Chương 1 những khái niệm cơ bản

MỘT SỐ NGUYÊN TẮC CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG... MỘT SỐ NGUYÊN TẮC CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG... MỘT SỐ NGUYÊN TẮC CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ

Trang 1

KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG

PGS TS NGUYỄN ANH DŨNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – KHOA CÔNG TRÌNH

BM XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP

Trang 2

NỘI DUNG

Chương 1: Những khái niệm cơ bản

Chương 2: Tải trọng tác động lên kết cấu

nhà nhiều tầng

Chương 3: Tính toán kết cấu nhà nhiều tầng Chương 4: Tính toán cấu kiện bê tông cốt

thép nhà nhiều tầng.

Trang 3

MỤC TIÊU

- SV nắm được khái niệm, phân loại về kết cấu và thiết kế kết cấu nhà nhiều tầng;

- Các kiến thức về đặc tính chịu lực, nguyên lý thiết kế;

- Các bước, các phương pháp tính toán và cấu tạo các cấu kiện và kết cấu nhà.

- Về kỹ năng:

+ Lập sơ đồ tính cho kết cấu nhà;

+ Xác định và nhập tải trọng chính xác;

Trang 4

TÀI LIỆU GIẢNG DẠY

Trang 6

Chương 1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – KHOA CÔNG TRÌNH

BM XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP

KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG

Trang 7

1.1 Khái niệm và lịch sử phát triển nhà nhiều

Trang 8

1 Khái niệm về nhà nhiều tầng

Nhà nhiều tầng, được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, tùy thuộc vào điều kiện kinh tế xã hội của từng nước.

 Theo Ủy ban Quốc tề về nhà nhiều tầng: Nhà nhiều

tầng là nhà mà chiều cao của nó ảnh hưởng đến ý đồ vàcách thức thiết kế Hay nói cách khác, một công trình xâydựng được xem là nhiều tầng tại một vùng vào một thờiđiểm nào đó, nếu chiều cao của nó quyết định các điềukiện thiết kế, thi công hoặc sử dụng khác với nhà thôngthường;

1.1 Khái niệm và lịch sử phát triển nhà nhiều tầng

Trang 9

 TCVN 9363: 2012 "Nhà cao tầng - Công tác khảo sátđịa kỹ thuật”-Phụ lục B ghi lại ý trên để tham khảo

 Uỷ ban Nhà cao tầng Quốc tế phân nhà cao tầng ra

4 loại như sau:

- Nhà cao tầng loại 1: từ 9 đến 16 tầng (cao nhất 50m)

- Nhà cao tầng loại 4: từ 40 tầng trở lên (gọi là nhà siêucao tầng)

Trang 10

Độ cao khởi đầu nhà cao tầng của một số nước

Trung Quốc Nhà ở 10 tầng trở lên, kiến trúc khác ≥ 28m

Nga Nhà ở 10 tầng trở lên, kiến trúc khác 7 tầng

Trang 11

‐ Một số công trình nhiều tầng tiêu biểu

11

Tòa nhà “Woolworth” năm 1913, 60 tầng cao 241m tại NY - USA

Trang 12

“Chrysler Building” -1930, có 71 tầng cao 319m

Trang 13

Empire State Building” – năm 1931 với 102 tầng cao 381m

Trang 15

Trang 17

Toà nhà Land mark 81

tầng

Trang 18

2.2 Việt Nam

Trang 19

• Phân loại nhà cao tầng.

• Theo mục đích sử dụng: Nhà ở, nhà làm việc và dịch vụ khác, kháchsạn

• Theo hình dạng: Nhà tháp (đa giác đều), nhà dạng thanh (HCN)

• Theo vật liệu: NCT bằng BTCT, NCT bằng thép, NCT có kết cấu hỗnhợp BTCT và thép

Một số khái niệm cơ bản trong xây dựng:

• Cấp công trình xây dựng: cấp đặc biệt, cấp I, cấp II, cấp III và cấp IV

• Công trình xây dựng, Nhà, Công trình dân dụng

• Nhà ở riêng lẻ, Biệt thự, Nhà chung cư

Trang 20

• Độ bền vững của công trình.

Theo qui chuẩn xây dựng QCVN 03:2012/BXD:

• Bậc I: Niên hạn sử dụng trên 100 năm

• Bậc II: Niên hạn sử dụng từ 50 năm đến 100 năm

• Bậc III: Niên hạn sử dụng từ 20 năm đến dưới 50 năm

• Bậc IV: Niên hạn sử dụng dưới 20 năm

Trang 21

- 1883, Chicago – Mỹ, Nhà NT khung thép chịu lực, KC

tường xây bao quanh.

- 1889, Chicago, NNT khung thép chịu lực, không dùng

tường chịu lực bao quanh, có thang máy vận chuyển.

- 1905, Newyork – Mỹ, xây nhà 50 tầng.

- 1931, Newyork, xây nhà 102 tầng (Empire State Build.).

Trang 22

• Các cấu kiện chịu lực của NCT.

- Cấu kiện dạng thanh: cột, dầm

- Cấu kiện phẳng: tường đặc hoặc có lỗ cửa

- Cấu kiện không gian: lõi cứng và lưới hộp

• Hệ kết cấu chịu lực của NCT.

- Được tạo thành từ một hoặc nhiều loại CK cơ bản

- Về mặt lý thuyết số lượng các hệ KC của NCT rất lớn

1.2 CÁC HỆ KẾT CẤU NNT

Trang 23

• Các hệ kết cấu chịu lực của NCT.

Hệ khung chịu lực

Trang 24

• Nhà có sơ đồ khung :

- Kết cấu chịu lực chính là các khung, tường chỉ có tác dụng baoche, phân chia không gian và tự chịu lực Tùy thuộc mặt bằngcông trình có thể bố trí khung phẳng hay khung không gian

- Ưu điểm: Kết cấu rõ ràng Bố trí mặt bằng linh hoạt, dễ tạo

không gian lớn

- Nhược điểm: Chưa tận dụng được khả năng chịu lực của

tường, độ cứng ngang nhỏ , Với nhà cao tầng kích thước cột vàdầm quá lớn, ảnh hưởng đến sử dụng, thẩm mỹ,

Trang 25

Hệ tường (vách) chịu lực

6.2.1.Các hệ kết cấu chịu lực cơ bản của NNT

Trang 26

• Nhà có sơ đồ vách cứng:

- Kết cấu chịu lực chính là các vách cứng (tường) Sàn chịu tảitrọng đứng rồi truyền lên tường

- Ưu điểm: Các tấm tường vừa có tác dụng chịu lực, vừa bao

che hoặc vách ngăn; Có khả năng cơ giới hóa cao trong thicông xây dựng

- Nhược điểm: Bố trí mặt bằng không linh hoạt; Khó tạo được

không gian lớn

Trang 27

Hệ lõi chịu lực

Trang 28

Hệ hộp chịu lực

Trang 29

Các hệ hỗn hợp của NCT

• Hệ khung - tường chịu lực

• Hệ khung - lõi chịu lực

• Hệ khung – hộp chịu lực

• Hệ hộp - lõi chịu lực

• Hệ khung – hộp - tường chịu lực

Trang 30

 Nhà có sơ đồ khung giằng: Khung cùng tham gia chịu tảitrọng đứng và tải trọng ngang với vách cứng Khung có liênkết cứng tại các nút.

Trang 33

Trang 34

Trang 35

Trang 36

Trang 37

Hệ lõi chịu lực

Trang 38

Hệ ống chịu lực

Trang 39

Hệ ống chịu lực

Trang 40

Các hệ hỗn hợp và sơ đồ làm việc của nhà nhiều tầng:

Trang 41

Các hệ hỗn hợp và sơ đồ làm việc của nhà nhiều tầng:

Trang 42

Trang 43

• Một đặc trưng của nhà cao tầng là sự lặp lại các hệ thống kiến trúc, kết cấu và kỹ thuật theo suốt dọc chiều cao của công trình.

• Chủ yếu sử dụng kết cấu bê tông cốt thép hoặc kết cấu liên hợp thép-bê tông.

• Đã có một số nhà siêu cao tầng (trên 40 tầng), rất nhiều nhà cao tầng được xây dựng ở các đô thị lớn trong cả nước.

1.3 ĐẶC ĐIỂM KC VÀ CN XÂY DỰNG NNT Ở VN

Trang 44

Trang 45

Đặc điểm KC

* Hệ KC thường dùng: khung KG, KC khung – vách,

KC lõi, KC tường.

* Một số KC đặc biệt: KC có tầng cứng, KC có tầng chuyển.

* KC thép và liên hợp thép – bê tông được dùng

chưa nhiều.

Trang 46

Trang 47

Trang 48

TÒA NHÀ 21 TẦNG 169 NGUYỄN NGỌC VŨ HÀ NỘI

Trang 49

Công nghệ thi công TOP – DOWN kết hợp tường

trong đất (Diafram wall)

Trang 50

2.2 Móng cọc khoan nhồi

50

Trang 51

2.2 Móng cọc khoan nhồi

51

Trang 52

52

Trang 53

Đặc điểm CN xây dựng NNT ở VN

Hiện đã áp dụng rất nhiều công nghệ xây dựng

hiện đại

Công nghệ thi công theo PP cốp pha trượt

Công nghệ thi công lắp ghép

Công nghệ BT ứng suất trước căng sau

Trang 54

Công trình trụ sở làm việc tổng công ty VINACONEX - 34 Láng Hạ - Đống Đa - HN

Trang 55

Trang 56

- Giảm trọng lượng bản thân của công trình;

- Kết cấu NNT phải có khả năng chịu lửa cao;

- Kết cấu NNT phải có độ bền lâu cao.

1.4 MỘT SỐ NGUYÊN TẮC CƠ BẢN TRONG

THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG

Trang 57

Lựa chọn hệ kết cấu

- Chiều cao là căn cứ quan trọng để chọn hệ KC:

Trang 58

Lựa chọn hệ kết cấu

- Mặt bằng và tỷ số chiều cao và bê rộng cũng là căn

cứ quan trọng để chọn hệ KC:

Trang 59

Lựa chọn vật liệu và công nghệ xây dựng

- Kết cấu BTCT toàn khối đã được ứng dụng phổ biến

trong XD nhà NNT ở VN;

- Kết cấu thép và KC liên hợp thép-bê tông ở VN

được XD ít vì giá thành cao;

- Ưu tiên sử dụng vật liệu bê tông có cường độ cao.

Vật liệu thép và liên hợp thép-bê tông thường được sử dụng cho các công trình có chiều cao lớn.

Trang 60

Bố trí trên mặt bằng cần gọn gàng, có dạng đa giác lồi, cân đối, đối xứng, hạn chế mặt bằng có góc lõm hoặc có cánh mảnh.

Giới hạn kích thước MB nhà:

Cấp động đất

Thiết kế hình dạng mặt bằng và mặt đứng:

Trang 61

Trang 62

Trang 63

Trang 64

Chọn MB nhà nên đc TK sao cho áp lực gió tương đối nhỏ, xem xét ảnh hưởng của công trình lân cận

TK MB chú ý đến giảm thiểu hiệu ứng xoắn khi chịu tác dụng động TSDĐ xoắn ≥ 1.1 f1.

Điều chỉnh hình dạng MB, cấu tạo, tính toán và thi công hợp

lý => tránh đặt khe lún, khe co dãn và khe chống động đất Chú ý khoảng cách khe co dãn khi chưa tính toán tin cậy để hạn chế ảnh hưởng co ngót BT do nhiệt độ.

Trang 65

Khoảng cách các khe co dãn, khe chống ĐĐ:

thi công

Khoảng cách lớn nhất

Trang 66

Các trường hợp sau phải bố trí khe co giãn, kháng chấn:

Các khe này phải cắt nhà theo toàn bộ độ cao, không nhất thiết cắt móng (trừ khi trùng khe lún)

Chiều rộng cần thiết khe kháng chấn:

Dmin = V1 + V2 + 20mm

Tiêu đề	Chương 1: Những Khái Niệm Cơ Bản
Tác giả	Nguyễn Anh Dũng
Trường học	Trường Đại Học Thủy Lợi
Chuyên ngành	Công Trình
Thể loại	Tài Liệu Giảng Dạy

Định dạng
Số trang	66
Dung lượng	5,25 MB