Ví dụ hướng dẩn tính toán kết cấu liên hợp theo tiêu chuẩn châu âu EN1994 1 1, với phần tính tải trọng hoàn toàn theo tiêu chuẩn châu âu

Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH .................................................. 9
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH .............................................................................. 9
1.1.1. Quy mô của công trình ....................................................................................... 9
1.2. Giải pháp kiến trúc công trình ................................................................................. 10
1.2.1. Giải pháp mặt bằng ........................................................................................... 10
1.2.2. Giải pháp mặt đứng .......................................................................................... 11
1.2.3. Giải pháp hình khối .......................................................................................... 11
1.2.4. Giải pháp giao thông công trình ....................................................................... 11
1.3. GIẢI PHÁP KĨ THUẬT KHÁC ............................................................................. 11
1.3.1. Hệ thống điện ................................................................................................... 11
1.3.2. Hệ thống nước .................................................................................................. 11
1.3.3. Hệ thống thoát nước ......................................................................................... 11
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH ............................................ 12
2.1. Lựa chọn giải pháp kết cấu ...................................................................................... 12
2.1.1. Hệ kết cấu chính theo phương đứng ................................................................. 12
2.1.2. Hệ kết cấu theo phương ngang ......................................................................... 13
2.1.3. Kết cấu phần ngầm ........................................................................................... 14
2.2. Tổng quan về kết cấu liên hợp thép-bê tông ........................................................... 14
2.2.1. Giới thiệu về kết cấu liên hợp .......................................................................... 14
CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU ................................. 17
3.1. BÊ TÔNG ................................................................................................................ 17
3.1.1. Các chỉ tiêu về cường độ của bê tông ............................................................... 17
3.1.2. Cường độ thiết kế (Desgin compressive) ......................................................... 18
3.1.3. Qui định của bê tông của Việt Nam – TCVN 5574-2012 ................................ 19
3.1.4. Quy đổi cường độ bê tông từ TCVN 5574-2012 sang Eurocode ..................... 20
3.2. THÉP ....................................................................................................................... 21
3.2.1. Cốt Thép ........................................................................................................... 21
3.2.2. Thép kết cấu (thép làm lõi chịu lực của kết cấu liên hợp) ................................ 21

Trang 1

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

3.2.3. Tôn định hình sàn liên hợp ............................................................................... 22
3.2.4. LIÊN KẾT ........................................................................................................ 23
3.3. LỰA CHỌN LOẠI VẬT LIỆU CHO CÔNG TRÌNH ........................................... 23
3.3.1. Bê tông sử dụng cho dầm,sàn cột, cọc và đài cọc ............................................ 23
3.3.2. Cốt thép gân Φ ≥10 dùng cho kết cấu bên trên và đài cọc ............................... 24
3.3.3. Cốt thép gân Φ < 10 dùng cho cốt thép ngang ................................................. 24
3.3.4. Cốt thép trơn Φ < 10 ........................................................................................ 24
3.3.5. Thép kết cấu ..................................................................................................... 24
3.3.6. Bulong .............................................................................................................. 24
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ......................................................................... 25
4.1. TỈNH TẢI ................................................................................................................ 25
4.1.1. Sàn hầm ............................................................................................................ 25
4.1.2. Sàn tầng điển hình ............................................................................................ 25
4.1.3. Trọng lượng tường xây..................................................................................... 26
4.1.4. Tải đất ............................................................................................................... 26
4.2. Hoạt tải .................................................................................................................... 26
4.2.1. Hoạt tải giai đoạn liên hợp (Composite stage) ................................................. 26
4.2.2. Hoạt tải trong giai đoạn thi công (Contruction stage) ...................................... 27
4.3. Tải gió...................................................................................................................... 27
4.3.1. Vận tốc gió cơ bản (Basic wind velocity) ........................................................ 28
4.3.2. Vận tốc gió trung bình (Mean velocity) ........................................................... 29
4.3.3. Gió rối loạn (Wind turbulence) ........................................................................ 30

4.3.4. Áp lực vận tốc đỉnh (Peak velocity pressure) .................................................. 31
4.3.5. Áp lực gió lên bề mặt (Wind pressure on surfaces) ......................................... 31
4.3.6. Hệ số kết cấu Cs Cd (Structural factor)............................................................. 36
4.3.7. Lực gió (wind force) ........................................................................................ 41
CHƯƠNG 5. TỔ HỢP TẢI TRỌNG ................................................................................. 43
5.1. Trạng thái giới hạn về độ bền (Ultimate limit states)(ULS) ................................... 43
5.2. Trạng thái giới hạn sử dụng (Serviceability limit states)(SLS) .............................. 44

Trang 2

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

5.3. Bảng tổ hợp tải trọng ............................................................................................... 45
CHƯƠNG 6. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN .............................................................................. 46
CHƯƠNG 7. TÍNH TOÁN SÀN LIÊN HỢP ĐIỂN HÌNH .............................................. 50
7.1. Mặt bằng bố trí dầm sàn .......................................................................................... 50
7.2. Cấu tạo và lựa chọn loại tôn .................................................................................... 51
7.3. Độ cứng của sàn liên hợp ........................................................................................ 55
7.4. Các dạng phá hoại ................................................................................................... 56
7.5. Tính toán sức kháng của tiết diện ............................................................................ 56
7.6. Tính toán kiểm tra trong giai đoạn thi công của sàn liên hợp (construction stage) 57
7.6.1. Tải trọng tác động ............................................................................................. 57
7.6.2. Tính toán trong trạng thái cực hạn ULS (Ultimate limit state) ........................ 58
7.6.3. Tính toán trong giai đoạn sử dụng SLS (Serivceability limit state) ................. 61
7.7. Tính toán kiểm tra trong giai đoạn composite ......................................................... 62
7.7.1. Tính toán trong trạng thái cực hạn ULS (Ultimate limit state) ........................ 62
7.7.2. Tính toán trong trạng thái giới hạn sử dụng SLS (Serviceability limit states) . 68

7.7.3. Tính toán nứt bê tông ....................................................................................... 71
7.7.4. Kiểm tra chống cháy......................................................................................... 71
7.8. Tính toán liên kêt giửa sàn và vách cứng ................................................................ 72
7.8.1. Vị trí liên kết ..................................................................................................... 72
7.8.2. Nội lực thiết kế ................................................................................................. 72
7.8.3. Kiểm tra liên kết ............................................................................................... 72
7.8.4. Khả năng chịu lực bulong neo vào vách .......................................................... 73
CHƯƠNG 8. TÍNH TOÁN DẦM PHỤ LIÊN HỢP.......................................................... 74
8.1. Phân loại tiết diện ngang ......................................................................................... 75
8.2. Sơ đồ tính dầm phụ .................................................................................................. 77
8.3. Tải trọng tác động .................................................................................................... 78
8.4. Tính toán trong trạng thái uls (Ultimate limit state) ................................................ 79
8.4.1. Nội lực tính toán ............................................................................................... 79
8.4.2. Kiểm tra dầm phụ trong giai đoạn thi công (construction stage) ..................... 79
8.4.3. Kiểm tra dầm phụ trong giai đoạn composite (composite stage) ..................... 85
Trang 3

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

8.5. Tính toán dầm trong trạng thái SLS (Serviceability limit state) ............................. 93
8.5.1. Tính toán độ võng trong giai đoạn thi công (Construction stage deflection) .. 93
8.5.2. Tính toán độ võng trong giai đoạn composite (Composite stage deflection) .. 93
8.5.3. Kiểm tra rung động dầm thép........................................................................... 96
8.5.4. Nứt bê tông ....................................................................................................... 96
CHƯƠNG 9. TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH LIÊN HỢP ..................................................... 96
9.1. Sơ đồ tính dầm chính............................................................................................... 96
9.2. Tải trọng tác động ................................................................................................... 98

9.3. Kiểm tra dầm chính trong trạng thái ULS (Ultimate limit state) ............................ 99
9.3.1. Nội lực tính toán ............................................................................................... 99
9.3.2. Phân loại tiết diện ........................................................................................... 100
9.3.3. Tính toán dầm chính trong giai đoạn thi công (Construction stage) .............. 101
9.3.4. Tính toán dầm chính trong giai đoạn compostie (Composite stage).............. 105
9.4. Kiểm tra dầm chính trong trạng thái SLS (Serviceability limit state) .................. 114
9.4.1. Tính toán độ võng trong giai đoạn thi công (Construction stage deflection) 114
9.4.2. Tính toán độ võng trong giai đoạn composite (Composite stage deflection) 114
9.4.3. Kiểm tra rung động dầm thép......................................................................... 115
9.4.4. Nứt bê tông ..................................................................................................... 116
CHƯƠNG 10. TÍNH TOÁN CỘT LIÊN HỢP ĐIỂN HÌNH .......................................... 117
10.1. Cấu tạo cột liên hợp............................................................................................. 117
10.2. Phương pháp tính toán ........................................................................................ 117
10.3. Tải trọng tác động ............................................................................................... 118
10.4. Các kích thước hình học của cột ......................................................................... 118
10.4.1. Diện tích cột ................................................................................................. 118
10.4.2. Moment quán tính của tiết diện cột (Second moments of area)................... 119
10.4.3. Moment cản (Plastic section moduli) ........................................................... 120
10.5. Kiểm tra tỷ lệ thép kết cấu và bê tông ................................................................. 121
10.6. Ổn định cục bộ .................................................................................................... 121
10.7. Tính toán độ cứng chống uốn quy đổi (effective flexural stiffness) ................... 121
Độ cứng chống uốn quy đổi trục y-y ........................................................................ 121
Trang 4

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

Độ cứng chống uốn quy đổi trục z-z ......................................................................... 122

10.8. Tính toán độ mảnh tương đương ......................................................................... 122
10.9. Kiểm tra khả năng kháng lực dọc khi chịu nén đúng tâm ................................... 123
10.10. Thành lập biểu đồ tương tác theo trục y-y......................................................... 124
10.10.1. Điểm A trục y-y .......................................................................................... 126
10.10.2. Điểm D trục y-y .......................................................................................... 126
10.10.3. Điểm C trục y-y .......................................................................................... 127
10.10.4. Điểm B trục y-y .......................................................................................... 128
10.11. Thành lập biểu đồ tương tác theo trục Z-Z ........................................................ 129
10.11.1. Điểm A trục z-z .......................................................................................... 129
10.11.2. Điểm D trục z-z .......................................................................................... 130
10.11.3. Điểm C trục z-z .......................................................................................... 130
10.11.4. Điểm B trục z-z .......................................................................................... 132
10.12. Biểu đồ tương tác Của cột ................................................................................. 132
10.13. Kiểm tra điều kiện xét hiệu ứng bậc 2 p-  ...................................................... 134
10.13.1. Độ cứng chống uốn quy đổi của hiệu ứng bậc 2 ........................................ 134
10.13.2. Lực tới hạn đàn hồi Euler của hiệu ứng bậc 2 ............................................ 134
10.13.3. Điều kiện kiểm tra hiệu ứng bậc 2.............................................................. 134
10.14. Kiểm tra khả năng chịu nén kết hợp uốn phẳng của cột ................................... 135
10.15. Kiểm tra khả năng chịu nén kết hợp uốn phẳng hai phương đồng thời ............ 136
CHƯƠNG 11. TÍNH TOÁN VÁCH BÊ TÔNG CỐT THÉP ......................................... 137
11.1. Tính toán vách cứng lõi thang ............................................................................. 137
11.1.1. Quan niệm tính toán vách cứng .................................................................... 137
11.1.2. Các phương pháp tính toán vách cứng ......................................................... 137
11.1.3. Tính toán Pier vách điển hình....................................................................... 144
11.2. Tính toán dầm lanh tô thang máy (phần tử spandrel).......................................... 148
11.2.1. Tính toán dầm khi chịu uốn .......................................................................... 148
11.2.2. Tính toán chịu cắt cho dầm lanh tô .............................................................. 150
11.2.3. Dầm coupling ............................................................................................... 150
11.2.4. Tính toán Spandrel S1 .................................................................................. 151
Trang 5

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

11.3. Kiểm tra vách bằng phần mếm ADsec ................................................................ 153
CHƯƠNG 12. LIÊN KẾT DẦM PHỤ VÀO DẦM CHÍNH........................................... 157
12.1. Giới thiệu ............................................................................................................. 157
12.2. Cấu tạo ................................................................................................................. 158
12.3. Tính toán liên kết dầm phụ vào dầm chính điển hình ......................................... 160
12.3.1. Bước 1: Kiểm tra các điều kiện cấu tạo ....................................................... 160
12.3.2. Bước 2: Kiểm tra nhóm bu lông chịu cắt ..................................................... 161
12.3.3. Bước 3: Kiểm tra bản mã ............................................................................. 164
12.3.4. Bước 4: Kiểm tra cắt dầm phụ ..................................................................... 165
12.3.5. Bước 5: Kiểm tra khả năng chịu lực của lực của dầm tại vị trí vát .............. 166
12.3.6. Bước 6:Kiểm tra ổn định cục bộ dầm tại vị trí vát ....................................... 167
12.3.7. Bước 7:Kiểm tra ổn định tổng thể chổ bị vát ............................................... 168
12.3.8. Bước 8:Đường hàn ....................................................................................... 168
12.3.9. Bước 9:Kiểm tra ổn định bụng dầm chính liên kết ...................................... 168
CHƯƠNG 13. LIÊN KẾT DẦM CHÍNH VỚI CỘT ...................................................... 169
13.1. Giới thiệu ............................................................................................................. 169
13.2. Phương pháp phân tích ........................................................................................ 171
13.3. Phương pháp sắp xếp các lò xo ........................................................................... 175
13.4. Tính toán liên kết điển hình................................................................................. 178
13.4.1. Thành phần thứ 2: Bụng cột chịu nén .......................................................... 180
13.4.2. Thành phần thứ 3: Bụng cột chịu kéo .......................................................... 182
13.4.3. Thành phần thứ 4:Cánh cột chịu uốn ........................................................... 183
13.4.4. Thành phần thứ 5: bản thép nối chịu uốn ..................................................... 184
13.4.5. Thành phần thứ 6:Cánh dầm chịu nén ......................................................... 185

13.4.6. Thành phần thứ 7: Bụng dầm chịu kéo ........................................................ 185
13.4.7. Thành phần thứ 8: Bu lông chịu kéo ............................................................ 186
13.4.8. Thành phần thứ 9: Cốt thép sàn chịu kéo ..................................................... 186
13.4.9. Thành phần thứ 1:Bụng cột chịu cắt ............................................................ 187
13.4.10. Khả năng chịu moment của mối nối .......................................................... 189
13.4.11. Độ cứng danh định của liên kết .................................................................. 189
Trang 6

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

13.4.12. Khả năng chịu cắt của mối nối ................................................................... 190
CHƯƠNG 14. LIÊN KẾT CỘT- CỘT............................................................................. 191
14.1. Giới thiệu ............................................................................................................. 191
14.2. Tính toán liên kết điển hình ................................................................................. 194
14.2.1. Chi tiết liên kết cột ....................................................................................... 194
14.2.2. Bước 1: Cấu tạo ............................................................................................ 194
14.2.3. Bước 2: Kiểm tra bu lông tại bụng cột ......................................................... 195
14.2.4. Bước 3: Kiểm tra bu lông trên bản cánh ...................................................... 196
CHƯƠNG 15. LIÊN KẾT CHÂN CỘT........................................................................... 198
15.1. Giới thiệu ............................................................................................................. 198
15.2. Tính toán chân cột ............................................................................................... 200
15.2.1. Bước 1: tính toán ứng suất tại bản đế ........................................................... 200
15.2.2. Bước 2 : Diện tích hửu hiệu và chiều dày của bản đế .................................. 201
15.2.3. Bước 3: Kiểm tra đường hàn cột .................................................................. 202
15.2.4. Bước 4:Tính toán bu lông neo ...................................................................... 203
CHƯƠNG 16. THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 5 .................................................... 203
16.1. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ........................................................... 204

16.1.1. Vị trí địa chất khu vực .................................................................................. 204
16.1.2. Phân loại và mô tả các lớp đất ...................................................................... 204
16.2. Phương án số 1: cọc ly tâm dự ứng lực ............................................................... 207
16.2.1. Nội lực thiết kế ............................................................................................. 207
16.2.2. Giới thiệu cọc ly tâm .................................................................................... 207
16.2.3. Đài cọc .......................................................................................................... 209
16.2.4. Cọc bê tông ứng suất trước........................................................................... 209
16.2.5. Sức chịu của cọc theo vật liệu TCVN 10304-2014 ...................................... 210
16.2.6. Sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền ....................... 211
16.2.7. Sức chịu tải theo kết quả xuyên tiêu chuẩn .................................................. 213
16.2.8. Kết luận sức chịu tải ..................................................................................... 214
16.2.9. Sức chịu tải thiết kế ...................................................................................... 214
16.2.10. Kiểm tra cọc trong điều kiện cẩu lắp .......................................................... 215
Trang 7

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

16.2.11. Thiết kế móng M1 ...................................................................................... 215
16.2.12. Thiết kế móng M2 ...................................................................................... 226
16.3. Phương án số 2: Móng bè .................................................................................... 235
16.3.1. Vật liệu ......................................................................................................... 235
16.3.2. Đặc trưng hình học của móng bè ................................................................. 235
16.3.3. Xác định cường độ tính toán của đất nền ..................................................... 236
16.3.4. Xác định hệ số nền ....................................................................................... 238
16.3.5. Giá trị phản lực nền ...................................................................................... 242
16.3.6. Kiểm tra độ lún cho móng ............................................................................ 243
16.3.7. Nội lực .......................................................................................................... 244

16.3.8. Tính thép dầm móng .................................................................................... 247
16.3.9. Tính toán nứt võng ....................................................................................... 248
16.4. Lựa chọn phương án móng.................................................................................. 252
CHƯƠNG 17. TÍNH TOÁN TƯỜNG VÂY TẦNG HẦM ............................................ 255
17.1. Tổng quan ............................................................................................................ 255
17.2. Thiết kế biện pháp thi công tầng hầm. ................................................................ 256
17.2.1. Giả thiết thiết kế. .......................................................................................... 256
17.2.2. Mực nước ngầm. .......................................................................................... 256
17.2.3. Thông số địa chất sử dụng trong mô hình. ................................................... 257
17.2.4. Thông số hình học tường vây. ..................................................................... 260
17.2.5. Hệ giằng chống............................................................................................. 260
17.2.6. Phụ tải mặt đất. ............................................................................................. 260
17.2.7. Điều kiện biên. ............................................................................................. 260
17.2.8. Trình tự thi công mô phỏng trong plaxis 2D................................................ 261
17.2.9. Kết quả tính toán .......................................................................................... 261
17.2.10. Tính toán thép cho tường vây..................................................................... 271
17.3. Tính toán hệ shoring, kingpost,waller beam ....................................................... 272
17.4. Trình tự đào đất ................................................................................................... 297
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 299

Trang 8

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH
1.1.1. Quy mô của công trình

1.1.1.1. Loại công trình
Công trình dân dụng – cấp 2 (5000m2 ≤ Ssàn ≤10 000m2 hoặc 9 ≤ số tầng ≤ 19)
Trang 9

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

1.1.1.2. Số tầng
Công trình có 2 tầng hầm, 16 tầng nổi, 1 tầng mái
1.1.1.3. Chức năng công trình
• Tầng hầm
:Bố trí nhà xe các phòng kĩ thuật và phòng chức năng
• Tầng trệt
:Trung tâm mua săm, phòng ban quản lí.
• Tầng 1– 15 :Căn hộ chung cư.
• Tầng thượng :Bố trí bể nước mái, phòng kĩ thuật thang máy.
1.1.1.4. Chiều cao công trình
Tầng hầm 1
Tầng hầm 2
Tầng trệt
Tầng 1
Tầng 2

-7.000 m
-3.500 m
+0.00 m
+4.500 m
+8.100 m

Tầng 7
Tầng 8
Tầng 9
Tầng 10
Tầng 11

+26.100 m
+29.700 m
+33.300 m
+36.900 m
+40.500 m

Tầng 3

+11.700 m

Tầng 12

+44.100 m

Tầng 4
Tầng 5
Tầng 6

+15.300 m
Tầng 13
+18.900 m
Tầng 14
+22.500 m

Tầng 15
Tầng thượng +58.500 m

+47.700 m
+51.300 m
+54.900 m

Chiều cao công trình là: H = 58.5m (tính từ cốt ±0.000m chưa tính tầng hầm)
1.1.1.5. Diện tích xây dựng
Diện tích xây dựng của công trình là: 50.00m x 30.00m = 1500 m2
1.2. GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
1.2.1. Giải pháp mặt bằng
Tầng hầm nằm ở cốt cao độ -7.0m và -3.5 được bố trí ram dốc từ mặt đất đến tầng
hầm ( độ dốc i = 17%). Ta thấy công năng công trình là chung cư cao cấp nên phần lớn
diện tích tầng hầm được dùng cho việc để xe đi lại, vì khách hàng hướng đến của công
trình là người có thu nhập cao, nên việc bố trí không gian tầng hầm để xe ô tô là hết sức
cần thiết, bên cạnh bố trí để xe gắng máy. Bố trí các hộp gen hợp lý và tạo không gian
thoáng máy nhất có thể cho tầng hầm. Hệ thống cầu thang bộ và thang máy bố trí ngay vị
trí giữa hầm giúp cho người sử dụng có thể nhìn thấy ngay lúc vào giúp phục vụ việc đi
lại, đồng thời hệ thống PCCC cũng dể dàng nhìn thấy khi có sự cố cháy nổ xảy ra.
Tầng trệt được coi như khu sinh hoạt chung cho toàn khối nhà, được trang trí đẹp
mắt với việc: cột ốp đá, bố trí khu siêu thị và cả phòng khách tạo không gian sinh hoạt
chung cho tầng trệt của khối nhà. Đặc biệt phòng quản lý chung cư được bố trí vị trí
khách có thể nhìn thấy nếu có việc cần thiết và khu nội bộ của cao ốc được bố trí 1 khu có

Trang 10

PHAN LẠC THIỆN TÂM

Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

lối ra vào riêng. Nói chung rất dễ hoạt động và quản lý khi bố trí các phòng như kiến trúc
mặt bằng đã có.
Tầng điển hình (tầng 1 đến 15) đây là mặt bằng tầng cho ta thấy rõ nhất chức năng
của khối nhà, các căn hộ được bố trí hợp lý xung quanh lối đi chung giúp cho giao thông
tiện lợi cùng với việc hiệu quả trong quá trình sử dụng công trình.
1.2.2. Giải pháp mặt đứng
Công trình có mặt tiếp giáp với đường lớn, cùng mục đích sử dụng nên các mặt của
công trình được trang trí vách kính, làm nổi bật công trình với không gian xung quanh.
1.2.3. Giải pháp hình khối
Hình dáng bên ngoài của công trình là 1 khối hình chữ nhật tạo được cảm giác vững chải
và vị thế củ công trình.
1.2.4. Giải pháp giao thông công trình
Giao thông đứng: có 2 buồng thang máy nằm chính giửa nhà, và 2 cầu thang bộ nằm
2 đầu nhà giúp giao thông thuận lợi hơn.
1.3. GIẢI PHÁP KĨ THUẬT KHÁC
1.3.1. Hệ thống điện
Điện được cấp từ mạng điện sinh hoạt của thành phố, điện áp 3 pha xoay chiều
380v/220v, tần số 50Hz. Đảm bảo nguồn điện sinh hoạt ổn định cho toàn công trình.
1.3.2. Hệ thống nước
Hệ thống cấp nước của công trình bao gồm bể nước mái, hệ thống ống dẫn nước
cấp PVC và các máy bơm. Hệ thống này tiếp nhận nước từ nguồn nước cấp của thành
phố. Hệ thống bơm nước cho công trình đươc thiết kế tự động hoàn toàn để đảm bảo nước
trong bể mái luôn đủ để cung cấp cho sinh hoạt và cứu hỏa.
Các đường ống qua các tầng luôn được bọc trong các hộp gen nước. Hệ thống cấp
nước đi ngầm trong các hộp kỹ thuật. Các đường ống cứu hỏa chính luôn được bố trí ở
mỗi tầng dọc theo khu vực giao thông đứng và trên trần nhà.
1.3.3. Hệ thống thoát nước
1.3.3.1. Hệ thống thoát nước thải

Hệ thống thoát nước thải của công trình bao gồm hệ thống các ống dẫn từ các
thiết bị thu nước thải dẫn xuống bể tự hoại để xử lý, lắng đọng chất thải trước khi đưa
ra hệ thống cống thoát nước thành phố.
1.3.3.2. Hệ thống thoát nước mưa
Mặt bằng mái và các lan can được tạo độ dốc để tập trung nước mưa thoát xuống
đất bằng hệ thống ống đứng PVC.
Trang 11

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

1.3.3.3. Hệ thống thông gió
Hệ thống máy điều hòa được cung cấp cho tất cả các tầng. Sử dụng quạt hút để
thoát hơi cho các khu vệ sinh và ống gen được dẫn lên mái.
1.3.3.4. Hệ thống chiếu sáng
Các tầng đều được chiếu sáng tự nhiên thông qua các cửa kính bố trí bên ngoài
công trình. Ngoài ra, hệ thống chiếu sáng nhân tạo cũng được bố trí sao cho có thể cung
cấp ánh sáng đến những nơi cần thiết.
1.3.3.5. Hệ thống phòng cháy chữa cháy
Hệ thống phòng cháy chữa cháy bao gồm các họng cứu hoả, các bình cứu hoả
được lắp đặt ở các vị trí hành lang, cầu thang. Ngoài ra, còn lắp đặt hệ thống còi báo cháy
và các biển báo an toàn cháy nổ dọc các hành lang. Bố trí hệ thống cứu hoả gồm các họng
cứu hoả tại các lối đi, các sảnh …với khoảng cách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN
2622 –1995.
1.3.3.6. Hệ thống chống sét
Sử dụng hệ thống thu sét Stormaster ESE với khả năng bảo vệ khu vực chống sét
tốt hơn so với loại kim thu sét thông thường. Bố trí các kim thu sét trên mái nối với các
dây đồng nối đất. Được trang bị hệ thống chống sét theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn

về chống sét nhà cao tầng. (Thiết kế theo TCVN 46 –84).
1.3.3.7. Hệ thống thoát rác
Rác thải được tập trung ở các tầng thông qua kho thoát rác bố trí ở các tầng, chứa
gen rác được bố trí ở tầng hầm và sẽ có bộ phận để đưa rác thải ra ngoài. Gen rác được
thiết kế kín đáo và xử lý kỹ lưỡng để tránh tình trạng bốc mùi gây ô nhiễm môi trường.

CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
2.1. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
2.1.1. Hệ kết cấu chính theo phương đứng
Căn cứ vào sơ đồ làm việc thì kết cấu nhà cao tầng có thể phân loại như sau:
• Các hệ kết cấu cơ bản: Kết cấu khung, kết cấu tường chịu lực, kết cấu lõi cứng và
kết cấu ống.
• Các hệ kết cấu hỗn hợp: Kết cấu khung-giằng, kết cấu khung-vách, kết cấu ống lõi
và kết cấu ống tổ hợp.

Trang 12

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

• Các hệ kết cấu đặc biệt: Hệ kết cấu có tầng cứng, hệ kết cấu có dầm truyền, kết cấu
có hệ giằng liên tầng và kết cấu có khung ghép.
2.1.1.1. Hệ kết cấu khung
Được cấu tạo từ các cấu kiện dạng thanh (cột, dầm) liên kết cứng với nhau tạo nút.Hệ
khung có khả năng tạo ra không gian tương đối lớn và linh hoạt với những yêu cầu kiến
trúc khác nhau. Sơ đồ làm việc rõ ràng, tuy nhiên khả năng chịu tải trọng ngang kém, khả
năng ảnh hưởng rất nhiều bởi việc cấu tạo nút khung,độ cứng của dầm cột sử dụng tốt cho
công trình có chiều cao đến 15 tầng nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 7, 1012 tầng nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 8 và không nên áp dụng cho công

trình nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 9
2.1.1.2. Hệ kết cấu khung giằng
Có cấu tạo khá giống kết cấu hệ khung (moment frame) tuy nhiên nhằm gia tăng khả năng
chịu tải ngang kết cấu đươc bố trí thêm hệ giằng, kết cấu khung nút cứng có vách đứng
dạng tường, dạng giàn hoặc lõi hộp chịu lực chúng được liên kết với nhau bởi sàn cứng.
2.1.1.3. Hệ kết cấu khung vách
Sử dụng phù hợp với mọi giải pháp kiến trúc nhà cao tầng.Thuận tiện cho việc áp dụng
linh hoạt các công nghệ xây khác nhau như vừa có thể lắp ghép vừa có thể đổ tại chỗ các
kết cấu bê tông cốt thép, thép kết hợp bê tông (liên hợp).Vách cứng chủ yếu chịu tải trọng
ngang, được đổ toàn khối bằng hệ thống ván khuôn trượt, có thể thi công sau hoặc
trước.Hệ khung vách có thể sử dụng hiệu quả với các kết cấu có chiều cao trên 40m.
2.1.1.4. Hệ kết cấu khung lõi
Lõi cứng chịu tải trọng ngang của hệ, có thể bố trí trong hoặc ngoài biên. Hệ sàn gối trực
tiếp lên tường lõi hoặc qua các cột trung gian.Phần trong lõi thường bố trí thang máy, cầu
thang và các hệ thống kỹ thuật của nhà cao tầng.Sử dụng hiệu quả với các công trình có
độ cao trung bình hoặc lớn có mặt bằng đơn giản.
2.1.1.5. Hệ kết cấu khung lõi hộp
Thích hợp cho công trình siêu cao tầng vì khả năng làm việc đồng đều của kết cấu và chịu
tải trọng ngang rất lớn.
2.1.2. Hệ kết cấu theo phương ngang
Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu. Việc
lựa chọn phương án sàn hợp lý là rất quan trọng. Đối với kết cấu thép cũng như liên hợp
phương án phổ biến nhất hiện nay là sử dụng sàn liên hợp (composite slab)

Trang 13

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

2.1.3. Kết cấu phần ngầm
Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước cột lớn, đồng thời phần móng nhà cao tầng
phải chịu lực nén lớn, bên cạnh đó tải trọng động đất còn tạo ra lực xô ngang lớn cho
công trình, vì thế các giải pháp đề xuất cho móng bao gồm:
Móng nông : móng băng 1 phương, 2 phương, móng bè,…
Móng sâu: Móng cọc khoan nhồi, móng cọc BTCT đúc sẵn, móng cọc ly tâm ứng suất
trước, móng cọc Barret.
Kết luận: Quy mô công trình 2 tầng hầm và 16 tầng nổi, tổng chiều cao 61.7 m lựa
chọn hệ khung vách cho công trình. Kết cấu cột sử dụng cột liên hợp (thép-bê tông),
vách sử dụng vách bê tông cốt thép, sàn sử dụng loại sàn composite
2.2. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP-BÊ TÔNG
2.2.1. Giới thiệu về kết cấu liên hợp
Khác với kết cấu bê tông cốt thép thông thường , có cốt thép chịu lực là các thanh thép
tròn , kết cấu liên hợp thép – bê tông là kết cấu mà thép chịu lực có dạng thép tấm , thép
hình hay thép ống. Thép có thể nằm ngoài bê tông (kết cấu thép nhồi bê tông), nằm bên
trong bê tông (kết cấu thép bọc bê tông hay còn gọi là bê tông cốt cứng), hoặc được liên
kết với nhau để cùng làm việc.

Trong kết cấu dân dụng, sàn được làm từ bê tông kết hợp với cốt thép chịu kéo, khi muốn
tăng nhịp sàn, người ta thường đưa vào hệ kết cấu dầm thay vì phải tăng bề dày cùa sàn
và hệ dầm được đỡ bởi các cột chống, các hệ dầm cột đó có thể được tạo thành từ các loại
thép hình cán nóng hoặc tổ hợp theo dạng tiết diện chữ I hoặc chữ H. Với loại kết cấu
trên, nếu có sự trượt tự do giữa cánh dầm thép và bản sàn bê tông thì chúng sẽ làm việc
độc lập, tiết diện dầm thép sẽ được thiết kế chịu toàn bộ tải trọng từ sàn truyền vào. Nếu
sự trượt được hạn chế hoặc giảm thiểu thì tiết diện thép và bê tông sẽ làm việc cùng nhau.
Kể từ năm 1950, người ta băt đầu tạo liên kết giữa sàn bê tông và dầm thép hình đỡ sàn
bằng các liên kết cơ học. Những liên kết đó loại trừ hoặc là giảm sự trượt tại bề mặt tiếp

Trang 14

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

xúc giữa bê tông và thép, vì thế sàn bê tông và dầm thép sẽ làm việc chung tạo thành một
kết cấu liên hợp gọi là “dầm liên hợp” (composite beam)

Hình 2.1. Dầm thép thường và Dầm liên hợp
Trong thực tế, các liên kết giữa thép và bê tông tạo ra từ chốt neo hoặc các liên kết cơ học
khác hàn vào cấu kiện thép và nằm trọn trong sàn bê tông. Lúc đầu, khi tính toán, người
thiết kế giả thiết liên kết là tuyệt đối cứng triệt tiêu hoàn toàn sự trượt giữa thép và bê
tông. Trong thực tế, để đạt đến một liên kết lý tưởng như thế thì cần phải có một lượng
lớn chốt neo hoặc các liên kết cơ học khác dẫn đến sự không kinh tế. Nhưng nếu xem khả
năng chống trượt là không có hoặc chỉ có khả năng chống trượt không hoàn toàn hoặc khả
năng chịu lực của tiết diện liên hợp sẽ không đạt hoặc đạt được không hoàn toàn, đòi hỏi
phải tăng kích thước tiết diện cũng như cường độ vật liệu cũng dẫn đến sự không kinh tế.
Ngày nay có rất nhiều nghiên cứu “Liên kết chống trượt không hoàn toàn” giữa bê tông
và thép dựa trên các thí nghiệm, mô phỏng để tìm ra cách tính toán kinh tế nhất.

Hình 2.2. Dự án toà nhà hoạt động đa năng 169 Nguyễn Ngọc Vũ
Tại Việt Nam hiện nay, loại kết cấu liên hợp này đã dần được sử dụng khá nhiều, một số
công trình cao tầng đã được xây dựng theo loại kết cấu liên hợp thép – bê tông như
Diamond Plaza ở TP HCM (21 tầng).Nhà hoạt động đa năng 169 Nguyễn Ngọc Vũ, Hà
Nội gồm 2 tầng hầm và 21 tầng chức năng
Về cơ sơ tính toán dựa trên tiêu chuẩn “Eurocode 4 – Design of composite steel and
concrete structure” (BS-EN1994-1-1_E2004) do hệ thống tiêu chuẩn xây dựng của Việt
Nam hiện hành chưa có tiêu chuẩn tính toán thiết kế cho loại kết cấu này. Dưới đây là các
bảng so sánh về tính nổi trội của kết cấu liên hợp dựa theo tài liệu của tác giả

P.R.Knowles.

Trang 15

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

Dầm liên hợp

Dầm thép không có liên kết cắt

Tiết diện thép

IPE400

IPE500

IPE360B

Chiều cao (mm)

560

710

520

Tải trọng

100%

100%

100%

Trọng lượng thép

100%

159%

214%

Tổng chiều cao

100%

127%

93%

Độ cứng

100%

72%

46%

Bảng 2.1 So sánh kích thước của dầm liên hợp với dầm không liên hợp khi khả năng chịu
lực như nhau
Loại khung
Khung thép (Đàn hồi)

Trọng lượng thép (%)
100

Tổng giá thành (%)
100

Khung liên hợp (Đàn hồi)

84.5

92.5

Khung thép (Đàn dẻo)

89

95.5

Khung liên hợp (Đàn dẻo)
70
87
Bảng 2.2 So sánh trọng lượng thép và giá thành tổng thể cho khung nhà sáu tầng ba nhịp

Trang 16

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

CHƯƠNG 3. VẬT LIỆU VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO KẾT CẤU
3.1. BÊ TÔNG
Trong kết cấu liên hợp dùng bê tông thông thường như trong kết cấu bê tông cốt thép. Có
3
thể dùng bê tông nặng (bê tông thông thường) với khối lượng riêng 1800    2500(kg / m )

, hoặc bê tông nhẹ 1600    1800(kg / m ) . Các đặc trưng bê tông trong kết cấu liên hợp sử
dụng các quy định của EN1992-1-1. Theo mục 3.1 (EN1994-1-1:2004) thì bê tông sử dụng
cho liên hợp được dùng từ C20/25 đến C50/60
3

3.1.1. Các chỉ tiêu về cường độ của bê tông
Lớp độ bền
C20/25 C25/30 C30/37 C35/45 C40/50 C45/55
2
fck (N/mm )
20
25
30
35
40
45
fck,cube (N/mm2)
25

30
37
45
50
55
2
fcm (N/mm )
28
33
38
43
48
53
fctm (N/mm2)
2,2
2,6
2,9
3,2
3,5
3,8
fctk,0.05 (N/mm2)
1,5
1,8
2,0
2,2
2,5
2,7
2
Ecm (kN/mm )
29

30,5
32
33,5
35
36
Bảng 3.1 Các đặc trưng cơ học của bê tông theo Eurocode 2

C50/60
50
60
58
4,1
2,9
37

fck – Cường độ chịu nén đặc trưng (Characteristic strength) của mẫu bê tông hình trụ
(cylinder) với tối thiểu 95% số mẫu phải đạt giá trị này, bê tông nén ở tuổi 28 ngày
fck,cube – Cường độ chịu nén đặc trưng (Characteristic strength) của mẫu bê tông lập
phương(cube) với tối thiểu 95% số mẫu phải đạt giá trị này ở tuổi 28 ngày
fcm – Cường độ chịu nén trung bình (Mean compressive strength) của mẫu bê tông
hình trụ ở tuổi 28 ngày f cm = f ck + 8( Mpa)
fctm – Cường độ chịu kéo trung bình(Mean tensile strength) của mẫu bê tông hình trụ ở
(2/3)
tuổi 28 ngày fctm = 0.3 fck  C50 / C60, fctm = 2.12ln(1 + ( fcm /10)  C50 / C60

fctk,0.05 –Giá trị dưới của cường độ đặc trưng của mẫu bê tông khi kéo mẫu hình trụ

fck = 0.7  fctm
Ecm – Module đàn hồi cát tuyến (Secant modulus) có kể đến ảnh hưởng của các tác
động ngắn, Ecm =22[ f cm ] 0.3=22[ f ck +8 ] 0.3 ( GPa )

10

10

Ed – Molule tiếp tuyến (Tangent modulus) là module xét thành phần động cũng như từ
2
biến theo thời gian Ecm = (1.25Ed −19)(kN / mm )

Ecm(t) – Molule đàn hồi theo thời gian (Elastic modulus with time) là module đàn hồi theo
0.3
thời gian Ecm(t ) = ( fcm(t ) / fcm )  Ecm (GPa)
Trang 17

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

Hình 3.1. Hình ảnh biểu thị đường cong ứng suất-biến dạng và cách xác định module của
bê tông
Module đàn hồi của tiết diện liên hợp thép – bê tông
Để xác định các đặc trưng của tiết diện dầm sàn liên hợp , người ta đưa vào khái niệm hệ
số tính đổi tương đương thép – bê tông được xác định như sau
E
n= a
Ecm
Ea – module đàn hồi của kết cấu thép.Đối với bê tông nhẹ Eurocode điều chỉnh giá trị của
Ecm bằng cách nhân các giá trị Ecmcho với trị số (ρ/2400)2.
Ngoài ra, dưới tác động của các tác dụng dài hạn, bê tông sẽ chịu các biến dạng khác hoặc
hiện tượng mỏi, một cách đơn giản hóa để kể đến hiện tượng mỏi do tác dụng của tải trọng

dài hạn người ta giảm giá trị của module cát tuyến Ecm. Thường dùng giá trị Ecm/3, như vậy
hệ số tính đổi tương đương của tải trọng dài hạn sẽ là :
n ' = 3n

Đối với phần lớn các công trình, ngoài các điều chính xác hóa, với mục đích an toàn và
đơn giản hóa trong việc phân tích cho phép dùng hệ số tính đổi tương đương duy nhất của
giá trị trung gian : n '' = 2n giá trị này dùng chung cho cả ngắn hạn và dài hạn.
3.1.2. Cường độ thiết kế (Desgin compressive)
3.1.2.1. Cường độ thiết kế chịu nén của bê tông
f cd =  cc

f ck

c

Trong đó :

Trang 18

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

• γc – hệ số an toàn riêng (partial safety factor) của bê tông, lấy theo bảng dưới. phụ
thuộc tổ hợp tải trọng.
Tổ hợp tải trọng
Bê tông γc
Thép thanh và thép ứng suất trước γc
Cơ bản

1,5
1,15
Đặc biệt (trừ động đất)
1,3
1,0
Bảng 3.2 Hệ số an toàn riêng của bê tông
• αcc – hệ số kể đến những tác động lâu dài đến sức bền nén và các tác động bất lợi
của các tải trọng tác dụng. Giá trị αcc giao động từ 0,8 – 1. Eurocode khuyên dùng
αcc = 1.
3.1.2.2. Cường độ thiết kế chịu kéo của bê tông
f ctd =  ct

f ctk ,0.05

c

• γc – hệ số an toàn riêng (partial safety factor) của bê tông, lấy theo bảng 3.2. phụ
thuộc tổ hợp tải trọng.
• αct – hệ số kể đến những tác động lâu dài đến sức bền nén và các tác động bất lợi
của các tải trọng tác dụng. Giá trị αct giao động từ 0,8 – 1. Eurocode khuyên dùng
αct = 1.
• fctk,0.05 –Giá trị dưới của cường độ đặc trưng của mẫu bê tông khi kéo mẫu hình trụ

fck = 0.7  fctm
3.1.3. Qui định của bê tông của Việt Nam – TCVN 5574-2012
Mẫu bê tông qui định trong TCVN là mẫu lập phương.Tiêu chuẩn này có thể dùng các loại
bê tông sau cho kết cấu liên hợp thép – bê tông :
• Bê tông nặng có khối lượng riêng trung bình từ 2200 kg/m3 đến 2500 kg/m3;
• Bê tông hạt nhỏ có khối lượng riêng trung bình lớn hơn 1800 kg/m3;
• Bê tông nhẹ có cấu trúc đặc và rỗng;

Cấp độ bền chịu nén - cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu thình lập phương.

B = Bm (1 − 1.64v)
•

Bm tương ứng là các giá trị trung bình thống kê của cường độ chịu nén tức thời

•  hệ số biến động của cường độ các mẫu thử tiêu chuẩn, phụ thuộc vào trình độ
công nghệ sản xuất bê tông:  = 0,135 ứng với trường hợp chịu nén.
Cấp độ bền
chịu nén
B10
B12,5
B15
B20

Cường độ trung bình của Cấp độ bền Cường độ trung bình của
mẫu thử tiêu chuẩn, MPa
chịu nén
mẫu thử tiêu chuẩn, MPa
12,84
B40
51,37
16,05
B45
57,80
19,27
B50
64,22
25,69

B55
70,64
Trang 19

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

Cấp độ bền Cường độ trung bình của Cấp độ bền Cường độ trung bình của
chịu nén
mẫu thử tiêu chuẩn, MPa
chịu nén
mẫu thử tiêu chuẩn, MPa
B22,5
28,90
B60
77,06
B25
32,11
B65
83,48
B27,5
35,32
B70
89,90
B30
38,53
B75
96,33

B35
44,95
B80
102,75
Bảng 3.3 Đặc trưng cơ học của bê tông theo TCVN 5574-2012
3.1.4. Quy đổi cường độ bê tông từ TCVN 5574-2012 sang Eurocode
Cách thành lập cường độ tính toán cho bê tông của hai tiêu chuẩn Eurocode và Việt Nam
là khác nhau. Vì vậy để so sánh giữa hai tiêu chuẩn là khó khăn.Tuy nhiên cả hai tiêu
chuẩn đều dựa vào cường độ chịu nén tức thời trung bình của các mẫu thí nghiệm để thành
lập nên các thông số cường độ để dùng cho thiết kế.Các giá trị thí nghiệm của mẫu đều
tồn tại khách quan không phụ thuộc vào các hệ số an toàn vật liệu, hệ số tải trọng, hệ số
điều kiện làm việc… theo từng tiêu chuẩn.Giá trị B trong TCVN 5774-2012 chính là
cường độ đặc trưng của mẩu hình trụ khi nén thông số này tương đương với giá trị C phía
sau của tiêu chuẩn Eurocode đưa ra (vd: C20/C25 của Eurocode cũng tương đương với
cấp độ bền B25 TCVN 5574-2012)

Cấp độ bền

CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG KHI DÙNG TTGH 1
Cường
Cường độ
độ tính
Loại
trung
toán
Eb
bê
fcm
bình(Mpa) Rb(Mpa) (GPa) tông (Mpa)

Cường độ
tính toán
fcd(Mpa)

Ecm
(Gpa)

B15(M200)

19.27

8.5

23

C12/15

20

12/1.5=8

27

B20(M250)

25.69

11.5

27

C16/20

24

16/1.5=10.7

29

B25(M350)

32.11

14.5

30

C20/25

28

20/1.5=13.3

30

B30(M400)

38.35

17

32.5

C25/30

33

25/1.5=16.5

31

B35(M450)

44.95

79.5

34.5

C30/37

38

30/1.5=20

33

B40(M500)

51.37

22

36

B45(M600)

57.8

25

37.5

C35/45

43

35/1.5=23.3

34

B50(M700)

64.22

27.5

39

C40/50

48

40/1.5=26.7

35

B55(M700)

70.64

30

39.5

C45/55

53

45/1.5=30

36

x

Bảng 3.4 Bảng quy đổi cường độ bê tông từ TCVN 5574-2012 sang Eurocode
Trang 20

PHAN LẠC THIỆN TÂM

Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

3.2. THÉP
3.2.1. Cốt Thép
3.2.1.1. Theo Eurocode 4
Theo mục 3.2 EN 1994-1-1 thì cốt thép được lấy theo mục 3.2 EN 1992-1-1. Module đàn
hồi thép Es có thể lấy theo giá trị được cho trong mục 3.2.6 EN 1993-1-1 dao động trong
từ 190 đến 200 kN/cm2
Tiêu chuẩn thép thanh Châu Âu EN10080 đã đưa ra ba mác thép dùng cho kết cấu liên
hợp : S220; S400; S500, các con số ở ký hiệu chỉ giới hạn đàn hồi của từng loại f sk
(N/mm2). Mác S220 là thép tròn trơn cán nóng, các mác S400 và S500 là thép thanh tròn
có gai (kể cả lưới thép hàn) cho tính ma sát lớn. Ở đây chỉ tính toán mức dẻo cho phép
chủ yếu đối với các mác thép S400, S500 loại có tính dẻo lớn, theo qui định của Eurocode
u
u
2 nếu f s là sức bền kéo đứt của thép và  sk là biến dạng tương đối khi bị đứt thì yêu cầu
về tính dẻo dai như sau:

 sku  5%,

f su
 0.8
f sk

3.2.1.2. Theo TCVN 5574-2012
TCXDVN qui định dùng thép thanh cho kết cấu bê tông cốt thép, ký hiệu, cường độ chịu
kéo tiêu chuẩn Rsn và cường độ chịu kéo tính toán khi tính toán theo trạng thái giới hạn
thứ hai Rs,ser của chúng nêu ở bảng 3.5.
Nhóm cốt thép thanh

Giá trị Rsn và Rs,ser , MPa
CI, A-I
235
CII, A-II
295
CIII, A-III
390
CIV, A-IV
590
A-V
788
A-VI
980
AT-VII
1175
Ghi chú:
Nhóm CI, AI là thép trơn
Nhóm CII, A-II đến A-VI là thép gai
Thép AT-VII là thép có gai được gia công nhiệt và cơ nhiệt luyện.
Bảng 3.5 Thép thanh theo TCVN 5574-2012
3.2.2. Thép kết cấu (thép làm lõi chịu lực của kết cấu liên hợp)
3.2.2.1. Theo Eurocode 4
Trong tiêu chuẩn EN1994-1-1 trình bày cách tính toán các kết cấu liên hợp
Trang 21

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

được sản suất từ thép mác thông thường S235, S275 và S355 (các con số ký hiệu giới
hạn chảy N/mm2) xác định trong tiêu chuẩn EN 10025 và EN 10113. Để có các giá trị
tiêu chuẩn của giới hạn chảy fy và sức bền kéo đứt fu của các cấu kiện cán nóng phụ
thuộc vào chiều dày, được cho trong bảng 3.6.
Chiều dày t (mm)
t  40mmn
40 < t  40mmn
Thép
2
2
fy (N/mm )
fu (N/mm )
fy (N/mm2)
fu (N/mm2)
S275
275
390
255
370
S355
355
490
335
470
Bảng 3.6 Các chỉ tiêu cơ học của thép cán nóng theo EN10025-2
3.2.2.2. Theo TCVN 5709:1993. Thép cán nóng dùng cho xây dựng
Các chỉ tiêu cơ học của các loại thép cán nóng có thể sử dụng trong kết cấu xây dựng nêu
ở bảng 2.7.
Giới hạn chảy (N/mm2) cho độ
Độ dãn dài (%) cho độ

dày (mm)
dày (mm)
Mác
Độ bền kéo
2
thép
N/mm
> 20 đến
> 40 đến
≤
> 20
> 40 đến
≤ 20
40
100
20 đến 40
100
XCT34
340 – 440
220
210
200
32
31
29
XCT38
380 – 500
240
230
220

26
25
23
XCT42
420 – 520
260
250
240
23
23
22
XCT52
520 – 620
360
350
350
22
22
21
Bảng 3.7 Các chỉ tiêu cơ học của thép cán nóng theo TCVN 5709:1993
Đối chiếu các loại thép trong hai tiêu chuẩn và theo qui định của Eurocode 4 nên dùng
thép Việt Nam có các mác từ XCT38 trở lên.
3.2.3. Tôn định hình sàn liên hợp
Mác thép cho tấm tôn thép được qui định trong tiêu chuẩn Eurocode 10147, với các giá trị
tiêu chuẩn của giới hạn đàn hồi của vật liệu thép cơ bản fyp từ 220 đến 350 N/mm2. Chiều
dày của các tấm tôn này từ 0,7 – 1,5 mm, mỗi mặt đều được mạ kẽm dày 0,02 mm để
chống ăn mòn, có thể bổ sung sơn sau mạ kẽm.
Mô hình làm việc hoàn toàn đàn dẻo, module đàn hồi E= 210 kN/m2, các giá trị dùng cho
thép kết cấu có thể áp dụng cho vật liệu chế tạo tôn định hình.
Như vậy khi thiết kế sàn liên hợp ở Việt Nam cần chọn các loại tôn thỏa mãn các yêu cầu

nêu ở trên.

Trang 22

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

Hình 3.2 Tôn sàn composite
3.2.4. LIÊN KẾT
3.2.4.1. Liên kết chịu cắt (shear connector)
Trong đồ án này nchỉ xét Shear Connector là liên kết chốt hàn (Headed Stud Connector).
Các đặc trưng cường độ của liên kết chốt hàn được xác định trong Eurocode 4 và EN
13918-1998. Thông thường cường độ thép sử dụng là fu=450 N/mm2 (sức bền kéo đứt của
thép làm chốt).
3.2.4.2. Bu lông
Lớp độ bền
4.6
4.8
5.6
5.8
6.8
8.8
2
fyb (N/mm )
240
320
300
400

480
640
fub (N/mm2)
400
400
500
500
600
800
Bảng 3.8 Giá trị cường độ chảy và cường độ tới hạn của bu lông

10.9
900
1000

3.3. LỰA CHỌN LOẠI VẬT LIỆU CHO CÔNG TRÌNH
3.3.1. Bê tông sử dụng cho dầm,sàn cột, cọc và đài cọc
Sử dụng bê tông B30 tương đương bê tông C25/30 theo Eurocode có các đặc trưng cường
độ như sau
Lớp độ bền
fck (N/mm2)
fck,cube (N/mm2)
fcm (N/mm2)
fctm (N/mm2)2
fctk,0.05 (N/mm )
Ecm (kN/mm2)
fcd (N/mm2)

C25/30
25

30
33
2,6
1,8
30,5
16.5

Trang 23

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

3.3.2. Cốt thép gân Φ ≥10 dùng cho kết cấu bên trên và đài cọc
Dùng loại AIII với các chỉ tiêu:
2
• Giới hạn đàn hồi : f sk = 390( N / mm )
u
2
• Giới hạn kéo đứt f s = 600( N / mm )
2
• Module đàn hồi : Ea = 210(kN / mm )

3.3.3. Cốt thép gân Φ < 10 dùng cho cốt thép ngang
Dùng loại AII với các chỉ tiêu :
2
• Giới hạn đàn hồi : f sk = 295( N / mm )

u

2
• Giới hạn kéo đứt f s = 500( N / mm )
2
• Module đàn hồi : Ea = 210(kN / mm )

3.3.4. Cốt thép trơn Φ < 10
Dùng loại AII với các chỉ tiêu :
2
• Giới hạn đàn hồi : f sk = 235( N / mm )
u
2
• Giới hạn kéo đứt f s = 380( N / mm )
2
• Module đàn hồi : Ea = 210(kN / mm )

3.3.5. Thép kết cấu
Chọn mác thép XCT42 tương đương S275
2
Giới hạn chảy : f yp = 260( N / mm )
2
Module đàn hồi : Ea = 210(kN / mm )

Trọng lượng riêng :  a = 78.5(kN / m )
Trọng lượng trên mét dài : wa = 0,88 kN/m
3.3.6. Bulong
Sử dụng bu lông 8-8 có đặc trưng cường độ như sau
3

Lớp độ bền
fyb (N/mm2)

fub (N/mm2)

Trang 24

8.8
640
800

PHAN LẠC THIỆN TÂM


Hướng Dẩn Tính Toán Kết Cấu Liên Hợp theo Tiêu Chuẩn Châu Âu (EN1994-1-1)

CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG
4.1. TỈNH TẢI
Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân các kết cấu sàn, dầm, cột….trọng lượng tường xây
trên dầm, tường xây trên sàn, trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn. Trọng lượng thể tích
được tra theo phụ lục A EN 1991-1-1:2002.
4.1.1. Sàn hầm
Vật liệu

Trọng
lượng
riêng

Chiều dày

Tĩnh tải
tiêu chuẩn

1
2

Vữa lát nền
Lớp chống thấm

(kN/m3)
18
15

(mm)
35
10

(kN/m2)
0.63
0.15

3

Hệ thống kỹ thuật

STT

4

0.50

Tổng tĩnh tải:
Bảng 4.1 Tỉnh tải đối với sàn hầm 1-2

1.28

4.1.2. Sàn tầng điển hình

STT

Vật liệu

Trọng
lượng
riêng

Chiều dày

Tĩnh tải
tiêu chuẩn

(kN/m3)

(mm)

(kN/m2)

1

Gạch Ceramic

20

10

0.20

2

Vữa lát nền

18

35

0.63

3

Hệ thống kỹ thuật

4

STT

0.50

Tổng tĩnh tải:
Bảng 4.2 Tỉnh tải đối với sàn 1-16

Vật liệu

1.33

Trọng
lượng
riêng

Chiều dày

Tĩnh tải
tiêu chuẩn

(kN/m3)

(mm)

(kN/m2)

1

Gạch Ceramic

20

10

0.20

2

Vữa lát nền

18

35

0.63

Trang 25

PHAN LẠC THIỆN TÂM