TỔNG HỢP CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN NHÀ CAO TẦNG

TÓM TẮT BÀI GIẢNG
N
g
ành: Xâ
y
dư
ï
n
g
dân du
ï
n
g
và côn
g
n
g
hie
äp
g y ïg ïg g g äp
Hệ đào tạo: Không chính quy
KTCU NHÀ CAO TNG
KT

CU

NHÀ

CAO

TNG

-
NH

N
G
KHÁI NI

M M


U
 G   U
THỜI LƯNG: 20 TIẾT
1
KHOA XÂY DỰNG, TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM
NGUYN HU ANH TUN
Bài 3
:
NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN THIẾT KẾ
ÁÁ À Á
KE
Á
T CA
Á
U NHÀ CAO TA
À
NG BTCT TOÀN KHO
Á
I
1.Vật liệu

−Cường độ chòu lực, độ bền mỏi, tính biến dạng, khả năng chống
hù
c
h
a
ù
y.
−Mác Bêtông ≥ 300 (BTCT thường), ≥ 350 (BTCT ứng lực trước.)
−Dùng thép cường độ cao, có thể dùng thép hình trong kết cấu hỗn
hợp thép−BTCT.
-Trọng lượng kết cấu ảnh hưởng đến tải trọng động đất
2.Hình dạng công trình
a/Mặt ba
è
ng
a/Mặt

bang
−đơn giản, nên đối xứng, tránh dùng MB trải dài hoặc có các cánh
mảnh.
MB hình chư
õ
nhật: tho
û
aL/B
≤
6(vơ
ù
ica
á

p pho
ø
ng cho
á
ng động đa
á
t
≤
−
MB

hình

chư

nhật:

thoa

L/B

≤
6

(vơi

cap

phong

chong

động

đat

≤
7).
−MB gồm phần chính và các cánh nhỏ: tỷ số chiều dài cánh và
hi à ä ù h â h û
l
/
b
2( ùi á h ø h á đ ä đ á
)
2
c
hi
e
à
u ro
ä
ng ca
ù
n
h
ne
â
n t
h

o
û
a
l
/
b
≤
2

(
vơ
ùi
ca
á
p p
h
o
ø
ng c
h
o
á
ng
đ
o
ä
ng
đ
a
á

t
≤
7
)

.
Maët baèng
3
Maët baèng
4
Maët baèng
5
Maët baèng
6
b/Hình dạng theo
phương đư
ù
ng
phương

đưng
−đều hoặc thay đồi đều,
giảm kích thước dần lên
phía trên.
−Theo chiều cao, không
nên tha
y
đổi v
ò
trí tro

ï
n
g

ïg
tâm và tâm cứng của
mặt bằng các tầng.
-
Tra
ù
nh mơ
û
rộng ơ
û
ta
à
ng
Tranh

mơ

rộng

ơ

tang

trên hoặc nhô ra cục bộ
quá nhiều (nguy hiểm
khi động đa

á
t)
7
khi

động

đat)
.
c/Chiều cao nhà
3.Chọn hệ kết cấu chòu lực
Structural
Analysis & design
of Tall Buildings
– Bungale S.
Theo Taranath B.S,
đo
á
iơ
ù
i nha
ø
cao
Taranath
–
M
c
Graw Hill, 1988
đoi
v

ơi

nha

cao

tầng, hệ chòu lực
bằng BTCT:
8
Ye
â
uca
à
ukho
â
ng gian kie
á
ntru
ù
c
Chọn hệ kết cấu chòu lực
Yeu

cau

khong

gian

kien

truc
−
Nhà ở (chung cư ), khách sạn không yêu cầu không gian lớn
→
tường
(vách) cứng chòu lực.
−
Nha
ø
co
ù
chư
ù
cna
ê
ng ha
ø
nh chính va
ø
co
â
ng cộng (va
ê
n pho
ø
ng, dòch vu …) ca
à
n
Nha

co

chưc

nang

hanh

chính

va

cong

cộng

(van

phong,

dòch

vu
ï
…)

can

không gian linh hoạt, các phòng lớn không có vách ngăn

→
cấu khung;
khung kết hợp vách cứng, lõi cứng.
MB ù
hì h
d
i
h
9
Mặt bằng chạy dài
→
khung, khung+vách
MB
co
ù
hì
n
h
d
ạn
g
g
i
ao n
h
a
u
→
khung + lõi cứng
4. Bố trí khe lún, khe co giãn, khe kháng chấn

Gia
û
ma
û
nh hươ
û
ng cu
û
a nhiệt độ va
ø
co ngo
ù
tcu
û
aBT:
-
Ta
ê
ng the
ù
p tai nơi nhay
Giam

anh

hương

cua

nhiệt

độ

va

co

ngot

cua

BT:

-
Tang

thep

ta
ï
i

nơi

nha
ï
y

cảm với nhiệt độ: sàn mái, sàn tầng dưới cùng, tường đầu hồi, vv
Khe lu

ù
n
:do lệch ta
à
ng lơ
ù
ndòacha
á
t thay đo
å
i phư
ù
ctap
Khe

lun
:do

lệch

tang

lơn
,
do

đòa

chat

thay

đoi

phưc

ta
ï
p
…
Có thể không cần khe lún nếu :
-Côn
g
trình tư
ï
a trên nền co
ï
cchốn
g
vào đá; hoa
ë
cbằn
g
các bie
ä
n
g
ï
ï
g

ë
g
ä
pháp khác chứng minh được độ lún công trình không đáng kể.
•-Việc tính lún có độ tin cậy cao thể hiện độ chênh lún giữa các
bộ
phận
na
è
m
trong
giơ
ù
i
han
cho
phe
ù
p
.
bộ
phận
nam
trong
giơi
ha
ï
n
cho
phep

.
• -Thi công phần cao tầng trước, phần thấp tầng sau, có tính
mức độ chệnh lệch lún hai khối đề khi làm xong thì độ lún hai
kho
á
i
xa
á
p
xỉ
nhau
Pha
û
i
chư
ø
a
một
mach
be
â
to
â
ng
giư
õ
a
hai
kho
á

i
đe
å
10
khoi
xap
xỉ
nhau
.
Phai
chưa
một
ma
ï
ch
betong
giưa
hai
khoi
đe
đổ sau khi độ lún hai khối đã ổn đònh.
Khe kháng chấn
Nhà có “cánh” dạng chữ L, T, U, H, Y … thường hay bò hư hỏng hoặc bò đổ
khi gặp động đất mạnh
⇒
bố trí khe kháng chấn tách rời phần cánh ra khỏi
công trình. Các khe kháng chấn phải đủ rộng để khi dao động các phần
của công trình đã được tách ra không va đập vào nha
u
-Nên điều chỉnh mặt bằng, dùng các biện pháp thi công và cấu tạo để

û
á
á
gia
û
mso
á
lượng khe(co giãn, lún, kháng cha
á
n).
-Khe co giãn và khe kháng chấn không cần xuyên qua móng, trừ trường
hơp
tru
ø
ng
vơ
ù
i
khe
lu
ù
n
.
11
hơ
ï
p
trung
vơi
khe

lun
.
5. Phân bố độ cứng và cường độ
Độ cứng chống lực ngang của một tầng nhà
K = (G
w
A
w
+ 0,12G
c
A
c
)/H
a/ Theo phương ngang
ÜĐộ cứn
g
và cườn
g
độ
å
bố trí đề
u
đặ
n
vàđốixứn
g
trê
n
mặt bằn
g

.Tâ
m
g
g
g
g
cứn
g
nê
n
trùn
g
hoặ
c
gầ
n
trùn
g
với tâ
m
khối lượn
g
để giả
m
thiể
u
biế
n
dạng xoắn do tải trọng ngang.
ÜHệ thống chòu lực ngang chính å bố trí theo cả hai phương.

ÜCác vách cứng theo phương dọc không không nên bố tr
í
chỉ ở một đầu
nhà mà nên bố trí ở khu vực giữa nhà hoặc cả ở giữa nhà và hai đầu nhà.
ÜKhoảng cách các vách cứng: theo quy đònh
/
ù
b
/
Theo phương đư
ù
ng
ÜTránh thay đổi độ cứng đột ngột. Độ cứng có thể được giảm dần lên
phía trên, tuy nhiên độ cứng của kết cấu ở tầng trên phải không nhỏ hơn
70
%
đä
ư
ù
û
k
á
t
á
ở
t
à
dươ
ù
i

k
à
ơ
ù
i
ù
N
á
3
t
à
iû
đä
70
%
đ
o
ä
c
ư
ng cu
û
a
k
e
t
cau
ở
t
ang

dươi
k
ev
ơi
no.
N
eu
3
t
ang g
i
a
û
m
đ
o
ä
cứng liên tục thì tổng mức giảm không vượt quá 50% .
ÜTrong trường hợp độ cứng kết cấu bò thay đổi đột ngột, ví dụ như dùng
hệ
khung
ơ
û
ca
ù
c
ta
à
ng
dươ

ù
i
va
ø
hệ
khung
va
ù
ch
ơ
û
ca
ù
c
ta
à
ng
tre
â
n
thì
ca
à
n
co
ù
12
hệ
khung
ơ

cac
tang
dươi
va
hệ
khung
−
vach
ơ
cac
tang
tren
thì
can
co
các giải pháp kỹ thuật đặc biệt .
6. Bố trí kết cấu khung chòu lực
-Khung đối xứng, độ siêu tónh cao
-Các nhòp gần bằng nhau
-Tránh hẫng cột, thông tầng,
công-son (động đất phương đứng)
-
Ne
á
u
ta
à
ng
dươ
ù

i
kho
â
ng
che
ø
n
gach
13
-
Neu
tang
dươi
khong
chen
ga
ï
ch
mà tầng trên chèn gạch thì phải
tăng độ cứng tầng dưới
“ CỘT KHỎE- DẦM YẾU”
khi phá họai, các khớp dẻo phải
được hình thành trong dầm trước
khi hình thành trong các cột.
Kết cấu khung
14
7. Bố trí vách cứng
Ü Không nên chọn vách
có khả năng chòu tải lớn
nhưng số lượng ít; mà

à
Í
nên phân đe
à
u ra trên
mặt bằng
Ü Gia cố lỗ cửa vách
Ü
Í
t nhất có 3 vách cứng trong một đơn nguyên, trục 3 vách không được gặp
nhau tại một điểm
ÜĐối xứng (độ cứng và hình học); tâm cứng trùng với tâm khối lượng
Chi à d ø ù h
150 ø
1/20 hi à t à h ø
Ü
Chi
e
à
u
d
a
ø
y va
ù
c
h
≥
150
mm va

ø
≥
1/20
c
hi
e
à
u cao
t
a
à
ng n
h
a
ø
Ü Sơ bộ xác đònh diện tích vách :
F
vách
= 1,5 /100 diện tích một sàn tầng
15
Vách cứng trong kết cấu khung-vách cứng
1.Vách cứng theo phương ngang: đều đặn, đối xứng tại vi trí gần đầu hồi,
o
â
thang
ma
ù
y,
…
o

thang
may,
…
2.Vách cứng theo phương dọc: ở khỏang giữa đơn nguyên. Khi nhà dài,
không nên tập trung vách dọc ở hai đầu å nhiệt độ, co ngót å bố trí
ma
ï
ch thi côn
g
ï
g
3.Vách cứng phương dọc nên bố trí thành nhóm: chữ L, T,
4.Vách chạy suốt chiều cao nhà; có thể giảm dần (không đột ngột) chiều
dày vách
Vách trong kết cấu Vách cứng
1.Bố trí vách theo hai chiều hay nhiều chiều, nên vuông góc với nhau
2Co
ù
the
å
chia va
ù
ch cư
ù
ng da
ø
itha
ø
nh nhie
à

u đoan độc lập no
á
ivơ
ù
i nhau
2
.
Co

the

chia

vach

cưng

dai

thanh

nhieu

đo
ï
an

độc

lập

,
noi

vơi

nhau

bằng dầm hoặc sàn tầng
3. Lỗ vách cứng phải đều đặn từ trên xuống dưới, không lệch
16
Bài 4.
KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU
17
1.Các dạng
tải trọng động
điển hình
nhà cao tầng 18
So
á
tha
ø
nh pha
à
n chuye
å
nvòca
à
n
So

thanh

phan

chuyen

vò

can

xem xét để đại diện cho tác
động của mọi lực quán tính
chu
û
ye
á
ucu
û
ake
á
tca
á
ugoila
ø
chu

yeu

cua

ket

cau

go
ï
i

la

số bậc tự do (động lực học).
dynamic degrees of freedom
2. Bậc tự do
19
3. HEÄ MOÄT BAÄC TÖÏ DO (SDOF)
20
H SDOF – DAO NG T DO
)
sin
(
)
cos
(
)
(
o
o
t
u
tutu

n
n
ω
ω
&
+
=
DAO NG T DO KHÔNG CN
)sin(C)(
θ
ω
+
=
ttu
n
Có th vit l

i thành
)
(
)
(
)
(
o
n
n
n
ω


Khilng m đc đa
khi
v
trí
cân
bng
ri
th
k
m
)(
t
u
sin
cos
)
(
C
oo
o
o
uu
u
u
n
n
=
=
+
=

θ
ω
θ
ω
&
&
22
khi
v
trí
cân
bng
ri
th
cho nó dao đng t do.
Phn
g
trình chu
y
n đ

n
g
:
0
=
+
ukum
&&
m

C
sin
C
cos
)
(
C
o
o

u
u
n
+
θ
θ
ω
u
)sin(B)cos(A)( tttu
nn
ω
ω
+
=
gy g
Nghim ca p/trình:
o
u
o
u

&
t
C
mk
n
=
ω
(rad/s)
-tn s vòng t nhiên
n
T
t
u uu A
oo
=
→=
=
0
π
2
1
ω
A và B đc xác đnh theo điu kin ban đu
Chu k t nhiên Tn s t nhiên
21
nt
u uu
ω
B
oo

=→=
=
&&&
0
(s) T
n
n
ω
π
=
2
(Hz
)

T
f
n
n
n
π
=
=
2
1
ω
22
23
4
24
25