Giáo trình thiết kế nhà dân dụng và công nghiệp

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI
KHOA: CÔNG TRÌNH THỦY
BỘ MÔN: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

BÀI GIẢNG
THIẾT KẾ NHÀ DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP
TÊN HỌC PHẦN
MÃ HỌC PHẦN
TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO
DÙNG CHO SV NGÀNH

: THIẾT KẾ NHÀ DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP
: 16426
: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

HẢI PHÒNG - 2009


Chương 1. Khái niệm chung về kiến trúc

Chương 1

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ KIẾN TRÚC
1.1 Kiến trúc và các yếu tố tạo thành kiến trúc
Kiến trúc, có thể được hiểu là không gian diễn ra các hoạt động sinh hoạt của con người, từ những
nhu cầu đơn giản nhất như ăn, ngủ, cho tới các hoạt động làm việc, vuichơi giải trí, các hoạt động tâm
linh…Kiến trúc đồng thời cũng được hiểu là nghệ thuật sáng tạo nên các không gian đó.
Có ba yếu tố để tạo thành kiến trúc: yếu tố công năng (sử dụng tiện nghi), sự hoàn thiện kỹ thuật
(điều kiện vật liệu kết cấu, kỹ thuật xây dựng) và hình tượng kiến trúc (yêu cầu biểu cảm thẩm mỹ).

1.1.1 Yếu tố công năng
Yếu tố công năng là yêu cầu sử dụng của công trình. Đó chính là dây chuyền chức năng của các bộ
phận trong công trình. Yếu tố công năng làm cho hình thức, diện mạo bên ngoài (hình khối) cũng như
cách xử lý tổ chức không gian bên trong từng loại hình kiến trúc, hay nói cách khác, ngôn ngữ kiến trúc
không gian không giống nhau.
1.1.2 Yếu tố hình tượng kiến trúc
Hình tượng kiến trúc thường được tạo nên từ bóng dáng hình khối bên ngoài của công trình, từ các
hình thức xủ lý mặt đứng có sự hài hòa cân đối và sức truyền cảm của các diện mảng phối hợp với đường
nét, của các màu sắc cùng chất liệu ở từng bộ phận chi tiết cũng như của tổng thể. Đứng trước một công
trình kiến trúc, bằng hiệu quả về hình tượng nghệ thuật, kiến trúc có thể gây cho chúng ta những ấn tượng
cảm xúc nhất định: công trình thì hoành tráng, bề thế, hay trang nghiêm (tưọng đài, lăng mộ, tòa nhà quốc
hội, tòa án …), công trình thí sinh động, tươi trẻ (câu lạc bộ, nhà văn hóa thanh niên,…); kiến trúc cái thì
nhẹ nhàng thanh thoát, cái thì nặng nề u ám, cái thì hài hòa cân xứng bố cục chặt chẽ, cái thì lộn xộn, tùy
tiện xâm hại vẻ đẹp cảnh quan chung. Có kiến trúc biểu hiện sự tĩnh tại ổn định, sự kiên cố bền vững và
khiêm tốn, nhưng cũng có kiến trúc ngược lại mang rõ nét động thái, sự phóng túng hay sự sang trọng, sự
lãng mạn vươn cao bay bổng…
Hình tượng kiến trúc thường có tác dụng giáo dục tạo nên được xúc cảm thẩm mỹ, thị hiếu lành
mạnh hướng thiện vươn tới sự cao cả, mag tính khái quát cao, tính biểu hiện hàm súc và đôi khi cả tính ẩn
dụ, đa nghĩa vốn luôn là đặc thù phổ quát của ngôn ngữ kiến trúc - thứ ngôn ngữ của nhóm loại hình
“nghệ thuật biểu hiện” (múa, âm nhạc, kiến truc…)
Hình tượng kiến trúc có hiệu quả cao hay thấp tùy thuộc vào khả năng của tác giả, vào trình độ thụ
cảm nhạy bén và thị hiếu của quần chúng và nhất là vào lý tưởng thẩm mỹ, bảng thang giá trị của xã hội.
Hình tượng kiến trúc không đòi hỏi như nhau ở các thể loại công trình và biến đổi cùng chất lượng đời
sống vật chất, văn hóa của xã hội, nhất là phụ thuộc vào trình độ dân trí của quần chúng công dân.
1.1.3 Yếu tố kỹ thuật
Đó là phương thức thực hiện xây dựng, biến những ý tưởng tổ chức không gian hình khối trên đồ án
hay bản vẽ phục vụ công năng đã được xác định thành công trình cụ thể, thành một ngôi nhà, một quần
thể công trình, thành một tổng thể không gian như công viên, một thành phố…
Người kiến trúc sư ngày nay muốn có những tác phẩm tốt phải có hiểu biết nhất định về tính năng
các vật liệu xây dựng có hiệu quả, về các lĩnh vục khoa học kỹ thuật liên quan đến môi sinh, môi cảnh; về

cá phương pháp tính toán kết cấu, các giải pháp cấu tạo tiên tiến, hiệu quả, về các phương pháp công nghệ
kỹ thuật thi công xây dựng hiện đại, về kinh tế, v.v…
1.2 Đặc trưng và yêu cầu của kiến trúc
1.2.1 Đặc trưng của kiến trúc
1.2.1.1 Kiến trúc là sự tổng hợp của khoa học kỹ thuật và nghệ thuật
Một công trình kiến trúc được xây dựng lên, hay nói khác đi một tác phẩm kiến trúc ra đời, được
công nhận là có giá trị, hoàn hảo, trước hết nó phải đáp ứng được yêu cầu sử dụng của con người, tiêp đến

9


Chương 1. Khái niệm chung về kiến trúc
là phải ứng dụng được tốt các tiến bộ kỹ thuật và khoa học nhằm đạt được hiệu quả kinh tế- xã hội, sau
cùng phải đạt được giá trị tinh thần tức yêu cầu thẩm mỹ của số đông người.
Để thực hiện được một tác phẩm kiến trúc trọn vẹn, phải trải qua hai giai đoạn: thiết kế kiến trúc,
tức lập hồ sơ thiết kế và thi công xây dựng, lắp đặt trang thiết bị kỹ thuật hoàn thiện công trình, tức thực
hiện việc biến ý đồ kiến trúc từ trên đồ án - bản vẽ thành hiện thực với đầy đủ các giá trị vật chất tinh
thần. Công trình kiến trúc vì thế bao giờ cũng là kết quả của sự tổng hợp giữa khoa học -kỹ thuật và nghệ
thuật, đòi hỏi người kiến trúc sư một phương pháp làm việc vừa của nhà khoa học, nhà kỹ thuật vừa là
nghệ sĩ.
1.2.1.2 Kiến trúc phản ánh xã hội, mang tính tư tưởng
Kiến trúc bao hàm trong ý nghĩa rộng lớn như là sản phẩm văn hóa, là kết quả của quá trình can
thiệp chủ động của con người nhằm tạo ra những môi trường họat động thích nghi tiến bộ. Như vậy, kiến
trúc không thể thoát ly những điều kiện ảnh hưởng của hoàn cảnh phát sinh, của đặc điểm môi cảnh thiên
nhiên xã hội lúc nó ra đời. Bất kỳ sản phẩm nào con người tạo ra trong quá trình tiến hóa kịch sử của
mình đều có khả năng phản ánh tức nói lên rất nhiều điều về cuộc sống và hoàn cảnh sống của con người
lúc đó. Và như vậy, tác phẩm kiến trúc luôn tạo nên một hình tượng khái quát, súc tích nhất về một xã hội
cụ thể qua từng giai đoạn lịch sử.
Kiến trúc có khả năng phản ánh xã hội về nhiều mặt. Trong xã hội có giai cấp thì do điều kiện kinh
tế- quyền lực mà giai cấp thông trị với hệ tư tưởng thống trị sẽ chi phối xã hội. Tư tưởng đó có ảnh hưởng

khá rõ đến suy nghĩ, ý tưởng sáng tác của kiến trúc sư, làm cho nền kiến trúc thời kỳ đó cũng mang tính
tư tưởng và tính giai cấp.
1.2.1.3 Kiến trúc chịu ảnh hưởng của điều kiện thiên nhiên và khí hậu
Một trong những mục đích quan trọng của kiến trúc là công năng tức là thỏa mãn yêu cầu sử dụng
nhiều tiện ích của con người mà nhu cầu sủ dụng này lại phong phú, đa dạng tùy theo thể loại hoạt động,
tùy theo điều kiện địa phương, theo thói quen, phong tục và tập quán dân tộc. Và mục đích công năng của
kiến trúc chỉ được thỏa mãn khi kiến trúc trước tiên đáp ứng được các đòi hỏi của đặc thù thiên nhiên khí
hậu địa phương.
Trước tiên, kiến trúc phải có bố cục mặt bằng, tổ chức không gian phù hợp với môi trường địa lý tự
nhiên tức địa hình, khí hậu, thủy văn, địa chất - những nhân tố có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cuộc
sống và điều kiện tiện ích của con người. Điều kiện thiên nhiên, khí hậu tất nhiên có những yếu tố bất lợi
mà kiến trúc cần tránh hay phải loại trừ (bằng các giải pháp tự nhiên hoặc nhân tạo, bằng những trang
thiết bị kỹ thuật), cho nên sẽ tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên, địa hình, khí hậu của từng đặc điểm, cảnh
quan sinh thái từng vùng xây dựng mà kiến trúc phải có giải pháp phù hợp về chọn mặt bằng thích ứng,
xử trí bố cục không gian, vận dụng vật liệu, trang bị kỹ thuật và trang trí màu sắc hợp lý.
1.2.1.4 Kiến trúc mang tính dân tộc
Tính dân tộc trong kiến trúc thể hiện ở cả nội dung và hình thức
- Về nội dung: bố cục mặt bằng phải phù hợp với phong tục tập quán, tâm lý dân tộc; đồ dùng trang
thiết bị sinh hoạt phải phù hợp với tỷ lệ con người; phải tận dụng được các yếu tố thiên nhiên, khí hậu, vật
liệu…
- Về hình thức: tổ hợp hình khối, mặt đứng, chi tiết trang trí, màu sắc, vật liệu được sử dụng phải
phù hợp và thỏa mãn yêu cầu thẩm mỹ của dân tộc.
Nội dung và hình thức kiến trúc thay đổi theo từng giai đoạn phát triển của lịch sử, của thời đại,
song vẫn có tính truyền thống và kế thừa sâu sắc của dân tộc. Mỗi dân tộc đều có phong tục tập quán sinh
hoạt riêng, truyền thống văn hoá riêng cũng như kinh nghiệm về các giải pháp kiến trúc riêng của mình.
1.2.2 Các yêu cầu của kiến trúc
Kiến trúc luôn gắn chặt với chất lượng cuộc sống xã hội và vì hạnh phúc con người nên nó cũng
phát triển theo tiến trình lịch sử văn minh loài người. Tác phẩm kiến trúc ra đời là nhằm đáp ứng những
nhu cầu quan trọng và cần thiết của con người, của xã hội. Đó là: thích dụng, vững bền, mỹ quan và kinh
tế- 4 yêu cầu phổ quát của kiến trúc.

10


Chương 1. Khái niệm chung về kiến trúc
Bốn yêu cầu trên cũng chính là phương châm sáng tác kiến trúc của hầu hết mọi thời đại. Tác phẩm
kiến trúc có giá trị trước hết phải đạt được các mục đích: sử dụng tốt, an toàn, đáp ứng nhu cầu cật chất
ngày càng cao của con người, mặt khác còn phải thỏa mãn các đòi hỏi về tinh thần tức khoái cảm thẩm
mỹ, sự hạnh phúc thụ cảm nghệ thuật của xã hội, nhưng cũng phải phù hợp với điều kiện kinh tế đất
nước.
1.2.2.1 Yêu cầu thích dụng
Bất cứ một công trình kiến trúc nào cũng phải đáp ứng được nhu cầu quan trọng nhất đó là sự thích
dụng, tức là sinh hoạt phù hợp, tiện lợi tạo sự thoải mái có hiệu suất cho việc sử dụng và khai thác của
con người. Yêu cầu thích dụng thường rất đa dạng bởi hoạt động của con người vốn rất phong phú: ăn ở,
học tập, nghiên cứu, quản lý, lao động, nghỉ ngơi,vui chơi giải trí, nuôi dạy con trẻ, chữa bệnh, đi lại mua
bán … Yêu cầu thích dụng hoàn thiện dần và thay đổi theo từng giai đoạn tién hóa lịch sử xã hội cùng với
sự tiến bộ khoa học kỹ thuật, đời sống kinh tế (cơ sở vật chất) và tinh thần của xã hội. Yêu cầu thích dụng
tất nhiên còn phụ thuộc vào phong tục tập quán lối sống của từng dân tộc, vào đời sống tâm linh tức hệ
thống tôn giáo tín ngưỡng ở từng vùng, từng tộc người, từng quốc gia.
Để đảm bảo được yêu cầu thích dụng, khi thiết kế công trình kiến trúc phải chú ý:
- Bố cục mặt bằng đảm bảo được dây chuyền hoạt động hợp lý nhất sao cho đường đi lại liên hệ
giữa các không gian vừa phù hợp với trình tự cần thiết, ngắn gọn, không chồng chéo.
- Kích thước các phòng phù hợp với yêu cầu của dây chuyền hoạt động, thuận tiện cho việc bố trí
đồ đạc, trang thiết bị bên trong.
- Tùy theo mức độ sử dụng của từng loại phòng, cần đảm bảo điều kiện vệ sinh và các nhu cầu tâm
lý sinh học (đủ ánh sáng, thông hơi, thông gió, chống ồn, chống nóng tốt, cấp nhiệt đủ về mùa đông để
tạo môi trường tốt) tránh được những bất lợi của điều kiện khí hậu nhằm tạo cho lao động an toàn và vệ
sinh thoải mái.
- Đảm bảo mối quan hệ hợp lý và sự hài hòa của công trình với môi trường, của cân bằng sinh thái,
phát triển bền vững.

1.2.2.2 Yêu cầu bền vững
Công trình kiến trúc từ nhỏ đến lớn, từ đơn giản đến phức tạp, là đơn chiếc hay quần thể được xây
dựng lên đều đòi hỏi hao phí nhiều sức người, vật chất. Vì vậy hoạt động của con người trong công trình
kiến trúc không những phải thuận tiện có hiệu quả mà mặt khác còn phải an toàn trong sự tồn tại lâu bền
trước mọi điều kiện tác động và ảnh hưởng của con người và tự nhiên.
Độ bền vững của công trình kiến trúc bao gồm:
- Độ vững chắc của cấu kiện chịu lực.
- Độ ổn định của công trình (hệ thống kết cấu bên trên và nền móng).
- Độ bền lâu của công trình (kéo dài tuổi thọ, chống được hao mòn vật chất và tinh
thần).
1.2.2.3 Yêu cầu mỹ quan
Cái đẹp trong tác phẩm kiến trúc cũng như trong tác phẩm nghệ thuật không phải là một giá trị bất
biến, mà nó phải thay đổi theo sự phát triển văn minh của loài người. F.Hegel đã nói: “Cuộc sống vươn
lên phía trước và mang theo cái đẹp hiện thực của nó như dòng sông chảy mãi”. Cái xưa cho là đẹp nay
có thể bị xem như rườm rà và là phô trương giả tạo. Hôm nay cái được xem như là độc đáo, tân kỳ, hấp
dẫn chưa chắc đã lý tưởng thẩm mỹ của thế hệ tương lai… Tuy nhiên, kiến trúc sư không cần quá câu nệ
vào những quan niệm và chuẩn mực khô cứng về cái đẹp bất biến và không thể thực hiện được. Cái đẹp
đích thực trong tác phẩm kiến trúc là điều có thể đạt được và vô cùng cần thiết. Để đạt được nó đòi hỏi
người thiết kế phải trau dồi kiến thức để biết phân tích, phải vận dụng năng khiếu thẩm mỹ kết hợp với
hiểu biết khoa học kỹ thuật, có phương pháp sáng tác đúng mang dấu ấn cá nhân, kiến trúc sư mới thực sự
tạo ra được tác phẩm đẹp.
1.2.2.4 Yêu cầu kinh tế

11


Chương 1. Khái niệm chung về kiến trúc
Công trình kiến trúc được xây dựng và đưa vào sử dụng không chỉ phải trải qua một quá trình lao
động nghiêm túc của người thiết kế mà còn đòi hỏi sức lực và bàn tay khéo của nhiều thợ lành nghề khi
thi công xây dựng, còn phải huy động khá nhiều công sức, tiền của của xã hội và các vật liệu trang thiết bị

của xã hội cũng rất tốn kém. Vì vậy khi thực hiên một công trình kiến trúc cần có ý thức tiết kiệm, luôn
phải coi trọng vấn đề kinh tế, theo tinh thần phương châm: “nhanh, nhiều, tốt, rẻ”. Điều này cũng có ý
nghĩa là khi giải quyết về các chức năng, nhiệm vụ tức là xác định kích thước, hình dáng, quy mô, thành
phần phòng, cấp nhà và mức độ trang trí tiện nghi của nhà… người thiết kế phải xuất phát từ những nhu
cầu có thực, hợp lý và những nhu cầu này phải phù hợp với khả năng của xã hội, phù hợp với trình độ
kinh tế đất nước.
1.3 Phân loại kiến trúc
1.3.1 Sự khác biệt của kiến trúc và xây dựng
Khái niệm kiến trúc rất rộng và liên quan đến mọi hoạt động sáng tạo môi trường nhân tạo, tổ chức
các không gian sống, bao quát nhiều giai đoạn kể từ khâu sáng tạo ý tưởng, lập đồ án đến thực hiện công
trình để biến ý tưởng thành thực thể vật chất, thành hình khối không gian cụ thể vốn cần sự phối kết hiệu
quả liên quan đến nhiều lĩnh vực chuyên môn. Chính vì thế kiến trúc ở đây trước tiên cần phân biệt với
hoạt động xây dựng, kiến trúc hiện nay chỉ còn gọi là “thiết kế kiến trúc” bao hàm chỉ là giai đoạn đầu,
nhằm sáng tạo ý tưởng tổ chức không gian (đảm bảo bốn yêu cầu: thích dụng, bền vững, kinh tế và mỹ
quan) và được biểu hiện trên một dạng phương tiện truyền đạt ý tưởng hoàn chỉnh như đồ án thiết kế, mô
hình, băng video…
Còn xây dựng hay còn gọi là “thi công xây dựng” là công đoạn hai nhằm thực hiện đồ án tức biến ý
đồ của kiến trúc sư thành sản phẩm vật chất, trên một không gian địa hình cụ thể. Kiến trúc là nhiệm vụ,
là công việc của kiến trúc sư, còn xây dựng là công việc của kỹ sư xây dựng và của các công trình sư.
Kiến trúc lại được chia ra kiến trúc công trình liên quan đến việc tổ chức không gian nội ngoại thất một
ngôi nhà đơn lẻ, một tổng thể nhiều công trình (chẳng hạn như một biệt thự, một nhà hát, một trường đại
học, một khu sân vận động v.v…) hay đến việc tổ hợp sắp xếp các hình khối chỉ để tạo hình tượng hay
cảnh quan (một tượng đài, một công viên v.v…) hay kiến trúc quy hoạch, còn gọi là quy hoạch xây dựng
đô thị, lại liên quan đến việc chỉnh trang hay tổ chức không gian kiến trúc cho một quần thể nhiều công
trình (như một góc phố, một quảng trường, một công viên, mọt khu nhà ở, một thị trấn hay cả một thành
phố…)
Tóm lại kiến trúc và xây dựng là hoạt động không tách rời đều nhằm mục đích chung tạo lập không
gian sống .
1.3.2 Phân loại kiến trúc công trình
Công trình kiến trúc tập hợp thành hai nhóm lớn:

a) Nhóm “nhà” dùng để chỉ các công trình có không gian bên trong và phần lớn là không gian sử
dụng nằm trên mặt đất như nhà ở, nhà hát, trường học, nhà máy v.v...
b) Nhóm “công trình” với khái niệm mở rộng hơn gồm tất cả các loại xây dựng từ nhà cửa, đường
xá, cầu cống, tưọng đài…nhưng để phân biệt với nhóm nhà là đối tượng có liên quan nhiều đến công việc
của kiến trúc sư, công trình thường là các kiến trúc không có không gian bên trong, không có vỏ bao che,
có thể ở trên mặt đất, ở dưới lòng đất như chiếc cầu, con đê, tháp vô tuyến, đài kỷ niệm, gara ngầm…
hoặc những kiến trúc quy mô lớn, liên quan đến kỹ thuật nhiều.
Nhà và kiến trúc công trình có nhiều cách phân loại:
Theo đặc điểm công năng có 5 loại lớn:
- Nhà dân dụng gồm các dạng nhà ở và nhà công cộng như biệt thự, nhà liền kề, chung cư, trường
học, bệnh viện…
- Nhà công nghiệp bao gồm các loại nhà xưởng sản xuất thuộc lĩnh vực công nghiệp.
- Công trình giao thông gồm các công trình đường bộ, đường sắt, đường thủy, cầu hầm, sân bay,
bến cảng…

12


Chương 1. Khái niệm chung về kiến trúc
- Công trình thủy lợi gồm hồ chứa nước, đập, cống trạm bơm, giếng, đường ống dẫn nước, kênh,
công trình trên kênh,công trình kè bờ…
- Công trình hạ tầng kỹ thuật gồm các công trình cấp, thoát nước, nhà máy xử lý nước thải, công
trình chiếu sáng đô thị…
Theo số tầng cao công trình kiến trúc chia ra các nhóm:
- Nhà ít tầng không quá một lầu, tức 2 tầng.
- Nhà nhiều tầng từ 3 đến 5 tầng, chưa cần trang bị thang máy.
- Nhà cao tầng từ 7 tầng trở lên, đã cần có thang máy là phương tiện liên hệ chủ yếu giao thông
đứng giữa các tầng nhà.
- Nhà siêu cao tầng hoặc chọc trời thường trên 30 tầng (cao khoảng trên 100 m)
Theo vật liệu chính, đặc biệt là các vật liệu cấu tạo nên các bộ phận chịu lực của ngôi nhà, người ta

phân biệt:
- Nhà tranh, tre hay gỗ (lấy từ thảo mộc).
- Nhà đất.
- Nhà đá.
- Nhà gạch nung.
- Nhà bêtông cốt thép.
- Nhà nhôm- kính hay kim loại.
- Nhà chất dẻo, nhựa tổng hợp …
Theo tính chất phổ cập xây dựng lại phân loại thành nhóm nhà xây dựng đại trà, hàng loạt, có thể
lắp lại nhiều lần như nhà ở, cửa hàng cấp I, trường học phổ thông, nhà giữ trẻ, trạm xá, nhà y tế của làng,
xã,… và nhóm nhà đặc biệt chỉ được xây dựng theo thiết kế riêng, mang tính chất duy nhất như nhà quốc
hội, nhà hát quốc gia, trung tâm đại học, bảo tàng thành phố, lăng mộ danh nhân, lãnh tụ,… có yêu cầu
cao về nghệ thuật - kỹ thuật.
Theo phương thức xây dựng người ta phân biệt kiểu nhà lắp ghép, xây dựng theo lối công nghiệp
hóa trình độ cao và nhà xây thủ công, đúc tại chỗ chủ yếu bằng kỹ thuật xây dựng cổ truyền, thủ công
hoặc bán lắp ghép (công nghiệp hóa xây dựng ở mức thấp).
1.3.3 Phân loại kiến trúc đô thị
Kiến trúc đô thị hay còn gọi là quy hoạch đô thị là nghệ thuật sắp xếp tổ chức không gian đô thị và
điểm dân cư nông thôn theo nghĩa rộng nhất (hệ thống các nhà ở, nhà làm việc, công trình văn hóa, nơi
giải trí, các mạng lưới hạ tầng kỹ thuật giao thông và thương nghiệp dịch vụ đời sống tức hạ tầng xã
hội…) nhằm đạt được các hoạt động tốt nhất và cải thiện các mối quan hệ xã hội của một quần cư. Nó
bao hàm nghệ thuật kiến trúc (để bố trí hài hòa các ngôi nhà) gắn với kinh tế, với xã hội (vì sự tiện lợi và
các quan hệ giữa con người), với văn hóa lịch sử (thời gian và truyền thống), với địa lý (không gian lãnh
thổ) với luật pháp, với thành tựu khoa học kỹ thuật có liên quan… tìm kiếm một sự sắp xếp bố trí có trật
tự, có sự hài hòa và hiệu quả thông qua đồ án quy hoạch xây dựng.
Ở Việt Nam, các đô thị được phân loại dựa theo tính chất quy mô và vị trí của nó trong mạng lưới
đô thị quốc gia, đồng thời cũng dựa trên tính chất sản xuất hoặc hoạt động trội. Có 6 cấp thành phố từ đô
thị loại I đến loại V và đô thị đặc biệt. Có loại thành phố thủ đô, thành phố công nghiệp, thành phố đặc
khu, thành phố khoa học và đại học…
Các đồ án quy hoạch xây dựng đô thị chia làm các loại:

- Quy hoạch xây dựng vùng lãnh thổ.
- Quy hoạch chung xây dựng đô thị nhằm định hướng phát triển hay chỉnh trangđô thị và quần cư
nông thôn.

13


Chương 1. Khái niệm chung về kiến trúc
- Quy hoạch chi tiết (nghiên cứu ở tỷ lệ 1/2000 đến 1/500) các khu chức năng trong đô thị về không
gian kiến trúc, về hệ thống hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội, về cảnh quan thẩm mỹ.
Tất cả ba loại hoạt động trên đều liên quan đến định hướng và tổ chức cơ sở hạ tầng xã hội của một
đô thị, một quần cư.
Cơ sở hạ tầng kỹ thuật đô thị gồm: hệ thống giao thông, hệ thống thông tin liên lạc, hệ thống cấp
điện, nhiệt, nước, ánh sáng, khí đốt… hệ thống thu gom xử lý chất thải bảo đảm vệ sinh môi trường. Còn
cơ sở hạ tầng xã hội của đô thị bao gồm nhà ở, các công trình công cộng và dịch vụ văn hóa đời sống, hệ
thống công viên, cây xanh, mặt nước…

14


Chương 2. Phương pháp luận về thiết kế công trình kiến trúc

Chương 2

PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ THIẾT KẾ CÔNG
TRÌNH KIẾN TRÚC
2.1 Hồ sơ thiết kế
2.1.1 Cơ sở lập đồ án
2.1.1.1 Nhiệm vụ thiết kế
Nhiệm vụ thiết kế là tài liệu chủ đầu tư (bên A) lập và giao cho tư vấn thiết kế, là cơ sở pháp lý để

tư vấn thiết kế tiến hành lập hồ sơ thiết kế. Trong trường hợp những công trình lớn, có yêu cầu phức tạp,
bên A có thể phải thuê tư vấn lập nhiệm vụ thiết kế.
Nhiệm vụ thiết kế thường bao gồm:
- Tên công trình, nội dung hoạt động, quy mô sức chứa, địa điểm xây dựng, đặc điểm quy hoạch
cũng như yêu cầu kiến trúc cần đạt được, lý do xây dựng, vốn đầu tư, kế hoạch thực hiện.
- Bản đồ xác định vị trí khu đất, bản đồ hiện trạng.
- Nội dung buồng phòng với yêu cầu về diện tích, khối tích, sơ đồ bố trí thiết bị công nghệ cùng các
yêu cầu kỹ thuật liên quan (ánh sáng, nhiệt-ẩm, thông gió, trang âm,…)
- Yêu cầu về kết cấu, xây dựng.
- Yêu cầu về kiến trúc, cảnh quan, bảo vệ môi trường.
2.1.1.2 Tài liệu khảo sát, điều tra thăm dò
Đây là những tài liệu thường do tư vấn thiết kế yêu cầu để có thể đưa ra giải pháp thiết kế tối ưu
nhất
Thường bao gồm:
- Bản đồ hiện trạng có các đường đồng mức, hệ thống giao thông tiếp cận, các công trình ngầm, các
hệ thống cấp nước, điện, thoát nước mưa, nước thải trong khu vực,…
- Bản đồ địa chất thủy văn cùng hệ thống lỗ khoan thăm dò, cấu tạo địa chất, tính chất cơ lý của
đất,…
- Tài liệu về khí tượng bao gồm nhiệ độ trung bình, độ ẩm tương đối, lượng mưa, chế độ hoa gió,…
- Số liệu liên quan đến môi trường như độ ô nhiễm nguồn nước, chế độ tiếng ồn,…
2.1.1.3 Các văn bản pháp luật về xây dựng
Tư vấn thiết kế phải luôn cập nhật các văn bản quy phạm pháp luật về xây dựng để có thể có được
hồ sơ thiết kế tuân theo đúng luật. Ở Việt Nam, đó là các nghị định, các thông tư của chính phủ hướng
dẫn thi hành luật, các quyết định ban hành các tiêu chuẩn xây dựng, đơn giá, định mức…
2.1.2 Trình tự thiết kế:
Thiết kế xây dựng công trình bao gồm các bước: thiết kế cơ sở, thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ
thi công.
Tùy theo tính chất, quy mô của từng loại công trình, thiết kế xây dựng công trình có thể được lập
một bước, hai bước hoặc ba bước như sau:
a) Thiết kế một bước là thiết kế bản vẽ thi công được áp dụng đối với công trình quy định chỉ phải

lập báo cáo kinh tế - kỹ thuật;
b) Thiết kế hai bước bao gồm bước thiết kế cơ sở và bước thiết kế bản vẽ thi công được áp dụng đối
với công trình quy định phải lập dự án đầu tư xây dựng công trình;

15


Chương 2. Phương pháp luận về thiết kế công trình kiến trúc
c) Thiết kế ba bước bao gồm bước thiết kế cơ sở, bước thiết kế kỹ thuật và bước thiết kế bản vẽ thi
công được áp dụng đối với công trình quy định phải lập dự án đầu tư xây dựng và có quy mô lớn, phức
tạp.
Đối với công trình phải thực hiện thiết kế hai bước trở lên, các bước thiết kế tiếp theo chỉ được triển
khai thực hiện trên cơ sở bước thiết kế trước đã được phê duyệt.
2.2 Phương pháp luận về thiết công trình kiến trúc
Thiết kế kiến trúc một công trình yêu cầu người thiết kế phải:
- Phân tích điều kiện, ràng buộc của bối cảnh khu đất xây dựng nhằm tạo nên sự hài hòa cần thiết
với cảnh quan khu vực và với cảnh quan xung quanh.
- Phân tích yêu cầu công năng, kỹ thuật của công trình để làm cơ sở thuyết phục cho giải pháp thiết
kế lựa chọn
- Lựa chọn giải pháp tổ hợp mặt bằng, không gian và hình khối cùng với các giải pháp kỹ thuật liên
quan và thể hiện bằngngôn ngữ kiến trúc xây dựng (bản vẽ, mô hình, phim ảnh,…)
Quá trình thiết kế thường trải qua các bước:
- Xác định nhiệm vụ thiết kế: điều tra, phân tích các nhu cầu, biến các nhu cầu thành hệ thống số
liệu cụ thể, các sơ đồ quan hệ công năng, quy mô công trình,…
- Phác thảo ý đồ kiến trúc quy hoạch tổng mặt bằng và ý tưởng không gian, hình khối kiến trúc.
- Thiết kế kỹ thuật, tức hoàn chỉnh thiết kế cơ sở bằng cách phối hợp với các bộ môn kỹ thuật khác
(công nghệ, kết cấu, điện nước, thông gió, kinh tê,…).
- Thiết kế thi công với đủ chi tiết cần thiết để làm căn cứ thực hiện xây dựng trên công trường.
Ở một công trình đơn giản, các việc trên có thể do một kiến trúc sư chủ nhiệm đồ án chủ trì, phối
hợp và chỉ huy một tập thể gồm nhiều chuyên gia ở các lĩnh vực liên quan. Còn ở các công trình lớn,

phức tạp như một khu công nghệ phức hợp, một quần thể với nhiều thể loại công trình ở nhiều lĩnh vực
khác nhau, người kiến trúc sư có thể tham gia với tư cách một thành viên chịu sự chi phối của tổng công
trình sư.

16


Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực

Chương 3

CÁC LOẠI TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC
3.1 Xác định các loại tải trọng
Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 2737 - 95 "Tải trọng và tác động", tải trọng được chia thành tải
trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời.
Tải trọng thường xuyên (còn gọi là tĩnh tải) là tải trọng không biến đổi (vị trí đặt tải, độ lớn và
phương chiều) trong quá trình xây dựng và sử dụng công trìnhnhư trọng lượng bản thân của công trình,
trọng lượng đơn vị của vật liệu sẽ được sử dụng. Hệ số vượt tải của trọng lượng bản thân biến đổi từ 1,05
đến 1,3 tuỳ thuộc vào loại vật liệu và phương pháp thi công (lấy theo TCVN 2737 - 95)
Tải trọng thường xuyên tác dụng lên kết cấu, trong khi đó hoạt tải có thể xuất hiện ở những chỗ
khác nhau vào thời điểm khác nhau. Có thể tìm được vị trí xuất hiện của hoạt tải trên kết cấu làm cho nội
lực (ví dụ mômen) ở một tiết diện nào đó đạt giá trị lớn nhất (hoặc giá trị âm hoặc giá trị dương) bằng
hình dạng đường ảnh hưởng nội lực ở tiết diện đó.
3.1.1 Tải trọng mái
Tải trọng mái phụ thuộc vào vật liệu, cấu tạo các lớp mái, hình dạng của mái. Sau đây là 1 số lớp
mái thường gặp

Bảng 3-1. Tĩnh tải các lớp mái
STT
1

2
3
4
5

Các lớp sàn

Chiều
TLR
dày(mm) (kG/m3)

Hai lớp gạch lá nem
40
Hai lớp vữa lót
40
Gạch chống nóng
130
Bêtông chống thấm
40
Sàn BTCT
150
Tổng tĩnh tải

TT tiêu
chuẩn
(kG/m2)

Hệ số
vượt
tải

TT tính
toán
(kG/m2)

72
72
195
88
375
802

1.1
1.3
1.3
1.1
1.1

79.2
93.6
253.5
96.8
412.5
935.6

1800
1800
1500
2200
2500

Đối với nhà công nghiệp, các lớp mái cấu tạo đơn giản hơn:
+ Lớp tôn mạ màu
+ Lớp bông thủy tinh hoặc lưới chống nóng
+ Xà gồ C hoặc Z dập
+ Dầm mái hoặc dàn vì kèo mái
3.1.2 Tải trọng sàn tầng điển hình
Tải trọng sàn tầng điển hình cũng phụ thuộc nhiều vào các lớp cấu tạo sàn như chiều dày lớp bê
tông sàn, các lớp vữa, gạch lát nền, sàn lát gỗ hoặc loại vật liệu khác…
Bảng 3.2 giới thiệu 1 loại sàn hay gặp trong thực tế

Bảng 3-2. Tĩnh tải sàn S1 (nhà ở tầng điển hình)
STT

Các lớp sàn

Chiều
dày(mm)

TLR
(kG/m3)

TT tiêu
chuẩn
(kG/m2)

Hệ số
vượt
tải

TT tính
toán
(kG/m2)

1

Sàn gỗ công nghiệp

30

800

24

1.1

26.4

2

Vữa lót #50

20

1800

36

1.3

46.8

17


Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực
3

Bản sàn BT#350

120

2500

300

1.1

330

4

Vữa trát trần

15

1800

27

1.3

35.1

5

Trần thạch cao khung
kim loại

50

1.3

65

Tổng tĩnh tải

437

503.3

Các lớp cấu tạo trên có thể có đầy đủ hoặc có thêm các loại vật liệu khác tùy thuộc vào yêu cầu
chức năng của từng loại công trình hoặc công năng của từng căn phòng.
3.1.3 Tải trọng sàn WC
Tải trọng sàn vệ sinh được tính toán theo tiêu chuẩn tải trọng và các yêu cầu của từng loại công
trình. Bảng 5.3 giới thiệu tải trọng 1 loại sàn vệ sinh phổ biến

Bảng 3-3. Tĩnh tải sàn S2 (khu vệ sinh)
STT
1

2
3
4

Các lớp sàn

Chiều
TLR
dày(mm) (kG/m3)

Gạch lát chống trơn
Vữa lót #50
Bản sàn bêtông #350
Tấm trần thép
Tổng tĩnh tải

15
20
120

2000
1800
2500

TT tiêu
chuẩn
(kG/m2)

Hệ số
vượt

tải

TT tính
toán
(kG/m2)

30
36
300
50
416

1.1
1.3
1.1
1.3

33
46.8
330
65
474.8

3.1.4 Tải trọng gió
Tải trọng gió là 1 dạng hoạt tải, nó phụ thuộc vào vị trí của công trình, chiều cao, hình dáng, kích
thước, địa điểm xây dựng công trình…
Tải trọng chia làm 2 thành phần: thành phần tĩnh và thành phần động tác động lên công trình.
Đối với nhà dân dụng: Khi chiều cao nhà cao trên 40m thì phải kể đến thành phần động của tải
trọng gió
Đối với nhà công nghiệp có chiều cao trên 36m và tỉ số H/B>1,5 thì cũng phải xét đến thành phần

động của gió.
3.1.4.1 Thành phần tĩnh của tải trọng gió
Cơ sở xác định:
Theo TCVN 2737-1995, áp lực tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió được xác định:

W = n.K.C. Wo

(3-1)

Trong đó: + Wo là áp lực tiêu chuẩn. Với địa điểm xây dựng ta có Wo được tra trong tiêu chuẩn
TCVN 2737-95.
+ Hệ số vượt tải của tải trọng gió n = 1,2
+ Hệ số khí động C được tra bảng theo tiêu chuẩn và lấy :
C = + 0,8 (gió đẩy),
C = - 0,6 (gió hút)
+ Hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao K được nội suy từ bảng tra theo các độ cao Z
của cốt sàn tầng và dạng địa hình.
3.1.4.2 Thành phần động của tải trọng gió
1) Xác định tần số dao động riêng fi

18


Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực
Để xác định thành phần động của tải trọng gió, trước hết ta phải xác định tần số dao động riêng của
công trình theo các phương x,y.
- Để xác định tần số dao động riêng cho công trình, ta đưa công trình về dạng một thanh conxôn có
các điểm tập trung khối lượng của các tầng (kể cả tầng hầm) hoặc để nguyên khung đã khai báo để phần
mềm kết cấu tự động tính toán dao động.
Trong đó, các điểm quy đổi khối lượng nằm ở mức sàn các tầng, khối lượng tập trung tại đó bao

gồm tĩnh tải (trọng lượng bản thân các tầng,) và có kể đến tác dụng dài hạn của hoạt tải (coi như bằng một
nửa giá trị hoạt tải).
Để chương trình (ETABS Nonlinear hoặc SAP2000) tự động thực hiện tính toán như vậy, ta tiến
hành khai báo như sau:
- Xây dựng sơ đồ tính cho chương trình: sơ đồ khung - giằng liên kết cứng với mặt đất tại đáy tầng
hầm.
- Chọn hệ đơn vị tính là T - m. Định nghĩa vật liệu.
- Định nghĩa các phần tử dầm, cột - dạng Frame; bản sàn - dạng Shell; vách cứng - dạng Wall. Khai
báo kích thước tiết diện các phần tử Frame, Shell, Wall
- Định nghĩa các trường hợp tải trọng: tĩnh tải TT, hoạt tải HT1, HT2
- Gán các đặc trưng hình học vừa khai báo cho các phần tử.
- Định nghĩa nguồn khối lượng (Define Mass source): Define\Mass Source. Chọn các trường hợp tải
trọng với các hệ số tương ứng như sau:
Load
Multiplier
TT
1,0
HT
0,5
- Quy các khối lượng về tâm cứng của công trình bằng cách: Chọn tất cả các phần tử của khung rồi
dùng lệnh gán Assign\Joint-points\Diaphragms, chọn D1.
- Để giảm bớt khối lượng tính cho chương trình, khi đặt điều kiện cho chương trình tính ta chỉ chọn
xuất tần số của 12 dạng dao động đầu tiên bằng cách chọn trong ô Number of Modes trong tab Dynamic
Analysis Parameters
(Analyze\Set analysis Options ..\Set Dynamic Parameters)
- Sau khi cho chương trình chạy (F5), ta xuất kết quả sang Access Database như sau:
File\Export\Save Input/Output as Access Database file …
- Sau khi xuất kết quả sang Access Database, ta có thể chuyển sang file Exel để quản lý cho thuận
tiện trong việc in ấn, chỉnh sửa và theo dõi.
2) Xác định thành phần động của tải trọng gió

Dựa vào bảng 2.12 ta thấy công trình thỏa mãn điều (6.13.3) của TCVN 2737-1995
Ta phải so sánh giá trị của tần số dao động fi với tần số dao động fL có trong bảng tra để từ đó có thể
áp dụng các công thức tính toán thành phần động của tải trọng gió cho phù hợp. Thông thường nên lập
các bảng tính bằng Exel để quản lý cho thuận tiện.
3.1.5 Một số loại tải trọng khác
- Tải trọng của các loại kết cấu trong công trình như tường bao, tường, kính, các tấm vách ngăn che.
- Tường ngăn giữa các đơn nguyên, tường bao chu vi nhà dày 220; tường ngăn trong các phòng,
tường nhà vệ sinh trong nội bộ các đơn nguyên dày 110 được xây bằng gạch có γ =1200
kG/m3.
Ví dụ về 1 dạng tường bao gồm phần tường đặc xây bên dưới và phần kính ở bên trên trong nhà cao
tầng:

19


Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực
+ Trọng lượng tường ngăn trên dầm tính cho tải trọng tác dụng trên 1 m dài tường.
+ Trọng lượng tường ngăn trên các ô bản (tường 110, 220mm) tính theo tổng tải trọng của các
tường trên các ô sàn sau đó chia đều cho diện tích toàn bản sàn của công trình.
Chiều cao tường được xác định: ht= H-hs
Trong đó: ht -chiều cao tường .
H-chiều cao tầng nhà.
hs- chiều cao sàn, dầm trên tường tương ứng.
Ngoài ra khi tính trọng lượng tường, ta cộng thêm hai lớp vữa trát dày 2cm/lớp. Một cách gần đúng,
trọng lượng tường được nhân với hế số 0.75, kể đến việc giảm tải trọng tường do bố trí cửa số kính.
Kết quả tính toán trọng lượng của tường phân bố trên dầm ở các tầng được thể hiện trong bảng:

Bảng 3-4. Tải trọng tường xây
Dày
(m)

Cao
(m)

TLR
Giảm
(kG/m3)
tải

Tầng

Loại tường

Tầng
trệt,
tầng 14

Tường 20
Vữa trát 2 lớp

0.2
3
1200
0.04
3
1800
Tải phân bố trên dầm

0.75
0.75

Tầng
lửng, 1,
2, 3

Tường 20
Vữa trát 2 lớp

0.2
2.7
1200
0.04
2.7
1800
Tải phân bố trên dầm

0.75
0.75

Tải
trọng
tc
(kG/m)
540
162
702
486
145.8
631.8

n
1.1
1.3
1.1
1.3

Tải
trọng tt
(kG/m)
594
210.6
804.6
534.6
189.54
724.14

- Mái bằng sử dụng có trồng cây trên mái lấy không ít hơn 500daN/m2.
Mái bằng nhà cao tầng còn có thể dùng làm bái đỗ máy bay trực thăng. Tải trọng lớn nhất khi trực
thăng hạ cánh có thể tính theo công thức:

Q=

k .P
S

(3.2)

Trong đó:
K - hệ số động lực lấy bằng 3
P - trọng lượng của trực thăng căn cứ vào loại máy bay sử dụng. Khi không có số liệu chính xác,

trọng lượng của trực thăng loại nhỏ lấy bằng 20 – 30 kN, trực thăng loại trung bình từ 30 đến 50
kN.
S - diện tích chịu lực trong phạm vi khoảng cách giữa các bánh xe lấy theo số lượng thực tế hoặc
lấy bằng 2x2m cho loại nhỏ và 2x3m cho loại trung bình (m2).
Ngoài ra, còn có một số loại tải trọng khác như động đất, tải trọng do nổ mìn … là một số dạng tải
trọng đặc biệt. Trong đó, tải trọng động đất trong nhà cao tầng đã được qui định ban hành theo tiêu chuẩn
TCXDVN 375 - 2006 áp dụng trên toàn bộ lãnh thổ Việt nam.
3.2 Sự truyền tải trọng của các kết cấu
3.2.1 Tải trọng sàn truyền lên dầm

Khi giải bài toán khung phẳng, cần phải dồn tải trọng từ sàn về dầm chính và dầm phụ và đưa vào
khung cần tính toán.
Việc dồn tải trọng từ sàn về dầm tùy thuộc vào tỷ lệ giữa 2 cạnh l1, l2 của ô bản sàn.

20


Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực
Nếu l2> 2.l1 thì tải trọng được dồn về 2 dầm theo phương cạnh l2, mỗi dầm chịu một nửa tải trọng
của sàn truyền về. Xem gần đúng bản chịu uốn 1 phương, tải trọng từ bản truyền lên 2 khung đối diện,
mỗi khung làm việc theo khung phẳng (hình 3.1b)

Nếu l2< 2.l1 thì tải trọng được dồn về cả 4 dầm của ô sàn dưới dạng hình thang và hình tam giác.
Tải trọng hình thang và hình tam giác lại được qui đổi ra tải trọng phân bố đều nhằm thuận tiện cho việc
tính toán, khai báo (hình 3.1c)
+Với tải phân bố tam giác: qtđ=5/8.q
+Với tải phân bố hình thang: qtđ =(1- 2β2 + β3 ).q
Trong đó:
qtđ: Là tải trọng phân bố đều tương đương trên dầm.
q: Là tung độ lớn nhất của biểu đồ tải trọng tam giác và hình thang.

q = qb.

l1
2

qb: là tải trọng phân bố đều tiêu biểu, qb= gb+ pb

β=

l1
2l 2

l1: Cạnh ngắn của ô bản
l2: Cạnh dài của ô bản

Hình 3-1. Các trường hợp sàn truyền tải trọng đứng vào khung
Hình 3.2 giới thiệu 1 ví dụ về dồn tải trọng từ sàn về dầm.
3.2.2 Tải trọng dầm phụ truyền về dầm chính

Tải trọng dầm phụ truyền về dầm chính dưới dạng tải tập trung.
Gọi gd là tĩnh tải phân bố đều trên dầm phụ, nó truyền vào dầm chính thành lực tập trung G1

G1=0,5. gd.(l2t+l2p)
Trong đó l2t, l2p là khoảng cách giữa các dầm chính .
3.2.3 Dầm chính truyền tải trọng lên cột và móng

21

Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực
Dầm chính và cột được khai báo đồng thời trong quá trình tính toán nội lực bằng phần mềm kết cấu
nên việc truyền tải trọng này sẽ được chương trình tự động tính toán. Kết quả tính toán nội lực M, N, Q ở
chân cột tầng dưới cùng sẽ được truyền xuống móng.
3.3 Lựa chọn sơ đồ tính và tổ hợp nội lực
3.3.1 Lựa chọn và lập sơ đồ tính

Khung gồm các cột, các dầm liên kết với nhau và liên kết với móng. Trong sơ đồ khung các cột và
dầm được thay bằng trục của nó.
Về hình học và sự làm việc, phân biệt khung phẳng và khung không gian.
Khung gọi là phẳng khi trục các bộ phận của nó nằm trong một mặt phẳng và các tải trọng tác dụng
trong một mặt phẳng đó. Mặt phẳng đó được gọi là mặt phẳng khung hoặc mặt phẳng uốn.

6
«14
«9

«8

«7'

«9

«10

5
«9

«8

«7'

«9

«10

«14

4
cÇu thang

a

b

a

b

c

d

c

d

e

e

Hình 3-2. Mặt bằng dồn tải trọng từ sàn về dầm
Khung là không gian khi trục các bộ phận không nằm trong cùng một mặt phẳng hoặc tuy cùng nằm
trong một mặt phẳng nhưng có chịu tải trọng tác dụng ngoài mặt phẳng khung.
Trong kết cấu nhà, khung thường được cấu tạo thành hệ không gian (khối khung). Hệ khung không
gian có thể được xem là gồm các khung phẳng liên kết với nhau bằng các dầm, ngoài mặt phẳng khung.
Tuỳ theo phương án kết cấu chịu lực chính của nhà mà hệ khung có thể thuộc về nhà khung hoặc
nhà kết hợp.
Với nhà khung, hệ khung chịu toàn bộ tải trọng đứng và tải trọng ngang.
Với nhà kết hợp (với lõi cứng, vách cứng) khung chịu phần tải trọng đứng trực tiếp truyền vào nó
và chịu phần tải trọng ngang được phân phối cho nó.

22


Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực
Tuy hệ khung là không gian nhưng về sự làm việc và tính toán có thể theo sơ đồ không gian hoặc
theo sơ đồ khung phẳng tuỳ thuộc vào tải trọng tác dụng và mức độ gần đúng có thể chấp nhận được.

Với hệ khung của toàn nhà cũng tiến hành phân tích như trên để xem xét là khung làm việc theo
phẳng hoặc không gian. Từ chỗ phân tích sự làm việc của sàn để quyết định cách truyền tải trọng đứng.
Khi mà có thể xem toàn bộ tải trọng đứng trên sàn chỉ truyền lên các khung ngang (hoặc khung dọc) thì
các khung ấy được xem là làm việc theo khung phẳng đưới tác dụng của tải trọng đứng. Ngược lại thì
phải truyền tải trọng đứng lên cả khung dọc và ngang và có khung không gian.
Vói tải trọng ngang, người ta dựa vào mặt bằng kết cấu nhà để xét trường hợp bất lợi của tải trọng.
Khi mặt bằng nhà hẹp và dài, độ cứng tổng thể của nhà theo phương ngang là khá bé so với phương dọc.
Lúc này tác dụng của gió theo phương ngang là sẽ bất lợi hơn do đó chỉ xét gió theo phương ngang (hình
3.3a) và mỗi khung ngang được tính theo khung phẳng, chịu tác dụng của phần tải trọng gió phân phối
cho nó.
Khi mặt bằng kết cấu nhà có dạng gần vuông, độ cứng tổng thể của nhà theo hai phương gần bằng

nhau thì phải xét tác dụng của gió theo ba trường hợp: ngang, dọc và xiên (hình 3.3b). Với gió dọc và
ngang nhà các khung làm việc phẳng còn với gió xiên, khung làm việc không gian .

Hình 3-3. Các trường hợp bất lợi của gió đối với kết cấu nhà
Tính toán nội lực khung phẳng là bài toán kết cấu thông thường, có thể giải bằng nhiều phương
pháp khác nhau. Hiện nay các bài toán khung phẳng chủ yếu được giải nhờ việc sử dụng các phần mềm
tính toán trên máy tính.
Tính toán nội lực khung không gian là khá phức tạp và thường chỉ có thể giải nhờ các chương trình
khá mạnh (Sap200, Etabs, Staad Pro…) Có thể giải gần đúng bài toán khung không gian bằng cách đưa
về bài toán phẳng theo cách phân chia hệ khung thành các khung dọc và khung ngang, trên mỗi khung
xếp đặt các tĩnh tải và hoạt tải tác dụng lên khung đó. Giải toàn bộ các khung dọc và khung ngang theo
trường hợp khung phẳng. Nội lực trong dầm của khung nào là dầm đó còn nội lực là bằng tổng nội lực
trong cột ấy của hai khung giao nhau.
3.3.2 Sử dụng phần mềm tính toán nội lực

Trong khuôn khổ môn học này, giới thiệu 2 phần mềm khá phổ biến với những tính năng mạnh để
giải các bài toán kết cấu khung phẳng, khung không gian, các công trình đặc biệt như nhà thi đấu, công
trình thể thao, mái vòm, xi lô, bể chứa… là phần mềm tính kết cấu Sap2000 và Etabs.
Phần mềm Sap2000 là phần mềm có thể giải quyết được nhiều loại bài toán khác nhau với các hình
dáng đa dạng, kết cấu phức tạp. (phần mềm này sinh viên đã được học trong môn tin học ứng dụng)
Phần mềm Etabs là phần mềm chuyên dụng để tính toán nhà cao tầng với những tính năng khai báo,
mô tả kết cấu gần đúng như thực tế, giao diện dễ quan sát, quản lý. Đối với công trình, Etabs cung cấp các
lựa chọn tự động và chuyên dùng cấn thiết, làm cho quá trình tạo mô hình, phân tích và thiết kế nhanh

23


Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực
chóng, thuận tiện. Các công cụ cho việc bố trí sàn, cột, khung và tường vách, lõi cứng bất kể beetoong
hay thép, cũng như các kỹ thuật tạo tải trọng nhanh chóng theo phương đứng, phương ngang cung cấp

nhiều thuận tiện không có được ở các phần mềm phần tử hữu hạn khác. Tải trọng động đất và tải trọng
gió được tự động tạo ra theo các yêu cầu của tiêu chuẩn xây dựng được chọn. Tất cả các sự lựa chọn mô
hình và phân tích được tích hợp các đặc điểm của thiết kế BTCT, thép.
3.3.3 Tổ hợp nội lực
3.3.3.1 Đại cương về tổ hợp nội lực

Khi tính toán nội lực khung cần tính riêng nội lực do tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) và nội lực do
các trường hợp khác nhau của tải trọng tạm thời (hoạt tải). Cuối cùng cần tổ hợp để tìm ra các giá trị nội
lực bất lợi.
Vói các khung phẳng thuộc kết cấu nhà dân dụng, trong tổ hợp cơ bản cần xét 6 trường hợp tải
trọng sau:
Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) (hình 3.4a).
Tải trọng tạm thời cách tầng, cách nhịp trường hợp 1 (hình 3.4b).
Tải trọng tạm thời cách tầng, cách nhịp trường hợp 2 (hình 3.4c).
Tải trọng tạm thời trên toàn bộ dầm (hình 5.4d).
Tải trọng gió từ trái sang (hình 3.4e).
Tải trọng gió từ phải sang (hình 3.4g).

Hình 3-4. Các trường hợp tải trọng tính khung phẳng
Với kết cấu khung nhà công nghiệp, trong tổ hợp cơ bản còn phải xét thêm tải trọng do cầu trục
(gồm tác dụng thẳng đứng và tác dụng ngang) tác dụng ở một phía hay hai phía của cột đang xét.
Tính toán khung với tổ hợp đặc biệt còn cần xét thêm nội lực do tải trọng đặc biệt (động đất, cháy
nổ…).
Tổ hợp nội lực là một phép cộng có lựa chọn nhằm tìm ra những giá trị nội lực bất lợi để tính toán
cốt thép hoặc để kiểm tra khả năng chịu lực. Việc tổ hợp nội lực (hoặc tổ hợp tải trọng) được tiến hành
theo các tiêu chuẩn thiết kế. Tiêu chuẩn của các nước quy định cách tổ hợp có khác nhau.
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN2737 - 1995 về Tải trọng và tác động quy định hai tổ hợp cơ bản. Tổ
hợp cơ bản 1 gồm nội lực do tĩnh tải và nội lực do một trường hợp của hoạt tải (có lựa chọn). Tổ hợp cơ

24

Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực
bản hai gồm nội lực do tĩnh và nội lực do ít nhất hai hoạt tải (có lựa chọn trường hợp bất lợi) trong đó nội
lực của hoạt tải được nhân với hệ số 0,9. Khi trong tổ hợp có xét đến tải trọng cầu trục thì còn cần chú ý
đến hệ số tổ hợp khi xét đến sự hoạt động đồng thời của một, hai hay bốn cầu trục. Trong mỗi tổ hợp, tuỳ
theo trạng thái giới hạn được dùng để tính toán mà còn dùng hệ số độ tin cậy (hệ số vượt tải) của tải
trọng (tải trọng tính toán bằng tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số độ tin cậy).

Tiêu chuẩn thiết kế của Anh, Pháp, Mỹ không đưa riêng hệ số độ tin cậy mà ghép chung vào hệ số
tổ hợp. Các nội lực được xác định theo tải trọng tiêu chuẩn, ký hiệu như sau:
G- nội lực do tải trọng thường xuyên, trong đó một vài tiêu chuẩn thiết kế còn phân biệt Gmax là
trường hợp bất lợi (gây ra tác dụng cùng dấu với nội lực do hoạt tải) và Gmin là trường hợp có lợi (gây ra
tác dụng ngược dấu với nội lực do hoạt tải).
Pi (i=1,2…n) - nội lực do các hoạt tải.
Nội lực tổ hợp kí hiệu là S được tính với các hệ số tổ hợp khác nhau.
Khi xét tác dụng của một hoạt tải sàn Pk (như tổ hợp cơ bản 1 của TCVN) thì các hệ số trong các
tiêu chuẩn như sau:
Tiêu chuẩn Pháp BEAL-99:

S1=1,35Gmax+Gmin+1,5Pk.

(3.3)

Tiêu chuẩn Anh BS8110:

S1=1,4Gmax+Gmin+1,6Pk.

(3.4)

Tiêu chuẩn Mỹ- ACI 318:

S1=1,4G+1,7Pk

(3.5)

Khi xét tác dụng của cả hoạt tải sàn Pk và hoạt tải gió Pk thì:
Tiêu chuẩn Pháp:

S2=1,35G+1,5Pk+Pw

(3.6)

Hoặc S2=G+1,5Pw+1,3ψ 0Pk

(3.7)

ψ 0= 0,77 ÷ 0.9.

(3.8)

Tiêu chuẩn Anh:

S2 = 1,2G+1,2Pk+1,2Pw

(3.9)

Tiêu chuẩn Mỹ:

S2= 0,75(1,4G+1,7Pk)+1,6Pw

(3.10)

Cần chú ý rằng hệ số trong tổ hợp nội lực được lấy cao hơn chưa khẳng định được là độ an toàn của
kết sẽ cao hơn vì rằng độ an toàn còn phụ thuộc vào giá trị cường độ của vật liệu được dùng trong tính
toán (hoặc hệ số tin cậy đối với cường độ vật liệu). Cùng một loại bêtông và một loại thép thì cường độ
để tính toán trong các tiêu chuẩn có giá trị khác nhau. Chính vì điều này người thiết kế cần lưu ý khi sử
dụng các tiêu chuẩn. Đã xác định nội lực theo tiêu chuẩn nào thì phải lấy cường độ vật liệu theo tiêu
chuẩn tương ứng để tính toán, nếu không thì có thể gặp phải những nhầm lẫn đáng tiếc.
3.3.3.2 Tổ hợp nội lực khung phẳng theo TCVN.

Việc tổ hợp nội lực cơ bản của kết cấu khung phẳng đựoc giới thiệu khá chi tiết trong nhiều tài liệu
và giáo trình. ở đây chỉ trình bày một số vấn đề cơ bản.
Tổ hợp nội lực được lập riêng cho cột và dầm. Với cột cân ftiến hành tổ hợp đồng thời lực dọc N và
mô men uốn M cho từng tiết diện vì rằng khi tính toán cốt thép cần sử dụng cùng lúc cả N và M. Với mô
men M cần quy định chiều dương và trong bảng tổ hợp giá trị của M được mang dấu đại số.

25


Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực
Trong mỗi tổ hợp, tại mỗi tiết diện cần tổ hợp để tìm ra các cặp nội lực: Mmax và N tương ứng, Mmin
( giá trị max theo chiều ngược lại) và N tương ứng, Nmax và M tương ứng. Thí dụ về tổ hợp nội lực của
một đoạn cột của khung nhà dân dụng được trình bày ở bảng 3.5 còn thí dụ về tổ hợp nội lực của một tiết
diện cột nhà công nghiệp một tầng có cầu trục được trình bày ở bảng 3.6.

Bảng 3-5. Bảng tổ hợp nội lực cột khung nhà dân dụng.
Nội Nội lực do hoạt
Nội lực
Tổ hợp cơ bản 1

lực
tải
do gió
Tiết Nội do
Mmax Mmin Nmax
diện lực tĩnh TH1 TH2 TH3 Trái Phải
Ntư
Ntư Mtư
tải

A

M
N
M
N

B

1
27
230
-14
240

2
21
100
-10
100

3
-3
39
2
39

4
18
139
-8
139

5
-36
-7
37
-7.5

6
38
9
-35
6

7
65
239
23
232

8
-9
223
-49
246

9
45
369
-22
379

Tổ hợp cơ bản 2
Mmax
Ntư

Mmin
Ntư

Nmax
Mtư

10
80
328
21
268

11

-8
259
-54.5
335

12
77.4
363
-53
370

Ô A7: Mmax = 27+ 38 = 65 ; Ntư= 230 +9 = 239
A8: Mmin = 27- 36 = -9 ; Ntư= 230 -7 = 223
A9: Nmax = 230+ 139 = 369 ; Mtư= 27 +18 = 45
A10: Mmax = 27+ 0.9( 21+38) = 80 ; Ntư= 230 +0.9(100+9) = 328
A11: Mmin = 27+0.9(-3-36) = -8 ; Ntư= 230 +0.9(39-7) = 259
A12: Nmax = 230+ 0.9(139+9) = 363 ; Mtư= 237 +0.9(18 +38) = 77.4
B12: Nmax = 240+ 0.9(139 +6) = 370 ; Mtư= -14 +0.9(-8 -35) = -53.

Bảng 3-6. Bảng tổ hợp nội lực cột nhà công nghiệp
Tiết
diện

Nội
lực

Nội
lực
do
tĩnh

tải

Nội lực do hoạt
tải mái
TH1

TH2

1
2
3
M
0.4
-0.5
0.6
N
118
7
8
Tổ hợp cơ bản 1

C

Mmax
Ntư
11
1,7,8
24.2
165.6

Mmin
Ntư
12
1,5,6
-18.3
158

TH3
4
0.1
15

Nmax
Mtư
13
1,5,6,7,8
7.4
190

Nội lực do cầu trục
Bên trái
5
-20
47

Bên phải

Nội lực do
gió
Trái

6
7
8
9
±3
25
14
14
0
56
0
0
Tổ hợp cơ bản 2

Mmax
Ntư
14
1,3,7,8,9
35
150.4

Mmin
Ntư
15
1,2,5,6,10
-29.5
161

Phải

10
-14
0

Nmax
Mtư
16
1.4.5.6.7.8.9
19.4
196.4

Trong bảng 3-6, hoạt tải mái được xét trong 3 trường hợp: trường hợp 1 hoạt tải phía bên trái;
trường hợp 2 hoạt tải ở phía bên phải; trường hợp 3 hoạt tải ở cả hai bên.
Với nội lực do cầu trục lấy hệ số 0.85 khi xét hoạt động đồng thời của cầu trục và 0.7 khi xét 4 cầu
trục.
Ô C11: Mmax = 0.4+ 0.85(25+3)= 24.2
N=118 + 0.85x56 = 165.6

26


Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực
C12:
Mmin = 0.4 + 0.85(-20-2) = -18.3

N= 118 + 0.85x47 = 158
C13:

Nmax = 118+ 0.7(47+56)= 190
M=0.4 + 0.7(-20+2+25+3) = 7.4

C14:

Mmax = 0.4 + 0.9[0.6+0.85(25+3)+14] = 35
N= 118 + 0.9x(8+0.85x56) = 158

C15:

Mmin= 0.4 + 0.9[ - 0.5- 0.85(20+2) -14] = -29.5
N=118 + 0.9[ -7 +0.85x47] = 161

C16:

Nmax = 118 + 0.9[15 +0.7(47+56)] = 196.4
M= 0.4 +0.9[0.4 +0.7(-20 +2 +25 +3) +14] =19.4

Khi tổ hợp nội lực thường ngưòi ta chỉ chú trọng đến các cặp nội lực gồm M và N tác dụng đồng
thưòi mà bỏ qua lực cắt với nhận xét là lực cắt trong cột khá bé, riêng bêtông đủ khả năng chịu mà không
cần tính toán cốt thép ngang (để chịu lực cắt). Với tiết diện ở chân cột còn phải tổ hợp thêm lực cắt để có
số liệu khi tính móng. Với những tiết diện khác nếu thấy rằng lực cắt là đáng kể, cần phải tính cốt thép
ngang thì cần tổ hợp thêm lực cắt.
Với khung dầm, nội lực chủ yếu là mômen uốn M và lực cắt Q, ngoài ra còn có lực dọc N (kéo hoặc
nén). Thông thường đối với dầm có thể bỏ qua ảnh hưởng của lực nén nếu Nn ≤ 0,1 Rbbh0 và bỏ qua ảnh
hưởng của lực kéo Nk nếu Nn ≤ 0,1 Rbtbh0. (Rb và Rbt là cường độ tính toán của bêtông về nén và kéo) và
chỉ tổ hợp nội lực M và Q. Cần tổ hợp riêng M và Q để vẽ biểu đồ bao của M và Q. Với dầm không tổ
hợp M và Q tương ứng vì M và Q được dùng riêng để tính toán cốt thép dọc và cốt thép ngang (không
dùng đồng thời như M và N ở trong cột). Tổ hợp nội lực của một đoạn dầm khung được trình bày ở trong
bảng 3-7, 3-8 và trên hình 3.5

Bảng 3-7. Tổ hợp mô men của dầm khung

Tiết
diện

A
B
C

Nội
lực
do
tĩnh
tải
-50
40
-56

Nội lực do hoạt
tải sàn

Nội lực do
gió

Tổ hợp CB
1

Tổ hợp CB 2

TH1

TH2

TH3

Trái

Phải

Mmax

Mmin

Mmax

Mmin

-25
36
-22

-20
-10
-24

-45
26
-46

38
3
-37

-32
-4
35

-12
76
-21

-95
30
-102

75.1
-

-119.3
27.4
-130.7

Bảng 3-8. Tổ hợp lực cắt của dầm khung
Tiết
diện

A
B
C

Nội
lực

do
tĩnh
tải
34
-1
-36

Nội lực do hoạt
tải sàn

Nội lực do
gió

Tổ hợp CB 1

Tổ hợp CB 2

TH1

TH2

TH3

Trái

Phải

Mmax

Mmin

Mmax

Mmin

-24
-2
-20

-8
-8
-8

16
-10
-28

15
15
15

-12
-12
-12

58
14
-21

22

-13
-64

69.1
-

16
-20.8
-72

Cần chú ý rằng Mmax và Mmin cũng như Qmax và Qmin được thể hiện với dấu đại số và có thể là khác
dấu hoặc cùng dấu.
Hình bao mô men và hình bao lực cắt của đoạn dầm được thể hiện trên hình 3.5.

27


Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực

Hình 3-5. Hình bao mômen và lực cắt dầm khung
Cần chú ý rằng, để vẽ được hình bao mômen chính xác hơn thì cần tính thêm giá trị Mmax, Mmin cho
một số tiết diện nữa ở khoảng giữa của dầm. Hình bao lực cắt vẽ ở hình 3.5b ứng với trường hợp đoạn
dầm không chịu tải trọng tập trung. Nếu trên đoạn dầm có tải trọng tập trung thì biểu đồ lực cắt có bước
nhảy tại nơi đặt lực tập trung, cần xác định thêm Qmax Qmin tại tiết diện đó.
Trong trường hợp nếu xét thấy không thê bỏ qua lực dọc N khi tính toán dầm thì cần phải tổ hợp
mô men M trong dầm cùng với lực dọc N như đối với cột.
3.3.3.3 Tổ hợp nội lực khung không gian

So với việc tổ hợp nội lực khung phẳng thì tổ hợp nội lực khung không gian là phức tạp hơn rất
nhiều vì phải xét đồng thời đến 6 thành phần nội lực.

1) Tổ hợp nội lực dầm
Gắn các trục Oxyz vào dầm như trên hình 3-6. Thông thường cần quan tâm đến Mx, Qy là nội lực
tác dụng trong mặt phẳng xOz mà có thể bỏ qua My, Qy tác dụng trong mặt phẳng yOz. Tuy vậy với
khung không gian còn cần chú đến mômen xoắn Mt tác dụng trong mặt phẳng xOy (vuông góc với trục
dầm).

Hình 3-6. Các mômen trong dầm khung không gian
Khi xét thấy không thể bỏ qua mômen xoắn Mt thì cần tổ hợp có cùng với mômen uốn để tính toán
hoặc kiểm tra cốt thép chịu đồng thời cả uốn và xoắn.
2) Tổ hợp nội lực cột
Gắn trục Oxyz vào cột như hình vẽ 3-7. Tổ hợp nội lực cần quan tâm lực dọc N và các mômen Mx,
My. Ngoài ra trong những trường hợp cần thiết còn phải xét đến lực cắt Qx, Qy và mômen xoắn Mt.
Để xác định được các giá trị cần bất lợi của Mx, My, và N cần phải chú ý phân tích sơ đồ khi tính tải
trọng đứng và tải trọng ngang.

28


Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực
- Với hoạt tải đứng trên sàn.

Lấy ví dụ mặt bằng kết cấu với 2 sàn thuộc hai tầng liên tiếp như trên hình 3-8. Tương tự như
trường hợp xếp hoạt tải cách tầng cách nhịp ở hình 3-4b, c cần xét 4 dạng chất tải: cách tầng cách nhịp
theo phương ngang và cách tầng cách nhịp theo phương dọc. ở các ô chạch chéo hai phương được chất
100% hoạt tải còn các ô gạch chéo theo một phương được chất tải 50%. Tuy vậy cách xếp tải như thế mới
tạo ra sự bất lợi cho cột cọc với dầm thì được hoàn toàn. Để có được giá trị mômen dương ở giữa mỗi
nhịp dầm thì cần chất 100% hoạt tải lên các ô gạch chéo. Chú ý rằng nếu chất hoạt tải như vừa nói, khi tổ
hợp nội lực đêt tính cột sẽ có những ô được chất hoạt tải gấp đôi làm tăng qua mức lực nén trong cột.

Hình 3-7. Nội lực chủ yếu trong cột khung không gian

Hình 3-8. Sơ đồ chất hoạt tải đứng lên sàn để tính nội lực khung không gian.
Ngoài 4 trường hợp chất hoạt tải cách tầng cách nhịp còn có trường hợp chất hoạt tải lên toàn bộ
sàn.
Trong những nhà nhiều tầng có tĩnh tải khá lớn so với hoạt tải (g> 2p với g và p là tĩnh tải và hoạt
tải trên dầm) và có chiều cao nhà khá lớn (trên 40 m) thì mômen trong dầm và cột do hoạt tải đứng gây ra

29


Chương 3. Các loại tải trọng và tổ hợp nội lực
là khá bé so với mômen do tĩnh tải và tải trọng gió gây ra. Lúc này có thể tính toán gần đúng bằng cách
bỏ qua trường hợp xếp hoạt tải đứng cách tầng cách nhịp mà gộp toàn bộ hoạt tải sàn và tĩnh tải để tính.

Tổ hợp nội lực cho cột khung không gian cần xét các trường hợp sau:
Mxmax, My và Ntư
Mymax, My và Ntư
Nmax, My và Mx
Trong quá trình tính toán nội lực cần quy định dấu của Mx, My khi tổ hợp cũng phải chú ý đến dấu.
Tuy vậy, cột khung không gian thường được bố trí thép đối xứng do đó khi tổ hợp chỉ cần tìm Mx max và
My max là những mômen lớn nhất về giá trị tuyệt đối mà không cần tìm giá trị lớn nhất của M dương và M
âm.Nếu có dự kiến đặt cốt thép không đối xứng thì bắt buộc phải tổ hợp để tìm được các bộ ba nội lực với
Mx, My có giá trị dương lớn nhất (max) và giá trị âm lớn nhất (min - mômen âm có giá trị tuyệt đối lớn
nhất).
Bài tập:
Bài 1: Tính toán tải trọng sàn nhà dân dụng có cấu tạo 4 lớp: lớp 1 - gạch lát dày 10cm, lớp 2 - vữa lót
dày 30mm, lớp 3 sàn BTCT chịu lực dày 80mm, lớp 4 - vữa trát trần dày 10mm. Hoạt tải tiêu chuẩn
PTC=5 kN/m2, hệ số vượt tải n=1,2.
ĐS: Tải trọng toàn phần là 9,36kN/m2, tải trọng trên dải bản 1m là 9,36kN/m.
Bài 2: Tính toán tải trọng sàn nhà công nghiệp có cấu tạo 3 lớp: lớp 1 - vữa XM cát dày 20mm, lớp 2 sàn

BTCT chịu lực dày 80mm, lớp 3 - vữa trát trần dày 10mm. Hoạt tải tiêu chuẩn PTC=1000kG/m2, hệ số
vượt tải n=1,2.
ĐS: Tải trọng toàn phần là 1490kG/m2, tải trọng trên dải bản 1m là 1490kG /m.

30


Chương 4. Tính toán cấu kiện sàn nhà DD & CN

Chương 4

TÍNH TOÁN CẤU KIỆN SÀN NHÀ DD&CN
4.1 Tính toán khả năng chịu lực cấu kiện sàn
4.1.1 Sơ đồ sàn
Xét tỉ số của cạnh ngắn l1 và cạnh dài l2 của ô bản sàn:

l2
r= < 2 → bản làm việc theo 2 phương
l1
r=

l2
> 2 → bản làm việc theo 1 phương.
l1

Cũng có thể tăng giới hạn vừa nêu lên thành 2,5 hoặc 3.
Vì điều kiện r<2 là gần đúng nên khi tính tỉ số r có thể lấy l1, l2 là khoảng cách giữa các trục dầm,
hoặc muốn chính xác hơn thì lấy nhịp tính toán của ô bản theo hai phương là lt1, lt2.
Gọi dầm dọc là dầm đặt theo cạnh dài l2, dầm ngang đặt theo cạnh l1 của bản. Thường có 2 dạng của
sơ đồ hệ dầm.

1) Tại chỗ dầm dọc và dầm ngang giao nhau đều có cột (hình 4.1a), lúc này gọi các dầm là “dầm
sàn”, không phân biệt dầm chính, dầm phụ.
2) Có những dầm dọc không kê trực tiếp lên cột mà chỉ kê lên các dầm ngang, lúc này gọi dầm dọc
là “dầm sàn”, nó làm việc gần giống như dầm phụ, còn dầm ngang đóng vai trò dầm chính
(hình 4.1b).

Hình 4-1. Sơ đồ sàn có bản kê 4 cạnh
Việc chọn kích thước của bản và dầm cũng như việc xác định tải trọng trên sàn đã giới thiệu ở môn
BTCT 1. Tải trọng phân bố đều trên bản gồm tĩnh tải gb, hoạt tải pb, tải trọng toàn phần qb= gb+ pb
(kg/cm2)
4.1.2 Xác định nội lực trong bản
4.1.2.1 Sơ đồ tính toán
Tùy theo kích thước của mặt bằng mà có thể làm bản đơn hoặc bản liên tục. bản đơn chỉ gồm một ô.
Bản liên tục gồm nhiều ô đổ bê tông liền nhau. Gối tựa của bản có thể kê tự do hoặc liên kết cứng với
dầm.
Nhịp tính toán của mỗi ô bản được xác định theo cả 2 phương, kí hiệu lt1, lt2. Ở gối tựa kê tự do,
nhịp tính toán lấy đến mép gối cộng thêm nửa chiều dày bản. Ở gối tựa liên kết cứng với dầm, nhịp tính
toán lấy đến mép dầm. Như vậy gọi loi là khoảng cách nội giữa hai mép gối tựa thì
-

Khi hai gối tựa đều liên kết cứng: lti = loi.

-

Khi một bên liên kết cứng, một bên tự do: lti = loi + 0,5hb.

31


Chương 4. Tính toán cấu kiện sàn nhà DD & CN

-

Khi hai gối tựa đều kê tự do: lti = loi + hb.

Nội lực trong bản có thể tính theo sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ khớp dẻo. Theo sơ đồ đàn hồi, chủ yếu
dựa vào các bảng tính toán lập sẵn dùng cho các bản đơn và lợi dụng nó để tính toán bản liên tục. Tính
toán theo sơ đồ khớp dẻo dựa vào phương trình tổng quát rút ra từ điều kiện cân bằng công khả dĩ của
ngoại lực và của nội lực.
4.1.2.2 Tính toán bản đơn kê tự do
Bản kê tự do cả 4 cạnh, nhịp tính toán lt1 và l2t, chịu tải trọng phân bố qb. Trong bản có mômen tác
dụng theo 2 phương.
M01 - mômen dương lớn nhất ở giữa ô bản, tác dụng theo phương cạnh ngắn.
M02 - như trên, theo phương cạnh dài
Tính M01, M02 trên phạm vi 1 dải bản có bề rộng b1=1m
Dùng kí hiệu 0 ở chỉ số có ý nghĩa là của bản đơn kê tự do.
Trong tính toán thực hành có thể dùng một trong hai cách sau để xác định M01, M02. Kết quả tính
M
theo hai cách có thể khác nhau do chỗ lấy hệ số tương quan θ = 02 khác nhau. Ngay khi lấy θ giống
M 01
nhau thì kết quả cũng có thể không trùng nhau. Dưới đây giới thiệu cả 2 cách, khi tính toán thực tế chỉ
cần dùng 1 cách.
1) Cách tính có dùng bảng tra
Tính

M 01 = mqblt21

(4.1)

Trong đó m - hệ số, tra theo bảng 4.1 phụ thuộc vào tỉ số r=lt2/lt1.

Bảng 4-1. Hệ số m
r=lt2/lt1
m

1
0,042

1,2
0,057

1,4
0,07

1,6
0,08

1,8
0,087

2
0,093

2

⎛l ⎞
1
θ1 = ⎜ t1 ⎟ = 2
r
⎝ lt 2 ⎠
M 02 = θ1.M 01.

(4.2)

2) Cách tính theo phương trình
Từ phương trình tổng quát lập cho ô bản có liên kết bất kỳ, tính theo sơ đồ khớp dẻo (xem công
thức 4.4), khi cho mọi mômen âm ở các gối tựa đều bằng không, đưa về được công thức sau:
M 01 =

3lt 2 − lt1
qb .lt21
24 [lt 2 + θ .lt1 − (1 + θ ).lk ]

(4.3)

Tỉ số θ lấy theo hướng dẫn của bảng 4.2
Khi cốt thép trong mỗi phương được đặt đều (hình 4.2a) thì lấy lk=0
Tính M 02 = θ1.M 01.

32