38. ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KYÕ SÖ XAÂY DÖÏNG KHOÙA 2006 – CHUNG CÖ AN DÖÔNG VÖÔNG (LAØO CAI)
GVHD KEÁT CAÁU CHÍNH: THAÀY ÑINH HOAØNG NAM – GVHD THI COÂNG: THAÀY NGUYEÃN VIEÄT TUAÁN
3.6. KIEÅM TRA ÑOÄ VOÕNG SAØN
- Caùc caáu kieän noùi chung vaø saøn noùi rieâng neáu coù ñoä voõng quaù lôùn seõ aûnh
höôûng ñeán vieäc söû duïng keát caáu moät caùc bình thöôøng: laøm maát myõ quan,
laøm bong lôùp oáp traùt, gaây taâm lyù hoaûng sôï cho ngöôøi söû duïng. Do ñoù caàn
phaûi giôùi haïn ñoä voõng do taûi troïng tieâu chuaån gaây ra (tính toaùn theo
traïng thôùi giôùi haïn thöù hai).
- Do beâ toâng laø moät loaïi vaät lieäu ñaøn hoài deûo, khoâng ñoàng chaát vaø khoâng
ñaúng höôùng, thöôøng coù khe nöùt trong vuøng keùo neân khoâng theå söû duïng
ñoä cöùng EI ñaõ ñöôïc hoïc trong moân Söùc beàn vaät lieäu ñeå tính toaùn ñoä voõng
cho baûn saøn. ÔÛ ñoà aùn naøy em söû duïng ñoä cöùng B ñeå tính voõng cho saøn,
ñoä cöùng B phuï thuoäc vaøo 3 yeáu toá sau:
+ Taûi troïng.
+ Tính chaát ñaøn hoài - deûo cuûa beâ toâng.
+ Ñaëc tröng cô hoïc vaø hình hoïc cuûa tieát dieän.
Trang 38
39. ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KYÕ SÖ XAÂY DÖÏNG KHOÙA 2006 – CHUNG CÖ AN DÖÔNG VÖÔNG (LAØO CAI)
GVHD KEÁT CAÁU CHÍNH: THAÀY ÑINH HOAØNG NAM – GVHD THI COÂNG: THAÀY NGUYEÃN VIEÄT TUAÁN
- Choïn oâ saøn S4 (coù dieän tích lôùn nhaát, taûi lôùn nhaát) ñeå tính toaùn ñoä voõng, coù
2
1 2 7,2 6,8 48,96 .
l l m
× = × =
+ Goïi 1
f laø ñoä voõng theo phöông caïnh ngaén, 2
f laø ñoä voõng theo phöông
caïnh daøi.
+ Ñieàu kieän thoûa laø [ ]
1 2
f f f
= ≤ laø ñoä voõng giôùi haïn laáy theo baûng 4 TCVN
356: 2005
=
=
4
1
1
1
4
2
2
2
1
. .
384
1
. .
384
c
ng
c
d
q
f l
B
q
f l
B
Trong ñoù:
+ =
1 2
c c c
q q q laø taûi troïng tieâu chuaån taùc duïng leân saøn ñang xeùt.
1
c
q laø taûi tieâu chuaån truyeàn theo phöông caïnh ngaén: =
+
4
2
1 4 4
1 2
.
c c
l
q q
l l
c
2
q laø taûi tieâu chuaån truyeàn theo phöông caïnh daøi: =
+
4
1
2 4 4
1 2
.
c c
l
q q
l l
1 2
,
B B : laø ñoä cöùng töông ñöông cuûa beâ toâng.
ψ ψ
υ
=
+
0 1
1
.
. . .
a b
s s b bq
h Z
B
E A E A
ψ ψ
υ
=
+
0 2
2
.
. . .
a b
s s b bq
h Z
B
E A E A
Es,Eb: laø moâ ñun ñaøn hoài cuûa theùp vaø beâ toâng.
As: laø dieän tích cuûa coát theùp chòu löïc.
Abq: laø dieän tích quy ñoåi vuøng chòu neùn cuûa beâ toâng: ( )
γ ξ
= + 0
' . .
bq
A b h
1
a
ψ ≤ : laø heä soá xeùt ñeán söï laøm vieäc chòu keùo cuûa beâtoâng naèm giöõa 2 khe
nöùt.
b
ψ : tæ soá giöõa öùng suaát trung bình cuûa thôù beâ toâng ngoaøi cuøng vôùi öùng suaát
neùn ôû thôù beâ toâng ngoaøi cuøng taïi tieát dieän coù khe nöùt. Thöôøng laáy ψ = 0,9
b
- Xaùc ñònh a
ψ
ψ = − ≤
.
1.25 . 1
kc n
a c
R W
S
M
Trang 39
40. ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KYÕ SÖ XAÂY DÖÏNG KHOÙA 2006 – CHUNG CÖ AN DÖÔNG VÖÔNG (LAØO CAI)
GVHD KEÁT CAÁU CHÍNH: THAÀY ÑINH HOAØNG NAM – GVHD THI COÂNG: THAÀY NGUYEÃN VIEÄT TUAÁN
S: heä soá xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa taûi troïng daøi haïn vaø loaïi coát theùp.
Taûi troïng taùc duïng ngaén haïn:
+ S = 1.1: theùp gaân.
S = 1.0: theùp trôn.
+ Taûi troïng taùc duïng daøi haïn:
S = 0.8: caùc loaïi coát theùp.
+ Wn: moâ men khaùng ñaøn hoài deûo cuûa tieát dieän quy ñoåi ngay tröôùc khi nöùt
ñoái vôùi tieát dieän chòu keùo ngoaøi cuøng.
γ γ
= + + ' 2
1 1
(0.292 0.75 0.15 )
n
W bh
+ Ñoái vôùi tieát dieän chöõ nhaät, ta coù:
γ
γ
=
=
1
'
'
1
2 s
s
nA
bh
nA
bh
- Xaùc ñònh bq
A (dieän tích quy ñoåi vuøng beâ toâng neùn)
( )
ξ γ
= + '
0
.
bq
A b h
Trong ñoù
( ) ( )
υ
γ
− +
=
' ' '
'
0
/
c c s
b b h n A
bh
; ( )
ξ
µ
= =
+ +
+
0
1
1 5
1.8
10. .
x
h L T
n
= 2
0
.
c
nc
M
L
R b h
;
δ
γ
= −
÷
÷
'
'
1
2
T ; δ =
'
'
0
c
h
h
; µ =
0
s
A
bh
; = s
b
E
n
E
υ : heä soá ñaøn hoài cuûa beâ toâng, ñaëc tröng cho tính ñaøn hoài – deûo cuûa beâ
toâng vuøng neùn, phuï thuoäc ñoä aåm moâi tröôøng vaø tính chaát daøi haïn hay
ngaén haïn cuûa taûi troïng.
υ = 0,15: taûi troïng daøi haïn.
υ = 0,45: taûi troïng ngaén haïn.
Z1: caùnh tay ñoøn cuûa noäi ngaãu löïc taïi tieát dieän coù khe nöùt.
( )
δγ ξ
γ ξ
+
= −
+
' ' 2
1 0
'
1 .
2
Z h ; ( ) ( )
φ
= − + = − + × =
0
0.5 15 1
,5 0,5 0,8 13,1
bv
h h a cm
+ Do ñoä voõng cuûa saøn theo phöông caïnh ngaén vaø phöông caïnh daøi laø
baèng nhau neân ta chæ caàn tính toaùn ñoä voõng cuûa moät phöông caïnh ngaén.
3.6.1. TÍNH ÑOÄ VOÕNG f1 DO TOAØN BOÄ TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG NGAÉN
HAÏN
- Caét moät daûi coù beà roäng laø 1(m) theo phöông caïnh ngaén ñeå tính toaùn.
- Tieát dieän ñöôïc xem nhö daàm coù tieát dieän bxh = 100x14(cm).
Trang 40
41. ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KYÕ SÖ XAÂY DÖÏNG KHOÙA 2006 – CHUNG CÖ AN DÖÔNG VÖÔNG (LAØO CAI)
GVHD KEÁT CAÁU CHÍNH: THAÀY ÑINH HOAØNG NAM – GVHD THI COÂNG: THAÀY NGUYEÃN VIEÄT TUAÁN
- Taûi troïng tieâu chuaån taùc duïng leân oâ saøn S5 ñöôïc tính nhö sau:
= +
c c c
q g p
Vôùi: = + = + = 2
545 358,29 /1
,2 844 /
c tc tc
s t
g g g daN m
= 2
150 /
c
p daN m
=> = + = + = 2
844 150 994 /
c c c
q g p daN m
- Trong ñoù taûi troïng thöôøng xuyeân vaø taûi troïng taïm thôøi daøi haïn laø:
= 2
874 /
tc
dh
q daN m
=> = = × =
+ +
4 4
2
2
1 4 4 4 4
1 2
7,2
. 994 554 /
6,8 7,2
c c
l
q q daN m
l l
+ Vôùi tieát dieän chöõ nhaät: 100x15(cm).
'
c
b b
=> = ; '
0
c
h = ; coát theùp giöõa saøn laø coát theùp ñôn neân: '
0
s
A =
Vaäy: '
0
γ = ; '
0
δ = ; 0
T = ;
= = × × × =
91 1 2
. . . 0,0188 994 7,2 6,8 915
c
c
M m q l l daNm
= = =
× × ×
2 3 2
0
915
0,029
. 1850 10 1 0,131
c
nc
M
L
R b h
+ Coát theùp boá trí theo phöông caïnh ngaén laø φ8a150 coù AS = 3,35cm2
.
=> µ = =
×
3, 35
0, 26%
100 13,1
= = =
4
4
21.10
7
3.10
a
b
E
n
E
Suy ra: ( ) ( )
ξ
µ
= = = =
+ + + +
+ +
× ×
0
1 1
0,124
1 5 1 5 0,029 0
1.8 1
,8
10. . 10 0,0026 7
x
h L T
n
( ) ( )
ξ γ
= + = + × × = 2
0
' . . 0,124 0 100 13,1 162,44
A b h cm
bq
( ) ( )
δ γ ξ
γ ξ
+ +
= − = − × =
+
+
' ' 2 2
1 0
'
0 0,124
1 . 1 13,1 12,29
2 0 0,124
2
Z h cm
Tính ψ = −
.
1.25 . kc n
a c
R W
S
M
Trang 41
42. ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KYÕ SÖ XAÂY DÖÏNG KHOÙA 2006 – CHUNG CÖ AN DÖÔNG VÖÔNG (LAØO CAI)
GVHD KEÁT CAÁU CHÍNH: THAÀY ÑINH HOAØNG NAM – GVHD THI COÂNG: THAÀY NGUYEÃN VIEÄT TUAÁN
γ γ
= + + ' 2
1 1
(0,292 0,75 0,15 )
n
W bh
+ Ñoái vôùi tieát dieän chöõ nhaät, ta coù:
γ
γ
=
=
1
'
'
1
2 s
s
nA
bh
nA
bh
⇒
γ
× ×
= = =
×
1
2 2 7 3, 35
0, 031
100 15
s
nA
bh
; '
1 0
γ =
+ = + × + × × × =
2 3
(0,292 0,75 0,031 0,15 0) 100 15 7093
n
W cm
Tính ×
= = = >
× 2
. 16 7093
1
,24 1
915 10
kc n
c
R W
m
M
choïn m = 1
=> ψ = − × =
1.25 1 1 0,25
a
Suy ra:
ψ ψ
υ
×
= = =
+
+
× × × × ×
2
0 1
1
5 4
. 13,1 12,29
2102434998 .
0,25 0,9
21 10 3,35 0,45 30 10 162,44
. . .
a b
s s b bq
h Z
B daN cm
E A E A
= 210243daN.m2
+ Ñoä voõng 1
f cuûa baûn saøn S5 laø:
= = × × = =
4 4
1
1
1
1 1 554
. . 6, 8 0, 0146 1
, 46
384 384 210243
c
ng
q
f l m cm
B
3.6.2. TÍNH ÑOÄ VOÕNG f2 DO TAÛI TROÏNG DAØI HAÏN TAÙC DUÏNG NGAÉN
HAÏN
- Taûi troïng daøi haïn taùc duïng: = = 2
874 /
c c
q g daN m
Suy ra: = = × =
+ +
4 4
2
2
1 4 4 4 4
1 2
7,2
. 874 487 /
7,2 6,8
c c
l
q q daN m
l l
+ Moâ men do taûi troïng:
= = × × × =
91 1 2
. . . 0,0188 487 7,2 6, 8 448
c
c
M m q l l daNm
= = =
× × ×
2 3 2
0
448
0,0141
. 1850 10 1 0,131
c
nc
M
L
R b h
Trang 42
43. ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KYÕ SÖ XAÂY DÖÏNG KHOÙA 2006 – CHUNG CÖ AN DÖÔNG VÖÔNG (LAØO CAI)
GVHD KEÁT CAÁU CHÍNH: THAÀY ÑINH HOAØNG NAM – GVHD THI COÂNG: THAÀY NGUYEÃN VIEÄT TUAÁN
( ) ( )
ξ
µ
= = = =
+ + + +
+ +
× ×
0
1 1
0,13
1 5 1 5 0,0141 0
1.8 1
,8
10. . 10 0,0026 7
x
h L T
n
( ) ( )
ξ γ
= + = + × × =
' 2
0
. . 0,13 0 100 13,1 170,3
bq
A b h cm
( ) ( )
δ γ ξ
γ ξ
+ +
= − = − × =
+
+
' ' 2 2
1 0
'
0 0,13
1 . 1 13,1 12,25
2 0 0,13
2
Z h cm
+ Tính
×
= = = >
× 2
. 16 7093
2, 53 1
448 10
kc n
c
R W
m
M
=> laáy m=1
=> ψ = − × =
1.25 1 1 0.25
a
Suy ra:
ψ ψ
υ
×
= = =
+
+
× × × × ×
2
0 1
1
5 4
. 13,1 12,25
2148742763 .
0,25 0,9
21 10 3,35 0,45 30 10 170,3
. . .
a b
s s b bq
h Z
B daN cm
E A E A
= 214874 daN.m2
+ Ñoä voõng f2 cuûa baûn saøn S5 laø:
= = × × = =
4 4
1
2
1
1 1 487
. . 6,8 0,0126 1
,26
384 384 214874
c
ng
q
f l m cm
B
3.6.3. TÍNH ÑOÄ VOÕNG f3 DO TAÛI TROÏNG DAØI HAÏN TAÙC DUÏNG DAØI HAÏN
- Taûi troïng daøi haïn taùc duïng: = = 2
874 /
c c
q g kN m
Suy ra: = = × =
+ +
4 4
2
2
1 4 4 4 4
1 2
7,2
. 874 487 /
7,2 6,8
c c
l
q q kN m
l l
+ Moâ men do taûi troïng:
= = × × × =
91 1 2
. . . 0.0188 487 7, 2 6, 8 448
c
c
M m q l l daNm
= = =
× × ×
2 3 2
0
448
0, 0141
. 1850 10 1 0,131
c
nc
M
L
R b h
( ) ( )
ξ
µ
= = = =
+ + + +
+ +
× ×
0
1 1
0,13
1 5 1 5 0,0141 0
1.8 1.8
10. . 10 0,0026 7
x
h L T
n
Trang 43
44. ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KYÕ SÖ XAÂY DÖÏNG KHOÙA 2006 – CHUNG CÖ AN DÖÔNG VÖÔNG (LAØO CAI)
GVHD KEÁT CAÁU CHÍNH: THAÀY ÑINH HOAØNG NAM – GVHD THI COÂNG: THAÀY NGUYEÃN VIEÄT TUAÁN
( ) ( )
ξ γ
= + = + × × =
' 2
0
. . 0,13 0 100 13,1 170,3
bq
A b h cm
( ) ( )
δ γ ξ
γ ξ
+ +
= − = − × =
+
+
' ' 2 2
1 0
'
0 0,13
1 . 1 13,1 12,25
2 0 0,13
2
Z h cm
+ Tính
×
= = = >
× 2
. 16 6250
2,28 1
438 10
kc n
c
R W
m
M
=> laáy m = 1.
=> ψ = − × =
1.25 0.8 1 0.45
a
Suy ra:
ψ ψ
υ
×
= = =
+
+
× × × × ×
2
0 1
1
5 4
. 13,1 12,25
1556310023 .
0,45 0,9
21 10 3,35 0, 45 30 10 170,3
. . .
a b
s s b bq
h Z
B daN cm
E A E A
= 155631 daN.m2
+ Ñoä voõng f3 cuûa baûn saøn S5 laø:
= = × × = =
4 4
1
3
1
1 1 487
. . 6,8 0,0174 1
,74
384 384 155631
c
ng
q
f l m cm
B
+ Vaäy ñoä voõng toaøn phaàn cuûa saøn S5 laø: = − + = − + =
1 2 3
1,46 1,26 1,74 1,94
f f f f cm
+ Ñoä voõng giôùi haïn: [f] = 3cm
⇒
= < =
1
,94 3
f cm f cm
=> Vaäy saøn S5 thoûa veà ñieàu kieän ñoä voõng.
3.7. KIEÅM TRA KHAÛ NAÊNG CHOÁNG XUYEÂN THUÛNG CUÛA SAØN
- Kieåm tra khaû naêng choáng xuyeân thuûng cho baûn saøn beâ toâng daøy15 cm. ÔÛ
ñaây ta khoâng keå ñeán söï tham gia cuûa coát theùp trong vieäc choáng xuyeân
thuûng. Chính vì vaäy, khaû naêng choáng xuyeân thuûng thöïc teá cuûa saøn BTCT
seõ cao hôn keát quaû maø ta tính toaùn sau ñaây.
- Xeùt löïc xuyeân thuûng do taám töôøng ngaên ñaët treân saøn gaây ra, caét töôøng
ra töøng meùt daøi ñeå tính toaùn kieåm tra khaû naêng choáng xuyeân thuûng cuûa
saøn.
- Xeùt töôøng 100: löïc taùc duïng cuûa taám töôøng cao 3,45m, daøi 1m, roäng
0,1m).
P = lt x hr x bt x γt =1x 3,45 x 0,1 x1800 = 621daN.
Trang 44
45. ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KYÕ SÖ XAÂY DÖÏNG KHOÙA 2006 – CHUNG CÖ AN DÖÔNG VÖÔNG (LAØO CAI)
GVHD KEÁT CAÁU CHÍNH: THAÀY ÑINH HOAØNG NAM – GVHD THI COÂNG: THAÀY NGUYEÃN VIEÄT TUAÁN
- Thaùp xuyeân thuûng do ñoaïn töôøng 1m gaây ra ñöôïc minh hoïa nhö treân hình
- Khaû naêng choáng xuyeân thuûng cuûa beâ toâng:
P 0.75Rbtbtbho
bbt : giaù trò trung bình cuûa chu vi hai ñaùy cuûa thaùp neùn thuûng, ñaùy lôùn laáy
ôû möùc coát theùp.
( )
( ) ( )
× + + + +
= = × + + = × + + × =
0
0
2 2( 4 )
2 4 2 0,1 1 4 0,131 2,724
2
bt
b l b l h
b b l h m
- Khaû naêng choáng xuyeân thuûng:
= = × × × =
0.75 0,75 105000 2,721 0,131 28070
bt tb o
Q R b h daN
= < =
621 28070
P daN P daN neân saøn ñaûm baûo khaû naêng choáng xuyeân
thuûng.
- Töông töï xeùt töôøng 200: Löïc taùc duïng cuûa taám töôøng cao 3,46m, daøi 1m,
roäng 0,2m): P = 1242daN < [Q] = 301647daN neân saøn ñaûm baûo khaû naêng
choáng xuyeân thuûng.
CHÖÔNG 4. TÍNH TOAÙN VAØ CAÁU TAÏO CAÀU THANG
4.1. KIEÁN TRUÙC
- Phöông aùn chòu löïc: coâng trình coù kích thöôùc lôùn, khoâng gian roäng neân
nhieàu ngöôøi ñi laïi do ñoù trong baûn veõ kieán truùc ñöôïc boá trí nhieàu caàu
thang ñeå deã löu thoâng.
- Caàu thang boä choïn caàu thang giöõa hai khung truïc 4 – 5, khung truïc A – B
ñeå thieát keá.
Trang 45
SAØN DAØY 150
cm
46. ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KYÕ SÖ XAÂY DÖÏNG KHOÙA 2006 – CHUNG CÖ AN DÖÔNG VÖÔNG (LAØO CAI)
GVHD KEÁT CAÁU CHÍNH: THAÀY ÑINH HOAØNG NAM – GVHD THI COÂNG: THAÀY NGUYEÃN VIEÄT TUAÁN
4.2. THIEÁT KEÁ CAÀU THANG TAÀNG ÑIEÅN HÌNH
4.2.1. PHÖÔNG AÙN CHÒU LÖÏC
- Caàu thang taàng ñieån hình cuûa coâng trình naøy laø caàu thang daïng baûn 2
veá, tính toaùn caàu thang theo daïng baûn chòu löïc. Do 2 veá coù sô ñoà tính
gioáng nhau neân ta tính toaùn cho 1 veá vaø boá trí theùp cho veá coøn laïi.
+ Chieàu cao taàng laø 3,6m.
+ Chieàu cao baäc laø 150mm.
+ Chieàu roäng baäc laø 300mm.
+ Moãi veá coù 12 baäc.
4
5
B A
150
300
400
450
150
400
450
150
1500
400
1500
1550
1150 3300 1550
1800
1800
3600
200
1
5
0
- Goùc nghieâng cuûa caàu thang:
α α
= = = ⇒ = 0
150
0, 5 26, 6
300
h
tg
b
- Sô boä choïn chieàu daøy baûn thang: hbt = 15cm.
- Vaät lieäu söû duïng:
+ Beâ toâng B25 coù: Rb = 14.5MPa; Rbt = 1,05(MPa).
+ Theùp AIII φ ≥
( 10) : Rs = Rsc = 365MPa; Rsw = 365(MPa).
Trang 46
47. ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP KYÕ SÖ XAÂY DÖÏNG KHOÙA 2006 – CHUNG CÖ AN DÖÔNG VÖÔNG (LAØO CAI)
GVHD KEÁT CAÁU CHÍNH: THAÀY ÑINH HOAØNG NAM – GVHD THI COÂNG: THAÀY NGUYEÃN VIEÄT TUAÁN
+ Theùp AI φ <
( 10) : Rs = Rsc = 225MPa; Rsw = 175(Mpa).
- Caáu taïo baûn thang:
LÔÙP GAÏCH CERAMIC 10 mm
LÔÙP VÖÕA LOÙT 15 mm, M75
XAÂY GAÏCH THEÛ VÖÕA XAÂY M75
BAÛN BTCT DAØY 150 mm
LÔÙP VÖÕA TRAÙT DAØY 15mm M75
300
150
4.2.2. TAÛI TROÏNG
4.2.2.1. TAÛI TROÏNG TREÂN BAÛN THANG (q1)
- TÓNH TAÛI:
+ Baäc thang:
γ × × ×
= =
+
× × ×
=
+
2
2 2
2 2
1
, 2 1800 0, 3 0,15
145( / )
2 0, 3 0,15
1.2
2
b b b
b
b b
daN m
h l
g
h l
+ Gaïch loùt neàn:
γ δ
× × × +
=
+
2 2
)
1.2 (
d
d b b
d
b b
h l
g
h l
× × × +
= =
+
2
2 2
1
, 2 2000 0,01 (0, 3 0,15)
33( / )
0, 3 0,15
daN m
+ Baûn beâ toâng: γ
= ×
× = × × = 2
1.1 1,1 2500 0,15 412,5( / )
ban ban ban
g h daN m
+ Vöõa traàn: δ
γ
= ×
× = × × = 2
1.3 1
,3 1800 0,03 70,2( / )
vua vua vua
g daN m
⇒ Toång tónh taûi taùc duïng leân baûn thang theo phöông nghieâng laø:
g’
= gb + gñ + gbaûn + gvöõa = 145 + 33 +412,5 + 70,2 = 660,7(daN/m2
).
+ Theo phöông thaúng ñöùng laø:
α
′
= = = 2
1
1
660,7
739( / )
cos cos26, 6o
g
g daN m
Trang 47