CHUYÊN ĐỀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG

Trường Đại học kỹ thuật công nghệ TP.HCM
Khoa Xây dựng

Tiểu luận môn :
NHÀ CAO TẦNG
Đề tài :
GVHD : Hoàng Bắc An
Nhóm : 5 
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG
1
7
7
Nguyễn Việt
Thái
Nguyễn Việt
Thái
Thái Duy
Thanh
Thái Duy
Thanh
Võ Minh
Thành
Võ Minh
Thành
Đỗ Quốc
Thích
Đỗ Quốc
Thích
Trần Thái
Thiện
Trần Thái

Thiện
Lương Văn
Thịnh
Lương Văn
Thịnh
Trần Xuân
Nhàn
Trần Xuân
Nhàn
Thành viên nhóm 5
Thành viên nhóm 5
2
MỤC LỤC
MỤC LỤC
I. Giải pháp kết cấu công trình.
II. Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng.
III. Phương án chọn kết cấu dầm sàn.
IV. Đặc điểm sử dụng vật liệu.
V. Một số công trình thép điển hình.
VI. Câu hỏi và trả lời.
3
. .
.
I) GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH:
Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép là giai đoạn quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình thiết kế và thi công xây dựng.
Đây là công tác tạo nên “bộ xương” của công trình, thỏa mãn ba tiêu chí của một sản phẩm xây dựng: mỹ thuật –
kỹ thuật – giá thành xây dựng.
4
Các giải pháp kết cấu bê tông cốt thép toàn khối được sử dụng phổ biến trong các nhà cao tầng là hệ kết cấu
khung. Do đó lựa chọn kết cấu hợp lý cho một công trình cụ thể sẽ hạ giá thành xây dựng công trình, trong

khi vẫn đảm bảo độ cứng và độ bền của công trình, cũng như chuyển vị tại đỉnh công trình. Việc lựa chọn kết
cấu dạng này hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của
nhà và độ lớn của tải trọng ngang ( động đất, gió).
5
. . .
- Dưới đây là một số phương án và tùy thuộc vào yêu cầu của kiến trúc Kết cấu công trình mà chúng ta có sự
phân tích,lựa chọn sơ đồ tính cho thích hợp vừa đáp ứng yêu cầu thẩm mỹ kiến trúc,vừa có tính khả thi cao vừa đạt
được chi phí hợp lý cho giải pháp lựa chọn của mình .
6
- Móng nông được sử dụng đối với công trình quy mô vừa và nhỏ (thường ≤ 5 tầng). Đây là loại móng rất phổ
biến ở Việt Nam và là loại móng "rẻ" nhất.
Phương án móng nông:
1
7
Móng nông tận dụng khả năng làm việc của các lớp đất phía trên cùng. Chính vì vậy khả năng
ổn định về sức chịu tải (đại diện là chỉ tiêu sức chịu tải quy ước R0) và biến dạng (mô đun tổng biến
dạng E0) của các lớp đất này quyết định tới sự ổn định của công trình.
Điều kiện địa chất công trình như thế nào thì sử dụng phương án móng nông? Nhìn chung, các
lớp đất sét (sét pha) ở trạng thái dẻo cứng đến cứng có bề dày đủ lớn (thường 5 → 7 m) phân bố phía
trên cùng đều có thể đặt móng nông. Chiều sâu chôn móng phổ biến từ 0.5m đến 3m, phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như bề dày lớp đất lấp, chiều sâu mực nước dưới đất, sự phân bố của đất yếu. Chiều sâu
chôn móng càng lớn, khả năng chịu tải của đất nền càng cao, nhưng cần chú ý đến các lớp đất yếu
(bùn hoặc đất loại sét có trạng thái dẻo chảy, chảy) phân bố dưới nó.
8
Phương án móng cọc ép, cọc đóng( cọc ma sát):
2
- Được sử dụng khi phương án móng nông không đáp ứng được về mặt kỹ thuật (không ổn định, biến dạng
nhiều) hoặc chi phí xử lý nền trong móng nông quá tốn kém.
- Có thể do địa tầng chủ yếu gồm các lớp đất yếu phân bố ở phía trên, đất tốt lại nằm sâu phía dưới, hoặc
bề dày lớp đất tốt phía trên không đủ lớn, bề dày không ổn định, đất yếu lại phân bố ngay phía dưới với bề dày

lớn. Việc chọn giải pháp móng cọc phải có cơ sở, khi tính toán móng nông không đảm bảo kỹ thuật.
9
Phương án móng cọc ép:
2.1
Sử dụng dàn ép hoặc robot ép cọc.
Cọc bê tông cốt thép từng đoạn được ép xuống đất bằng kích, có đồng hồ đo áp lực xác định lực.
nén cọc thay đổi độ sâu theo các đốt cọc được nối bằng hàn.
10
Ép cọc
11
Phương án móng cọc đóng:
2.2
Sử dụng máy đóng cọc.
Trong thi công nhà cao tầng hiện nay , người ta ít dùng phương án đóng cọc cho giải pháp móng.
Thật ra, phương án đóng cọc có thể thi công trong điều kiện mà các phương án móng khác khó có thể thi
công hoặc rất tốn kém trong biện pháp thi công.
12
- Ngoài ra còn chú ý đến điều kiện và phương pháp
thi công. Khu vực đô thị không được dùng phương pháp
đóng cọc, khu vực chật hẹp không sử dụng được phương
pháp ép đối tải (phải sử dụng phương pháp neo), nếu là
nhà xây chen thì không thể ép sát vào nhà bên cạnh được,
nhiều trường hợp cọc không đạt độ sâu thiết kế do ma sát
của các lớp đất phía trên quá lớn (dẫn đến trường hợp
khoan mồi),
13
Thi công đóng cọc.
14
Phương án móng cọc khoan nhồi:
3

- Phương án móng cọc nhồi thường được với nhà cao tầng (thường trên 10 tầng). Rõ ràng cọc khoan nhồi
chi phí tốn kém hơn so với cọc ép nên không ai muốn sử dụng, trừ trường hợp bắt buộc do cọc ép (hoặc cọc
đóng) không đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật. Thật sai lầm khi nghĩ rằng cứ nhà cao tầng là phải sử dụng cọc
khoan nhồi! Tại khu đô thị mới Linh Đàm, Định Công, , chung cư quy mô 12 ÷ 14 tầng đều sử dụng cọc đóng
(đều không có hầm ngầm). Cần phải khẳng định rằng chất lượng cọc ép thường ổn định và dễ kiểm soát hơn
nhiều so với cọc khoan nhồi.
15
Với nhà cao tầng, tải trọng truyền xuống 1 cột thường lớn hoặc rất lớn (còn tuỳ thuộc vào kết cấu như mạng lưới cột, khẩu độ, ),
nếu sử dụng cọc ép thì số lượng cọc sẽ rất nhiều, cho máy ép cọc có lực ép đầu cọc. Ví dụ tải trọng truyền xuống 700 T/ đài, mỗi cọc chịu
được 50 T thì cần trên 14 cọc (lưới cọc bố trí 4 x 4). Cứ cho là các cọc thi công bình thường thì kích thước đài cọc sẽ rất lớn (cả chiều cao
và chiều rộng). Nếu mặt bằng móng đủ rộng để bố trí đài cọc và không ảnh hưởng đến các hạng mục hạ tầng, phương án móng đó hoàn
hợp lý.
Tuy nhiên, nhà cao tầng hiện nay có tầng hầm, bể nước ngầm, bể phốt, hệ thống cấp thoát nước, hạ tầng kỹ thuật khác, chiếm
khoảng không gian đáng kể. Với cách bố trí đó có trường hợp mặt bằng công trình không đủ để bố trí cọc, đặc biệt là nhà có quy mô cao
tầng. Như vậy, phương án móng cọc ép (hoặc đóng) thường không khả thi mà cần giải pháp móng khác chiếm diện tích nhỏ hơn, sức
chịu tải cao hơn. Đó chính là cọc khoan nhồi. Ví dụ với tải trọng công trình trên, đài cọc sẽ gồm 2 cọc khoan nhồi đường kính 800 hoặc
chỉ cần một cọc đường kính khoảng 1200 ÷ 1500
16
Thi công cọc khoan nhồi.
17
18
II) Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng:
- Cấu kiện dạng thanh: cột, dầm, thanh chống.
Cột Dầm Giàn dáo
19
Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng:
Cấu kiện dạng phẳng: Tấm tường (vách đặc hoặc có lỗ cửa), tấm sàn(tấm phẳng hoặc tấm có sườn ).
Trong nhà cao tầng, sàn các tầng, ngoài khả năng chịu uốn do tải trọng thẳng
đứng, còn phải có độ cứng lớn để không bị biến dạng trong mặt phẳng khi
truyền tải trọng ngang vào cột, vách, lõi nên còn gọi là những sàn cứng (tấm cứng).

Tấm tường
Tấm sàn
20
II) Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng:
Cấu kiện không gian là các vách nhiều cạnh hở hoặc khép kín, tạo
thành các hộp bố trí bên trong nhà, được gọi là lõi cứng. Ngoài lõi cứng bên
trong, còn có các dãy cột bố trí theo chu vi nhà với khoảng cách nhỏ tạo thành
một hệ khung biến dạng tường vây. Tiết diện các cột ngoài biên có thể đặc
hoặc rỗng. Khi là những cột rỗng hình hộp vuông hoặc tròn sẽ tạo nên hệ kết
cấu được gọi là ống trong ống. Dạng kết cấu này thường sử dụng trong nhà có
chiều cao lớn.
Từ các thành phần kết cấu chính nêu trên, tuỳ thuộc vào các giải pháp
kiến trúc, khi chúng được liên kết với nhau theo những yêu cầu cấu tạo nhất
định sẽ tạo thành nhiều hệ chịu lực khác nhau
21
II) Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng:
Tuỳ theo cách tổ hợp các kết cấu chịu lực có thể chia thành 2 nhóm:
Nhóm thứ nhất, chỉ gồm một loại cấu kiện chịu lực độc lập khung, tường, vách, lõi hộp (ống).
Nhóm thứ hai là các hệ chịu lực được tô hợp từ 2 hoặc 3 loại cấu kiện cơ bản trở lên chẳng hạn :
+kết cấu khung + vách.
+kết cấu khung + lõi.
+kết cấu khung + vách + lõi v.v…
22
II) Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng:
Khi chiều cao tăng lên thì vai trò khung cột dầm giảm
dần đối với tác động của tải trọng ngang. Dầm, cột khung chủ yếu chịu cácloại tải trọng thẳng đứng truyền từ sàn tầng vào. B
ởi vậy trong thực tế, ngay cảcác hệ vách, lõi, ống vẫn luôn kết hợp với hệ thống khung cột được bố trí theo
các ô nhất định, phù hợp với giải pháp mặt bằng kiến trúc.
Đặc điểm kết cấu chịu lực nhà cao tầng không chỉ phụ thuộc và
hìnhdạng, tính chất làm việc của các bộ phận kết cấu mà còn phụ thuộc vào cả công nghệ sản xuất và xây lắp cũng như

phương án sử dụng vật liệu :
Nhà cao tầng kết cấu BTCT có thể được xây dựng theo công nghệ bêtông đổ liền khối hay lắp ghép.
- Nhà cao tầng kết cấu kim loại hoặc thép + bê tông
23
II) Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng:
Hệ khung chòu lực (I): hệ này được tạo
thành từ các cột, dầm liên kết với
nhau theo hai phương tạo thành hệ khung
không gian. Trên mặt bằng, hệ khung có
thể có dạng chữ nhật, tròn, hoặc đa giác…
Trong Nhà nhiều tầng, tác dụng của tải
trọng ngang lớn. Để tăng độ cứng ngang
của khung, đồng thời có thể phân phối
đều nội lực trong cột, bố trí thêm các
thanh xiên tại một số nhòp trên toàn
bộ chiều cao hoặc tại một số tầng. Tác
dụng của hệ thanh xiên (dạng dàn) làm cho
khung làm việc như vách cứng thẳng đứng;
Nhà có hệ khung chòu lực
24
Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng:
Hệ tường chòu lực (II): ở hệ kết cấu này các cấu kiện thẳng đứng chòu
lực đứng và ngang của nhà là các tấm tường phẳng, thẳng đứng –vách cứng. Tải
trọng ngang được truyền đến các vách cứng thông qua kết cấu sàn, được xem là
tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của chúng. Các vách cứng làm việc như những
console đứng, có chiều cao tiết diện lớn. Khả năng chòu tải của vách cứng phụ
thuộc rất lớn về hình dạng tiết diện ngang và vò trí bố trí chúng trên mặt bằng.
Ngoài ra, trong thực tế các vách cứng thường bò giảm yếu do có sự xuất hiện các
lỗ cửa.
Hệ tường chòu lực

25