Đồ án tốt nghiệp khoa xây dựng Thiết kế cao ốc Hòa Bình

Theo Taranath B.S Structural Analysis & Design of Tall Buildings-Bugale S... Tuy nhiên, mô hình này chính là cha đ c a các ph ng pháp tính toán hi n nay.

KHOA XÂY D NG VÀ I N

ÁN T T NGHI P

K S NGÀNH XÂY D NG

THI T K CAO C HÒA BÌNH

L I NÓI U

(

Ngành xây d ng là m t trong nh ng ngành lâu đ i c a l ch s nhân lo i T

nh ng công trình thô s c a th i ti n s cho đ n nh ng công trình hi n đ i, nh ng tòa cao c ch c tr i Công trình xây d ng đ c s d ng ph c v tr c ti p cho đ i s ng

c a con ng i, c a xã h i mà còn ph c v cho đ i s ng tinh th n c a con ng i Bên

c nh đó, công trình xây d ng còn th hi n s phát tri n, s hùng m nh v khoa h c k thu t c a t ng n n v n hóa và c a t ng qu c gia

Ngày nay, trong công cu c phát tri n, Vi t Nam t hào v nhi u thành t u đ t

đ c Trong đó có s góp ph n to l n c a các công trình xây d ng Nhi u công trong xây

d ng mang ý ngh a l ch s đánh d u s phát tri n c a qu c gia v khoa h c mà còn góp

ph n thúc đ y phát tri n kinh t c a đ t n c Nhi u trung tâm th ng m i cao t ng l n

l t đ c xây d ng và đã mang l i hi u qu kinh t đáng k

M t khác, đ i v i nh ng thành ph l n đông dân nh thành ph H Chí Minh thì

v n đ nhà luôn là v n đ thi t y u Chính vì v y mà hi n nay ngày càng có nhi u chung

c cao t ng, cao c v n phòng…ngày càng đ c xây d ng nhi u đ gi i quy t v n đ c p bách này và đem l i s ti n nghi th a mái cho con ng i s ng trong môi tr ng đó Do đó,

em ch n đ tài thi t k tòa nhà cao c ph c h p Hòa Bình v i hy v ng s tích l y đ c nhi u ki n th c trong án c a mình T đó có th c ng c n n t ng ki n th c và v n

d ng nh ng ki n th c c a mình góp ph n ph c v cho gia đình, xã h i và mang l i l i ích cho qu c gia

án t t nghi p là k t qu c a s tích l y ki n th c sau m t quá trình n l c h c

t p, ph n đ u không ng ng đ nâng cao ki n th c b n thân Nên trong đ án này, em hy

v ng nh n đ c nhi u s nh n xét c ng nh s góp ý c a Quý Th y (Cô), đ giúp em hoàn thi n h n trong chuyên môn c a mình

L I C M N

(

án t t nghi p là thành qu sau cùng c a m t th i sinh viên theo đu i c m

trên gi ng đ ng đ i h c có th hoàn thành t t ch ng trình đào t o c a khóa h c và

h c ph n đ án t t nghi p này thì bên c nh s c g ng h t mình c a b n thân, em đã nh n

đ c s giúp đ h t s c chân thành và quý báu t phía gia đình, nhà tr ng và b n bè

u tiên, em chân thành c m n gia đình em B , m đã luôn t o đi u ki n đ cho

em h c t p t t B m chính là ngu n đ ng l c l n nh t đ em có th v t qua nhi u gian

nan th thách trên con đ ng h c v n c a mình Bên c nh đó, em c ng xin g i l i c m n

sâu s c đ n gia đình Chú ru t c a em N i em đã sinh s ng trong su t th i gian h c đ i

h c c a mình

T c ng có câu “ không th y đ mày làm nên” v y đ có đ c ki n th c nh ngày

hôm nay, em vô cùng bi t n t t c quý Th y Cô đã gi ng d y em t h i còn nh t i ngày

hôm nay c bi t, là quý Th y Cô trên gi ng đ ng đ i h c đã tr c ti p truy n đ t cho em

nh ng ki n th c và kinh nghi m chuyên ngành xây d ng vô cùng quý giá Nhân đây em

mu n g i l i bi t n sâu s c đ n Th y h ng d n đ án t t nghi p – TS H H u Ch nh

(Gi ng viên i h c Bách khoa TP.HCM), Th y không ch cung c p tài li u mà còn luôn

quan tâm đ ng viên và t n tình h ng d n, đ em có th hoàn thành t t nhi m v đ c

giao trong đ án t t nghi p này

Cu i cùng, em mu n g i l i c m n thân thi t đ n các b n c a em Nh ng ng i

đã cùng tôi trao đ i tài li u, chia s ki n th c và h tr l n nhau trong su t quá trình h c

t p c ng nh su t th i gian làm đ án t t nghi p

Thành Ph H Chí Minh, ngày 21 tháng 02 n m 2012

Nguy n V n Th y

l i…đã góp ph n làm t ng kh n ng thu hút v n đ u t t nh ng t p đoàn, cá nhân trong

và ngoài n c c ng nh ngày càng có s phát tri n nhanh c v kinh t l n xã h i B m t thành ph ngày càng thay đ i nhi u theo chi u h ng tích c c, thu nh p đ u ng i t ng đáng k Song song v i nh ng thành t u đó, thành ph ngày nay đang ph i đ i m t v i

m t bài toán khó kh n là l ng ng i nh p c vào đang t ng lên t ng ngày và cùng đi theo

đó là nhu c u v n i , n i làm vi c….Các cao c, chung c cao t ng có th xem là m t

gi i pháp c p bách và k p th i Vi c hình thành các công trình có quy mô l n, không ch là

m t gi i pháp tình th mà còn có th m ra m t b m t m i cho thành ph , m t kh n ng

m i cho vi c thúc đ y s phát tri n ngành xây d ng thông qua vi c áp d ng các k thu t, công ngh m i trong tính toán, thi công và x lý th c t

Chính vì th mà cao c ph c h p Hòa Bình ( Hòa Bình Tower ) ra đ i

D án cao c ph c h p Hòa Bình n m trong khu th ng m i và tài chính Phú M

H ng, v i t ng di n tích sàn xây d ng là: 44300m2 b ng t ng s v n đ u t lên đ n 47 tri u USD, đ t tiêu chu n v n phòng h ng A

Cao c ph c h p Hòa Bình đã đ c kh n tr ng th c hi n trong vòng th i h n 2 n m

và hi n nay đã đ c đ a vào s d ng trong n m 2009 (Xem hình nh ph i c nh minh h a) Công trình có t t c 2 t ng h m, 1 tr t, 23 t ng trên và t ng mái, đ c phân khu ch c

n ng t d i lên nh sau:

Ü Kh i t ng h m: dùng làm n i gi xe k t h p làm t ng k thu t

Ü T ng tr t và t ng 2: dùng làm khu mua s m, ph c v ti n ích cho c dân trong tòa nhà

Ü T ng 3 và t ng 4: khu v c v n phòng làm vi c cho thuê

Ü T ng 5 – 23: khu c n h cho thuê

Ü T ng 24: t ng k thu t và d ch v công c ng

Ü T ng mái: có h th ng thoát n c m a cho công trình

M t đ ng công trình: khai thác tri t đ tính hi n đ i và n ng đ ng b ng các ô kính

l n, đ ng th i tính uy nghi c a công trình c ng đ c th hi n m t cách đ m nét b ng

nh ng m ng chi ti t kh i l n

H th ng giao thông: Giao thông ch y u trong m i đ n nguyên là hành lang H

th ng giao thông đ ng bao g m: 2 thang b và 4 thang máy, trong đó có 3 thang máy ph c

v nhu c u đi l i thi t y u c a c dân; và 1 thang còn l i ph c v các nhu c u k thu t c a tòa nhà, ch hàng, d ch v y t có kích th c l n h n… Thang máy đ c b trí t i v trí trung tâm tòa nhà và đ c bao b c b i các dãy hành lang, do đó kho ng cách di chuy n

đ n các c n h là h p lý và khá ng n, r t ti n l i và b o đ m thông thoáng

Nhìn chung công trình có gi i pháp m t b ng đ n gi n, t o không gian r ng thoáng

và b trí các khu ch c n ng h p lý S d ng vách ng n b ng các v t li u nh giúp t ng tính linh ho t và phù h p v i xu h ng, s thích hi n t i, đ ng th i có th d dàng thay đ i trong t ng lai

- V trí: i l Nguy n L ng B ng, khu trung tâm tài chính Phú M

Công ty liên doanh Phú M H ng chính th c chuy n nh ng 2775 m2đ t cho Công ty C ph n Xây d ng và Kinh doanh a c Hoà Bình đ xây d ng cao c Hòa Bình này ây là khu đ t r t đ p, có v trí thu n l i ngay giao l Nguy n L ng B ng - Tr n

V n Trà, trong khu trung tâm tài chính - th ng m i qu c t c a khu đô th m i Phú M

H ng Cao c Hòa Bình n m trên khu đ t có khuôn viên: 56m2

n c ngoài và trong n c, có kinh nghi m nhi u n m trong thi công nh ng công trình quy

mô l n v i yêu c u k thu t và m thu t cao, ch t l ng thi công và công ngh xây d ng mang t m Qu c t

ây là y u t đ m b o ch t l ng t t nh t cho d án cao c ph c h p Hòa Bình

ch t công trình cho toàn b khu v c cao c v n phòng thông qua 5 hình tr h khoan

- C n c v n b n th a thu n v ki n trúc qui ho ch c a S Quy ho ch Ki n trúc Thành

ph H Chí Minh

- Các quy ph m, tiêu chu n hi n hành c a Vi t Nam:

a Tiêu chu n ki n trúc:

- Quy chu n xây d ng Vi t Nam

- Tiêu chu n xây d ng Vi t Nam: TCXDVN 276 : 2003, TCXDVN 323: 2004

- Nh ng d li u c a ki n trúc s

b Tiêu chu n k t c u:

- T i tr ng và tác đ ng – Tiêu chu n thi t k - TCVN 2737 : 1995

- K t c u bê tông c t thép – Tiêu chu n thi t k - TCXDVN 356 : 2005

- K t c u g ch đá – Tiêu chu n thi t k - TCVN 5573 : 1991

- Nhà cao t ng Thi t k k t c u bê tông c t thép toàn kh i - TCXD 198 :1997

- Móng c c Tiêu chu n thi t k - TCXD 205 : 1998

- Tiêu chu n thi t k n n nhà và công trình - TCXD 45 : 78

- Tiêu chu n thi t k công trình ch u đ ng đ t - TCXDVN 375 : 2006

- Vi c l p đ t v t t , thi t b s tuân theo nh ng yêu c u m i nh t v quy chu n,

h ng d n và v n b n có liên quan khác ban hành b i các c quan ch c n ng,

vi n nghiên c u và t ch c tham chi u nh ng m c khác nhau, c th nh sau:

o NFPA – H i ch ng cháy Qu c gia (National Fire Protection Association)

o ICCEC – Tiêu chu n đi n H i đ ng tiêu chu n qu c t (International Code Council Electric Code)

o NEMA – H i s n xu t v t t đi n (National Electric Manufacturer Association)

o IEC – Ban k thu t đi n qu c t (International Electric Technical Commission)

o IECEE – Tiêu chu n IEC v ki n đ nh an toàn và ch ng nh n thi t b đi n

- Lu t đ nh và tiêu chu n áp d ng:

o 11 TCN 18 : 84 “Quy ph m trang b đi n”

o 20 TCN 16 : 86 “Tiêu chu n chi u sáng nhân t o trong công trình dân

o TCVN 4756 : 89 “Quy ph m n i đ t và n i trung tính các thi t b đi n”

o 20 TCN 46 : 84 “Ch ng sét cho các công trình xây d ng – Tiêu chu n thi t

k thi công”

o EVN “Yêu c u c a ngành đi n l c Vi t Nam (Electricity of Vietnam)”

o TCXD-150 “Cách âm cho nhà ”

o TCXD-175 “M c n cho phép các công trình công c ng”

- Quy chu n “H th ng c p thoát n c trong nhà và công trình”

- C p n c bên trong Tiêu chu n thi t k (TCVN 4513 : 1988)

- Thoát n c bên trong Tiêu chu n thi t k (TCVN 4474 : 1987)

- C p n c bên ngoài Tiêu chu n thi t k (TCXD 33 : 1955)

- Thoát n c bên ngoài Tiêu chu n thi t k (TCXD 51 : 1984)

- TCVN 2622 : 1995 “Phòng cháy và ch ng cháy cho nhà và công trình – Yêu

c u thi t k ” c a Vi n tiêu chu n hóa xây d ng k t h p v i C c phòng cháy

ch a cháy c a B N i v biên so n và đ c B Xây d ng ban hành

- TCVN 5760 : 1995 “H th ng ch a cháy yêu c u chung v thi t k , l p đ t và

s d ng”

- TCVN 5738 : 1996 “H th ng báo cháy t đ ng – Yêu c u thi t k ”

1.3 Gi i pháp thi t k

1.3.1 Thi t k ki n trúc:

Công trình đ c xây d ng trong khu Phú M H ng, Qu n 7 Xung quanh công trình

đã có nh ng khu dân c hi n đ i Vì v y tòa nhà cao c này là n i làm vi c thu n l i cho

ng i sinh s ng trong khu v c xung quanh mà không c n ph i vào trung tâm

Hi n nay vi c xây d ng các tòa nhà dùng làm v n phòng và c n h tr nên hi m và

đ t đ Vì v y các công ty có xu h ng thuê các v n phòng công ty nh ng khu v c xa

h n Phú M H ng là khu v c lý t ng cho công trình xây d ng

Trên khu v c Phú M H ng, công trình m i cùng các tòa nhà hi n h u s t o thành

đi m nh n, thành m t d u hi u c a s phát tri n đô th và góp ph n tô đi m c nh quan quan c a đô th hi n đ i

Công trình có d ng hình ch nh t, đ i x ng nhau Hai l i vào t đ ng chính d n vào khu đ u xe c a t ng h m và liên hoàn v i h th ng đ ng n i b có s n bên hông công trình

Giao thông đ ng là h th ng thang máy đ m b o phân b l u l ng ng i h p lý trong gi cao đi m và 2 thang thoát hi m thi t k theo tiêu chu n phòng cháy ch a cháy

- Tòa nhà là m t công trình đ c thi t k có d ng hình vuông đ i x ng Vì đây là m t

công trình có ch a n ng làm v n phòng làm vi c nên yêu c u gi i pháp thi t k l a

ch n là hi n đ i, đ n gi n, thông thoáng, c đ ng là linh ho t t o không gian l n

- đáp ng yêu c u trên c a công trình, ta đã l a ch n gi i pháp k t c u ph n thân là

lo i c t, lõi vách bê tông c t thép, sàn bê tông không d m ng l c tr c cùng tham

+ Bêtông s d ng cho sàn d ng l c đ c tính toán và thi t k có c ng đ ch u

là: f c'=32(Mpa) l y t k t qu nén m u bêtông hình l ng tr 150x300mm sau 28

ngày tu i

+ Modul bi n d ng đàn h i c a bê tông:

32015000'

15000 =

E =268328 (kG/cm2) = 26832.8 (MPa) + Tr ng l ng riêng c a bê tông: w = 25 (kN/m3)

- Cáp s d ng cho sàn Bê tông ng l c tr c tuân theo tiêu chu n ASTM A416,

s d ng lo i cáp ng l c tr c GRADE 270 lo i 7 s i do VSL s n xu t có các thông

s sau :

- Thi t k s d ng máy bi n th d u 2 b , m i b có công su t là 2000 KVA

- T đóng c t cao th s g m c u dao đóng c t t đ ng lo i chân không đ t trong h p kín, lo i dùng cho ngoài tr i và đ c đ t bên ngoài nhà c nh máy bi n th

- t đ ng h đo đ m đi n t t c các m ch c p đi n chính t i t đi n h n th

- Ph n chi u sáng chung và ngu n c p đi n chung cho khu v n phòng cho thuê s đ c

l p đ ng h đo t i phòng đi n c a m i t ng

- B trí l p đ t máy phát đi n Diesel d phòng kho ng 1600 KVA, có đi n áp cung c p 380/220V 50Hz 4 dây, vòng quay là 1500-1800 vòng/phút t i t ng h m 2 đ cung c p đi n cho t t c nh ng ph t i đi n c n thi t

- Máy phát đi n s t đ ng ch y và phát đi n cho tòa nhà qua b chuy n đ i t đ ng

n u h th ng đi n l i có s c và s t đ ng chuy n đ i ph t i tr v khi h th ng đi n

l i n đ nh Khi m t đi n nh ng ph t i an toàn s chuy n sang dùng máy phát đi n trong vòng 10 giây, nh ng ph t i không nh h ng đ n s an toàn s t c t và l n l t theo th

t u tiên n i l i vào ngu n máy phát đi n kh n c p Dung l ng c a ngu n máy phát đi n

kh n c p và ph t i s d ng s đ c theo dõi đ nh ng ph t i đ c n i l i không v t quá dung l ng c a máy phát đi n

- H th ng ng h p lu n dây tr c đ ng đ c l p đ t trong lòng ng tr c đ ng trung tâm

s c p đi n đ ng l c và chi u sáng cho m i t ng

1.3.3.6 i n chi u sáng:

Vi c thi t k nh ng h th ng chi u sáng và l a ch n thi t b chi u sáng có t m quan

tr ng đ c bi t đ i v i tòa nhà này Vì v y thi t k này đã s d ng nh ng lo i đèn có hi u

su t cao, t a ánh sáng m nh và dùng b ch n l u có h s công su t cao và ti t ki m n ng

l ng

1.3.4 Thi t k h th ng c p thoát n c

- Công trình là h ng m c trong qu n th các công trình đã có s n c a Công ty C ph n

C đi n l nh REE, nên h th ng c p n c sinh ho t l y t b n c ng m hi n h u 1200

m3 Các sinh ho t đ c c p ch y u cho nhà v sinh các t ng và các còi n c gara t ng

h m Trên đ ng ng c p n c vào m i khu v c đ u l p các van khóa n c đ cách ly

kh i h th ng khi c n thi t

- C n c trên quy mô và m c đích s d ng n c c a công trình đ xác đ nh nhu c u s

d ng n c trong ngày:

+ Qsinh ho t = 336 (m3/ngày) + Qgi i nhi t HKK = 170 (m3/ngày)

- Kích th c đ ng ng c p n c đ c tính toán theo đ ng l ng thi t b s d ng

V n t c đ c gi i h n đ không gây n cho tòa nhà: vmax = 1.5 (m/s)

- S d ng 2 b m (trong đó có 1 b m d phòng) đ b m n c t b n c ng m lên b

n c mái có dung tích 100 m3

1.3.4.2.H th ng thoát n c:

- N c th i sinh ho t có 2 lo i là n c th i r a và n c th i xí ti u và đ c d n theo

đ ng ng riêng N c th i r a đ c d n tr c ti p t i tr m x lý n c trung tâm N c

th i xí ti u đ c x lý s b qua b t ho i r i d n t i tr m x lý n c th i trung tâm Và

cu i cùng, h th ng n c th i sau khi đ c x lý s đ c d n ra h th ng thoát n c chung

c a thành ph trên đ ng C ng hòa

- T i m i t ng, n c th i t các thi t b đ c thu v các ng nhánh sau đó đ a ra ng

đ ng thoát n c Các tr c ng đ ng đ c b trí trong các h p gainte N p thông t c đ c

b trí t i đ u ng nhánh và chân ng đ ng Thi t k và b trí h th ng ng thông h i dùng

đ n đ nh và cân b ng áp su t trong th ng thoát n c Kích th c các đ ng ng là đ m

b o và h p lý

- H th ng thoát n c m a là d a trên c s s li u c ng đ m a t i thành ph H Chí Minh và di n tích thu n c c a công trình

- C ng đ m a đ c tính toán trong 5 phút và chu kì v t quá c ng đ tính toán

b ng 1 n m: q5 = 496 (l/s/ha)

1.3.5 Thi t k h th ng ch a cháy

- Do yêu c u và t m quan tr ng c a công trình, thi t k s d ng gi i pháp h th ng

ch a cháy bao g m c h th ng ch a cháy b ng n c và b ng bình ch a cháy

- H th ng ch a cháy b ng n c s d ng vòi phun và sprinkler

- H th ng ch a cháy b ng bình dùng đ d p t t các đám cháy m i phát sinh, các đám cháy t i các khu v c không th và không có h th ng ch a cháy b ng n c S d ng

2 lo i bình là bình b t hóa h c ABC 4.5 kg và bình khí CO2 lo i 4.5 kg

1.3.6 Thi t k h th ng báo cháy t đ ng

- S d ng h th ng báo cháy đ a ch làm vi c làm vi c liên t c 24/24 gi trong ngày Các đ u báo cháy đ c l p đ t t i các n i quan tr ng trong tòa nhà

- khi đám cháy x y ra t i các n i không có đ u báo cháy nh ngoài nhà, phòng v sinh… thì ng i s d ng có th n các nút nh n báo cháy đ chuy n h th ng sang tr ng thái báo đ ng

- giao ti p đ c v i h th ng báo cháy, tín hi u t các h th ng khác nh h

th ng âm thanh công c ng, h th ng qu t t o áp c u thang, h th ng thông gió,… ph i thông qua các module đ a ch

k t -33

k t -33 k t -33

+ 29,400 + 16.200 + 26.100 + 19.500

+ 42,600 + 36,000

+52,500 +45,900

+65,700 +59,100

CH NG 2

GI I THI U H K T C U NHÀ CAO T NG PHÂN TÍCH VÀ L A CH N GI I PHÁP K T C U

2.1 Gi i thi u h k t c u nhà cao t ng

2.1.1 Khái ni m v nhà cao t ng:

Ngôi nhà nh th nào đ c g i là nhà cao t ng, v v n đ này nói chung trên Th

Gi i ch a có s th ng nh t Theo đ nh ngh a c a y ban Nhà cao t ng Qu c t đ a ra đ nh ngh a nhà cao t ng nh sau:

Theo đ nh ngh a trên đây thì nhà cao t ng là m t khái ni m có tính t ng đ i v i các qu c gia, các đ a ph ng và các th i đi m, ph thu c vào đi u ki n kinh t , k thu t và

xã h i C n c vào chi u cao và s t ng nhà, y ban Nhà cao t ng Qu c t phân nhà cao

t ng ra 4 lo i nh sau:

- Nhà cao t ng lo i 1: 9-16 t ng (cao nh t 50m);

- Nhà cao t ng lo i 2: 17-25 t ng (cao nh t 75m);

- Nhà cao t ng lo i 3: 26-40 t ng (cao nh t 100m);

- Nhà cao t ng lo i 4: 40 t ng tr lên (g i là nhà siêu cao t ng);

Các n c tùy theo s phát tri n nhà cao t ng c a mình th ng có cách phân lo i khác nhau Hi n nay n c ta đang có xu th ch p nh n s phân lo i trên đây c a y ban Nhà cao t ng Qu c t

Các nhân t chính nh h ng đ n s phát tri n nhà cao t ng ch y u là s phát tri n kinh t , gia t ng dân s thành th , khan hi m đ t xây d ng, t ng giá đ t, ti n b c a khoa

h c công ngh , s d ng v t li u c ng đ cao, s d ng thang máy, công nghi p hóa ngành xây d ng…

2.1.2 c đi m k t c u ch u l c nhà cao t ng:

Khác v i công trình thông th ng, đ i v i nhà cao t ng thi t k k t c u đóng vai trò quan tr ng h n trong toàn b công tác thi t k có đ c gi i pháp k t c u h p lý cho nhà cao t ng ph i có s k t h p gi a Ki n trúc s , K s k t c u và các K s chuyên ngành ngay t khi b t đ u thi t k công trình Nh ng đ c đi m chính trong thi t k k t c u nhà cao t ng có k đ n là:

T i tr ng ngang là y u t quan tr ng trong thi t k k t c u nhà cao t ng Trong thi t

k k t c u nhà th p t ng y u t t i tr ng ngang nhìn chung đ c quan tâm ít h n so v i t i trong th ng đ ng, nguyên nhân là do nh h ng c a t i tr ng ngang lên h k t c u th p

t ng nh Khi chi u cao nhà t ng lên thì các n i l c và chuy n v c a công trình do t i

tr ng ngang (áp l c gió và tác đ ng c a đ ng đ t) gây ra, t ng lên nhanh chóng Vi c t o ra

h k t c u đ ch u t i tr ng này là v n đ quan tr ng trong thi t k k t c u nhà cao t ng

H n ch chuy n v ngang c a công trình tr thành m t v n đ quan tr ng Cùng v i

s gia t ng c a chi u cao, chuy n v ngang c a ngôi nhà t ng lên nhanh chóng N u

chuy n v ngang c a ngôi nhà quá l n s làm t ng giá tr các n i l c do đ l ch tâm c a

tr ng l ng, làm cho các t ng ng n các b ph n trang trí b h h i, gây khó kh n cho các

thi t b trên công trình và làm cho ng i s ng trong ngôi nhà c m th y khó ch u và ho ng

s B i v y, k t c u nhà cao t ng không ch ph i đ m b o đ c ng đ ch u l c mà còn

ph i đ m b o đ đ c ng đ ch ng l i các t i tr ng ngang, đ sao cho d i tác đ ng c a

các t i tr ng ngang chuy n v ngang c a ngôi nhà không v t quá gi i h n cho phép

Yêu c u thi t k ch ng đ ng đ t cao Yêu c u thi t k ch ng đ ng đ t đ i v i các

công trình trong vùng đ ng đ t là m t yêu c u quan tr ng trong thi t k k t c u, tuy nhiên

đ i v i thi t k nhà cao t ng thì yêu c u đó l i m c đ cao h n, vì đ i v i nhà cao t ng

t i tr ng ngang, trong đó có t i tr ng đ ng đ t, là y u t chính trong thi t k k t c u Thi t

k kháng ch n cho k t c u nhà cao t ng hi n nay đang đ c áp d ng theo quan đi m hi n

đ i thi t th c, t c là thi t k k t c u đ m b o yêu c u không b h h i khi xu t hi n các

tr n đ ng đ t nh , ch b h h i các b ph n không quan tr ng khi g p các tr n đ ng đ t

v a và có th b h h i nh ng đ m b o không s p đ khi g p đ ng đ t m nh đ m b o

các yêu c u này, k t c u nhà cao t ng ph i đ c thi t k sao cho không ch đ m b o c ng

đ ch u tác đ ng c a t i tr ng đ ng đ t mà còn ph i đ m b o đ d o c n thi t đ sao cho

khi g p các tr n đ ng đ t m nh thì trong các b ph n k t c u xu t hi n bi n d ng d o có

kh n ng h p th n ng l ng do đ ng đ t gây ra, làm cho k t c u có th duy trì s c ch u t i

nh t đ nh mà không b s p đ phân bi t v i nhà th p t ng, theo các quy ph m và tiêu

chu n tính toán, thi t k k t c u hi n hành trong n c nh TCVN 2737-1995: T i tr ng và

tác đ ng, hay TCXD 198-1997: Tiêu chu n thi t k nhà cao t ng bê tông c t thép toàn

kh i…, có quy đ nh m t s đi u c b n nh sau: đ i v i nh ng ngôi nhà có chi u cao t

40m tr lên thì k t c u ch u l c ph i đ c tính toán c v i thành ph n đ ng c a t i tr ng

gió và ki m tra theo t i tr ng đ ng đ t t c p 7 tr lên (theo thang MSK-64) đ c xem là

nhà cao t ng Tùy thu c vào đ c đi m c a các h ch u l c và c p đ ng đ t ph i tính toán,

trong m t s tiêu chu n hi n hành c a n c ngoài còn quy đ nh các chi u cao l n nh t

thích h p cho nhà nhi u t ng k t c u bêtông c t thép li n kh i (B ng 1-1)

B ng 1.1 Chi u cao l n nh t thích h p công trình bêtông c t thép toàn kh i (m)

- cao nhà đ c tính t m t đ t ngoài nhà đ n di m mái công trình, không k

đ cao c a các b ph n nhô lên kh i mái nh b n c, bu ng thanh máy

- i v i công trình l p ghép t ng ph n thì c n xem xét m c đ đ ch n chi u cao h p lý

Gi m nh tr ng l ng b n thân nhà cao t ng có ý ngh a quan tr ng h n công trình bình th ng Do nhà có nhi u t ng nên n u gi m nh tr ng l ng c a m i t ng thì s gi m

đ c đáng k tr ng l ng c a toàn b công trình và t đó gi m đ c t i tr ng tác d ng

xu ng ph n móng c a công trình Xét v tác đ ng c a đ ng đ t, gi m nh tr ng l ng b n thân công trình t c là gi m đ c t i tr ng đ ng đ t, gi m nh tr ng l ng b n thân công trình t c là gi m đ c t i tr ng đ ng đ t lên công trình i u này không ch làm gi m giá thành xây d ng mà còn làm t ng đ an toàn và th i h n s d ng c a công trình

K t c u nhà cao t ng ph i có kh n ng ch u l a cao Công n ng nhà cao t ng

th ng ph c t p, thi t b máy móc nhi u, s l ng ng i trong ngôi nhà l n, kh n ng thoát n n khi x y ra h a ho n t các t ng trên cao s g p r t nhi u khó kh n, vì th k t c u

ph i đ m b o kh n ng ch u l a cao đ đ th i gian thoát n n cho ng i, tài s n c ng nh

đ d p t t ng n l a d dàng và nhanh chóng

b n lâu c a k t c u nhà cao t ng có yêu c u cao Các ngôi nhà cao t ng th ng

là các công trình quan tr ng có tu i th thi t k cao, nên đ b n lâu c a h k t c u c ng đòi

h i có yêu c u cao h n so v i các công trình bình th ng

V t li u s d ng trong k t c u nhà cao t ng đòi h i ph i có c p đ b n ch u kéo,

ch u nén và ch u c t cao Trong k t c u nhà cao t ng c n dùng bêtông có c p đ b n t B25

đ n B60 (t ng đ ng bêtông mác 300 đ n 800) và c t thép có gi i h n ch y t 300Mpa

tr lên Theo m c 2.1 c a “TCXD 198:1997-Nhà cao t ng-Thi t k k t c u bêtông c t thép toàn kh i” có đ a ra nguyên t c: Bêtông dùng cho k t c u ch u l c trong nhà cao t ng nên mác 300 tr lên đ i v i k t c u bêtông c t thép (vi t t t là BTCT) th ng và có mác 350

tr lên đ i v i các k t c u BTCT ng l c tr c Thép dùng trong k t c u BTCT nhà cao

C ng c n ph i nói r ng các dang k t c u đ c đ c p trên đây ch là nh ng đ i di n

đi n hình c đi m k t c u ch u l c nhà cao t ng không ch ph thu c vào hình d ng, tính

ch t làm vi c c a các b ph n k t c u mà còn ph thu c vào c công ngh s n xu t và xây

l p c ng nh ph ng án s d ng v t li u

B ng 1.2 Theo Taranath B.S (Structural Analysis & Design of Tall Buildings-Bugale S

Taranath-Mc Graw Hill, 1988) đ i v i nhà cao t ng, h ch u l c b ng BTCT nh sau:

H ch u l c S t ng t i đa Sàn ph ng (không d m) và c t 10

Sàn ph ng và vách c ng 15 Sàn ph ng, vách c ng và c t 20 Khung c ng (có d m) 25

H ng theo chu vi và lõi c ng 80 (WTC)

H ng chéo theo chu vi, lõi c ng 90

H bó ng (theo chu vi và lõi) 120 (th ng là thép)

- u đi m: K t c u rõ ràng, s d ng v t li u h p lý, b trí m t b ng linh ho t, d t o không gian l n

- Nh c đi m: Ch a t n d ng đ c kh n ng ch u l c c a t ng, đ c ng ngang nh

ch u t i tr ng ngang kém, v i nhà cao t ng thì kích th c c t và d m quá l n nh

h ng đ n không gian s d ng và tính th m m c a công trình

2.2.2 Nhà cao t ng có h vách c ng ch u l c:

- K t c u ch u l c chính là các vách c ng (t ng) Sàn ch u t i tr ng đ ng r i truy n lên

t ng ch u l c

- u đi m: Các t m t ng v a có tác d ng ch u l c, v a bao che ho c làm vách ng n

Có kh n ng c gi i hóa cao trong thi công xây d ng

- Nh c đi m: B trí m t b ng không linh ho t, khó t o đ c không gian l n

2.2.3 Nhà cao t ng k t h p h khung-vách ch u l c

- K t h p theo ph ng đ ng: H th ng khung không gian l n t ng d i đ vách c ng

bên trên, bi n pháp này đáp ng đ c yêu c u không gian t ng đ i l n các t ng

d i: nhà n, c a hàng, siêu th …, đ ng th i kh n ng ch u t i tr ng ngang c ng l n

- K t h p theo ph ng ngang: b trí m t b ng g m khung và vách c ng, vách c ng ch

y u ch u t i tr ng ngang Bi n pháp này có th l y l i th c a cái này b sung cho cái kia, công trình v a có không gian theo yêu c u v a có kh n ng ch u t i tr ng cao Tùy theo cách làm vi c c a h , có hai d ng k t h p theo ph ng ngang:

o Nhà có s đ gi ng: Khi khung ch ch u ph n t i tr ng đ ng t ng ng v i di n

tích truy n t i đ n nó, còn toàn b t i tr ng ngang và m t ph n t i tr ng đ ng còn

l i do vách c ng ch u Trong s đ này t t c các nút khung đ u có c u t o kh p,

ho c các c t đ u có đ c ng ch ng u n vô cùng bé

o Nhà có s đ khung gi ng: Khung cùng tham gia ch u t i tr ng đ ng và t i tr ng

ngang v i vách c ng Khung có liên k t c ng t i nút khung

o Nhà có m t hay nhi u lõi

o Lõi n m trong nhà, theo chu vi ho c ngoài nhà

2.2.5 Nhà cao t ng s d ng h h p ch u l c:

- h này, các b n sàn đ c g i lên các k t c u

ch u t i n m trong m t ph ng t ng ngoài mà

không c n các g i trung gian khác bên trong

- V i d ng k t c u này, s t o ra m t không gian

l n bên trong nhà H n n a, h h p k t h p v i

gi i pháp l i không gian có các thanh chéo s

đ c dùng cho các công trình có chi u cao c c

l n

2.2.6 Nhà cao t ng s d ng h k t c u ng-lõi:

Hình 1.7 S đ h k t c u khung k t h p v i lõi và ng k t h p v i lõi

- K t c u s làm vi c hi u qu h n khi b trí thêm các lõi c ng khu v c trung tâm Các lõi c ng đ t trung tâm v a ch u trách nhi m ch u m t l ng l n t i tr ng th ng đ ng

v a ch u m t ph n đáng k t i tr ng ngang, đ c bi t là các t i tr ng ngang phía d i

đ c g i là k t c u ng trong ng – là m t bi n th c a k t c u liên h p ng – lõi

T ng tác gi a ng trong và ng ngoài có đ c thù gi ng nh t ng tác gi a ng và lõi

c ng trung tâm

- Trong m t s tr ng h p thay cho lõi c ng trung tâm ng i ta b trí các vách c ng phía trong nhà đ cùng tham gia ch u l c v i ng ngoài Khác v i k t c u lõi c ng, k t

c u vách ch ch u t i trong ngang theo m t ph ng, nên trong tr ng h p này đ t ng

đ c ng ph ng ngang cho nhà theo c 2 ph ng thì c n b trí các vách theo c 2

ph ng T ng tác gi a ng ngoài và vách c ng t ng t nh gi a nó v i lõi c ng

2.2.7 Nhà cao t ng s d ng h k t c u ng t h p:

- Trong m t s ngôi nhà cao t ng, ngoài k t c u ng ng i ta còn b trí thêm các dãy c t khá dày phía trong đ t o thành các vách theo m t ho c c 2 ph ng K t qu là đã

t o ra m t d ng k t c u gi ng nh chi c h p g m nhi u ng n có đ c ng l n theo

ph ng ngang K t c u đ c t o ra theo cách này g i là k t c u ng t h p

- K t c u ng t h p thích h p cho các công trình có chi u cao l n và có kích th c m t

b ng l n S có m t các vách ng n bên trong làm gi m bi n d ng tr t trong các vách ngoài, làm cho s phân b các n i l c trong các hàng c t ngoài m t cách đ u đ n h n Nói chung k t c u ng t h p thích h p cho các ngôi nhà siêu cao t ng và có m t b ng

2.2.8 Các d ng k t c u đ c bi t

2.2.8.1 K t c u có h d m chuy n:

- Trong m t s tr ng h p trong các t ng d i c a nhà cao t ng các c t ph i đ c b trí

th a đ t o đ c các không gian r ng, còn các t ng trên thì l i c t đ c b trí dày

ngay phía trên và d i các d m truy n D i tác đ ng c a

các t i tr ng ngang các c t ngay phía d i d m chuy n

D i tác đ ng c a các t i tr ng ngang các c t ngay phía

Hình 1.9 M t s lo i d m chuy n trong nhà cao t ng

- Nói chung các d m chuy n làm vi c có nhi u đi m đ c bi t khác v i các d m thông

th ng Th nh t đây là các d m có kích th c l n, có chi u cao l n và ch u t i tr ng

t p trung l n Tr ng h p d m chuy n đ các vách c ng có s làm vi c đ ng th i v i vách c ng phía trên nên có s đ ch u l c khác v i s đ d m

- D m chuy n trong nhà cao t ng có th đ c thi t k d i d ng d m bêtông ng l c

tr c c ng sau đ có đ c ng và kh n ng ch u l c l n Trong tr ng h p này quy trình thi công ng l c tr c cho các d m chuy n là m t quy trình đ c bi t có xét đ n quá trình gia t i lên d m do xây d ng các t ng khác phía trên

2.2.8.2 K t c u có các t ng c ng:

- Trong k t c u ng – lõi, m c dù c ng và lõi đ u đ c xem nh các công-xôn ngàm váo đ t đ cùng ch u t i tr ng ngang, song do các d m sàn có đ c ng bé trong khi kho ng cách t lõi c ng đ n ng ngoài th ng l n nên th c ch t các t i tr ng ngang

ph n l n do lõi c ng gánh ch u Hi n t ng này làm cho k t c u ng ngoài làm vi c không hi u qu V n đ này đ c kh c ph c n u nh t i m t s t ng ta t o ra các d m ngang ho c giàn có đ c ng l n n i lõi c ng v i ng ngoài D i tác d ng c a t i

tr ng ngang lõi c ng b u n làm cho các d m này b chuy n v theo ph ng th ng đ ng

và tác d ng lên các c t c a ng ngoài các l c theo ph ng th ng đ ng M c dù các c t

có đ c ng ch ng u n nh , song đ c ng d c tr c l n nên đã c n tr s chuy n v c a các d m c ng và k t qu là ch ng l i chuy n v ngang c a c công trình

- Trong th c t các d m c ng này đ c b trí t i các t ng k thu t và có chi u cao b ng

c t ng nhà nên ng i ta th ng g i đây là các t ng c ng S t ng c ng trong nhà cao

t ng th ng là 1, 2 ho c 3 t ng Tr ng h p b trí m t t ng c ng thì nó đ c đ t t i cao đ sát mái, tr ng h p b trí 2 t ng c ng thì ngoài t ng c ng sát mái còn b trí thêm m t t ng cao đ gi a công trình, còn tr ng h p b trí 3 t ng c ng thì 1 t ng

đ c b trí sát mái, 2 t ng còn l i đ c b trí t i cao đ 1/3 và 2/3 chi u cao công trình Nói chung các t ng c ng th ng là các t ng đ t các h th ng k thu t c a công trình

- D i tác đ ng c a các t i tr ng ngang n i l c trong lõi c ng c ng nh các c t và d m

t i cao đ t ng c ng và g n đó có quy lu t ph c t p và trong nhi u tr ng h p thay đ i

d ng b c nh y làm cho vi c thi t k k t c u g p khó kh n c bi t mômen u n trong các c t t i v trí liên k t v i t ng c ng có giá tr r t l n nên d gây phá h y t i các v trí này khi đ ng đ t

Hình 1.10 S đ k t c u nhà cao t ng có t ng c ng

Và bi u đ mômen trong lõi c ng khi có ho c không có t ng c ng

- Trên hình v ta th y r ng mômen t i chân lõi c ng đ c gi m đi khi có t ng c ng

nh ng ph n phía trên l i b đ i d u

- Dao đ ng c a h k t c u có các t ng c ng th ng là ph c t p, nên vi c tính toán đ ng

l c c a các h k t c u này ph i đ c ti n hành theo s đ không gian, không nên s

45m

4

25m

2 Nhà vách và

khung ng

MaxH = H/B

130m

5

130m-120m 5-5

120m

5

60m

4 Nhà ng và

ng trong ng

MaxH = H/B

180m

6

180m-150m 6-6

t t C u ki n c a k t c u thép có th đ c ch t o t i công x ng v i đ chính xác cao, d l p ráp t i hi n tr ng, ti t ki m lao đ ng, d qu n lý ch t l ng, rút ng n

th i gian thi công công trình K t c u thép thích h p cho các công trình siêu cao

t ng Theo th ng kê thì trong 100 ngôi nhà cao nh t th gi i thì có đ n 65 ngôi nhà

có k t c u thép, 26 ngôi nhà có k t c u liên h p thép – bêtông c t thép và 19 ngôi

nhà có k t c u bêtông c t thép

o Nh c đi m c a k t c u thép là giá thành cao Ngoài ra kh n ng phòng h a c a k t

c u thép kém nên c n có bi n pháp phòng h a đi kèm nên gây t n kém chi phí

đ ch u l c c a bêtông nhìn chung là th p h n so v i thép Trong th i gian g n đây

đ kh c ph c nh c đi m này c a k t c u bê tông c t thép ng i ta đang không

ng ng nâng cao c ng đ c a bêtông và vi c s d ng bê tông nh c ng đang đ c xem là m t h ng đi tích c c nh m gi m nh tr ng l ng b n thân c a k t c u

d ng ngày càng ph bi n K t c u này ngoài u đi m v ch u l c còn có u đi m là

ti n l i cho thi công nên có th rút ng n th i gian xây d ng

ö D a vào quy mô c a công trình, và đi u ki n thi công th c t t i Vi t Nam hi n nay

v i trình đ hi u bi t c a b n thân, em quy t đ nh l a ch n lo i v t li u s d ng cho công

gh Nhà tr ng v l nh v c chuyên ngành xây d ng dân d ng và công nghi p

2.3.2 L a ch n gi i pháp k t c u cho công trình làm đ án t t nghi p

- D a trên nh ng phân tích u, nh c đi m c a t ng d ng k t c u ph n trên và d a trên n n t ng c a ph n thi t k ki n trúc công trình, b n thân em quy t đ nh l a ch n

gi i pháp k t c u cho công trình "Cao c Hòa Bình" là h k t c u k t h p c a Khung

- Trong đó ng trong là lõi c ng BTCT, bên ngoài là h khung biên, liên k t gi a ng trong và h k t c u bên ngoài thông qua h sàn ph ng d ng l c tr c

- V i sàn t ng h m, do yêu c u ki n trúc không cao và đi u ki n thi công ng l c tr c

có nhi u h n ch nên em l a ch n ph ng án sàn s n toàn kh i

2.3.3 Ph ng pháp xác đ nh n i l c

Hi n nay trên th gi i có ba tr ng phái tính toán h ch u l c nhà nhi u t ng th hi n theo ba mô hình nh sau:

- Mô hình liên t c thu n túy: Gi i tr c ti p ph ng trình vi phân b c cao, ch y u là

d a vào lý thuy t v , xem toàn b h ch u l c là h l c siêu t nh Khi gi i quy t theo

mô hình này, không th gi i quy t đ c h có nhi u n ó chính là gi i h n c a mô hình này Tuy nhiên, mô hình này chính là cha đ c a các ph ng pháp tính toán hi n nay

- Mô hình r i r c (Ph ng pháp ph n t h u h n - FEM): R i r c hóa toàn b h

ch u l c c a nhà nhi u t ng, t i nh ng liên k t xác l p nh ng đi u ki n t ng thích v

l c và chuy n v Khi s d ng mô hình này cùng v i s tr giúp c a máy tính có th

gi i quy t đ c t t c các bài toán Hi n nay ta có các ph n m m tr giúp cho vi c gi i quy t các bài toán k t c u nh : STAADPRO, FEAP, ETABS, SAP2000…

- Mô hình r i r c – Liên t c: T ng h ch u l c đ c xem là r i r c, nh ng các h ch u

l c này s liên k t l i v i nhau thông qua các liên k t tr t (l c a, m ch l p ghép, …) xem là liên t c phân b liên t c theo chi u cao Khi gi i quy t bài toán này ng i ta

th ng chuy n h ph ng trình vi phân thành h ph ng trình tuy n tính b ng ph ng pháp sai phân T đó gi i các ma tr n và tìm n i l c

- Gi i thi u v ph ng pháp ph n t h u h n (PPPTHH): Trong ph ng pháp ph n t

h u h n v t th th c hi n liên t c đ c thay th b ng m t s h u h n, chúng đ c n i

v i nhau b ng m t s đi m quy đ nh đ c g i là nút Các v t th này v n đ c gi nguyên là các v t th liên t c trong ph m vi c a m i ph n t , nh ng có hình d ng đ n

gi n và kích th c bé nên cho phép nghiên c u d dàng h n d a trên c s quy lu t v

s phân b chuy n v và n i l c (ch ng h n các quan h đ c xác l p trong lý thuy t đàn h i)

(ho c n i l c) t i các đi m nút đ c xác đ nh trong ma tr n chuy n v nút (ho c ma

tr n n i l c nút) Các ma tr n đ c ng, ma tr n t i tr ng nút và ma tr n chuy n v nút

đ c liên h v i nhau trong ph ng trình cân b ng theo quy lu t tuy n tính hay phi tuy n tùy theo ng x th t c a k t c u Sau khi gi i h ph ng trình tìm đ c các n

s , ng i ta có th ti p t c xác đ nh đ c các tr ng ng su t, bi n d ng c a k t c u theo các quy lu t đã đ c nghiên c u trong c h c Sau đây là thu t toán t ng quát c a

ph ng pháp PTHH:

1 R i r c hóa k t c u th c thành thành m t l i các ph n t ch n tr c cho phù h p

v i hình d ng hình h c c a k t c u và yêu c u chính xác c a bài toán

2 Xác đ nh các ma tr n c b n cho t ng ph n t (ma tr n đ c ng, ma tr n t i tr ng nút, ma tr n chuy n v nút ) theo tr c t a đ riêng c a ph n t

Trong nh ng n m g n đây, cùng v i s phát tri n và thu n l i c a máy vi tính, ta

có r t nhi u ch ng trình tính toán khác nhau, v i các quan ni m tính toán và s đ tính

khác nhau Trong n i dung c a đ án t t nghi p này v i s tr giúp c a ph n m m

n m 80 và sau đó là SAP80, SAP86, SAP90 và sau cùng là SAP2000 ch y trên WINDOWS SAP2000 là m t đ t phá c a h ph n m m SAP do hãng CSI đ a ra vào

cu i nh ng n m 90 đ u n m 2000

ôi nét v ph n m m ETABS: là ph n m m r t m nh đ tính toán k t c u nhà cao

t ng, c ng nh SAP ph n m m ETABS do hãng CSI đ a ra vào nh ng n m 80 đ c phát tri n t TABS C ng d a trên ph ng pháp ph n t h u h n nh ng ETABS có đ c

đi m n i tr i h n so v i SAP là có th mô hình nhà cao t ng m t cách d dàng nh tính

n ng “similar”, có th phân bi t d m, sàn, c t, vách c ng, đi u làm này gi m th i gian

mô hình và thi t k k t c u nói chung và k t c u nhà cao t ng nói riêng

CH NG 3

K t c u bê tông c t thép đ c tính toán ho c ki m tra theo hai nhóm tr ng thái gi i h n

(Tr ng thái gi i h n là tr ng thái mà khi v t quá k t c u không còn th a mãn các yêu

c u s d ng đ ra đ i v i nó khi thi t k ):

Ü Tr ng thái gi i h n th nh t v kh n ng ch u l c, đ m b o cho k t c u: không b phá

ho i giòn, d o ho c theo d ng phá ho i khác; không b m t n đ nh v hình d ng; không

b phá ho i vì m i

Ü Tr ng thái gi i h n th hai v đi u ki n s d ng bình th ng ( i u ki n s d ng bình

th ng là đi u ki n tuân theo các yêu c u tính đ n tr c theo tiêu chu n ho c trong thi t k , th a mãn các yêu c u v công ngh c ng nh s d ng), đ m b o cho k t c u không có bi n d ng, chuy n v quá m c, h n ch các v t n t trong đi u ki n cho phép

- Theo m c 1.4.2 sách “Tính toán ti t di n c t bê tông c t thép” c a GS TS Nguy n ình C ng, trong m c ch n ti t di n c t bê tông này thì: c t ti t di n ch nh t có t l

c nh l n và c nh bé không quá 4 và n u t l này l n h n 4 thì ph i xem là t m

t ng

3.1.2 Kích th c s b c a vách:

- Theo m c 3.4.1 c a TCXD 198 : 1997 “Nhà cao t ng – Thi t k k t c u bê tông c t thép toàn kh i” thì:

o Không nên ch n kho ng cách gi a các vách và t các vách đ n biên quá l n

o T ng vách nên có chi u cao ch y su t t móng đ n mái và có đ c ng không đ i trên toàn b chi u cao c a nó

o dày c a vách (b) ch n không nh h n 150mm và không nh h n 1/20 chi u cao t ng

- C n c vào kích th c c a công trình, thì chi u cao t ng l n nh t (nguy hi m) có kích

- M t khác, do công trình có k t c u sàn thu c d ng không d m nên đ c ng theo

ph ng ngang t ng đ i nh V y đ đ m b o đ c ng và chuy n v ngang t i đ nh công trình thì c n ch n ti t di n vách sao cho h p lý

- Ch n vách có b dày: t = 400mm tính cho vách bao bên ngoài và vách bên trong

ch n b dày 250mm và 200mm (Chi ti t xem trên b n v )

ch n theo thi t k v m t ch u l c ta s d ng ph n m m Autocad 2007 b ng

l nh “Area” ti n hành đo t ng kích th c m t b ng c a vách (và lõi) c ng thu

đ c k t qu nh sau: F vl =7.542 10.878 18.42+ = ( )m2

(Th a mãn theo kích th c s b ban đ u)

3.2 Sàn d ng l c

- Do ch a có công th c tính toán rõ ràng cho vi c l a ch n b dày sàn d ng l c C n

c vào t i tr ng tác d ng lên sàn, công n ng s d ng và chi u dài nh p, thì b dày sàn

có th ch n s b theo công th c kinh nghi m nh sau:

o Xét đ n yêu c u m quan và hi u qu kinh t

o Xét yêu c u v th ng nh t hóa ván khuôn và cách đ t c t thép

o B o đ m các yêu c u v b trí c t thép trong ti t di n (chi u dày l p b o v , kho ng cách gi a các c t thép) và yêu c u v neo c t thép

o Xét đi u ki n c a công ngh ch t o k t c u

- Kích th c ti t di n d m c n đ c ch n theo đi u ki n đ kh n ng ch u l c (mômen

u n M, l c c t Q), có đ võng trong ph m vi gi i h n, th a mãn yêu c u ki n trúc và

thu n ti n cho thi công Trong các đi u ki n trên thì kh n ng ch u u n M là quan

tr ng b c nh t N u khi đã bi t ho c đã d tính g n đúng giá tr M thì tính chi u cao

ti t di n d m theo công th c:

M h

R bα

= Trong đó: αh =0.15 0.3÷ , R là c b ng

đ tính toán v nén c a bê tông, b là b r ng c a ti t di n Vì ch a xác đ nh đ c giá

tr c a mômen M nên tính toán h s b ph thu c vào nh p c a d m và t i tr ng tác

d ng, theo công th c (4-2) m c 4.1.4 sách “Sàn s n bê tông toàn kh i c a GS TS

- Vì đây là d m khung nên chi u cao d m có kích th c s b (kích th c s b cho t t

- Ki m tra ti t di n d m theo m c 3.3.2 (C u t o khung) c a TCXD 198 : 1997, đã đ a

ra nh ng yêu c u t i thi u b t bu t v c u t o k t c u nhà cao t ng b ng bê tông c t thép toàn kh i nh sau:

o Chi u r ng t i thi u c a ti t di n d m không nh h n 220mm và t i đa không l n

h n chi u r ng c t l n h n chi u r ng c t v i 1,5 chi u cao ti t di n Chi u cao

t i thi u c a ti t di n không nh h n 300mm T s gi a chi u cao và chi u r ng

c a ti t di n không l n h n 3 (chi ti t xem hình 3.1)

Hình 3.1 Ti t di n c t và d m bê tông c t thép theo TCXD 198 : 1997

̇ i v i c u ki n bê tông c t thép làm t bê tông n ng, bê tông h t nh , bê tông

nh là: 200

̇ i v i c t nhà là: 120

o V thi công, đó là vi c l a ch n kích th c ti t di n c t thu n ti n cho vi c làm và

l p d ng ván khuôn, vi c đ t c t thép và đ bê tông

o l ch tâm ph i k thêm đ l ch tâm ng u nhiên ea

o ã có ph n m m, c n khai báo đ l ch tâm tr c c t các t ng, đ tính toán chính xác h n (th ng là 5 ÷ 10 cm cho m i l n thay đ i chi u cao ti t di n c t)

o L u ý: đ i v i sàn h m (th ng, DUL): không nên gi m ti t di n c t nhi u, theo chi u cao không có đ l ch tâm

o Kh u đ d m c a nhà cao t ng càng l n (≥ 10m), nh h ng này càng đ c quan tâm nh h ng này trên c t biên rõ r t h n c t gi a, do ti t di n c t thay đ i,

gi a m t c nh không đ i

- Theo m c 1.4.2 sách “Tính toán ti t di n c t bê tông c t thép” c a GS TS Nguy n ình C ng” có nêu: Trong nhà nhi u t ng, theo chi u cao nhà t móng đ n mái l c nén trong c t gi m d n b o đ m s h p lý v s d ng v t li u thì càng lên cao nên gi m kh n ng ch u l c c a c t Vi c gi m này có th th c hi n b ng cách là:

ch u l c nh ng làm ph c t p cho thi công và làm nh h ng không t t đ n s làm

vi c t ng th c a công trình khi tính toán v dao đ ng và phát sinh mômen l n trong c t, nh t là c t biên và c t góc Gi m mác bê tông c ng làm ph c t p cho thi công và có th không đ m b o cho s liên k t (do có c ng đ khác nhau) làm phát sinh ng su t trong khung Thông th ng thì nên k t h p c ba cách trên

- M t khác, theo m c 2.5.4 c a TCXD 198 : 1997-[9] có quy đ nh là:

o c ng và c ng đ c a k t c u nhà cao t ng c n đ c thi t k đ u ho c thay

đ i gi m d n lên phía trên, tránh s thay đ i đ t ng t

o c ng c a k t c u t ng trên không nh h n 70% đ c ng k t c u c a t ng

d i k nó N u 3 t ng gi m đ c ng liên t c thì t ng m c gi m không v t quá 50%

- Di n tích ti t di n c t là A0 xác đ nh theo công th c (1-3) m c 1.4.2 sách “Tính toán

ti t di n c t bê tông c t thép” c a GS TS Nguy n ình C ng” nh sau: 0 t

b

k N A

R

=

o Trong đó:

̇ R b- là c ng đ tính toán v nén c a bê tông V i bê tông dùng đ thi t k k t

c u khung, vách có c p đ b n ch u nén là B25 (Mác 350) nên bê tông có c ng

đ ch u nén tính toán là: R b =14.5(MPa)=14.5 10× 3(kN m2)

̇ k - là h s xét t đ n nh h ng khác nh mômen u n, hàm l ng c t thép, đ

m nh c a c t Xét s nh h ng này theo s phân tích và kinh nghi m c a ng i

thi t k , khi nh h ng c a mômen là l n (l l n) thì l y 0 k l n vào kho ng t

1.3 1.5÷ Khi nh h ng c a mômen là bé thì l y k t =1.1 1.2÷ V y ch n:

• k t =1.3 đ tính toán cho c t góc (C1)

• k t =1.2 đ tính toán cho c t biên (C2)

̇ N - là l c nén, đ c tính toán g n đúng nh sau: N =m q F s s Trong đó:

• F - là di n tích m t sàn truy n t i tr ng lên c t s đang xét

• m - là s sàn phía trên ti t di n s đang xét (k c mái) Công trình thi t k trong

đ án này có t ng s t ng là: m s =24t ng và 2 t ng h m

• q - là t i tr ng t ng đ ng tính trên m i mét vuông m t sàn trong đó g m t i

tr ng th ng xuyên và t i tr ng t m th i trên b n sàn, tr ng l ng b n thân

c a d m, t ng, c t, vách c ng đem tính ra phân b đ u trên sàn Giá tr q

đ c l y theo kinh nghi m thi t k

Hình 3.3 S đ th hi n s truy n t i truy n lên c t

• đây, t i tr ng q t ng đ ng đã đ c tính toán cho sàn t ng đi n hình trong:

m c 4.6.4 c a ch ng 4 “Tính toán sàn ph ng bê tông c t thép ng l c tr c,

ph ng pháp c ng sau”, đ c k t qu tính nh sau:

o T ng t i tr ng t nh t i tác d ng lên t ng sàn là: g S =11.573(kN m2)

o Ho t t i tính toán tác d ng lên t ng sàn (tr sàn t ng h m 1 và 2), thiên v

an toàn l y v i giá tr trung bình là: 4.8 1.95 2.4 3.05( 2)

q (kN/m2) N (kN) kt

Rb(kN/m2)

A0tính (m2)

b (m)

h (m)

A0

ch n (m2)

q kN/m2 N (kN) kt

RbkN/m2

A0 tính (m2)

b (m)

h (m)

A0

ch n (m2) 16÷Mái 8 58.14 14.623 6801.45 1.2 14500 0.5629 1 1 1

8÷15 16 58.14 14.623 13602.9 1.2 14500 1.1258 1.1 1.1 1.21

H m 2÷7 24 58.14 14.623 20404.35 1.2 14500 1.6886 1.2 1.2 1.44

- Ki m tra ti t di n c t theo m c 3.3.2 (C u t o khung) c a TCXD 198 : 1997, đã đ a

ra nh ng yêu c u t i thi u b t bu t v c u t o k t c u nhà cao t ng b ng bê tông c t thép toàn kh i nh sau:

o Ti t di n c t nên ch n sao cho t s gi a chi u cao thông th y c a t ng và c a chi u cao ti t di n c t không l n h n 25 Chi u r ng t i thi u c a ti t di n không

nh h n 220mm (chi ti t xem hình 3.1)

V y kích th c đã ch n s b trên đ u th a mãn các yêu c u c a TCXD 198:1997

CH NG 4 TÍNH TOÁN SÀN PH NG BÊTÔNG C T THÉP

(THEO TIÊU CHU N ACI 318 – 08)

4.1 So sánh bêtông c t thép ng l c tr c (BTCT LT) và bêtông c t thép (BTCT) 4.1.1 an toàn

• Khi đ c thi t k theo các tiêu chu n hi n hành, k t c u bêtông c t thép ng l c tr c (BTCT LT) có kh n ng ch u t i gi i h n t ng đ ng, th m chí cao h n m t chút

• Thép c ng đ cao nh y c m v i nhi t đ l n h n so v i c t thép th ng nên BTCT

LT có kh n ng ch u l a h n ch h n, tuy nhiên do cáp LT th ng đ c b trí theo d ng đ ng cong nên t i m t s v trí trên c u ki n, BTCT LT có u th h n

l n và ph i dùng nhi u c t thép ch u kéo nh d m, giàn, thanh kéo c a vòm, c t đi n,

t ng b ch a, si lô,… (ti t ki m 50 ÷ 80% thép) Trong các c u ki n nh p nh , do c t thép c u t o chi m t l khá l n nên t ng s thép ti t ki m s ít h n kho ng 15% Do

s d ng đ c c u ki n thanh m nh, gi m tr ng l ng b n thân nên BTCT LT ti t

ki m đ c v t li u cho các b ph n k t c u khác nh móng, c t,… và v i các c u

ki n đúc s n đi u đó làm gi m chi phí v n chuy n và l p d ng

• Tuy nhiên do yêu c u v t li u s d ng ph i có c ng đ cao nên BTCT LT s có giá thành đ n v cao h n, m t khác BTCT LT l i s d ng nhi u thi t b chuyên

d ng nh neo, cáp, v a,…, vi c gia công, ch t o c p pha ph c t p h n Chi phí thi t

k , giám sát thi công, chi phí nhân công cho m t đ n v kh i l ng công vi c phát sinh c ng có th t n kém nhi u h n (do ph i s d ng đ i ng công nhân lành ngh có qua đào t o)

• Nói chung BTCT LT s d ng ph bi n trong: xây d ng dân d ng và công nghi p;

công trình c u, h m; công trình bi n; công trình th y l i; xây d ng tuy-nen

4.2 Cáp d ng l c

• Cáp b n không v b c:

o Cáp d ng l c c ng đ cao, đ t chùng th p, đ c tính lý h c nh t quán, đ c

tính cu n xo n nh m nâng cao gi i h n đàn h i và c ng đ kéo, ch s dung sai

trên kh i l ng đ n v theo t l chi u dài th p, t i tr ng khi gãy r t cao, s c

ch u l c cao, s c kháng mài mòn và s c kháng gi m t i cao, thi công nhi t đ

cao t t , đ c s n xu t theo các tiêu chu n ASTM A416 c a M , tiêu chu n JIS

Nh t b n, tiêu chu n Châu âu, đ c s d ng r ng rãi trong xây d ng công trình

• Neo tròn:

H neo có tác d ng neo cáp ch t vào bê tông sau khi c t cáp, không làm m t mát ng

su t trong bê tông trong quá trình thi công và khai thác H neo d ng l c đ c s d ng

r ng rãi trong các k t c u bê tông d ng l c nh các công trình c u, thi công các tòa nhà cao t ng, b n ch a, si lô…

Theo ch c n ng có th chia thành hai lo i: neo ch đ ng và neo b đ ng, m t b neo

ch đ ng thông th ng bao g m: neo, đ u neo, nêm, lò xo, l b m v a Neo cáp đ c

áp d ng r ng rãi trong các giao thông xây d ng c u c ng, nhà cao t ng,…

• Neo n i tròn:

• Neo n i d t:

• Neo d t: