Đề 144 - Chung cư JAMONA (21)

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

MỤC LỤC

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH .................................................1

1.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH ...........................................................................................1

1.1.1. Mục đích thiết kế công trình .........................................................................................1

1.1.2. Quy mô công trình ........................................................................................................1

1.1.3. Chức năng các tầng.......................................................................................................1

1.1.4. Gỉai pháp giao thông trong công trình ..........................................................................1

1.1.5. Giải pháp thông thoáng.................................................................................................1

1.2. KIẾN TRÚC CỦA công trình...........................................................................................2

1.2.1. Mặt đứng công trình......................................................................................................2

1.2.2. Mặt bằng các tầng điển hình .........................................................................................3

1.2.3. Mặt cắt công trình .........................................................................................................4

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ THIẾT KẾ.................................................................................................5

2.1. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ.....................................................................................................5

2.1.1. Thiết kế kết cấu khung..................................................................................................5

2.1.2. Thiết kế kết cấu móng...................................................................................................5

2.2. tiêu chuẩn sử dụng .............................................................................................................5

2.3. lựa chọn giải pháp kết cấu.................................................................................................5

2.3.1. Tải trọng........................................................................................................................5

2.3.2. Chuyển vị......................................................................................................................6

2.3.3. Hệ kết cấu chính ...........................................................................................................6

2.3.4. Hệ kết cấu sàn ...............................................................................................................7

2.3.5. Kết luận hệ kết cấu chịu lực chính................................................................................8

2.4. lựa chọn vật liệu..................................................................................................................9

2.5. sơ bộ kích thước tiết diện...................................................................................................9

2.5.1. Sơ bộ tiết diện sàn.........................................................................................................9

2.5.2. Sơ bộ kích thước dầm ...................................................................................................9

2.5.3. Sơ bộ tiết diện vách.....................................................................................................10

2.5.4. Sơ bộ tiết diện cột .......................................................................................................10

CHƯƠNG 3. thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình .....................................................................12

3.1. thông số thiết kế................................................................................................................12

3.1.1. Tiêu chuẩn thiết kế......................................................................................................12

3.1.2. Vật liệu sử dụng..........................................................................................................12

3.2. mặt bằng kết cấu sàn tầng điển hình..............................................................................12

3.3. xác định tải trọng..............................................................................................................12

3.3.1. Tĩnh tải........................................................................................................................12

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

MỤC LỤC

3.3.2. Tổng tĩnh tải............................................................................................................... 14

3.3.3. Tải tường.................................................................................................................... 15

3.3.4. Hoạt tải....................................................................................................................... 15

3.3.5. Tổng tải tác dụng lên sàn ........................................................................................... 16

3.4. tính toán theo phương pháp cổ điền .............................................................................. 17

3.4.1. Cơ sở lý thuyết ........................................................................................................... 17

3.4.2. Xác định nội lực......................................................................................................... 17

3.4.3. Nội lực........................................................................................................................ 21

3.5. tính toán cốt thép............................................................................................................. 22

3.5.1. Ô sàn điển hình .......................................................................................................... 22

3.5.2. Tính cốt thép tất cả các ô sàn ( sử dụng Excel).......................................................... 25

3.5.3. Kiểm tra độ võng nứt cho sàn .................................................................................... 25

3.5.4. Kiểm tra độ võng cho ô sàn S1 .................................................................................. 27

CHƯƠNG 4. thiết kế cầu thang ................................................................................................ 28

4.1. chọn các kích thước của cầu thang ................................................................................ 28

4.1.1. Cấu tạo cầu thang....................................................................................................... 28

4.1.2. Lựa chọn các kích thước bậc thang............................................................................ 28

4.1.3. Chọn các kích thước chiếu nghỉ,kích thước bản thang .............................................. 29

4.2. xác định tải trọng............................................................................................................. 29

4.2.1. Các lớp cấu tạo cầu thang .......................................................................................... 29

4.2.2. Tải trọng tác dụng lên bản thang................................................................................ 29

4.2.3. Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ........................................................................ 30

4.3. sơ đồ tính .......................................................................................................................... 31

4.4. xác định nội lực trong cầu thang.................................................................................... 32

4.4.1. Kiểm tra nội lực bằng SAP2000 ................................................................................ 32

4.4.2. Xác định nội lực trong dầm chiếu nghỉ...................................................................... 33

4.5. Tính toán cốt thép............................................................................................................ 33

4.5.1. Lý thuyết tính toán ..................................................................................................... 33

4.5.2. Tính toán bản thang.................................................................................................... 34

4.5.3. Tính toán dầm chiếu nghỉ.......................................................................................... 35

4.5.4. Tính toán thép dọc...................................................................................................... 35

4.5.5 .Tính toán dầm chiếu tới......................................................................................... 36

CHƯƠNG 5. Thiết kế khung trục............................................................................................. 38

5.1. giới thiệu chung ............................................................................................................... 38

5.2. nguyên tắc tính toán........................................................................................................ 38

5.3. mô hình khung trục tính toán khung trục 16 ............................................................... 38

5.4. xác định tải trọng............................................................................................................. 39

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

MỤC LỤC

5.4.1. Tải trọng tác dụng lên sàn...........................................................................................39

5.4.2. Tải trọng ngang...........................................................................................................41

5.4.3. Gán tải trọng ...............................................................................................................55

5.5. KHAI BÁO KHỐI LƯỢNG THAM GIA DAO ĐỘNG CÔNG TRÌNH....................63

5.6. khai báo và gán tuyệt đối cứng cho sàn..........................................................................64

5.7. khai báo tải trọng gió và gán tâm cứng cho sàn ............................................................65

5.8. kiểm tra mô hình ..............................................................................................................65

5.9. giải mô hình ......................................................................................................................66

5.10. tổ hợp tải trọng ...............................................................................................................66

5.10.1. Các trường hợp tải trọng...........................................................................................66

5.10.2. Các trường hợp tổ hợp tải trọng tính toán.................................................................67

5.11. tính toán và bố trí cốt thép ............................................................................................69

5.11.1. Tính toán và bố trí cốt thép dọc dầm-khung trục 16.................................................69

5.11.2. Tính toán cốt thép cho dầm khung tầng điển hình....................................................69

5.12. tính toán cốt thép đai .....................................................................................................70

5.12.1. Lý thuyết tính toán....................................................................................................70

5.12.2. Tính toán cốt thép đai cho mặt cắt tầng điển hình ....................................................71

5.13. kết quả cốt thép ..............................................................................................................73

5.14. tính cốt treo cho dầm .....................................................................................................90

5.15. tính toán và bố trí cốt thép cho vách ............................................................................91

5.15.1. Khái quát cơ bản về vách lõi.....................................................................................91

5.15.2. Quan niệm tính toán vách cứng ................................................................................91

5.16. Nội lực trong vách ..........................................................................................................96

5.17. tính toán và bố trí cốt thép dọc cho vách ...................................................................105

5.17.1. Tính toán cho mặt cắt vách điển hình .....................................................................105

5.17.2. Chọn chiều dày vùng biên B...................................................................................105

5.17.3. Xác định nội lực......................................................................................................105

5.17.4. Tính toán cốt thép ...................................................................................................106

5.17.5. Kết quả tính toán thép vách ....................................................................................107

5.18. Tính toán và bố trí cốt thép cho cột – Khung trục 16...............................................122

5.18.1. Phương pháp tính toán cốt thép cho cột lệch tâm xiên ...........................................122

5.18.2. Các tổ hợp nội lực tính toán cột khung không gian ................................................122

5.18.3. Xác định nội lực cột................................................................................................122

5.18.4. Tính toán cốt thép dọc.............................................................................................122

5.18.5. Tính toán cốt thép đai .............................................................................................129

5.18.6. Kiểm tra chuyển vị ngang tại đỉnh công trình.........................................................131

5.18.7. Kiểm tra ổn định chống lật của công trình..............................................................131

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

MỤC LỤC

CHƯƠNG 6. THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT .................................................................................. 132

6.1. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH.................................................................... 132

6.2. LÝ THUYẾT THỐNG KÊ........................................................................................... 133

6.2.1. Phân chia đơn nguyên lớp đất.................................................................................. 133

6.2.2. Xác định các đặc trưng tiêu chuẩn ........................................................................... 134

6.2.3. Đặc trưng tính toán .................................................................................................. 134

6.3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT NỀN.................. 136

6.3.1. Lớp 1 ........................................................................................................................ 136

6.3.2. Lớp 2 ........................................................................................................................ 142

6.3.3. Lớp 3 ........................................................................................................................ 146

6.3.4. Lớp 4 ........................................................................................................................ 150

6.3.5. Lớp 5 ........................................................................................................................ 153

6.3.6. Lớp 6 ........................................................................................................................ 157

6.3.7. Lớp 7 ........................................................................................................................ 161

CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP............................................................................ 167

7.1. CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ...................................................................................... 167

7.1.1. Kích thước sơ bộ ...................................................................................................... 167

7.1.2. Vật liệu sử dụng của đài cọc .................................................................................... 167

7.1.3. Các thông số kĩ thuật cọc bê tông ly tâm ................................................................. 167

7.1.4. Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu và dựng cọc .......................................................... 169

7.2. TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC (CHỌN HK1 ĐỂ TÍNH)....................... 171

7.2.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu............................................................................. 171

7.2.2. Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền ............................................................. 171

7.2.3. Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT ( công thức viện kiến trúc Nhật Bản).... 174

7.3. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC THỨ 1 ( M1 ).................................................................. 176

7.3.1. Nội lực tính móng .................................................................................................... 176

7.3.2. Tính toán sơ bộ số lượng cọc ................................................................................... 176

7.3.3. Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm ............................................................................ 177

7.3.4. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng ...................................................... 178

7.3.5. Xác định khối móng quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định................................... 181

7.3.6. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang............................................................................ 186

7.3.7. Kiểm tra xuyên thủng của đài móng ........................................................................ 194

7.3.8. Tính toán cốt thép đài móng .................................................................................... 194

7.4. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC THỨ 2 (M2).................................................................... 201

7.4.1. Nội lực tính móng .................................................................................................... 201

7.4.2. Tính toán sơ bộ số lượng cọc ................................................................................... 201

7.4.3. Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm ............................................................................ 202

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

MỤC LỤC

7.4.4. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên móng: ......................................................................203

7.4.5. Xác định khối móng quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định....................................208

7.4.6. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang.............................................................................214

7.4.7. Kiểm tra xuyên thủng của đài móng.........................................................................222

7.4.8. Tính toán cốt thép đài móng .....................................................................................222

7.5. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC THỨ 3 ( M3 LÕI THANG)............................................214

7.5.1. Nội lực tính móng .....................................................................................................214

7.5.2. Tính toán sơ bộ số lượng cọc....................................................................................214

7.5.3. Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm .............................................................................216

7.5.4. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên móng: ......................................................................216

7.5.5. Xác định khối móng quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định....................................220

7.5.6. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang.............................................................................240

7.5.7. Kiểm tra xuyên thủng của đài móng.........................................................................248

7.5.8. Tính toán cốt thép đài móng .....................................................................................250

CHƯƠNG 8. THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI.......................................................253

8.1. CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ.......................................................................................253

8.1.1. Vật liệu sử dụng........................................................................................................253

8.1.2. Kích thước sơ bộ.......................................................................................................253

8.2. TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC...................................................................254

8.2.1. Sức chịu tải của cọc theo điều kiện vật liệu..............................................................254

8.2.2. Sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền (phụ lục G - TCVN 10304:2014) ..............256

8.2.3. Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT ( công thức viện kiến trúc Nhật Bản).....257

8.3. TÍNH TOÁN MÓNG M1 ..............................................................................................259

8.3.1. Nội lực tính móng .....................................................................................................259

8.3.2. Tính toán sơ bộ số lượng cọc....................................................................................259

8.3.3. Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm .............................................................................260

8.3.4. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng .......................................................261

8.3.5. Xác định khối móng quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định....................................264

8.3.6. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang.............................................................................270

8.3.7. Kiểm tra xuyên thủng của đài móng.........................................................................278

8.3.8. Tính toán cốt thép đài móng .....................................................................................279

8.4. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC M2.....................................................................................284

8.4.1. Nội lực tính móng .....................................................................................................284

8.4.2. Tính toán sơ bộ số lượng cọc....................................................................................284

8.4.3. Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm .............................................................................285

8.4.4. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng .......................................................286

8.4.5. Xác định khối móng quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định....................................290

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

MỤC LỤC

8.4.6. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang............................................................................ 296

8.4.7. Kiểm tra xuyên thủng của đài móng ........................................................................ 303

8.4.8. Tính toán cốt thép đài móng .................................................................................... 304

8.5. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC M3 ( LÕI THANG)........................................................ 307

8.5.1. Nội lực tính móng .................................................................................................... 307

8.5.2. Tính toán sơ bộ số lượng cọc ................................................................................... 308

8.5.3. Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm ............................................................................ 309

8.5.4. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng ...................................................... 309

8.5.5. Xác định khối móng quy ước và kiểm tra điều kiện ổn định................................... 312

8.5.6. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang............................................................................ 318

8.5.7. Kiểm tra xuyên thủng của đài móng ........................................................................ 325

8.5.8. Tính toán cốt thép đài móng .................................................................................... 326

8.6. CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG ..................................................................................... 330

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU KIẾN TRÚC Trang 1

CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

1.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

1.1.1. Mục đích thiết kế công trình

Hiện tại nước ta đang trong quá trình hội nhập kinh tế quốc tế, diện mạo đất nước không ngừng

được đổi mới. với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế thì các lĩnh vực khác của đời sống

cũng thay đổi. Nhằm đáp ứng nhu cầu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì rất nhiều công

trình nhà cao tầng đã được xây dựng tại các thành phố. Với tình trạng dân số tại các thành phố lớn

ngày càng đông đúc, đặc biệt là Thành Phố Hồ Chí Minh thì việc xây dựng nhà cao tầng là một

giải pháp thiết yếu để giải quyết vấn đề nhà ở, văn phòng, khu trung tâm thương mại... có thể nói

sự xuất hiện ngày càng nhiều nhà cao tầng trong trung tâm thành phố, không những đáp ứng nhu

cầu cấp bách về cơ sở hạ tầng mà còn góp phần tích cực vào việc tạo nên một bộ mặt mới cho

thành phố. Xứng đáng là trung tâm số một về kinh tế, khoa học kỹ thuật của cả nước. Bên cạnh

đó, sự xuất hiện của nhà cao tầng cũng đã góp phần tích cực vào việc phát triển nghành xây dựng

ở thành phố nói chung và cả nước nói riêng thông qua việc áp dụng các kỹ thuật, công nghệ mới

trong tính toán, thi công và xử lý thực tế.

1.1.2. Quy mô công trình

Công trình là một tổ hợp dự án gồm khu trung tâm thương mại, văn phòng, căn hộ và khu tiện

ích. Công trình sinh viên thiết kế là toà chung cư JAMONA cao tầng có 21 tầng, trong đó gồm có:

20 tầng nổi, 1 tầng sân thượng.

Cốt

0.00m

đặt tại mặt sàn tầng trệt. Tổng chiều cao công trình là 71.6m tính từ cốt

0.00m.

Mặt bằng công trình tại cốt là hình chữ L, xây dựng trên tổng diện tích khu đất 2638m2

.

1.1.3. Chức năng các tầng

- Tầng 1 cao 4.2m: Trung tâm thương mại.

- Tầng 2 đến tầng 3 cao 3.2 m: Bãi giữ xe.

- Tầng 3 đến tầng 4 cao 3.6 m: Bãi giữ xe

- Tầng 4 đến tầng 20 cao 56.1 m: Khu căn hộ, tầng điển hình.

- Tầng sân thượng cao 3.3 m: phòng kỹ thuật và bể nước mái.

1.1.4. Gỉai pháp giao thông trong công trình

- Giao thông đứng trong công trình được đảm bảo bằng 8 buồng thang máy và hai cầu thang bộ,

được đặt tại vị trí hai góc khối nhà ở,. Trong đó, thang bộ đóng vai trò luôn lối thoát hiểm.

- Giao thông ngang là hệ thống hành lang chung

1.1.5. Giải pháp thông thoáng

Tất cả các phòng đều có ánh sáng chiếu vào từ các ô cửa sổ.

Ngoài việc tạo thông thoáng bằng hệ thống cửa sổ ở mỗi phòng, còn sử dụng hệ thống thông gió

nhân tạo, bằng máy điều hòa, quạt ở các tầng…

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU KIẾN TRÚC Trang 2

1.2. KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNH

1.2.1. Mặt đứng công trình

Hinh ̀ 1.1 Mặt đứng công trình trục A1-A6

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU KIẾN TRÚC Trang 3

1.2.2. Mặt bằng các tầng điển hình

Hinh ̀ 1.2 Mặt bằng tầng hầm 1

Hinh ̀ 1.3. Mặt bằng tầng điển hình 5-20

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU KIẾN TRÚC Trang 4

1.2.3. Mặt cắt công trình

Hinh ̀ 1.4 .Mặt cắt công trình trục A1-A6

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 5

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ THIẾT KẾ

2.1. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

Nội dung tính toán đặt ra gồm 2 yêu cầu: Thiết kế kết cấu khung và Thiết kế kết cấu móng cho

công trình được giao.

2.1.1. Thiết kế kết cấu khung

Yêu cầu thiết kế khung tối thiểu 15 tầng trở lên.

Thiết kế sàn tầng điển hình.

Thiết kế cầu thang.

Thiết kế 1 khung trục: sử dụng mô hình khung không gian, có tính thành phần động của gió, vách

cứng.

2.1.2. Thiết kế kết cấu móng

Tính toán 2 phương án móng cọc ép và cọc khoan nhồi cho:

Khung thiết kế.

Lõi thang máy.

2.2. TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG

TCVN 2737 – 1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 5574 – 2012 : Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 198 – 1997 : Nhà cao tầng. Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối

TCVN 10304 – 2014 : Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 4453 – 1995 : Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi côngvà nghiệm

thu

TCVN 299 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN

2737 – 1995.

TCVN 9362 – 2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.

TCVN 9363 – 2012: Khảo sát cho xây dựng – Khảo sát địa kĩ thuật cho nhà cao tầng.

TCVN 9391 – 2012: Lưới thép hàn dùng trong kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế, thi

công lắp đặt và nghiệm thu.

TCVN 9394 – 2012: Đóng và ép cọc – Thi công và nghiệm thu.

TCVN 9395 – 2012: Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu.

TCVN 9396 – 2012: Cọc khoan nhồi – Xác định tính đồng nhất của bê tông – Phương pháp xung

siêu âm.

2.3. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

Dựa vào yếu tố hình khối của công trình, lựa chọn giải pháp kết cấu ưu tiên tính đơn giản, đều

đặn, đối xứng và liên tục. Trừ một số trường hợp có yêu cầu kiên trúc đặc biệt.

Các yếu tố mang tính quyết định đến kết cấu công trình.

2.3.1. Tải trọng

Tải trọng đứng: Trọng lượng bản thân, hoạt tải sử dụng… có giá trị khá lớn và tăng dần theo số

tầng cao của tòa nhà

Tải trọng ngang: Tải gió (gió tĩnh, gió động), tải động đất.

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 6

2.3.2. Chuyển vị

Bao gồm chuyển vị ngang và chuyển vị đứng. Trong đó nếu chuyển vị ngang lớn sẽ làm tăng giá

trị nội lực, do độ lệch tâm tăng theo, có thể làm hư hỏng các bộ phận phi kết cấu (tường, vách

ngăn…), làm tăng dao động ngôi nhà, làm cho con người có cảm giác khó chịu và hoảng sợ, có

thể làm mất ổn định tổng thể nhà. Chuyển vị ngang nhà không được vượt quá giới hạn cho phép.

Theo mục 2.6.3 TCVN 198-1997 có quy định:

Kết cấu khung BTCT: f/H ≤ 1/500

Kết cấu khung-vách : f/H ≤ 1/750

Kết cấu tường BTCT: f/H ≤ 1/1000

Trong đó f và H là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu và chiều cao công trình.

Nhà cao tầng phải có khả năng kháng chấn cao (chống động đât): Tải trọng động đất là một trong

những yêu tố chính thiết kế kết cấu.

Kết cấu chịu lực phương đứng và phương ngang phải chọn và bố trí hợp lý (khung, vách, lõi

cứng…) có khả năng hấp thụ và tiêu tán năng lượng khi động đất xảy ra, kết cấu có thể duy trì

sức chịu tải mà không bị sụp đổ. Có khả năng chịu lửa cao, thoát hiểm an toàn. Có độ bền, tuổi

thọ cao móng phải phù hợp và chịu được tải trọng bên trên.

2.3.3. Hệ kết cấu chính

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.

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.

Mỗi loại kết cấu trên đều có những ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào nhu cầu và khả năng thi

công thực tế của từng công trình.

2.3.3.1. Hệ 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, sử dụng tốt cho công trình

có chiều cao đến 15 tầng nằm trong vùng tính toán chống động đất cấp 7, 10 – 12 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.

2.3.3.2. Hệ 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.

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.

2.3.3.3. Hệ khung lõi

Lõi cứng chịu tải trọng ngang của hệ, có thể bố trí trong hoặc ngoài biên.

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 7

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.

2.3.3.4. Hệ 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.

2.3.4. 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.

Xét các phương án sàn.

1.3.4.1. Hệ sàn sườn

Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn.

2.3.4.1.1 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.

2.3.4.1.2 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.

2.3.4.2. Sàn không dầm có mũ (sàn nấm)

Sàn nấm là sàn không có dầm, bản sàn tựa trực tiếp lên cột. Xung quanh vùng sàn gối lên cột có

thể loe rộng đầu cột ra thành mũ cột, hoặc tăng chiều dày bản sàn thành bản đầu cột.

2.3.4.2.1 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.

2.3.4.2.2 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

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 8

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.

2.3.4.3. Sàn không dầm dự ứng lực trước – sàn dự ứng lực

2.3.4.3.1 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.

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

do tĩnh tải gây ra, nên tiết kiệm được cốt thép.

2.3.4.3.2 Nhược điểm

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 và còn hiếm do trong nước chưa sản xuất được.

2.3.4.4. Sàn bê tông bubbleDeck & Uboot Beton

Bản sàn bê tông BubbleDeck & Uboot Beton phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột, vách

chịu lực, sử dụng quả bóng nhựa, hộp nhựa tái chế để thay thế phần bê tông không hoặc ít tham

gia chịu lực ở thớ giữa bản sàn.

2.3.4.4.1 Ưu điểm

Tạo tính linh hoạt cao trong thiết kế, có khả năng thích nghi với nhiều loại mặt bằng. Tạo không

gian rộng cho thiết kế nội thất. Tăng khoảng cách lưới cột và khả năng vượt nhịp, và có thể lên tới

15m mà không cần ứng suất trước, giảm hệ tường, vách chịu lực. Giảm thời gian thi công và các

chi phí dịch vụ kèm theo.

2.3.4.4.2 Nhược điểm

Đây là các công nghệ mới vào Việt Nam nên lý thuyết tính toán chưa được phổ biến. Khả năng

chịu cắt, chịu uốn giảm so với sàn bê tông cốt thép thông thường cùng độ dày.

2.3.5. Kết luận hệ kết cấu chịu lực chính

Tổng quan kích thước công trình

Quy mô công trình 17 tầng nổi, tổng chiều cao 60,6 m, dựa trên đặc điểm của các giải pháp kết

cấu đã trình bày, chọn hệ khung kết hợp vách làm kết cấu chịu lực cho công trình là phù hợp nhất.

Công trình với quy mô 17 tầng nổi với kích thước bước nhịp lớn. Chính vì vậy cần lựa chọn giải

pháp kết cấu phù hợp và đảm bảo tính hiệu quả cho công trình.

Do công trình là dạng nhà cao tầng, có bước nhịp lớn, đồng thời để đảm bảo vẻ mỹ quan cho các

căn hộ nên giải pháp kết cấu chính của công trình được lựa chọn như sau:

2.3.5.1. Kết cấu sàn

Sàn bê tông cốt thép hệ sàn sườn.

BÁO CÁO THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH HOÀNG ANH KHOA

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Trang 9

2.3.5.2. Kết cấu công trình

Sử dụng hệ khung kết hợp vách cứng, tạo hệ đỡ cho sàn bên trên. Hệ thống vách cứng được ngàm

vào hệ đài móng bên dưới.

2.3.5.3. Kết cấu móng

Thiết kế cho 2 phương án móng, so sánh và lựa chọn:

Móng cọc ly tâm

Móng cọc khoan nhồi

2.4. LỰA CHỌN VẬT LIỆU

Vật liệu chính dùng làm kết cấu nhà cao tầng phải đảm bảo có tính năng cao trong các mặt: cường

độ chịu lực, tính biến dạng và khả năng chống cháy. Bê tông dùng cho kết cấu chịu lực nhà cao

tầng nên có cấp độ bền từ B25 trở lên đối với kết cấu thường.

Thép dùng trong kết cấu bê tông cốt thép nhà cao tầng nên sử dụng loại thép có cường độ cao (theo

mục 2.1 TCXD 198:1997)

Dựa vào tính chất đặc thù của nhà cao tầng là thường có tải trọng lớn. Vậy nên cần sử dụng loại

vật liệu có tính chất vừa giảm được tải trọng cho công trình, tiết kiệm được chi phí, và phổ biển.

Do vậy lựa chọn vật liệu thích hợp để đi thiết kế cho công trình là bê tông cốt thép.

2.5. SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN

2.5.1. Sơ bộ tiết diện sàn

Chiều dày sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng, được xác định sơ bộ như sau:

s 1.

D

h L

m

=

Trong đó:

m hệ số phụ thuộc vào loại sàn.

m 30 35 : = 

sàn bản dầm, chọn m=35.

m 40 45: = 

sàn bản kê, chọn m=43.

D 0.8 1.4: = 

hệ số phụ thuộc tải trọng, chọn

D 1. =

L : 1

kích thước cạnh ngắn của ô sàn.

Chọn ô sàn S9 (5100x7300)mm có chiều dài cạnh ngắn

L1

lớn nhất để sơ bộ:

s 1

D 1 h L 5150 119.76mm

m 43

= =  = →

Chọn

s

h 130mm. =

2.5.2. Sơ bộ kích thước dầm

Chiều cao và bề rộng dầm được chọn lựa theo công thức kinh nghiệm sau:

d d

d d

1 1 h L .

12 16

1 1 b h .

4 2

 

=     

 

=     

Trong đó: