Thuyết minh tính toán kết cấu công trình lideco quảng ninh

THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

I. THUYẾT MINH GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU
1. Tổng quan về công trình
1.1. Giới thiệu chung
Công trình LIDECO Quảng Ninh được xây dựng trên khu đất có diện tích hơn 6915 m 2 tại
địa chỉ phường Trần Hưng Đạo, thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh. Công trình là một tổ hợp
31 tầng nổi với tổng chiều cao tính từ cao độ ±0.000 là 106.8m và 02 tầng hầm với cốt sàn tầng
hầm 2 là -6.950. Diện tích của mỗi sàn tầng hầm là 4474 m2, trong khi diện tích một mặt sàn tầng
điển hình là khoảng 2552 m2. Cơ cấu công năng của công trình bao gồm 02 tầng hầm phục vụ để
xe, khối đế gồm tầng 1, tầng 2 dành cho khu dịch vụ, thương mại và bán lẻ, tầng 3 đến tầng 30
tầng được tách thành 2 tháp dành cho căn hộ chung cư. Chiều cao của các tầng điển hình là
3.3m, trong khi chiều cao của tầng 1 là 4.2m, tầng 2 là 5.2m. Mặt bằng tổng thể và phối cảnh của
công trình được thể hiện trong Hình 1, mặt bằng kiến trúc tầng điển hình được thể hiện trong
Hình 2 dưới đây.

a) Mặt bằng tổng thể công trình

Hình 1: Mặt bằng tổng thể của công trình

Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC

b) Phối cảnh công trình


THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

a) Mặt bằng kiến trúc tầng 2,3 (Thương mại)

b) Mặt bằng kiến trúc tầng 3-30 (Căn hộ)

Hình 2: Mặt bằng một số tầng điển hình
Một số thông số kỹ thuật chính của công trình được tổng hợp trong Bảng 1.
Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC


THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

Bảng 1: Các thông số kỹ thuật chính của công trình

1.2.

Tầng

Chiều cao tầng (m)

Cốt cao độ (m)

Công năng sử dụng

Tầng hầm 2

3.0

-6.95 ~ -3.95

Bãi đỗ xe

Tầng hầm
1

3.95

-3.95 ~ ±0.00

Bãi đỗ xe

Tầng 1

4.2

±0.00 ~ +4.20

Dịch vụ, thương mại

Tầng 2

5.2

+4.20 ~ +9.40

Dịch vụ, thương mại

Tầng 3-30

3.3

+9.40 ~ +101.80

Căn hộ

Tầng KTmái

3.75-5.0

+101.80 ~ +106.80

Phục vụ kỹ thuật

Một số đặc điểm chính

Với công trình LIDECO Quảng Ninh là một tổ hợp gồm tầng để xe, tầng dịch vụ, thương
mại, chung cư do đó yêu cầu thiết kế kết cấu phải có kỹ thuật cao, đảm bảo an toàn nhưng phải
tiết kiệm về chi phí.
Tải trọng gió với tần suất lặp 100 năm (thay vì 50 năm), hệ số tầm quan trọng trong thiết
kế kháng chấn là 1.25
Để đáp ứng yêu cầu về kiến trúc, dãy cột trục A từ tầng hầm 2 và tầng hầm 1 (-6.95 ~
±0.00) không được thiết kế (trốn cột) từ tầng 1 đến hết tầng 2 (±0.00 ~ +9.40) cột bxh = 400x400
được thiết kế cấy lên dầm có bxh = 400x750.
Để phòng chống sụt lở từ đồi núi phía sau nhà ở trục E1 được thiết kế 1 vách dày 700 từ
cao độ -6.95 đến cao độ +4.20
Các đặc điểm về tải trọng cũng như tính chất kết cấu của công trình được liệt kê trong
Bảng 2 dưới đây.
Bảng 2: Một số yêu cầu đối với thiết kế kết cấu của công trình
Các thông số

LIDECO Quảng Ninh

Các công trình thông thường

Tải trọng gió

Tần suất lặp 100 năm

Tần suất lặp 50 năm

Hệ số tầm quan trọng trong
thiết kế kháng chấn

1.25

1.00

Dựa trên qui mô, yêu cầu kỹ thuật kết cấu của công trình và điều kiện thực tế thi công nhà
cao tầng tại Việt Nam, Tư vấn thiết kế quyết định chọn hệ kết cấu cột-vách-dầm-sàn bằng vật
liệu bê tông cốt thép đổ toàn khối cho toàn bộ công trình. Hệ lõi vách bê tông cốt thép ở trung
tâm của khối Tháp được thiết kế để chịu phần lớn tải trọng ngang (gió bão và động đất) và một
phần đáng kể tải trọng thẳng đứng (tĩnh tải và hoạt tải). Phần tải trọng còn lại được chịu bởi các
cột. Hệ kết cấu ngang dầm-sàn bê tông cốt thép đóng vai trò liên kết hệ giữa hai hệ kết cấu đứng
(cột và vách lõi trung tâm) và phân phối tải trọng về các hệ kết cấu này.

Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC


THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

Đối với giải pháp thiết kế kỹ thuật phần móng, cọc khoan nhồi được áp dụng cho công
trình trong đó cọc đường kính lớn D1200, D1500 được lựa chọn cho khối Tháp cao 31 tầng và
cọc khoan nhồi đường kính D800 sẽ được sử dụng cho phần đế móng 2 tầng hầm và 2 tầng nổi
xung quanh phạm vi của Tháp. Việc sử dụng kết hợp 3 loại cọc nhồi đường kính khác nhau
(D800, D1200, D1500) nhằm tối ưu hóa chi phí xây dựng cho công trình. Toàn bộ hệ cọc được

liên kết với nhau bằng hệ thống đài cọc và sàn móng dày 600 không có dầm móng tạo thành một
hệ kết cấu móng hoàn chỉnh và bền vững. Với quy mô công trình và cấu tạo địa chất tại khu vực
xây dựng, đây là một giải pháp móng hoàn toàn phù hợp, kinh tế, đảm bảo sự ổn định lâu dài và
an toàn cho công trình.
1.3. Các yêu cầu chung về thiết kế kết cấu công trình:
Thiết kế kết cấu công trình phải đảm bảo thỏa mãn nhưng không giới hạn các yêu cầu sau:
- An toàn và bền vững theo thời gian, đảm bảo khả năng chống cháy theo qui định hiện
hành;
- Các yêu cầu về công năng, thẩm mỹ của văn phòng cao cấp (hạng A tiêu chuẩn quốc
tế);
- Vật liệu được sử dụng phải phù hợp với giải pháp kết cấu lựa chọn và có sẵn trên thị
trường;
- Rút ngắn thời gian thi công công trình.
2. Cơ sở thiết kế:
2.1. Bản vẽ các bộ môn liên quan
Bản vẽ thiết kế công trình: LIDECO Quảng Ninh bao gồm:
- Bản vẽ kiến trúc giai đoạn BVTC lập tháng 05 năm 2016;
- Bản vẽ cơ điện giai đoạn BVTC lập tháng 05 năm 2016;
2.2. Các Tiêu chuẩn và Quy phạm áp dụng trong thiết kế kết cấu
Các Tiêu chuẩn và Quy phạm áp dụng trong thiết kế kết cấu đối với công trình được liệt kê
trong Bảng 3 dưới đây.
Bảng 3: Tiêu chuẩn và Quy phạm áp dụng trong thiết kế kết cấu
TCVN 2737 : 1995
TCXDVN 229 : 1999
TCVN 9386-1 : 2012
TCVN 9386-2 : 2012

Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế.
Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió –
Tiêu chuẩn thiết kế.

Thiết kế công trình chịu động đất – Phần 1: Quy định chung,
tác động động đất và quy định với kết cấu nhà
Thiết kế công trình chịu động đất – Phần 2: Nền móng, tường
chắn và các vấn đề địa kỹ thuật

TCVN 5573 : 2011

Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt thép -Tiêu chuẩn thiết kế.

TCVN 5574 : 2012

Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế.

TCVN 5575 : 2012

Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế.

TCVN 9362 : 2012

Nền, nhà công trình - Tiêu chuẩn thiết kế.
Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC


THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

TCVN 9393 : 2012
TCVN 9395 : 2012
TCVN 10304 : 2014

Cọc - Phương pháp thử nghiệm tại hiện trường bằng tải trọng

tĩnh ép dọc trục.
Cọc khoan nhồi - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu.
Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế.

TCXDVN 195 : 1997

Nhà cao tầng - Thiết kế cọc khoan nhồi - Tiêu chuẩn thiết kế.

TCXD 198 : 1997

Nhà cao tầng : Hướng dẫn thiết kế bê tông cốt thép toàn khối.
Các giáo trình và hướng dẫn tính toán kết cấu trong và ngoài
nước

Tài liệu tham khảo

2.3. Báo cáo khảo sát địa chất Dự án:
Báo cáo khảo sát địa chất của công trình: Lideco Quảng Ninh do công ty cổ phần Tư vấn đầu tư
và Thiết kế xây dựng Việt Nam (CDC) lập tháng 4 năm 2016
2.4. Vật liệu sử dụng.
2.4.1. Vật liệu Bê tông.
Vật liệu bê tông được sử dụng cho các cấu kiện kết cấu được tổng hợp trong Bảng 4 dưới đây
Bảng 4: Vật liệu bê tông áp dụng cho các cấu kiện

2.4.2. Cốt thép thường trong bê tông
Cốt thép sử dụng trong tính toán và thiết kế kết cấu công trình này được tổng hợp trong
bảng Bảng 5 dưới đây
Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC

THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

Bảng 5: Cốt thép thường được sử dụng cho các cấu kiện Bê tông cốt thép
Loại đường kính
áp dụng

Mác thép
tương ứng

φ(mm)

Cường độ
giới hạn
chảy

Cường độ
tính toán
chịu kéo

Cường độ
tính toán
chịu nén
dọc trục

Cường độ
tính toán
chịu cắt

fy (Mpa)

Rs (Mpa)

Rsc (Mpa)

Rsw (Mpa)

φ < 10

CB240-T

240

225

225

175

10 ≤ φ (Cốt thép dọc)

CB400-V

400

365

365

290

10 ≤ φ (Cốt thép đai)
Thép hình, thép tấm

CB300-V

300

280

280

225

CCT34

220

210

210

120

(thk ≤ 20mm)
Bu lông

Sử dụng cấp độ bền 5.6 ngoại trừ có các chỉ định khác

2.4.3. Kết cấu tường xây, khối xây:

− Các khối xây đều sử dụng loại gạch không nung mác ≥ M75, xây bằng vữa xi măng cát
vàng mác M50;

− Tường bao che phía ngoài dùng gạch không nung dày 170mm, mác ≥ M75, xây bằng vữa
xi măng cát vàng mác M50;

− Tường xây ngăn giữa các căn hộ hoặc căn hộ với hành lang dùng gạch không nung dày
140mm, mác ≥ M75, xây bằng vữa xi măng cát vàng mác M50;

− Tường xây ngăn bên trong căn hộ dùng gạch gạch không nung dày 100 (105)mm, mác ≥
M75, xây bằng vữa xi măng cát vàng mác M50;

− Trát tường bằng vữa xi măng cát vàng mác M50.
2.5. Phần mềm tính toán kết cấu và mô hình tính toán:
Kết cấucông trình được tiến hành phân tích tổng thể (3D) bằng phần mềm phân tích kết
cấu ETABS Version 9.7.4. Phần mềm này được lập bởi của hãng Computer and Structure
Incorporation (Mỹ) với một số tính năng nổi bật sau: (i) Phân tích ứng xử tổng thể của kết cấu
công trình trong giai đoạn đàn hổi theo mô hình không gian ba chiều, (ii) Phân tích các tính chất
động học công trình (tần số dao động riêng và mode chuyển vị tương ứng) theo mô hình không
gian ba chiều, và (iii) Tính toán và kiểm tra sơ đồ kết cấu có kể đến khử lún đàn hồi trong quá
trình thi công (Sequential construction analysis). Kết cấu dạng tấm vật liệu BTCT (sàn, đài cọc)
được mô phỏng bằng chương trình SAFE 12.3.2. Kết cấu dự ứng lực được phân tích và mô
phỏng bằng các phần mềm chuyên dụng (RAM concept, ADAPT). Tải trọng do đất đắp tác động
lên công trình trong giai đoạn thi công được phân tích bằng phần mềm GEO5 do hãng FINE (CH
Séc) thiết kế.
Các phần mềm phân tích kết cấu được liệt kê trên đây đều được đăng ký bản quyền sử
dụng.
Thiết kế chi tiết đối với các cấu kiện cột, dầm và sàn BTCT được thực hiện bằng các bản
tính excel dựa trên nội lực phần tử được xuất ra từ phần mềm tính toán. Các giá trị chuyển vị
Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC

THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

ngang công trình (chuyển vị tuyệt đối và chuyển vị lệch tầng), độ võng tại cấu kiện dầm và sàn,
các điều kiện ổn định tổng thể, ổn định cục bộ của các cấu kiện và công trình được tính toán,
kiểm tra theo Tiêu chuẩn & Qui phạm xây dựng hiện hành.
3. Tải trọng thiết kế
3.1. Tĩnh tải
Tĩnh tải bao gồm trọng lượng các vật liệu cấu tạo nên công trình được tổng hợp trong
Bảng 6 dưới đây.
Bảng 6: Tải trọng và hệ số vượt tải các loại vật liệu
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Tải trọng tiêu chuẩn
(kN/m3)
Bê tông cốt thép
25.0
Thép
78.5
Khối xây gạch nung đặc

18
Khối xây gạch nung rỗng
13 ÷16
Khối xây gạch không nung
13 ÷20.5
Vữa xi măng
18.0
2
Trần treo (kN/m )
0.30
Nước
10.0
Đất đắp (Cát)
20.0
(Chi tiết xem thêm Phụ lục 1: Bản tính tải trọng)
Vật liệu

Hệ số vượt
tải
1.10
1.05
1.10
1.10
1.10
1.30
1.10
1.00
1.2

3.2. Hoạt tải

Hoạt tải bao gồm trọng lượng của con người, các đồ vật, vật liệu, thiết bị ...đặt tạm
thời hoặc dài hạn lên các cấu kiện công trình được tổng hợp trong Bảng 7 dưới đây
Bảng 7: Hoạt tải tiêu chuẩn và hệ số vượt tải các khu vực
STT
1
2
3
4
5
6
7
8

Hoạt tải tiêu chuẩn
(kN/m2)
Khu vực
Toàn phần Phần dài hạn
Khu vực sảnh, hành lang
3.00
1.00
Khu vực vệ sinh công cộng
2.00
0.70
Khu vực dịch vụ, thương mại
4.00
1.40
Khu vực phòng ở, sinh họat
1.50
0.30

Khu vực mái bằng có sử dụng
1.50
0.50
Khu vực mái không sử dụng
0.75
0.75
Khu vực gara xe ôtô, xe máy
5.00
1.80
Tải thiết bị
Theo Catalogue
. (Chi tiết xem thêm Phụ lục 1: Bản tính tải trọng)

Hệ số
vượt tải
1.2
1.2
1.2
1.3
1.3
1.3
1.2

3.3. Tải trọng gió
Theo TCVN 2737:1995, tải trọng gió tĩnh tại cao độ z trên mặt đất được tính toán bởi công
thức sau:
(
0)

Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC

THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

Trong đó Wz là áp lực gió tĩnh tại cao độ z; n là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió được xác
định theo tần suất lặp của gió bão; k hệ số tăng tải trọng gió theo chiều cao; và c là hệ số khí
động được xác định theo hình dáng và kích thước mặt bằng công trình. Các thông số phục vụ
tính toán tải trọng gió được cho trong Bảng 8 dưới đây
Bảng 8: Các thông số tính toán tải trọng gió lên công trình
Vị trí xây dựng

Quảng Ninh

Phân vùng áp lực gió

III-B

Dạng địa hình

B

Áp lực gió tiêu chuẩn W0 (daN/m2)

125

Kích thước mặt bằng công trình BxL (mxm)

129.82x 29.0

Tổng chiều cao công trình tính từ mặt đất H (m)

107.35

Hệ số độ tin cậy (với tần suất lặp của gió bão là 100 năm) → n =

1.37

Đối với công trình Lideco Quảng Ninh, hệ số khí động c được xác định dựa trên mặt bằng
công trình theo phương ngang có kích thước hình chữ nhật, như trong Hình 3 dưới đây. Theo đó,
hệ số khí động bề mặt đón gió là 0.8 và đối với bề mặt hút gió là 0.6

-0.6

0.8

-0.6

0.8

Hình 3: Xác định hệ số khí động học c
Do chiều cao của công trình lớn hơn 40 (m), hiệu ứng động của tải trọng gió được kể đến
trong tính toán tải trọng gió theo chỉ dẫn của Tiêu chuẩn TCXD 229:1999.
(Chi tiết xem thêm Phụ lục 1: Bản tính tải trọng)
3.4. Tải trọng động đất
Tải trọng động đất được tính toán theo Tiêu chuẩn TCVN 9386: 2012 (Thiết kế công tŕnh
chịu tải trọng động đất) và Bản đồ phân vùng động đất Việt nam (Nhà xuất bản khoa học kỹ
thuật 1991). Căn cứ trên Báo cáo khảo sát địa chất, nền đất khu vực xây dựng công trình được
phân loại C. Công trình được thiết kế với cấp độ dẻo trung bình nhằm tiết kiệm chi phí xây dựng.
Các thông số phục vụ tính toán và phổ gia tốc nền cho trong Bảng 9 và Hình 4 dưới đây.
Bảng 9: Các thông số tính toán tải trọng động đất lên công trình

Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC


THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

Địa danh hành chính

Quảng Ninh

Đỉnh gia tốc nền tham chiếu agR (m/s2)

0.882

Phân loại địa chất trong phạm vi 30m dưới mặt nền

C

Hệ số tầm quan trọng γ1

1.25

Đỉnh gia tốc nền tính toán ag (m/s2)

1.1025

Cấp độ dẻo công trình

Trung bình (DCM)

Hệ số ứng xử kết cấu q

3.0

Hình 4: Phổ gia tốc nền thiết kế
(Chi tiết xem thêm Phụ lục 1: Bản tính tải trọng)
3.5. Tải trọng khác
Công trình không được thiết kế cho các dạng tải trọng đặc biệt, bao gồm: (i) Tải trọng do
cháy nổ, (ii) Tải trọng do va chạm xe tải, máy bay
3.6. Tổ hợp tải trọng
Tổ hợp tải trọng tính toán và kiểm tra bền cấu kiện chịu lực được cho trong Bảng 10 dưới
đây (TTGH 1).
Bảng 10: Tổ hợp tải trọng tính toán theo (TTGH 1)
Tổ hợp tải
trọng
TTHT
TTHTGXT
TTHTGXP
TTHTGYT
TTHTGYS
TTHTDDX
TTHTDDY

Tĩnh tải

Hoạt tải

1.0
1.0
1.0
1.0

1.0
1.0
1.0

1.0
0.9
0.9
0.9
0.9
0.3
0.3

Gió
phương X

Gió phương
Y

Động đất
phương X

Động đất
phương Y

+1.0
+ 0.3

+ 0.3
+1.0

+0.9
- 0.9
+0.9
- 0.9

(Chi tiết xem thêm Phụ lục 1: Bản tính tải trọng)
Tổ hợp tải trọng tính toán và kiểm tra biến dạng đối với cấu kiện chịu lực được cho trong
Bảng 11 dưới đây (TTGH 2).
Bảng 11: Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn theo (TTGH 2)
Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC


THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

Tổ hợp tải
trọng
TTHT
TTHTGXT
TTHTGXP
TTHTGYT
TTHTGYS
TTHTDDX
TTHTDDY

Tĩnh tải

Hoạt tải

1.0
1.0

1.0
1.0
1.0
1.0
1.0

1.0
0.9
0.9
0.9
0.9
0.3
0.3

Gió
phương X

Gió phương
Y

Động đất
phương X

Động đất
phương Y

+1.0
+ 0.3

+ 0.3

+1.0

+0.9
- 0.9
+0.9
- 0.9

(Chi tiết xem thêm Phụ lục 1: Bản tính tải trọng)
4. Giải pháp kết cấu phần thân
4.1. Giải pháp kết cấu
Công trình: Lideco Quảng Ninh bao gồm 2 khối tháp cao 28 tầng trên khối đế chung 2 tầng.
Tổng số tầng phía trên mặt đất của các khối là 30 tầng (và 01 tầng tum), chiều cao tổng cộng là
106.8m. Tầng 1 cao 4.2m, tầng 2 cao 5.2m, các tầng điển hình (3-30) cao 3.3m, tầng tum cao
5.0m. Căn cứ vào tính chất sử dụng, qui mô và tải trọng công trình, Tư vấn thiết kế đề xuất lựa
chọn giải pháp kết cấu phần thân cho công trình là: hệ hỗn hợp khung vách - lõi kết hợp sàn dầm
thông thường đổ tại chỗ. Tiết diện thiết kế của các cấu kiện chính phần thân như sau:

- Các kích thước cấu kiện điển hình vách đơn có chiều dày 0.5m, 0.45m, 0.40m
- Dầm chính kích thước 35x60cm áp dụng cho sàn tầng 2,3
- Dầm chính kích thước 30x60cm áp dụng cho sàn tầng điển hình
- Vách lõi có chiều dày 0.40m, 0.30m, 0.20m tuỳ vị trí
- Sàn các tầng được thiết kế là sàn 1 phương để tối ưu hoá kết cấu và tiết kiệm chi
phí. Chiều dày sàn thiết kế là 130mm đến 400mm phụ thuộc vào từng vị trí sàn cụ
thể
Đây là dạng kết cấu tổ hợp khá phổ biến hiện nay tương ứng với qui mô từ 30-40 tầng, với ưu
điểm là giá thành hợp lý, độ an toàn cao và có thời gian thi công tương đối nhanh.
4.2. Thiết kế các cấu kiện phần thân
Dựa trên các yêu cầu cơ bản sau:
4.2.1. Yêu cầu về mặt chịu lực
Cấu kiện kết cấu phải đảm bảo khả năng chịu được các tải trọng đứng và tải trọng ngang (gió

bão + động đất) truyền lên công trình. Cụ thể như sau:
Cấu kiện ngang:

− Trong sơ đồ tính toán, hệ sàn dầm bê tông cốt thép được giả thiết có độ cứng trong mặt
phẳng vô cùng lớn, có khả năng phân phối lực ngang cho các cấu kiện đứng. Để đảm bảo
điều kiện này, chiều dày tối thiểu của sàn d sàn>10cm. Đối với công trình này, Tư vấn thiết
kế lựa chọn chiều dày sàn từ 13÷40cm. Chi tiết xem thêm trong Hồ sơ bản vẽ kết cấu.

− Đối với hệ dầm, ngoài việc chịu tải trọng đứng do sàn truyền sang còn phải chịu thêm
phần lực cắt và mô men bổ sung do tải trọng ngang gây ra có giá trị khá lớn so với tổ hợp
tải trọng đứng. Do đó, việc lựa chọn tiết diện dầm phải đảm bảo được các tiêu chí kỹ
thuật kết cấu và an toàn cho công trình. Chi tiết xem thêm trong Hồ sơ bản vẽ kết cấu.
Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC


THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

Cấu kiện đứng:

− Vách lõi bê tông cốt thép là cấu kiện đứng tiếp nhận chủ yếu tải trọng ngang trong sơ đồ
kết cấu (khoảng 60-70% tổng tải trọng ngang) và có nhiệm vụ truyền một phần tải trọng
thẳng đứng (Tĩnh tải+Hoạt tải) của công trình xuống móng. Vì vậy chiều dày và tiết diện
của lõi vách cần thiết kế để đảm bảo khả năng chịu lực, độ cứng, độ ổn định theo chiều
cao công trình. Chi tiết xem thêm trong Hồ sơ bản vẽ kết cấu.

− Cấu kiện cột - vách đơn tiếp nhận hầu hết tải trọng đứng (Tĩnh tải + Hoạt tải) của công
trình và một phần tải trọng ngang. Vì vậy cần thiết kế tiết diện cột – vách đơn phù hợp để
đảm bảo khả năng chịu lực và độ ổn định cho công trình. Chi tiết xem thêm trong Hồ sơ
bản vẽ kết cấu.
4.2.2. Yêu cầu về mặt sử dụng

Khi công trình đưa vào sử dụng, nó phải đảm bảo các yêu cầu tối thiểu của con người sống
hoặc hoạt động trong đó. Bao gồm:

− Công trình phải đảm bảo ổn định dưới tác dụng của các tải trọng đứng: đảm bảo độ võng,
độ nứt nẻ của sàn và dầm trong giới hạn cho phép

− Công trình phải đảm bảo ổn định dưới tác dụng của các tải trọng ngang như gió, bão,
động đất: đảm bảo khống chế biến dạng phương ngang, độ nứt nẻ của vách, tường, vách
kính….trong giới hạn cho phép. Đảm bảo độ rung lắc, chuyển vị ngang của các tầng
không vượt quá giới hạn cho phép.
4.2.3.Yêu cầu về mặt thẩm mỹ kiến trúc
Cấu kiện kết cấu phải thoả mãn công năng kiến trúc và không ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ
của công trình, cụ thể như sau:

− Đối với các sàn tầng hầm (để xe): Chiều cao thông thuỷ tính toán là từ 2.50m đến 2.70m
đảm bảo cho hoạt động của con người không bị hạn chế và tuân thủ Tiêu chuẩn quy định

− Đối với sàn tầng 1,2 (sử dụng làm Trung tâm thương mại): Chiều cao thông thuỷ tính
toán là từ 3.0m đến 3.6m đảm bảo cho hoạt động của con người không bị hạn chế và tuân
thủ Tiêu chuẩn quy định.

− Đối với các sàn điển hình tầng 3-30: Chiều cao thông thuỷ của tầng theo tính toán là
2.6m đảm bảo cho hoạt động của con người không bị hạn chế và tuân thủ Tiêu chuẩn quy
định.
4.2.4. Yêu cầu kỹ thuật công nghệ
Ngoài các yêu cầu kể trên, các cấu kiện kết cấu còn phải đáp ứng được các yêu cầu về kỹ
thuật đối với các phần điện, nước, điều hòa, thông gió, thông tin … sao cho không ảnh hưởng
đến công năng yêu cầu phải có của chúng và sự có mặt của các hệ thống này không làm ảnh
hưởng đến công năng, thẩm mỹ của công trình
5. Giải pháp kết cấu phần móng

5.1. Địa chất công trình

Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC


THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

Theo tài liệu Báo cáo khảo sát địa chất của công trình: Lideco Quảng Ninh do Công ty cổ
phần Tư vấn đầu tư và Thiết kế xây dựng Việt Nam lập tháng 4 năm 2016, các lớp địa chất dưới
nền móng công trình có cấu tạo như sau (theo hố khoan HK-1,2,3,4):
Bảng 12: Số liệu địa chất điển hình
STT

Mô tả loại đất

Φ
(độ)

C
(kG/cm
2
)

E0
(kG/cm
2
)

Bề dày
(m)

SPT (N30)

Lớp 1

Lớp đất lấp

1.0 ~3.0m

Lớp 2

Đất sét pha lẫn
dăm sạn, dẻo cứng
- cứng

-

-

-

Thay đổi
tuỳ vị trí

13-50

Lớp
2a

Sét pha, màu nâu

đỏ loang lổ, trạng
thái dẻo cứng nửa cứng

-

-

-

Thay đổi
tuỳ vị trí

9

Lớp
3a

Bột kết phong hoá
mạnh, thành sét
pha nâu đỏ cứng

-

-

-

Thay đổi
tuỳ vị trí

10-50

Lớp
3b

Đá Bột kết, sét kết
phong hóa rất
mạnh

-

-

-

Thay đổi
tuỳ vị trí

> 50

Lớp
4a

Đá cuội kết, sạn
kết phong hoá nứt
nẻ mạnh

-

-

-

Thay đổi
tuỳ vị trí

Khoan lõi

Lớp 4

Đá cuội kết, sạn
kết phong hoá nứt
nẻ trung bình

-

-

-

Thay đổi
tuỳ vị trí

Khoan lõi

Lớp
4b

Đá cát kết rắn chắc
màu xám ghi,

phong hóa trung
bình

-

-

-

Thay đổi
tuỳ vị trí

Khoan lõi

Lớp
5a

Đá bột kết, sét kết
phong hóa mạnh

-

-

-

Thay đổi
tuỳ vị trí

Khoan lõi

(>100)

(>100)

(>100)

(>100)

Đá bột kết, sét kết
Thay đổi
Khoan lõi
chứa vật chất than
tuỳ vị trí
(>100)
Qua mặt cắt địa chất điển hình của công trình, có thể thấy rằng các lớp địa chất cùng tên và
tính chất đất được sắp xếp xen kẽ nhau, không trên cùng một cao độ ở các vị trí khác nhau và có
xu hướng hạ thấp dốc dần về phía đường Trần Hưng Đạo. Do đó việc thiết kế móng sẽ khá phức
tạp.
Lớp 5

Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC


THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

5.2. Phương án kết cấu móng công trình
Căn cứ vào quy mô, tính chất, tải trọng và điều kiện địa chất tham khảo, phương án móng sẽ
được đưa ra trên cơ sở đảm bảo tính kỹ thuật, an toàn đồng thời có cân nhắc đến điều kiện kinh
tế và tính khả thi của phương án. Sau đây chúng tôi xin đề xuất phương án móng lựa chọn như

sau:
• Sử dụng phương án móng đài đơn và đài bè trên hệ cọc khoan nhồi, trong đó các đài cọc
được chống đỡ bởi hệ cọc khoan nhồi đường kính 1.5m, 1.2m và 0.8m chiều dài cọc từ
5~20m tuỳ vị trí tính từ đáy đài, mũi cọc được đặt vào lớp đất số 4 là lớp đá cuội kết, sạn
kết phong hoá nứt nẻ trung bình một đoạn từ 3m đến 5m phụ thuộc vào từng loại đường
kính cọc. Tùy vào tải trọng tính toán xuống các vị trí chân cột, TVTK sẽ tính toán thiết kế
loại đài cọc tương ứng để đảm bảo khả năng chịu lực cho công trình. Đối với các đài cọc
dưới khu vực lõi thang máy, do tải trọng tập trung về khu vực này rất lớn nên chúng tôi sử
dụng giải pháp đài bè trên nền cọc khoan nhồi. Các đài cọc đơn và đài bè sẽ được liên kết với
nhau thông qua hệ sàn móng dày 0.6m. Đây là giải pháp móng phổ biến và hợp lý về mặt kinh
tế - kỹ thuật đối với các công trình cao tầng, đặc biệt là các công trình xây chen trong đô
thị. Sử dụng cọc khoan nhồi sẽ làm cho độ lún của móng nhỏ vì mũi cọc được tựa vào lớp
số 4 là lớp đất rất cứng, đảm bảo cho công trình bền vững lâu dài.
• Theo thiết kế, cọc D1500 được cắm vào lớp đất số 4 tối thiểu 5m, chiều dài dự kiến từ 5
~20m có sức chịu tải dự kiến là 1500 tấn, cọc D1200 được cắm vào lớp số 4 tối thiểu 3m,
chiều dài dự kiến 3~18m có sức chịu tải dự kiến là 1000 tấn, cọc D800 được cắm vào lớp
số 4 tối thiểu 2m, chiều dài dự kiến 2~17m có sức chịu tải dự kiến là 450 tấn
• Tính toán tải trọng xuống móng theo các tổ hợp tải trọng của TCVN 2737: 1995 với các giá
trị tải trọng tiêu chuẩn có kể đến hệ số giảm tải.
• Khả năng chịu tải của cọc được kiểm tra tính toán theo 2 phương pháp:
- Phân tích phần tử hữu hạn với mô hình tính có hệ số độ cứng k (spring) với giã thiết độ lún
dự báo trong tính toán ∆= 20mm.
-

Tính toán kiểm tra theo các công thức lý thuyết thực hành (TCVN).
• Tính toán đài cọc theo các tổ hợp tải trọng của TCVN 2737: 1995 với các giá trị tải trọng
tính toán có kể đến hệ số giảm tải và theo TCVN 5574: 2012.

Ưu điểm của phương án: Độ tin cậy cao nếu được kiểm soát chất lượng chặt chẽ, không làm ảnh
hưởng tới các công trình lân cận trong quá trình thi công, thời gian thi công nhanh, giá thành vừa phải.

Nhược điểm: Qui trình kiểm soát chất lượng tương đối khó khăn, chi phí khá cao.
5.2.1. Thí nghiệm nén tĩnh
Tiến hành thí nghiệm nén tĩnh cho tất cả 03 cọc: 01 cọc đường kính 1.5m, 01 cọc đường kính
1.2m và 01 cọc đường kính 0.8m với tải trọng thí nghiệm tối đa ~ 2.2P tk, trong đó Ptk là sức chịu
tải cọc dự kiến.
Sau khi có kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc, dựa vào sức chịu tải thực tế của cọc, Tư vấn thiết
kế có thể sẽ điều chỉnh chiều dài cọc cho phù hợp. Cọc chỉ được phép thi công đại trà khi có ý
kiến chính thức của thiết kế bằng văn bản. Quy trình thí nghiệm cọc tuân theo tiêu chuẩn “TCVN
9393: 2012 Cọc - Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục”. Quy trình này sẽ do
Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC


THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

đơn vị thí nghiệm được Chủ đầu tư chỉ định cung cấp. Quy trình này là căn cứ cho việc theo dõi
giám sát chất lượng thí nghiệm cọc.
5.2.2. Thiết kế các cấu kiện phần móng và phần ngầm
Công trình có 02 tầng hầm sâu 6.95m so với mặt đất, các cấu kiện phần ngầm được thiết kế
dựa trên các tiêu chí sau:
Đài cọc:
Chiều dày đài cọc Hđài cọc được lựa chọn chủ yếu dựa trên khả năng chọc thủng tại vị trí chân
cột – vách, đảm bảo khả năng chịu momen uốn tại các vị trí chân cột - vách hoặc đầu cọc, theo
yêu cầu cấu tạo thông thường Hđài cọc ~ 2xDcọc. Trên các cơ sở đó, Tư vấn thiết kế đã thiết kế,
kiểm tra và lựa chọn như sau: H đài cọc = 2.4m cho các đài cọc có cọc đường kính 1.2m, H đài cọc =
2.8m cho các đài cọc có cọc đường kính 1.5m; Hđài cọc = 1.0m cho các đài cọc đơn có cọc đường
kính 0.8m. Việc thiết kế và lựa chọn chiều dày đài cọc đã có tính đến khả năng tăng cường
chống chọc thủng do tác động tương hỗ của toàn đài. Đối với đài cọc dưới vách thang máy, do
có tải trọng tập trung lớn nên chiều dày đài cọc trên nền cọc đường kính 1.5m sẽ là 4.2m tại các
vị trí không có hố PIT và 2.05m tại các vị trí có hố PIT. Chi tiết xem thêm trong Hồ sơ bản vẽ
kết cấu.

Sàn tầng hầm 2
Sàn tầng hầm là cấu kiện nằm ngang của công trình, nằm tương đối sâu dưới mặt đất. Cốt đáy
tầng hầm 2 sâu -6.95m so với cốt sàn tầng 1. Chiều dày sàn tầng hầm 2 được thiết kế chủ yếu
dựa trên yêu cầu cấu tạo chống thấm, bảo đảm khả năng chịu áp lực đẩy nổi của nước ngầm, khả
năng chống chọc thủng và đảm bảo sự liên kết tương hỗ giữa các đài cọc đơn, đài cọc thang máy
thành một hệ tổng thể có độ cứng lớn nhằm tạo sự ổn định vững chắc cho hệ kết cấu bên trên, vì
vậy Tư vấn thiết kế lựa chọn chiều dày sàn Hs = 0.6m
Sàn tầng hầm 1, tầng 1
Tầng hầm 1: áp dụng hệ kết cấu sàn dầm thông thường một phương, dầm kích thước
40x50cm, sàn dày 170mm.
Tầng 1: áp dụng hệ kết cấu sàn dầm thông thường một phương, dầm kích thước 35x60cm, sàn
dày 130mm cho khu vực ngoài nhà, 150mm cho khu vực trong nhà.
Tường chắn:
Tường chắn tầng hầm là cấu kiện đứng, chịu áp lực ngang của đất truyền sang, tải trọng đứng
của sàn tầng 1, tầng hầm 1 truyền xuống. Tư vấn thiết kế chọn phương án thi công tường vây là
phương án tường vách BTCT để chống đỡ đất. Chiều dày tường vách được thiết kế chủ yếu dựa
trên yêu cầu cấu tạo chống thấm, công năng sử dụng và bảo đảm khả năng chịu lực do áp lực đất
truyền sang.
Đối với các bề mặt tiếp giáp đường giao thông và hai bên hông nhà, Tư vấn thiết kế chọn
chiều dày tường vách Htv = 0.4m.
Đối với bề mặt tiếp giáp quả đồi phía sau nhà có cao độ đỉnh đồi cao hơn cao độ tầng 1 (cao
độ +0.000) của công trình ~ 4.2m, Tư vấn thiết kế chọn chiều dày tường vách H tv = 0.7m và sẽ
được thi công kéo dài lên tới cao độ đỉnh đồi tại vị trí tiếp giáp (cao thêm 4.2m so với cao độ
+0.000) để đảm bảo khả năng chịu áp lực của toàn bộ đất đồi tác dụng vào hệ tường chắn khi sử
dụng lâu dài.
Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC


THUYẾT MINH THIẾT KẾ KẾT CẤU

5.3. Biện pháp thi công phần ngầm:
Để thi công được tầng hầm, bắt buộc phải triển khai công tác đào đất bao gồm đào đất phía
trên cao độ +0.000 và đào đất 02 tầng hầm. Biện pháp thi công tầng hầm được thiết kế đề xuất
như sau:
Biện pháp thi công đào đất từ cao độ +0.00 đến đỉnh các phần đất tiếp giáp hai bên
hông nhà: sử dụng giải pháp taluy dốc hoặc tường chắn đất (kè đá)
Biện pháp thi công đào đất khu vực tiếp giáp đồi cao phía sau nhà (khu vực có vách
BTCT dày 0.7m): sử dụng giải pháp cọc khoan nhồi đường kính D1000 khoan sâu qua đáy
móng dự kiến 2m, khoảng cách giữa 2 tim cọc là 1.20m tạo thành tường chắn ban đầu. Khi đào
đất từ trên xuống sẽ tiến hành tuần tự công tác khoan neo + phun vữa tạo neo vĩnh cửu để đảm
bảo đổ ổn định mái dốc. Sử dụng thêm hệ văng chống thép hình chống thành đối trọng hai phía
để thi công (nếu thấy cần thiết). Sau khi đào đất xuống đáy móng tiến hành thi công móng và
tường vách BTCT dày 0.7m để làm tường chắn đất.
Biện pháp thi công đào đất khu vực mặt trước và hai bên hông nhà (khu vực có vách
BTCT dày 0.4m): tuỳ thuộc vào tính chất cơ lý các lớp đất bề mặt từ +0.00m đến -8.0m có thể
đào đất mà không cần sử dụng biện pháp tường chắn tạm hoặc sử dụng giải pháp tường chắn tạm
bằng cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ D500 khoan sâu qua đáy móng 2m, khoảng cách giữa 2 tim
cọc là 0.70m và sử dụng thêm hệ văng chống thép hình chống thành đối trọng hai phía để thi
công (nếu thấy cần thiết). Sau khi đào đất xuống đáy móng tiến hành thi công móng và tường
vách BTCT dày 0.4m để làm tường chắn đất.

Bộ môn Kết cấu công trình – Công ty CDC