Thiết kế công trình tòa nhà ubnd phường bãi cháy, thành phố hạ long, tỉnh quảng ninh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA: CƠ ĐIỆN & CƠNG TRÌNH
----------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
Tên khóa luận: “ Thiết kế cơng trình tòa nhà UBND Phường Bãi Cháy
Thành Phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh ”
Ngành: Kỹ thuật xây dựng
Mã ngành: 7580201

Giáo viên hướng dẫn: Ths. Dương Mạnh Hùng
Sinh viên thực hiện : Đặng Văn Đức
Mã sinh viên

: 1751050131

Lớp

: K62 - KTCTXD

Hệ đào tạo

: Chính quy

Khóa học

: 2017 – 2021


Lời nói đầu
Trong sự nghiệp cơng nghiệp hố, hiện đại hố của đất nước, ngành xây dựng

cơ bản đóng một vai trò hết sức quan trọng. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của mọi
lĩnh vực khoa học và công nghệ, ngành xây dựng cơ bản đã và đang có những bước
tiến đáng kể. Để đáp ứng được các yêu cầu ngày càng cao của xã hội, chúng ta cần
một nguồn nhân lực trẻ là các kỹ sư xây dựng có đủ phẩm chất và năng lực, tinh thần
cống hiến để tiếp bước các thế hệ đi trước, xây dựng đất nước ngày càng văn minh
và hiện đại hơn.
Đối với sự nghiệp phát triển đất nước nhu cầu tạo ra một bộ máy hành chính với
các thủ tục đơn giản, nhanh chóng, thuận tiện cho người dân là việc làm hết sức cần
thiết và cần được đầu tư phát triển. Cơng trình dạng tổ hợp khu hành chính tập trung
là một hướng phát triển phù hợp và có nhiều tiềm năng. Việc thiết kế kết cấu và tổ
chức thi công một ngôi nhà cao tầng tập trung nhiều kiến thức cơ bản, thiết thực với
một kĩ sư xây dựng. Chính vì vậy đề tài tốt nghiệp của em là cơng trình “Thiết kế
tịa nhà Ủy Ban Nhân Dân Phường Bãi Cháy”.
Nội dung của khóa luận gồm 3 phần:
- Phần 1: Kiến trúc cơng trình.
- Phần 2: Kết cấu cơng trình.
- Phần 3: Thi cơng phần thân cơng trình
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Lâm Nghiệp đã tận tình
giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quý giá của mình cho em cũng như các bạn
sinh viên khác trong suốt những năm học qua. Đặc biệt, khóa luận tốt nghiệp này
cũng khơng thể hồn thành nếu khơng có sự tận tình hướng dẫn của thầy Dương Mạnh
Hùng - Bộ mơn Kỹ Thuật Cơng Trình - Khoa Cơ điện & Cơng trình. Xin cảm ơn gia
đình, bạn bè đã hỗ trợ và động viên trong suốt thời gian qua để em có thể hồn thành
đồ án ngày hơm nay.
Thơng qua khóa luận tốt nghiệp, em mong muốn có thể hệ thống hố lại tồn
bộ kiến thức đã học cũng như học hỏi thêm các lý thuyết tính tốn kết cấu và cơng
nghệ thi cơng đang được ứng dụng cho các cơng trình nhà cao tầng của nước ta hiện
nay. Do khả năng và thời gian hạn chế, khóa luận tốt nghiệp này khơng thể tránh khỏi
những sai sót. Em rất mong nhận được sự chỉ dạy và góp ý của các thầy cơ cũng như
của các bạn sinh viên khác để có thể thiết kế được các cơng trình hồn thiện hơn sau

này.
Hà Nội, ngày ... tháng … năm …..
Sinh viên
Đặng Văn Đức


Mục lục
CHƯƠNG 1: Giới thiệu cơng trình và giải pháp kiến trúc......................... 1
1.1. Giới thiệu về cơng trình. ................................................................................1
1.1.1. Tên cơng trình ............................................................................................1
1.1.2. Chủ đầu tư cơng trình .................................................................................1
1.1.3. Đặc điểm của khu vực xây dựng cơng trình ...............................................1
1.2. Tiêu chuẩn thiết kế kiến trúc cơng trình......................................................1
1.3. Quy mơ cơng trình .........................................................................................2
1.4. Giải pháp kiến trúc. .......................................................................................2
1.4.1. Giải pháp về mặt bằng và mặt đứng cơng trình. ........................................2
1.4.2. Giải pháp về giao thơng cơng trình. ...........................................................5

CHƯƠNG 2: Lựa chọn sơ bộ giải pháp kết cấu phần thân và tải trọng
tính toán ........................................................................................................... 7
2.1. Lựa chọn giải pháp kết cấu cho cơng trình .................................................7
2.1.1. Hệ kết cấu khung chịu lực ..........................................................................7
2.1.2. Hệ kết cấu khung - tường ...........................................................................8
2.1.3. Hệ kết cấu lõi ..............................................................................................8
2.1.4. Hệ kết cấu khung – lõi ................................................................................8
2.2. Các tiêu chuẩn áp dụng trong thiết kế kết cấu công trình .........................9
2.2.1. Các tài liệu sử dụng trong tính tốn: ..........................................................9
2.2.2. Các tài liệu tham khảo: ...............................................................................9
2.3. Vật liệu sử dụng trong thiết kế kết cấu chính cơng trình .........................10
2.4. Lựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện ...........................................................10

2.4.1. Sơ bộ chiều dày sàn ..................................................................................10
2.4.2. Sơ bộ kích thước dầm ...............................................................................12
2.4.3. Sơ bộ kích thước cột .................................................................................14
2.4.4. Sơ bộ chiều dày vách thang máy ..............................................................17
2.5. Lập mặt bằng kết cấu các tầng trong cơng trình ......................................17
2.6. Tính tốn tải trọng .......................................................................................18
2.6.1. Tĩnh tải đơn vị ..........................................................................................18
2.6.2. Hoạt tải đơn vị ..........................................................................................20
2.7. Lập mơ hình tính tốn cơng trình...............................................................21

CHƯƠNG 3: Thiết kế kết cấu ngầm ........................................................... 25
3.1. Điều kiện địa chất cơng trình: .....................................................................25
3.2. Lựa chọn phương án móng cho cơng trình ................................................26
3.2.1 Giải pháp móng cho cơng trình .................................................................26

i


3.2.2. Lựa chọn phương án cọc...........................................................................28
3.3. Tính tốn móng M1 dưới cột C1 khung trục 2 ..........................................30
3.3.1. Tải trọng tại đỉnh móng ............................................................................30
3.3.2. Xác định sức chịu tải của cọc ...................................................................30
3.3.3. Thiết kế đài cọc. ........................................................................................34
3.4. Tính tốn kiểm trai đài cọc ..........................................................................36
3.4.1. Tính tốn cường độ trên tiết diện thẳng đứng – tính tốn cốt thép đài.....36
3.4.2. Kiểm tra tổng thể móng cọc......................................................................37
3.5. Tính tốn kiểm tra cọc .................................................................................39
3.5.1. Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi cơng: .....................................................39
3.5.2. Tính tốn cốt thép làm móc cẩu ................................................................40

CHƯƠNG 4: Thiết kế cấu kiện phần thân cơng trình .............................. 41
4.1. Thiết kế kết cấu cấu kiện cột cơng trình ....................................................41
4.1.1. Nội lực thiết kế cấu kiện cột .....................................................................41
4.1.2. Cơ sở lý thuyết tính tốn cấu kiện cột ......................................................41
4.1.3. Thiết kế cho cấu kiện cột ..........................................................................44
4.2. Thiết kế kết cấu cấu kiện dầm cơng trình ..................................................55
4.2.1. Nội lực thiết kế cấu kiện dầm ...................................................................55
4.2.2. Cơ sở lý thuyết tính tốn cấu kiện dầm ....................................................56
4.2.3. Thiết kế cho cấu kiện dầm ........................................................................57

CHƯƠNG 5: Thiết kế kết cấu sàn cơng trình ............................................ 65
5.1. Cơ sở lý thuyết tính tốn cấu kiện sàn ........................................................65
5.2. Thiết kế cho cấu kiện sàn .............................................................................65
5.2.1. Sàn phòng làm việc (S1) ...........................................................................66
5.2.2. Sàn ban công, logia (S2) ..........................................................................69
5.2.3. Sàn vệ sinh (S3) .......................................................................................71

CHƯƠNG 6: Thi cơng phần thân cơng trình ............................................. 75
6.1. Phân tích điều kiện thi cơng phần thân cơng trình ...................................75
6.1.1. Đặc điểm cơng trình..................................................................................75
6.2. Giải pháp thi cơng kết cấu thân cơng trình................................................75
6.2.1. Phân đợt thi cơng. .....................................................................................76
6.2.2. Phân đoạn thi công....................................................................................76
6.3. Thiết kế, thi công và nghiệm thu ván khn, cột chống cho tầng điển
hình
6.3.1. Thiết kế ván khuôn cột .............................................................................79
6.3.2. Thiết kế ván khuôn dầm ...........................................................................81
6.3.3. Thiết kế ván khuôn cho ô sàn ...................................................................83
6.4. Thi công và nghiệm thu cốt thép cho một tầng điển hình ........................85

ii


6.4.1. Yêu cầu kỹ thuật .......................................................................................85
6.4.2. Lắp dựng cốt thép .....................................................................................85
6.4.3. Nghiệm thu và bảo quản cốt thép đã gia công. .........................................85
6.5. Thi công và nghiệm thu bê tông cho một tầng điển hình..........................85
6.5.1. Các yêu cầu kỹ thuật chung ......................................................................85
6.5.2. Lập biện pháp kỹ thuật thi công phần bê tông cột ....................................87
6.5.3. Lập biện pháp kỹ thuật thi công bê tông dầm sàn ....................................89

KIẾN NGHỊ - KẾT LUẬN

iii


Danh mục bảng
Bảng 2.1 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn phòng làm việc........................................ 11
Bảng 2.2 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn phòng vệ sinh .......................................... 11
Bảng 2.3 - Bảng tiết diện sơ bộ sàn ......................................................................... 12
Bảng 2.4 - Bảng tiết diện sơ bộ dầm ........................................................................ 14
Bảng 2.5 - Bảng tổng hợp kích thước cột ................................................................ 17
Bảng 2.6 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn phòng làm việc........................................ 18
Bảng 2.7 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn phòng vệ sinh .......................................... 19
Bảng 2.8 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn ban công .................................................. 19
Bảng 2.9 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn phòng chờ, hành lang .............................. 19
Bảng 2.10 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn mái, tầng tum ......................................... 20
Bảng 2.11 - Tải trọng các lớp vật liệu cầu thang bộ ................................................. 20
Bảng 2.12 - Tải trọng các lớp vật liệu tường xây gạch ............................................. 20
Bảng 2.13 - Hoạt tải đơn vị theo TCVN 2737:2020 ................................................. 21

Bảng 3.1 - Bảng chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất ........................................................ 26
Bảng 3.2 - Các lớp đất nền cơng trình ..................................................................... 26
Bảng 3.3 - Sức chịu tải các lớp đất theo công thức Nhật Bản ................................. 33
Bảng 3.4 - Bảng số liệu tải trọng ở các đầu cọc....................................................... 36
Bảng 4.1 - Bảng tổ hợp nội lực cột .......................................................................... 41
Bảng 4.2 - Tương quan giá trị Mx1 và Mx2 ............................................................ 42
Bảng 4.3 - Bảng nội lực tính tốn cột C1................................................................. 45
Bảng 4.4 - Bảng nội lực tính tốn C4 ...................................................................... 51
Bảng 4.5 - Bảng nội lực tính tốn dầm .................................................................... 55
Bảng 4.6 - Bảng tổ hợp nội lực dầm chính .............................................................. 58
Bảng 4.7 - Bảng tổ hợp nội lực dầm phụ DP1-1...................................................... 60
Bảng 5.1 – Tỷ số mô men bản sàn theo sơ đồ khớp dẻo........................................... 66
Bảng 6.1 - Đặc tính kỹ thuật của ván khuôn thép .................................................... 77
Bảng 6.2 - Tổ hợp ván khuôn dầm D3-1(80x40) .................................................... 80
Bảng 6.3 - Tổ hợp ván khuôn dầm phụ DP3-1(60x30) .......................................... 82
Bảng 6.4 - Tổ hợp ván khuôn sàn S1
Bảng nội lực suất từ sap2000, và tất cả bảng tính được suất ra file riêng nộp kèm
cùng khóa luận.

iv


Danh mục hình
Hình 1.1 - Mặt bằng kiến trúc tầng 1 .......................................................................... 2
Hình 1.2 - Mặt đứng kiến trúc cơng trình ................................................................... 4
Hình 1.3 - Mặt cắt kiến trúc cơng trình (trục 1 – 5) ..................................................5
Hình 1.4 - Mặt cắt kiến trúc cơng trình (trục D - A) ..................................................6
Hình 2.1 - Sơ đồ khung chịu lực ................................................................................. 7
Hình 2.2 - Kết cấu lõi, vách ........................................................................................ 8
Hình 2.3 - Sơ đồ kết cấu khung lõi ............................................................................. 9

Hình 2.4 - Diện tích truyền tải lên cột....................................................................... 15
Hình 2.5 - Mặt bằng kết cấu tầng điển hình ............................................................. 18
Hình 2.6 - Mặt bằng định vị cột tầng điển hình ........................................................ 19
Hình 2.7 - Mơ hình tính tốn.................................................................................... 22
Hình 2.9 - Hoạt tải tầng điển hình ............................................................................ 23
Hình 2.10 - Gió X tầng điển hình............................................................................. 23
Hình 2.11 - Gió XX tầng điển hình .......................................................................... 24
Hình 2.12 - Gió Y tầng điển hình............................................................................. 24
Hình 2.13 - Gió YY tầng điển hình ........................................................................... 25
Hình 3.1 - Lớp địa chất dưới móng cơng trình ......................................................... 25
Hình 3.2 - Sức kháng cắt/ áp lực hiệu quả thẳng đứng: ............................................ 27
Hình 3.3 - Chiều sâu cọc/ đường kính cọc : L/d ...................................................... 33
Hình 3.4 - Mặt bằng bố trí cọc Móng M1 ................................................................. 33
Hình 3.5 - Đài cọc móng M1 ................................................................................... 37
Hình 4.1 - Mặt cắt chi tiết thép cột C1 (70x70) .......................................................38
Hình 4.2 - Dầm chữ T có cánh chịu nén ................................................................... 52
Hình 4.3 - Mặt cắt chi tiết thép dầm chính D3-1(80x40) .........................................59
Hình 4.4 - Mặt cắt chi tiết thép dầm chính D1-2(80x40).......................................... 61
Hình 4.5 - Chi tiết thép dầm phụ DP1-2(60x40) .....................................................64
Hình 4.6 - Chi tiết thép cột giữa B-4......................................................................... 64
Hình 5.1 - Mặt bằng bố kết cấu tầng điển hình ......................................................... 65
Hình 5.2 - Sơ đồ tính tốn sàn phịng........................................................................ 66
Hình 6.1 - Cấu tạo ván khn cột ............................................................................. 67
Hình 6.2 - Ván khn dầm chính D3-1(80x40) .......................................................75
Hình 6.3 - Ván khn đáy dầm ................................................................................. 81
Hình 6.4 - Ván khn thành dầm chính D3-1 (80x40 .............................................. 82
Hình 6.5 - Ván khn ơ sàn điển hình ...................................................................... 84

v

Tài liệu tham khảo
-

TCVN 4601:2012 Công sở cơ quan hành chính nhà nước - Yêu cầu
thiết kế
TCVN 2737:2020 Tải trọng tác động
TCVN 5574:2018 Thiết kế kết cấu bê tông và bê tơng cốt thép
Tính tốn tiết diện cột bê tơng cốt thép của GS Nguyễn Đình Cống.
Sàn sườn bê tơng tồn khối GS Nguyễn Đình Cống.
TCVN 4453:1995 về kết cấu bê tơng và bê tơng cốt thép tồn khối
quy phạm thi công và nghiệm thu
BTCT Cấu kiện cơ bản

vi


PHẦN I

KIẾN TRÚC
CHƯƠNG 1: Giới thiệu cơng trình và giải pháp kiến trúc
1.1. Giới thiệu về cơng trình.
Với xu thế chung của cả nước về việc xây dựng các khu hành chính tập trung, tạo
điều kiện thuận lợi cho cán bộ và nhân dân trong các giao dịch hành chính. Nhận thấy
sự cấp thiết cần phải đầu tư đó UBND tỉnh đã quy hoạch các Sở, ban nghành về khu
hành chính tập trung của tỉnh tại địa chỉ phường Bãi Cháy, thành phố Hạ Long, và trụ
sở nhà làm việc UBND Phường Bãi Cháy cũng nằm trong quy hoạch này. Góp phần
đẩy nhanh chương trình minh bạch trong hành chính công và giảm sự phiền hà, rắc
rối trong các thủ tục cho nhân dân.
1.1.1. Tên cơng trình

Thiết kế cơng trình tòa nhà UBND Phường bãi Cháy Thành Phố Hạ Long Tỉnh
Quảng Ninh.
1.1.2. Chủ đầu tư cơng trình
Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Ninh trực tiếp làm chủ đầu tư công trình.
1.1.3. Đặc điểm của khu vực xây dựng cơng trình
Đây là cơng trình tương đối hồn thiện về bố cục kiến trúc quy hoạch chung của
thành phố Hạ Long và của tỉnh Quảng Ninh, đạt yêu cầu về tính thẩm mỹ và cơng
năng sử dụng
Vị trí:
- Cơng trình dự kiến được xây dựng thuộc một phần lơ đất có kích thước
50x70, với tổng diện tích là 3500 m2, khu đất thuộc khu 91, Phường Bãi
Cháy, Thành Phố Hạ Long, Tỉnh Quảng Ninh.
- Lô đất nằm trong khu vực được quy hoạch để xây dựng khu hành chính tập
trung mới kết hợp nhiều khu đô thị, chung cư, thương mại với các trung tâm
chính của các nghành như chung cư, y tế, thể thao, thương mại, giáo dục của
vùng…
1.2. Tiêu chuẩn thiết kế kiến trúc cơng trình
Áp dụng quy chuẩn thiết kế TCVN 4601:2012 Cơng sở cơ quan hành chính
nhà nước - Yêu cầu thiết kế

1


1.3. Quy mơ cơng trình
- Diện tích lơ đất:
- Số tầng thân:
- Tổng chiều cao cơng trình:
- Chiều cao tầng điển hình:
- Chiều cao tầng mái:

3500 m2.
6
tầng
27,7 m
3,4 m
4,5 m

Mật độ xây dựng được xác định bằng cơng thức:

Sxd
S

Trong đó: Sxd – Diện tích xây dựng của cơng trình
Sxd= (24 x 28) + (3,7 x 10,4) = 710,5 m2
S – Diện tích tồn khu đất, S= 3500m2
Vậy ta có hệ số xây dựng là:

710,5
 0, 203
3500

1.4. Giải pháp kiến trúc.
1.4.1. Giải pháp về mặt bằng và mặt đứng cơng trình.
1.4.1.1. Mặt bằng cơng trình

Hình 1.1 – Mặt bằng kiến trúc tầng 1
2


Là dạng chữ nhật, bố trí hành lang giữa, rất thuận tiện cho việc bố trí các khơng

gian kiến trúc của các phòng làm việc, cũng như xử lý kết cấu các tầng. Cơng trình
được bố trí 2 thang bộ và 2 thang máy, tiện cho việc giao thông đi lại giữa các tầng
cũng như thoát hiểm phục vụ cho nhu cầu đi lại được thuận tiện. Ngồi cửa chính thì
cơng trình cũng thiết kế thêm 1 cửa phụ thuận tiện cho giao thơng trong cơng trình.
Cơng trình được xây dựng với mục đích làm nơi làm việc và giao dịch hành chính
của cán bộ cũng như nhân dân cho nên tất yếu phải đạt yêu cầu về công năng trong
q trình sử dụng:
Tầng 1: Văn phịng Uỷ Ban nhân dân, bộ phận một cửa, sảnh và phòng tiếp dân,
phòng tài chính kế tốn, phịng thiết bị kĩ thuật, phịng văn thư & photo, ngồi ra cịn
bố trí thêm 1 phòng gửi đồ để thuận tiện cán bộ và nhân dân khi đến làm việc .
Tầng 2: Phòng lãnh đạo Phường, chỉ huy quân sự, phòng họp.
Tầng 3-6: Các phòng làm việc của cán bộ Ủy ban.
Nhà sử dụng hệ khung bê tơng cốt thép đổ theo phương pháp tồn khối, có hệ
lưới cột khung dầm sàn, kết cấu tường kính bao che nhẹ. Vì vậy đảm bảo tính hợp lý
của kết cấu và phù hợp với chức năng của cơng trình.
Hệ khung sử dụng cột, dầm có tiết diện vng hoặc chữ nhật kích thước tuỳ thuộc
điều kiện làm việc và khả năng chịu lực của từng cấu kiện.
- Chiều cao tầng 1: 5,4 m
- Chiều cao tầng 2: 4,2 m
- Chiều cao tầng: 3-6: 3,4 m
- Chiều cao tầng mái: 4,5 m
- Các tầng được bố trí hệ thống cửa đi, cửa sổ hợp lí tạo ra khơng gian làm việc
thơng thống cho cán bộ và nhân dân .

3


1.4.1.2. Mặt đứng cơng trình

Hình 1.2 – Mặt đứng kiến trúc cơng trình

Mặt đứng có ý nghĩa quan trọng trong việc thể hiện ý đồ kiến trúc, phong cách
kiến trúc của một tịa nhà.
Đặc điểm khu đất có 2 mặt tiền. Mặt đứng chính chủ đạo hướng Nam tại tầng 1
bố trí nhiều lối vào ở chính diện tạo vẻ độc đáo cho cơng trình.
Cơng trình có hình khối khơng gian vững khoẻ, cân đối. Mặt đứng chính sử dụng
các ơ cửa lớn, có kích thước và khoảng cách hợp lý tạo nhịp điệu cho cơng trình,
cơng trình sử dụng hệ lam bê tơng cốt thép kết hợp với kính, an tồn lại tạo điểm nhấn
cho cơng trình.

4


1.4.2. Giải pháp về giao thơng cơng trình.
Theo phương đứng, cơng trình được bố trí 2 cầu thang máy, hai thang bộ phục
vụ giao thơng và thốt hiểm. Từ khu vực sảnh chính được bố trí hành lang tạo một
khơng gian rộng rãi thống đãng.
Hình 1.3 – Mặt cắt kiến trúc cơng trình (trục 1 – 5)

5


Hình 1.4 – Mặt cắt kiến trúc cơng trình (trục D - A)

6


PHẦN II

KẾT CẤU
CHƯƠNG 2: Lựa chọn sơ bộ giải pháp kết cấu phần thân và tải

trọng tính tốn
2.1. Lựa chọn giải pháp kết cấu cho cơng trình
Với các u cầu kỹ thuật và giải pháp kiến trúc như vậy ta có giải pháp kết cấu
như sau:
- Hệ kết cấu được sử dụng cho cơng trình này là hệ khung
- Hệ thống cột và dầm tạo thành các khung cùng chịu tải trọng thẳng đứng trong
diện chịu tải của nó và tham gia chịu một phần tải trọng ngang tương ứng với độ cứng
chống uốn của nó.
- Hệ lõi là thang máy được bố trí ở chính giữa cơng trình suốt dọc chiều cao cơng
trình chịu tải trọng ngang.
2.1.1. Hệ kết cấu khung chịu lực
Cấu tạo: Bao gồm các dầm ngang nối với các cột dọc thẳng đứng bằng các nút
cứng.

S¥ §å KHUNG CHÞU LùC

Hình 2.1 - Sơ đồ khung chịu lực
Ưu điểm: Việc thiết kế tính tốn hệ kết cấu thuần khung đã được nghiên cứu nhiều,
thi công nhiều nên đã tích lũy được lượng lớn kinh nghiệm. Các cơng nghệ, vật liệu
lại dễ kiếm, chất lượng cơng trình vì thế sẽ được nâng cao.

7


Nhược điểm: Chịu tải trọng ngang kém, tính liên tục của khung cứng phụ thuộc
vào độ bền và độ cứng của các liên kết nút khi chịu uốn, các liên kết này khơng được
phép có biến dạng góc. Khả năng chịu lực của khung phụ thuộc rất nhiều vào khả
năng chịu lực của từng dầm và từng cột.
 Hệ kết cấu này thích hợp cho các nhà dưới 20 tầng.
2.1.2. Hệ kết cấu khung - tường

Hệ kết cấu khung -tường (Khung và vách cứng ) được tạo ra bằng sự kết hợp hệ
thống khung và hệ thống vách cứng.Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu
vực cầu thang bộ,cầu thang máy,khu vệ sinh hoặc khu tường biên,là các khu có tường
liên tục nhiều tầng.Hệ thống khung được bố trí tại những khu vực cịn lại của tịa
nhà.Hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn.Trong trường
hợp này hệ sàn liền khối có ý nghĩa rất lớn.Thường trong hệ kết cấu này vách thường
đóng vai trị chịu tải trọng ngang,hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng
đứng.Sự phân rõ chức nâng này tạo điêu kiện tối ưu hóa các cấu kiện, giảm bớt kích
thước cột dầm,đáp ứng yêu cầu của kiến trúc.
2.1.3. Hệ kết cấu lõi
Cấu tạo: Lõi có dạng vỏ hộp rỗng,tiết diện kín hoặc hở,nhận các loại tải trọng tác
dụng lên cơng trình và truyền chúng xuống nền đất.Các sàn được đỡ bởi hệ dầm công
xôn vươn ra từ lõi cứng.

Hình 2.2 - Kết cấu lõi, vách
Ưu điểm: Kết cấu lõi cứng có khả năng chịu lực ngang tốt.
Nhược điểm:Khả năng chịu tải trọng đứng hạn chế.Với các sàn rộng thì các dầm cơng
xơn vươn ra để đỡ sàn phải có kích thước lớn, ảnh hưởng đến u cầu kiến trúc.
2.1.4. Hệ kết cấu khung – lõi
Cấu tạo: Là kết cấu phát triển thêm từ kết cấu khung dưới dạng tổ hợp giữa kết cấu
khung và lõi cứng. Lõi cứng làm bằng bêtơng cốt thép.Chúng có thể dạng lõi kín hoặc
vách hở thường bố trí tại khu vực thang máy và thang bộ.Hệ thống khung bố trí ở các
khu vực còn lại.Hai hệ thống khung và lõi được liên kết với nhau qua hệ thống
sàn.Trong trường hợp này hệ sàn liền khối có ý nghĩa rất lớn.

8


Hình 2.3 - Sơ đồ kết cấu khung lõi
Ưu điểm: Thường trong hệ thống kết cấu này hệ thống lõi đóng vai trị chủ yếu

chịu tải trọng ngang, hệ khung chủ yếu chịu tải trọng đứng. Sự phân chia rõ chức
năng này tạo điều kiện để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kích thước cột dầm, đáp
ứng yêu cầu kiến trúc.
Trong thực tế hệ kết cấu khung-lõi tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại cơng trình
cao tầng.Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các ngôi nhà đến 40 tầng.
 Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực:
Qua phân tích các ưu nhược điểm của những giải pháp đã đưa ra, căn cứ vào thiết kế
kiến trúc, đặc điểm cụ thể của cơng trình, ta sử dụng hệ kết cấu “khung – tường ” chịu
lực. Hệ thống khung-tường bao gồm các hàng cột biên, cột giữa, dầm chính, dầm phụ,
chịu tải trọng đứng và lõi chịu phần lớn tải trọng ngang.Việc thi công cũng đơn giản
hơn hệ kết cấu lõi.
2.2. Các tiêu chuẩn áp dụng trong thiết kế kết cấu cơng trình
2.2.1. Các tài liệu sử dụng trong tính tốn:
- TCVN 5574 - 2018, Tiêu Chuẩn Thiết Kế Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép
- TCVN 2737 - 2020, Tải Trọng Và Tác Động - Tiêu Chuẩn Thiết Kế
2.2.2. Các tài liệu tham khảo:
- GS.TS Phan Quang Minh, GS.TS Ngơ Thế Phong, GS.TS Nguyễn Đình Cống.
Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép (Phần cấu kiện cơ bản). Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ
Thuật, Hà Nội, 2012
- Khung Bê Tông Cốt Thép, PGS.TS Lê Bá Huế. Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật,
Hà Nội, 2009
- GS.TS Nguyễn Đình Cống. Sàn sườn BTCT tồn khối – Nhà xuất bản Xây dựng,
Hà Nội, 2008
- GS.TS Ngô Thế Phong, PGS.TS Lý Trần Cường, TS Trịnh Thanh Đạm, PGS.TS
Nguyễn Lê Ninh. Kết cấu bêtông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa.) Nhà xuất bản Xây
dựng, 2012
9


2.3. Vật liệu sử dụng trong thiết kế kết cấu chính cơng trình

Từ các giải pháp kết cấu đã trình bày việc chọn vật liệu bê tông cốt thép sử
dụng cho tồn cơng trình phải bảo đảm tính chịu lực và có thể chịu được mơi
trường.
Các thơng số kỹ thuật của bê tông theo tiêu chuẩn 5574 - 2018
+ Bêtông có khối lượng riêng 2500 daN/m3.
+ Cấp độ bền của bêtơng dùng trong tính tốn cho cơng trình là B25.
Cường độ về nén Rb = 14,5 MPa = 1450 (T/m2)
Cường độ về kéo Rbt = 1,05 MPa = 105 (T/m2)
Môđun đàn hồi của bê tông: Xác định theo điều kiện bê tông nặng, khô cứng
trong điều kiện tự nhiên. Với cấp độ bền B25 thì Eb = 2,9*106 (T/m2).
Thép làm cốt thép cho cấu kiện bêtông cốt thép dùng loại thép sợi thông thường
theo tiêu chuẩn TCVN 5574 - 2018. Cốt thép chịu lực cho các dầm, cột dùng nhóm
AII, cốt thép đai, cốt thép cấu tạo và thép dùng cho bản sàn dùng nhóm AI.
Cường độ của cốt thép như sau:
- Cốt thép chịu lực nhóm AII: có Rs = 280 MPa.
- Cốt thép cấu tạo d ≥ 10 AII: có Rs = 280 MPa.
- Cốt thép cấu tạo d < 10 AI: có Rs = 225 MPa.
Mơ đun đàn hồi của thép:Es=21*104MPa
Các loại vật liệu khác:
- Gạch xây: 6,5x10,5x22, #M75
- Cát vàng - Cát đen
- Sơn che phủ
- Bi tum chống thấm.
Mọi loại vật liệu sử dụng đều phải qua thí nghiệm kiểm định để xác định cường
độ thực tế cũng như các chỉ tiêu cơ lý khác và độ sạch.Khi đạt tiêu chuẩn thiết kế
mới được đưa vào sử dụng.
2.4. Lựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện
2.4.1. Sơ bộ chiều dày sàn
Cơng thức tính chiều dày sàn theo Lê Bá Huế : hs 
Trong đó: -  

l1
l2

k  l1
37  8

(2-1)
(2-2)

l1: kích thước cạnh ngắn tính tốn của bản sàn
l2: kích thước cạnh dài tính toán của bản sàn
k: hệ số tăng chiều dày khi tải trọng lớn

10


k = 1, khi q0 = 400 daN/m2, k 

3

q0
daN / m2 , khi q0 >400 daN/m2
400

2.4.1.1. Chiều dày sàn phòng làm việc
Bảng 2.1 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn phòng làm việc
TT Tiêu
δ
γi

n
chuẩn
STT
Lớp cấu tạo vật liệu
(m) (daN/m3) (daN/m2)
1
Gạch lát sàn
0.01
2000
20
1.1
2
Vữa lót + Trát
0.04
2000
80
1.3
3
Trần + HT kỹ thuật
30
1.1
4
Bê tông cốt thép
0.12
2500
375
1.1
Tổng Tải trọng phân bố lên sàn ( g0 )
Tổng Tải trọng (có kể đến bê tơng cốt thép) ( gs )
Hoạt tải tốn sàn phịng làm việc: ps=pc.n=200.1,2 = 240 daN/m2

Tải trọng tác dụng vào sàn: q0=g0+ps= 159 + 240 = 399 daN/m2
Ơ sàn phịng làm việc có kích thước
- l1 = 2,51 m
- l2 = 3,08 m   

TT Tính
tốn
(daN/m2)
22
104
33
412.5
159
571.5

2,51
 0,81 , k=1 vì q0 < 400 daN/m2
3, 08

1 3, 08
 0.06 (m)
37  8.0,81
Tuy nhiên để đảm bảo chiều cao thông thủy, đặc điểm kết cấu cơng trình và xét
đến độ cứng của dầm phụ, chúng ta có thể chiết giảm độ dày sàn từ 20-30%.
Vậy chiều dày thực tế của sàn: hs=0,12 (m) = 12 (cm)
Chiều dày sàn phòng làm việc: hs 

2.4.1.2. Chiều dày sàn phòng vệ sinh
Bảng 2.2 - Tải trọng các lớp vật liệu sàn phòng vệ sinh
TT Tiêu

δ
γi
n
chuẩn
STT
Lớp cấu tạo vật liệu
(m) (daN/m3) (daN/m2)
1
Gạch lát sàn
0.01
2000
20
1.1
2
Vữa lót + Trát
0.04
2000
80
1.3
3
Hệ thống chấm thấm
0.01
1500
15
1.1
4
Trần + HT kỹ thuật
30
1.1
5

Bê tông cốt thép
0.1
2500
250
1.1
Tổng Tải trọng phân bố lên sàn ( g0 )
Tổng Tải trọng (có kể đến bê tơng cốt thép) ( gs )
Hoạt tải tốn sàn phịng làm việc: ps=pc.n=150.1,3 = 195 daN/m2
Tải trọng tác dụng vào sàn: q0=g0+ps= 175,5 + 195 = 370,5 daN/m2
Ơ sàn phịng vệ sinh có kích thước

11

TT Tính
tốn
(daN/m2)
22
104
16.5
33
275
175.5
450.5


- l1 = 2,53 m
- l2 = 2,8 m   

2,53
 0,9 , k=1 vì q0 < 400 daN/m2

2,8

Chiều dày sàn phòng làm việc: hs 

1 2,53
 0, 057 (m) hs
37  8.0,9

Vậy chiều dày thực tế của sàn: hs=0,1 (m) = 10 (cm).
Tương tự tính tốn cho các ô sàn khác chúng ta có chiều dày như sau:

STT
1
2
3
4
5
6

Bảng 2.3 - Bảng tiết diện sơ bộ sàn
Tĩnh tải
Hoạt tải
Tổng tải
Phòng chức năng
(daN/m2) (daN/m2)
trọng (q0)
Phòng làm việc
159
240
399

Phòng vệ sinh
175,5
195
370,5
Logia, ban cơng
159
240
399
Hành lang
159
360
519
Mái, tầng tum
171,5
97,5
269
Thang bộ
269
360
629

Chiều dày
(cm)
15
10
15
15
15
2

2.4.2. Sơ bộ kích thước dầm
Cơng thức tính chiều cao dầm: hd 

1
 L ; bd = (0,3-0,5) hd
m

(2-3)

Trong đó: - L: chiều dài dầm đang xét
- m =(8-14) đối với dầm chính
- m=(12-20) đối với dầm phụ
- m=(5-7) đối với dầm công xôn
2.4.2.1. Dầm chính (D1, D2, D3, D4...)
2.4.2.2. Nhịp dầm chính là L = 8,0 m.
1 1
1 1
) L = (  )x 8 = 1 ÷ 0,66 (m)
8 12
8 12

h=( 

 Chọn h = 0,7 (m)
Chọn b theo điều kiện đảm bảo sự ổn định của kết cấu:
b = (0,3  0,5)h =0,2 ÷ 0,33 (m)
 Chọn b = 0,3 (m)
Tuy nhiên để đảm bảo chiều cao thông thủy và yêu cầu về kết cấu chúng ta lựa
chọn phương án dầm bẹt cho loại dầm này, với cách tính sơ bộ cứ giảm 1cm chiều
cao dầm thì bề rộng dầm tăng lên 1-3 lần.

Vậy hd = 0,4 m, bd=0,8 m, dầm chính có kích thước bxh=0,8x0,4 (m)
2.4.2.3. Nhịp dầm chính là L = 7,0 m.
1 1
1 1
) L = (  )x 7 = 0,875 ÷ 0,58 (m)
8 12
8 12

h=( 

12


 Chọn h = 0,6 (m)
Chọn b theo điều kiện đảm bảo sự ổn định của kết cấu:
b = (0,3  0,5)h =0,21 ÷ 0,35 (m)
 Chọn b = 0,3 (m)
Tuy nhiên để đảm bảo chiều cao thông thủy và yêu cầu về kết cấu chúng ta lựa
chọn phương án dầm bẹt cho loại dầm này, với cách tính sơ bộ cứ giảm 1cm chiều
cao dầm thì bề rộng dầm tăng lên 1-3 lần.
Vậy hd = 0,4 m, bd=0,8 m, dầm chính có kích thước bxh=0,8x0,4 (m)
2.4.2.4. Dầm phụ DP1, DP2,...
2.4.2.5. Nhịp dầm phụ là L = 8,0 m.
h=(

1
1
1
1
) L = (  )x 8 = 0,67 ÷ 0,4 (m)


12 20
12 20

 Chọn h = 0,5 (m)
Chọn b theo điều kiện đảm bảo sự ổn định của kết cấu:
b = (0,3  0,5)h =0,15 ÷ 0,25 (m)
 Chọn b = 0,25 (m)
Tuy nhiên để đảm bảo chiều cao thông thủy và yêu cầu về kết cấu chúng ta lựa
chọn phương án dầm bẹt cho loại dầm này, với cách tính sơ bộ cứ giảm 1cm chiều
cao dầm thì bề rộng dầm tăng lên 1-3 lần.
Vậy hd = 0,4 m, bd=0,6 m, dầm chính có kích thước bxh=0,6x0,4 (m)
2.4.2.6. Nhịp dầm phụ là L = 7,0 m.
h=(

1
1
1
1
) L = (  )x 7 = 0,58 ÷ 0,35 (m)

12 20
12 20

 Chọn h = 0,5 (m)
Chọn b theo điều kiện đảm bảo sự ổn định của kết cấu:
b = (0,3  0,5)h =0,15 ÷ 0,25 (m)
 Chọn b = 0,25 (m)
Tuy nhiên để đảm bảo chiều cao thông thủy và yêu cầu về kết cấu chúng ta lựa
chọn phương án dầm bẹt cho loại dầm này, với cách tính sơ bộ cứ giảm 1cm chiều

cao dầm thì bề rộng dầm tăng lên 1-3 lần.
Vậy hd = 0,4 m, bd=0,6 m, dầm chính có kích thước bxh=0,6x0,4 (m)

Tương tự chúng ta có tiết diện các loại dầm khác như sau :
Bảng 2.4 - Bảng tiết diện sơ bộ dầm

13


STT
1
2
3
4
5
6
7

Dầm
Dầm chính
Dầm chính
Dầm phụ
Dầm phụ
Dầm VS
Dầm Mái
Dầm Ban cơng

L (m)
8
7

8
7
6
8
2

hd (m)
0,4
0,4
0,4
0,4
0,3
0,4
0,4

bd (m)
0,8
0,8
0,6
0,6
0,22
0,6
0,8

2.4.3. Sơ bộ kích thước cột
Diện tích cột xách định theo cơng thức: A 

kN
(cm2 )
Rb

(2-4)

Trong đó: - k: hệ số kể đến ảnh hưởng của mô men, lấy k = 1-1,5
- N: lực dọc trong cột do tải trọng đứng
- Rb: Cường độ chịu nén bê tông, với bê tơng B25, có Rb=145 daN/m2

Hình 2.4 - Diện tích truyền tải lên cột
2.4.3.1. Cột giữa tầng 1-2 (Trục 2, 3, 4, B, C)
Diện truyền tải của cột :

8 8
S2  (  )  7  56 ( m 2 )
2 2

Lực dọc do tải phân bố đều trên sàn: N1=qs.S2 = 811,5.56 = 45444 daN
14


Với qs=gs+ps=571,5 + 240=881,5 daN (có kể đến tải trọng bản thân lớp sàn)
Tải trọng do tường ngăn dày 220: N2=gt.lt.ht = 513,6.(8+7).4,2 = 32357 daN
Lực dọc do tải phân bố đều trên tầng mái: N3=qm.S2 = 599.56 = 33544 daN
Với nhà làm việc có 6 tầng và 1 tầng mái:

N   ni  Ni  6.( N1  N2 )  1.N3  6.(45444  32357)  1.(33544)  500350 (daN )

Lấy k =1,  A 

1.500350
 3451 (cm2 )

145

Vậy ta lựa chọn tiết diện cột có kích thước bxh=60x60 cm, có A=3600 cm2
2.4.3.2. Cột biên tầng 1-2 (Trục 1, 5, A, D)
Diện truyền tải của cột :

8
S1  ( )  7  28(m2 )
2

Lực dọc do tải phân bố đều trên sàn: N1=qs.S2 = 811,5.28 = 22722 daN
Với qs=gs+ps=571,5 + 240=881,5 daN (có kể đến tải trọng bản thân lớp sàn)
Tải trọng do tường ngăn dày 220: N2=gt.lt.ht = 513,6.6.4,2 = 12943 daN
Lực dọc do tải phân bố đều trên tầng mái: N3=qm.S2 = 599.28 = 16672 daN
Với nhà làm việc có 6 tầng và 1 tầng mái:

N   ni  Ni  6.( N1  N2 )  1.N3  6.(22722  12943)  1.(16672)  230662 daN

Lấy k =1,1 :  A 

1,1.230662
 1750 (cm2 )
145

Vậy ta lựa chọn tiết diện cột có kích thước bxh=50x50 cm, có A=2500 cm2
2.4.3.3. Cột giữa tầng 3-5 (Trục 2, 3, 4, B, C)
Diện truyền tải của cột :

S2  (

8 8
 )  7  56 (m2 )
2 2

Lực dọc do tải phân bố đều trên sàn: N1=qs.S2 = 811,5.56 = 45444 daN
Với qs=gs+ps=571,5 + 240=881,5 daN (có kể đến tải trọng bản thân lớp sàn)
Tải trọng do tường ngăn dày 220: N2=gt.lt.ht = 513,6.(8+7).3,4 = 26194 daN
Lực dọc do tải phân bố đều trên tầng mái: N3=qm.S2 = 599.56 = 33544 daN
Với nhà làm việc có 3 tầng và 1 tầng mái:
N   ni  Ni  3.( N1  N2 )  1.N3  3.(45444  32357)  1.(33544)  266947 (daN )
Lấy k =1,  A 

1.266947
 1838 (cm2 )
145

Vậy ta lựa chọn tiết diện cột có kích thước bxh=50x50 cm, có A=2500 cm2
2.4.3.4. Cột biên tầng 3-5 (Trục 1, 5, A, D)
Diện truyền tải của cột :

S1  (

8
)  7  28 (m2 )
2

Lực dọc do tải phân bố đều trên sàn: N1=qs.S2 = 811,5.28 = 22722 daN
Với qs=gs+ps=571,5 + 240=881,5 daN (có kể đến tải trọng bản thân lớp sàn)
Tải trọng do tường ngăn dày 220: N2=gt.lt.ht = 513,6.8.3,4 = 13970 daN

15


Lực dọc do tải phân bố đều trên tầng mái: N3=qm.S2 = 599.28 = 16672 daN
Với nhà làm việc có 3 tầng và 1 tầng mái:
N   ni  Ni  3.( N1  N2 )  1.N3  3.(22722  13970)  1.(16672)  126748 daN

Lấy k =1,1 :  A 

1,1.126748
 962 (cm2 ) Vậy ta lựa chọn tiết diện cột có kích
145

thước bxh=40x40 cm, có A=1600 cm2
2.4.3.5. Cột giữa tầng 6-Mái (Trục 2, 3, 4, B, C)
Diện truyền tải của cột :

S2  (

8 8
 )  7  56 (m2 )
2 2

Lực dọc do tải phân bố đều trên sàn: N1=qs.S2 = 811,5.56 = 45444 daN
Với qs=gs+ps=571,5 + 240=881,5 daN (có kể đến tải trọng bản thân lớp sàn)
Tải trọng do tường ngăn dày 220: N2=gt.lt.ht = 513,6.(8+7).4,5 = 34668 daN
Lực dọc do tải phân bố đều trên tầng mái: N3=qm.S2 = 599.56 = 33544 daN
Với nhà làm việc có 1 tầng và 1 tầng mái:

N   ni  Ni  1.( N1  N2 )  1.N3  1.(51936  34668)  1.(38336)  124940 daN

1.124940
 862 (cm2 )
145
Vậy ta lựa chọn tiết diện cột có kích thước bxh=40x40 cm, có A= 1600 cm2

Lấy k =1,  A 

2.4.3.6. Cột biên tầng 6-Mái (Trục 1, 5, A, D)
Diện truyền tải của cột :

S1  (

8
)  7  28 (m2 )
2

Lực dọc do tải phân bố đều trên sàn: N1=qs.S2 = 811,5.28 = 22722 daN
Với qs=gs+ps=571,5 + 240=881,5 daN (có kể đến tải trọng bản thân lớp sàn)
Tải trọng do tường ngăn dày 220: N2=gt.lt.ht = 513,6.8.3,4 = 13970 daN
Lực dọc do tải phân bố đều trên tầng mái: N3=qm.S2 = 599.28 = 16672 daN
Với nhà làm việc có 1 tầng và 1 tầng mái:

N   ni  Ni  1.( N1  N2 )  1.N3  1.(22722  13970)  1.(16672)  53364 daN

1,1.53364
 405 (cm2 )
145
Vậy ta lựa chọn tiết diện cột có kích thước bxh=30x30 cm, có A=900 cm2

Lấy k =1,1 :  A 

Bảng 2.5 - Bảng tổng hợp kích thước cột
Tầng
Cột giữa (cm)
Cột biên (cm)
1-2
60x60
50x50
3-5
50x50
40x40
6 - Mái
40x40
30x30

16


2.4.4. Sơ bộ chiều dày vách thang máy

Theo TCXD 198:1997

150(mm)

  1
1
H t  .5400  270(mm)

20

 20

(2-5)
Vậy lựa chọ chiều dày vách thang máy là 300 mm.
2.5. Lập mặt bằng kết cấu các tầng trong cơng trình

Hình 2.5 – Mặt bằng kết cấu tầng điển hình

17