Cầu thang xoắn ốc giúp tiết kiệm diện tích, thích hợp cho những không gian hẹp. Nó cũng được dùng như cầu thang phụ ngoài trời. Ở những tòa nhà lớn hoặc công trình công cộng, cầu thang này giúp làm mềm kiến trúc.
Thiết
kế kiến trúc
Bản vẽ cầu thang xoắn
Cầu thang xoắn ốc giúp tiết kiệm diện tích, thích hợp cho
những không gian hẹp. Nó cũng được dùng như cầu thang phụ ngoài trời. Ở những
tòa nhà lớn hoặc công trình công cộng, cầu thang này giúp làm mềm kiến trúc.
Trong những căn phòng chật hẹp, luồng khí lưu thông không
tốt. Khi đó, nên dùng cầu thang xoắn ốc để giúp luồng khí chuyển động liên tục
và mạnh mẽ hơn cầu thang thẳng. Tuy nhiên, loại thang này có nhược điểm là khả
năng phân tán khí vào các phòng sẽ không đều như cầu thang thông thường.
Khi thiết kế cầu thang xoắn ốc, cần lưu ý đến độ rộng của
khoang cầu thang. Đường kính phải đạt từ 1,5 đến 2 m. Khoang cầu thang quá chật
sẽ tạo cảm giác khó chịu khi di chuyển.
Điểm đặc biệt của cầu thang xoắn ốc là không có chiếu nghỉ,
vì vậy, nên thiết kế bậc thang có độ cao vừa phải. Tránh tiết kiệm diện tích mà
bậc thang quá cao, dẫn đến việc lên xuống khó khăn, di chuyển nhiều dễ mỏi
chân.
Nhìn từ trên cao, cầu thang xoắn trôn ốc sẽ tạo hình thành
một lỗ hổng thoát khí. Chính vì thế, nên đặt vài chậu cây cảnh ngay chân cầu
thang để giữ khí trong nhà.
Ngoài ra, ở khoảng trần ngay ở phía trên cầu thang, cũng nên
bố trí đèn chiếu xuống khoang bên dưới. Như vậy sẽ đảm bảo an toàn hơn khi lên
xuống vào ban đêm.
Một
số hình ảnh cầu thang xoắn đẹp
Mô hình hóa cầu thang xoắn bằng SAP2000
Có thể sử dụng SAP2000 hay Staad Pro để mô hình hóa cầu
thang xoắn theo phương pháp phần tử hữu hạn để có nội lực chính xác rồi tính thép
theo tiêu chuẩn.
Để tính cầu thang xoắn dạng bản, phải dùng phần tử Shell để
tạo mô hình. Mỗi phần tử Shell là một hình tứ giác (hoặc tam giác) có chiều dày
t [m] dùng để thay cho một phần kết cấu tấm (vỏ) trong thực tế. khi tạo phần tử
Shell, SAP2000 gắn vào nó một hệ trục 1-2-3 (trục 1 và 2 nằm trong mặt phẳng
của phần tử Shell). Có thể xoay cho phương 1 Local của các phần tử Shell dọc
theo phương chiều dài thang, trục 2 theo chiều ngang của thang. Sau khi giải
xong, SAP2000 xuất ra các giá trị nội lực màng F11, F22 [kG/m] và mômen màng M11,
M22 [kGm/m].
Để tính lượng cốt thép phân bố theo phương dọc thang (phương
local 1 của các Shell) tại một vị trí bất kỳ, cần đọc giá trị F11 và M11 tại vị
trí đó (trên biểu đồ). Tưởng tượng đang tính một cấu kiện BTCT chịu nén lệch
tâm đặt thép không đối xứng (hay đối xứng) có chiều cao tiết diện là t [m],
chiều rộng 1 [m], chịu lực dọc trục F11*1 [kG] và mômen uốn M11*1 [kGm]. lượng
cốt thép tính được là cm2/m bề rộng, chọn đường kính thép rồi suy ra khoảng
cách giữa các thanh (phân bố theo phương dọc thang tại điểm xét). {Và để tính
thép theo phương ngang dùng các giá trị F22, M22 tính tương tự}.
Trong thang ta chỉ cần tính ở vài điểm mà thôi (căn cứ trên
biểu đồ F11, M11, F22 và M22)
Trong các kết cấu vỏ mõng, ta phải kiểm tra thêm ứng suất kéo
chính trong bê-tông và điều kiện ổn định của tấm chịu nén Chú ý kiểm tra xoắn
của bản thang, mômen xoắn này đặc biệt lớn trong trường hợp thang xoay góc 270
độ (1/3 - 1/4 vòng tròn) tại vị trí biên ngoài của thang, khoảng 1/2 nhịp
thang. ngoài ra để an toàn thì tính toán bố trí thép thì chỉ cần tính theo
mômen tại 2 đầu ngàm của thang rồi bố trí đều cho toàn bộ tiết diện thang là
xong. trong tính toán thang xoắn thì cậu nên chú ý đến mômen xoắn, thang xoắn
đơn giản nhất là thang có góc xoay đủ 360 độ.