Hướng dẫn tính toán cầu thang bộ năm 2024
- 1. TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG 3.1. Mặt bằng cầu thang Hình 3.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình Cầu thang tầng điển hình là cầu thang dạng bản hai vế với cấu tạo như sau: Vế thang có 25 bậc thang, bào gồm 2 vế thang, vế 1 có 12 bậc thang, vế 1 có 12 bậc thang, vế 2 có 13 bậc thang, kích thước mỗi bậc có kích thước như sau: L × H = 300 × 150 mm Sử dụng kết cấu cầu thang dạng bản chịu lực để tính toán thiết kế. 3.2. Chọn sơ bộ kích thước Chọn sơ bộ chiều dày bản thang: 150 mm Chọn sơ bộ kích thước dầm cầu thang [dầm chiếu nghỉ]: 0 5800 446[ ] 10 13 13 400 200[ ] 2 3 2 L h mm h b mm Chọn h×b=400×200[mm] 3.3. Tải trọng Xác định góc nghiêng bản thang = 26o56’ → cos = 0.894
- 2. tải cầu thang bao gồm tải trọng các lớp cấu tạo. Cấu tạo cầu thang như hình: Hình 3.2 Các lớp cấu tạo cầu thang Bảng Error! No text of specified style in document..1: Tĩnh tải chiếu tới Cấu tạo sàn thường Bề dày Trọng lượng riêng tiêu chuẩn Tĩnh tải tiêu chuẩn Hệ số độ tin cậy Tĩnh tải tính toán m kN/m3 kN/m2 kN/m2 Gạch ceramic 0.010 20 0.20 1.2 0.240 Lớp vữa lót 0.020 18 0.36 1.3 0.468 Bản BTCT 0.150 25 3.75 1.1 4.125 Lớp vữa trát trần 0.015 18 0.27 1.3 0.351 Tổng 5.52 Đối với bản thang nghiêng Bảng Error! No text of specified style in document..2: Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo Chiều dày lớp đá hoa cương Chiều dày lớp vữa xi măng Chiều dày lớp
- 3. i td b [l h ] cos l Phương ngang δi Phương nghiêng b b i td b [l h ] cos l bậc thang gạch theo phương nghiêng m m m m m 0.02 0.0274 0.02 0.0274 0.074 Bảng Error! No text of specified style in document..3: Tĩnh tải bản thang STT Cấu tạo Hệ số vượt tải ni Bề rộng bản Chiều dày lớp δi Trọng lượng riêng γi Trọng lượng gbt m m kN/m3 kN/m 1 Đá hoa cương 1.2 1 0.0274 24 0.789 2 Vữa lót xi măng 1.3 1 0.0274 18 0.641 3 Bậc thang 1.3 1 0.0740 18 1.732 3 Bản BTCT 1.1 1 0.1500 25 4.125 4 Vữa trát xi măng 1.3 1 0.0150 18 0.351 Tổng trọng lượng theo phương đứng qđứng 7.638 Tổng trọng lượng phương đứng có kể đến lan can: 0.27 kN/m 7.908 3.3.2. Hoạt tải Đối với bản chiếu nghỉ: tc m p n p 1 1.2 3 1 3.6 kN/m Đối với bản thang nghiêng: tc m p n p 1 cos 1.2 3 1 0.87 3.132 kN/m 3.3.3. Tổng tải trọng Bảng Error! No text of specified style in document..4: Tổng tải trọng tính toán STT Loại bản Tĩnh tải tính toán gtt [kN/m] Hoạt tải tính toán ptt [kN/m] Tổng tải trọng tính toán qtt = gtt + ptt [kN/m] 1 Bản thang 7.908 3.132 11.04 2 Bản chiếu tới 5.52 3.6 9.12 3.4. Sơ đồ tính và nội lực 400 2.67 3 150 d b h h Chọn sơ đồ tính hai đầu khớp như hình.
- 4. đồ tính cầu thang Hình 3.4: Tải trọng tác động vào vế thang Hình 3.5: Biểu đồ momen của vế thang
- 5. lực ở gối Phân phối lại momen ở gối và nhịp: Mg = 0.4×48.08=19.23 [kN.m] Mn = 0.7×48.08= 33.66 [kN.m] 3.5. Tính toán thiết kế bản thang Vật liệu sử dụng Bê tông: B25 → Rb = 14.5 Mpa, Rbt = 14.5 Mpa, b = 1.00 Cốt thép: AI → Rs= 225 Mpa, α R=0.439, ξR=0.651 Cốt thép: AIII → Rs= 365 Mpa, α R=0.421, ξR=0.604 Tính toán cốt thép Trình tự tính toán như sau: b b o m m s m R R2 b b o s ξγ R bhM α = , ξ = 1- 1-2α , A = , , γ R bh R Chọn lớp bê tông bảo vệ a = 15 mm do đó ta giả thiết được a = 20 mm Với: b = 1000 mm; ho = 150 - 20 = 130 mm Hàm lượng thép: μmin=0.1 % , μmax=2.4% Kết quả tính toán cốt thép theo bảng sau: Bảng Error! No text of specified style in document..5: Kết quả tính toán cốt thép cầu thang Kí hiệu M m As μ [%] Bố trí Asbt [KN.m] [cm2] [cm2] Nhịp Mn 33.66 0.13736 0.1484 7.5622 0.5894 Ø12a150 7.54 Gối Mg 19.23 0.07847 0.0818 6.8548 0.5273 Ø10a110 7.14 3.6. Tính toán thiết kế dầm cầu thang [dầm chiếu nghỉ] 3.6.1. Tải trọng tác động vào dầm chiếu nghỉ Tải trọng do bản thang truyền vào: q1=30.05 [kN] Tải trọng do tường: 2 b 1.2 0.2 3.5 1.8 1.5[ / ]t tq n h kN m
- 6. thân : q3= 0.2×0.2×1.1×25=1.1 [kN/m] Tổng tải trọng tác dụng: q=30.05+1.5+1.1=32.65[kN/m] 3.6.2. Sơ đồ tính và nội lực dầm chiếu nghỉ Hình 3.7: Sơ đồ tải trọng Hình 3.8: Momen dầm chiếu nghỉ Hình 3.9 lực cắt dầm chiếu nghỉ 3.6.3. Tính toán thép Thép dọc Vật liệu: thép AIII, thép AI, bê tông B25. Chọn a=30[mm] => h0= 400-30=370[mm] b b o m m s m R R2 b b o s ξγ R bhM α = , ξ = 1- 1-2α , A = , , γ R bh R Hàm lượng thép: μmin=0.1 % , μmax=2.4%
- 7. tính toán cốt thép theo bảng sau: Bảng Error! No text of specified style in document..5: Kết quả tính toán cốt thép dầm chíu nghỉ Kí hiệu M m As μ [%] Bố trí Asbt [KN.m] [cm2] [cm2] Nhịp Mn 21.77 0.05483 0.0564 1.6588 0.2242 2Ø12 2.26 Gối Mg 43.53 0.10964 0.1164 3.4225 0.4625 2Ø16 4.02 Cốt đai Chọn côt thép làm cốt dai: dws=6, số nhánh n=2, Rsw=175Mpa, chọn khoảng cách giữa các cốt đai s=200 mm: w 28.3 175 2 49.48 200 w s sw A q R n s Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông: 2 3 2 w 2 0 w2 1.05 10 0.2 0.37 49.48 37.7b b b bt sQ R bh q kN < Q Kiểm tra điều kiện: 4 w w1 3 2 w1 1 0.01 1 0.01 1 14.5 0.855 20 10 2 28.3 1 5 1 5 1 s 30 10 200 200 65.3 0.3 101.83 b b b s b b b b R E nA E b Q kN R bh kN Vậy cốt đai bố trí như trên đủ khả năng chịu cắt.