Đối với bất cứ công trình xây dựng nào, hệ thống giao thông đi lại cực kì quan trọng. Cầu thang trong thiết kế nhà ở, biệt thự đóng vai trò tham gia giao thông theo chiều đứng của công trình, có tác dụng liên kết giữa các tầng trong ngôi nhà. Đặc biệt là thi công và thiết kế cầu thang bê tông cốt thép trong xây dựng dân dụng hiện nay.
Hiện nay, cầu thang bê tông cốt thép được sử dụng rất phổ biến do có nhiều ưu điểm, thay thế dần các loại cầu thang truyền thống như cầu thang gỗ, cầu thang thép…
Ưu và nhược điểm của cầu thang bê tông cốt thép
Cầu thang bê tông cốt thép có nhiều ưu điểm là vững chắc, bền lâu, chịu lửa cao, tạo được nhiều hình dạng đep, do đó cầu thang bê tông cốt thép được sử dụng phổ biến rộng rãi ở hầu hết các công trình kiến trúc. Đặc biệt là trong các công trình nhà ở dân dụng từ thiết kế nhà 2 tầng trở lên.
Nhược điểm của cầu thang bê tông cốt thép là khá nặng nề, khó sửa chữa.
Các loại cầu thang bê tông cốt thép
Cầu thang bê tông cốt thép có 2 loại bao gồm: Cầu thang bê tông cốt thép toàn khối và cầu thang bê tông cốt thép lắp ghép. Đặc điểm và cấu tạo thiết kế các loại cầu thang bê tông cốt thép này như sau:
Cấu tạo thiết kế cầu thang bê tông cốt thép toàn khối
Thiết kế cầu thang bê tông cốt thép toàn khối: Là loại cầu thang được thi công tại chỗ ( Ghép cốp pha, đặt sắt thép và đổ bê tông liền khối tại chỗ). Do đó không bị hạn chế bởi điều kiện tiêu chuẩn hóa, có thể thiết kế hình thức phong phú đa dạng theo như mong muốn, kết cấu có độ bền vững cao, nhưng tốc độ thi công chậm, tốn nhiều cốp pha ( ván khuôn). Cầu thang bê tông cốt thép toàn khối có thể phân chia theo hình thức kết cấu bản và bản dầm.
Loại này thường áp dụng cho các công trình đơn chiếc ( không điển hình), trong nhà có nhiều kiểu, nhiều cỡ cầu thang khác nhau, số lượng vế thang giống nhau ít.
Cấu tạo cầu thang bê tông cốt thép toàn khối như sau:
Thang bê tông cốt thép toàn khối cơ bản có 2 loại khác nhau:
- Loại vế thang kiểu bản chịu lực ( không có dầm cốn).
- Loại vế tháng kiểu bản có dầm cốn chịu lực
Loại vế thang kiểu bản chịu lực ( không có dầm cốn):
Kết cấu chính là bản bê tông cốt thép nằm nghiêng chịu toàn bộ tải trọng của vế thang, chiều chịu lực chính là điều dọc bản vế, phía trên xây bậc gạch. Thông thường bản chịu lực được kế vào dầm ngang cầu thang ở hai đầu phía trên và phía dưới vế thang ( Nơi giáp với mặt phẳng chiếu nghỉ và chiếu tới). Cũng có trường hợp người ta làm bản nghiêng vế thang liền với bản chiếu nghỉ, chiếu tới tạo thành bản gấp khúc chịu lực không có dầm ngang ( chốn dầm)
Loại này chỉ nên thiết kế cho các vế thang có chiều dài <= 3m chiều dày bản
Bê tông dày hơn loại có dầm cốn ( thường dầy 100:120)
Loại vế thang kiểu bản có dầm cốn chịu lực
(Dầm cốn là dầm nghiêng dọc theo vế thang, có thể nằm ở mép biên hoặc nằm trong lòng vế thang tùy theo hình thức thiết kế).
Kết cấu chính là bản nghiên kết hợp với dầm cốn chịu lực. Ưu điểm là có thể vượt được các chiều dài lớn của vế thang nhờ có dầm cốn, chiều dày bản mỏng hơn ( 50:80) Tùy theo chiều rộng vế thang vì chiều chịu lực chính theo phương ngang bản vế. Dầm cốn cũng được kê lên dầm ngang ở 2 đầu trên và dưới hoặc nối với dầm dọc kê lên tường.
Bậc thang loại này có thể xây gạch hoặc đúc bê tông cốt thép theo hình răng cưa thay cho bản thang luôn
Độ cao và độ dày của dầm cốn cũng tùy theo độ dài và rộng của vế thang.
( Ví dụ một vế thang dài 3m , rộng 1.4m có dầm 2 cốn 2 bên, dầm cốn có thể cao 300 và dày 100, ..) Khi thiết kế và thi công người ta có thể tận ụng một bên vế thang kê vào tường thang cho 1 dầm cốn bên trong, hoặc chỉ làm 1 cốn ở giữa hoặc cả 2 dầm cốn đều thụt vào trong là tùy thuộc vào người thiết kế thẩm mỹ.
Thiết kế cầu thang bê tông cốt thép lắp ghép
Cầu thang bê tông cốt thép lắp ghép: Là loại thang mà các bộ phận cấu kiện của thang được đúc sẵn ở nơi sản xuất, sản xuất hàng loạt rồi đem đến lắp ráp tại công trình. Loại này có ưu điểm là thi công nhanh, tiết kiệm vật tư vật liệu, tiết kiệm sức lao động, công nghiệp hóa xây dựng.
Nhược điểm của loại cầu thang bê tông cốt thép lắp ghép là phụ thuộc vào các điều kiện tiêu chuẩn hóa nên thường có hình thức đơn giản, không phong phú, …. Vì thế không
Loại cầu thang này; thường áp dụng cho công trình kiến trúc đã được điển hình hóa để xây dựng hàng loạt. Ví dụ như: Nhà ở chung cư, hay các mẫu trường học, bệnh viện, nhà trẻ…
Cấu tạo thiết kế cầu thang bê tông cốt thép lắp ghép như sau:
Về hình thức và mức độ lắp ghép có nhiều cách khác nhau, có thể là bán lắp ghép; hay lắp ghép hoàn toàn với các cấu kiện nhỏ, cấu kiện trung bình hay cấu kiện lớn.
-
Thiết kế cầu thang bê tông cốt thép bán lắp ghép
Trường hợp này, bộ phận chịu lực chính của thang; ( dầm cốn, dầm ngang) được đổ bên tông cột thép th tại chỗ hoặc xây tường đỡ. Bộ phận lắp ghép là các bậc thang bê tông cột thép đúc sẵn với nhiều dạng khác nhau; ( bản chữ nhật, chữ L, bậc tam giác…)
Loại này thi công đơn giản; có thể sử dụng vật liệu địa phương; và kĩ thuật thủ công đơn giản song mức độ công nghiệp hóa còn thấp.
-
Thiết kế cầu thang bê tông cốt thép lắp ghép hoàn toàn
Tùy theo trọng trọng lượng cấu kiện người ta chia thành các loại: Lắp ghép cấu kiện nhỏ; cấu kiện trung bình và cấu kiện lớn,
Lắp ghép cấu kiện nhỏ; Gồm các cấu kiện bậc thang, dầm cốn ( dầm nghiêng), dầm đỡ chiếu nghỉ, chiếu tới.
Lắp ghép cấu kiện trung bình; Vế thang ( chân thang) được chia nhỏ thành các dải có chiều rộng 30:60 cm; tùy thuộc theo trọng lượng các cấu kiện để lắp ghép. Đôi khi mỗi phần này có gắn liền cả chiếu nghỉ, chiếu tới. Mặt khác để tiết kiệm và giảm bớt trọng lượng người ta có thể đúc rỗng với các cấu kiện.
Lắp ghép cấu kiện lớn: Thường chỉ gồm có 2 cấu kiện: Vế thang ( thân thang) và chiếu nghỉ. Để giảm bớt trọng lượng cũng như có thể đúc rỗng cấu kiện. Ngoài ra có thể đúc liền với chiếu nghỉ và tạo chiếu tới; tạo thành một cấu kiện lớn khá hoàn chỉnh, hai đầu gối thẳng vào tường chịu lực.
-
Chi tiết cấu tạo các mối nối của cầu thang bê tông cốt thép lắp ghép
Khi thiết kế lắp ghép cần chú ý đến chi tiết mối nối liên kết giữa các cấu kiện. Mối nối giữa các cấu kiện nhỏ thường để một bên có lớp thép chờ chôn sẵn; và một bên có lỗ chờ để 2 bên có thể lắp ghép vào nhau; rồi chèn đẩy vữa xi măng cát mác 100 vào lỗ; để giữ chặt liên hế và bảo vệ cốt thép; ( có thể dùng bê tông đá nhỏ mác 200 để chèn thì tố hơn nếu lỗ chờ đủ to)
Mối nối giữa các cấu kiện lớn thì cả 2 bên gối đều để các râu thép chờ sẵn; khi lắp ghép sẽ hàn nối các rấy thép đó với nhau rồi đổ bê tông đá nhỏ mác 200 chặt kín mối nối; làm liền khối 2 cấu kiện với nhau.
Đối với các đầu chờ mối nối cần hết sức chú ý vị trí các râu thép chờ; lỗ chờ đổ bê tông cho thật chính xác để tránh sự sai lệch không lắp ghép được; sau này hoặc khó lắp…
Ngoài ra cần lưu ý bề mặt tiếp xúc của các cấu kiện làm gối; tự cần phải trải một lớp vữa xi măng cát mác 100 ( hoặc bê tông đá nhỏ mác 200); để cấu kiện liên hết với nhau được êm chắc chịu lực phân bố đều. Lớp vữa này dày 10:20mm. Các mối nối trước khi đổ bê tông; hay chèn vữa xi măng cần phải vệ sinh sạch sẽ; tưới nước và tưới một lớp nước xi măng nguyên chất tạo độ bám dính cho vữa và bê tông.
