Excel tính toán bản thang - Ứng dụng

1. Tính toán hình học cầu thang

a. Xác định kích thước cơ bản

• Chiều cao tầng (H): Từ mặt sàn dưới đến mặt sàn trên.

• Chiều dài chiếu nghỉ (L): Phụ thuộc vào mặt bằng.

• Số bậc thang (n): Theo công thức:

  $$n = \frac{H}{h}$$

  Trong đó:

  • $h$: chiều cao 1 bậc, thường từ 150–180mm.

  • $b$: chiều rộng mặt bậc (phản bậc), thường 250–300mm.

Áp dụng công thức dân gian:

b. Xác định mặt bằng và mặt cắt cầu thang

• Xác định kiểu thang: 1 vế, 2 vế, 3 vế, thang chữ U, chữ L,...

• Tính góc nghiêng cầu thang:

  $$\tan(\alpha) = \frac{h}{b}$$

2. Tải trọng tác dụng lên cầu thang

a. Tải trọng tĩnh (tự trọng bản thang)

• Tính theo diện tích bản:

  $$G = d \times b \times \gamma_{bt}$$

  Trong đó:

  • $d$: chiều dày bản thang (khoảng 100–120mm).

  • $\gamma_{bt}$: trọng lượng riêng BTCT ≈ 25 kN/m³.

Có thể làm bản dầm nghiêng hoặc bản dầm cong tùy điều kiện.

b. Hoạt tải (tải trọng sử dụng)

Theo TCVN 2737:1995:

• 2.0 – 3.0 kN/m² đối với nhà ở dân dụng.

• Có thể lớn hơn nếu là thang công cộng, nhà công nghiệp,…

3. Tính toán kết cấu bản thang

a. Giả thiết kết cấu

• Bản dầm nghiêng kê 2 đầu hoặc bản liên tục.

• Tính như dầm nghiêng bản rộng chịu uốn.

b. Chiều dày bản (ước tính ban đầu)

c. Tính mô men uốn

• Nếu bản kê 2 đầu:

• Trong đó:

  • $q$: tải trọng phân bố (kN/m).

  • $l$: chiều dài nghiêng bản.

4. Bố trí cốt thép chịu lực

a. Tính cốt thép uốn theo mô men M

Trong đó:

• $R_s$: cường độ chịu kéo của thép (thường 210 MPa cho CB240T hoặc 280 MPa cho CB300V).

• $z \approx 0.9h$

b. Cốt thép cấu tạo

• Bố trí thép phân bố ngang dọc (Ø6a150 hoặc Ø8a200).

• Tăng cường tại gối, tại giữa nhịp nếu bản liên tục.

5. Một số lưu ý thực tế

• Chiều cao bậc không nên quá cao gây mỏi chân, không quá thấp gây chiếm diện tích.

• Chiếu nghỉ nên dài từ 0.9 – 1.2m.

• Thép đặt dọc theo phương nghiêng (dọc thân cầu thang).

• Cốt pha và thép phải được triển khai chính xác theo bản vẽ hình học nghiêng.

Ví dụ cụ thể

Tính cầu thang nhà dân cao tầng 3m, 2 vế thang, có chiếu nghỉ, mỗi bậc cao 150mm, rộng 270mm.

• Số bậc = 3000 / 150 = 20 bậc → chia đều 10 bậc mỗi vế.

• Góc nghiêng: tan(α) = 150/270 ≈ 29°.

• Chiều dài bản nghiêng mỗi vế ≈ √(10² × (150² + 270²)) = 3.0m.

• Chiều dày bản thang: h = 120mm.

• Tải trọng:

  • Tự trọng bản: 0.12 × 25 = 3.0 kN/m².

  • Hoạt tải: 2.0 kN/m².
    → Tổng: 5.0 kN/m².

Tính mô men tại nhịp:

Tính cốt thép:

→ Dùng 2 thanh Ø12 (2 × 113 = 226 mm²/m) hoặc 3 thanh Ø10 (3 × 78 = 234 mm²/m).