Phân tích ảnh hưởng của dầm chuyển đối với sự làm việc của kết cấunhà cao tângthuộc nhóm ngành khoa học khoa học kỹ thuật và công nghệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA XÂY DỰNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA
CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2015 - 2016

PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA DẦM CHUYỂN
ĐỐI VỚI SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU
NHÀ CAO TÂNG
Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ


TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA XÂY DỰNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA
CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2015-2016

PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA DẦM CHUYỂN
ĐỐI VỚI SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU
NHÀ CAO TÂNG
Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ
Sinh viên thực hiện: Trịnh Chí Thành

Nam, Nữ: Nam

Dân tộc: Kinh
Lớp, khoa: D11XD01 – Khoa: Xây dựng

Năm thứ: 4

Ngành học: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp.

Người hướng dẫn: Thạc Sĩ: Trần Đăng Bảo.

Số năm đào tạo: 4,5 năm


UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1. Thơng tin chung:
- Tên đề tài: Phân tích ảnh hưởng của dầm chuyển đối với sự làm việc của kết cấu nhà
cao tầng.
- Sinh viên thực hiện: Trịnh Chí Thành
- Lớp: D11XD01

Khoa: Xây dựng

Năm thứ: 4

Số năm đào tạo:4,5 năm

- Người hướng dẫn: ThS. Trần Đăng Bảo.

2. Mục tiêu đề tài:

- Xem xét ảnh hưởng của dầm chuyển đến hệ kết cấu nhà cao tầng khi chịu tải
trọng động trên mơ hình khung khơng gian.
- Tìm hiểu vị trí tối ưu của dầm chuyển trong hệ kết cấu nhà cao tầng, đề xuất vị
trí tối ưu của dầm chuyển.
- Tập hợp các kết quả tính tốn, từ đó đánh giá được sự làm việc của dầm chuyển
trong hệ kết cấu, chuyển vị của cơng trình khi nhà cao tầng có hệ thống dầm chuyển
đỡ các hệ kết cấu khác nhau chịu tải trọng động.
3. Tính mới và sáng tạo:

- Xem xét ảnh hưởng của dầm chuyển đến hệ kết cấu nhà cao tầng khi chịu tải
trọng động trên mô hình khung khơng gian.
4. Kết quả nghiên cứu:

- Tập hợp các kết quả tính tốn, từ đó đánh giá được sự làm việc của dầm chuyển
trong hệ kết cấu, chuyển vị của cơng trình khi nhà cao tầng có hệ thống dầm chuyển
đỡ các hệ kết cấu khác nhau chịu tải trọng động.
5. Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và
khả năng áp dụng của đề tài:


6. Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ họ tên tác giả,
nhan đề và các yếu tố về xuất bản nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các
kết quả nghiên cứu (nếu có):
Ngày

tháng

năm

Sinh viên chịu trách nhiệm chính
thực hiện đề tài
(ký, họ và tên)

Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực
hiện đề tài (phần này do người hướng dẫn ghi):

Ngày

tháng

năm

Xác nhận của lãnh đạo khoa

Người hướng dẫn

(ký, họ và tên)

(ký, họ và tên)


UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

THƠNG TIN VỀ SINH VIÊN
CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I. SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:

Ảnh 4x6

Họ và tên: Trịnh Chí Thành
Sinh ngày: 23 tháng 06 năm 1993
Nơi sinh: Vĩnh Hưng – Vĩnh Lộc – Thanh Hóa
Lớp: D11XD01

Khóa: 2011 - 2016

Khoa: Xây Dựng
Địa chỉ liên hệ: Hiệp Thành - Thủ Dầu Một – Bình Dương.
Điện thoại: 01636 758 763

Email:

II. QUÁ TRÌNH HỌC TẬP
* Năm thứ 1:
Ngành học: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp

Khoa: Xây dựng

Kết quả xếp loại học tập: Trung bình khá.
Sơ lược thành tích:
* Năm thứ 2:
Ngành học: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp

Khoa: Xây dựng

Kết quả xếp loại học tập: Khá
Sơ lược thành tích:
* Năm thứ 3:
Ngành học: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp

Khoa: Xây dựng

Kết quả xếp loại học tập: Khá
Sơ lược thành tích:
* Năm thứ 4:
Ngành học: Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp
Kết quả xếp loại học tập: Khá
Sơ lược thành tích:

Khoa: Xây dựng


Ngày
Xác nhận của lãnh đạo khoa
(ký, họ và tên)

tháng

năm

Sinh viên chịu trách nhiệm chính
thực hiện đề tài

(ký, họ và tên)


MỤC
LỤC………………………………………………………………………………
………....i
DANH MỤC BẢN BIỂU…………………………………………………….ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH…………………………………………….……..iii
TĨM TẮT.........................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ CAO TẦNG.......................................7
1.1

Khái niệm chung về nhà cao tầng...........................................................................................7

1.2

Phân loại nhà cao tầng...........................................................................................................8

1.3

Tình hình phát triển nhà cao tầng và nhà cao tầng có hệ thống dầm chuyển trong và ngồi nước
8

1.3.1 Tình hình phát triển nhà cao tầng trên thế giới.........................................................8
1.3.2 Tình hình phát triển nhà cao tầng tại Việt Nam.......................................................11
1.3.3 Tình hình phát triển nhà cao tầng có hệ thống dầm chuyển....................................12
1.4

Tổng quan về dầm chuyển.....................................................................................................15

1.4.1 Khái niệm về dầm chuyển.........................................................................................15
1.4.2 Phân loại dầm chuyển..............................................................................................16

CHƯƠNG 2:MÔ HÌNH HĨA NHÀ CAO TẦNG CĨ DẦM CHUYỂN.......17
2.1

Các loại tải trọng tác dụng lên nhà cao tầng........................................................................17

2.1.1 Khái niệm chung về tải trọng...................................................................................17
2.1.2 Phân loại tải trọng...................................................................................................17
2.2

Tính tốn nhà cao tầng.........................................................................................................18

2.3

Mơ hình hóa nhà cao tầng có hệ thống dầm chuyển.............................................................19

2.3.1 Các phần mềm tính tốn nhà cao tầng.....................................................................19
2.3.2 Mơ hình hóa nhà cao tầng có hệ thống dầm chuyển................................................20

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA DẦM CHUYỂN ĐỐI VỚI
SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG..............................22
3.1. DẦM CHUYỂN ĐỠ VÁCH - CƠNG TRÌNH MANOR II.................22
3.1.1. Lựa chọn sơ đồ khảo sát.......................................................................................................22
3.1.2. Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện......................................................................................26
3.1.3. Tải trọng tác dụng lên cơng trình.........................................................................................27
3.1.4. Kết quả tính tốn và nhận xét...............................................................................................29

3.2. DẦM CHUYỂN ĐỠ CỘT - THE EVERICH II...................................42
3.2.1. Lựa chọn sơ đồ khảo sát.......................................................................................................42
3.2.2. Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện......................................................................................47
3.2.3. Tải trọng tác dụng lên cơng trình.........................................................................................47
3.2.4. Kết quả tính tốn và nhận xét...............................................................................................49


DANH MỤC BẢNG BIỂU
DẦM CHUYỂN ĐỠ VÁCH - CƠNG TRÌNH MANOR II......................22
Bảng 3.1.1. Tải trọng sàn………………………………………………………………... ..27
Bảng 3.1.2. Áp lực gió động tại tâm cơng trình……………………………………….......28
Bảng 3.1.3: Bảng kết quả chuyển vị ngang tại tâm cơng trình – mode 1 - Đơn vị: cm.......30
Bảng 3.1.5: Bảng kết quả chuyển vị ngang tại tâm cơng trình – mode 3 - Đơn vị: cm.......38
Bảng 3.1.6: Bảng kết quả chu kỳ chuyển vị.……………………………………………....38

42
48
.

49

51
Bảng 3.2.4: Bảng kết quả chuyển vị ngang tại tâm công trình – mode 2 - Đơn vị: cm.......55
Bảng 3.2.5: Bảng kết quả chuyển vị ngang tại tâm cơng trình – mode 3 - Đơn vị: cm.......59
59


DANH MỤC HÌNH ẢNH
2
Hình 2. Tịa nhà Bitexco tại Tp. Hồ Chí Minh – cao 68 tầng................................................3

Hình 3. Tịa nhà Keangnam Hanoi Landmark Tower – cao 72 tầng.....................................5
6
Hình 1.1 Các tịa nhà cao nhất thế giới hiện nay..................................................................11
Hình 1.2 Tịa nhà “Sears Tower” ở Chicago.......................................................................11
Hình 1.3 Tịa nhà “Petronas Tower”ở Malaysia..................................................................11
Hình 1.4 “HaNoi Tower”-Hà Nội........................................................................................12
Hình 1.5 Khách sạn Winsor -TPHCM.................................................................................12
Hình 1.6 Hình ảnh về dầm chuyển trong cơng trình............................................................13
Hình 1.7: “Brunswich Building”- Chicago - Mỹ.................................................................14
14
Hình 1.9: Chung cư 34T- Trung Hịa Nhân Chính..............................................................15
15

22
Hình 3.1.1. Mặt bằng kiến trúc tầng trệt trường hợp dầm chuyển đỡ vách........................23
Hình 3.1.2. Mặt bằng kiến trúc tầng lầu trường hợp dầm chuyển đỡ vách..........................24
Hình 3.1.3. Mặt đứng khảo sát trường hợp dầm chuyển đỡ vách........................................25
26
Hình 3.1.5. Biểu đồ chuyển vị ngang tại tâm cơng trình theo phương X – mode 1.............31
Hình 3.1.6. Biểu đồ chuyển vị ngang tại tâm cơng trình theo phương Y – mode 1.............32
Hình 3.1.7. Biểu đồ chuyển vị ngang tại tâm cơng trình theo phương X – mode 2.............35
Hình 3.1.8. Biểu đồ chuyển vị ngang tại tâm cơng trình theo phương Y – mode 2.............36
Hình 3.1.9. Biểu đồ chuyển vị ngang tại tâm cơng trình theo phương X – mode 3.............39
Hình 3.1.9. Biểu đồ chuyển vị ngang tại tâm cơng trình theo phương Y– mode 3..............40
Hình 3.1.10. Biểu đồ chu kỳ chuyển vị theo các mode .......................................................41


DẦM CHUYỂN ĐỠ CỘT - THE EVERICH II........................................42
Hình 3.2.1. Mặt bằng kiến trúc tầng hầm 1 trường hợp dầm chuyển đỡ cột.......................43
Hình 3.2.2. Mặt bằng kiến trúc tầng hầm 2 trường hợp dầm chuyển đỡ cột......................44

Hình 3.2.3. Mặt bằng kiến trúc tầng trệt trường hợp dầm chuyển đỡ cột............................45
Hình 3.2.4. Mặt bằngkiến trúc tầng chuyển đổi trường hợp dầm chuyển đỡ cột................46
Hình 3.2.5. Mặt bằng kiến trúc tầng lầu trường hợp dầm chuyển đỡ cột............................47
Hình 3.2.6. Biểu đồ chuyển vị ngang tại tâm cơng trình theo phương X – mode 1.............52
Hình 3.2.7. Biểu đồ chuyển vị ngang tại tâm cơng trình theo phương Y – mode 1.............53
Hình 3.2.8. Biểu đồ chuyển vị ngang tại tâm cơng trình theo phương X – mode 2.............56
Hình 3.2.9. Biểu đồ chuyển vị ngang tại tâm cơng trình theo phương Y – mode 2.............57
Hình 3.2.10. Biểu đồ chuyển vị ngang tại tâm cơng trình theo phương X – mode 3...........60
Hình 3.2.11. Biểu đồ chuyển vị ngang tại tâm cơng trình theo phương Y – mode 3...........61
Hình 3.2.10. Biểu đồ chu kỳ chuyển vị theo các mode........................................................62


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA DẦM CHUYỂN
ĐỐI VỚI SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU NHÀ CAO TÂNG
SVTH: Trịnh Chí Thành – MSSV: 1151040031
Lớp: D11XD01 – Khoa: Xây Dựng.
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Trần Đăng Bảo.

Học vị: Thạc sĩ.

MỞ ĐẦU

Bước sang thế kỷ XXI, nền kinh tế thế giới ngày càng phát triển, tốc độ đơ thị
hóa tăng nhanh, dân số ngày càng đông dẫn đến nhu cầu về nhà ở, trụ sở làm việc cũng
như các cơng trình công cộng trở thành vấn đề bức xúc cho các đơ thị trên thế giới
cũng như tại Việt Nam.
Cơng trình ngầm và cơng trình cao tầng là biện pháp hữu hiệu nhất để giải quyết
vấn đề tăng dân số cũng như các nhu cầu khác của đô thị. Trong những năm gần đây,

hàng loạt các cơng trình nhà cao tầng với quy mô và chiều cao lớn đã được xây dựng
và đưa vào sử dụng tại Việt Nam như tòa nhà Lotte Center tại Hà Nội – hình 1 – cao
65 tầng, tòa nhà Bitexco Financial Tower tại TP. Hồ Chí Minh – hình 2 – cao 68 tầng,
…đặc biệt là cơng trình cao nhất Việt Nam hiện nay – tịa nhà Keangnam Hanoi
Landmark Tower – hình 3 – cao 72 tầng tại đường Phạm Hùng, quận Nam Từ Liêm,
Hà Nội. Trên thế giới, nhà cao tầng cũng phát triển từ rất sớm với tốc độ rất nhanh.
Hiện nay, công trình cao nhất trên thế giới là tịa nhà Burj Khalifa tại Dubai – hình 4 –
thuộc các tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất. Tòa nhà này được đưa vào sử dụng ngày
04/01/2010 và có chiều cao 828m với 168 tầng.
Tùy theo cơng năng và mục đích sử dụng mà mỗi cơng trình có thể áp dụng các
loại hệ kết cấu khác nhau cho phù hợp.
Dầm là một bộ phận kết cấu, có vai trị nhất định khi tham gia làm việc cùng hệ
kết cấu cơng trình nhà cao tầng. Mỗi loại hệ dầm đều có khả năng thích ứng riêng của
nó với từng loại cơng trình khác nhau. Theo xu hướng ngày nay, nhà nhiều tầng là
những công trình phức hợp đáp ứng nhiều cơng năng như thương mại và dịch vụ ở các
tầng bên dưới, văn phòng làm việc và các căn hộ ở các tầng bên trên. Để có được
khơng gian kiến trúc như trên, u cầu này đòi hỏi các nhịp khung lớn ở bên dưới và

SVTH: Trịnh Chí Thành

1


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

các nhịp khung nhỏ hơn ở bên trên, giải pháp đưa ra địi hỏi phải có một kết cấu
chuyển đổi giữa các tầng và dầm chuyển là một trong những giải pháp khá thích hợp.
Nhiệm vụ của thiết kế là cần tính tốn sao cho cơng trình vừa có khả năng thích
ứng về u cầu sử dụng, vừa có khả năng đảm bảo về chịu lực dưới tác động của các
loại tải trọng khác nhau – trong đó tải trọng ngang có một ảnh hưởng khá lớn.

Để có bức tranh đầy đủ hơn về sự làm việc của cơng trình khi có dầm chuyển
cũng như của hệ dầm chuyển trong nhà cao tầng phù hợp với các tiêu chuẩn của Việt
Nam hiện hành, đề tài chọn hướng nghiên cứu với nội dung cụ thể là: “Ảnh hưởng của
dầm chuyển đối với sự làm việc của hệ kết cấu nhà cao tầng”.

Hình 1. Tịa nhà Lotte Center Hà Nội cao 65 tầng.

SVTH: Trịnh Chí Thành

2


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

Hình 2. Tịa nhà Bitexco tại Tp. Hồ Chí Minh – cao 68 tầng.
 Tổng quan tình hình nghiên cứu
-

Trong nước:

 Nguyễn Việt Phương – Luận văn tốt nghiệp cao học ngành Xây dựng dân dụng
và công nghiệp với đề tài:”Ảnh hưởng của dầm chuyển đến sự làm việc của hệ kết cấu
nhà cao tầng” – tuy nhiên đề tài chưa đề cập tới ảnh hưởng của tải trọng động (gió
động, hoạt tải,…) đến cơng trình cũng như mới chỉ xét trên mơ hình 2D.
-

Ngồi nước:

 R.K.L. Su – Department of Civil Engineering, The University of Hong Kong ,
Hong Kong, China – “Seimic Behaviour of Buildings with Transfer Structures in Low

– to – Moderate Sesimicity Regons” - đề tài cũng chưa đề cập tới ảnh hưởng của tải
trọng động cũng như chưa xét đến mơ hình 3D.
 Mục đích nghiên cứu:
- Thu thập, tổng quan về nhà cao tầng.
- Tìm hiểu đặc điểm của các dạng hệ kết cấu cơng trình đặc biệt là hệ kết cấu có
dầm chuyển.

SVTH: Trịnh Chí Thành

3


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

- Phân tích cách mơ hình hóa nhà cao tầng có hệ thống dầm chuyển vào phần
mềm Etabs.
- Xem xét ảnh hưởng của dầm chuyển đến hệ kết cấu nhà cao tầng khi chịu tải
trọng trên mơ hình khung khơng gian.
- Tìm hiểu vị trí tối ưu của dầm chuyển trong hệ kết cấu nhà cao tầng, đề xuất vị
trí tối ưu của dầm chuyển.
- Tập hợp các kết quả tính tốn, từ đó đánh giá được sự làm việc của dầm chuyển
trong hệ kết cấu, chuyển vị của cơng trình khi nhà cao tầng có hệ thống dầm chuyển
đỡ các hệ kết cấu khác nhau chịu tải trọng động.
 Đối tượng nghiên cứu: Hồ sơ thiết kế các nhà cao tầng Bê tơng cốt thép có
hệ thống dầm chuyển.
 Phạm vi nghiên cứu: Các cơng trình nhà cao tầng Bê tơng cốt thép có hệ
thống dầm chuyển chịu tải trọng ngang động.
 Phương pháp nghiên cứu:
- Phân tích, tính tốn các dạng dao động riêng, chu kỳ, biên độ dao động, chuyển
vị cơng trình, nội lực trong các cấu kiện bằng phần mềm Etabs.

- So sánh, tổng hợp và rút ra các nhận xét, kết luận.
 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
1. Ý nghĩa khoa học:
- Trong ngun tắc cấu tạo cơng trình, việc bố trí hẫng tầng là khơng nên. Tuy
nhiên, trong trường hợp cần tạo không gian lớn ở các tầng dưới và bố trí các khơng
gian nhỏ hơn ở trên mà vẫn đảm bảo tối ưu diện tích sử dụng thì bắt bc phải bố trí
như vậy, việc sử dụng dầm chuyển là giải pháp hợp lý.
- Trong cơng trình nhà cao tầng, việc bố trí hẫng tầng sẽ làm yếu độ cứng của
cơng trình, đặc biệt là khi chịu tải trọng ngang. Do đó, việc tìm ra vị trí tối ưu của dầm
chuyển sao cho sự giảm yếu về độ cứng của cơng trình khơng lớn, vẫn đảm bảo công
năng sử dụng và khả năng chịu lực của công trình khi chịu tải trọng ngang.
2. Ý nghĩa thực tiễn.
- Hiện nay nhu cầu của xã hội về sự tiện ích trong các cơng trình nhà cao tầng là
rất lớn. Để đáp ứng các nhu cầu đó, đồng thời tận dụng hiệu quả không gian của nhà
cao tầng, người ta thường kết hợp nhiều công năng sử dụng khác nhau vào cơng trình
nhà cao tầng.
SVTH: Trịnh Chí Thành

4


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

Hình 3. Tịa nhà Keangnam Hanoi Landmark Tower – cao 72 tầng
- Thông thường, các tầng dưới của cơng trình được bố trí các cơng năng sử dụng
như siêu thị, nhà hàng, thương mại, …kết hợp với các căn hộ và phòng làm việc ở bên
trên. Sự thay đổi về hệ kết cấu bên dưới và bên trên địi hỏi các cấu kiện tại đó phải
thay đổi để đáp ứng khả năng chiu lực cho tồn cơng trình.
- Hiện nay, ở Việt Nam đã có những cơng trình sử dụng hệ thống dầm chuyển
trong hệ kết cấu công trình. Đề tài sẽ phân tích cụ thể hơn về ảnh hưởng của dầm

chuyển đến hệ kết cấu nhà cao tầng cũng như những nhược điểm mà kết cấu này mang
lại.

SVTH: Trịnh Chí Thành

5


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

Hình 4. Tịa nhà Burj Khalifa tại Dubai – cao 168 tầng

SVTH: Trịnh Chí Thành

6


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NHÀ CAO TẦNG
1.1 Khái niệm chung về nhà cao tầng
Ngay từ thời cổ đại, con người đã thể hiện ý nguyện của mình là xây dựng các
cơng trình ngày càng cao. Ngày nay khi công nghiệp và kỹ thuật xây dựng phát triển
kết hợp với các vấn đề về xã hội như mật độ dân số, diện tích đất sử dụng,... nhu cầu
xây dựng những cơng trình cao tầng ngày càng trở nên cấp thiết.
Hiện nay vẫn chưa có câu trả lời chính xác và rõ ràng rằng “Những cơng trình
thế nào thì được xếp vào loại nhà cao tầng”. Trong cuộc hội thảo quốc tế và nhà cao
tầng tổ chức tại Moscow năm 1971, các nhà khoa học đã tạm thời phân loại:
-

Nhà cao tầng loại I: cao từ 9 – 16 (dưới 50m)

-

Nhà cao tầng loại II: cao từ 17 – 25 tầng (dưới 75m)

-

Nhà cao tầng loại III: cao từ 26 – 40 tầng (dưới 100m)

-

Nhà siêu cao tầng (nhà cao tầng loại IV): trên 40 tầng (trên 100m)

Định nghĩa về nhà cao tầng thay đổi theo từng nước và gắn liền với một loạt các
điều kiện kinh tế, kỹ thuật, xã hội riêng biệt. Để cho khái niệm về nhà cao tầng mang
tính khoa học, Uỷ ban quốc tế nhà cao tầng đã đưa ra định nghĩa như sau: “Nhà cao
tầng là một nhà mà có chiều cao của nó ảnh hưởng tới ý đồ và cách thức thiết kế”. Nói
cách khác “Một cơng trình được xem là cao tầng ở một vùng tại một thời kỳ nào đó
nếu chiều cao của nó quyết định các điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử dụng khác với
các nhà thông thường”
Theo quan điểm của một số nước đã định nghĩa nhà cao tầng:
-

Trung Quốc: Nhà cao tầng là nhà ở có từ 10 tầng trở lên, hoặc các cơng

trình kiến trúc khác có chiều cao từ 28m trở lên
-

Liên Xơ (cũ): Nhà cao tầng là nhà ở có từ 10 tầng trở lên, hoặc các cơng

trình kiến trúc khác là 7 tầng.
-

Mỹ: Nhà cao tầng là nhà có chiều cao từ 22m đến 25m hoặc trên 7 tầng.

-

Pháp: Nhà cao tầng là nhà ở > 50m hoặc các kiến trúc khác là > 28m.

-

Anh: Nhà cao tầng là nhà có chiều cao trên 24,3m.

-

Nhật Bản: Nhà cao tầng là nhà có trên 11 tầng và trên 31m.

-

Tây Đức: Nhà cao tầng là nhà có chiều cao trên 22m (tính từ mặt nền nhà).

-

Bỉ: Nhà cao tầng là nhà cao > 25m (tính từ mặt đất ngồi nhà).

SVTH: Trịnh Chí Thành

7

Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

1.2 Phân loại nhà cao tầng
a) Phân loại theo mục đích sử dụng:
-

Nhà ở

-

Nhà làm việc và các dịch vụ khác

-

Khách sạn

b) Phân loại theo hình dạng:
-

Nhà tháp: Thường được dùng làm khách sạn và văn phòng làm việc. Giao

thông theo phương thẳng đứng được tập trung vào một khu vực duy nhất.
-

Nhà dạng thanh: Thường được dùng làm nhà ở. Trong đó có nhiều đơn vị

giao thơng theo phương đứng
c) Phân loại theo vật liệu cơ bản:

1.3

-

Nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép

-

Nhà cao tầng bằng thép

-

Nhà cao tầng có kết cấu hỗn hợp bê tơng cốt thép và thép

Tình hình phát triển nhà cao tầng và nhà cao tầng có hệ thống dầm chuyển

trong và ngồi nước
1.3.1 Tình hình phát triển nhà cao tầng trên thế giới
Nhà cao tầng được phát triển phụ thuộc vào sự phát triển của nền kinh tế quốc
gia, sự phát triển về dân số, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật. Chính vì những yếu tố
đó nên sự phát triển nhà cao tầng ở mỗi quốc gia là hoàn toàn khác nhau. Riêng ở Mỹ,
sự phát triển về khoa học kỹ thuật và công nghiệp tương đối nhanh và mạnh nên quá
trình phát triển của nhà cao tầng cũng sớm hơn, số lượng nhiều và quy mô lớn hơn.
Năm 1913, tại New York đã xây dựng tòa nhà “Woolworth” kiểu tháp 60 tầng,
cao 241m. Sau đó liên tục các nhà cao tầng mọc lên ở Mỹ như tòa nhà ngân hàng cao
71 tầng và toà nhà cao 70 tầng. Đa số các nhà cao tầng thời kỳ những năm 20 đến 70
của thế kỷ 20 đều nằm ở Mỹ. Tuy nhiên trong nhiều năm trở lại đây các nước và khu
vực khác trên thế giới cùng phát triển nhà cao tầng rất mạnh mẽ. Các kỷ lục về nhà
chọc trời đang được chuyển dần sang các nước thuộc khu vực châu Á. Tòa nhà cao

nhất thế giới là tòa nhà Burj Kharifa ở Dubai thuộc các tiểu vương quốc Ả rập thống
nhất hồn thành năm 2010 có chiều cao lên đến 868m với 168 tầng
Hiện nay trên thế giới đã xây dựng hơn 100 ngôi nhà cao trên 200m. Một số
cơng trình nhà cao tầng đã được xây dựng tại các nước như sau:
SVTH: Trịnh Chí Thành

8


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

* Tại Dubai:
1- “Burj Khalifa” ở Dubai (2010), 168 tầng, cao 828m.
2- “Emirates Office Tower” ở Dubai (2000), cao 355m.
3- “Rose Tower” ở Dubai (2007), 72 tầng, cao 333m.
4- “Burj Al Arab” ở Dubai (1999), gồm 60 tầng, cao 321m.
5- “Khách sạn Jumeirah Emirates Towers” ở Dubai (2000), 56 tầng, cao 309m.
6- “Tháp Thiên niên kỷ” ở Dubai (2006), gồm 60 tầng, cao 285m.
* Tại Mỹ:
1- “Woolworth Building” ở New York (1913), 60 tầng, cao 241m.
2- “Chrycler Building” ở New York (1928-1930), cao 315m.
3- Tịa tháp đơi “Trung tâm thương mại quốc tế” ở New York (1973), 110 tầng, cao
420m.
4- “Willis Tower” ở Chicago (1973), gồm 108 tầng, cao 527m.
5- “Sears Tower” ở Chicago (1974), 109 tầng, cao 442m.
6- “Bank of America Tower” ở New York (2008), gồm 54 tầng, cao 360m.
* Tại Nhật Bản:
1- Tòa nhà “Dương Quang” ở Tokyo (1978), 60 tầng, cao 226m.
2- Trụ sở hội đồng thành phố Tokyo (1991), cao 243m.
3- Khách sạn Prince ở Makuhari-Chiba (1993), 49 tầng, cao 180m.

4- “Rinku Gate Tower” ở Izumisano (1996), gồm 56 tầng, cao 256m.
* Tại Trung Quốc:
1- Tháp Bưu điện và viễn thông (1989), 26 tầng, cao 180m.
2- CITIC Plaza ở Quảng Châu (1997) gồm 80 tầng, cao 391m.
3- Tháp Kim Mậu (1998), 88 tầng, cao 421m.
4- Tháp trung tâm tài chính thế giới Thượng Hải tại thành phố Thượng Hải (2008)
gồm 101 tầng, cao 492m.
* Tại Malaysia:
1- Tòa nhà “Petronas Tower” ở Kuala Lumpur (1998), 88 tầng, cao 452m.
2- “Menara Telekom” ở Kuala Lumpur (2001) gồm 55 tầng, cao 310m.
* Tại Hồng Kơng:
1- Tịa nhà “Bank of China Tower” (1990), 72 tầng, cao 367m.
SVTH: Trịnh Chí Thành

9


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

2- Tòa nhà “Central Plaza” (1992), 78 tầng, cao 374m.
3- Trung tâm thương mại quốc tế ở thành phố Hồng Kông (2010) gồm 118 tầng và cao
484m.
* Tại Thái Lan:
1- Tòa nhà “Metropolis International” (1996), 96 tầng, cao 343m.
2- “Baiyoke Tower II” tại Bangkok (1997), gồm 85 tầng, cao 304m.
* Tại Australia:
1- “Rialto Towers” ở Melbourne (1986) gồm 63 tầng, cao 251m.
2- “Eureka Tower” ở Melbourne (2006) gồm 91 tầng, cao 297m.
* Tại Nga:
1- Tháp Khải Hoàn ở Moscow (2005) gồm 57 tầng cao 264m.

2- Tháp Naberezchnaya ở Moscow (2007) gồm 61 tầng, cao 268m.
* Tại Đức:
1- Tòa nhà Messe Turm ở Frankfurt (1990) gồm 55 tầng cao 257m.
2- Tòa nhà Commerzbank Tower ở Frankfurt (1997) gồm 56 tầng cao 259m.
Theo bảng thống kê 130 cơng trình cao nhất thế giới, Mỹ chiếm đa số với 37
cơng trình chủ yếu tập trung tại thành phố New York, trong đó phổ biến là các cơng
trình được xây dựng trong những năm 70, 80 của thế kỷ 20. Tuy nhiên các cơng trình
nhà cao tầng hiện nay có xu hướng chuyển dần về khu vực châu Á đặc biệt là tại
Trung Quốc (26 cơng trình), Hồng Kơng (15 cơng trình), UAE (13 cơng trình). Các
cơng trình này phần lớn được xây dựng vào đầu thế kỷ 21. Trong bảng thống kê này,
Việt Nam cũng góp mặt với 2 cơng trình là Keangnam Hanoi Landmark Tower (70
tầng, cao 336m), Bitexco Financial Tower (68 tầng, cao 262m)

SVTH: Trịnh Chí Thành

10


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

Hình 1.1 Các tịa nhà cao nhất thế giới hiện nay

Hình 1.2 Tịa nhà “Sears Tower”

Hình 1.3 Tịa nhà “Petronas Tower”

ở Chicago
ở Malaysia
1.3.2 Tình hình phát triển nhà cao tầng tại Việt Nam
Hiện nay ở Việt Nam cũng đã có rất nhiều các cơng trình cao tầng được xây

dựng và đưa vào sử dụng; đồng thời cũng có rất nhiều dự án khả thi khác về nhà cao
tầng chuẩn bị được đưa vào thi công trong tương lai.
Một số các cơng trình nhà cao tầng ở Việt Nam đã được thi cơng [10]:
SVTH: Trịnh Chí Thành

11


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

1- Tòa nhà “Hanoi Tower” – Hai Bà Trưng, Hà Nội (1997) – cao 26 tầng
2- Khách sạn Fortuna – 5 Láng Hạ, Hà Nội (1995)
3- Khách sạn SHERATON – Nghi Tàm, Hồ Tây, Hà Nội (1998)
4- Trung tâm đào tạo Bưu Chính Viễn Thơng I – Hà Nội
5- Tháp truyền hình Việt Nam – Hà Nội
6- Trung tâm phát thanh truyền hình Quảng Ninh – thành phố Hạ Long (1997)
7- Khách sạn Winsor – thành phố Hồ Chí Minh (1994)
8- Khu đơ thị Trung Hịa – Nhân Chính: 11 tịa nhà 17 tầng, 3 tịa nhà 18 tầng, 2 tòa
nhà 24 tầng, 1 nhà 34 tầng.
9- Khách sạn “METROPOLE” – góc đường Trần Hưng Đạo – Nguyễn Cư Trinh –
quận 1 thành phố Hồ Chí Minh
10- Khách sạn “HORIZON” – thành phố Hà Nội (1997)

Hình 1.5 Khách sạn Winsor -TPHCM
Hình 1.4 “HaNoi Tower”-Hà Nội
1.3.3 Tình hình phát triển nhà cao tầng có hệ thống dầm chuyển [5]
Hiện nay sự xuất hiện của các cơng trình nhà cao tầng ngày càng phát triển
mạnh. Đồng thời các nhu cầu của con người về sự tiện ích khi sử dụng cũng địi hỏi sự
đa dạng về chức năng trong cơng trình. Cơng trình thường là sự kết hợp các chức năng
như nhà ở, văn phòng làm việc, siêu thị,… Như vậy vấn đề đặt ra là các không gian

như siêu thị, phịng họp,…địi hỏi khơng gian lớn với các lưới cột thưa, trong khi đó
nhà ở lại cần khơng gian hẹp hơn với lưới cột dày. Do đó giải pháp dầm chuyển là một
trong số các giải pháp hữu hiệu để giải quyết vấn đề này.

SVTH: Trịnh Chí Thành

12


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

Trên thế giới, lý thuyết tính tốn về dầm chuyển đã được nghiên cứu từ những
năm 1965 bởi Albritton. Những nghiên cứu ban đầu chỉ ra rằng hầu hết các dầm này
làm việc trong giai đoạn đàn hồi. Tuy nhiên nhược điểm của các nghiên cứu đàn hồi là
giả thiết vật liệu đẳng hướng tuân theo định luật Hook. Cho đến tận những năm 1960,
việc thí nghiệm tải trọng giới hạn một cách hệ thống đã được thực hiện bởi Paiva &
Siess (1965) và Leonhardt & Walther (1966). Những thí nghiệm này là một bước đột
phá trong việc nghiên cứu về dầm chuyển.
Trước khi dầm chuyển chính thức được nghiên cứu về lý thuyết tính tốn, tại
thành phố Chicago – Mỹ đã xây dựng cơng trình “Brunswich Building” – cơng trình
có dầm chuyển đầu tiên trên thế giới. Cơng trình này được xây dựng trên khu đất có
diện tích 1hecta và có diện tích là 251,5m 2. Chiều cao của cơng trình là trên 144m với
35 tầng. Dầm chuyển được thiết kế ở giữa tầng trệt và tầng 1 của cơng trình. Nó có
chiều dài là 51,2m tựa trên 4 đầu cột và chịu tải từ các cột đặt dày hơn ở bên trên. Dầm
được thiết kế với chiều cao tương đương khoảng 2 tầng nhà.

Hình 1.6 Hình ảnh về dầm chuyển trong cơng trình
Sau đó một số các cơng trình có hệ thống dầm chuyển đã dần dần được xây
dựng trên tồn thế giới.
- Tịa nhà “Worth the Wait” ở Mỹ: dầm chuyển được thiết kế ở tầng 3 để đỡ

hệ khung bên trên
- Tòa nhà “Diwang International Commerce Center” tại Nam Ninh- Trung
Quốc: hoàn thành năm 2006 với chiều cao 276m và 56 tầng. Dầm chuyển được thiết
kế tại tầng 6 và tầng 38 dùng để đỡ hệ tường chịu lực và khung của các tầng trên.

SVTH: Trịnh Chí Thành

13


Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học năm học 2014 - 2015

Hình 1.7: “Brunswich Building”

Hình 1.8: “Diwang International

- Chicago - Mỹ

Commerce Center” – Trung Quốc
Tại Việt Nam, gần đây cũng đã có các cơng trình nhà cao tầng sử dụng hệ thống
dầm chuyển.
- Cơng trình 34 tầng – khu đơ thị Trung Hịa, Nhân Chính: Cơng trình này
được khởi cơng xây dựng năm 2003 và hồn thành năm 2006. Chiều cao của nó là
136m, diện tích xây dựng là hơn 3000m2. Hệ thống dầm chuyển được đặt tại tầng kỹ
thuật của cơng trình với kích thước như sau: Chiều cao dầm là 2,15m, chiều rộng dầm
là 1,82,7m.
- Dự án tịa nhà Westa – Mỗ Lao – Hà Đơng: Cơng trình gồm 2 khối có 21 &
25 tầng nổi (trong đó có 6 tầng dịch vụ), 3 tầng hầm. Các tầng dịch vụ có mục đích sử
dụng làm nhà hàng, khách sạn, siêu thị. Diện tích xây dựng của cơng trình là 4992m2.
- Trung tâm thương mại và dịch vụ cơng cộng Cựu Viên – Kiến An – Hải

Phịng. Đây là cơng trình cao 24 tầng nổi và 4 tầng hầm. Trong đó từ tầng 1 đến tầng 3
được thiết kế làm siêu thị và tầng 5 là phòng trưng bày sản phẩm; các phịng này đều
địi hỏi khơng gian lớn. Các tầng từ 6 – 24 có cơng năng là các văn phịng cho th có
khơng gian hẹp hơn.

SVTH: Trịnh Chí Thành

14