Cao ốc văn phòng Sunrise Office Building

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM

KHOA XÂY DỰNG & ĐIỆN

----  ----

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KỸ SƯ XÂY DỰNG

HỆ ĐÀO TẠO : CHÍNH QUY

ĐỀ TÀI:

CAO ỐC VĂN PHÒNG

SUNRISE OFFICE BUILDING

PHỤ LỤC ( Kèm Theo)

GVHD : TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH : ĐỖ TRUNG BẮC

MSSV : 0851020017

LỚP : XD08B1

TPHCM, tháng 08, năm 2013

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017

LỜI MỞ ĐẦU

Trong quá trình đào tạo một kỹ sư nói chung và kỹ sư xây dựng nói riêng, đồ án tốt

nghiệp bao giờ cũng là một nút thắt quan trọng giúp sinh viên có thể tổng hợp lại những

kiến thức đã học tại trường đại học và những kinh nghiệm thu được qua các đợt thực tập

để thiết kế một công trình xây dựng cụ thể. Vì thế đồ án tốt nghiệp chính là thước đo chính

xác nhất những kiến thức và khả năng thực sự của sinh viên có thể đáp ứng được yêu cầu

đối một người kĩ sư xây dựng.

Cùng với sự phát triển ngày càng cao của xã hội và nhu cầu của con người đối với

các sản phẩm xây dựng cũng ngày càng cao hơn. Đó là thiết kế các công trình với xu

hướng ngày càng cao hơn, đẹp hơn và hiện đại hơn.

Việc lựa chọn các giải pháp thi công, giúp cho người kỹ sư thể hiện khả năng và óc

sáng tạo của mình, một cách tốt nhất để tạo ra những kết cấu hoàn chỉnh và chịu lực tốt

nhất

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể các thầy cô trường ĐẠI

HỌC MỞ TP.HCM, Đặc biệt các thầy cô trong khoa Xây Dựng & Điện đã tận tình giúp

đỡ hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập tại trường, đã truyền đạt những kiến thức

chuyên môn những kinh nghiệm hết sức quý giá cho em.

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự truyền đạt kiến thức,

chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn.Với tất cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân

thành cảm ơn thầy LƯƠNG VĂN HẢI người đã hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án tốt

nghiệp này.

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn tất cả quý thầy cô, gửi lời cảm ơn đến tất

cả người thân, gia đình, cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó cùng học tập giúp đỡ em trong

suốt thời gian học, cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án này.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017 Trang 1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

1.1 NHU CẦU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

- Hiện nay, Thành Phố Hồ Chí Minh là trung tâm thương mại lớn nhất cả nước và cũng

là khu vực có dân số tập trung đông nhất, thời gian qua nền kinh tế không ngừng phát

triển làm cho số người lao động tập trung vào thành phố ngày càng đông, do đó nhu

cầu về nơi làm việc ngày càng tăng dần.

- Mặt khác với xu hướng hội nhập, công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước hoà nhập với

xu thế phát triển của thời đại nên sự đầu tư xây dựng các công trình nhà cao tầng thay

thế các công trình thấp tầng,đã xuống cấp là rất cần thiết.Chính vì thế mà trong thời

gian một vài năm trở lại đây hàng loạt các Cao Ốc Văn Phòng được xây dựng liên tục

trong thành phố nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách về nơi làm việc. Bên cạnh đó các

Cao Ốc này còn góp phần tích cực vào việc tạo nên bộ mặt mới của thành phố: một

thành phố hiện đại, văn minh, xứng đáng là trung tâm số một về kinh tế, khoa học kỹ

thuật của cả nước.

- Chính vì thế mà dự án xây dựng CAO ỐC VĂN PHÒNG SUNRISE OFFICE

BUILDING được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu làm việc của người dân cũng như

thay đổi bộ mặt cảnh quan đô thị tương xứng với tầm vóc của một đất nước đang trên

đà phát triển.

-

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017 Trang 1

1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

- Tọa lạc tại Lô 18 Khu Công Viên Phần Mềm Quang Trung – Quận 12 – Thành Phố

Hồ Chí Minh,công trình nằm ở vị trí thoáng và đẹp, tạo điểm nhấn đồng thời tạo nên

sự hài hoà hợp lý và hiện đại cho tổng thể quy hoạch khu công viên.

- Công trình nằm trong vùng đã được quy hoạch chi tiết nên thuận lợi cho việc cung

cấp vật tư và giao thông ngoài công trình. Hệ thống cấp điện, cấp nước trong khu vực

đã hoàn thiện đáp ứng tốt các yêu cầu cho công tác xây dựng.

- Khu đất xây dựng công trình bằng phẳng, hiện trạng không có công trình cũ,không có

công trình ngầm bên dưới đất nên rất thuận lợi cho công việc thi công

1.3 GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC

1.3.1 Mặt bằng và phân khu chức năng

- Mặt bằng công trình có dạng hình chứ nhật, chiều dài 51,8 m, chiều rộng 28,6

m.Tổng diện tích đất xây dựng là 1481,48 m2

- Công trình gồm 12 tầng. Cốt ±0,00 m được chọn đặt trùng với mặt đất tự nhiên, mặt

sàn tầng hầm tại cốt -1,00 m. Chiều cao công trình là 44,60 m tính từ cốt mặt đất tự

nhiên.

- Tầng hầm: thang máy bố trí ở giữa, chỗ đậu xe ôtô xung quanh. Các hệ thống kỹ thuật

như bể chứa nước sinh hoạt, trạm bơm, trạm xử lý nước thải được bố trí hợp lý giảm

tối thiểu chiều dài ống dẫn. Tầng hầm có bố trí thêm các bộ phận kỹ thuật về điện như

trạm cao thế, hạ thế, phòng quạt gió.

- Tầng trệt : bố trí các khu vực chỉ dẫn và dịch vụ phục vụ nhu cầu trong văn

phòng,phần còn lại bố trí các văn phòng cho thuê.

- Tầng kỹ thuật: bố trí các phương tiện kỹ thuật, điều hòa, thiết bị thông tin

- Tầng 2 - 10: bố trí các văn phòng phục vụ nhu cầu làm việc.

Nhìn chung giải pháp mặt bằng đơn giản, tạo không gian rộng để bố trí các căn hộ

bên trong, sử dụng loại vật liệu nhẹ làm vách ngăn giúp tổ chức không gian linh hoạt

rất phù hợp với xu hướng và sở thích hiện tại, có thể dể dàng thay đổi trong tương lai.

1.3.2 Mặt đứng

Sử dụng, khai thác triệt để nét hiện đại với cửa kính lớn, tường ngoài được hoàn thiện

bằng sơn nước.

1.3.3 Hệ thống giao thông

- Giao thông ngang trong mỗi đơn nguyên là hệ thống hành lang.

- Hệ thống giao thông đứng là thang bộ và thang máy, bao gồm 02 thang bộ, 04 thang

máy. Thang máy bố trí ở chính giữa nhà, các văn phòng bố trí xung quanh phân cách

bởi hành lang nên khoảng đi lại là ngắn nhất, rất tiện lợi, hợp lý và bảo đảm thông

thoáng.

1.4 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

1.4.1 Hệ thống điện

- Hệ thống tiếp nhận điện từ hệ thống điện chung của khu đô thị vào nhà thông qua

phòng máy điện. Từ đây điện được dẫn đi khắp công trình thông qua mạng lưới điện

nội bộ .

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017 Trang 2

- Ngoài ra khi bị sự cố mất điện có thể dùng ngay máy phát điện dự phòng đặt ở tầng

ngầm để phát.

1.4.2 Hệ thống nước

- Công trình sử dụng nguồn nước do thành phố cung cấp,nước được dẫn vào bể nước

ngầm đặt dưới tầng hầm sau đó dùng máy bơm đưa nước lên hai hồ nước đặt trên mái

và từ đây phân phối xuống cho các tầng.

- Nước mưa trên mái sẽ được thoát theo các lỗ chảy và được đưa vào ống thoát nước

mưa đi xuống dưới bể chứa nước thải.

- Sau khi xử lý, nước thải được đẩy vào hệ thống thoát nước chung của khu vực.

1.4.3 Thông gió chiếu sáng

- Toàn bộ nhà được chiếu sáng bằng điện và ánh sáng tự nhiên.

- Ở các tầng đều có cửa sổ tạo sự thông thoáng tự nhiên. Riêng tầng hầm có bố trí

thêm các khe thông gió và chiếu sáng.

1.4.4 Phòng cháy thoát hiểm

- Công trình BTCT bố trí tường ngăn bằng gạch rỗng vừa cách âm vừa cách nhiệt.

- Dọc hành lang bố trí các hộp chống cháy bằng các bình khí CO2.

- Các tầng lầu đều có các cầu thang đủ đảm bảo thoát người khi có sự cố về cháy nổ.

- Bên cạnh đó trên đỉnh mái còn có bể nước lớn phòng cháy chữa cháy.

1.4.5 Chống sét

- Chọn sử dụng hệ thống thu sét chủ động quả cầu Dynasphere được thiết lập ở tầng

mái và hệ thống dây nối đất bằng đồng được thiết kế để tối thiểu hóa nguy cơ bị sét

đánh.

1.4.6 Hệ thống thoát rác

- Rác thải ở mỗi tầng được đổ vào gen rác đưa xuống gian rác, gian rác được bố trí ở

tầng hầm và có bộ phận đưa rác ra ngoài. Gian rác được thiết kế kín đáo, kỹ càng để

tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm môi trường.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017 Trang 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

2.1 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.1.1 Hệ kết cấu chịu lực chính

2.1.1.1 Hệ khung chịu lực

- Kết cấu khung bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng thẳng đứng vừa chịu

tải trọng ngang. Cột và dầm trong hệ khung liên kết với nhau tại các nút khung, quan

niệm là nút cứng. Hệ kết cấu khung được sử dụng hiệu quả cho các công trình có yêu

cầu không gian lớn, bố trí nội thất linh hoạt, phù hợp với nhiều loại công trình. Yếu

điểm của kết cấu khung là khả năng chịu cắt theo phương ngang kém. Ngoài ra, hệ

thống dầm của kết cấu khung trong nhà cao tầng thường có chiều cao lớn nên ảnh

hưởng đến công năng sử dụng của công trình và tăng độ cao của ngôi nhà, kết cấu

khung bê tông cốt thép thích hợp cho ngôi nhà cao không quá 20 tầng. Vì vậy, kết

cấu khung chịu lực không thể chọn để làm kết cấu chịu lực chính cho công trình này.

2.1.1.2 Hệ tường chịu lực

- Trong hệ kết cấu này, các tấm tường phẳng, thẳng đứng là cấu kiện chịu lực chính

của công trình. Dựa vào đó, bố trí các tấm tường chịu tải trọng đứng và làm gối tựa

cho sàn, chia hệ tường thành các sơ đồ: tường dọc chịu lực; tường ngang chịu lực;

tường ngang và dọc cùng chịu lực.

- Trường hợp tường chịu lực chỉ bố trí theo một phương, sự ổn định của công trình

theo phương vuông góc được bảo đảm nhờ các vách cứng. Khi đó, vách cứng không

những được thiết kế để chịu tải trọng ngang và cả tải trọng đứng. Số tầng có thể xây

dựng được của hệ tường chịu lực đến 40 tầng.

- Tuy nhiên, việc dùng toàn bộ hệ tường để chịu tải trọng ngang và tải trọng đứng có

một số hạn chế:

 Gây tốn kém vật liệu;

 Độ cứng của công trình quá lớn không cần thiết;

 Thi công chậm;

 Khó thay đổi công năng sử dụng khi có yêu cầu.

2.1.1.3 Hệ khung - tường chịu lực

- Là một hệ hỗn hợp gồm hệ khung và các vách cứng, hai loại kết cấu này liên kết

cứng với nhau bằng các sàn cứng, tạo thành một hệ không gian cùng nhau chịu lực.

Khi các liên kết giữa cột và dầm là khớp, khung chỉ chịu một phần tải trọng đứng,

tương ứng với diện tích truyền tải đến nó, còn toàn bộ tải trọng ngang do hệ tường

chịu lực (vách cứng).

- Khi các cột liên kết cứng với dầm, khung cùng tham gia chịu tải trọng đứng và tải

trọng ngang với vách cứng, gọi là sơ đồ khung - giằng. Sàn cứng là một trong những

kết cấu truyền lực quan trọng trong sơ đồ nhà cao tầng kiểu khung – giằng. Để đảm

bảo ổn định của cột, khung và truyền được các tải trọng ngang khác nhau sang các hệ

vách cứng, sàn phải thường xuyên làm việc trong mặt phẳng nằm ngang.

- Sự bù trừ các điểm mạnh và yếu của hai hệ kết cấu khung và vách như trên, đã tạo

nên hệ kết cấu hỗn hợp khung – tường chịu lực những ưu điểm nổi bật, rất thích hợp

cho các công trình nhiều tầng, số tầng hệ khung – tường chịu lực có thể chịu được

lớn nhất lên đến 50 tầng.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017 Trang 4

2.1.1.4 So sánh lựa chọn phương án kết cấu

- Qua xem xét, phân tích các hệ chịu lực như đã nêu trên và dựa vào các đặc điểm của

công trình như giải pháp kiến trúc, ta có một số nhận định sau đây để lựa chọn hệ kết

cấu chịu lực chính cho công trình như sau:

- Do công trình được xây dựng trên địa bàn Tp. Hồ Chí Minh là vùng hầu như không

xảy ra động đất, nên không xét đến ảnh hưởng của động đất, mà chỉ xét đến ảnh

hưởng của gió bão. Vì vậy, việc tính toán gió động cho công trình là thật sự cần thiết.

- Do vậy, trong đồ án này ngoài các bộ phận tất yếu của công trình như: cầu thang, hồ

nước..., hệ chịu lực chính của công trình được chọn là khung – tường chịu lực, vì hệ

này có những ưu điểm như trên, phù hợp với qui mô công trình, và sơ đồ này có thể

cho phép giảm kích thước cột tối đa trong phạm vi cho phép, vì khung có độ cứng

chống uốn tốt, nhưng độ cứng chống cắt kém, còn vách cứng thì ngược lại, có độ

cứng chống cắt tốt nhưng độ cứng chống uốn kém. Sự tương tác giữa khung và vách

khi chịu lực tải trọng ngang đã tạo ra một hiệu ứng có lợi cho sự làm việc của kết cấu

hỗn hợp khung – vách. Tuy nhiên, trong hệ kết cấu này các vách cứng chỉ chịu lực

trong mặt phẳng. Vì vậy, để đảm bảo độ cứng không gian cho công trình, thì phải bố

trí các vách cứng theo cả hai phương và được liên kết với nhau tạo thành lõi cứng.

- Việc bố trí vách trong nhà cao tầng rất quan trọng, ứng với đặc điểm của mặt bằng

công trình, trong đồ án bố trí các vách theo cả hai phương, liên kết với nhau tạo thành

lõi cứng được đặt tại tâm công trình, và có độ cứng EJ theo hai phương gần bằng

nhau, tránh hiện tượng công trình bị xoắn khi dao động.

- Và để tận dụng hết khả năng chịu lực của vách cứng, sàn là một trong những kết cấu

truyền lực quan trọng trong nhà nhiều tầng kiểu khung giằng. Không những có chức

năng đảm bảo ổn định tổng thể của hệ thống cột, khung, đồng thời truyền các tải

trọng ngang khác sang hệ vách cứng. Sàn cứng còn có khả năng phân phối lại nội lực

trong hệ vách cứng. Do đó, phải lựa chọn các phương án sàn sao cho công trình kinh

tế nhất, ổn định nhất và mỹ quan nhất.

2.1.2 Hệ kết cấu sàn

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. Do vậy, cần phải

có sự phân tích đúng để lựa chọn ra phương án phù hợp với kết cấu của công trình.

Ta xét các phương án sàn sau:

2.1.2.1 Hệ sàn sườn

Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn.

a. Ưu điểm:

- Tính toán đơn giản.

- Được sử dụng phổ biến ở nước ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện

cho việc lựa chọn công nghệ thi công.

b. Nhược điểm:

- Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều

cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng

ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu.

- Không tiết kiệm không gian sử dụng.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017 Trang 5

2.1.2.2 Hệ sàn ô cờ

Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn

thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm

không quá 2m.

a. Ưu điểm:

- Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian sử dụng và có

kiến trúc đẹp,thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử

dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ...

b. Nhược điểm:

- Không tiết kiệm, thi công phức tạp.

- Khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải bố trí thêm các dầm chính. Vì vậy, nó cũng

không tránh được những hạn chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng.

2.1.2.3 Sàn không dầm (không có mũ cột)

Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột.

a. Ưu điểm:

- Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình.

- Tiết kiệm được không gian sử dụng.

- Dễ phân chia không gian.

- Dễ bố trí hệ thống kỹ thuật điện, nước

- Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa.

- Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm bởi không phải

mất công gia công cốp pha, côt thép dầm, cốt thép được đặt tương đối định hình và

đơn giản, việc lắp dựng ván khuôn và cốp pha cũng đơn giản.

- Do chiều cao tầng giảm nên thiết bị vận chuyển đứng cũng không cần yêu cầu cao,

công vận chuyển đứng giảm nên giảm giá thành.

- Tải trọng ngang tác dụng vào công trình giảm do công trình có chiều cao giảm so với

phương án sàn dầm.

b. Nhược điểm:

- Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành khung do đó

độ cứng nhỏ hơn nhiều so với phương án sàn dầm, do vậy khả năng chịu lực theo

phương ngang phương án này kém hơn phương án sàn dầm, chính vì vậy tải trọng

ngang hầu hết do vách chịu và tải trọng đứng do cột chịu.

- Sàn phải có chiều dày lớn để đảm bảo khả năng chịu uốn và chống chọc thủng do đó

dẫn đến tăng khối lượng sàn.

2.1.2.4 Sàn không dầm ứng lực trước

a. Ưu điểm:

- Ngoài các đặc điểm chung của phương án sàn không dầm thì phương án sàn không

dầm ứng lực trước sẽ khắc phục được một số nhược điểm của phương án sàn không

dầm.

- Giảm chiều dày sàn khiến giảm được khối lượng sàn dẫn tới giảm tải trọng ngang tác

dụng vào công trình cũng như giảm tải trọng đứng truyền xuống móng.

- Tăng độ cứng của sàn lên, khiến cho thoả mãn về yêu cầu sử dụng bình thường.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017 Trang 6

- Sơ đồ chịu lực trở nên tối ưu hơn do cốt thép ứng lực trước được đặt phù hợp với

biểu đồ mômen do tính tải gây ra, nên tiết kiệm được cốt thép.

b. Nhược điểm: Tuy khắc phục được các ưu điểm của sàn không dầm thông

thường

nhưng lại xuất hiện một số khó khăn cho việc chọn lựa phương án này như sau:

- Thiết bị thi công phức tạp hơn, yêu cầu việc chế tạo và đặt cốt thép phải chính xác do

đó yêu cầu tay nghề thi công phải cao hơn, tuy nhiên với xu thế hiện đại hoá hiện nay

thì điều này sẽ là yêu cầu tất yếu.

- Thiết bị giá thành cao.

2.1.3 Kết luận

Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước cột lớn,nhưng sinh viên chỉ áp dụng

những kiến thức đã học được và tính toán công trình nên giải pháp kết cấu chính của

công trình được lựa chọn như sau:

- Kết cấu móng cọc khoan nhồi hay móng cọc ép.

- Kết cấu sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối (sàn có hệ dầm trực giao).

- Kết cấu công trình là kết cấu khung chịu lực, bao gồm hệ thống cột và dầm, tạo hệ

lưới đỡ bản sàn.Hệ thống cột được ngàm vào hệ đài móng.

2.2 LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CÁC CẤU KIỆN

- Kích thước tiết diện các cấu kiện sẽ được chọn trong quá trình tính toán cụ thể sau

này.

- Chiều dày sàn chọn dựa trên các yêu cầu: không bị chọc thủng, đảm bảo cho giả

thuyết sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (để truyền tải ngang, chuyển vị).

Do đó trong các công trình nhà cao tầng, chiều dày bản sàn có thể tăng đến 50% so

với các công trình khác mà sàn chỉ chịu tải đứng.

2.3 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

2.3.1 Sơ đồ tính

- Trong giai đoạn hiện nay, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của máy tính điện tử, đã có

những thay đổi quan trọng trong cách nhìn nhận phương pháp tính toán công trình.

Khuynh hướng đặc thù hoá và đơn giản hoá các trường hợp riêng lẻ được thay thế

bằng khuynh hướng tổng quát hoá. Đồng thời khối lượng tính toán số học không còn

là một trở ngại nữa.

- Các phương pháp mới có thể dùng các sơ đồ tính sát với thực tế hơn, có thể xét tới sự

làm việc phức tạp của kết cấu với các mối quan hệ phụ thuộc khác nhau trong không

gian. Việc tính toán kết cấu nhà cao tầng nên áp dụng những công nghệ mới để có thể

sử dụng mô hình không gian nhằm tăng mức độ chính xác và phản ánh sự làm việc

của công trình sát với thực tế hơn.

2.3.2 Các giả thuyết dùng trong tính toán nhà cao tầng

- Sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (mặt phẳng ngang) và liên kết ngàm

với các phần tử cột ở cao trình sàn. Không kể biến dạng cong (ngoài mặt phẳng sàn)

lên các phần tử (thực tế không cho phép sàn có biến dạng cong). Bỏ qua sự ảnh

hưởng độ cứng uốn của sàn tầng này đến các sàn tầng kế bên.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017 Trang 7

- Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều có chuyển vị ngang như nhau.

- Các cột đều được ngàm ở chân cột ngay mặt đài móng.

- Khi tải trọng ngang tác dụng thì tải trọng tác dụng này sẽ truyền vào công trình dưới

dạng lực phân bố trên các sàn (vị trí tâm cứng của từng tầng) vì có sàn nên các lực

này truyền sang sàn và từ đó truyền sang cột.

- Biến dạng dọc trục của sàn, của dầm xem như là không đáng kể.

2.3.3 Phương pháp tính toán xác định nội lực

Hiện nay trên thế giới có ba trường phái tính toán hệ chịu lực nhà nhiều tầng thể hiện

theo ba mô hình sau:

- Mô hình liên tục thuần túy: Giải trực tiếp phương trình vi phân bậc cao, chủ yếu là

dựa vào lý thuyết vỏ, xem toàn bộ hệ chịu lực là hệ chịu lực siêu tĩnh. Khi giải quyết

theo mô hình này, không thể giải quyết được hệ có nhiều ẩn. Đó chính là giới hạn của

mô hình này.

- Mô hình rời rạc (Phương pháp phần tử hữu hạn): Rời rạc hoá toàn bộ hệ chịu lực của

nhà nhiều tầng, tại những liên kết xác lập những điều kiện tương thích về lực và

chuyển vị. Khi sử dụng mô hình này cùng với sự trợ giúp của máy tính có thể giải

quyết được tat cả các bài toán. Hiện nay ta có các phần mềm trợ giúp cho việc giải

quyết các bài toán kết cấu như ETABS, SAP,...

- Mô hình rời rạc - liên tục (Phương pháp siêu khối): Từng hệ chịu lực được xem là rời

rạc, nhưng các hệ chịu lực này sẽ liên kết lại với nhau thông qua các liên kết trượt

xem là phân bố liên tục theo chiều cao. Khi giải quyết bài toán này ta thường chuyển

hệ phương trình vi phân thành hệ phương trình tuyến tính bằng phương pháp sai

phân. Từ đó giải các ma trận và tìm nội lực.

Trong các phương pháp kể trên, phương pháp phần tử hữu hạn hiện được sử dụng

phổ biến hơn cả do những ưu điểm của nó cũng như sự hỗ trợ đắc lực của một số

phần mềm tính toán dựa trên cơ sở phương pháp tính toán này.

2.3.4 Lực chọn công cụ tính toán

- Dùng phần mềm ETABS 9.5 và SAP 2000 để giải nội lực cho các phần cầu thang, hồ

nước mái, và giải nội lực cho khung phẳng.

2.3.5 Nội dung tính toán

- Hệ kết cấu nhà cao tầng cần được tính toán cả về tĩnh lực, ổn định và động lực. Các

bộ phận kết cấu được tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH 1).

- Trong trường hợp đặc biệt do yêu cầu sử dụng thì mới tính toán theo trạng thái giới

hạn thứ hai (TTGH 2).

Khác với nhà thấp tầng, trong thiết kế nhà cao tầng thì tính chất ổn định tổng thể

công trình đóng vai trò hết sức quan trọng và cần phải được tính toán kiểm tra.

2.4 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

2.4.1 Các tiêu chuẩn, quy phạm dùng trong tính toán

- Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bêtông cốt thép TCVN 5574:2012.

- Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động TCVN 2737:1995.

- Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình TCVN 45:1978.

- Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCVN 205:1998.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017 Trang 8

- Tiêu chuẩn thiết kế và thi công nhà cao tầng TCXD 198:1997.

2.4.2 Vật liệu

a. Bêtông dùng cho các kết cấu sử dụng B25 với các chỉ tiêu như sau:

- Khối lượng riêng:  = 25 kN/m3

- Cường độ tính toán: Rb = 14.5 Mpa

- Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 10.5 Mpa

- Môđun đàn hồi: Eb = 30000 Mpa

b. Cốt thép gân 10 dùng cho các kết cấu sử dụng loại CII với các chỉ tiêu:

- Cường độ chịu nén tính toán: Rs = 280 Mpa

- Cường độ chịu kéo tính toán: Rsc = 280 MPa

- Cường độ tính cốt thép ngang: Rsw = 225 Mpa

- Môđun đàn hồi: Es = 210000 MPa

c. Cốt thép trơn <10 dùng loại CI với các chỉ tiêu:

- Cường độ chịu nén tính toán: Rs = 225 Mpa

- Cường độ chịu kéo tính toán: Rsc = 225 MPa

- Cường độ tính cốt thép ngang: Rsw = 175 Mpa

- Môđun đàn hồi: Es = 210000 MPa

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017 Trang 9

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

3.1 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SÀN

- Trong thực tế thường gặp các ô sàn có kích thước mỗi cạnh lớn hơn 6m, về nguyên

tắc ta vẫn có thể tính toán được.Nhưng với nhịp lớn,nội lực trong bản lớn,chiều sày

bản sàn tăng lên,độ võng của bản cũng tăng,đồng thời trong quá trình sử dụng bản sàn

dễ bị rung.Để khắc phục nhược điểm này,người ta thường bố trí thêm các dầm ngang

và các dầm dọc thẳng góc giao nhau,để chia ô bản thành nhiều ô bản nhỏ có kích

thước nhỏ hơn.Trường hợp này gọi là sàn có hệ dầm trực giao.

- Trình tự tính toán bản sàn bao gồm:

 Xác định kích thước dầm,bản sàn;

 Phân loại ô sàn tính toán;

 Xác định tải trọng tác dụng lên bản sàn;

 Chọn sơ đồ tính bản sàn;

 Xác định nội lực của ô sàn;

 Tính toán cốt thép ô sàn;

 Lựa chọn và bố trí cốt thép;

 Tính toán,kiểm tra độ võng sàn.

3.2 LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CÁC BỘ PHẬN SÀN

- Việc bố trí mặt bằng kết cấu bản sàn phụ thuộc vào mặt bằng kiến trúc và việc bố trí

các kết cấu chịu lực chính.

- Kích thước tiết diện các bộ phận sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng của

chúng lên mặt bằng.

3.2.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm

- Chiều cao tiết dầm hd được chọn theo nhịp:

1

d d

d

h l

m



Trong đó : md hệ số phụ thuộc vào tính chất khung và tải trọng

md = 10 ÷ 12 đối với dầm khung (dầm chính) một nhịp;

md = 12 ÷ 16 đối với dầm khung nhiều nhịp;

md = 16 ÷ 20 đối với dầm sàn (dầm phụ);

ld nhịp dầm

- Chiều rộng tiết diện dầm bd được chọn trong khoảng :

1 1

4 2 d d b h  

     

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVHD: TS. LƯƠNG VĂN HẢI

SVTH: ĐỖ TRUNG BẮC MSSV: 0851020017 Trang 10

- Kích thước tiết diện dầm được tính toán và chọn sơ bộ theo bảng sau:

Loại dầm Nhịp dầm

ld (m) Kí hiệu Hệ số md

Chiều cao

hd (m)

Chọn tiết tiện

bd x hd (cmxcm)

Dầm khung

8,00 D1 12 16 0,67 0,50 30x70

7,50 D1 12 16 0,63 0,47 30x70

7,20 D1 12 16 0,60 0,45 30x70

6,80 D1 12 16 0,57 0,43 30x70

Dầm phụ

8,00 D2 16 20 0,50 0,40 25x50

7,50 D2 16 20 0,47 0,38 25x50

7,20 D2 16 20 0,45 0,36 25x50

6,80 D2 16 20 0,43 0,34 25x50

4,00 D2 16 20 0,25 0,20 25x50

3,50 D2 16 20 0,22 0,18 25x50

3.2.2 Xác định chiều dày bản sàn hs

- Trong tính toán nhà cao tầng sàn được cấu tạo sao cho được xem là sàn tuyệt đối cứng

trong mặt phẳng ngang,do đó bề dày phải đủ lớn để:

 Tải trọng ngang truyền vào khung thông qua sàn

 Sàn không bị rung động,dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió,bão,động đất…)

ảnh hưởng đến công năng sử dụng.

 Chiều dày của bản sàn còn được tính toán sao cho trên sàn không có hệ dầm đỡ các

tường ngăn mà không tăng độ võng của sàn.

 Chiều dày bản sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng

- Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức sau:

.

s

s

D

h l

m



Trong đó: D = (0,8 ÷ 1,4): hệ số phụ thuộc vào tải trọng ;

ms = ( 30 ÷ 35): đối với bản dầm;

ms = ( 40 ÷ 45): đối với bản kê;

ms = ( 10 ÷ 18): đối với bản côngxôn ;

l : nhịp cạnh ngắn của ô bản.

- Chọn hs là số nguyên,đồng thời phải đảm bảo điều kiện cấu tạo :

s min h h 

(đối với sàn nhà dân dụng hmin=6cm)

- Chọn ô sàn S17 (4mx3,75m) là ô sàn lớn nhất làm ô sàn điển hình để tính chiều dày

sàn.

1

. ( ).375 (8.3 9.38)

45 40 s

s

D

h l cm

m

   



Vậy : Chọn chiều dày sàn hs = 120mm cho toàn sàn.