Kết cấu nhà cao tầng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA XÂY DỰNG


BÀI TIỂU LUẬN
CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG

GVHD : Thầy VŨ TÂN VĂN
LỚP HP : 850003201
NHÓM : 10
NGÀNH : Kỹ Thuật Xây Dựng


TP.HCM, ngày 30 tháng 11 năm 2022
BẢNG DANH SÁCH NHÓM
STT

Họ và Tên

MSSV

Lớp

Ghi Chú

1

NGUYỄN LÂM KỲ NGUYÊN

18520100250

XD18/A3

ĐẠI DIỆN NỘP BÀI

2

NGUYỄN VĂN HỒNG

18520100119

XD18/A3

3

LÊ XN PHÚC HẬU

18520100127

XD18/A3

4

NGUYỄN HỒNG LONG

18520100200

XD18/A3

BẢNG PHÂN CƠNG NHIỆM VỤ

STT

Họ và Tên

Nhiệm Vụ

1

NGUYỄN LÂM KỲ NGUYÊN

Phân tích tĩnh tải tác dụng lên sàn +
Kết cấu khung lõi

2

NGUYỄN VĂN HỒNG

Phân tích hoạt tải tác dụng lên sàn +
Kết cấu khung vách lõi

3

LÊ XUÂN PHÚC HẬU

Phân tích tĩnh tải tác dụng lên dầm +
Kết cấu khung vách

4

NGUYỄN HỒNG LONG

Phân tích hoạt tải tác dụng lên dầm +
lựa chọn kích thước cấu kiện + Kết
cấu khung + nhận xét

Ghi Chú


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH
I.

TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH

1. Dự án:
- Tên dự án: Charm Plaza.
- Chủ đầu tư: DCT Group.
- Thiết kế kiến trúc: Tập đoàn Fossco (Hàn Quốc)
- Thiết kế kết cấu: POSCO E&C Việt Nam.
- Thi công: POSCO E&C Việt Nam.
2. Địa điểm xây dựng:
- Vị trí cơng trình: Tại ngã tư 550 đường DT 743B, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương.
- Phạm vi: vị trí thuận tiện với mạng lưới giao thông kết nối Quốc Lộ 1 và Quốc lộ 13,
cách quận Thủ Đức của thành phố Hồ Chí Minh 03 km và là trung tâm kết nối các khu
công nghiệp như : Vietnam- Singapore, Sóng Thần, Đồng An, Nam Tân Un…
3. Quy mơ:
- Số tầng: 20 tầng nổi, 1 tầng hầm. Với chiều cao: 75.5 (m)+ cộng thêm 25 m để tính

tốn suy ra tổng chiều cao là 100,5 m
- Diện tích khu đất: 50.070 m2.
- Diện tích xây dựng: 17.457 m2 .
4. Cấp bậc cơng trình:
- Cấp cơng trình: cấp II.
- Niên hạn sử dụng: 100 năm
- Nhóm dự án: A
- Loại cơng trình: cơng trình dân dụng.
5. Mục đích xây dựng:
- Được xem là 1 trong 3 mũi nhọn của tam giác phụ cận TPHCM, Bình Dương đang là
một trong những tỉnh thành có tốc độ phát triển kinh tế xã hội nhanh nhất hiện nay. Với
sự tập trung có quy hoạch các mạng lưới khu công nghiệp rộng và đa dạng, chứa trong
đó sự hoạt động của nhiều tập đồn, doanh nghiệp, nhà máy, Bình Dương trở thành nơi
thu hút một lượng lớn lao động đến từ khắp nơi trong cả nước và cả lao động nước ngồi,
NHĨM: 10

3


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

thu nhập của người lao động hiện nay được nâng cao, nhất là đối tượng có trình độ và các
chun gia nước ngoài.
- Khi điều kiện về kinh tế đã ổn định, mức sống người lao động được nâng cao thì nhu
cầu về một nơi an cư với nhiều điều kiện lý tưởng, một môi trường sống lành mạnh tiện
nghi và hiện đại là một phát sinh tất yếu.
- Theo thống kê sơ bộ, Bình Dương hiện có hơn 1.800 dự án đầu tư nước ngoài với trên
15.000 chuyên gia trong và ngoài nước đến làm việc. Đây là đối tượng khách hàng lớn

cho dòng bất động sản (BĐS) cao cấp đây.Nhưng trên thực tế có một nghịch lý : các
chuyên gia nước ngồi làm việc tại Bình Dương hiện nay hầu hết là cư ngụ tại TPHCM.
Mỗi ngày họ phải thức dậy từ sớm chạy ơtơ đến Bình Dương, chiều tối họ phải quay về
TPHCM thật muộn để tránh kẹt xe. Có điều này khơng phải vì Bình Dương thiếu nơi cư
ngụ mà bởi Bình Dương khơng đủ các sản phẩm bất động sản đáp ứng nhu cầu của đối
tượng khách hàng này. Trong vòng 3 năm qua, thị trường BĐS tại Bình Dương phát triển
hết sức sơi động, nguồn cung rất lớn, tuy nhiên hầu hết các dự án lại tập trung vào dòng
sản phẩm đất nền, nhà phố giá rẻ hoặc tầm trung. Các dự án cao cấp như làng chuyên gia
hoặc các khu phức hợp cao cấp thì rất ít ỏi. Đây là một cơ hội rất lớn để phát triển xây
dựng các khu chung cư và cơng trình có chất lượng, một mặt đáp ứng nhu cầu của một
lượng lớn các khách hàng có tiềm năng, mặt khác góp phần làm thay đổi diện mạo cơ sở
hạ tầng cho khu vực và thu về lợi nhuận kinh tế cho các doanh nghiệp đầu tư.
- Bên cạnh đó, mơ hình khu phức hợp gồm các chung cư cao cấp kết hợp trung tâm
thương mại và các công trình phụ phục vụ nhu cầu vui chơi giải trí của người dân hiện
nay cịn khá mới mẻ ở Bình Dương. Nhóm khách hàng tiềm năng như các chuyên gia đến
Việt Nam làm việc ổn định lâu dài hầu hết đều có nhu cầu đưa gia đình, thân nhân đến ở
cùng. Do đó, nhu cầu của họ khơng chỉ là 1 nơi ở tiện nghi, đủ dịch vụ mua sắm, giải trí,
thương mãi… mà cịn cần các nhu cầu thiết yếu cho con cái, gia đình như: học tập chất
lượng cao, dịch vụ chăm sóc y tế quốc tế… Có thể nói đây là một trong những dự án tiên
phong và đi đầu trong khu vực có tầm nhìn rộng và khả năng đáp ứng tối đa các nhu cầu
cao cấp và tiện ích cho những khách hàng khó tính nhất. Nhu cầu trước mắt là rất lớn và
NHÓM: 10

4


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

với tính chất là 1 trong những dự án tiên phong đã tạo 1 lợi thế lớn cho dự án Charm
Plaza.
- Kết hợp sự khảo sát và nắm bắt nhu cầu người dân trong một thời gian dài để hoạch
định đối tượng hướng đến, đồng thời Chủ đầu tư là một doanh nghiệp chuyên nghiệp
(Charm Engineering and Posco E&C của Hàn Quốc), đảm bảo đáp ứng một dịch vụ nhà
ở tốt và hiện đại cho những đối tượng tiềm năng, cộng với một địa thế rất tốt và thuận
tiện về mọi mặt đã giúp cho dự án Charm Plaza là một dự án rất có tiềm năng.
- Dự án được xây dựng trên một diện tích rộng 5ha, tổng vốn đầu tư ước khoảng 200 triệu
USD. Khi hoàn thành sẽ gồm 6 tòa nhà cao 14 tầng nổi và 1 tầng hầm cùng với các cơng
trình tiện ích xung quanh phục vụ sinh hoạt của người dân. Dự án cung cấp khoảng 1060
căn hộ diện tích từ 45-64m2, thiết kế sang trọng theo hướng không gian mở tăng tối đa
phần tiếp xúc với khơng gian bên ngồi, đồng thời khơng gian sinh hoạt của căn hộ cũng
có thể linh hoạt điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu sử dụng của chủ nhân.Mức giá bán
căn hộ dự kiến từ 800-1.000 USD/m2. Giai đoạn 1 của dự án gồm block B1 đã được khởi
công xây dựng vào ngày 1/10/2010, thời gian xây dựng dự kiến là 24 tháng.
II.

GIỚI THIỆU VỀ KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH
1. MẶT BẰNG – PHÂN KHU CHỨC NĂNG:
Dự án Charm plaza được thiết kế tổng thể là một khu phức hợp đa năng và đồng

nhất, liên kết các nhu cầu thiết yếu ngày càng cao của cuộc sống hiện đại. Dự án có tổ
hợp cơng trình chính là 6 khối nhà ( block ) đóng vai trị là các chung cư cao cấp và các
cơng trình phụ cận khép kín đáp ứng nhu cầu sống làm việc và vui chơi giải trí cho người
sử dụng như nhà trẻ, bệnh viện, sân thể thao, hồ bơi, các quán cà phê sang trọng theo
phong cách Pháp và không gian công cộng để tổ chức tang lễ. Đặc biệt hệ thống cây xanh
và giao thông nội bộ được chú trọng thiết kế với diện tích gần 2/3 tổng diện tích dự án.
Tổng diện tích của dự án là hơn 5ha, trong đó diện tích xây dựng chính vào
khoảng 17500 m2, mật độ xây dựng khoảng 35%. Các Block ( khối nhà ) chính của khu
phức hợp có quy mơ 15 tầng gồm 1 tầng hầm ( basement ), tầng trệt là không gian sinh

hoạt công cộng, tầng 1 là khu vực siêu thị mua sắm, 11 tầng bên trên ( tầng 2 đến tầng 12 )
NHÓM: 10

5


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

là các căn hộ có diện tích từ 45-64m2 và trên cùng là sân thượng được bố trí là khu vực
vui chơi giải trí và thư giãn với nhiều dịch vụ tiện ích.
Về phân khu chức năng trong tịa nhà :
-

Tầng hầm : 1 tầng, chiều cao 4m : khu vực để xe ô tô và xe gắn máy cho cả

chung cư. Bên cạnh đó cịn bố trí bể nước sinh hoạt và bể nước cứu hỏa ( mỗi bể nước có
kích thước 8.3*7.7 (m), cao 4(m ). Cao độ mặt sàn tầng hầm :-4.00 (m).
-

Tầng trệt : khu vực sảnh đón và khu sinh hoạt cơng cộng. Cao độ hồn thiện

sàn tầng trệt được lấy làm cao độ chuẩn cho các cao độ khác :±0.00 (m), cao độ mặt đất
tự nhiên -0.50 (m).
-

Tầng 1 : khu vực siêu thị phục vụ mua sắm. Cao độ hoàn thiện sàn tầng
1 :+4.20 (m).

-

Tầng 2-12 : Khu vực các căn hộ chung cư cao cấp. Chiều cao tầng 3.50 (m),

cao độ hoàn thiện sàn tầng 2 : +9.00 (m), cao độ hoàn thiện sàn tầng 12 : +44.00 (m).
-

Sân thượng : Khu vực phục vụ nhu cầu giải trí, thư giãn. Cao độ hoàn thiện sàn

sân thượng : +47.50 (m).
-

Mái : cao độ hoàn thiện đỉnh mái : +51.00 (m).

Block nhà B1 là block nhà đầu tiên được triển khai trong giai đoạn 1 của dự án, bắt đầu
khởi công từ tháng 10/2010 và tiến độ dự kiến là 2 năm.
- Khu vực cộng thêm :

7 tầng với 6 tầng đầu mỗi tầng 3.5m tầng cuối 4 m với

tổng chiều cao là 100,5 m

NHÓM: 10

6


Trường đại học kiến trúc TPHCM

NHÓM: 10

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

7


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

2. MẶT ĐỨNG
- Với mục đích hướng đến việc xây dựng một mơ hình phức hợp các chung cư
hiện đại và cao cấp, thiết kế kiến trúc của cơng trình được đầu tư rất cao. Với hình khối
kiến trúc khá đơn giản nhưng tạo ấn tượng hiện đại và sang trọng. Cơng trình là 1 khối
nhà vng vức với mặt bằng hình chữ nhật cân đối với diện tích nền 24*48 (m2).

NHÓM: 10

8


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

- Điểm nhấn của cơng trình là kết cấu mái bê tơng đúc bằng khn với thiết kế
phóng khống và ấn tượng. Ngồi tác dụng thẩm mĩ, kết cấu mái cịn có tác dụng trong
việc đón gió cho sân thượng với thiết kế khí động học hợp lý. Theo thiết kế, phần bên
dưới cơng trình được ốp đá hoa cương sang trọng và phần trên được bao bọc bằng tường
rèm thủy tinh cao cấp. Rõ ràng, Charm plaza muốn xây dựng một chung cư cao cấp dành

cho những đối tượng có thu nhập khá trở lên.
- Mặt đứng cơng trình được thiết kế đơn giản nhưng sang trọng, đặc biệt là đảm
bảo các chức năng cần thiết theo nhu cầu của một cao ốc chung cư cao cấp.
3. HỆ THỐNG GIAO THƠNG
Hệ thống giao thơng trong cơng trình :
-

Tồn bộ cơng trình sử dụng 4 thang máy chính và 2 thang bộ phục vụ giao

thông theo phương đứng cho các căn hộ. Ngồi ra cịn 2 thang máy sử dụng riêng cho
siêu thị và đơn vị kỹ thuật.
-

Giao thông theo phương ngang được thiết kế rất hợp lý. Với diện tích hành

lang rộng rãi, được thông suốt với nhau và bao quanh 2 lõi thang tạo cảm giảm thuận tiện
dù là căn hộ ở bất kỳ vị trí nào.

NHĨM: 10

9


Trường đại học kiến trúc TPHCM

NHÓM: 10

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

10

Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC
I.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU BÊN TRÊN
1. HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH NHÀ CAO TẦNG
Kết cấu chịu lực nhà cao tầng có thể phân loại như sau :
 Hệ kết cấu cơ bản ( hệ kết cấu thuần ) : gồm hệ thuần khung, hệ kết cấu lõi

cứng, hệ ống … Trong đó, hệ thuần khung là hệ kết cấu phổ biên nhất trong kết cấu bê
tông cốt thép. Hệ gồm cấu kiện thẳng đứng ( cột ) và cấu kiện ngang ( dầm khung ) liên
kết với nhau thành các khung chịu lực. Khung chịu toàn bộ tải trọng thẳng đứng và tải
trọng ngang tác động vào cơng trình. Tường đóng vai trị kết cấu bao che. Hệ thuần
khung nếu tính tốn và sử dụng vật liện hợp lý thì có thể đạt đến 15 tầng.
 Hệ kết cấu hỗn hợp : là hệ chịu lực kết hợp từ 2 hệ cơ bản trở lên, mang nhiều
điểm ưu việt của các kết cấu cơ bản, khả năng chịu lực khá lớn : hệ khung giằng, hệ
khung – vách, hệ khung – lõi… Trong đó hệ kết cấu khung - vách và khung – lõi là 2
dạng hệ kết cấu được sử dụng phổ biến hiện nay cho nhà cao tầng. Trong hệ kết cấu có
vách và lõi, vách và lõi có chức năng chịu tải trọng ngang là chủ yếu. Hệ kết cấu vách và
lõi tỏ ra thích hợp cho các cơng trình có u cầu thiết kế sàn phẳng vì vách và lõi kết hợp
với sàn tạo thành những hộp có độ cứng khơng gian lớn, có thể chịu tải trong ngang cực
kỳ tốt.
 Cơng trình Block B1 khu phức hợp Charm plaza là cơng trình chung cư cao
cấp, có hệ kết cấu chịu lực là khung kết hợp lõi cứng. Lõi cứng ( hệ tổ hợp nhiều vách
cứng theo nhiều phương ), được bố trí đối xứng làm tăng khả năng chịu tải trọng ngang

và khả năng chống xoắn cho nhà, đồng thời là kết cấu chịu lực cho thang máy. Lợi dụng
độ cứng lớn của lõi và vị trí lõi ở giữa cơng trình, ta đặt hệ cầu thang bộ nằm trong lõi.
2. HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC THẲNG ĐỨNG ( CỘT – VÁCH – LÕI)
a. Tổng quan
Đây là những bộ phận kết cấu chịu lực quan trọng nhất của cơng trình, có ảnh
hưởng lớn đến việc lực chọn các giải pháp kết cấu cho toàn bộ cơng trình. Vai trỏ của hệ
kết cấu thẳng đứng :
NHĨM: 10

11


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

 Là gối tựa nâng đỡ và tiếp nhận tải trọng từ hệ kết cấu ngang ( dầm, sàn ) và
cùng với dầm, sàn tạo thành những khung cứng, tạo không gian sử dụng bên trong cơng
trình.
 Là bộ phận trực tiếp tiếp nhận tải trọng từ hệ dầm, sàn và truyền xuống móng
cơng trình.
 Là bộ phận tiếp nhận chính tải trọng ngang tác động vào cơng trình, phân phối
vào từng cấu kiện cột, vách và truyền xuống móng.
 Đóng vai trò quan trọng trong việc giữ ổn định tổng thể cơng trình, hạn chế sự
dao động của cơng trình, quyết định dạng dao động của cơng trình khi chịu tải trọng
ngang.
Trong thực tế hiện nay, bộ phận kết cấu thẳng đứng cho kết cấu nhà cao tầng gồm
những loại cấu kiện sau :
 Cột : là cấu kiện đứng phổ biến và điển hình nhất. Xuất hiện trong hệ kết cấu
thuần khung, kết cấu khung kết hợp.

 Vách cứng chịu lực : là kết cấu chịu lực được sử dụng ngày càng nhiều trong
kết cấu nhà cao tầng. Vách chịu tải trọng đứng và tải trọng ngang đều tốt, lại khá thích
hợp với kết cấu sàn phẳng trong việc kết hợp chịu lực, phù hợp với cơng trình có yêu cầu
kiến trúc cao. Vách cũng là giải pháp để hạn chế chuyển vị ngang cơng trình rất tốt. Tùy
vào quy mơ và u cầu cơng trình mà có thể sử dụng hệ khung vách kết hợp hoặc hệ
thuần vách. Hình dạng vách thường là vách đơn hoặc vách gồm 2 vách đơn kết hợp theo
hình chữ L hoặc chữ T.
 Lõi : là mốt tổ hợp vách theo 2 phương, dạng chữ C, chữ E hoặc phức tạp hơn.
Mang nhiều ưu điểm của vách. Bên cạnh đó cịn tăng cường khả năng chống xoắn.
 Kết cấu ống.
 Các hệ kết cấu kết hợp.
b. Lựa chọn
Do đặc điểm cơng trình có kích thước theo 2 phương tương đối chênh lệch lớn,
khả năng chống xoắn của cơng trình thấp nên ta bố trí 2 hệ lõi trung tâm ở 2 khối tăng
khả năng chống xoắn cho cơng trình, bên cạnh đó là hệ kết cấu chịu tải trọng thẳng đứng
NHÓM: 10

12


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

rất tốt cùng với hệ cột biên. Kết cấu thẳng đứng cịn có hệ các cột biên được liên kết với
nhau bằng dầm biên và sàn. Vì cơng trình có chiều cao không lớn (51m) không cần thiết
sử dụng vách chịu lực, bên cạnh đó là để tạo sự thơng thống cho những khu vực cần
không gian rộng rãi như tầng hầm và tầng Trung tâm thương mại nên hệ cột là hợp lý.
Cột và lõi liên kết cùng làm việc với nhau thơng quan hệ thống sàn phẳng.
Bên cạnh đó, do tính tương thích khi làm việc của cột và hệ sàn phẳng, lõi khá

phức tạp do sự chênh lệch khá lớn về độ cứng nên phải tính tốn và kiểm tra kỹ lưỡng.
3. HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC NẰM NGANG (DẦM - SÀN )
a. Tổng quan
- Lựa chọn giải pháp kết cấu nằm ngang tựu chung lại là lựa chọn phương án sàn cho
cơng trình. Đó có thể là hệ sàn sườn ( sàn liên kết tuyến trên hệ dầm sàn và dầm khung,
dầm liên kết với cột, vách và lõi với nhau cùng làm việc để truyền tải trọng thẳng đứng
xuống móng ). Ngoải ra cịn có kết cầu sàn phẳng, không dầm, sàn liên kết điểm trực
tiếp lên cột, vách và lõi. Khi đó sàn thay dầm đóng vai trị liên kết cột, vách và või làm
việc với nhau.
- Điểm khác biệt cơ bản của 2 phương án sàn trên là ở tính chất làm việc chịu lực của
sàn:
 Sàn sườn : bản sàn được tính tốn chủ yếu là cấu kiện chịu uốn.
 Sàn phẳng : bên cạnh sự làm việc chịu uốn, sàn phẳng còn là cấu kiện chịu nén khi
chịu tải trọng ngang, đặc biệt là sàn liên kết với vách và lõi. Bên cạnh đó cịn phải đảm
bảo khả năng chống cắt tại vị trí đầu cột cho sàn. Do đó tính tốn sàn phẳng tương đối
phức tạp.
-

Lựa chọn phương án sàn là bước lựa chọn vơ cùng quan trọng, bởi nó quyết định lớn
đến sự làm việc hợp lý và tính kinh tế cho cơng trình. Theo thống kê, khối lượng bê
tơng trong sàn chiếm khoảng 30 ÷ 40 % tổng khối lượng bê tơng cơng trình đồng thời
tải trọng bản thân sàn là tải trọng tĩnh chính tác động lên khung. Thi cơng sàn cũng
khá phức tạp, vì vậy cần cân nhắc các giải pháp sàn để tìm ra giải pháp tối ưu phù hợp
với yêu cầu và đặc điểm công trình. Ta xem xét 1 số phương án sàn phổ biến sau :
 Hệ sàn sườn

NHÓM: 10

13

Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

Gồm hệ dầm và bản sàn. Hệ dầm có thể chỉ gồm dầm chính ( dầm khung ) với
những sàn có khẩu độ khơng lớn, hoặc bố trí thêm hệ dầm phụ trực giao, dầm sànđể hạn
chế độ võng sàn.
 Ưu điểm :
 Tính tốn đơn giản ( có thể sử dụng các bảng tra ), Tiêu chuẩn Việt Nam
hướng dẫn rõ ràng.
 Chiều dày sàn bé.
 Được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất.
 Nhược điểm :
 Hệ dầm chiếm khơng gian, làm tăng chiều cao tầng, khơng thích hợp cho nhà
có chiều cao tầng thấp ( từ 3.5m trở xuống ). Không phù hợp với nhà cao tầng cần hạn
chế chiều cao cơng trình để hạn chế ảnh hưởng tải trọng gió.
 Thi cơng tốn cốp pha dầm.
 Hệ sàn sườn kiểu ô cờ
Gồm hệ dầm và bản sàn. Hệ dầm khá dày chia ô sàn thành những ô bản 2 phương
nhịp khá bé.
 Ưu điểm :
 Không địi hỏi hệ cột bên trong cơng trình, vượt nhịp lớn vào tạo không gian
rộng rãi.
 Chiều dày sàn bé.
 Có tính thẩm mỹ.
 Nhược điểm :
 Hệ dầm thi công qua phức tạp, tốn kém.
 Hệ dầm chiếm không gian theo phương đứng lớn, ảnh hưởng chiều cao sử
dụng.

 Hệ sàn phẳng khơng dầm
Là sàn có liên kết điểm với cột hoặc liên kết trực tiếp vào vách, lõi cứng , có thể
bố trí thêm hệ dầm biên theo chu vi cơng trình. Tùy vào điều kiện tải trọng, nhịp làm việc
và yêu cầu kiến trúc mà có thể bố trí mũ cột hoặc drop panel tại vị trí đầu cột.
NHÓM: 10

14


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

 Ưu điểm :
 Giảm đáng kể không gian chiều cao tầng nhà do khơng tốn khơng gian cho
dầm. Từ đó giảm chiều cao tồn cơng trình, giảm tác dụng của tải trọng ngang.
 Có tính thẩm mỹ cao, thơng thống và lấy sáng tốt.
 Thuận tiện khi bố trí trần kỹ thuật.
 Linh hoạt trong phân chia không gian bên dưới.
 Thi cơng nhanh vì khơng tốn thời gian cho cốp pha và cốt thép dầm, bố trí thép
trong sàn trở nên đơn giản hơn.
 Nhược điểm :
 Chiều dày sàn khá lớn để đảm bảo khả năng chịu cắt và biến dạng, làm tăng tải
trọng bản thân của công trình tích lũy xuống cột và móng.
 Chi phí bê tông tăng.
 TCVN chưa quy định và hướng dẫn cụ thể trong tính tốn sàn phẳng cũng như
mũ cột và drop panel.
 Hệ sàn không dầmứng lực trước
Kết cấu tương tự sàn không dầm, khác biệt là ở BTCT đã ứng suất trước.
 Ưu điểm :

 Mang toàn bộ những ưu điểm của sàn không dầm thông thường, bê cạnh đó
cịn khắc phục 1 số hạn chế sau của sàn khơng dầm.
 Giảm chiều dày sàn do vật liệu có cường độ cao nhờ ứng suất trước. Từ đó
giảm trọng lượng bản thân kết cấu.
 Vật liệu ứng suất trước làm việc tối ưu vì phù hợp với đặc điểm chịu lực ( biểu
đồ Moment).
 Nhược điểm : sàn ứng suất trước phát sinh 1 số vấn đề sau
 Thi cơng sàn ứng suất trước địi hỏi thiết bị chun dụng phức tạp, chưa phổ
biến ở Việt Nam. Đồng thời q trình thi cơng phải chính xác nên địi hỏi tay nghể thợ
cao. Chi phí thi cơng do vậy tăng lên.
b. Lựa chọn

NHÓM: 10

15


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

Kết cấu chịu lực chính của cơng trình là khung kết hợp lõi cứng. Cột và vách đóng
vai trị chịu tải trọng chính. Hệ sàn đóng vai trị liên kết các cấu kiện thẳng đứng và
truyền tải trọng ngang trong khung.
Vì chiều cao tầng hạn chế : Ht = 3.5 m, với yêu cầu sử dụng là nhà ở, yếu tố thơng
thống chiếu sàng và rộng rãi, tiện nghi được đặt trên hàng đầu, đồng thời đảm bảo
không gian cho hệ thống trần kỹ thuật, ta chọn hệ kết cấu sàn phẳng với hệ dầm biên
( bao quanh chu vi công trình ) để giảm chiều cao hệ sàn ( chiều dày sàn lớn hơn nhưng
khơng có hệ thống dầm ).
Hệ sàn này đặt trên hệ dầm biên, hệ lõi cứng và 2 cột giữa, kết hợp với lõi cứng

tạo thành hệ chịu lực ngang khá tốt. Bên cạnh đó, sàn phẳng khá ưu việt trong việc bố trí
hệ tường ngăn, vách ngăn bên dưới rất linh hoạt, phù hợp cho cơng trình chung cư.
Trong thực tế, cơng trình đã đi vào thi công và phương án sàn thiết kế cũng là sàn
không dầm.
II.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN NGẦM
1. PHƯƠNG ÁN MĨNG
Với cơng trình nhà cao tầng, với điều kiện địa chất trung bình, giải pháp móng

nơng trên nền tự nhiên hoặc nền qua gia cố là không khả thi. Móng sâu ( mọc cọc ) là giải
pháp hữ hiệu, vừa đảm bảo phần nền của cơng trình là lớp địa chất tốt, khả năng chịu tải
lớn, bên cạnh đó móng sâu đảm bảo chiều sâu phần móng trong đất đủ lớn để giữ ổn định
cho phần thân công trình.
Tùy thuộc vào điều kiện địa chất và quy mơ cơng trình cụ thể mà lựa chọn phương
án cọc. Cọc ép và cọc đóng thường cho độ sâu khơng lớn, thi cơng khó trên 1 số loại đất,
bên cạnh đó là sự ảnh hưởng xấu trong q trình thi cơng cho cơng trình lân cận.
Móng cọc khoan nhồi, cọc barrette là những giải pháp có thể cân nhắc lực chọn.
trong đó cọc khoan nhồi là phương án đang được sử dụng rộng rãi hiện nay.
2. PHƯƠNG ÁN THI CÔNG TẦNG HẦM
Tầng hầm trong nhà cao tầng hiện nay khá phổ biến và hầu hết được sử dụng để
tận dụng không gian. Số tầng hầm càng nhiều thì mức độ khó càng tăng và phương an thi
cơng càng phức tạp.
NHĨM: 10

16


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

Giải pháp chống đỡ vách đất khi đào tầng hầm là một trong những vấn đề cần tính
tốn đầu tiên. Với những địa chất khơng q yếu, số tầng ít, có thể sử dụng cừ lasen làm
vách chống. Nếu địa chất phức tạp, số lượng tầng hầm nhiều, chiều sâu đào lớn thì có thể
kể đến 1 số phương pháp sau :
 Tường barrette có độ sâu lớn và khả năng chống tải trọng ngang tốt.
 Cọc hàng ( cọc nhồi đường kính nhỏ ).
 Cọc xi măng đất.
3. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP
Với cơng trình được xây dựng trên 1 lớp địa chất yếu bên trên, các phương án lựa
chọn như sau :
 Giải pháp móng : tính tốn và so sánh phương án móng cọc ép và cọc khoan
nhồi. Sau đó chọn 1 phương án móng để tiến hành thi công.
 Thi công tầng hầm tùy vào phương án thi cơng, địa chất, quy mơ cơng trình và
đặc điểm điều kiện thi cơng mà có thể sử dụng phương án đào taluy hoặc sử dụng cừ
lasen.
III. LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN
1. CỘT
a. Lý thuyết lựa chọn sơ bộ
Theo kinh nghiệm, phương pháp lựa chọn sơ bộ tiết diện cột dựa trên lực dọc
truyền lên đầu cột bởi các sàn tầng bên trên.
Hệ kết cấu có lõi cứng đối xứng với khả năng chịu lực khá lớn, nhưng ta tính tốn
an tồn và xem sự phân bố diện truyền tải vào cột và lõi là như nhau.
 Chọn tiết diện cột sơ bộ theo công thức :
Fc =

k * ns * qs * Fs
Rb

 k : hệ số tăng tiết diện kể đến ảnh hưởng của Momen trong cột. k = (1.1 ÷ 1.5).
 ns : số sàn trên cột cần tính ( kể cả sàn mái và mái).
 qs : tải trọng phân bố tính tốn ước lượng trên sàn.
 Fs : diện truyền tải lên đỉnh cột.

NHÓM: 10

17


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

 Rb : cường độ bê tông chịu nén.
 Dựa vào diện truyền tải từ sàn vào cột và lõi, có diện tích cần thiết ta chọn kích
thước cột. Vì cơng trình có chiều dài 2 phương chênh lệch nhau nên để đảm bảo độ cứng
theo 2 phương tương đương nhau. Chọn tỉ số giữa h/b cho cột : 1.5.
 Do kết cấu sàn phẳng nên độ lớn cột ảnh hưởng rất lớn đến điều kiện chống
chọc thủng của sàn nên ta khơng thay đổi kích thước cột khi lên cao.
b. Sơ bộ tiết diện cột dưới cùng ( cột tầng hầm )
 Tải trọng sàn
 Các loại sàn tầng khác nhau bên trên cột :
 Sàn tầng hầm ( không có vách ngăn, khơng tải hồn thiện, hoạt tải đỗ xe).
 Sàn tầng trệt ( khơng có vách ngăn, hoạt tải cơng cộng ).
 Sàn tầng 1 ( khơng có vách ngăn, hoạt tải trung tâm thương mại ).
 Sàn tầng 2 đến tầng 12 ( nhiều tường và vách ngăn, hoạt tải căn hộ ).
 Sàn mái ( không vách ngăn, hoạt tải mái bằng có sử dụng nghỉ ngơi ).
 Tải trọng dầm
 Tải trọng bản thân dầm.

 Tải trọng tường trên dầm.
 Ngoài ra, tải trọng trên đầu cột cịn có tải trọng do bản thân tất cả các cột tầng
trên truyền xuống. Do đó Ptts sẽ tăng lên đáng kể. Nhưng ta không thể xác định chính xác
giá trị này. Do đó, Qtts lấy tính tốn sẽ được được lấy theo kinh nghiệm : với công trình
sàn phẳng, nhà chung cư có nhiều tường, vách ngăn, chọn Qtts chung cho 1m2 sàn tầng là
1.8 (T/m2). Sau khi tính được Fc ta kiểm tra lại lực dọc tại chân cột bằng cách cộng thêm
khối lượng cột vào bảng tính tốn chi tiết bên dưới, đây cũng sẽ là lực dọc có giá trị gần
sát với lực dọc tính ra bởi phần mềm Etabs.
 Tải trọng quy về đầu cột :
Ptts = Fs*15*Qtts = Fs * 27 (T).
 Bảng tính tốn sơ bộ tiết diện cột, (hệ số γb2 = 0.85).
Tầng hầm

NHÓM: 10

k

Fs

Ptts

Tiết diện cột

Cột

18


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

m2

(T)

C1

1.5

16

432

50*80

C5080

C2

1.2

32

864

60*90

C6090

C3

1.1

64

1728

80*110

C80110

 Bảng tính tốn chi tiết gần đúng tải trọng lên các cột :
-

Cột C1 chịu tải gồm có diện chịu tải của bancol là 1.2x4 = 4.8 (m2) và của

sàn phía bên trong là 16m2, có 11 tầng điển hình có bancol, 3 tầng khơng có
bancol.
Fs
m2
S30
TTHT
TTTs
HT
D
TTTD
C

16 và

4.8
16 và
4.8
16 và
4.8
16 và
4.8
16 và
4.8
16 và
4.8
16 và
4.8

P

n

(T)

14

0.3*3*2.5*1.1*16+0.3*11*2.5*1.1*(4.8+16)

228.4

14

0.116*16*11+0.116*(4.8+16)*3

27.65

11

(0.22+0.172)*16*11

68.99

14
14
14
14

[(0.36 + 0.48 + 0.195 +
0.195*11)]*16+(0.24*4.8)
0.7*0.3*2.5*1.1*8*14
[(0.42+0.492+0.96*11
+0.734)]*8+[0.306*(1.2+4)]*11
0.5*0.8*2.5*1.1*51.5

52.03
64.68
115.15
56.65
613.55

Fs
m2

NHÓM: 10

n

P
(T)

19


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

S30

38.25

14

0.3*14*2.5*1.1*Fs

373.42

TTHT

38.25

13

0.12*Fs*n

59.68

TTTS

38.25

10

0.3*Fs*n

76.50

HT

38.25

14

(0.6 + 0.48 + 0.36 + 0.195*11)*Fs

137.12

D

38.25

14

0.8*0.4*2.5*1.1*9*n

110.88

TTTD

38.25

14

(1.76 + 1.5 + 2.0 + 1.25*10 + 0.5 )*9

138.56

C

38.25

14

0.6*0.9*2.5*1.1*46.6

70
965

Fs
m2

P

n

(T)

S30

76.5

14

0.3*14*2.5*1.1*Fs

746.83

TTHT

76.5

13

0.12*Fs*n

119.36

TTTS

76.5

10

0.3*Fs*n

153

HT

76.5

14

(0.6 + 0.48 + 0.36 + 0.195*11)*Fs

274.30

D

76.5

14

0.8*0.4*2.5*1.1*8.5*n

104.72

TTTD

76.5

14

(1.76 + 1.5 + 2.0 + 1.25*10 + 0.5 )*8.5

130.90

C

76.5

14

0.8*1.1*2.5*1.1*46.6

113
1643

2. VÁCH - LÕI
 Lõi cứng là 1 tổ hợp nhiều vách cứng liên kết với nhau theo 2 phương khác
nhau, được tính tốn tương tự vách cứng - cấu kiện chịu nén lệch tâm ( chịu tải thẳng
đứng và tải trọng ngang ).
 Bề dày vách chọn theo TCVN 198 : 1997 tính tốn nhà cao tầng :
 Fv = 1.5/100*Fs , với Fv là diện tích mặt cắt vách cứng, Fs : diện tích 1 sàn trên
vách cứng.
→ Lv*hv = 1.5/100*24*24 với Lv = 46.6 (m).

NHÓM: 10

20


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

→ hv = 0.19 (m). Chọn hv = 300 (mm).
 Vách cứng không bé hơn 120 (mm ) và 1/20*Ht = 1/20*3500 = 175 (mm).
 Vậy chiều dày vách trong các lõi : hv = 300 (mm), V30.
3. DẦM BIÊN
 Dầm biên bố trí theo chu vi khối nhà, gối lên các cột biên nên không ảnh
hưởng đến chiều cao tầng nhà.
 Kích thước dầm biên chọn sơ bộ như 1 dầm thông thường dựa trên yêu càu
đảm bảo độ võng dầm :
 hd = (1/12÷1/8)*Ld=(1/12÷1/8)*8000=( 667÷ 1000) (mm), chọn hd = 70 (cm).
 bd = ( 1/2 ÷ 2/3 )*hd = ( 350 ÷ 460 ) (mm), chọn bd = 30 (cm)
→Chọn dầm biên 700*300 mm ( D7030).
4. SÀN
 Lựa chọn sơ bộ chiều dày sàn phẳng theo TC Mỹ ACI, lựa chọn này dựa trên
yêu cầu về biến dạng của sàn khi chịu tải trọng đứng và đồng thời đảm bảo khả năng
chống chọc thủng của sàn tại vị trí cột.
CHIỀU DÀY TỐI THIỂU CỦA SÀN PHẲNG
Sàn phẳng khơng Drop Panel

Thép
Rs (kG/cm2)

Ơ sàn biên có dầm biên

Ơ sàn giữa

2800

1/36*ln

1/36*ln

4200

1/33*ln

1/33*ln

 Phần mềm Safe V12 cũng có cách lựa chọn chiều dày sàn với hệ số tương tự.
 Chọn chiều dày sàn :
 Nhịp ln = 8m →chiều dày sàn tối thiểu : hsmin= 1/36*ln = 222 (mm).

NHÓM: 10

21


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

 Kết hợp với thiết kế và thi công thực tế của cơng trình đã thực hiện, chọn chiều
dày sàn δs = 30 (cm), S30.
 Chiều dày sàn thiết kế : hs = 300 mm, S30.
 Nội lực sàn giải bằng phần mềm SAFE v12.
C50X80

C50X80
D

8000

C60X90
D70X30

D70X30

8000

24000

C

C60X90

C80X110

V30

V30

C60X90

8000

B

C60X90

C50X80
A

8000

8000

8000

C50X80
8000

8000

8000

48000
1

2

3

4

5

6

7

MẶT BẰNG KẾT CẤU
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN
 Ngày nay, nhờ sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là sự phát triển
mạnh của các công cụ, phần mềm tính tốn kết cấu, việc giải quyết bài toán nội lực trong
thiết kế trở nên dễ dàng, chính xác và nhanh chóng hơn. Điều này cũng là sự đáp ứng cho
nhu cầu phát triển của lĩnh vực xây dựng, khi mà độ phức tạp của các mô hình cần tính
tốn ngày càng tăng, địi hỏi sự mơ phỏng và cơ chế giải quyết vấn đề càng sát thực tế
càng tốt, đó là cơ sở để các chương trình tính tốn kết cấu ngày càng được phát triển và
sử dụng rộng rãi.
 Bên cạnh đó, các phương pháp tính tốn kết cấu bằng tay là rất cần thiết. Nắm
vững những kiến thức giải bài toán cơ học bằng phương pháp thuần túy là yếu tố bổ sung
và kiểm sốt kết quả tính tốn từ các phần mềm tính tốn.
1. CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TỐN

NHĨM: 10

22


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

 Sàn, dầm được xem là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó.
 Biến dạng dọc trục của sàn dầm được bỏ qua.
 Chuyển vị ngang của các cấu kiện trên sàn là như nhau.
 Thân cơng trình được xem là liên kết ngàm với móng tại vị trí mặt trên đài
móng.

2. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KẾT CẤU
 Khi tính tốn cả cơng trình, do khối lượng cơng việc cần giải quyết từ việc tính
tốn xác định nội lực, chuyển vị, đặc trưng động học cơng trình là rất lớn, khơng thể giải
quyết bằng tính tốn thủ cơng. Do đó cần đến sự trợ giúp của các phần mềm chuyên dụng
được viết riêng cho mỗi nhu cầu tính tốn cụ thể. Phương pháp tính tốn và giải quyết mơ
hình trên máy tính hiện nay chủ yếu dựa trên 3 mơ hình sau :
 Mơ hình liên tục : giải trực tiếp phương trình vi phân bậc cao, chủ yếu dựa trên
lý thuyết tấm vỏ. Phương pháp này phản ánh tốt nhất sự làm việc của kết cấu nhưng khối
lượng tính tốn rất lớn và phức tạp và khơng thể giải quyết các bài tốn lớn.
 Mơ hình rời rạc : rời rạc hóa tồn bộ hệ kết cấu chịu lực cả cơng trình thành
những phần tử cơ bản ( thanh, tấm, khối ). Mỗi phần tử được xác định bởi các nút và liên
kết với nhau tại các nút. Mỗi phần tử được mang một phương trình nội suy nội lực,
chuyển vị riêng. Các chuyển vị nút được xác định trước tiên dựa vào kết quả giải được
của những hệ phương trình cực lớn.Sau đó, giá trị nội lực, chuyển vị tại các vị trí bất kỳ
trên mỗi phần tử được xác định thơng qua các phương trình nội suy đặc trưng của mỗi
loại phần tử đã đề cập ở trên.
 Mơ hình rời rạc liên tục : rời rạc hóa từng hệ chịu lực, liên kết các hệ chịu lực
này thông qua các liên kết trượt xem là phân bố liên tục theo chiều cao. Giải quyết các hệ
phương trình vi phân thành hệ phương trình tuyến tính bằng phương pháp sai phân. Từ đó
giải các ma trận và tìm nội lực.

NHĨM: 10

23


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

 Trong 3 phương pháp trên, phương pháp phần tử hữu hạn trên mơ hình rời rạc
được sử dụng phổ biến hiện nay. Xem xét nội dung cơ bản nhất của phương pháp này
như sau :
 Phân tích phần tử hữu hạn là giải quyết kết cấu phức tạp bất kỳ chịu tải bất kỳ
bằng cách chia các hình dạng phức tạp thành những hình dạng đơn giản và nhỏ hơn.
 Hình dạng mỗi phần tử được định nghĩa bởi các nút của nó.
 Phản ứng của mỗi phần tử được xác định dựa vào bậc tự do thể hiện ở các nút.
 Ứng xử của toàn bộ hệ kết cấu được xác định bằng cách ghép toàn bộ các phần
tử nhỏ vào một phương trình với bậc tự do của mỗi điểm là chưa xác định. Những
phương trình này được giải bằng kỹ thuật ma trận.
PHÂN TÍCH TẢI TRỌNG
1. TỔNG QUAN
-

Kết cấu nhà cao tầng theo TCVN được tính tốn với các thành phần tải trọng –

tác động chính sau :
 Tải trọng thẳng đứng : tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời tác dụng
lên sàn, lên dầm.
 Tải trọng ngang ( gió ) : thành phần gió tĩnh và gió động nếu có.
 Tải trọng động đất ( nếu có u cầu tính tốn ).
-

Bên cạnh đó, khi có u cầu cụ thể, cần phải tính tốn kiểm tra với các trường

hợp sau :
 Do ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ.
 Do ảnh hưởng của hiệntượng từ biến.
 Do phát sinh trong quá trình thi công.
 Do áp lực nước ngầm và đất.

-

Các giá trị tiêu chuẩn, hệ số độ tin cậy tải trọng và tải trọng tính tốn của các

thành phần tải trọng lấy theo TCVN 2737-1995 và được tính tốn cụ thể trong mục này.
2. TẢI TRỌNG LÊN SÀN
TĨNH TẢI
 Tải trọng bản thân sàn
NHÓM: 10

24


Trường đại học kiến trúc TPHCM

GVHD: Thầy Vũ Tân Văn

 Tổng quát :
-

Chiều dày bản BTCT:

 Giá trị tiêu chuẩn : Gtcs = δ*2.5 (T/m2).
 Giá trị tính tốn : Gtts = 1.1*δ*2.5 (T/m2).
-

Các lớp hoàn thiện :

 Giá trị tiêu chuẩn : Gtcht =
 Giá trị tính tốn : Gttht =



i

*  i (T/m2).

 n * * 
i

i

i

(T/m2).

 Giá trị cụ thể :
-

Sàn tầng hầm : S30, khơng hồn thiện :

 Giá trị tiêu chuẩn : Gtcs = 0.75 (T/m2).
 Giá trị tính tốn : Gtts = 0.825 (T/m2).
-

Sàn tầng điển hình( Sàn tầng 2 đến tầng 11 ), sàn trệt, sàn TTTM tầng 1, sàn

sân thượng : S30, có tĩnh tải các lớp hồn thiện :
Chiều dày

γ

Gtci

(m)

(kG/m3)

(kG/m2)

TT

Lớp

1

Gạch ceramic

0.01

2000

20

1.1

22

2

Lớp vữa lót

0.02

1800

36

1.3

47

3

Bản BTCT

0.30

2500

750

1.1

825

4

Lớp vữa trát

0.02

1800

36

1.3

47

Tải trọng bản thân phân bố đều trên sàn : Gs =∑Gsi
-

842

n

Gtti
(kG/m2)

941

Riêng tải trọng hoàn thiện :


Gtcht: 92 (kG/m2) → 0.092 ( T/m2).



Gttht : 116 (kG/m2) → 0.116 ( T/m2).

 Tường phân bố trực tiếp trên sàn
-

Tải trọng tường xây, vách ngăn trên dầm biên được gán thành tải phân bố trên

dầm. Trong cơng trình, tường đặt trực tiếp lên sàn.
 Xét tường trực tiếp trên sàn :

NHÓM: 10

25