Xây dựng giải pháp kết cấu lắp ghép cho nhà công nghiệp nhiều tầng bê tông cốt thép trường hợp nhà máy regina 5

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN THANH

XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ
CÔNG NGHIỆP NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉPTRƯỜNG HỢP NHÀ MÁY REGINA 5

C
C

R
L
T.

DU

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Đà Nẵng, năm 2020


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN THANH

XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ
CÔNG NGHIỆP NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉPTRƯỜNG HỢP NHÀ MÁY REGINA 5

C

C

R
L
T.

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng và Công nghiệp
Mã số:
8580201

DU

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. TRẦN QUANG HƯNG

Đà Nẵng, năm 2020


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn “XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP
CHO NHÀ CÔNG NGHIỆP NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP-TRƯỜNG HỢP
NHÀ MÁY REGINA 5” là cơng trình nghiên cứu của tơi. Các số liệu, kết quả trình bày
trong luận văn là hồn tồn trung thực.
Đà Nẵng, ngày 25 tháng 9 năm 2020
Tác giả

Nguyễn Thanh

C

C

DU

R
L
T.


XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ CÔNG
NGHIỆP NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP-TRƯỜNG HỢP NHÀ
MÁY REGINA 5
Học viên: Nguyễn Thanh
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Công trình Dân dụng và Cơng nghiệp
Mã số: 8580201
Khóa: K36 Trường Đại học Bách Khoa – ĐHĐN.
Tóm tắt: Từ hồ sơ kiến trúc, tiến hành phân tích biện pháp kết cấu, chuyển từ hệ
khung bê tơng cốt thép đổ tồn khối sang phương án cấu kiện bê tông cốt thép lắp ghép.
Giữ nguyên hệ lưới cột, dầm chính, dầm phụ. Nghiên cứu bố trí hệ lưới các ơ sàn chế
tạo sẵn sao cho vừa đảm bảo khả năng chịu lực, tính thẩm mỹ vừa đảm bảo được khả
năng vận chuyển cấu kiện, cẩu lắp tối ưu nhất. Hệ vách bê tông cốt thép đổ tồn khối
chịu lực ngang chính của cơng trình, khi thi cơng hệ vách như là điểm neo giữ để hệ cột
có thể tựa vào để tránh tình trạng mất ổn định theo phương ngang. Liên kết giữa dầm và
cột ở phương án này là liên kết khớp. Do đó, dầm được tính tốn cốt thép chịu mơmen
uốn dương ở giữa bụng. Cơng trình gồm 6 tầng, tính tốn cho cột của các tầng theo
phương pháp tính cột lệch tâm xiên. Liên kết giữa cột và móng là liên kết ngàm.
Từ khóa: kết cấu, bê tơng cốt thép lắp ghép, moomen uốn, liên kết.

C
C

R
L
T.

BUILDING SOLUTIONS TO ASSEMBLING CONCRETE INDUSTRIES
FOR MULTI-STORIES INDUSTRY - REGINA 5 FACTORY

DU

Abstract: From architectural file, analyze structural measures, shift from the
system of reinforced concrete frame to pour the whole block into the option of assembled
reinforced concrete components. Maintain the grid of columns, main beams, and
secondary beams. Research and arranging the grid system of pre-fabricated squares to
ensure the bearing capacity, aesthetics and the ability to transport the most optimal
components and cranes. Reinforced reinforced concrete wall system blocks the main
horizontal load of the work, when construction the wall system as an anchor point so
that the column system can lean on to avoid horizontal instability. The connection
between beams and columns in this alternative is an articulated joint. Therefore, the
beam was calculated to reinforce the steel to withstand positive bending moment in the
middle of the abdomen. The building consists of 6 floors, calculated for columns of
floors by the method of calculating eccentric columns. The connection between the
column and the foundation is the clamped connectinon.
Key words: structure, assembled reinforced concrete, bending moment,
connection.


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... 3

XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ CÔNG NGHIỆP
NHIỀU TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP-TRƯỜNG HỢP NHÀ MÁY REGINA 5 4
BUILDING SOLUTIONS TO ASSEMBLING CONCRETE INDUSTRIES FOR
MULTI-STORIES INDUSTRY - REGINA 5 FACTORY ..................................... 4
MỤC LỤC .................................................................................................................. 5
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... 9
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ................................................................................. 10
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT
THÉP LẮP GHÉP...................................................................................................... 2

C
C

Khái niệm về kết cấu BTCT lắp ghép..............................................................................2
Ưu, nhược điểm................................................................................................................2

R
L
T.

1.2.1. Ưu điểm ..................................................................................................... 2
1.2.2. Nhược điểm............................................................................................... 2

DU

Giới thiệu về cơng trình và giải pháp kết cấu ..................................................................3

1.3.1. Giới thiệu về cơng trình .............................................................................. 3
1.3.2. Giải pháp kết cấu ........................................................................................ 6

1.4. Kết luận chương 1 ............................................................................................................7

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN KẾT CẤU ............ 8
Đặc trưng vật liệu và kích thước sơ bộ tiết diện ..............................................................8

2.1.1. Đặc trưng vật liệu ....................................................................................... 8
2.1.1.1. Cốt thép ................................................................................................... 8
2.1.1.2. Bê tơng .................................................................................................... 8
2.1.2. Kích thước sơ bộ của kết cấu ..................................................................... 8
2.1.2.1. Tiết diện cột ............................................................................................ 8
2.1.2.2. Tiết diện vách ........................................................................................ 11
2.1.2.3. Tiết diện dầm ........................................................................................ 11
2.1.2.4. Tiết diện sàn .......................................................................................... 13
Tải trọng tác dụng ......................................................................................................... 13

2.2.1. Tĩnh tải ..................................................................................................... 13
2.2.2. Hoạt tải..................................................................................................... 15


2.2.3. Tải trọng gió ............................................................................................. 16
2.2.3.1. Tải trọng gió tĩnh ................................................................................... 17
2.2.3.2. Tải trọng gió động ................................................................................. 19
2.2.4. Tải trọng động đất .................................................................................... 19
2.2.4.1. Số liệu ban đầu ...................................................................................... 19
2.2.4.2. Kết quả tổ hợp động đất theo phương X,Y............................................. 19
2.2.5. Tổ hợp tải trọng ........................................................................................ 20
2.2.5.1. Khai báo tải trọng .................................................................................. 20
2.2.5.2. Tổ hợp tải trọng ..................................................................................... 21
2.3. Thiết kế sàn BTCT đúc sẵn: .......................................................................................... 22

2.3.1. Tổng quan về phương án chọn kích thước tấm sàn ................................... 22
2.3.2. Phân loại ô sàn và chọn sơ bộ chiều dày sàn ............................................. 23

C
C

2.3.3. Tải trọng tính tốn .................................................................................... 24

R
L
T.

2.3.4. Xác định nội lực trong các ơ sàn ............................................................... 24
2.3.5. Tính tốn cốt thép..................................................................................... 25

DU

2.3.6. Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của tấm sàn .............................................. 25
2.3.7. Kết quả tính thép sàn ................................................................................ 26
2.3.8. Kiểm tra độ võng cho sàn ......................................................................... 26
2.3.8.1. Trong giai đoạn thi công ........................................................................ 26
2.3.8.2. Trong giai đoạn sử dụng ........................................................................ 26
2.3.9. Tính tốn cẩu lắp tấm sàn ......................................................................... 27
2.4. Tính tốn cấu kiện dầm đúc sẵn .................................................................................... 28

2.4.1. Cơ sở chọn sơ bộ tiết diện dầm ................................................................. 28
2.4.2. Tính tốn dầm 600x1000 đúc sẵn-dầm chính trục giữa ............................. 30
2.4.2.1. Kết quả nội lực xuất ra từ phần mềm tính tốn kết cấu.......................... 30
2.4.2.2. Tiết diện cấu kiện .................................................................................. 31
2.4.2.3. Tính tốn cốt thép dọc ........................................................................... 31

2.4.2.4. Tính tốn cốt thép đai - thép xiên........................................................... 32
2.4.2.5. Tính tốn cốt thép tại vị trí đỡ dầm phụ ................................................. 33
2.4.2.6. Tính tốn thép chờ tại vị trí đỡ dầm phụ ................................................ 35
2.4.2.7. Tính tốn thép gia cường đầu dầm ......................................................... 36
2.4.2.8. Chọn kích thước lỗ chờ ......................................................................... 37


2.4.2.9. Kiểm tra độ võng của dầm ..................................................................... 38
2.4.2.10. Kiểm tra dầm khi vận chuyển, bốc xếp và cẩu lắp ............................... 38
2.4.3. Tính tốn dầm 300x600 (mm) đúc sẵn...................................................... 39
2.4.3.1. Kết quả nội lực từ tổ hợp BAO .............................................................. 39
2.4.3.2. Tính cốt thép dọc. .................................................................................. 39
2.4.3.3. Tính tốn thép đai cho dầm.................................................................... 40
2.4.3.4. Tính tốn thép gia cường đầu dầm ......................................................... 40
2.4.3.5. Định vị lỗ chờ đầu dầm ......................................................................... 41
2.4.3.6. Kiểm tra độ võng của dầm ..................................................................... 41
2.5. Tính tốn cấu kiện cột đúc sẵn ...................................................................................... 42

2.5.1. Giới thiệu về cấu kiện cột đúc sẵn ............................................................ 42
2.5.2. Phương án chọn hệ kết cấu cột ................................................................. 42

C
C

2.5.3. Kiểm tra chuyển vị đỉnh cơng trình........................................................... 44

R
L
T.

2.5.4. Tính tốn thiết kế cột ................................................................................ 47
2.5.4.1. Nội lực và phương pháp tính tốn .......................................................... 47

DU

2.5.4.2. Tính tốn cốt thép cho cột ..................................................................... 48
2.5.5. Tính tốn bốc xếp - cẩu lắp cột ................................................................. 51
2.5.5.1. Kiểm tra vận chuyển, bốc xếp................................................................ 51
2.5.5.2. Kiểm tra cẩu lắp cột............................................................................... 52
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN MỘT SỐ LIÊN KẾT ĐIỂN HÌNH ........................... 54
Liên kết cột-cột.............................................................................................................. 54

3.1.1. Tổng quan về liên kết cột-cột ................................................................... 54
3.1.2. Nội lực tính tốn bản đế cho cột biên , cột giữa ........................................ 55
3.1.3. Chọn phương án liên kết........................................................................... 56
3.1.4. Thông số vật liệu được sử dụng ................................................................ 56
3.1.5. Tính tốn bản thép, bulong cho chân cột................................................... 56
3.1.5.1.

Chọn tiết diện bản thép ....................................................................... 56

3.1.5.2.

Tính tốn bu long neo và chiều dày bản đế ......................................... 57

3.2.

Chi tiết các liên kết ............................................................................................. 62

3.2.1.

Đoạn panel kê lên dầm ....................................................................... 62

3.2.2.

Liên kết panel với dầm ....................................................................... 63

3.2.3.

Liên kết panel-panel ........................................................................... 63


3.2.4.

Liên kết cột-dầm................................................................................. 64

3.3. Kết luận chương 3 ......................................................................................................... 64

KẾT LUẬN-KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 65
1.

Kết luận ..................................................................................................... 65

2.

Kiến nghị................................................................................................... 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 66

C

C

DU

R
L
T.


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Kích thước sơ bộ tiết diện cột ...................................................................... 9
Bảng 2.2. Kiểm tra điều kiện độ mảnh cột ................................................................. 10
Bảng 2.3. Sợ bộ tiết diện vách.................................................................................... 11
Bảng 2.4. Sơ bộ tiết diện dầm .................................................................................... 12
Bảng 2.5. Trị số trọng lượng riêng các loại vật liệu .................................................... 14
Bảng 2.6. Trị số tải trọng hoàn thiện .......................................................................... 14
Bảng 2.7. Tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn điển hình ..................................................... 15
Bảng 2.8. Trị số hoạt tải trên sàn................................................................................ 16
Bảng 2.9. Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng .................................................... 17
Bảng 2.10. Bảng tra hệ số khí động c ......................................................................... 18
Bảng 2.11. Gió tĩnh tác dụng lên tầng ........................................................................ 18

C
C

Bảng 2.12. Giá trị tham số mô tả phản ứng đàn hồi .................................................... 19

R
L
T.

Bảng 2.13. Tổ hợp động đất theo phương X............................................................... 20
Bảng 2.14. Tổ hợp động đất theo phương Y............................................................... 20

DU

Bảng 2. 15. Tiết diện dầm BX1 và BY1 ..................................................................... 28
Bảng 2.16. Tải trọng tính tốn.................................................................................... 30
Bảng 2. 17. Chiều cao cột .......................................................................................... 43
Bảng 2. 18. Thông số tiết diện cột .............................................................................. 48
Bảng 2. 19. Nội lực tính toán cột tầng 1 ..................................................................... 49
Bảng 2. 20. Nội lực tính tốn liên kết cột – cột ......................................................... 56


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Cơng trình thi cơng bằng phương pháp lắp ghép .......................................... 2
Hình 1. 2. Phối cảnh cơng trình .................................................................................... 3
Hình 1. 3. Mặt bằng dầm tầng điển hình ...................................................................... 4
Hình 1. 4. Mặt bằng định vị cột.................................................................................... 5
Hình 1. 5. Hệ khung bê tơng cốt thép lắp ghép ............................................................. 7
Hình 2. 1. Sơ đồ dầm ơ lưới điển hình........................................................................ 12
Hình 2. 2. Sơ đồ bố trí các ơ sàn ................................................................................ 13
Hình 2. 3. Kích thước cơng trình ................................................................................ 16
Hình 2. 4. Mơ hình khơng gian cơng trình.................................................................. 17
Hình 2. 5. Hệ lưới dầm- cột tấm sàn điển hình ........................................................... 22

C
C

Hình 2. 6. Mặt bằng bố trí các tấm sàn ơ sàn điển hình .............................................. 23

R
L
T.

Hình 2. 7. Sơ đồ thể hiện momen trong sàn tầng 1 ..................................................... 24
Hình 2. 8. Bố trí thép sàn ........................................................................................... 26

DU

Hình 2. 9. Sơ đồ làm việc khi cẩu lắp tấm sàn khi cẩu lắp .......................................... 27
Hình 2. 10. Sơ đồ dầm ơ lưới điển hình...................................................................... 28
Hình 2. 11. Mặt bằng dầm tầng điển hình .................................................................. 29
Hình 2. 12. Dầm BX1 ................................................................................................ 30
Hình 2. 13. Tiết diện dầm 600x1000 .......................................................................... 31
Hình 2. 14. Bố trí cốt thép dầm .................................................................................. 33
Hình 2. 15. Vị trí đỡ dầm phụ .................................................................................... 34
Hình 2. 16. Chi tiết thép chờ ...................................................................................... 36
Hình 2. 17. Vùng xuất hiện ứng suất nén [12] ............................................................ 36
Hình 2. 18. Bố trí cốt thép đầu dầm ........................................................................... 37
Hình 2. 19. Chi tiết định vị lỗ chờ .............................................................................. 38
Hình 2. 20. Sơ đồ bố trí móc cẩu, vị trí kê .................................................................. 39
Hình 2. 21. Bố trí cốt thép dầm 300x600.................................................................... 40
Hình 2. 22. Thép gia cường đầu dầm ......................................................................... 41
Hình 2. 23. Định vị lỗ chờ đầu dầm ........................................................................... 41
Hình 2. 24. Cột đúc sẵn.............................................................................................. 42
Hình 2. 25. Phương án thiết kết cột ............................................................................ 44


Hình 2. 26. Chuyển vị giới hạn theo phương ngang [10] ............................................ 45

Hình 2. 27. Chuyển vị đỉnh do tải trọng gió ............................................................... 46
Hình 2. 28. Chuyển vị đỉnh do tải trọng động đất ....................................................... 46
Hình 2. 29. Sơ đồ nội lực nén lệch tâm xiên ............................................................... 48
Hình 2. 30. Tính tốn cốt thép cột .............................................................................. 50
Hình 2. 31. Chi tiết thép cột ....................................................................................... 51
Hình 2. 32. Sơ đồ bố trí móc cẩu, vị trí kê .................................................................. 52
Hình 2. 33. Sơ đồ cẩu lắp cột ..................................................................................... 52
Hình 2. 34. Các liên kết chính trong cơng trình .......................................................... 54
Hình 2. 35. Liên kết cột-cột ....................................................................................... 55
Hình 2. 36. Chi tiết bản đế liên kết vào cột trên.......................................................... 57

C
C

Hình 2. 37. Mặt bằng bố trí bulong ............................................................................ 59
Hình 2. 38. Chi tiết bản thép trên ............................................................................... 60

R
L
T.

Hình 2. 39. Bản thép neo vào cột trên ........................................................................ 61
Hình 2. 40. Bản thép dưới .......................................................................................... 62

DU

Hình 2. 41. Chi tiết đoạn kê sàn lên dầm. ................................................................... 62
Hình 2. 42. Chi tiết liên kết panel-dầm. ...................................................................... 63
Hình 2. 43. Chi tiết liên kết sàn-sàn. .......................................................................... 63
Hình 2. 44. Chi tiết liên kết cột-dầm. ......................................................................... 64

1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) vẫn là kết cấu được sử dụng rộng rãi tại
nước ta. Với nhiều ưu điểm về cường độ, độ ổn định cũng như biện pháp thi công khá
đơn giản. Song cũng tồn tại những khuyết điểm như tải trọng bản thân kết cấu lớn, khó
vượt nhịp lớn, thời gian thi cơng kéo dài…. Đối với kết cấu nhà công nghiệp, phần lớn
sử dụng phương án nhà thép, tuy vậy một số cơng trình sử dụng hình thức kết cấu BTCT,
thường là các xưởng chế tạo, gia công công nghiệp nhẹ (may mặc, giày dép,...).
Trong trường hợp này, nhà đầu tư cũng như đơn vị thi cơng có xu thế chọn cơng
nghệ thi cơng sao cho giảm thiểu các công tác trên công trường, vừa rút ngắn thời gian
thi công, vừa giảm số nhân công lao động trực tiếp trên công trường. Việc giảm số lao
động trên công trường sẽ giảm thiểu được rủi ro do mất an tồn lao động, tăng cường sử
dụng cơng nghệ hiện đại trong q trình thi cơng cũng như dễ dàng quản lý được đội
ngũ nhân công.
Phương án lắp ghép cấu kiện BTCT sẽ thỏa mãn các yêu cầu trên, đồng thời đảm
bảo chất lượng kết cấu do các cấu kiện được chế tạo trước tại nhà máy.
Đề tài “XÂY DỰNG GIẢI PHÁP KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO NHÀ CÔNG
NGHIỆP NHIỀU TẦNG BTCT – TRƯỜNG HỢP NHÀ MÁY REGINA 5” được thực
hiện với mong muốn qua việc lên phương án và tính kết cấu cho một cơng trình cụ thể
sẽ đưa ra một số đánh giá về việc sử dụng phương pháp BTCT lắp ghép trong thi công
nhà công nghiệp nhẹ.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Lên được phương án và tính kết cấu một nhà máy thực tế, cũng như dự kiến phương
án thi cơng nhà máy đó bằng phương pháp BTCT lắp ghép. Từ đó đưa ra một số kiến nghị
cho việc áp dụng phương án xây dựng BTCT lắp ghép cho các nhà máy công nghiệp nhẹ.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng: Kết cấu nhà công nghiệp bằng bê tông cốt thép, phương án lắp ghép.
- Phạm vi nghiên cứu: Nhà công nghiệp nhẹ, cụ thể là xưởng sản xuất 1, nhà máy
REGINA 5.
4. Phương pháp nghiên cứu
Dùng phương pháp lý thuyết và mô phỏng số. Từ cơ sở hồ sơ thiết kế đã có, mơ
phỏng lại hệ kết cấu theo sơ đồ tính của phương pháp BTCT lắp ghép bằng một số phần
mềm tính tốn (ETABS, SAP2000…). Tính tốn lại hệ kết cấu và đưa ra kết quả, đồng
thời đưa ra phương án thi công dự kiến.
5. Nội dung luận văn
Nội dung luận văn được trình bày trong 3 chương:
Chương 1. Tổng quan một số vấn đề về kết cấu bê tông cốt thép lắp ghép.
Chương 2. Phương án và thiết kế các bộ phận kết cấu.
Chương 3. Tính tốn một số liên kết điển hình.

C
C

DU

R
L
T.


2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ KẾT CẤU BÊ TÔNG
CỐT THÉP LẮP GHÉP
Khái niệm về kết cấu BTCT lắp ghép
Khái niệm hiện đại về lắp ghép là: Kết cấu xây dựng được chế tạo sẵn thành

những cấu kiện tại các nhà máy, xí nghiệp. Được vận chuyển tới công trường và
dùng các phương tiện cơ giới để lắp dựng thành cơng trình hồn chỉnh. Đó cũng
chính là sự khác biệt cơ bản và là ranh giới để phân biệt phương pháp xây dựng lắp
ghép và phương pháp xây dựng khác (đổ tồn khối, xây dựng thủ cơng bằng các
vật liệu truyền thống).

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1. 1. Cơng trình thi công bằng phương pháp lắp ghép

Ưu, nhược điểm
1.2.1. Ưu điểm
- Phương án thi công lắp ghép giải quyết được vấn đề về tiến độ thi cơng cơng trình,
nguồn lao động phổ thơng và an tồn lao động trên cơng trường.
- Đảm bảo sự đồng bộ về chất lượng cấu kiện.
- Áp dụng được khoa học, công nghệ, kỹ thuật vào xây dựng cơng trình.

1.2.2. Nhược điểm
- Q trình vận chuyển cấu kiện gặp phải khó khăn đối với những cấu kiện lớn, dài
(móng đơn, cột…)


3

- Khó khăn trong phương án chọn máy thi cơng lắp ghép, bố trí ca máy và tổ chức thi
cơng đối với những cơng trình lớn.
- Khó khăn trong phương án xử lý liên kết giữa các cấu kiện.
- Đòi hỏi sự chính xác cao trong việc thiết kế, chế tạo cấu kiện.

Giới thiệu về cơng trình và giải pháp kết cấu
1.3.1. Giới thiệu về cơng trình

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1. 2. Phối cảnh cơng trình

Nhà máy C-Regina Miracle được xây dựng tại KCN VSIP Hải Phòng, huyện Thủy
Nguyên, tỉnh Hải Phòng. Đây là nhà máy công nghiệp nhẹ, chuyên sản xuất đồ nội y nữ,
quần áo thể thao, giày thể thao,…Quy mô xây dựng nhà máy là 5 tầng, chiều cao 27,2m,
diện tích xây dựng 9.315 m2.


4

C
C
R

L
T.

DU

Hình 1. 3. Mặt bằng dầm tầng điển hình


5

C
C
R
L
T.

DU

Hình 1. 4. Mặt bằng định vị cột


6

1.3.2. Giải pháp kết cấu
- Cơng trình bố trí kết hợp hệ vách cứng và hệ lõi cứng để chịu tải trọng ngang. Để
đảm bảo độ cứng không gian cho cơng trình ta bố trí hệ vách cứng, lõi cứng theo cả hai
phương ngang và dọc nhà. Số lượng vách theo mỗi phương xác định theo khả năng chịu
tải trọng theo phương đó. Ngồi ra vách cứng cũng nên bố trí sao cho cơng trình khơng
bị xoắn khi chịu tải trọng ngang.
- Trong q trình thi cơng lắp dựng thì hệ vách là điểm tựa để hệ kết cấu khung lắp

ghép truyền tải trọng về, hệ vách kết hợp với hệ chống đỡ đảm bảo rằng kết cấu khung
ổn định trong q trình thi cơng lắp dựng.
- Khi thiết kế kháng chấn cần phải tạo ra một sự đồng nhất và liên tục trong việc
phân bổ độ cứng và cường độ của các cấu kiện chịu tải. Độ cứng của các cấu kiện chịu
tải ngang (cột, vách, lõi...) không đổi suốt chiều cao phải đồng trục, tránh lệch trục. Tất
cả các cột và vách chịu lực đều liên tục và đường truyền tải của nó khơng bị gãy hoặc
đứt khúc từ móng đến mái. Tất cả các dầm khơng có dạng khúc khuỷu (do thay đổi tiết
diện dầm), nên bố trí lưới cột sao cho các nhịp dầm gần bằng nhau. Các cột và dầm phải
đồng trục, bề rộng các cột và dầm phải gần bằng nhau, để dễ dàng cho việc cấu tạo các
chi tiết cốt thép và thuận lợi cho việc truyền mô men, lực cắt qua chỗ liên kết giữa chúng.
Hạn chế dùng dầm bẹt vì thường bị phá hoại cạnh chỗ liên kết với cột. Không có cấụ
kiện chủ yếu nào bị thay đổi tiết diện đột ngột. Kết cấu càng liên tục và càng liền khối
càng tốt, bậc siêu tĩnh càng cao càng tốt.
- Kết cấu sàn: Sử dụng hệ sàn BTCT đúc sẵn có chiều dày 100mm được chế tạo tại
nhà xưởng sau đó vận chuyển đến cơng trình lắp ghép.
- Kết cấu cột: Hệ cột BTCT đúc sẵn được chế tạo hệ vai để liên kết với dầm.
- Kết cấu dầm: Hệ dầm BTCT đúc sẵn được chế tạo sản xuất tại nhà máy, với hệ
đầu cột được chừa sẵn lỗ chờ để liên kết với dầm chính tại vai cột.

C
C

DU

R
L
T.


7

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1. 5. Hệ khung bê tơng cốt thép lắp ghép

1.4. Kết luận chương 1

Thông qua các nội dung nghiên cứu trên, trong chương 1, học viên đã
khái quát về cơng trình bê tơng cốt thép lắp ghép, nêu ưu nhược điểm của phương pháp
này. Ngoài ra, học viên cũng giới thiệu sơ qua về cơng trình cũng như giải pháp kết cấu
để tiến hành nghiên cứu. Chương 2 sẽ nghiên cứu về quy trình thiết kế kết cấu.


8

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN KẾT CẤU
Đặc trưng vật liệu và kích thước sơ bộ tiết diện
2.1.1. Đặc trưng vật liệu
2.1.1.1. Cốt thép
‐ Thép CI- Có đường kính Ø<10(mm).
Cường độ chịu kéo tính tốn: Rs =
Cường độ chịu nén tính tốn: Rsc =
Cường độ chịu cắt tính tốn: Rsw =

‐ Thép CII- Có đường kính Ø(mm).
Cường độ chịu kéo tính tốn: Rs =
Cường độ chịu nén tính tốn: Rsc =
Cường độ chịu cắt tính tốn: Rsw =
‐ Thép CIII- Có đường kính Ø(mm).
Cường độ chịu kéo tính tốn: Rs =
Cường độ chịu nén tính tốn: Rsc =
Cường độ chịu cắt tính tốn: Rsw =

2.1.1.2. Bê tông

225
225
175

(MPa)
(MPa)
(MPa)

280
225
225

(MPa)
(MPa)
(MPa)

365
365
290

(MPa)
(MPa)
(MPa)

C
C

R
L
T.

DU

‐ Bê tông được sử dụng để chế tạo các cấu kiện đúc sẵn là bê tông B25
Cường độ chịu nén tính tốn : Rb =
14,5 (MPa)
Cường độ chịu kéo tính tốn: Rbt =
1.05 (MPa)
Mơ đun đàn hồi ban đầu của vật liệu: Eb= 30000 (MPa)

2.1.2. Kích thước sơ bộ của kết cấu
2.1.2.1. Tiết diện cột
Chiều dài thật của cột kí hiệu là l là khoảng cách giữa hai liên kết (liên kết có tác
dụng ngăn cản chuyển vị của cột).Chiều dài tính tốn của cột kí hiệu là l0, là chiều dài
được xác định theo sơ đồ biến dạng của cột, được lấy bằng chiều dài bước sóng khi cột
bị mất ổn định vì bị uốn dọc.
l0    l
Trong đó:  là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ biến dạng tức là phụ thuộc vào liên kết ở
hai đầu cột.

Việc chọn kích thước cột theo độ bền (chọn sơ bộ) có thể tiến hành bằng cách tham
khảo các kết cấu tương tự (đã được xây dựng hoặc thiết kế), theo kinh nghiệm thiết kế
hoặc bằng cách tính gần đúng.
Diện tích cột được xác định theo cơng thức [1]:


9

A0 

kt . N
Rb

Trong đó:
Rb - cường độ tính tốn về nén của bê tơng.
N - lực nén, được tính gần đúng như sau N = ms.q.Fs.
Fs - diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét.
ms - số sàn phía trên tiết diện đang xét.
q - là tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vng mặt sàn trong đó gồm
tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính
ra phân bố đều trên sàn. Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế. Ta chọn q = 20
kN/m2.
k -hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mô-men uốn, hàm lượng cốt thép, độ
mảnh của cột
Các cột gần như chịu nén đúng tâm, ta chọn kt = 1.1.
Bảng 2.1. Kích thước sơ bộ tiết diện cột

Stt

Tên cột

R
L
T.

Fs
ms

C
C

Chọn tiết diện

Atd

(mm)

(m2)

N

A

(kN)

(m2)

48

4080

0.31

800

800

0.64

DU
(m2)

1

C1-Cột
biên

5

2

C2-Cột
góc

5

24

2040

0.155

800

800

0.64

3

C3-Cột
giữa

5

96

8160

0.62

800

800

0.64

Kiểm tra về độ mảnh [1]:
l
  0   gh

r
Trong đó:
λgh: độ mảnh giới hạn. Đối với cột nhà: λgh=100.
r: bán kính quán tính của tiết diện. Với tiết diện chữ nhật cạnh b (hoặc h) thì
i = 0.288b (i = 0.288h), với tiết diện trịn đường kính D thì i = 0.25D.
l0: chiều dài tính tốn của cột.
Kết quả tính tốn:


10
Bảng 2.2. Kiểm tra điều kiện độ mảnh cột

Tên cột

L

L0(m)

i(m)

λ

Nhận xét

C1-Cột biên

6

6

0.173

35

Thỏa λgh

C2-Cột góc

6

6

0.173

35

Thỏa λgh

3

C3-Cột giữa

6

6

0.173

35

Thỏa λgh

1

C1-Cột biên

4.2

4.2

0.173

25

Thỏa λgh

C2-Cột góc

4.2

4.2

0.173

25

Thỏa λgh

3

C3-Cột giữa

25

Thỏa λgh

1

C1-Cột biên
C2-Cột góc

R
L
T.

0.173

3
1

Stt

Tầng

1
2

2

1

2

C
C

4.2

4.2

4.2

4.2

0.173

25

Thỏa λgh

4.2

4.2

0.173

25

Thỏa λgh

C3-Cột giữa

4.2

4.2

0.173

25

Thỏa λgh

C1-Cột biên

4.2

4.2

0.173

25

Thỏa λgh

C2-Cột góc

4.2

4.2

0.173

25

Thỏa λgh

3

C3-Cột giữa

4.2

4.2

0.173

25

Thỏa λgh

1

C1-Cột biên

4.25

4.25

0.173

25

Thỏa λgh

C2-Cột góc

4.25

4.25

0.173

25

Thỏa λgh

3

C3-Cột giữa

4.25

4.25

0.173

25

Thỏa λgh

1

C1-Cột biên

4.4

4.4

0.173

26

Thỏa λgh

C2-Cột góc

4.4

4.4

0.173

26

Thỏa λgh

C3-Cột giữa

4.4

4.4

0.173

26

Thỏa λgh

2

2

2

2
3

3

4

5

6

DU


11

2.1.2.2. Tiết diện vách
Lựa chọn và bố trí các vách và lõi cứng [2]:
Độ dày của thành vách (b) chọn sao cho:
200 mm.

b 1
1

h

 6000  300 mm.
i
 20
20
Bảng 2.3. Sợ bộ tiết diện vách

Stt

Vách

Độ dày b (mm)

1

VM 1

300

2

VM 2

300

3

VM 3

4

VM 4

2.1.2.3. Tiết diện dầm

C
C
300

R
L
T.

300

DU

Cơng trình sử dụng hệ vách cứng kết hợp hệ dầm sàn đúc sẵn để tạo thành hệ khung
chịu lực. Tiết diện dầm bxh được chọn sao cho thỏa mãn điều kiện.
Dầm chính:
1 1 

h     ln
 8 15 
Dầm phụ:
1 1 
h     ln
 12 20 
Chiều cao dầm:
1 1
b     h.
2 4
Ta chọn kích thước dầm tương đối đều cho toàn nhà để thuận tiện cho công tác chế
tạo và thi công lắp ghép. Ta chọn kích thước dầm như sau:


12
Bảng 2.4. Sơ bộ tiết diện dầm
Thơng số

Chọn

Tính tốn

Dầm
ln(m)

md

hd(cm)

bd1(cm)

bd2(cm)

hd(cm)

bd(cm)

BX1

10.5

12

87.5

21.875

43.75

100

60

BY1

9

15

60

15

30

60

30

D300X600

D300X600

DU
D300X600

D300X600

R
L
T.

D600X1000

Hình 2. 1. Sơ đồ dầm ơ lưới điển hình

D300X600

C
C

D600X1000


13

2.1.2.4. Tiết diện sàn
Hệ sàn của cơng trình được chia thành những tấm sàn nhỏ có kích thước điển hình
1433x2325(mm), được chế tạo sẵn ở nhà máy sau đó vận chuyển đến cơng trình rồi tiến
hành lắp ghép. Chiều dày sàn được chọn là tấm sàn dặc dày 100(mm) được chế tạo sẵn.
Hệ sàn của cơng trình sau khi lắp ghép xong được bù thêm lớp vữa, sau hoàn thiện sẽ
có độ dày là 150(mm). Bản sàn điển hình dày 100(mm), được tính tốn, bố trí cho tồn
cơng trình, nhằm tiện lợi cho việc thi cơng lắp dựng.

S1

S1

S1

S1

S1

S2

C
C

R

L
T.

DU
S1

S2

S1

S1

S1

S1

S1

S1

S1

S1

S1

S1

S1

S1

S2

D300X600

S1

D300X600

S1

D300X600

S2

D300X600

D300X600

D600X1000

D600X1000

Hình 2. 2. Sơ đồ bố trí các ơ sàn

Tải trọng tác dụng
2.2.1. Tĩnh tải
Tĩnh tải tác động lên cơng trình được tính toán theo Tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995
[3] và dựa trên bản vẽ kiến trúc cơng trình. Trị số trọng lượng riêng các loại vật liệu

được sử dụng trong tính toán như sau:


14
Bảng 2.5. Trị số trọng lượng riêng các loại vật liệu
Stt

Vật liệu

Trọng lượng riêng

Đơn vị

1

Bê tông cốt thép

2500

kG/m3

2

Gạch đặc

180

kG/m3

3

Gạch rỗng

120

kG/m3

4

Vữa xi măng

1800

kG/m3

5

Gạch bê tông nhẹ

800

kG/m3

6

Gạch lát granite

2600

kG/m3

7

Lớp sika chống ẩm

1800

8

Lớp epoxi

C
C

kG/m3

R
L
T.

kG/m3

270

DU

Bảng 2.6. Trị số tải trọng hoàn thiện
Hệ thống thiết bị

Tải trọng

Đơn vị

1

Trần thạch cao

15

kG/m2

2

Hệ thống điện - nước, thông gió

5

kG/m2

3

Chiếu sáng

5

kG/m2

4

Hệ thống kỹ thuật

30

kG/m2

5

Tải trọng hồn thiện ( B1,2)

100

kG/m2

6

Tải trọng hồn thiện ( tầng điển hình )

150

kG/m2

Stt