XÁC LẬP HỆ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH

BÀI THUYẾT TRÌNH NHĨM 2
ĐỀ TÀI : XÁC LẬP HỆ
KẾT CẤU CƠNG TRÌNH
GVHD : ThS ĐỖ HUY THẠC

TP. HỒ CHÍ MINH NGÀY 18 THÁNG 9 NĂM 2018


NỘI DUNG THUYẾT TRÌNH

I

II

PHẦN LÍ THUYẾT

ỨNG DỤNG VÀO CƠNG TRÌNH


I: PHẦN LÝ THUYẾT
1: PHẦN MÁI.

2: PHẦN THÂN.

3: PHẦN NGẦM.


1: PHẦN MÁI
Lựa chọn vật liệu mái:

Mái của nhà ở cao tầng phải đảm bảo chức năng cách nhiệt và chống thấm. Cần lựa chọn vật liệu và kết cấu mái phù hợp với
yêu cầu cách nhiệt, chống ẩm và thốt nước mưa.
Trên mái nhà ở cao tầng có thể lắp đặt bể nước, các miệng hút, xả khí, điều hồ trung tâm (nếu có), thang máy, thiết bị chun
dụng …
Trên mái phải có hệ thống thu nước mưa bằng sênơ dẫn đến các đường ống đứng thốt nước xuống hệ thống thốt nước ngồi
nhà.
Phải có biện pháp chống đọng sương, chống thấm và chống ẩm cho lớp cách nhiệt của mái.


2: PHẦN THÂN


SƠ LƯỢC VỀ CƠNG TRÌNH

Vị trí: 29 Phan Chu Trinh, Vạn Thạnh, NhaTrang, Khánh Hịa
Diện tích khu đất: 2.041,2 m2
Mật độ xây dựng: 51%
Quy mô: 30 tầng không kể tầng hầm.
Tổng số căn: 209 căn hộ, 100 Hotel và 40 Condotel
=> Cơng trình là nhà cao tầng loại 3: 26 -> 40 tầng (cao nhất 100m).
Lựa chọn kết cấu khung bê tơng cốt thép là hệ chịu lực chính cho cơng trình.


A: HỆ KẾT CẤU
1. Đặc điểm chịu lực nhà cao tầng.

Do số lượng tầng nhiều nên tải trọng bản thân và tải trọng sử dụng thường rất lớn, thường bố trí trên mặt bằng nhỏ, nên cấu tạo móng rất phức tạp. Vì vậy đa số
cơng trình đều lựa chọn giải pháp móng sâu (móng cọc đóng, cọc khoan nhồi..);
Nhà cao tầng thường rất nhạy cảm đến độ lún lệch của móng. Nó ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của cơng trình do độ cao cơng trình rất lớn.

Chịu tác dụng của tải trọng ngang lớn như: gió, động đất…
Khả năng đảm bảo về thơng gió, cấp thốt nước, phịng chống cháy nổ, giao thơng... là rất phức tạp.


A: HỆ KẾT CẤU
2. Đặc điểm sử dụng vật liệu
Nhà cao tầng yêu cầu khắc khe về vật liệu chịu lực và bao che.
- Trong nhà cao tầng các cấu kiện đều chịu các tải trọng thẳng đứng và tải trọng
ngang lớn. Để đủ khả năng chịu lực đồng thời đảm bảo tiết diện các kết cấu thanh như cột, dầm, các kết cấu bản nhƣ sàn, tường có kích thước hợp lý, phù hợp
với giải pháp kiến trúc mặt bằng và không gian sử dụng, vật liệu dùng trong kết cấu nhà cao tầng cần có cấp độ bền chịu kéo, nén, cắt cao. Thường dùng bê tông
B25 đến B60 (tương đương mác 300 đến 800) và cốt thép có giới hạn chảy từ 300 MPa trở lên.
- Khi nhà cao trên 30 tầng nhất thiết phải dùng bê tơng có cấp cường độ cao, bê tơng ứng lực trước hay bê tông cốt cứng (hàm lượng cốt thép cứng µ≤15%)
hoặc dùng kết cấu thép hoặc kết cấu thép - bê tông liên hợp.


A: HỆ KẾT CẤU
2. Đặc điểm sử dụng vật liệu
- Trong nhà cao tầng thường sử dụng các lưới côt rộng từ (6x6)m2 trở lên nhưng chiều cao tầng điển hình thường khơng lớn, nên giải pháp kết cấu sàn phải lựa
chọn sao cho các dầm đỡ sàn có chiều cao tối thiểu. Bởi vậy bê tông ứng lực trước thường được sử dụng cho kết cấu sàn đổ toàn khối hay lắp ghép nhất là hệ
sàn phẳng không dầm. Ngoài kết cấu chịu lực, kết cấu bao che trong nhà cao tầng cũng chiếm tỷ lệ đáng kể trong tổng khối lượng cơng trình. Bởi vậy cần sử
dụng các vật liệu nhẹ, có khối lượng riêng nhỏ, tạo điều kiện giảm đáng kể không những chỉ dối với tải trọng thẳng đứng mà còn cả đối với tải trọng ngang do
lực quán tính gây ra.


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng
A) THEO PHƯƠNG ĐỨNG

Các cấu kiện chịu lực chính tạo thành các hệ chịu lực nhà cao tầng bao gồm: Cấu kiện dạng thanh: cột, dầm, thanh chống,
thanh giằng; Cấu kiện dạng tấm: Tường (vách), sàn. Trong nhà cao tầng, khi có sự hiện diện của các khung thì tuỳ theo các

làm việc của các cột trong khung mà hệ kết cấu chịu lực được phân thành các loại sơ đồ: sơ đồ khung; sơ đồ giằng; và sơ đồ
khung- giằng.


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng
A) THEO PHƯƠNG ĐỨNG

- Hệ cơ bản:kết cấu khung, kết cấu tường(vách),kết cấu lõi, kết cấu ống…
- Hệ hỗn hợp :là các hệ chịu lực được tổ hợp từ 2-3 loại cấu kiện cơ bản trở lên: kết cấu khung- vách;kết cấu khung -vách- lõi;
…


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng
A) THEO PHƯƠNG ĐỨNG
- Hệ cơ bản:
+ Kết cấu khung:
Các khung ngang và khung dọc liên kết thành 1 khung phẳng hoặc khung
không gian, tải lên khung bao gồm tải trong theo phương đứng và phương ngang. Để đảm bảo độ cứng tổng thể cho cơng trình nút khung phải là nút cứng
Khung thuần túy nên sử dụng cho nhà có chiều cao dƣới 40 m. Trong kiến trúc
nhà cao tầng ln có những bộ phận như hộp thang máy, thang bộ, tường ngăn hoặc bao che liên tục trên chiều cao nhà có thể sử dụng như lõi, vách cứng nên hệ kết
cấu khung chịu lực thuần tuý trên thực tế không tồn tại.


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng

- Hệ kết cấu khung sử dụng hiệu quả cho cơng trình có khơng gian lớn, bố trí nội thất linh hoạt, phù hợp với nhiều loại công trình. Tuy nhiên hệ khung có khả
năng chịu cắt theo phương ngang kém. Ngồi ra hệ thống dầm thường có chiều cao lớn nên ảnh hưởng đến không gian sử dụng và làm tăng độ cao của cơng

trình.
- Chiều cao nhà thích hợp cho kết cấu BTCT là khơng q 30 tầng. Nếu trong
vùng có động đất từ cấp 8 trở lên thì chiều cao khung phải giảm xuống. Chiều cao tối đa của ngơi nhà cịn phụ thuộc vào số bước cột, độ lớn các bước, tỷ lệ
chiều cao và chiều rộng nhà.


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng

+ Kết cấu tường ( vách)
Là một hệ tấm tường phẳng vừa làm nhiệm vụ chịu tải trọng đứng, vừa là hệ
thống chịu tải trọng ngang và là tường ngăn giữa các phòng. Căn cứ vào cách bố trí các
tấm tường chịu tải trọng thẳng đứng chia làm 3 sơ đồ:
Tường dọc chịu lực.
Tường ngang chịu lực.
Tường dọc và ngang cùng chịu lực.


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng

Vách cứng được hiểu theo nghĩa là các tấm tường thiết kế để chịu tải trọng ngang
Tải trọng ngang được truyền đến các tấm tường chịu tải thông qua hệ các bản sàn được xem là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của chúng. Do đó
các vách cứng làm việc như những dầm cơng xon có chiều cao tiết diện lớn. Khả năng chịu tải của các vách cứng phụ thuộc nhiều vào hình dáng và
kích thước tiết diện ngang của nó.
Hệ kết cấu này thích hợp cho các cơng trình mà có

khơng gian bị ngăn chia bên trong như nhà ở,
khách sạn, bệnh viện.. và cho các cơng trình
có chiều cao dưới 40 tầng.


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng
+ Kết cấu lõi
Lõi có dạng vỏ hộp rỗng tiết diện kín hoặc hở, chịu tải trọng đứng và ngang tác
dụng lên cơng trình và truyền xuống đất nền. Lõi có thể xem là sự kết hợp của nhiều tấm tường theo các phương khác nhau. Trong lõi có thể bố trí hệ thống kỹ
thuật, thang bộ, thang máy…
Lõi cứng làm việc như một consol lớn ngàm vào mặt móng cơng trình,
lõi có tiết diện kín, hở hồn toàn hoặc nửa hở, tuy nhiên thực tế lõi cứng
thường có tiết diện hở hoặc nửa hở.
Đây là hệ kết cấu được sử dụng khá phổ biến,
có thể sử dụng cho những cơng
trình có số tầng lên đến 60-70 tầng.


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng

+ Kết cấu hộp (ống).
Ở hệ này, các bản sàn được gối lên các kết cấu chịu tải nằm trong mặt phẳng
tường ngồi mà khơng cần các gối trung gian khác bên trong.
Hệ ống với giải pháp lưới khơng gian có các thanh chéo thường dùng cho các
nhà có chiều cao lớn 40-60 m.


A: HỆ KẾT CẤU

3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng

Hệ kết cấu gồm các cột đặt dày đặc trên tồn bộ chu vi cơng trình được liên kết với nhau nhờ hệ thống dầm ngang gọi là kết cấu hộp (còn gọi là kết cấu ống).
Hệ hộp chịu tất cả tải trọng đứng và tải trọng ngang. Các bản sàn được gối lên các kết cấu chịu tải nằm trong mặt phẳng tường ngồi mà khơng cần các kết cấu
trung gian khác bên trong. Khi các cột đặt thưa nhau thì kết cấu làm việc theo sơ đồ khung, khi các cột đặt kề nhau và hệ dầm có độ cứng lớn thì dưới tác dụng
của tải trọng ngang kết cấu làm việc như một consol. Trong thực tế, khoảng cách giữa các cột biên đặt theo một mức độ cho phép cho nên kết cấu ống, thực
chất nằm trung gian giữa sơ đồ biến dạng consol và sơ đồ khung.
Nhìn chung hệ hộp là hệ kết cấu được sử dụng chính với những cơng trình cao
chọc trời dạng tháp (Tower).


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng

- Hệ kết cấu khung sử dụng hiệu quả cho cơng trình có khơng gian lớn, bố trí nội thất linh hoạt, phù hợp với nhiều loại công trình. Tuy nhiên hệ khung có khả
năng chịu cắt theo phương ngang kém. Ngồi ra hệ thống dầm thường có chiều cao lớn nên ảnh hưởng đến không gian sử dụng và làm tăng độ cao của cơng
trình.
- Chiều cao nhà thích hợp cho kết cấu BTCT là khơng q 30 tầng. Nếu trong
vùng có động đất từ cấp 8 trở lên thì chiều cao khung phải giảm xuống. Chiều cao tối đa của ngơi nhà cịn phụ thuộc vào số bước cột, độ lớn các bước, tỷ lệ
chiều cao và chiều rộng nhà.


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng
A) THEO PHƯƠNG ĐỨNG

- Hệ hỗn hợp :là các hệ chịu lực được tổ hợp từ 2-3 loại cấu kiện cơ bản trở lên.
Bao gồm: kết cấu khung- vách;kết cấu khung -vách- lõi;…

A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng
Theo Taranath(2010), đối với nhà cao tầng có hệ chịu lực bằng BTCT
HỆ CHỊU LỰC

SỐ TẦNG TỐI ĐA

Sàn phẳng ( không dầm ) và cột

10

Sàn phẳng và vách cứng

15

Sàn phẳng,vách cứng và cột

20

Kết cấu khung (dầm và cột)

25

Kết cấu khung - vách

30

Có lõi cứng chịu lực ( và cột theo chu vi)

40

A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng

Từ các số liệu của cơng trình, ta chọn hệ chịu lực BTCT chính là : hệ kết cấu khung -vách.
Vách cứng có thể bố trí theo một phương hoặc hai phương, hoặc liên kết nhau
thành một nhóm (kín hoặc hở).
Đặc điểm của kết cấu này là khả năng chịu tải trọng ngang rất tốt, vách thường
sử dụng trong nhà cao tầng chủ yếu để chịu tải ngang (trên 85%)
Kết cấu vách đạt hiệu quả trong nhà từ 20 đến 40 tầng
Khả năng chịu tải của vách phụ thuộc phần lớn vào hinh dạng tiết diện ngang của nó.
Nhà cao tầng nên tránh dùng kết cấu thuần khung, thường nên kết hợp vách và khung.


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng

Với nhà cao <40m nếu phương án kiến trúc đƣợc coi là tối ưu thì bố trí các hệ
vách cứng phải tùy thuộc vào phương án kiến trúc.
Với nhà cao >40m, bố trí hệ vách cứng tuân theo những yêu cầu sau:
- Cần phối hợp chặt chẽ với phương án kiến trúc, cần tăng chiều dày vách cứng
hơn là bố trí quá nhiều vách cứng, việc tăng số lượng vách cứng chỉ hợp lý đối với nhà có mặt bằng kéo dài.
- Đảm bảo tính bất biến hình của ngơi nhà, tức là có một hệ thống vách cứng với ít nhất 3 vách khơng được cắt nhau trên một đường thẳng.


A: HỆ KẾT CẤU
3. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng