CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU

khối khung không gian. Tải trọng đứng và tải trọng ngang (tác động của gió và

động đất) của kết cấu khung đều do dầm và cột đảm nhiệm không có khối tường

chịu lực. Không gian mặt bằng lớn, bố trí kiến trúc linh hoạt, có thể đáp ứng yêu

cầu sử dụng không bị hạn chế, phù hợp với các loại công trình. Do kết cấu khung

có độ cứng bên nhỏ, khả năng chống lực bên tương đối thấp, đế đáp ứng yêu cầu

chống gió và động đất, mặt cắt của dầm và cột tương đối lớn, lượng thép dùng

tương đối nhiều. Dưới tác động của động đất, do biến dạng ngang tương đối lớn

nên kết cấu bao che công trình và trang trí bên trong dễ bị nứt và hư hỏng.

+



Kết cấu khung - vách: là hình thức tổ hợp của hai hệ kết cấu trên. Tận dụng ưu

việt của mỗi loại, vừa có thể cung cấp một không gian sử dụng tương đối lớn vừa

có khả năng chống lực ngang tốt. Vách cứng trong kết cấu khung vách có thể bố trí

độc lập, cũng có thể lợi dụng vách của thang máy, gian cầu thang, giếng đường

ống. Vì vậy, loại kết cấu này đã được dùng rộng rãi cho các loại công trình.



-



Lựa chọn kết cấu hợp lý cho một công trình cụ thể sẽ đem lại hiệu quả kinh tế trong khi

vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật cần thiết. Việc lựa chọn này phụ thuộc vào điều kiện

cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao của nhà và độ lớn của tải trọng

ngang (động đất, gió…).



-



Đối với công trình Chung cư cao cấp HƯNG LONG quy mô 17 tầng nổi + 1 tầng

hầm, chiều cao của toàn bộ công trình là 64.7 m. Do đó ảnh hưởng của tải trọng ngang

do gió đến công trình là rất lớn. Do đó trong đồ án này em lựa chọn giải pháp kết cấu

chính là hệ khung vách cho công trình chung cư cao cấp này.



2.3. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP 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 điều 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.



-



Các loại kết cấu sàn đang được sử dụng rông rãi hiện nay gồm:

2.3.1. Hệ sàn sườn



Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn

2.3.1.1. 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.



22



2.3.1.2. 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, 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.



2.3.2. Hệ sàn ô cờ



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

kê bốn cạnh có nhịp bé, theo yêu cầu cấu tạo khoảng cách giữa các dầm không quá 2m.

2.3.2.1. Ưu điểm



Tránh được có quá nhiều cột bên trong nên tiết kiệm được không gian

sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm

mỹ cao và không gian sử dụng lớn như hội trường, câu lạc bộ...

2.3.2.2. Nhược điểm



Không tiết kiệm, thi công phức tạp. Khi mặt bằng sàn quá rộng cần phải

bố trí thêm các dầm chính. Vì vậy, nó cũng không tránh được những hạn

chế do chiều cao dầm chính phải lớn để giảm độ võng.

2.3.3. Sàn không dầm (Không có mũ cột)



Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột.

2.3.3.1. 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.



+



Việc thi công phương án này nhanh hơn so với phương án sàn dầm

bởi không phải mất công gia công cốp pha, cốt thép dầm, cốt thép

được đặt tương đối định hình và đơn giản. Việc lắp dựng ván khuôn

và cốp pha cũng đơn giản.



2.3.3.2. Nhược điểm

+



Trong phương án này các cột không được liên kết với nhau để tạo thành

khung do đó độ cứng nhỏ hơn so với phương án sàn dầm, do vậy khả

năng chịu lực theo phương ngang phương án này kém hơn phương án



23



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. Sàn không dầm ứng lực trước



Cấu tạo: Gồm các bản kê trực tiếp lên cột. Cốt thép được ứng lực trước.

2.3.4.1. Ưu điểm

+



Giảm chiều dày, độ võng sàn.



+



Giảm được chiều cao công trình.



+



Tiết kiệm được không gian sử dụng.



+



Phân chia không gian các khu chức năng dễ dàng, bố trí hệ thống kỹ

thuật dễ dàng.



+



Thích hợp với những công trình có khẩu độ 6÷12m.



2.3.4.2. Nhược điểm

+

+

2.3.5.



Tính toán phức tạp.

Thi công đòi hỏi thiết bị chuyên dụng.



Tấm panel lắp ghép



Cấu tạo: Gồm những tấm panel được sản xuất trong nhà máy. Các tấm này được vận

chuyển ra công trường và lắp dựng, sau đó rải cốt thép và đổ bê tông bù.

2.3.5.1. Ưu điểm

+



Khả năng vượt nhịp lớn.



+



Thời gian thi công nhanh.



+



Tiết kiệm vật liệu.



2.3.5.2. Nhược điểm

+ Kích thước cấu kiện lớn.

+ Quy trình tính toán phức tạp.

2.3.6. Sàn bê tông BubbleDeck



Cấu tạo: Bản sàn bê tông BubbleDeck phẳng, không dầm, liên kết trực tiếp với hệ cột,

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

chịu lực ở thớ giữa bản sàn.

2.3.6.1. Ưu điểm



24



+



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.



+



Giảm trọng lượng bản thân kết cấu tới 35%, từ đó giảm kích thước hệ

kết cấu móng.



+



Tăng khoảng cách lưới cột và khả năng vượt nhịp, 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.



+



Tiết kiệm khối lượng bê tông (2.3 kg nhựa tái chế thay thế 230 kg bê

tông/m3 đối với sàn bê tông BubbleDeck 280mm (BD280)).



+



Cách âm và cách nhiệt tốt.



+



Rất thân thiện với môi trường khi giảm lượng phát thải năng lượng và

cácbon.



2.3.6.2. Nhược điểm

+



Đây là 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 BTCT thông thường cùng

độ dày.



2.3.7.



Chọn lựa giải pháp kết cấu sàn



Qua phân tích ưu, nhược điểm của một số kết cấu sàn phổ biến hiện nay, do đó đồ án

chọn hai phương án sàn là sàn sườn để thiết kế.

2.4. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO MÓNG

-



Việc lựa chọn giải pháp móng cho công trình là phụ thuộc vào tải trọng công trình và

địa chất. Tuy nhiên đối với nhà cao tầng các giải pháp cho phần móng gồm:

+



Dùng giải pháp móng sâu thông thường: móng cọc khoan nhồi, cọc BTCT đúc

sẵn, ....



+

+

-



Dùng giải pháp móng bè hoặc móng băng trên nền cọc.

Móng barret.



Phương án cọc BTCT đúc sẵn hay cọc khoan nhồi được cân nhắc lựa chọn tùy thuộc

vào tải trọng của công trình, phương tiện thi công, chất lượng của từng phương án và

điều kiện địa chất thuỷ văn của khu vực.



25



-



Các giải pháp móng còn lại (giải pháp 2 và 3) xét về yếu tố chịu lực rất tốt, tuy nhiên,

cần cân nhắc đến các yếu tố về kinh tế, trang thiết bị và điều kiện thi công.



2.5. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

-



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



-



Theo TCVN 229- 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió.

Khi thiết kế tính toán nhà cao tầng, hai đặc trưng cơ bản của tải trọng là tải trọng tiêu



chuẩn và tải trọng tính toán. Tải trọng tính toán là tích của tải trọng tiêu chuẩn với hệ số tin cậy

tải trọng. Hệ số này tính đến khả năng sai lệch bất lợi có thể xảy ra của tải trọng so với giá trị

tiêu chuẩn và được xác định phụ thuộc vào trạng thái giới hạn được tính đến.

2.6. TỔ HỢP TẢI TRỌNG

-



Tùy theo thành phần các tải trọng tính đến, tổ hợp tải trọng gồm có tổ hợp cơ bản và tổ

hợp đặc biệt.



-



Tổ hợp tải trọng cơ bản gồm có các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn

và tạm thời ngắn hạn.



-



Tổ hợp tải trọng đặc biệt gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn, tải

trọng tạm thời ngắn hạn có thể xảy ra và một trong các tải trọng đặc biệt. Tổ hợp tải

trọng đặc biệt do tác dụng của động đất không tính đến tải trọng gió.



-



Tổ hợp tải trọng cơ bản được chia làm hai loại: Tổ hợp cơ bản 1 và Tổ hợp cơ bản 2

+



Tổ hợp cơ bản 1 có một tải trọng tạm thời thì giá trị của tải trọng tạm thời được lấy

toàn bộ.



+



Tổ hợp cơ bản 2 là tổ hợp có 2 tải trọng tạm thời trở lên thì tải trọng tạm thời hoặc

nội lực phải nhân với hệ số tổ hợp như sau:



-



Tải trọng tạm thời dài hạn và ngắn hạn nhân với hệ số ψ = 0.9



-



Khi có thể phân tích ảnh hưởng riêng biệt của từng tải trọng tạm thời ngắn hạn lên nội

lực, chuyển vị trong các kết cấu và nền móng thì ảnh hưởng của tải trọng lớn nhất

không giảm, tải trọng thứ hai nhân với hệ số 0,8; các tải trọng còn lại nhân với hệ số

0.6.



-



Tổ hợp tải trọng đặc biệt có một tải trọng tạm thời thì giá trị của tải trọng tạm thời được

lấy toàn bộ.



-



Tổ hợp tải trọng đặc biệt có hai tải trọng tạm thời trở lên, giá trị của tải trọng đặc biệt

không giảm, giá trị tính toán của tải trọng tạm thời hoặc nội lực tương ứng của chúng

được nhân với hệ số tổ hợp như sau: tải trọng tạm thời dài hạn nhân với ψ 1 = 0.95; tải



26



trọng tạm thời ngắn hạn nhân với hệ số ψ2 = 0.8; trừ những trường hợp đã nói rõ trong

các tiêu chuẩn thiết kế các công trình trong vùng động đất hoặc các tiêu chuẩn thiết kế

kết cấu và nền móng khác.

-



Khi tính kết cấu hoặc nền móng theo cường độ và ổn định với các tổ hợp tải trọng cơ

bản và đặc biệt trong trường hợp tác dụng đồng thời của ít nhất hai tải trọng tạm thời

(dài hạn và ngằn hạn), thì nội lực tính toán cho phép lấy theo các chỉ dẫn ở phụ lục A

(TCVN 2737 – 1995 [2]).



Chú thích: Các nguyên tắc tổ hợp và cũng như cách tính toán tải trọng tiêu chuẩn nêu ở trên

chỉ áp dụng cho khi thiết kế cấu kiện theo tiêu chuẩn Việt Nam.

2.7. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH CHUNG CƯ CAO



CẤP HƯNG LONG

-



Phần tính toán từng loại tải trọng và tổ hợp sẽ được trình bày ở những chương sau.



27



CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

PHƯƠNG ÁN : THIẾT KẾ SÀN DẦM

3.1.

-



SƠ BỘ CHIỀU DÀY TIẾT DIỆN

3.1.1. Chọn sơ bộ tiết diện sàn

Đặt hb là chiều dày của bản sàn, hb được chọn theo điều kiện khả năng chịu lực và

thuận tiện cho thi công, ngoài ra hb ≥ hmin.

TCVN 5574:2012 (điều 8.2.2) quy định:

hmin = 40mm đối với sàn mái.

hmin = 50mm đối với sàn nhà ở và công trình công cộng.

hmin = 60mm đối với sàn nhà sản xuất.

hmin = 70mm đối với bản làm từ betong nhẹ.



-



Để đơn giản, người ta thường chọn hb theo nhịp tính toán lt của ô bản.

m = 30÷35 đối với bản dầm.

m = 40÷50 đối với bản kê bốn cạnh.

lt = nhịp tính toán theo phương cạnh ngắn.



-



Xét ô sàn có kích thước lớn nhất: 7m x 4.65m, tỉ lệ:



nên sàn làm việc



theo 2 phương , chọn m = 40:



=> Chọn bề dày sàn: hb = 120 (mm) (thỏa mãn điều kiện hb > hmin = 50 đối với sàn dân

dụng)

•



3.1.2. Chọn sơ bộ tiết diện dầm

Dầm chính: tiết diện



Chọn: hdc =650 (mm), bdc = 400 (mm)

Vậy chọn dầm chính có kích thước tiết diện: 400x650 (mm)



28



Chọn: hdc =600 (mm), bdc = 300 (mm)

Vậy chọn dầm chính có kích thước tiết diện: 400x650 (mm)

•



Dầm phụ: chia nhỏ ô sàn



Chọn: hdp = 550 (mm)



Chọn: bdp = 35 (mm)

Vậy chọn dầm phụ có kích thước tiết diện là: 350x550 (mm)

•



Chọn hệ dầm côngxôn và dầm môi tiết diện: 200x300 (mm)



S13



S14



S6



S6



S7



S3



S3



5000



A



S2



S14



S13



S6



S7



S6



S2



B

S3



7000



S4

S11



S5



S1



S5



S1



S12



S15



S12



S15



S10



24000



S9



C



S3



S4



S8

7000



S15



S12



S15



S12

S5



S1



S5



S11

S4



S3



S6



S7



S13



S4



S3



S6



S1



S3



S14



S3



D

5000



S2



E



8500



S7



S6



4500



S2



S13



S14



8500



S6



8500



8500



38500



1



2



3



4



5



6



29