troïng löôïng (kG/m3) Heä soá n Taûi tieâu chuaån (kG/m) Taûi tính toaùn (kG/m) Lôùp ñaù maøi (m) 0.01 1 2000 1.1 20 22 Lôùp vöõa loùt (m) 0.02 1 1800 1.3 36 46.8 Baûn thang BTCT (m) 0.12 1 2500 1.1 300 330 Lôùp Traùt traàn (m) 0.015 1 1800 1.3 27 35.1 Hoaït taûi 1 400 1.2 400 480 Toång taûi troïng 913.9 2.3 TÍNH TOAÙN COÁT THEÙP 3.3.1Tính baûn thang a) Choïn sô ñoà tính : caét 1 daõi baûn coù beà roäng 1 m theo phöông doïc ñeå tính Choïn sô boä kích thöôùc tieát dieän daàm chieáu nghó, daàm chieáu tôùi: h = (1/8 ¸ 1/12) Lnhòp = (1/8 ¸ 1/12)x3.2 = (0.4 ¸ 0.26) m Vaäy choïn (b x h) = (0.2 x 0.3) m Lieân keát giöõa baûn thang vôùi daàm chieáu nghæ coù theå tính hd/hb = 300/120 = 2.5 < 3 Maët khaùc khi thi coâng ngöôøi ta thöôøng ñoå beâ toâng daàm saøn tröôùc sau ñoù môùi ñoå baûn thang neân coù theå xem ñaây laø khôùp coá ñònh. Vieäc löïa choïn sô ñoà tính cho caàu thang mang tính chaát raát töông ñoái, hoaøn toaøn khoâng phaûn aùnh moät caùch chính xaùc söï laøm vieäc thaät cuûa noù. Khi tính toaùn ta söû duïng 2 ñaàu goái coá ñònh. Khi boá trí coát theùp taïi caùc vò trí goái ñaët caùc coát muõ caáu taïo ñeå ñaûm baûo thöïc teá coù lieân keát ngaøm nhöng khi tính toaùn ta khoâng keå ñeán. Hình 3.2: Sô ñoà tính baûn thang Söû duïng Chöông trình Sap 2000 version 10. ñeå tìm noäi löïc trong baûn thang, keát quaû thu ñöôïc moâmen lôùn nhaát treân baûn xieân laø: Mmax = 4733.43 kG.m Hình 3.3: Keát quaû bieåu ñoà moâmen baûn thang b) Tính coát theùp Duøng beâ toâng maùc 300, Rn = 130 kG/cm2; Choïn a = 1.5 cm, h0 = 12 -1.5 = 10.5 cm; Beà roäng daõi tính toaùn b= 100 cm Kieåm tra haøm löôïng coát theùp : Vôùi mmin = 0.05 % Theùp goái choïn 10F 10 a 100 (Fa = 7.85 cm2) 2.3.2 Tính baûn chieáu tôùi treân, baûn chieáu tôùi döôùi a) Choïn sô ñoà tính : Baûn chieáu nghæ laø baûn saøn laøm vieäc 1 phöông, caét 1 daõi baûn coù beà roäng 1 m vaø xem nhö daàm ñôn giaûn 2 ñaàu ngaøm. Baûn chieáu nghæ ñöôïc lieân keát vôùi loõi cöùng vaø daàm thang chieáu nghæ. Do baûn chieáu nghæ ñoå beâtoâng cuøng moät luùc vôùi daàm thang chieáu nghæ neân ta choïn sô ñoà tính laø moät ñaàu ngaøm vaø moät ñaàu khôùp Baûn chieáu nghæ ñoå toaøn khoái vôùi daàm chieáu nghó neân coù theå xem ñaây laø ngaøm. Hình 3.4: Sô ñoà tính vaø bieåu ñoà moâmen - Moâmen taïi giöõa nhòp Mnh == 179.2 kGm Choïn a = 1.5cm, h0=12 -1.5=10.5 cm (duøng theùp CII coù Ra=2600kG/cm2) Boá trí theùp theo caáu taïo: F 6 a 200 (Fa =1.42 cm2) Kieåm tra haøm löôïng coát theùp - Moâmen taïi goái Mg = = 318.6kGm A= 0.0222 Boá trí theùp theo caáu taïo: F 8 a 200 (Fa =2.51 cm2) Kieåm tra haøm löôïng coát theùp Coát theùp theo phöông ngang baûn thang choïn theo caáu taïo: F 8 a200. Coát theùp theo phöông caïnh daøi baûn thang choïn theo caáu taïo: F 6 a200. Do kích thöôùc vaø taûi troïng gioáng nhau neân vieäc tính toaùn löôïng theùp vaø caùch boá trí cuûa baûn chieáu tôùi cuõng gioáng vôùi baûn chieáu nghó. 2.3.3 Tính toaùn daàm thang DT Choïn sô boä tieát dieän daàm: 20x30cm Taûi troïng - Troïng löôïng baûn thaân daàm : Taûi troïng do baûn chieáu nghæ truyeàn vaøo chính baèng giaù trò phaûn löïc taïi goái cuûa chieáu nghæ gcn = 763.1 kG/m - Taûi troïng do baûn xieân truyeàn vaøo xaùc ñònh döïa treân keát quaû phaûn löïc coù ñöôïc khi giaûi tìm noäi löïc baûn xieân. gbx = 3977.67 kG/m Hình 3.5: Phaûn löïc baûn thang vaøo daàm DT Toång taûi troïng phaân boá leân daàm laø: 165 + 763.1 + 3977.67 = 4829.24 kG/m; Sô ñoà tính daàm thang: ñeå tính toaùn ñôn giaûn vaø thieân veà an toaøn, sô ñoà tính toaùn seõ ñöôïc choïn 2 ñaàu khôùp, vì daàm thang töïa leân vaùch cöùng, khi ñoå beâ toâng taïi vò trí lieân keát vaùch cöùng vaø daàm thang laø khôùp vì ñoå vaùch cöùng roài chôø coát theùp daàm thang, sau ñoù daàm nay môùi ñoå toaøn khoái vôùi baûn thang. Hình 3.6: Sô ñoà tính vaø bieåu ñoà moâmen daàm DT Noäi löïc trong daàm Choïn theùp:4F16 coù Fa=8.04 cm2 Kieåm tra haøm löôïng coát theùp : mmin = 0.15% Vaäy haøm löôïng coát theùp ñaõ thoûa. ÔÛ sô ñoà tính ta choïn vôùi 2 goái coá ñònh laø thieân veà an toaøn. Nhöng ñeå traùnh tröôøng hôïp momen caêng thôù treân xuaát hieän khi keát caáu laøm vieäc trong thöïc teá, ta laáy 40% momen nhòp ñeå tính toaùn boá trí coát theùp cho goái vöøa laø theùp giaù vaø chòu moâmen aâm: 0.4 x 8.37 =3.348 cm2 Lôùp treân choïn caáu taïo 3F12. (Fa =3.39 cm2). Kieåm tra khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng Löïc caét treân daàm: Ñeå beâ toâng khoâng bò phaù hoaïi do öùng suaát neùn chính, caàn phaûi thoaû maõn ñieàu kieän . Do vaäy khoâng taêng tieát dieän. . (kG) Vaäy phaûi tính coát ñai. Tính coát ñai cho daàm Ta coù: Löïc maø coát ñai phaûi chòu: Choïn ñai F6 coù fñ = 0.283cm2, ñai hai nhaùnh n = 2, theùp CI Rañ =1600 (kG/cm2) Khoaûng caùch tính toaùn coát ñai: Khoaûng caùch ñai laáy theo caáu taïo: - Treân ñoaïn gaàn goái töïa ( l/4) Uct £ h/2 = 15 cm 15 cm - Treân ñoaïn daàm giöõa nhòp: Uct £ 3h/4 = 22.5 cm 50 cm Khoaûng caùch ñai ñöôïc choïn laø U = min(Utt, Uct , Umax), do ñoù choïn nhö sau: Ñoaïn gaàn goái töïa (l/4): F6 a = 150 mm Ñoaïn giöõa nhòp (l/2) : F6 a = 200 mm Kieåm tra khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng vaø coát ñai treân tieát dieän nghieâng nguy hieåm nhaát: Tieát dieän 20x30 cm: Qñb = Qñb = 7402kG > Qmax = 7113 Vaäy taïi taát caû caùc tieát dieän cuûa daàm khoâng caàn phaûi tính coát xieân vì beâ toâng vaø coát ñai ñuû chòu löc caét. Nhaän xeùt: Caùc soá lieäu sô boä choïn ban ñaàu laø hoaøn toaøn hôïp lyù vaø ñuû khaû naêng chòu taûi cuûa keát caáu thang boä. ._.