ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG THIẾT KẾ CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA XÂY DỰNG

000


HỆ ĐÀO TẠO: CHÍNH QUI
NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP



THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KỸ SƯ XÂY DỰNG


ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ
CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG





GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

THẦY. HUỲNH THANH ĐIỆP TRẦN MINH TÙNG







TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA XÂY DỰNG

000


HỆ ĐÀO TẠO: CHÍNH QUI
NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP



PHỤ LỤC THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KỸ SƯ XÂY DỰNG


ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ
CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN




THẦY. HUỲNH THANH ĐIỆP TRẦN MINH TÙNG


LỜI CẢM ƠN
Em xin trân trọng gửi đến thầy HUỲNH THANH ĐIỆP lời cảm ơn chân thành
sâu sắc nhất với tất cả những gì thầy đã chỉ bảo, với sự quan tâm tận tình, đặc biệt với
tấm lòng yêu trò đã tạo động lực mạnh mẽ cho em hoàn thành đồ án này.
Em xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô trong khoa Xây Dựng trường Đại học Kỹ
Thuật Công Nghệ TP.HCM đã truyền cho em những kiến thức bổ ích, đã trang bò cho
em một hành trang đầy đủ và vững chắc để em tự tin bước vào con đường sự nghiệp
tương lai sau này.
Con xin trân trọng gửi đến ba, đến mẹ những tình cảm yêu thương của con. Những
lời động viên, nhắn nhủ của ba, mẹ con suốt đời không quên.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn các bạn bè trong lớp 08HXD1, những người bạn không
thể thiếu trong suốt thời gian sinh hoạt và học tập trong trường. Những lời động viên, an
ủi của các bạn là một động lực tinh thần giúp tôi tự tin để hoàn thành đồ án này.

Tp.HCM tháng 05 năm 2011
Trân trọng cảm ơn

Trần Minh Tùng












ĐỀ TÀI THIẾT KẾ:
CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG






KẾT CẤU : 70%
GVHD : Thầy. HUỲNH THANH ĐIỆP





NỀN VÀ MÓNG : 30%

GVHD : Thầy. HUỲNH THANH ĐIỆP









SVTH : TRẦN MINH TÙNG
MSSV : 08B1040270
LỚP : 08HXD1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN I: PHẦN KIẾN TRÚC



SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
4






PHẦN I

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN I: PHẦN KIẾN TRÚC



SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
5

I.
SỰ CẦN THIẾT ĐẦU TƯ:
Cùng hoà nhập theo sự phát triển chung của đất nước, sự phát triển của ngành xây dựng
cả nước nói chung và Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng, nhu cầu giải quyết chổ ở ngày
càng trở nên cấp thiết. Với mật độ dân cư quá đông như ở Tp. HCM hiện nay thì cần tìm
một văn phòng để làm việc thật khó và đắt đỏ. Hiểu được điều đó nhiều nhà đầu tư của
các doanh nghiệp tư nhân và nhà nước đã xây dựng những chung cư cao tầng để giải quyết
chổ ở, làm việc cho đa số các thành phần dân cư doanh nghiệp không có văn phòng nhà ở
là cần thiết, để giải quyết nhu cầu làm việc, nơi sinh hoạt, ăn ở, vui chơi giải trí … nhằm
nâng cao chất lượng công việc, đời sống cho người dân và cùng hoà nhập vào sự phát triển
chung của đất nước.
II. GIỚI THIỆU SƠ LƯC VỀ CÔNG TRÌNH:
Công trình có tổng diện tích sàn là . Bao gồm 11 tầng nổi và 1 tầng hầm. Toàn bộ các
mặt bên được xây tường dày 200mm, lấy sáng cho công trình qua các hệ thống cửa có lắp
kính lấy sáng, các vách ngăn bên trong xây tường gạch dày 100mm.
III. GIẢI PHÁP MẶT BẰNG:
- Số tầng: công trình bao gồm 1 tầng hầm, 1 tầng trệt, 1 tầng lững, 7 tầng, tầng kỹ
thuật, sân thượng và mái.
- Phân khu chức năng:
+ Tầng hầm: là nơi để xe.
+ Tầng trệt: tiền sảnh, khu vực dòch vụ thương mại.
+ Tầng lững trệt: kinh doanh
+ Lầu lửng đến lầu 8: văn phòng
+ Tầng kỹ thuật : căn hộ
+ Sân thượng, mái: hồ nước mái, hệ thống chống sét.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN I: PHẦN KIẾN TRÚC



SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
6

3400
200
2500
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN I: PHẦN KIẾN TRÚC



SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
7

1750 6350 1250 2300 1100 2100 1100 200 2100 1100 200 3200 200 2100 1100 2750 1300 2550 0 940 2100 360300
1750 4200 3400 3400 3400 3400 3400 3400 3400 3400 3400 3400
39950
1 2 3 4
9000 8600 9000
26600
1400 4200 3400 900 6800 900 410 7190 1400 150
MẶT ĐỨNG CHÍNH TRỤC 1 - 4
TỈ LE Ä: 1/ 100
850
1000
200 200

+4.200
+ 7.600
+ 11.000
+ 14.400
+ 17.800
+ 21.200
+ 24.600
TẦNG 8
+ 28.000
TẦNG 7
TẦNG 6
TẦNG 5
TẦNG 4
TẦNG 3
TẦNG 2
TẦNG LỬNG
TẦNG TRỆT
+ 31.400
SÂN THƯNG
+ 34.800
+ 38.200
MÁI
TẦNG KỸ THUẬT
SÂN
-1750
± 0.000
410
1160
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN I: PHẦN KIẾN TRÚC

SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
8
IV. GIẢI PHÁP GIAO THÔNG:
1. Giao thông đứng:
Giao thông đứng liên hệ giữa các tầng thông qua hệ thống 2 thang máy, chiều rộng cửa 1m. đảm
bảo giao thông đứng trong nhà. Công trình còn bao gồm 2 cầu thang bộ với bề rộng thang 1 m được
thiết kế để đảm bảo thoát người khi có sự cố xảy ra. Giao thông ngang:
Giao thông giữa các căn hộ trong 1 tầng thông qua hệ thống hành lang rộng đến 3.1m
name giữa mặt bằng đảm bảo giao thông dể dàng trong tầng.
V. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU, ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN:
1. Đòa hình:
Khu đất hiện trạng xây dựng có đòa hình tương đối bằng phẳng. Khi tiến hành thiết kế phải
căn cứ hồ sơ khảo sát đo đạc đòa hình để công trình đảm bảo mỹ quan.
2. Đòa chất thủy văn:
Đòa chất công trình và thủy văn khu vực Tp. HCM nói chung có mực nước ngầm cao, khả
năng chòu tải kém. Khi thiết kế kỹ thuật cần phải khảo sát cụ thể để có những biện pháp gia cố
nền móng sao cho thích hợp nhất.
3. Khí hậu:
Chòu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới chia hai mùa rõ rệt:
– Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11.
– Mùa nắng từ tháng 11 đến tháng 4.
4. Nhiệt độ:
Nhiệt độ mang đậm chất nhiệt đới gió mùa:
– Trung bình : 28
0
C.
– Tháng cao nhất : 36

0
C.
– Tháng thấp nhất : 20
0
C.
5. Độ ẩm:
Qua thống kê từ 1977 – 1988 :
– Thấp nhất : 29 %.
– Cao nhất : 81 %.
6. Bức xạ:
– Trung bình : 11.7 Kcal/ cm
2
, tháng.
– Cao nhất : 14.2 Kcal/ cm
2
,tháng.
– Thấp nhất : 10.2 Kcal/ cm
2
, tháng.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN I: PHẦN KIẾN TRÚC



SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
9
7. Hướng gió:
• Thònh hành trong mùa khô:
– Gió Đông Nam chiếm : 30 – 40 %.
– Gió Đông chiếm : 20 – 30 %.

• Thònh hành trong mùa mưa:
– Gió Tây Nam chiếm : 66 %.
– Tốc độ trung bình : 2 –3 m/s.
VI. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT:
1. Điện:
Công trình sử dụng điện cung cấp từ hai nguồn: Lưới điện thành phố và máy phát điện
riêng. Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm ( được tiến hành lắp đặt đồng thời trong quá trình
thi công ). Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật và phải đảm bảo an toàn không đi
qua các khu vục ẩm ướt, tạo điều kiện dể dàng khi sửa chữa. Ở mỗi tầng đều có lắp đặt hệ
thống an toàn điện: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 80A được bố trí (đảm bảo an toàn
phòng cháy nổ).
2. Hệ thống cung cấp nước:

- Công trình sử dụng nước từ hai nguồn: nước ngầm và nước máy. Tất cả được chứa trong
bể nước ngầm đặt ngàm ở tầng hầm. Sau đó được hệ thống máy bơm mơm lên hồ nước mái và
từ đó nước được phân phối cho các tầng của công trình theo các đường ống dẫn nước chính.
- Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp gaine. Hệ thống cấp nước đi
ngầm trong các hộp kỹ thuật. Các đường ống cứu hỏa chính được bố trí ở mỗi tầng.
3. Hệ thống thoát nước:
Nùc mưa từ mái sẽ được thoát theo các lổ chãy ( bề mặt mái được tạo dốc ) và chảy vào
các ống thoát nước mưa (∅ = 140mm) đi xuống dưới. Riêng hệ thống thoát nước thải sử dụng sẽ
bố trí riêng.
4. Hệ thống thông gió, chiếu sáng:
Chiếu sáng:
Toàn bộ tòa nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên và bằng điện. Ở tại các lối đi
lên xuống cầu thang, hành lang và nhất là tầng hầm đều có lắp đặt thêm đèn chiếu sáng.
Thông gió:
Ở các tầng đều có cửa sổ tạo sự thông thoáng tự nhiên. Riêng tầng hầm có bố trí thêm hệ
thống thông gió và chiếu sáng.
VII. AN TOÀN VỀ PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY:

VIII. HỆ THỐNG THOÁT RÁC:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU
SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
10






PHẦN II

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU
SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
11

CHƯƠNG 1
Δ0


PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC
CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH
I. PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC
1.1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA NHÀ CAO TẦNG
“Ngôi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố quyết đònh các điều kiện thiết kế, thi công
hoặc sử dụng khác với ngôi nhà thông thường thì gọi là nhà cao tầng”. Đó là đònh nghóa về
nhà cao tầng do Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế đưa ra. Đặc trưng chủ yếu của nhà cao tầng là số
tầng nhiều, độ cao lớn, trọng lượng nặng. Đa số nhà cao tầng lại có diện tích mặt bằng tương
đối nhỏ hẹp nên các giải pháp nền móng cho nhà cao tầng là vấn đề được quan tâm hàng đầu.
Tùy thuộc môi trường xung quanh, đòa thế xây dựng, tính kinh tế, khả năng thực hiện kỹ thuật,…
mà lựa chọn một phương án thích hợp nhất. Ở Việt Nam, phần lớn diện tích xây dựng nằm trong
khu vực đất yếu nên thường phải lựa chọn phương án móng sâu để chòu tải tốt nhất.
Tổng chiều cao của công trình lớn, do vậy ngoài tải trọng đứng lớn thì tác động của gió
và động đất đến công trình cũng rất đáng kể. Do vậy, đối với các nhà cao hơn 40m thì phải xét
đến thành phần động của tải trọng gió và cần để ý đến các biện pháp kháng chấn một khi chòu
tác động của động đất. Kết hợp với giải pháp nền móng hợp lý và việc lựa chọn kích thước mặt
bằng công trình (B và L) thích hợp thì sẽ góp phần lớn vào việc tăng tính ổn đònh, chống lật,
chống trượt và độ bền của công trình.
Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất quan trọng, chiều cao
công trình tăng, các nội lực và chuyển vò của công trình do tải trọng ngang gây ra cũng tăng lên

nhanh chóng. Nếu chuyển vò ngang của công trình quá lớn sẽ làm tăng giá trò các nội lực, do độ
lệch tâm của trọng lượng, làm các tường ngăn và các bộ phận trong công trình bò hư hại, gây
cảm giác khó chòu, hoảng sợ, ảnh hưởng đến tâm lý của người sử dụng công trình. Vì vậy, kết
cấu nhà cao tầng không chỉ đảm bảo đủ cường độ chòu lực, mà còn phải đảm bảo đủ độ cứng để
chống lại các tải trọng ngang, sao cho dưới tác động của các tải trọng ngang, dao động và
chuyển vò ngang của công trình không vượt quá giới hạn cho phép. Việc tạo ra hệ kết cấu để
chòu các tải trọng này là vấn đề quan trọng trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng.
Mặt khác, đặc điểm thi công nhà cao tầng là theo chiều cao, điều kiện thi công phức tạp, nguy
hiểm. Do vậy, khi thiết kế biện pháp thi công phải tính toán kỹ, quá trình thi công phải nghiêm
ngặt, đảm bảo độ chính xác cao, đảm bảo an toàn lao động và chất lượng công trình khi đưa vào
sử dụng.
Như vậy, khi tính toán và thiết kế công trình, đặc biệt là công trình nhà cao tầng thì việc
phân tích lựa chọn kết cấu hợp lý cho công trình đóng vai trò vô cùng quan trọng. Nó không
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU
SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
12
những ảnh hưởng đến độ bền, độ ổn đònh của công trình mà còn ảnh hưởng đến sự tiện nghi
trong sử dụng và quyết đònh đến giá thành công trình.
Chung cư Cao Cấp Quả Cầu Vàng có chiều cao là 38.2m (so với mặt đất tự nhiên) gồm 12 tầng
(1 hầm + 1 trệt + 9 lầu + 1 tầng mái). Do đó việc lựa chọn hệ chòu lực hợp lý cho công trình là
điều rất quan trọng. Dưới đây ta xem xét một số hệ chòu lực thường dùng cho nhà cao tầng:
1.2. Lựa chọn hệ chòu lực:
1.2.1 Hệ khung chòu lực
Kết cấu khung bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chòu tải trọng thẳng đứng vừa chòu tải
trọng ngang. Cột và dầm trong hệ khung liên kết với nhau tại các nút khung, quan niệm là nút
cứng. Hệ kết cấu khung được sử dụng hiệu quả cho các công trình có yêu cầu không gian lớn,
bố trí nội thất linh hoạt, phù hợp với nhiều loại công trình. Yếu điểm của kết cấu khung là khả
năng chòu cắt theo phương ngang kém. Ngoài ra, hệ thống dầm của kết cấu khung trong nhà cao
tầng thường có chiều cao lớn nên ảnh hưởng đến công năng sử dụng của công trình và tăng độ

cao của ngôi nhà, kết cấu khung bê tông cốt thép thích hợp cho ngôi nhà cao không quá 20 tầng.
Vì vậy, kết cấu khung chòu lực có thể chọn để làm kết cấu chòu lực chính cho công trình này.
1.2.2 Hệ tường chòu lực
Trong hệ kết cấu này, các tấm tường phẳng, thẳng đứng là cấu kiện chòu lực chính của
công trình. Dựa vào đó, bố trí các tấm tường chòu tải trọng đứng và làm gối tựa cho sàn, chia hệ
tường thành các sơ đồ: tường dọc chòu lực; tường ngang chòu lực; tường ngang và dọc cùng chòu
lực.
Trường hợp tường chòu lực chỉ bố trí theo một phương, sự ổn đònh của công trình theo
phương vuông góc được bảo đảm nhờ các vách cứng. Khi đó, vách cứng không những được thiết
kế để chòu tải trọng ngang và cả tải trọng đứng. Số tầng có thể xây dựng được của hệ tường chòu
lực đến 40 tầng.
Tuy nhiên, việc dùng toàn bộ hệ tường để chòu tải trọng ngang và tải trọng đứng có một
số hạn chế:
Gây tốn kém vật liệu;
Độ cứng của công trình quá lớn không cần thiết;
Thi công chậm;
Khó thay đổi công năng sử dụng khi có yêu cầu.
1.2.3. Hệ khung - tường chòu lực
Là một hệ hỗn hợp gồm hệ khung và các vách cứng, hai loại kết cấu này liên kết cứng
với nhau bằng các sàn cứng, tạo thành một hệ không gian cùng nhau chòu lực.
Khi các liên kết giữa cột và dầm là khớp, khung chỉ chòu một phần tải trọng đứng, tương
ứng với diện tích truyền tải đến nó, còn toàn bộ tải trọng ngang do hệ tường chòu lực (vách
cứng).
Khi các cột liên kết cứng với dầm, khung cùng tham gia chòu tải trọng đứng và tải trọng
ngang với vách cứng, gọi là sơ đồ khung - giằng. Sàn cứng là một trong những kết cấu truyền
lực quan trọng trong sơ đồ nhà cao tầng kiểu khung – giằng. Để đảm bảo ổn đònh của cột,
khung và truyền được các tải trọng ngang khác nhau sang các hệ vách cứng, sàn phải thường
xuyên làm việc trong mặt phẳng nằm ngang.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU

SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
13
Sự bù trừ các điểm mạnh và yếu của hai hệ kết cấu khung và vách như trên, đã tạo nên
hệ kết cấu hỗn hợp khung – tường chòu lực những ưu điểm nổi bật, rất thích hợp cho các công
trình nhiều tầng, số tầng hệ khung – tường chòu lực có thể chòu được lớn nhất lên đến 50 tầng.
1.3. SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU
Qua xem xét, phân tích các hệ chòu lực như đã nêu trên và dựa vào các đặc điểm của
công trình như giải pháp kiến trúc, ta có một số nhận đònh sau đây để lựa chọn hệ kết cấu chòu
lực chính cho công trình như sau:
- Do công trình được xây dựng trên đòa bàn Tp. Hồ Chí Minh là vùng hầu như không xảy
ra động đất, nên không xét đến ảnh hưởng của động đất, mà chỉ xét đến ảnh hưởng của gió bão.
- Do vậy, trong đồ án này ngoài các bộ phận tất yếu của công trình như: cầu thang, hồ
nước , hệ chòu lực chính của công trình được chọn là Hệ khung chòu lực, vì hệ này có những
ưu điểm như trên, phù hợp với qui mô công trình, và sơ đồ này có thể cho phép giảm kích thước
cột tối đa trong phạm vi cho phép, vì khung có độ cứng chống uốn tốt
Kết luận:
Hệ chòu lực chính của công trình là hệ gồm có sàn sườn và khung chòu lực.
II. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
Hiện nay trên thế giới có ba trường phái tính toán hệ chòu lực nhà nhiều tầng thể hiện
theo ba mô hình như sau :
Mô hình liên tục thuần túy : Giải trực tiếp phương trình vi phân bậc cao, chủ yếu là dựa
vào lý thuyết vỏ, xem toàn bộ hệ chòu lực là hệ chòu lực siêu tónh. Khi giải quyết theo mô hình
này, không thể giải quyết được hệ có nhiều ẩn. Đó chính là giới hạn của mô hình này. Tuy
nhiên, mô hình này chính là cha đẻ của các phương pháp tính toán hiện nay.
Mô hình rời rạc (Phương pháp phần tử hữu hạn): Rời rạc hoá toàn bộ hệ chòu lực của nhà
nhiều tầng, tại những liên kết xác lập những điều kiện tương thích về lực và chuyển vò. Khi sử
dụng mô hình này cùng với sự trợ giúp của máy tính có thể giải quyết được tất cả các bài toán.
Hiện nay ta có các phần mềm trợ giúp cho việc giải quyết các bài toán kết cấu như ETAPS,
SAFE, SAP 2000
Mô hình Rời rạc - Liên tục : Từng hệ chòu lực được xem là Rời rạc , nhưng các hệ chòu

lực này sẽ liên kết lại với nhau thông qua các liên kết trượt (lỗ cửa, mạch lắp ghép , ) xem là
liên tục phân bố liên tục theo chiều cao . Khi giải quyết bài toán này ta thường chuyển 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 .
Giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) : Trong phương pháp phần tử hữu
hạn vật thể thực liên tục được thay thế bằng một số hữu hạn các phần tử rời rạc có hình dạng
đơn giản, có kích thước càng nhỏ càng tốt nhưng hữu hạn, chúng được nối với nhau bằng một số
điểm quy đònh được gọi là nút. Các vật thể này vẫn được giữ nguyên là các vật thể liên tục
trong phạm vi của mỗi phần tử, nhưng có hình dạng đơn giản và kích thước bé nên cho phép
nghiên cứu dễ dàng hơn dựa trên cơ sở quy luật về sự phân bố chuyển vò và nội lực (chẳng hạn
các quan hệ được xác lập trong lý thuyết đàn hồi). Các đặc trưng cơ bản của mỗi phần tử được
xác đònh và mô tả dưới dạng các ma trận độ cứng ( hoặc ma trận độ mềm) của phần tử. Các ma
trận này được dùng để ghép các phần tử lại thành một mô hình rời rạc hóa của kết cấu thực
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU
SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
14
cũng dưới dạng một ma trận độ cứng (hoặc ma trận độ mềm) của cả kết cấu. Các tác động ngoài
gây ra nội lực và chuyển vò của kết cấu được quy đổi về các thành các ứng lực tại các nút và
được mô tả trong ma trận tải trọng nút tương đương. Các ẩn số cần tìm là các chuyển vò nút
(hoặc nội lực) tại các điểm nút được xác đònh trong ma trận chuyển vò nút (hoặc ma trận nội lực
nút). Các ma trận độ cứng, ma trận tải trọng nút và ma trận chuyển vò nút được liên hệ với nhau
trong phương trình cân bằng theo quy luật tuyến tính hay phi tuyến tùy theo ứng xử thật của kết
cấu. Sau khi giải hệ phương trình tìm được các ẩn số, người ta có thể tiếp tục xác đònh được các
trường ứng suất, biến dạng của kết cấu theo các quy luật đã được nghiên cứu trong cơ học. Sau
đây là thuật toán tổng quát của phương pháp PTHH
1. Rời rạc hóa kết cấu thực thành thành một lưới các phần tử chọn trước cho phù hợp với
hình dạng hình học của kết cấu và yêu cầu chính xác của bài toán.
2. Xác đònh các ma trận cơ bản cho từng phần tử (ma trận độ cứng, ma trận tải trọng nút,
ma trận chuyển vò nút ) theo trục tọa độ riêng của phần tử. 

3. Ghép các ma trận cơ bản cùng loại thành ma trận kết cấu theo trục tọa độ chung của
cả kết cấu.
4. Dựa vào điều kiện biên và ma trận độ cứng của kết cấu để khử dạng suy biến của
nó.
5. Giải hệ phương trình để xác đònh ma trận chuyển vò nút cả kết cấu.
6. Từ chuyển vò nút tìm được, xác đònh nội lực cho từng phần tử.
7. Vẽ biểu đồ nội lực cho kết cấu. 
Thật toán tổng quát trên được sử dụng cho hầu hết các bài toán phân tích kết cấu:
phân tích tónh, phân tích động và tính toán ổn đònh kết cấu.
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển và thuận lợi của máy vi tính, ta có rất nhiều
chương trình tính toán khác nhau, với các quan niệm tính toán và sơ đồ tính khác nhau. Trong
nội dung của đồ án tốt nghiệp này với sự trợ giúp của phần mềm SAP 2000 vesion 10.0.1,
ETABS vesion 9.14, SAFE 8.0.8, ADAPT-PT version 8.00 để xác đònh nội lực của hệ kết cấu.
Đôi nét về phần mềm SAP2000: SAP (Structural Analysis Program) là chương trình phân
tích thiết kế kết cấu chòu tác động của tải trọng: tónh di động, động lực học, ổn đònh công trình,
nhiệt độ, động đất , với giả thuyết kết cấu có biến dạng nhỏ (tuyến tính) hoặc có biến dạng lớn
(phi tuyến). Sap được khởi thảo từ năm 1970 của một nhóm các nhà khoa học do giáo sư
Edward L.Winlson chủ trì thực hiện tại Trường đại học Berkley bang California. Hệ thống Sap
đã qua nhiều thế hệ, từ các chương trình SAP, SOLID SAP, SAPIII và SAPIV – chạy trên các
máy tính điện tử thế hệ cũ có trước những năm 80 và sau đó là SAP80, SAP86, SAP90 và sau
cùng là SAP2000 chạy trên WINDOWS. SAP2000 là một đột phá của họ phần mềm SAP do
hãng CSI đưa ra vào cuối những năm 90 đầu năm 2000.
Đôi nét về phần mềm ETABS: là phần mềm rất mạnh để tính toán kết cấu nhà cao tầng,
cũng như SAP phần mềm ETABS do hãng CSI đưa ra vào những năm 80 được phát triển từ
TABS. Cũng dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn nhưng ETABS có đặc điểm nổi trội hơn so
với SAP là có thể mô hình nhà cao tầng một cách dễ dàng nhờ tính năng “similar” , có thể phân
biệt dầm, sàn, cột, vách cứng làm điều này giảm thời gian mô hình và thiết kế kết cấu.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU

SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
15

CHƯƠNG 2
Δ0

TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ

I. Cấu tạo cầu thang

Công trình có 2 loại cầu thang bộ vò trí giữa và cuối công trình, 2 thang máy trung tâm, tính
toàn thiết kế thang bộ tầng điển hình trục 2-3:
2001500950200
D
1000 250 1000200
1000 250 1000
3400
200
V2
V3
DT1




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU

SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
16
















Mặt cắt
Nội dung tính toán:
- Tính toán bố trí thép bản thang vế 1.
- Tính toán bố trí thép bản thang vế 2.
- Tính toán bố trí thép bản thang vế 3
- Tính toán bố trí thép bản thang vế 4
- Thiết kế dầm thang DT1, DT2.
1 . Xác đònh tải trọng tác dụng:

1.1. Lựa chọn sơ bộ các kích thước cầu thang:

Chọn chiều dày bản thang:
)102.012.0(6.3)
35
1
30
1
()
35
1
30
1
( −=−=−= lh (m)
Chọn h= 12cm:
Chiều cao bậc thang h
b
và bề rộng bậc thang l
b
chọn theo điều kiện sau:
2h
b
+ l
b
<= (60:62)cm;
từ đó ta chọn: l
b
= 25cm
h
b
= 18.9cm.
Chọn sơ bộ kích thước dầm thang: b

d
xh
d


)277360(
1310
3600
)1310(
−=
−
=
−
=
l
h
d
(mm)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU


SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
17
Chọn DT1 :
h
d
= 350 (mm);
b
d

= 200 (mm).
Chọn DT2 :

h
d
= 350 (mm); b
d
= 200 (mm).

1.2. Xác đònh tải trọng:

Tải trọng bao gồm tónh tải và hoạt tải.
a) Tónh tải
- Bản thang (phần bản nghiêng)
Tổng trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo bản thang được tính theo công thức
sau:
i
td
i
n
i
i
ng ⋅⋅=
∑
=
δγ
1
(kG/m
2
)

trong đó:
• γ
I
-Trọng lượng bản thân lớp cấu tạo thứ i
• n
i
-Hệ số độ tin cậy của lớp thứ i
• δ
I
-Chiều dày tương đương của lớp thứ i theo phương của bản nghiêng.
•
22
250189
250
cos
+
=
α
= 0.797
Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo như sau:
• Lớp đá Granít:
()
(
)
25.0
797.001.0189.025.0
cos
1
⋅⋅+
=

⋅
⋅
+
=
b
ibb
tđ
l
hl
α
δ
δ
=0.0139(m);
• Lớp vữa lót:
()
(
)
25.0
797.002.0189.025.0
cos
2
⋅⋅+
=
⋅
⋅
+
=
b
ibb
tđ

l
hl
α
δ
δ
=0.0279(m);
• Lớp bậc thang:
2
797.0189.0
2
cos
3
⋅
==
α
δ
b
tđ
h
=0.0753(m);






Chiều dày bậc thang qui đổi
• Lớp bản BTCT:

44

δδ
=
tđ
=0.12(m);
• Lớp vữa trát:

55
δδ
=
tđ
=0.015(m);
189
37°
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU


SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
18
Kết quả tính toán được trình bày trong bảng
Tổng trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản thang nghiêng
STT Các lớp cấu tạo
bản thang
γ
i

(kG/m
2
)
δ

i
tđ
(m)
n g
bt
tc
(kG/m
2
)
g
bt
tt

(kG/m
2
)
1 Đá Granit 2000 0.0139 1.1 27.8 30.58
2 Vữa lót 1600 0.0279 1.3 44.64 58.03
3 Bậc thang 1800 0.0753 1.3 135.54 176.2
4 Bản BTCT 2500 0.12 1.1 300 330
5 Vữa trát 1600 0.015 1.3 24 31.2
∑ g
bt
tt
626.01
Tải trọng qui đổi theo phương đứng là:
626.01 626.01
785.45
cos 0.797
tt

bt
g
α
=== (kG/m
2
).
Ngoài ra còn có tải trọng do lan can tay vòn tác dụng lên bản thang. Trọng l
ượng của lan
can: g
lc
tc
= 30 kG/m, quy tải lan can trên đơn vị m
2
bản thang:

30
tc
lc
g =
(kG/m
2
) =>
30 1.3 39
tt tc
lc lc
ggn
=
⋅= ⋅ =
(kG/m
2

)
b) Tải trọng tạm thời (hoạt tải)
Ho
ạt tải tính toán phân bố đều trên bản thang và bản chiếu nghỉ lấy theo bảng 3:

p
tctt
npp ⋅=
(kG/m
2
)
trong đó:
•
tc
p
- Tải trọng tiêu chuẩn đối với cầu thang
p
tc
= 300(kG/m
2
)do là cầu thang dùng cho thoát hiểm nên khi dùng
trong trường hợp khẩn cấp hoạt tải tăng rất nhiều;
•
p
n - Hệ số độ tin cậy
n
p
= 1.3 khi p
tc
< 200(kG/m

2
)
n
p
= 1.2 khi p
tc
> 200(kG/m
2
)
Do đó hoạt tải tác dụng lên bản thang và bản chiếu nghỉ là:
P
tt
= p
tc
.n
p
= 300x1.2 = 360 (kG/m
2
).
c) Tổng tải trọng tác dụng
Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang(phần bản nghiêng):
q
tt
= g
bt
tt
+ g
lc
tt
+ p

tt
= 785.45 + 39 + 360 = 1184.45 kG/m
2

2. Tính toán các bộ phận cầu thang:

2.1. Bản thang :
a. Sơ đồ tính
Cắt một dải bản có bề rộng b= 1m theo phương liên kết để tính.
Sơ đồ tính 2 vế thang như sau:





ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU


SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
19

Sơ đồ chất tải vế 1 của bản thang

















Sơ đồ chất tải vế 2 của bản thang
b) Xác đònh nội lực và phản lực gối tựa tại 2 bản thang
Nội lực và phản lực gối tựa của bản thang được xác đònh bằng phần chương trình phân
tích kết cấu Etap V9.5. Kết quả được trình bày trên hình

2-2
950 1500 950
q=1,145 T/m
q=1,184 T/m
q=1,145 T/m
9501500950
TL: 1/20
TL: 1/20
4-4
q=1,145 T/m
q=1,184 T/m
q=1,145 T/m
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU


SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
20

Biểu đồ moment của bản thang vế 1













Biểu đồ phản lực của bản thang vế 1








2.62

2.06
2.06
2.06
2.86
2.86
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU


SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
21













Biểu đồ moment của bản thang vế 2

Biểu đồ phản lực của bản thang vế 2
Ghi chú:
+ Gía trò moment và phản lực gối tựa của bản thang ở trên có đơn vò là T.m/m và
T/m;
+ Giá trò moment nhòp vế 2 lớn nhất M
nhmax
= 2.27 T.m/m;
+ Giá trò moment trên bản thang có giá tri là 0 T.
+ Giá trò moment gối vế 2 lớn nhất M
gmax
= 2.56 T.m/m;
+ Biểu đồ nội lực 2 vế thang có nội lực giống nhau nên giá trò lớn tính thép bố trí cho
vế còn lại.
c) Tính toán cốt thép
Do 2 vế của bản thang giống nhau nên ta chỉ cần tính toán cốt thép cho 1 vế, vế còn lại
bố trí cốt thép tương tự. Bản thang được tính toán như cấu kiện chòu uốn do hiệu ứng nén nhỏ
bỏ qua.
Giả thiết tính toán:
• a= 3.0 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chòu kéo đến mép bê tông gần
nhất;
2.62
2.06
2.06
2.06

2.86
2.86
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU


SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
22
• h
o
- chiều cao có ích của tiết diện, h
o
= h
b
- a= 13- 3.0 = 10m;
• b= 100cm - bề rộng tính toán của dải bản.
Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán được trình bày trong.
Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán
Bê tông mác 250 Cốt thép AII
R
n
(kG/cm
2
)

R
k
(kN/cm
2
)

E
b
(kG/cm
2
)
α
0
R
a
(kG/cm
2
)

R
a’
(kG/cm
2
)
E
a
(kG/cm
2
)
110 8.8 2.65 x 10
6
0.58 2250 2250 2.1x10
6
Diện tích cốt thép được tính toán bằng công thức như sau:
no
a

a
R
bh
F
R
α
⋅⋅⋅
=

Trong đó
A211 −−=
α


2
on
bhR
M
A =

Kiểm tra hàm lượng cốt thép
μ theo điều kiện sau:

maxmin
μμμ
≤=≤
o
a
bh
F

Trong đó:
%050
min
⋅
=
μ
(theo bảng 15/[2]);

max
0 58 110
100 100 2.83%
2250
on
a
R
R
α
μ
⋅
⋅
⋅
=⋅= ⋅=
Tính toán cốt thép cho bản thang
Thép chọn
Momen
(kG.m)
A
α
Fa

tt

(cm
2
)
φ
(mm)
a
(mm)
Fa
c

(cm
2
)
μ
tt

%
Kiểm tra
μmin
≤μ≤μmax
M
nh
26200 0.029 0.029 1.27 10 200 3.93 0.4 Thỏa
M
g
20600 0.023 0.024 1.012 10 200 3.93 0.4 Thỏa
Thép gối đặt theo cấu tạo φ10a200.

9501500950
120
þ10a200
5
þ10a200
4
þ10a200
3
TL: 1/20
2-2
þ10a200
2
þ10a200
CT
200
D
120 1323
120
200
200
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG

GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU


SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
23

e) Tính tóan bản thang V3:
+ Sơ đồ tính
Cắt một dải bản có bề rộng b= 1m theo phương liên kết để tính.
Sơ đồ tính bản thang vế 3 như sau:














+ Giá trò moment nhòp vế 3 lớn nhất M
nhmax
= 0.434 Tm
Do 2 vế của bản thang giống nhau nên ta chỉ cần tính toán cốt thép cho 1 vế, vế còn lại bố trí
cốt thép tương tự. Bản thang được tính toán như bản chòu lực hiệu ứng nén nhỏ bỏ qua.
Giả thiết tính toán:

• a= 3.0 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chòu kéo đến mép bê tông gần
nhất;
• h
o
- chiều cao có ích của tiết diện, h
o
= h
b
- a= 13- 3.0 = 10m;
• b= 100cm - bề rộng tính toán của dải bản.
Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán được trình bày trong.
Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán
Bê tông mác 250 Cốt thép AI
R
n
(kG/cm
2
)

R
k
(kN/cm
2
)
E
b
(kG/cm
2
)
α

0
R
a
(kG/cm
2
)

R
a’
(kG/cm
2
)
E
a
(kG/cm
2
)
110 8.8 2.65 x 10
5
0.58 2250 2250 2.1x10
6
Diện tích cốt thép được tính toán bằng công thức như sau:
no
a
a
R
bh
F
R
α

⋅⋅⋅
=

Trong đó
A211 −−=
α


2
on
bhR
M
A =


950
950
M=0.434 Tm
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD ĐỀ TÀI: CHUNG CƯ CAO CẤP QUẢ CẦU VÀNG
GVHD: HUỲNH THANH ĐIỆP PHẦN II: PHẦN KẾT CẤU


SVTH: TRẦN MINH TÙNG MSSV: 08B1040270 Trang
24
Kiểm tra hàm lượng cốt thép
μ theo điều kiện sau:


maxmin
μμμ

≤=≤
o
a
bh
F

Trong đó:
%050
min
⋅
=
μ
(theo bảng 15/[2]);


max
0 58 110
100 100 2.77%
2300
on
a
R
R
α
μ
⋅
⋅⋅
=⋅= ⋅=

Tính toán cốt thép cho bản thang


Thép chọn
Momen
(kG.m)
A
α
Fa
tt

(cm
2
)
φ
(mm)
a
(mm)
Fa
c

(cm
2
)
μ
tt

%
Kiểm tra
μmin

≤μ≤μmax
M 4340 0.0048 0.0048 0.21 10 200 3.93 0.4 Thỏa
Thép gối đặt theo cấu tạo φ10a200.





















10002501000
TL: 1/20
1-1
378
þ10a200
1

þ10a200
2
120