ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM THIẾT KẾ KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA - ĐHQG TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BỘ MÔN ĐỊA CƠ NỀN MÓNG
CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
oOo


NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
(CHÚ Ý: Sinh viên phải dán tờ này vào trang thứ nhất của bản thuyết minh)


HỌ VÀ TÊN: ĐẶNG XUÂN LAM MSSV: 80501378
NGÀNH: Xây dựng dân dụng và công nghiệp LỚP: XD05DD01

1. Đầu đề luận văn: KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I
2. Nhiệm vụ: (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu)
1. Kiến trúc (10%): Giải pháp mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt, mái.
2. Kết cấu bên trên (30%): Tính các bộ phận kết cấu của công trình (sàn tầng
điển hình, cầu thang hai vế dạng bản, tính tải trọng gió động, tính khung không gian,
thiết kế thép cho khung trục H).
3. Nền móng (60%): Tính toán thiết kế nền móng cho công trình theo 2 phƣơng
án: móng cọc khoan nhồi và móng cọc ép ly tâm ứng lực trƣớc. So sánh lựa chọn
phƣơng án thi công. Thiết kế vách tầng hầm ở 2 giai đoạn: đóng cừ Lassen thi công
tầng hầm, tính tƣờng tầng hầm ở giai đoạn làm việc cuối cùng.

3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 29/09/2009

4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 11/01/2010

5. Họ tên giảng viên hướng dẫn:

1. TS. LÊ TRỌNG NGHĨA HD Kiến Trúc + Nền Móng (70%)
2. TS. LƢƠNG VĂN HẢI HD Kết Cấu (30%)

Nội dung và yêu cầu luận văn tốt nghiệp đã đƣợc thông qua Bộ môn.

Ngày … tháng 01 năm 2010

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
(Ký và ghi rõ họ tên)




GV HƢỚNG DẪN KT + NM GV HƢỚNG DẪN KC
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)









PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN:
Ngƣời duyệt (chấm sơ bộ): _____________
Đơn vị: _____________________________
Ngày bảo vệ: ________________________
Điểm tổng kết: _______________________

Nơi lƣu trữ luận văn: __________________

LỜI CÁM ƠN
 
Được sự phân công của nền móng và Bộ môn sức bền kết cấu và khoa Kỹ
thuật Xây dựng, em là sinh viên Đặng Xuân Lam, cùng với sự hướng dẫn của thầy
TS. Lê Trọng Nghóa và thầy TS. Lương Văn Hải, em đã nhận công trình Khu Căn
Hộ Cao Cấp Quốc Cường I làm đề tài luận văn.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do thời gian làm luận văn tương đối
ngắn, kiến thức còn hạn chế, thực tế công trường không nhiều cho nên luận văn
của em không tránh khỏi sai sót, mong quý thầy cô đóng góp ý kiến.

Trong suốt thời gian làm luận văn em đã nhận được sự hướng dẫn rất nhiệt
tình, chu đáo của thầy TS. Lê Trọng Nghóa về phần nền móng và thầy TS. Lương
Văn Hải về phần kết cấu, em đã hoàn thành luận văn tốt nhất trong khả năng của
mình.
Em xin chân thành cảm ơn hai thầy đã tạo điều kiện thuận lợi nhất để em
hoàn thành tốt luận văn này. Cùng với kinh nghiệm thực tế q báu, kiến thức của
hai thầy đã truyền đạt và những hiểu biết thu thập được trong quá trình làm luận
văn sẽ là hành trang cho em sau khi tốt nghiệp.

Em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa,các anh chò đi trước,bạn bè đã có
những ý kiến đóng góp thiết thực tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình
làm luận văn.

Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn thân thương nhất đến mẹ, người đã tạo điều
kiện vô cùng thuận lợi về vật chất và tinh thần cho con trong suốt quá trình học
tập và làm luận văn vừa qua.

Kính chúc q thầy cô,bạn bè lời chúc sức khỏe, thành công.

Tp.HCM, ngày 9 tháng 1 năm 2010
Sinh viên thực hiện

Đặng Xuân Lam

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

















LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005
GVHD: TS. Lê Trọng Nghóa SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 3

MỤC LỤC
Trang

PHẦN I: KIẾN TRÚC

Chương 1: TỔNG QUA VỀ KIẾN TRÚC
1.1 Vò trí công trình 09
1.2 Đặc điểm công trình 09
1.3 Các giải pháp kỹ thuật 10
1.3.1 Lựa chọn vật liệu và kiến trúc 10
1.3.2 Thông thoáng 10
1.3.3 Chiếu sáng 10
1.3.4 Hệ thống điện 10
1.3.5 Hệ thống cấp thoát nước 10
1.3.6 Hệ thống phòng cháy chữa cháy 11
PHẦN II: KẾT CẤU

Chương 2: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
2.1 Giải pháp kết cấu của công trình 13
2.1.1 Hệ kết cấu khung 13
2.1.2 Hệ kết cấu khung giằng 13
2.1.3 Bố trí khung chòu lực 14
2.1.4 Sử dụng phần mềm 14
2.2 Nguyên tắc chung 15
2.2.1 Nguyên tắc tính toán kết cấu BTCT 15
2.2.2 Nguyên tắc tính toán tải trọng 17

Chương 3: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
3.1 Mặt bằng sàn điển hình 18
3.2 Xác đònh sơ bộ chiều dày bản 19

3.3 Tải trọng 19
3.3.1 Tónh tải 20
3.3.2 Hoạt tải 20
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005
GVHD: TS. Lê Trọng Nghóa SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 4


3.4 Nội lực 21
3.4.1 Bản sàn kê bốn cạnh 21
3.4.2 Sàn bản dầm 23
3.5 Tính cốt thép 23

Chương 4: TÍNH CẦU THANG
4.1 Kích thước cầu thang 35
4.2 Cấu tạo bản thang và bậc thang 36
4.3 Tính toán bản thang và bản chiếu nghỉ 37
4.3.1 Tải trọng tác động lên bản thang 37
4.3.2 Tải trọng tác động lên bản chiếu nghỉ 38
4.3.3 Xác đònh nội lực 38
4.3.4 Tính toán cốt thép 41
4.4 Tính toán dầm chiếu nghỉ 2 41
4.4.1 Tải trọng tác động lên dầm 41
4.4.2 Xác đònh nội lực 42
4.4.3 Tính toán cốt thép 42
4.5 Tính toán dầm chiếu nghỉ 1 44
4.5.1 Tải trọng tác động lên dầm 44
4.5.2 Xác đònh nội lực 45
4.5.3 Tính toán cốt thép 46

Chương 5: TÍNH TOÁN KHUNG KHÔNG GIAN
5.1 Sơ đồ tính và chọn kích thước tiết diện 47
5.1.1 Sơ đồ tính 47
5.1.2 Chọn sơ bộ kích thước khung 48
5.1.2.1 Chọn kích thước vách cứng 48
5.1.2.2 Chọn kích thước dầm 50
5.2 Tải trọng tác động vào hệ kết cấu 50
5.2.1 Tải trọng đứng 50
5.2.1.1 Tónh tải 50
5.2.1.2 Hoạt tải 52
5.2.2 Tải trọng ngang 52
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005
GVHD: TS. Lê Trọng Nghóa SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 5


5.2.2.1 Thành phần gió tónh 52
5.2.2.2 Thành phần gió động 52
5.2.2.3 Gió động + gió tónh 59
5.3 Các trường hợp tải 60
5.4 Mô hình và giải nội lực 62
5.5 Tổ hợp nội lực và tính toán cốt thép cho vách dầm 62
5.5.1 Cách chọn nội lực 62
5.5.2 Tính cốt thép cho vách và dầm 62
5.5.2.1 Vách 62
5.5.2.2 Tính và bố trí cốt thép cho dầm 78

PHẦN III: NỀN MÓNG

Chương 6: BÁO CÁO ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
6.1 Tóm tắt đòa chất 88
6.2 Lý thuyết thống kê 89
6.2.1 Xử lý và thống kê đòa chất 89
6.2.2 Phân chia đơn nguyên đòa chất 89
6.2.2.1 Hệ số biến động 89
6.2.2.2 Nguyên tác loại trừ sai số 89
6.2.3 Các đặc trưng tiêu chuẩn 90
6.2.4 Các đặc trưng tính toán 91
6.3 Kết quả thống kê 93
6.3.1 Lớp thứ 1 93
6.3.2 Bản tổng hợp 102

Chương 7: TÍNH TOÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
7.1. Giới thiệu về móng cọc khoan nhồi 103
7.1.1. Cấu tạo 103
7.1.2. Công nghệ thi công 103
7.1.3. Ưu điểm cọc khoan nhồi 104
7.1.4. Nhược điểm cọc khoan nhồi 104
7.2. Tính sức chòu tải của cọc 104
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005
GVHD: TS. Lê Trọng Nghóa SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 6


7.2.1. Các thông số của cọc 104
7.2.2. Tính sức chòu tải của cọc 105
7.2.2.1 Sức chòu tải theo vật liệu 105

7.2.2.2 Sức chòu tải theo đất nền 105
7.2.2.3 Sức chòu tải theo chỉ tiêu cơ lý 109
7.2.2.4 Sức chòu tải theo xuyên động SPT 111
7.2.2.5 Kết luận 113
7.3. Thiết kế móng M1 117
7.3.1. Tính số cọc và bố trí 117
7.3.2. Kiểm tra tải tác động theo phương đứng 118
7.3.3. Kiểm tra sức chòu tải của nhóm cọc 119
7.3.4. Kiểm tra ổn đònh của khối móng quy ước 119
7.3.5. Kiểm tra lún cho nhóm cọc 122
7.3.6. Kiểm tra xuyên thủng 124
7.3.7. Tính cốt thép cho đài cọc 125
7.3.8. Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang 126
7.3.9. Kiểm tra thép trong cọc 134
7.4. Thiết kế móng M5 135
7.4.1. Tính số cọc và bố trí 135
7.4.2. Kiểm tra tải tác động theo phương đứng 137
7.4.3. Kiểm tra sức chòu tải của nhóm cọc 138
7.4.4. Kiểm tra ổn đònh của khối móng quy ước 139
7.4.5. Kiểm tra lún cho nhóm cọc 141
7.4.6. Kiểm tra xuyên thủng 145
7.4.7. Tính cốt thép cho đài cọc 147
7.4.8. Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang 153
7.4.9. Kiểm tra thép trong cọc 159
7.5. Thiết kế móng M4 160
7.5.1. Tính số cọc và bố trí 160
7.5.2. Kiểm tra tải tác động theo phương đứng 162
7.5.3. Kiểm tra sức chòu tải của nhóm cọc 163
7.5.4. Kiểm tra ổn đònh của khối móng quy ước 163
7.5.5. Kiểm tra lún cho nhóm cọc 168

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005
GVHD: TS. Lê Trọng Nghóa SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 7


7.5.6. Kiểm tra xuyên thủng 173
7.5.7. Tính cốt thép cho đài cọc 173
7.5.8. Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang 180
7.5.9. Kiểm tra thép trong cọc 186

Chương 8: TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ÉP
8.1. Giới thiệu về móng cọc ly tâm ứng suất trước 188
8.1.1. phân loại 188
8.1.2. Hình dáng 188
8.1.3. Kích thước 189
8.1.4. Công nghệ sản xuất 191
8.1.5. Ưu điểm 191
8.1.6. Nhước điểm 192
8.2. Tính sức chòu tải của cọc 192
8.2.1. Các thông số của cọc 192
8.2.2. Tính sức chòu tải của cọc 193
8.2.2.1 Sức chòu tải theo vật liệu 193
8.2.2.2 Sức chòu tải theo đất nền 199
8.2.2.3 Sức chòu tải theo chỉ tiêu cơ lý 203
8.2.2.4 Sức chòu tải theo xuyên động SPT 206
8.2.2.5 Kết luận 208
8.3. Thiết kế móng M1 212
8.3.1. Tính số cọc và bố trí 212
8.3.2. Kiểm tra tải tác động theo phương đứng 214

8.3.3. Kiểm tra sức chòu tải của nhóm cọc 215
8.3.4. Kiểm tra ổn đònh của khối móng quy ước 215
8.3.5. Kiểm tra lún cho nhóm cọc 219
8.3.6. Kiểm tra xuyên thủng 221
8.3.7. Tính cốt thép cho đài cọc 222
8.3.8. Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang 223
8.3.9. Kiểm tra thép trong cọc 232
8.4. Thiết kế móng M5 232
8.4.1. Tính số cọc và bố trí 232
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005
GVHD: TS. Lê Trọng Nghóa SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 8


8.4.2. Kiểm tra tải tác động theo phương đứng 235
8.4.3. Kiểm tra sức chòu tải của nhóm cọc 236
8.4.4. Kiểm tra ổn đònh của khối móng quy ước 236
8.4.5. Kiểm tra lún cho nhóm cọc 239
8.4.6. Kiểm tra xuyên thủng 243
8.4.7. Tính cốt thép cho đài cọc 243
8.4.8. Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang 250
8.4.9. Kiểm tra thép trong cọc 256
8.5. Thiết kế móng M4 257
8.5.1. Tính số cọc và bố trí 257
8.5.2. Kiểm tra tải tác động theo phương đứng 259
8.5.3. Kiểm tra sức chòu tải của nhóm cọc 262
8.5.4. Kiểm tra ổn đònh của khối móng quy ước 262
8.5.5. Kiểm tra lún cho nhóm cọc 265
8.5.6. Kiểm tra xuyên thủng 271

8.5.7. Tính cốt thép cho đài cọc 271
8.5.8. Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang 278
8.5.9. Kiểm tra thép trong cọc 285

Chương 9: VÁCH TẦNG HẦM
9.1. Giới thiệu về vách tầng hầm 286
9.2. Kiểm tra ổn đònh tường cừ Lassen 286
9.2.1. Sơ bộ kích thước cừ 286
9.2.2. Tải trọng tác dụng 287
9.2.2. Tính toán 289
9.3. Tính toán vách tầng hầm 301
9.3.1. Sơ đồ tính 301
9.3.2. Tải trọng tác dụng 302
9.3.2. Tính toán 303



PHẦN I

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS. LÊ TRỌNG NGHĨA







LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN I: KIẾN TRÚC
GVHD: TS. Lê Trọng Nghóa SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 9


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
MỤC ĐÍCH THIẾT KẾ
Các toà nhà ngày càng mọc cao hơn trước. Đó là xu hướng tất yếu của một
xã hội đề cao công năng. Cụ thể nhất là việc tiết kiệm đất xây dựng vốn rất căng
thẳng ở những đô thò lớn cùng nhiều yếu tố khác. Thành phố Hồ Chí Minh trong vai
trò là trung tâm kinh tế lớn nhất của Việt Nam trở thành một minh chứng sống
động cho sự phát triển của các toà nhà. Khu Căn Hộ Cao Cấp Quốc Cường I cũng
không nằm ngoài xu hướng đó.
1.1. VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH
Tên công trình : CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I.
Vò trí công trình: 28/4, TRẦN XUÂN SOẠN, Q.7, Tp.HCM
Tọa lạc trên đường Trần Xuân Soạn Quận 7 - tuyến đường lớn chạy dọc bờ
sông Kênh Tẻ đang thi công nâng cấp - cao ốc căn hộ Quốc Cường dành một

khoảng lùi đáng kể để tạo một khoảng xanh, bồn hoa nơi mặt tiền. Bên hông và
phía sau cũng có một khoảng xanh khá rộng, với mật độ xây dựng 30% nên không
gian dành cho cao ốc khá thoáng đãng. Cao ốc cách trung tâm thành phố khoảng
5km theo hướng cầu Tân Thuận và Kênh Tẻ, cách khu đô thò mới Phú Mỹ Hưng
khoảng 1km, thuận tiện đến nhiều cơ sở dòch vụ, vui chơi, giải trí ở khu đô thò này
và các khu vực lân cận, từ đây theo đại lộ Nguyễn Văn Linh về Miền Tây cũng rất
gần.

Dọc con đường Trần Xuân Soạn và những khu vục lân cân, hàng loạt cao ốc,
khu dân cư mới đang được nhiều công ty đầu tư xây dựng, hứa hẹn một sự phát
triển đô thò bùng nổ trong một tương lai gần.
1.2. ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH
Công trình gồm 17 tầng, 1 tầng hầm dành cho xe chuyên dùng và xe ô tô
 Tầng trệt, tầng lững làm trung tâm thương mại.
 Tầng 2 đến tầng 17 là dùng cho căn hộ, với tầng 16+17 là penthouse.
Quy mô công trình:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN I: KIẾN TRÚC
GVHD: TS. Lê Trọng Nghóa SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 10


- Tổng diện tích sàn: 25.101,7 m
2
.
- Tổng mức đầu tư: 25.101,7 x 12,5tr = 313.771.250.000đ
- Tiện ích cây xanh đan xen những con đường nhỏ để đi dạo bộ tạo không gian
thoải mái…
1.3. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
1.3.1. GIẢI PHÁP LỰA CHỌN VẬT LIỆU VÀ KIẾN TRÚC

 Công trình sử dụng hệ thống chòu lực là vách và lõi cứng. Vật liệu bao che là
tường gạch, sử dụng tường ngăn và các vách ngăn di động.
 Khối nhà được thiết kế theo khối hình chữ nhật phát triển theo chiều cao
mang tính hiện đại.
1.3.2. GIẢI PHÁP THÔNG THOÁNG
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.
1.3.3. GIẢI PHÁP CHIẾU SÁNG
Ngoài hệ thống đèn chiếu sáng ở các phòng và hành lang, khối nhà còn được
chiếu sáng từ hệ thống lấy sáng bên ngoài (kính bao, cửa sổ, thông tầng). Kết hợp
chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo để lấy sáng tối đa.
1.3.4. HỆ THỐNG ĐIỆN
Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống điện thành phố, có bổ sung hệ thống
điện dự phòng, nhằm đảo bảo cho tất cả các trang thiết bò trong tòa nhà có thể hoạt
động được trong tình huống mạng lưới điện thành phố bò cắt đột xuất. Điện năng
phải bảo đảm cho hệ thống thang máy, hệ thống lạnh có thể hoạt động liên tục.
1.3.5. HỆ THỐNG CẤP – THOÁT NƯỚC
 Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố dẫn vào hồ nước ở
tầng hầm qua hệ thống bơm bơm lên bể nước tầng mái nhằm đáp ứng nhu cầu nước
cho sinh hoạt ở các tầng.
 Nước thải từ các tầng được tập trung về khu xử lý và bể tự hoại đặt ở tầng
hầm.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN I: KIẾN TRÚC
GVHD: TS. Lê Trọng Nghóa SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 11


 Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc gain, đi ngầm trong các hộp

kỹ thuật.
1.3.6. HỆ THỐNG PHÒNG CHÁY CHỮA CHÁY
Căn hộ là nơi tập trung nhiều người và là nhà cao tầng nên việc phòng cháy
chữa cháy là rất quan trọng.
Công trình được trang bò hệ thống báo cháy tự động. Hệ thống này bao gồm các
loại đầu báo khói, báo nhiệt, chuông, còi, công tắc khẩn Nếu có sự cố cháy thì
các thiết bò này sẽ đưa tín hiệu xuống trung tâm báo cháy đặt ở tầng hầm phụ, nước
lập tức tự động xả xuống từ hồ chứa và phun ra từ các đầu chữa cháy cố đònh ở các
phòng đồng thời máy bơm nước hoạt động chữa cháy kòp thời. Trang bò các bộ súng
cứu hoả đặt tải mỗi tầng tại các phòng trực .
Ngoài hệ thống ống nước dành cho chữa cháy tự động còn có một hệ thống
ống khô để dùng cho việc can thiệp từ bên ngoài vào nếu như hệ thống tự động
không hoạt động hiệu quả.
Cầu thang máy thoát hiểm và chữa cháy riêng. Khi có sự cố khách hàng dùng
cầu thang bộ. Dọc mỗi cầu thang bộ từ dưới lên đều có hệ thống ống vòi rồng cứu
hỏa.

PHẦN II

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS. LƯƠNG VĂN HẢI







LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN II: KẾT CẤU
GVHD: TS. Lương Văn Hải SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 13


CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
2.1. GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH
Công tác thiết kế kết cấu chòu lực cho công trình có thể được xem là khâu quan
trọng nhất trong toàn bộ quá trình thiết kế, thi công các công trình xây dựng, kết
cấu chòu lực phải thỏa mãn các tiêu chí của một công trình: mỹ thuật – kỹ thuật –
kinh tế … Bên cạnh đó, các kết cấu chính của công trình phải phù hợp với khả năng
thi công hiện có của ngành xây dựng hiện nay.
Các hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà
cao tầng bao gồm: hệ kết cấu khung, hệ kết cấu tường chòu lực, hệ kết cấu hình
ống, hệ kết cấu hình hộp, hệ khung vách hỗn hợp… Do đo việc lựa chọn hệ kết cấu
chòu lực hợp lý cho công trình sẽ hạ được giá thành xây dựng trong khi vẫn đảm
bảo độ bền vững, chắc chắn của công trình. Việc lựa chọn hệ kết cấu dạng này hay
dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều

cao công trình, độ lớn của tải trọng ngang.
2.1.1. HỆ KẾT CẤU KHUNG
Hệ kết cấu khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích hợp với
các công trình công cộng. Hệ kết cấu khung có sơ đồ làm việc rõ ràng, nhưng lại có
nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn.
2.1.2. HỆ KẾT CẤU KHUNG GIẰNG
Hệ kết cấu khung giằng ( khung và vách cứng ) được tạo ra bằng sự kết hợp hệ
thống khung và hệ thống vách cứng. Hai hệ thống này được liên kết với nhau thông
qua kết cấu sàn. Trong trường hợp này, sàn toàn khối có ý nghóa rất lớn. Thường
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN II: KẾT CẤU
GVHD: TS. Lương Văn Hải SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 14


trong hệ thống kết cấu này, vách đóng vai trò chủ yếu chòu tải trọng ngang, khung
chủ yếu chòu tải trọng đứng.
Hệ kết cấu khung giằng tỏ ra là hệ kết cấu tối ưu cho nhiều loại công trình cao
tầng. Loại kết cấu này sử dụng hiệu quả cho các công trình đến 40 tầng. Tuy nhiên
đối với các công trình có độ cao không lớn lắm, hệ thống chòu lực này tỏ ra không
kinh tế, vì khối lượng bê tông của vách cứng là rất lớn và lượng thép chòu lực cho
vách chủ yếu là cấu tạo.
Đối với các hệ kết cấu chòu lực khác ( tường chòu lực, hệ kết cấu hình ống, hệ
kết cấu hình hộp ) chủ yếu thích hợp với các công trình có chiều cao khá lớn vì các
hệ kết cấu này có độ cứng theo phương ngang rất lớn.
Khu Căn Hộ Cao Cấp Quốc Cường I có quy mô 18 tầng kể cả tầng hầm, cao
58.5 ( m ) so với mặt đất tự nhiên, xây dựng tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh là
vùng ít chòu ảnh hưởng của động đất và gió bão vì vậy hệ kết cấu khung giằng (
khung và vách cứng) là hoàn toàn phù hợp với công trình này.
2.1.3. BỐ TRÍ KHUNG CHỊU LỰC

Căn cứ vào mặt bằng kiến trúc các tầng, do công năng của công trình phục vụ
cho các căn hộ. Do được phân chia thành nhiều phòng nhỏ, trên mặt bằng bố trí rất
nhiều dầm và cột, do đó nhòp công trình nhỏ, nên diện tích của cột và dầm của
công trình không quá lớn. Phương chòu lực chính theo phương ngang công trình.
2.1.4. PHẦN MỀM SỬ DỤNG
Phần mềm sử dụng để tính khung là ETABS version 9.0.4.
Đây là một trong các phần mềm phổ biến hiện nay của CSI ( Computer and
Structure, Inc ).
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN II: KẾT CẤU
GVHD: TS. Lương Văn Hải SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 15


2.2. NGUYÊN TẮC CHUNG TÍNH TOÁN CẤU KIỆN BÊ
TÔNG CỐT THÉP VÀ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG
2.2.1. NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
Công tác thiết kế kết cấu bê tông cốt thép tuân thủ theo các quy đònh, quy
phạm, hướng dẫn, tiêu chuẩn thiết kế do Bộ xây dựng ban hành. Gồm có TCVN
356 – 2005, TCVN 2737 – 1995, TCXD 195 : 1997, TCXD 205 : 1998, TCVN 4253
: 1985 … Ngoài ra, trong quá trình tính toán còn sử dụng các tài liệu chuyên ngành
khác.
Khi tính toán kết cấu bê tông cốt thép dựa trên một số nguyên tắc sau:
 Khi thiết kế cần tạo sơ đồ kết cấu, chọn kích thước tiết diện và bố trí cốt
thép bảo đảm được độ bền, độ ổn đònh và độ cứng không gian xét trong tổng thể,
cũng như riêng từng bộ phận của kết cấu. Việc đảm bảo là cần thiết ở mọi giai
đoạn xây dựng và sử dụng.
 Việc chọn giải pháp kết cấu phải xuất phát từ điều kiện kinh tế kỹ thuật hợp
lý, điều kiện thi công cụ thể, chú ý giảm đến mức tối thiểu vật liệu, công sức, giá
thành xây dựng.

 Kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo
hai nhóm trạng thái giới hạn ( TTGH ):
Theo nhóm TTGH I: nhằm đảm bảo khả năng chòu lực của kết cấu. Cụ thể là
đảm bảo cho kết cấu:
o Không bò phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động.
o Không bò mất ổn đònh về hình dáng hoặc về vò trí.
o Không bò phá hoại vì mỏi.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN II: KẾT CẤU
GVHD: TS. Lương Văn Hải SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 16


o Không bò phá hoại do tác dụng đồng thời của các nhân tố về lực và
những ảnh hưởng bất lợi của môi trường.
Theo nhóm TTGH II: nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu
o Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện.
o Không có những biến dạng vượt quá giới hạn cho phép ( độ võng, góc
xoay, góc trượt, dao động ).
o Tính toán kết cấu theo khả năng chòu lực được tiến hành dựa vào điều
kiện:
td
TT

Trong đó:
T – Giá trò nguy hiểm có thể xảy ra của từng nội lực hoặc do tác dụng đồng thời
của một số nội lực.
T
td
– Khả năng chòu lực ( ứng với tác dụng của T ) của tiết diện đang xét của

kết cấu khi tiết diện chòu lực đạt đến trạng thái giới hạn.
o Tính toán kiểm tra biến dạng dựa vào điều kiện:
gh
ff

Trong đó:
f – Biến dạng của kết cấu ( độ võng, góc xoay, góc trượt, biên độ dao động ) do
tải trọng tiêu chuẩn gây ra.
f
gh
– Trò số giới hạn của biến dạng.
o Tính toán kết cấu tổng thể cũng như tính toán từng cấu kiện của nó cần
tiến hành đối với mọi giai đoạn: chế tạo, vận chuyển, xây dựng, sử dụng và sữa
chữa. Sơ đồ tính toán ứng với mỗi giai đoạn phải phù hợp với giải pháp cấu tạo
được chọn.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN II: KẾT CẤU
GVHD: TS. Lương Văn Hải SVTH: Đặng Xuân Lam

KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 17


o Trò số về tải trọng và tác động dùng để tính toán kết cấu, hệ số tải trọng,
hệ số vượt tải, hệ số tổ hợp tải trọng, cách phân tải trọng được lấy theo các tiêu
chuẩn về tải trọng.
2.2.2. NGUYÊN TẮC TÍNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG
Khi thiết kế nhà và công trình phải tính đến các tải trọng sinh ra trong quá trình
sử dụng, xây dựng cũng như trong quá trình chế tạo, bảo quản và vận chuyển các
kết cấu.
Tải trọng tính toán là tích của tải trọng tiêu chuẩn với hệ số tin cậy về tải trọng.
Hệ số này tính đến khả năng sai lệch bất lợi có thể xảy ra của tải trọng so với giá

trò của tải trọng tiêu chuẩn.
Các tổ hợp tải trọng được thiết lập từ những phương án tác dụng đồng thời của
các tải trọng khác nhau.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN II: KẾT CẤU
GVHD: TS. Lương Văn Hải SVTH: Đặng Xuân Lam
KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 18



CHƯƠNG 3
SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

3.1. MẶT BẰNG SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH
3500
650
250
500
300
300
300
4400 16001000 1200 44001600 10001200
3600
3600
4250
4900
1900 1900
50 50
2000 4400 5000 2000 4500 4900
6700
45800

8300 2400 830058005800
5500 5500
30600
3700 2000
4550
1000 3300 1300 1600 1300 33001200 2800 1000
3800
700
700
33503350
2400 250
3250 1700 3250
1860 2640
2300 3600 2300
1800 3750
1000
1200
1900
4900
18003750
3800 3800
16004300 1300
4250
2750 2750
1000 1800 2600
32003350
3350 3350
700
3700 1700 1700 3700
1200

100
100
3640 2310
1200
550
200
750
300
550
200
550
200
550
200
550
200
750
300
750
300
750
300
750
300
750 750 550
200
650
1100
650
500

750
300 600
550
200
550
200
550
200
650
500
800
800
500
300
450
400
450
400
500
500
2600 3500 6700
8200 2000 3700
2050
2050 4550
1
9 12
16
16
24
24

2
10
15
17
17
25
25
3
11 13
18
18
26 26
34
32
33
29
37
29
21
21
14
14
6
5
13
11
20
20
28
28

36
4
12
9
19
19
27
27
7
15
10
22
22
30
30
38
35
8
GP
GP
23
23
31
31
39
40
41
42
43
44

45
46
47
48
49
50
50

Hình 3.1 – mặt bằng sàn điển hình
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN II: KẾT CẤU
GVHD: TS. Lương Văn Hải SVTH: Đặng Xuân Lam
KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 19


3.2. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHIỀU DÀY BẢN SÀN
Quan niện tính: Xem sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang. Sàn
không bò rung động, không bò dòch chuyển khi chòu tải trọng ngang. Chuyển vò
tại mọi điểm trên sàn là như nhau khi chòu tác động của tải trọng.
Chiều dày bản sàn xác đònh sơ bộ theo công thức:
h
b
=
m
D
x l
1
Trong đó:
D = 0.8 – 1.4 phụ thuộc vào tải trọng.
m = 30 – 35 đối với bản làm việc chủ yếu theo một phương.
m = 40 – 45 đối với bản làm việc theo hai phương.

L
1
là cạnh ngắn của bản ( L
1max
= 6000 mm ).
lấy D = 0.9; m = 45 .
 Trên sàn, hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí bất kỳ
vò trí nào trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn.
Theo cách bố trí hệ dầm chòu lực:
    
1
0.9
6000 120( )
45
s
D
h l mm
m

Ta chọn bề dày sàn là 120 (mm) để tính toán.

3.3. TẢI TRỌNG

Các số liệu về tải trọng lấy theo TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác
động–tiêu chuẩn thiết kế.
Hệ số vượt tải lấy theo bảng 1, trang 10 – TCVN 2737 - 1995.
Trọng lượng riêng của các thành phần cấu tạo sàn lấy theo “ sổ tay thực hành
kết cấu công trình” (TS. Vũ Mạnh Hùng)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN II: KẾT CẤU
GVHD: TS. Lương Văn Hải SVTH: Đặng Xuân Lam
KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 20



3.3.1. TĨNH TẢI


Hình 3.2 – Cấu tạo sàn.

các lớp cấu tạo
sàn
trọng lương g
i

(kN/m
3
)
chiều dày di
mm
hệ số vượt
tải n
i

trọng
lượng
trọng lượng
bản thân sàn g

s

(kN/m
2
)
gạch ceramic
20
10
1.1
0.22
4.28
lớp vữa lót
18
20
1.2
0.432
bản sàn
25
120
1.1
3.3
lớp vữa trát
18
15
1.2
0.324

3.3.2. HOẠT TẢI

loại phòng
hoạt tải daN/m
2

ngủ
150
ăn, khách, vệ sinh
150
bếp, giặt
150
sảnh, hành lang
300




LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN II: KẾT CẤU
GVHD: TS. Lương Văn Hải SVTH: Đặng Xuân Lam
KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 21



3.4. NỘI LỰC

3.4.1. SÀN BẢN KÊ BỐN CẠNH
- Khi  =
1
2
L
L

 2 thì bản được xem là bản kê, lúc này bản làm việc theo hai
phương.
L
2
, L
1
: cạnh dài và cạnh ngắn cuả ô bản.
- Tính toán ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi: tùy theo điều kiện liên kết cuả bản
với các dầm bêtông cốt thép xung quanh mà chọn sơ đồ tính bản cho thích hợp.

Hình 3.3 Sơ đồ tính ô bản số 9.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN II: KẾT CẤU
GVHD: TS. Lương Văn Hải SVTH: Đặng Xuân Lam
KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 22


Công thức tính moment:
+ Moment dương lớn nhất ở giữa bản
M
1
= m
i1

P
M
2
= m
i2

P

+ Moment âm lớn nhất ở gối:
M
I
= k
i1

P
M
II
= k
i2

P
Trong đó: i : kí hiệu ô bản đang xét (i=1,2,…11)
1, 2 : chỉ phương đang xét là L
1
hay L
2

L
1
, L
2
: nhòp tính toán cuả ô bảng là khoảng cách giữa các trục gối
tựa.
P : tổng tải trọng tác dụng lên ô bản:
P = (p+1.2*q)

L
1


L
2

Vơí p : hoạt tải tính toán (KN/m
2
).
q : tónh tải tính toán (KN/m
2
).
m
i1
, m
i2
, k
i1
, k
i2
: các hệ số phụ thuộc vào tỷ lệ
1
2
L
L

Công thức tính cốt thép:

m
=
2
0bb

M
R b h

  

[1 1 2 ]
1
A

   

A
S
=
bo
s
R b h
R

   


1
=
s
o
F
bh

Với : h

0
= h

-

a là chiều cao làm việc. Theo yêu cầu cấu tạo, đối với bản
sàn h=12cm lấy a = 1.5 cm.
b = 100 cm.
Bê Tông B25 có R
b
= 14.5MPa, R
bt
= 1.05 MPa





LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2005 PHẦN II: KẾT CẤU
GVHD: TS. Lương Văn Hải SVTH: Đặng Xuân Lam
KHU CĂN HỘ CAO CẤP QUỐC CƯỜNG I Trang 23



3.4.2. SÀN BẢN DẦM
- Khi  =
1
2
L
L

> 2 thì bản được xem là bản dầm, lúc này bản làm việc theo
một phương (phương cạnh ngắn).
 Đối với những bản ngàm 2 cạnh:

Hình 3.4 Sơ đồ tính bản dầm.

Cách tính: cắt bản theo cạnh ngắn vơí bề rộng b = 1m để tính như dầm có 2
đầu ngàm.
+ Moment:
Tại gối:M
-
=
2
1
12
b
qL

Tại nhòp : M
+
=
2
1
24
b
qL

Trong đó: q
b
= (p +q)


b
Cách tính thép tương tự như sàn bản kê.

3.5. TÍNH CỐT THÉP

Cốt thép sàn được tính theo công thức :

Với : h
0
= h

-

a là chiều cao làm việc. Theo yêu cầu cấu tạo, đối với bản
sàn h=10cm lấy a = 1.5 cm.
b = 100 cm.
Bê Tông B25 có R
b
= 14.5MPa, R
bt
= 1.05 MPa
Thép A I có R
a
= 225 MPa.