THIẾT KẾ CƠ CẤU VÀ XÂY DỰNG LAPAZ TOWER

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG I. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
I.1 TÌM HIỂU CHUNG VỀ NHÀ CAO TẦNG
I.1.1 Định nghĩa
Trong hội thảo quốc tế tổ chức tại Moskva (1971), Ủy ban quốc tế về nhà cao tầng đã đưa
ra định nghĩa: Một công trình xây dựng được xem là nhà cao tầng ở tại một vùng hay một
thời kì nào đó nếu chiều cao của nó quyết định các điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử
dụng khác với các ngôi nhà thông thường khác.
Nhà cao tầng là một dạng công trình lớn và phức tạp. Thiết kế và xây dựng nhà cao tầng
đòi hỏi kiến thức và kinh nghiệm, liên quan đến nhiều ngành, nhiều lĩnh vực kỹ thuật
khác nhau.
Nhà cao tầng có một số đặc điểm sau:











Số lượng tầng nhiều, tải trọng bản thân và tải trọng sử dụng lớn, công trình xây
dựng trên mặt bằng diện tích nhỏ. Điều này dẫn đến các vấn đề liên quan đến nền
và móng. Đa số các công trình sử dụng giải pháp móng sâu.
Nhà cao tầng thường nhạy cảm với độ lún lệch của móng, làm ảnh hưởng đến sự
làm việc và trạng thái ứng suất biến dạng của công trình.
Công trình có chiều cao lớn, tác dụng của tải trọng ngang, tải trọng lệch, của biến
thiên nhiệt độ là rất đáng kể. Do đó, việc chọn giải pháp kết cấu, kích thước cấu

kiện có ảnh hưởng nhiều đến độ bền, độ ổn định, tính chống lật của công trình.
Sự phân bố độ cứng dọc theo chiều cao nhà ảnh hưởng đến dao động bản thân, mà
dao động bản thân lại ảnh hưởng đến tác dụng của các tải trọng, nội lực, chuyển vị
của chính tòa nhà. Để giảm các dao động này thì không chỉ tìm cách phân bố khối
lượng hợp lý mà cần phải tìm cách giảm thiểu khối lượng tham gia dao động.
Nhà cao tầng thường có điều kiện thi công phức tạp, quy trình thi công nghiêm
ngặt và yêu cầu độ chính xác cao. Do vậy yêu cầu trình độ kỹ thuật, máy móc, thiết
bị thi công, tổ chức thi công đều đòi hỏi cao hơn so với các công trình xây dựng
thông thường khác.
Về mặt sử dụng và yêu cầu sử dụng như vệ sinh môi trường, thông gió, thoát
nước… đều khác xa so với các công trình khác.

I.1.2 Giải pháp về hệ kết cấu chịu lực
a) Các dạng kết cấu cơ bản
 Kết cấu khung
Kết cấu khung bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng
ngang. Loại kết cấu này có ưu điểm là có không gian lớn, bố trí mặt bằng linh hoạt, có thể
Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

1


Đồ án tốt nghiệp
đáp ứng đầy đủ yêu cầu sử dụng công trình, tuy nhiên độ cứng ngang nhỏ, khả năng
chống lại tác động của tải trọng ngang kém, hệ dầm thường có chiều cao lớn nên ảnh
hưởng đến công năng sử dụng và tăng chiều cao nhà. Các công trình sử dụng kết cấu
khung thường là những công trình có chiều cao không lớn, với khung BTCT không quá
20 tầng, với khung thép cũng không quá 30 tầng.
 Kết cấu vách cứng
Kết cấu vách cứng là hệ thống các vách vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang.

Loại kết cấu này có độ cứng ngang lớn, khả năng chống lại tải trọng ngang lớn. Tuy
nhiên, do khoảng cách của tường nhỏ nên việc sử dụng không gian mặt bằng công trình bị
hạn chế. Ngoài ra kết cấu vách cứng còn có trọng lượng lớn, độ cứng kết cấu lớn nên tải
trọng động đất tác động lên công trình cũng lớn và đây là đặc điểm bất lợi cho công trình
chịu tác động của động đất. Loại kết cấu này được sử dụng nhiều trong công trình nhà ở,
công sở, khách sạn.
 Kết cấu lõi cứng
Kết cấu lõi cứng là hệ kết cấu bao gồm 1 hay nhiều lõi được bố trí sao cho tâm cứng càng
gần trọng tâm càng tốt. Các sàn được đỡ bởi hệ dầm công xôn vươn ra từ lõi cứng.
 Kết cấu ống
Kết cấu ống là hệ kết cấu bao gồm các cột dày đặc đặt trên toàn bộ chu vi công trình được
liên kết với nhau nhờ hệ thống dầm ngang. Kết cấu ống làm việc nói chung theo sơ đồ
trung gian giữa sơ đồ công xôn và sơ đồ khung. Kết cấu ống có khả năng chịu tải trọng
ngang tốt, có thể sử dụng cho những công trình cao đến 60 tầng với kết cấu ống BTCT và
80 tầng với kết cấu ống thép. Nhược điểm của kết cấu loại này là các cột biên được bố trí
dày đặc gây cản trở mỹ quan cũng như điều kiện thông thoáng của công trình.
b) Các dạng kết cấu hỗn hợp

 Kết cấu khung - giằng
Kết cấu khung – giằng là hệ kết cấu kết hợp giữa khung và vách cứng, lấy ưu điểm của
loại này bổ sung cho nhược điểm của loại kia. Công trình vừa có không gian sử dụng
tương đối lớn, vừa có khả năng chống lực ngang tốt. Vách cứng trong kết cấu này có thể
bố trí đứng riêng, cũng có thể lợi dụng tường thang máy, thang bộ, được sử dụng rộng rãi
trong các loại công trình.

 Kết cấu ống – lõi
Kết cấu ống sẽ làm việc hiệu quả hơn khi bố trí thêm các lõi cứng ở khu vực trung tâm.
Các lõi cứng ở khu vực trung tâm vừa chịu một lượng lớn tải trọng đứng vừa chịu một
lượng lớn tải trọng ngang. Xét về độ cứng theo phương ngang thì kết cấu ống có độ cứng
Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

2


Đồ án tốt nghiệp
lớn hơn nhiều so với kết cấu khung. Lõi cứng trong ống có thể là do các tường cứng liên
kết với nhau tạo thành lõi hoặc là các ống có kích thước nhỏ hơn ống ngoài. Trường hợp
thứ 2 còn được gọi là kết cấu ống trong ống. Tương tác giữa ống trong và ống ngoài có
đặc thù giống như tương tác giữa ống và lõi cứng trung tâm.

 Kết cấu ống tổ hợp
Trong một số nhà cao tầng, ngoài kết cấu ống người ta còn bố trí thêm các dãy cột khá
dày ở phía trong để tạo thành các vách theo cả 2 phương. Kết quả là đã tạo ra một dạng
kết cấu giống như chiếc hộp gồm nhiều ngăn có độ cứng lớn theo phương ngang. Kết cấu
được tạo ra theo cách này gọi là kết cấu ống tổ hợp. Kết cấu ống tổ hợp thích hợp cho các
công trình có mặt bằng lớn và chiều cao lớn. Kết cấu ống tổ hợp cũng có những nhược
điểm như kết cấu ống, ngoài ra, do sự có mặt của các vách bên trong nên phần nào ảnh
hưởng đến công năng sử dụng của công trình.

Hình 1: Các hệ thống cấu trúc chính của nhà cao tầng
I.1.3 Lựa chọn vật liệu
Lựa chọn vật liệu xây dựng đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định giải pháp kết
cấu hợp lý cho công trình. Hiện nay, trong điều kiện xây dựng nước ta, các tòa nhà cao
tầng vẫn chủ yếu sử dụng bê tông cốt thép toàn khối đổ tại chỗ. Với vật liệu này, người ta
thấy rằng khối lượng tham gia dao động lớn, hình dáng kiến trúc nặng nề, giải pháp móng
phức tạp, khó khăn trong việc đáp ứng các yêu cầu về kiến trúc và thi công. Trong khi đó,
vật liệu thép lại có những đặc tính hết sức phù hợp có thể giải quyết tốt các vấn đề nêu
trên.
Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

3


Đồ án tốt nghiệp
Đối với nhà cao tầng, nội lực trong cột là rất lớn, sử dụng khung thép sẽ có lợi hơn khung
bê tông.
Tính biến dạng của thép cũng vượt trội so với bêtông, nó làm tăng khả năng phân tán
năng lượng của kết cấu trong quá trình dao động.
Thép là vật liệu lý tưởng, đồng nhất và đẳng hướng. Tính chất này hạn chế sự tách thớ,
làm giảm tiết diện cấu kiện trong quá trình chịu lực. Mặt khác cũng phù hợp với các lý
thuyết tính toán của sức bền vật liệu, tránh việc sử dụng các hệ số gần đúng khi sử dụng
vật liệu bêtông.
Không những vậy, việc sử dụng vật liệu thép cũng đơn giản hóa đáng kể các giải pháp thi
công. Các cấu kiện được chế tạo sẵn với độ chính xác cao trong nhà máy, được vận
chuyển đến nơi thi công, giúp đẩy nhanh tiến độ thi công cũng như tiết kiệm vật liệu và
nhân công. Bên cạnh đó, thép là loại vật liệu ít cản trở ý đồ kiến trúc, có thể tạo ra các
nhịp lớn, thông thoáng. Kết cấu thép đẹp và mang tính thẩm mỹ cao.
Bên cạnh đó, sử dụng vật liệu thép cũng có một số nhược điểm:


Bị ăn mòn: Thép dễ bị ăn mòn trong môi trường không khí ẩm hoặc bị xâm thực.
Từ sự ăn mòn cho đến phá hoại tiết diện có khi chỉ diễn ra trong vài ba năm. Chi
phí bảo dưỡng kết cấu thép là khá lớn.



Chịu lửa kém: Dù không cháy nhưng thép biến dạng dẻo ở nhiệt độ khoảng 5006000C, mất khả năng chịu lực và kết cấu bị sụp đổ.

Đây là 2 nhược điểm lớn nhất đối với kết cấu thép. Trong quá trình thiết kế cũng như sử
dụng cần hết sức lưu ý đến các nhược điểm này và tìm ra các biện pháp hợp lý để khắc

phục. Hiện nay, việc sử dụng lớp bêtông chống cháy bọc ngoài kết cấu thép được sử dụng
phổ biến và mang lại hiệu quả rất cao.
I.2 CÁC GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN THÂN
Cấu trúc một tòa nhà bao gồm hai hệ thống:



Hệ thống chịu tải trọng theo phương thẳng đứng: cột, móng…
Hệ thống chịu tải trọng theo phương ngang: vách, giằng…

I.2.1 Hệ thống chịu tải trọng ngang
Đối với công trình nhà cao tầng có chiều cao trên 40m, giải pháp hệ thống chịu tải trọng
ngang hợp lý có thể là:




Hệ giằng-lõi.
Hệ khung-lõi.
Hệ khung.

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

4


Đồ án tốt nghiệp

Hình 2: Chuyển vị đỉnh của một số kết cấu
I.2.2 Hệ thống chịu tải trọng đứng

a) Cột
Cột là cấu kiện cơ bản của hệ kết cấu. Trong nhà cao tầng, cột chủ yếu chịu nén, một số
trường hợp có thể có momen uốn theo một phương hoặc hai phương. Việc chọn tiết diện
cột không chỉ căn cứ vào yêu cầu chịu lực mà còn vào khả năng gia công, chế tạo, cũng
như cách liên kết các cấu kiện khác vào cột để đạt hiệu quả chịu lực tốt nhất, tiết kiệm
không gian, giá thành rẻ nhất.
Một số dạng cột thường được sử dụng trong nhà cao tầng:


Cột bê tông cốt thép đổ tại chỗ: Đây là loại cột được sử dụng nhiều trong thi công
xây dựng nhà cao tầng ở Việt Nam. Ưu điểm của loại cột này là chịu được tải trọng
nén lớn, chi phí rẻ, tận dụng được vật liệu địa phương. Nhược điểm là thời gian thi
công lâu, không gian chiếm chỗ lớn.

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

5


Đồ án tốt nghiệp




Cột bê tông cốt thép tiền chế: Ưu điểm của loại cột này là thời gian thi công nhanh
hơn so với cột bê tông cốt thép đổ tại chỗ. Tuy nhiên nhược điểm là đòi hỏi độ
chính xác cao, khó sửa chữa, tạo kiến trúc.
Cột thép: Đây là loại cột có nhiều đặc điểm phù hợp cho nhà cao tầng: chịu tải
trọng lớn, không gian chiếm chỗ nhỏ. Thông thường nhà cao tầng thường dùng cột
thép đặc tổ hợp hàn. Một số dạng tiết diện cột thép thường sử dụng như: tiết diện

chữ thập,chữ I, dạng tròn, vuông…
a,

e,

c,

b,

d,

g,

f,

h,

Hình 3: Một số dạng tiết diện cột thép thường gặp
Ngoài ra còn có cột liên hợp bê tông cốt thép. Đây là loại kết cấu cho khả năng chịu tải
trọng lớn, có nhiều ưu điểm trong xây dựng nhà cao tầng, tuy nhiên chưa được sử dụng
rộng rãi tại Việt Nam.
b) Sàn
Nếu bản sàn được chọn quá mỏng sẽ không đảm bảo về độ cứng chống uốn, độ võng quá
giới hạn cho phép. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến việc sử dụng, mỹ quan hay cách âm
cách nhiệt của công trình.
Việc sử dụng bản sàn trong khung thép nhà cao tầng cũng rất đa dạng:


Sàn composite (sàn liên hợp Thép – Bêtông): gồm các tấm tôn hình dập nguội và
tấm đan bằng bêtông cốt thép. Chiều dày sàn liên hợp dao động trong khoảng 10

đến 40cm. Kết cấu như vậy sẽ tương đối nhẹ, có ảnh hưởng tích cực đến sự chịu
lực của khung và của móng công trình. Hơn nữa tấm tôn trong kết cấu mang lại
nhiều hiệu quả: nó đóng vai trò sàn công tác trong quá trình thi công, đóng vai trò
cốp pha khi đổ bê tông và là cốt thép lớp dưới của bản sàn khi làm việc. Ngoài ra

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

6


Đồ án tốt nghiệp
cấu kện sàn liên hợp dễ gia công,vận chuyển, lắp ráp đơn giản, tốc độ thi công
nhanh, phong tỏa tốt, có khả năng chịu lửa đến 2h không cần lớp bảo vệ và đặc biệt
4h nếu có thêm lớp phòng cháy.

Hình 4: Cấu trúc sàn liên hợp




Sàn BTCT lắp ghép: Các tấm panel sàn đúc sẵn thường có nhịp từ 6-8m, vì thế sẽ
giảm đáng kể số lượng dầm đõ. Biện pháp thi công các tấm sàn này cũng khá đơn
giản. Tuy thế sàn dạng này thường nặng nề, làm tăng khối lượng tham gia dao
động công trình, khó khăn trong quá trình vận chuyển cấu kiện. Để giảm bớt khối
lượng của các tấm sàn dạng này, nên dùng các panel rộng hoặc sử dụng ứng suất
trước.
Sàn BTCT đổ tại chỗ: Loại sàn này dễ đảm bảo tính toàn khối của sàn và hệ dầm
thép. Tuy nhiên, nhịp bản sàn thường không lớn, không đảm bảo được yêu cầu về
mặt kiến trúc. Hơn nữa khối lượng của chúng cũng khá lớn.

Hình 5: Khă năng vượt nhịp của bản sàn

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

7


Đồ án tốt nghiệp
c) Dầm
Dầm chủ yếu chịu uốn và cắt. Lực dọc chỉ xuất hiện khi công trình chịu tải trọng ngang
và thường khá bé. Dầm phải truyền các tác dụng của cả tải trọng đứng và tải trọng ngang
đến các kết cấu thẳng đứng chịu lực.
Khi nhịp nhỏ hơn 12m có thể dùng dầm thép tiết diện chữ I cán nóng hoặc tổ hợp hàn.
Ngoài ra cũng có thể kết hợp với bản sàn BTCT để tạo thành hệ dầm sàn liên hợp BTCT.
Khi nhịp lớn hơn 12m và tải trọng đứng nhỏ ta có thể dùng các dầm cao thành có khoét lỗ
bụng dầm hoặc dùng dàn.

Hình 6: Một số dạng tiết diện dầm

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

8


Đồ án tốt nghiệp
d) Móng
Đối với nhà cao tầng nội lực tại chân cột là rất lớn. Do đó, giải pháp móng sâu là bắt
buộc.
Có 3 loại móng sâu thường gặp trong xây dựng nhà cao tầng:





Cọc đóng.
Cọc ép.
Cọc khoan nhồi.

I.3 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
Sơ đồ kết cấu: sơ đồ khung – giằng: khung thép liên kết với lõi BTCT.
Cột: Cột thép tổ hợp liên tục tiết diện chữ I
Dầm: Dầm thép tổ hợp tiết diện chữ I liên kết khớp với cột.
Sàn: Sàn liên hợp thép - bê tông.
Móng: Móng cọc khoan nhồi BTCT.

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

9


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG II. MẶT BẰNG KẾT CẤU VÀ LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH
THƯỚC CÁC BỘ PHẬN KẾT CẤU CHÍNH
II.1 VẬT LIỆU DÙNG TRONG TÍNH TOÁN
II.1.1 Vật liệu thép cho cột, dầm
Đối với cấu kiện cột, do lực nén lớn nên cần chọn mác thép cao có cường độ lớn. Ta chọn
mác thép CCT52 có các đặc trưng vật lý và cơ học như sau:


2

Cường độ tiêu chuẩn: f  340 N / mm (với bản thép có t �20mm ).

f  330 N / mm2 (với bản thép có 20  t �40mm ).

Đối với dầm, giằng, chọn thép mác CCT42 với các cường độ đặc trưng như sau:


2
Cường độ tiêu chuẩn: f  245 N / mm (với bản thép có t �20mm ).

f  240 N / mm 2 (với bản thép có 20  t �40mm ).
5
2
Môđun đàn hồi: E  2,1.10 N / mm .
3
Khối lượng riêng:   7850kg / cm .

Hệ số Poát xông:   0,3 .
II.1.2 Vật liệu bê tông
Sử dụng bê tông cấp độ bền B30:


Cường độ tính toán chịu nén dọc trục: Rb  17 MPa .




Cường độ tính toán chịu kéo dọc trục: Rbt  1, 2MPa .
Môđun đàn hồi của bê tông được xác định theo điều kiện bê tông nặng trong điều
4

kiện đóng rắn tự nhiên, với B30 thì Eb  3, 25.10 MPa .

Thép dùng cho cấu kiện BTCT: sử dụng thép AIII có:


Cường độ chịu kéo Rs  365MPa .



Cường độ tính toán Rsc  365MPa .

II.2 TẢI TRỌNG
II.2.1 Các thành phần tải trọng
 Sàn tầng 1,2:
 Gạch lát granite
 Vữa lót
Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

10


Đồ án tốt nghiệp
 Sàn liên hợp thép - bê tông
 Trần treo
 Sàn tầng căn hộ
 Gạch lát ceramic
 Vữa lót
 Sàn liên hợp thép - bê tông
 Trần treo
 Sàn mái

 Hai lớp gạch lá nem
 Hai lớp vữa lót
 Hai lớp gạch chống nóng 6 lỗ
 Keo chống thấm kova
 Sàn liên hợp thép - bê tông
 Trần treo
a) Tĩnh tải
 Tải trọng đứng
STT
1
2

Chiều
dày
(mm)
Sàn BTCT
150
Vữa trát trần
15
Tổng tĩnh tải
Các lớp sàn

TL riêng
(kN/m3)

TT tiêu chuẩn
(kN/m2

Hệ số vượt
tải

TT tính toán
(kN/m2)

25
18

5
0.27
5.27

1.1
1.3

5.5
0.351
5.851

Bảng 1: Sàn tầng hầm

STT
1
2
3
4

Các lớp sàn
Gạch lát
granite
Vữa lót

Sàn liên hợp
Trần treo

Chiều dày
(mm)

TL riêng
(kN/m3)

TT tiêu chuẩn
(kN/m2)

Hệ số
vượt tải

TT tính
toán
(kN/m2)

10

20

0.2

1.1

0.22

20

120

18

0.36

1.3

0.468

0.2
0.76

1.3

0.26
0.948

Tổng tĩnh tải

Bảng 2: Sàn tầng 1,2

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

11


Đồ án tốt nghiệp

STT

1
2
3
4

Các lớp sàn

Chiều dày
(mm)

Gạch lát Ceramic
15
Vữa lót
20
Sàn liên hợp
120
Trần treo
Tổng tĩnh tải

TL riêng
(kN/m3)
20
18

TT tiêu
chuẩn
(kN/m2)
0.3
0.36
0.2

0.86

Hệ số
vượt tải
1.1
1.3
1.3

TT tính
toán
(kN/m2)
0.33
0.468
0.26
1.058

Bảng 3: Sàn tầng căn hộ

STT
1
2
3
4

Các lớp sàn

Chiều dày
(mm)

TT tiêu

chuẩn
(kN/m2)
0.4
0.36

TL riêng
(kN/m3)

Gạch chống trơn
20
Vữa lót
20
Sàn liên hợp
120
Trần treo
Tổng tĩnh tải

20
18

0.2
0.96

Hệ số
vượt tải
1.1
1.3

TT tính
toán

(kN/m2)
0.44
0.468

1.3

0.26
1.168

Hệ số
vượt tải
1.1
1.3
1.1
1.1
1.3

TT tính toán
(kN/m2)
0.44
0.468
1.98
2.75
0.351
5.989

Bảng 4: Sàn khu vệ sinh

STT
1

2
3
4
5

Chiều dày
(mm)
Đá lát granito
20
Vữa lót
20
Bậc xây gạch
100
Bản BTCT
100
Lớp vữa trát
15
Tổng tĩnh tải
Các lớp sàn

TL riêng
(kN/m3)
20
18
18
25
18

TT tiêu chuẩn
(kN/m2

0.4
0.36
1.8
2.5
0.27
5.33

Bảng 5: Sàn cầu thang

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

12


Đồ án tốt nghiệp

STT
1
2

Chiều
dày (mm)

Các lớp sàn

TL riêng
(kN/m3)

Hai lớp gạch lá nem
40

Hai lớp vữa lót
40
Hai lớp gạch chống
nóng
130
Bê tông chống thấm
40
Bản sàn liên hợp
150
Trần treo
Tổng tĩnh tải

3
4
5
6

18
18

TT tiêu
chuẩn
(kN/m2
0.72
0.72
1.95

15
22

0.88
0.2
4.47

Hệ số
vượt tải

TT tính toán
(kN/m2)

1.1
1.3

0.792
0.936

1.3
1.1
1.3

2.535
0.968
0.26
5.491

Bảng 6: Sàn mái
 Tải trọng xây tường 110
STT
1
2

Lớp

Chiều dày
(mm)

TL riêng
(daN/m3)

Tải trọng tiêu
chuẩn
(daN/m2)

Hệ số
vượt tải

30

2000

60

1.3

110

1800

198
258

1.1

2 lớp vữa trát
M50
Gạch xây
Tổng

TT tính
toán
(daN/m2)
78
217.8

Bảng 7: Tĩnh tải tường xây 110

 Tải trọng xây tường 220
STT
1
2

Lớp
2 lớp vữa
trát M50
Gạch xây

Chiều dày
(mm)

TL riêng

(daN/m3)

Tải trọng tiêu
chuẩn
(daN/m2)

Hệ số vượt
tải

30

2000

60

1.3

220
Tổng

1800

396
456

1.1

Bảng 8: Tải trọng tường xây 220

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

13

TT tính toán
(daN/m2)
78
435.6
513.6


Đồ án tốt nghiệp
b) Hoạt tải
STT

Mục đích sử dụng

1
2
3
4
5
6

Tầng hầm
Siêu thị, văn phòng
Hành lang
Căn hộ
Phòng vệ sinh
Mái

TT tiêu chuẩn
(daN/m2)
500
200
300
175
150
75

Hệ số vượt tải
1.2
1.2
1.2
1.3
1.3
1.3

TT tính toán
(daN/m2)
600
240
360
227.5
195
97.5

Bảng 9: Hoạt tải
II.2.2 Tải trọng ngang
a) Thành phần gió tĩnh
Xác định áp lực gió tiêu chuẩn:

Căn cứ vào vị trí xây dựng công trình: quận Hải Châu, tp. Đà Nẵng.
Căn cứ vào tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737-1995 về tải trọng và tác động (tiêu chuẩn
thiết kế).
Ta có: Địa điểm xây dựng thuộc vùng gió IIB có W0=95daN/m2.
Căn cứ vào độ cao công trình, các tiêu chuẩn thiết kế, công trình có độ cao trên 40m nên
ngoài phần tĩnh của gió, xét đến thành phần động của gió, ta lần lượt đi xác định các đại
lượng này.
Giá trị tính toán của thành phần tĩnh của tải trọng gió tĩnh tác dụng phân bố đều trên một
đơn vị diện tích được xác định theo công thức sau:
Wtt1  n.W0 .K .C

Trong đó:





n: hệ số vượt tải của tải trọng gió, n=1.2.
W0: Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng áp lực gió.
W0=95daN/m2.
K: hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng địa
hình, hệ số K tra theo bảng 5 trong TCVN 2737-1995. Địa hình dạng B.
C: Hệ số khí động, lấy theo chỉ dẫn bảng 6 trong TCVN 2737-1995, phụ thuộc
vào hình khối công trình và hình dạng bề mặt đón gió. Với công trình này, do độ
cong bề mặt công trình khá nhỏ so với quy mô công trình,có thể lấy gần đúng xem
mặt bằng công trình dạng hình chữ nhật. Hệ số khí động được lấy như sau:
 C=+0.8 đối với mặt đón gió.
 C=-0.6 đối với mặt hút gió.

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

14


Đồ án tốt nghiệp
Coi sàn tuyệt đối cứng khi chịu tải trọng ngang. Do đó có thể nhập tải trọng gió từ một
phía với C=1.4 lên công trình.
Tải trọng gió thay đổi theo chiều cao dạng bậc thang. Tuy nhiên để đơn giản tính toán, ta
xét tải trọng gió không đổi trong giới hạn từ hai nửa tầng liền kề với mức sàn tương ứng.
Giá trị áp lực của tải trọng gió phân bố đều trên một đơn vị chiều dài được xác định theo
công thức sau:
Wtt 2  Wtt1.(h1  h 2) / 2

Trong đó:
h1 và h2 là chiều cao 2 tầng nhà trên và dưới của sàn đang xét.

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

15


Đồ án tốt nghiệp

Sàn
tầng

Dạng
địa
hình

Chiều cao
tầng (m)

Độ cao Z
(m)

Chiều dài
đón gió X

Chiều dài
đón gió Y

Hệ số K

Wt,đẩy(KG/m2)

Wt,hút(KG/m2)

Tổng tải
trọng gió X
(T)

Tổng tải
trọng gió Y
(T)

1

B

2

2

22.3

28

0.800

72.960

-54.720

2.847

3.575

2

B

4.5

6.5

22.3

28

0.916

83.539

-62.654

10.595

13.304

3

B

4.5

11

22.3

28

1.016

92.659

-69.494

16.272

20.431

4

B

3.4

14.4

24.9

24.9

1.070

97.620

-73.215

14.463

14.463

5

B

3.4

17.8

24.9

24.9

1.108

101.050

-75.787

14.971

14.971

6

B

3.4

21.2

24.9

24.9

1.141

104.041

-78.031

15.414

15.414

7

B

3.4

24.6

24.9

24.9

1.171

106.832

-80.124

15.828

15.828

8

B

3.4

28

24.9

24.9

1.202

109.622

-82.217

16.241

16.241

9

B

3.4

31.4

24.9

24.9

1.228

112.030

-84.023

16.598

16.598

10

B

3.4

34.8

24.9

24.9

1.249

113.891

-85.418

16.873

16.873

11

B

3.4

38.2

24.9

24.9

1.269

115.751

-86.813

17.149

17.149

12

B

3.4

41.6

24.9

24.9

1.290

117.612

-88.209

17.425

17.425

13

B

3.4

45

24.9

24.9

1.310

119.472

-89.604

17.700

17.700

14

B

3.4

48.4

24.9

24.9

1.330

121.332

-90.999

17.976

17.976

15

B

3.4

51.8

24.9

24.9

1.347

122.865

-92.148

18.203

18.203

16

B

3.4

55.2

24.9

24.9

1.361

124.105

-93.079

9.193

9.193

ST

B

3.4

58.6

8.1

8

1.374

125.345

-94.009

6.752

6.668

M

B

4.2

62.8

4.05

5.6

1.390

126.750

-95.062

1.887

2.609

Bảng 10: Thành phần tải trọng tĩnh của gió

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

16


Đồ án tốt nghiệp

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

17


Đồ án tốt nghiệp
b)Thành phần gió động
II.3 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC CẤU KIỆN
II.3.1 Mặt bằng bố trí cấu kiện

mÆt b» n g v Þtr Ýd Çm tÇn g HAM 1

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

18


Đồ án tốt nghiệp

mÆt b» n g vÞtr Ýd Çm tÇn g 1

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

19


Đồ án tốt nghiệp

mÆt b» n g v Þtr Ýd Çm tÇn g 2

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

20


Đồ án tốt nghiệp

mÆt b» n g v Þtr Ýd Çm tÇn g 3-16

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

21


Đồ án tốt nghiệp

mÆt b» n g tÇn g m¸ i

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

22


Đồ án tốt nghiệp
II.3.2 Kích thước sàn tầng hầm BTCT
Chiều dày bản sàn được xác định theo công thức:
hs 

D
.Ln
m

Trong đó:





hs: chiều dày bản sàn.
D: hệ số phụ thuộc tải trọng: D=0.8÷1.4. Chọn D=1.1.
m: Hệ số phụ thuộc loại bản; bản làm việc theo một phương lấy: m=35.
Ln: Kích thước cạnh ngắn của bản: Ln=2.94m.
� hs 

D
1.1
.Ln 
x 2.94  0.09m  90mm
m

35

Chọn hs=200mm.
II.3.3 Kích thước sàn liên hợp
 Chiều cao sàn liên hợp xác định theo công thức:
d

l
2940

 91.88(mm)
32
32

Trong đó:


l : nhịp ô sàn

Để sàn tuyệt đối cứng truyền tải trọng ngang thì chiều dày tổng thể h ≥ 90mm, chiều dày
riêng phần bê tông hc ≥ 50mm.
Chọn chiều dày sàn liên hợp là: 150 (mm)
 Sóng tôn :
Chiều dày tấm tôn dùng từ 0.75 đến 1.5 mm. Chiều cao thông thường của mặt cắt từ 40
đến 80 mm. Để chống ăn mòn các tấm tôn được mạ kẽm 2 mặt.
31

34

10 10

34

31

18

14

18

31

34

10 10

200

Hình 7: Đặc trưng hình học của tấm tôn sàn

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

23

34

31

Đồ án tốt nghiệp
Đặc trưng của tôn sóng :


Chiều cao tấm tôn hp = 60 (mm); chiều cao giữa 2 mặt phẳng trung bình trên và
dưới là 59 mm.



Tấm tôn có chiều dày là 0.9 mm; giới hạn đàn hồi fγp = fy = 330 N/mm2.



Chiều dày thô của tôn sóng là 0.9 mm, được phủ hai mặt bằng lớp kẽm là 275
g/m2; như vậy chiều dày tinh của tấm tôn là 0.86 mm.



Đặc trưng của tấm tôn trên 1m chiều rộng :
 Diện tích hữu hiệu, không kể phần gân ở bụng Ap = 810 mm2/m.
 Khoảng cách từ trọng tâm đến mặt dưới

zG = 35.64 mm.

 Bê tông
Bê tông trong bản sàn liên hợp có lớp độ bền C25/30 theo Eurocode – tương đương với bê
tông có cấp độ bền B30 (Mác 400) theo TCXDVN
Chiều dày tấm đan bê tông cốt thép hc = 90 (mm)
Lớp độ bền

fck
(N/mm2)

fctm
(N/mm2)

fcm
(N/mm2)

fctk; 0,05
(N/mm2)

Ecm (N/mm2)

C25/30

25

2.6

33

1.8

30.5

Bảng 11: Bảng đặc trưng bê tông B30
Trong đó:







fck : cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông mẫu hình trụ ở tuổi 28 ngày.
fctm : cường độ chịu kéo trung bình ở tuổi 28 ngày.
fcm : cường độ trung bình chịu nén của bê tông ở tuổi 28 ngày.
fctk; 0.05 : giá trị dưới của sức bền đặc trưng khi kéo.
Ecm : môđun đàn hồi cát tuyến có kể đến ảnh hưởng của tác động ngắn hạn.

Trọng lượng bản thân của bản:


Tôn định hình Gap = 0.96 kN/m2.

Trọng lượng bản thân của vữa bê tông:


Chiều dày sàn h = 150 mm , γ = 25 kN/m3.
G  (90 �1000 �2500  81�59 �5 �2500) �10 6  2847 N / mm 2  2.847 kN / mm2

Tổng trọng lượng bản thân của bản sàn liên hợp:
G1  Gap  Gc  2.943kN / mm2

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

24


Đồ án tốt nghiệp

II.3.4 Chọn tiết diện cột
Cột chịu nén đúng tâm 2 đầu khớp. Sơ đồ tính

Hình 8: Sơ đồ tính cột
Để xác định diện tích tiết diện cột, ta sử dụng công thức kinh nghiệm sau (dựa trên độ ổn
định tổng thể):
F

N
 fc

Trong đó:





N: là lực dọc sơ bộ.
� : hệ số uốn dọc.
f : là cường độ tính toán của thép cột.
γc : hệ số điều kiện làm việc, γc =1.

Giá trị lực dọc :
N  A �q �n

Trong đó :




A: diện tích chịu tải của cột (m2).
n: số tầng nhà.
q: tải trọng sơ bộ tác dụng lên diện chịu tải của cột (T/m2).

Hệ số uốn dọc được xác định theo độ mảnh giả thiết . Với
(m) có thể lấy:


gt = 100÷120 khi N nhỏ ; N ≤1500 kN.



gt = 70÷100 khi N = 1500÷3000 kN.



gt = 50÷70 khi N = 3000÷4000 kN.



gt = 40÷50 khi N ≥4000 kN.

Nguyễn Đức Duy-565556-56XE

25

gt �    120

. Cột dài 5÷6