ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG THIẾT KẾ CAO ỐC GEMADEPT

LỜI CẢM ƠN

Sau hơn 4 năm học tập và rèn luyện tại trường Đại Học Kó Thuật
Công Nghệ, học kì này là thời gian mà em tổng kết lại toàn bộ kiến thức
kỹ năng của một kỹ sư xây dựng,để chuẩn bước vào ngành điều đó thể
hiện qua Luận Văn Tốt Nghiệp.
Trước tiên,em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô Trường
Đại Học Kó Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh đã tận tình hướng
dẫn - giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại Trường . Đặc biệt các
Thầy Cô Khoa Xây Dựng đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn,
những kinh nghiệm hết sức quý giá cho em.
Sau là việc hoàn thành đồ án này,đó là việc thiết kế kết cấu cho một
công trình có quy mô lớn ,cùng dễ hiểu là em đãõ gặp rất nhiều khó khăn
trong việc thiết kế và thể hiện.Tuy nhiên, em đã được sự giúp đỡ hướng
dẫn tận tình về nhiều mặt của các thấy trực tiếp hướng dẫn.
Với tất cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn:
Cô TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO: Giáo viên hướng dẫn kết cấu.
Do khối lượng tính toán khá lớn trong một thời gian ngắn nên trong đồ án em
không thể tránh được thiếu sót, rất mong quý Thầy, Cô vui lòng chỉ dạy thêm.
Em xin cám ơn.

Sinh viên
PHAN TẤN ĐẠT
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 02 năm 2010

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2005-2010


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -198- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT

Phần I : KIẾN TRÚC.
1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 2
1.1. MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH: 2
1.2. MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH: 2
1.3. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU : 2
1.4. CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC: 3
1.5. GIẢI PHÁP KẾT CẤU : 4
1.6. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT: 4
1.7. HẠ TẦNG KỸ THUẬT: 5
Phần II : KẾT CẤU.
6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 7
1.1. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU: 7
1.1.1. Hệ kết cấu khung: 7
1.1.2. Hệ kết cấu sàn: 8
1.2. LỰA CHỌN VẬT LIỆU: 10
1.3. CÁC TIÊU CHUẨN, QUY PHẠM DÙNG TRONG TÍNH TOÁN: 12
1.4. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN: 12
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦU THANG: 16
2.1. CẤU TẠO: 16
2.2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG : 17
2.2.1. Chiếu nghó : 17
2.2.2. Bản thang : 18
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2005-2010


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -198- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT

2.3. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC: 19
2.4. XÁC ĐỊNH CỐT THÉP: 20
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN BỂ NƯỚC MÁI : 21
3.1. KÍCH THƯỚC: 21
3.2. TÍNH TOÁN BẢN : 21
3.2.1. Tính toán bản nắp: 21
3.2.2. Tính toán bản đáy: 24
3.2.3. Kiểm tra nứt: 27
3.2.4. Tính toán bản thành : 30
3.3. TÍNH TOÁN DẦM: 34
3.3.1. Dầm nắp: 34
3.3.2. Dầm đáy 39
CHƯƠNG 4 :

TÍNH TOÁN BẢN SÀN : 53
4.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: 53
4.1.1. Sơ đồ dầm sàn: 53
4.1.2. Giả thiết tiết diện: 54
4.1.3. Vật liệu: 54
4.1.4. Công cụ tính toán: 55
4.2. TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN: 58
4.2.1. Tỉnh tải: 58
4.2.2. Hoạt tải 59
4.3. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG CÁC Ô BẢN: 59
4.4. TÍNH TOÁN CỐT THÉP: 62
4.5. TÍNH TOÁN DẦM TRỰC GIAO: 64
4.5.1. Kích thước : 64
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2005-2010

GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -198- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT


4.5.2. Tải trọng tác động : 65
4.5.3. Xác đònh nội lực : 65
4.5.4. Tính thép chòu lực cho dầm : 67
4.5.5. Tính thép chòu cắt cho dầm : 68
4.5.6. Tính thép treo cho dầm D1 : 69
4.6. KIỂM TRA ĐỘ VÕNG: 70
CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT DẦM : 82
5.1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NỘI LỰC VÀ MÔ HÌNH TÍNH TOÁN: 82
5.2. SƠ BỘ CHỌN TIẾT DIỆN KHUNG: 84
5.2.1. Tiết diện dầm: 84
5.2.2. Tiết diện cột : 84
5.2.3. Chọn tiết diện vách : 84
5.3. VẬT LIỆU SỬ DỤNG : 85
5.4. TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN CÔNG TRÌNH : 85
5.4.1. Tỉnh tải: 85
5.4.2. Hoạt tải: 87
5.4.3. Tải trọng ngang: 87
5.5. TỔ HP NỘI LỰC: 87
5.5.1. Các trường hợp chất tải: 87
5.5.2. Tổ hợp nội lực: 88
5.6. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM VÀ CỘT: 88
5.6.1. Lí thuyết tính tốn cốt thép dầm: 88
5.6.2. Lý thuyết tính cốt thép cột: 91
5.7. LÝ THUYẾT TÍNH CỐT THÉP CỘT: 97
5.7.1. Tính toán thép dầm: 97

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2005-2010


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -198- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT


5.7.2. Tính toán thép cột: 104
5.7.3. Nguyên tắt bố trí thép: 107
5.8.
Phần III : NỀN MÓNG
: 109
CHƯƠNG 6: ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH: 128
6.1. MẶT CẮT ĐỊA CHẤT: 128
6.2. ĐỊA CHẤT THỦY VĂN:
6.3. KẾT LUẬN: 129
CHƯƠNG 7: PHƯƠNG ÁN CỌC KHOAN NHỒI: 129
7.1. KHÁI QUÁT VỀ MÓNG CỌC NHỒI: 129
7.2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN: 129
7.3. ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH: 129
7.4. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MÓNG: 129
7.5. CHỌN VẬT LIỆU LÀM CỌC VÀ ĐÀI CỌC: 130
7.6. CHỌN VẬT LIỆU LÀM CỌC VÀ ĐÀI CỌC: 131
7.6.1. Theo điều kiện vật liệu làm cọc : 132
7.6.2. Theo điều kiện cường độ đất nền (TCXD 205-1998): 132
7.6.3. Kết qủa tính toán sức chòu tải của cọc : 136
7.7. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC ĐÀI CỌC – SỐ LƯNG CỌC : 136
7.7.1. Xác đònh sơ bộ số lượng cọc : 136
7.7.2. Kích thước đài cọc : 137
7.7.3. Chọn chiều cao đài cọc: 138
7.8. KIỂM TRA TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CỌC : 139

7.8.1. Móng M3: 139
7.8.2. Móng M1: 146
7.8.3. Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang: 156
7.9. TÍNH THÉP ĐÀI MÓNG: 161
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2005-2010


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -198- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT


7.9.1. Móng M3 : 161
7.9.2. Móng M1: 164
7.10. KIỂM TRA CHỌC THỦNG: 173
7.10.1. Móng M3: 173
7.10.2. Móng M3: 174
7.11. KIỂM TRA LÚN LỆCH: 175
CHƯƠNG 8: MÓNG CỌC ÉP BTCT: 165
8.1. KHÁI QUÁT VỀ CỌC ÉP: 165
8.2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN, ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH, TẢI TRỌNG: 165
8.3. VẬT LIỆU LÀM CỌC VÀ ĐÀI CỌC: 166
8.4. TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CÁC LOẠI CỌC: 167
8.4.1. Theo diều kiện vật liệu làm cọc: 168
8.4.2. Theo diều kiện cường độ đất nền 168
8.5. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC ĐÀI CỌC – SỐ LƯNG CỌC: 171
8.5.1. Xác đònh sơ bộ số lượng cọc : 171
8.5.2. Kích thước đài cọc 172
8.5.3. Chọn chiều cao đài cọc: 172
8.6. KIỂM TRA TẢI TÁC DỤNG LÊN CỌC: 172
8.6.1. Móng M3: 173
8.6.2. Móng M4: 180

8.6.3. Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang: 189
8.7. TÍNH VÀ BỐ TRÍ THÉP ĐÀI MÓNG: 189
8.7.1. Đài móng M3: 189
8.8. KIỂM TRA CHỌC THỦNG: 202
8.9. KIỂM TRA LÚN LỆCH: 204
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2005-2010


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -198- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT


8.10. KIỂM TRA CỐT THÉP TRONG CỌC: 205
8.10.1. Khả năng chòu momen uốn của cọc: 205
8.10.2. Trường hợp vận chuyển cọc: 205
8.10.3. Trường hợp dựng cọc: 206
8.10.4. Kiểm tra cốt thép dọc: 207
8.10.5. Tính thép làm móc treo cọc: 207
8.10.6. Tính thép cốt đai: 208
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2005-2010

GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -1- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT


Phần I
KIẾN TRÚC
5%

GVHD : CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO
SVTH : PHAN TẤN ĐẠT
MSSV : 106104046

LỚP :06DXD1

NHIỆM VỤ : Tổng quan về kiến trúc

BẢN VẺ : Mặt bằng
Mặt đứng
Mặt cắt
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2005-2010

GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -2- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT

CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1. MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH:
Thành phố Hồ Chí Minh, với vai trò là trung tâm kinh tế, khoa học, kỹ thuật
lớn nhất nước với nhiều cơ quan đầu ngành, sân bay, bến cảng đang từng bước xây
dựng cơ sở hạ tầng.
Mức độ đô thò hóa ngày càng tăng, hàng loạt công ty nước ngoài đầu tư vào
Việt Nam, nhiều công ty được thành lập đòi hỏi nhu cầu văn phòng làm việc ngày
càng nhiều. Cao ốc văn phòng GEMADEPT ra đời cũng không nằm ngoài mục đích
đó.
1.2. MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH:
Công trình được xây dựng trong trung tâm thành phố, 2Bis -4-6 Lê Thánh Tôn,
Quận 1.
1.3. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU :
Khí hậu TP Hồ Chí Minh là khí hậu nhiệt đới gió mùa được chia thành 2 mùa:
1.3.1. Mùa nắng :
Từ tháng 12 đến tháng 4 có :
 Nhiệt độ cao nhất : 40

0
C
 Nhiệt độ trung bình : 32
0
C
 Nhiệt độ thấp nhất : 18
0
C
 Lượng mưa thấp nhất : 0,1 mm
 Lượng mưa cao nhất : 300 mm
 Độ ẩm tương đối trung bình : 85,5%
1.3.2. Mùa mưa :
Từ tháng 5 đến tháng 11 có :
 Nhiệt độ cao nhất : 36
0
C
 Nhiệt độ trung bình : 28
0
C
 Nhiệt độ thấp nhất : 23
0
C
 Lượng mưa trung bình: 274,4 mm
 Lượng mưa thấp nhất : 31 mm (tháng 11)
 Lượng mưa cao nhất : 680 mm (tháng 9)
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2005-2010

GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -3- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT

 Độ ẩm tương đối trung bình : 77,67%

 Độ ẩm tương đối thấp nhất : 74%
 Độ ẩm tương đối cao nhất : 84%
 Lượng bốc hơi trung bình : 28 mm/ngày
 Lượng bốc hơi thấp nhất : 6,5 mm/ngày
1.3.3. Hướng gió :
Hướng gió chủ yếu là Đông Nam và Tây nam với vận tốc trung bình 2,5 (m/s),
thổi mạnh nhất vào mùa mưa. Ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ (tháng 12-1).
TP. Hồ Chí Minh nằm trong khu vực ít chòu ảnh hưởng của gió bão, chòu ảnh
hưởng của gió mùa và áp thấp nhiệt đới.
Đòa hình bằng phẳng
1.4. CÁC GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC:
1.4.1. Quy mô công trình:
Cấp công trình: cấp 1.
Công trình bao gồm: 01 tầng hầm, , 10 lầu.
Tổng diện tích xây dựng là 4330 = 1290 m
2
,
Chiều cao công trình 39.7m chưa kể tầng hầm.
1.4.2. Chức năng của các tầng:
Tầng hầm cao 2.8 m: Diện tích tầng hầm lớn hơn các tầng khác được dùng
dùng để xe, làm phòng cầu thang, phòng thiết bò kỹ thuật thang máy, máy phát
điện, phòng xử lý nước cấp và nước thải
Tầng trệt cao 3.6 m và lửng cao 3.6m: Diện tích bằng các tầng khác nhưng
không xây tường ngăn cách nhiều dùng để làm khu vực sảnh tiếp tân, các phòng
quản lý
Tầng điển hình (từ tầng 1 đến tầng 10) cao 3.6 m: Dùng làm văn phòng
Tầng kỷ thuật : Gồm các phòng kỹ thuật ( cơ, điện, nước, thông thoáng, phòng
kỹ thuật truyền hình, ) và bên trên là tầng chứa bồn nước mái.
1.4.3. Giải pháp đi lại:
Giao thông đứng được đảm bảo bằng năm buồng thang máy và hai cầu thang bộ

Giao thông ngang: hành lang giữa là lối giao thông chính.
1.4.4. Giải pháp thông thoáng:
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2005-2010

GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -4- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT

Tất cả các phòng đều có ánh sáng chiếu vào từ các ô cửa
Ngoài việc thông thoáng bằng hệ thống cửa ở mỗi phòng, còn sử dụng hệ
thống thông gió nhân tạo bằng máy điều hòa, quạt ở các tầng theo các gain lạnh về
khu xử lý trung tâm.
Ngôi nhà nằm trên mảnh đất thông thoáng, cao hơn các nhà khác xung quanh
1.5. GIẢI PHÁP KẾT CẤU :
Toàn bộ kết cấu của công trình là khung - vách chòu lực bằng bê tông cốt thép
đổ tại chổ, vách cứng bố trí quanh vò trí các thang máy để chòu tải trọng ngang do
gió tác động lên công trình, tường bao che bằng gạch trát vữa dày 15 hoặc 20 cm.
Dùng phương án móng cọc nhồi. Bố trí bồn nước mái trên vò trí lõi cứng nhằm cung
cấp nước sinh hoạt và cứu hỏa.
Phần này sẽ được phân tích kỹ trong phần giải pháp kết cấu. (Chương 1-Phần
II)
1.6. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT:
1.6.1. Hệ thống điện :
Nguồn điện cung cấp chủ yếu lấy từ mạng điện thành phố, có trạm biến thế
riêng, nguồn điện dự trữ bằng máy phát đặt ở tầng hầm, bảo đảo cung cấp điện
24/24h.
Hệ thống cáp điện được đi trong hộp gain kỹ thuật, có bảng điều khiển cung
cấp cho từng căn hộ.
1.6.2. Hệ thống nước :
Nguồn nước sử dụng là nguồn nước máy của thành phố, được đưa vào bể
ngầm và được đưa lên hồ ở tầng mái bằng máy bơm ,sau đó cung cấp cho các căn
hộ. Đường ống cấp nước, sử dụng ống sắt tráng kẽm. Đường ống thoát nước sử

dụng ống nhựa PVC.
Mái bằng lợp đan bê tông tạo dốc để dễ thoát nước, nước được tập trung vào
các sênô bằng bêtông cốt thép, sau đó được thoát vào ống nhựa để xuống và chảy
vào cống thoát nước của thành phố.
1.6.3. Hệ điều hòa không khí:
Các tầng được bố trí hệ điều hoà trung tâm , tháp giải nhiệt đặt ở sân thượng,
thoát hơi cho khu vực vệ sinh bằng quạt hút và ống gain được dẫn lên mái.
1.6.4. Hệ thống phòng cháy chữa cháy:
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2005-2010

GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -5- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT

Các vòi hỏa được đặt ở hành lang và đầu cầu thang,còn có hệ thống chữa
cháy cục bộ ở các khu vực quan trọng.
Nước phục vụ cho công tác chữa cháy lấy từ bể nước mái.
1.6.5. Hệ thống chống sét:
Theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng.
1.6.6. Các hệ thống kỹ thuật khác:
Tòa nhà gồm 2 cầu thang bộ, 5 thang máy chínhï bảo đảm thoát người khi hỏa
hoạn.
Tại mỗi tầng đều có đặt hệ thống báo cháy , các thiết bò chữa cháy. Thang
máy, còi báo động , hệ thống đồng hồ đo.
1.6.7. Hệ thống vệ sinh:
Xử lý hầm tự hoại bằng phương pháp vi sinh có bể chứa lắng, lọc trước khi ra
hệ thống cống chính của thành phố.
Các khu vệ sinh của các tầng liên tiếp nhau theo trục đứng để tiện thông thoát.
1.7. HẠ TẦNG KỸ THUẬT:
Sân bãi,đường nội bộ, xử lý bằng cơ giới và đổ nhựa. Vỉa hè : lát gạch xung
quanh toàn khu nhà.

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -6- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT

Phần II
KẾT CẤU
70%

GVHD : CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO
SVTH : PHAN TẤN ĐẠT
MSSV : 106104046
LỚP :06DXD1

NHIỆM VỤ : Tính toán khung trục 2

BẢN VẺ : Khung trục 2


THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -7- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

1.1. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU:
Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:
Các hệ kết cấu cơ bản: kết cấu khung, kết cấu tường chòu lực, kết cấu lõi cứng và
kết cấu ống.

Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống
lõi và kết cấu ống tổ hợp.
Các hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm
truyền, kết cấu có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép.
Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu
và khả năng thi công thực tế của từng công trình.
1.1.1. Hệ kết cấu khung:
Trong đó kết cấu tường chòu lực (hay còn gọi là vách cứng) là một hệ thống tường
vừa làm nhiệm vụ chòu tải trọng đứng vừa là hệ thống chòu tải trọng ngang. Đây là loại
kết cấu mà theo nhiều tài liệu nước ngoài đã chỉ ra rằng rất thích hợp cho các chung cư
cao tầng. Ưu điểm nổi bật của hệ kết cấu này là không cần sử dụng hệ thống dầm sàn
nên kết hợp tối ưu với phương án sàn không dầm. Điều này làm cho không gian
bên trong nhà trở nên đẹp đẽ, không bò hệ thống dầm cản trở, do vậy chiều cao của
ngôi nhà giảm xuống. Hệ kết cấu tường chòu lực kết hợp với hệ sàn tạo thành một hệ
hộp nhiều ngăn có độ cứng không gian lớn, tính liền khối cao, độ cứng phương
ngang tốt khả năng chòu lực lớn, đặt biệt là tải trọng ngang. Kết cấu vách cứng có khả
năng chòu động đất tốt. Theo kết quả nghiên cứu thiệt hại các trận động đất gây ra,
ví dụ trận động đất vào tháng 2/1971 ở California, trận động đất tháng 12/1972 ở
Nicaragoa, trận động đất năm 1977 ở Rumani… cho thấy rằng công trình có kết cấu
vách cứng chỉ bò hư hỏng nhẹ trong khi các công trình có kết cấu khung bò hỏng
nặng hoặc sụp đổ hoàn toàn.
.
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -8- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT
1.1.2. Hệ kết cấu sàn:
Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết
cấu. Việc lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất quan trọng. Do vậy, cần phải có sự
phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình.

Ta xét các phương án sàn sau:
 Hệ sàn sườn:
Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn.
 Ưu điểm:
Tính toán đơn giản. Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công
phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công.
 Nhược điểm:
Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn,
dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi
chòu tải trọng ngang và không tiét kiệm chi phí vật liệu. Không tiết kiệm không gian sử
dụng.
 Hệ sàn dầm trục giao:
Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành
các ô bản kê bốn cạnh có nhòp bé, trở thành hệ sàn sườn với nhòp nhỏ hơn.
 Ưu điểm:
Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng
và có kiến trúc đẹp,thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử
dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ.Khắt phục được tình trạng nộ lực trong bản quá lớn
dẫn đến chiều dày bản tăng,độ võng cũng tăng.
 Nhược điểm:
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -9- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT
Không tiết kiệm, thi công phức tạp. Khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí
thêm các dầm chính. Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn chế do chiều cao
dầm chính phải lớn để giảm độ võng.
 Sàn không dầm (không có mũ cột): Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột.
 Ưu điểm:
Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình. Tiết kiệm được

không gian sử dụng. Dễ phân chia không gian. Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện,
nước… Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa.
Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi
không phải mất công gia công cốp pha, côt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối đònh
hình và đơn giản, việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng đơn giản.
Do chiều cao tầng giảm nên thiết bò vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu
cao, công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành.
Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao
giảm so với phương án sàn dầm.
 Nhược điểm:
Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung
do đó độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chòu lực
theo phương ngang phương án này kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy
tải trọng ngang hầu hết do vách chòu và tải trọng đứng do cột chòu.
Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chòu uốn và chống chọc thủng
do đó dẫn đến tăng khối lượng sàn.
 Sàn không dầm ứng lực trước:
 Ưu điểm: Ngoài các đặc điểm chung của phương án sàn không dầm thì
phương án sàn không dầm ứng lực trước sẽ khắc phục được một số nhược điểm của
phương án sàn không dầm:
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -10- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT
Giảm chiều dày sàn khiến giảm được khối lượng sàn dẫn tới giảm tải
trọng ngang tác dụng vào công trình cũng như giảm tải trọng đứng truyền
xuống móng.
Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thoả mãn về yêu cầu sử dụng bình thường.
Sơ đồ chòu lực trở nên tối ưu hơn do cốt thép ứng lực trước được đặt phù hợp với
biểu đồ mômen do tính tải gây ra, nên tiết kiệm được cốt thép.

 Nhược điểm: Tuy khắc phục được các ưu điểm của sàn không dầm thông
thường nhưng lại xuất hiện một số khó khăn cho việc chọn lựa phương án này như sau:
Thiết bò thi công phức tạp hơn, yêu cầu việc chế tạo và đặt cốt thép phải chính
xác do đó yêu cầu tay nghề thi công phải cao hơn, tuy nhiên với xu thế hiện đại hoá
hiện nay thì điều này sẽ là yêu cầu tất yếu.
Thiết bò giá thành cao và còn hiếm do trong nước chưa sản xuất được.
Kết luận:Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước cột lớn, đồng thời để đảm bảo vẻ
mỹ quan cho các căn hộ nên giải pháp kết cấu chính của công trình được lựa
chọn: “Kết cấu sàn dầm trực giao”.

1.2. LỰA CHỌN VẬT LIỆU:
Vật liệu xây có cường độ cao, trọng lượng nhỏ, khả năng chống cháy tốt.
Vật liệu có tính biến dạng cao: Khả năng biến dạng dẻo cao có thể bổ sung
cho tính năng chòu lực thấp.
Vật liệu có tính thoái biến thấp: Có tác dụng tốt khi chòu tác dụng của tải trọng
lặp lại (động đất, gió bão).
Vật liệu có tính liền khối cao: Có tác dụng trong trường hợp tải trọng có tính
chất lặp lại không bò tách rời các bộ phận công trình.
Vật liệu có giá thành hợp lý.
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -11- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT
Nhà cao tầng thường có tải trọng rất lớn. Nếu sử dụng các loại vật liệu
trên tạo điều kiện giảm được đáng kể tải trọng cho công trình, kể cả tải trọng
đứng cũng như tải trọng ngang do lực quán tính.
Trong điều kiện nước ta hiện nay thì vật liệu BTCT hoặc thép là loại vật liệu
đang được các nhà thiết kế sử dụng phổ biến trong các kết cấu nhà cao tầng.
Bêtông cho toàn bộ kết cấu công trình dùng B25 với các chỉ tiêu như sau:
- Khối lượng riêng : 2.5 T/m

3

- Cường độ tính toán : R
b
= 145 kG/cm
2

- Cường độ chòu kéo tính toán :R
bt
= 10.5 kG/cm
2

- Môđun đàn hồi : E
b
= 300x10
3
kG/cm
2

Cốt thép gân Þ>10 mm dùng loại AIII với các chỉ tiêu:
- Cường độ chòu nén tính toán : R
s
= 3650 kG/cm
2

- Cường độ chòu kéo tính toán : R
sc
= 3650 kG/cm
2

- Cường độ tính cốt thép ngang: R
sw
= 2850 kG/cm
2

- Môđun đàn hồi : E
a
= 2x10
6
kG/cm
2

Cốt thép gân Þ>10 mm dùng loại AII với các chỉ tiêu:
- Cường độ chòu nén tính toán : R
s
= 2800 kG/cm
2

- Cường độ chòu kéo tính toán : R
sc
= 2800 kG/cm
2

- Cường độ tính cốt thép ngang : R
sw
= 2250 kG/cm
2

- Môđun đàn hồi : E
a

= 2.1x10
6
kG/cm
2

Cốt thép gân Þ<=10 mm dùng loại AI với các chỉ tiêu:
- Cường độ chòu nén tính toán : R
s
= 2250 kG/cm
2

- Cường độ chòu kéo tính toán : R
sc
= 2250 kG/cm
2

- Cường độ tính cốt thép ngang : R
sw
= 2750 kG/cm
2

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -12- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT
- Môđun đàn hồi : E
a
= 2x10
6
kG/cm

2


1.3. CÁC TIÊU CHUẨN, QUY PHẠM DÙNG TRONG TÍNH TOÁN:
- Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bêtông cốt thép TCVN 356:2005.
- Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737:1995.
- Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình TCVN 45:1978.
- Tiêu chuẩn thiết kế cọc khoan nhồi TCVN 195-1997
- Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCVN 205:1998.
- Tiêu chuẩn thiết kế và thi công nhà cao tầng TCXD 198:1997.
-
1.4. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN:
Trong giai đoạn hiện nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy tính điện tử, đã có
những thay đổi quan trọng trong cách nhìn nhận phương pháp tính toán công trình.
Khuynh hướng đặc thù hoá và đơn giản hoá các trường hợp riêng lẻ được thay thế bằng
khuynh hướng tổng quát hoá. Đồng thời khối lượng tính toán số học không còn
là một trở ngại nữa. Các phương pháp mới có thể dùng các sơ đồ tính sát với thực tế
hơn, có thể xét tới sự làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệ phụ thuộc
khác nhau trong không gian. Việc tính toán kết cấu nhà cao tầng nên áp dụng những
công nghệ mới để có thể sử dụng mô hình không gian nhằm tăng mức độ chính xác và
phản ánh sự làm việc của công trình sát với thực tế hơn.
1.4.1. Các giả thuyết dùng trong tính toán nhà cao tầng:
Sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (mặt phẳng ngang) và liên kết
ngàm với các phần tử cột, vách cứng ở cao trình sàn. Không kể biến dạng cong
(ngoài mặt phẳng sàn) lên các phần tử (thực tế không cho phép sàn có biến dạng cong).
Bỏ qua sự ảnh hưởng độ cứng uốn của sàn tầng này đến các sàn tầng kế bên. Mọi
thành phần hệ chòu lực trên từng tầng đều có chuyển vò ngang như nhau. Các cột và
vách cứng đều được ngàm ở chân cột và chân vách cứng ngay mặt đài móng.
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011

GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -13- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT
Khi tải trọng ngang tác dụng thì tải trọng tác dụng này sẽû truyền vào
công trình dưới dạng lực phân bố trên các sàn (vò trí tâm hình học và tâm khối lượng
của từng tầng) vì có sàn nên các lực này truyền sang sàn và từ đó truyền sang vách.
Biến dạng dọc trục của sàn, của dầm xem như là không đáng kể.
1.4.2. Phương pháp tính toán xác đònh nội lực:
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 ETABS, SAP, STAAD
Giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH)
Trong các phương pháp kể trên, phương pháp phần tử hữu hạn hiện được sử
dụng phổ biến hơn cả do những ưu điểm của nó cũng như sự hỗ trợ đắc lực của một số
phần mềm tính toán dựa trên cơ sở phương pháp tính toán này.
Theo 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 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

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -14- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT
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:
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.
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.
Ghép các ma trận cơ bản cùng loại thành ma trận kết cấu theo trục tọa độ chung
của cả kết cấu.
Dựa vào điều kiện biên và ma trận độ cứng của kết cấu để khử dạng suy biến
của nó.
Giải hệ phương trình để xác đònh ma trận chuyển vò nút cả kết cấu. Từ chuyển vò
nút tìm được, xác đònh nội lực cho từng phần tử.
Vẽ biểu đồ nội lực cho kết cấu.
Thuật 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.
1.4.3. Lựa chọn công cụ tính toán:
a) Phần mềm ETABS 9.0.4.
Dùng để giải nội lực và phân tích động cho hệ công trình bao gồm các dạng và
giá trò dao động, kiểm tra các dạng ứng xử của công trình khi chòu tải trọng động đất.
Do ETABS là phần mềm phân tích thiết kế kết cấu chuyên cho nhà cao tầng
nên việc nhập và xử lý số liệu đơn giản và nhanh hơn so với các phần mềm khác.

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -15- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT
b) Phần mềm SAP 10.0.1.
Dùng để giải nội lực cho các cấu kiện đơn giản của hệ kết cấu nhằm đơn giản
hoá trong quá trình tính toán.
c) Phần mềm Safe 12.
Dùng để giải nội lực cho sàn không dầm, móng, dưới lõi thang trong quá trình
tính toán.
d) Một số lưu ý.
Khi sử dụng các phần mềm SAP, ETABS… cần chú ý đến quan niệm từng cấu
kiện của phần mềm để cấu kiện làm việc đúng với quan niệm thực khi đưa
vào mô hình.
Quan niệm khối (solid): khi 3 phương có kích thùc gần như nhau, và có kích
thước lớn hơn nhiều so với các phần tử khác.
Quan niệm bản, vách (shell): khi kích thước 2 phương lớn hơn rất nhiều
so với phương còn lại.
Quan niệm thanh (frame): khi kích thước 2 phương nhỏ hơn rất nhiều so với
phương còn lại.
Quan niệm điểm (point): khi 3 phương có kích thùc gần như nhau, và
có kích thước rất bé.
Khi ta chia càng mòn các cấu kiện thì kết quả sẽ càng chính xác. Do phần tử hữu
hạn truyền lực nhau qua các điểm liên kết của các phần tử với nhau. Nếu ta chia các
cấu kiện ra nhưng không đúng với quan niệm của phần mềm thì các cấu kiện đó sẽ có
độ cứng tăng đột ngột và làm việc sai với chức năng của chúng trong quan
niệm tính, từ đó dẫn đến các kết quả tính của cả hệ kết cấu sẽ thay đổi.
1.4.4. Nội dung tính toán:
Hệ kết cấu nhà cao tầng cần được tính toán cả về tónh lực, ổn đònh và động lực.
Các bộ phận kết cấu được tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất.

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011


GVHD:CÔ TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO -16- SVTH: PHAN TẤN ĐẠT
Trong trường hợp đặc biệt do yêu cầu sử dụng thì mới tính toán theo trạng thái
giới hạn thứ hai (kết cấu hồ nước).
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011


GVHD:TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO - 16 - SVTH: PHAN TẤN ĐẠT
CHƯƠNG 2
:
TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦU THANG

2.1. CẤU TẠO
Tính toán cầu thang điển hình cho công trình. Đây là cầu thang 2 vế,dạng bản
không dầm đỡ, không dầm limon.Tính toán cầu thang như bản loại dầm hai đầu
ngàm vào vách cầu thang.
Mặt bằng cầu thang điển hình :


D8
3000
300
1000
900500
300
250
300
2'

200
1150 2500 1150 300
5250
11501001150

Hình 2.1: Mặt bằng cầu thang điển hình


Mặt cắt cầu thang điển hình :
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2006-2011


GVHD:TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO - 17 - SVTH: PHAN TẤN ĐẠT
Hình 2.2: Mặt cắt cầu thang điển hình
Cầu thang là loại cầu thang 2 vế dạng bản , chiều cao tầng điển hình là 3.6m.
Chọn bề dày bản thang là h
b
=17 cm.
Cấu tạo một bậc thang : l = 1150 mm, b = 250 mm, h = 163 mm, gồm 11 bậc
thang, được xây bằng gạch đinh .
Bậc thang lát đá granite

2.2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG :
2.2.1. Chiếu nghó :
2.2.1.1. Tónh tải :