CHUYÊN ĐỀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG

NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO GIẢI PHÁP KẾT CẤU  Yếu tố hình khối Đồng nhất và liên tục trong việc phân bố độ cứng và cường độ của các cấu kiện  Yếu tố hình khối Độ cứng của các cấu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

KHOA XÂY DỰNG

NHÓM 6 CHUYÊN ĐỀ 10: TRÌNH TỰ THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG

CÁC THÀNH VIÊN GỒM: NGÔ THÁI THỌ - MSSV:

TRÌNH TỰ THUYẾT TRÌNH

1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ NHÀ CAO TẦNG

2 NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO

3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG NHÀ CAO TẦNG

4 TÍNH TOÁN BẰNG PHẦN MỀM ETABS

5 TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN CỐT THÉP

PHẦN I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ

NHÀ CAO TẦNG

* Một công trình được xem là nhà cao tầng nếu

chiều cao của nó quyết định các điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử dụng khác với nhà thông thường Ở

VN nhà cao hơn 9 tầng xem là nhà cao tầng

I KHÁI NIỆM CHUNG VỀ NHÀ CAO TẦNG

PHẦN II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU

TẠO

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO

CÁC YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO

Các tiêu chuẩn áp dụng khi thiết kế nhà cao tầng :

 Yếu tố hình khối TCVN 2737-1995 – Tải trọng và tác động

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO

GIẢI PHÁP KẾT CẤU

 Yếu tố hình khối Đồng nhất và liên tục trong việc phân bố độ cứng

và cường độ của các cấu kiện

 Yếu tố hình khối Độ cứng của các cấu kiện chịu tải ngang (cột,

vách, lõi,…) không đổi suốt chiều cao, phải đồng trục

 Yếu tố hình khối Bố trí lưới cột sao cho các nhịp dầm gần bằng

nhau

Độ cứng các dầm tương ứng với khẩu độ của

chúng

 Yếu tố hình khối Không có cấu kiện thay đổi tiết diện đột ngột

 Yếu tố hình khối Kết cấu liên tục, liền khối, bậc siêu tĩnh càng cao càng tốt

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO

* SƠ ĐỒ KHUNG TÍNH TOÁN

Chọn sơ đồ khung tính toán theo nguyên tắc:

- Nên chọn khung đối xứng

- Tải trọng được truyền trực tiếp và nhanh nhất

xuống móng

- Không nên thiết kế khung thông tầng

- Nên tránh thiết kế congson dài

- Tương quan giữa cột và dầm

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO

từ dưới lên trên

 Yếu tố hình khối Không nên chọn vách có chịu tải lớn nhưng số lượng ít,…

 Yếu tố hình khối Không nên chọn khoảng cách giữa các vách và khoảng cách từ vách đến biên quá lớn

 Yếu tố hình khối Chiều dày >=200mm và >= 1/20 chiều cao tầng

 Yếu tố hình khối Bố trí các vách cứng, lõi cứng trên mặt bằng để tấm khối lượng (M) trùng tấm cứng (R), những khó thực hiện

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO

HỆ KẾT CẤU THUẦN

KHUNG:

 Yếu tố hình khối Độ cứng theo phương

ngang tương đối nhỏ

 Yếu tố hình khối Chiều cao nhà

 Yếu tố hình khối Chọn mô hình tính

toán khung – sàn kết

hợp: Sàn tuyệt đối cứng

trong mặt phẳng

Hotel Nikko ở HN 17 tầng

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU

 Yếu tố hình khối Tổ hợp các vách phẳng, phải

bố trí theo hai phương

 Yếu tố hình khối Chịu tải lớn, đặc biệt chịu tải

ngang

CANTAVIL AN PHU 41 TẦNG

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO

HỆ KẾT CẤU LÕI

 Yếu tố hình khối Cách bố trí lõi

 Yếu tố hình khối Lõi có tiết diện kín hoặc hở

 Yếu tố hình khối Lõi làm việc như một thanh conson ngàm với móng

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU

TẠO

HỆ KẾT CẤU ỐNG

 Yếu tố hình khối Các cột bố trí dày đặc trên toàn bộ chu vi công trình được liến kết với nhau bằng hệ dầm giao nhau

 Yếu tố hình khối Điểm hạn chế: cản trở đến mỹ quan công trình

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO

HỆ KẾT CẤU KHUNG – VÁCH CỨNG

 Yếu tố hình khối Khả năng chịu tải trọng ngang rất tốt,

vách cứng chủ yếu để chịu ngang >85%

 Yếu tố hình khối Đạt hiệu qủa trong nhà từ 20-40 tầng

 Yếu tố hình khối Bố trí hệ vách cứng sao cho khoảng cách

từ tấm cứng đến trọng tâm hình học là bé nhất

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO

HỆ KẾT CẤU KHUNG – LÕI (Ống)

 Yếu tố hình khối Loại khung - ống: phía trong dạng ống,

xung quanh bên ngoài là khung

 Yếu tố hình khối Loại ống lồng: gồm nhiều ống kết hợp với nhau

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO

TẦNG HẦM

 Yếu tố hình khối Tăng diện tích sử dụng

 Yếu tố hình khối Giảm chiều cao nhà

 Yếu tố hình khối Giảm chuyển vị ngang của nhà

 Yếu tố hình khối Giảm dao động

 Yếu tố hình khối Tăng ổn định về lật

II NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO

NGUYÊN TẮC VỀ CẤU TẠO:

* CỐT THÉP

 Yếu tố hình khối Cốt dọc loại có gờ, có độ dẻo cao, ε=0.05

 Yếu tố hình khối Cốt dọc nhóm CII, CIII, cao hơn

 Yếu tố hình khối Cốt đai nhóm CI, CII

PHẦN III

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN

NHÀ CAO TẦNG

III TẢI TRỌNG TÁC DỤNG NCT

1 CHỌN CHIỀU DÀY SÀN NHÀ

 Yếu tố hình khối Sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng

 Yếu tố hình khối Chọn chiều dày sàn chú ý: bố trí cáp ứng lực, bố trí đường ống kỹ thuật

2 KÍCH THƯỚC VÁCH:

h vách ≥ 200mm, ≥ H tầng

 

III TẢI TRỌNG TÁC DỤNG NCT

3 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CỘT

 Yếu tố hình khối Thuần khung:

 Yếu tố hình khối Khung vách: cột hầu như chỉ chịu tải đứng

 Yếu tố hình khối Tiết diện cột có thể thay đổi từ 3-4 tầng thay đổi 1 lần

III TẢI TRỌNG TÁC DỤNG NCT

4 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC DẦM  Yếu tố hình khối Chiều cao dầm:

III TẢI TRỌNG TÁC DỤNG NCT

6 TẢI TRỌNG GIÓ: Tải trọng gió gồm 2

thành phần động và tĩnh:

 Yếu tố hình khối Thành phần tĩnh: W = WO k C

 Yếu tố hình khối Thành phần động: của gió tác động lên

công trình (H>40m) là do xung của vận tốc

gió và lực quán tính của công trình gây ra

Xác định thành phần động của gió ứng với

từng dạng dao đông

 Yếu tố hình khối Thanh conson, có n điểm tập trung khối

lượng m tại tâm khối lượng của từng tầng

 Yếu tố hình khối Khối lượng tiêu chuẩn của từng sàn m: TT + 0,5HT

 Yếu tố hình khối Độ cứng của conson = độ cứng tương đương của công trình thật

 Yếu tố hình khối Xác định các tần số dao động riêng của công trình

 Yếu tố hình khối So sánh tần số f1 với tần số giới hạn fL

 Yếu tố hình khối Nếu f1 > fL kể đến tác dụng xung của vận

tốc gió

 Yếu tố hình khối Nếu f1 < fL kể đến tác dụng xung của vận

tốc gió và lực quán tính của công trình.

PHẦN IV TÍNH TOÁN BẰNG PHẦN MỀM

ETABS

6 Gán đặc trưng hình học – tiết diện

7 Định nghĩa loại tải trọng

8 Gán tải trọng TT (tường, lớp cấu tạo sàn), hoạt tải HT

9 Xác định tần số dao động

- Khai báo khối lượng tham gia dao động

- Khai báo sàn tuyệt đối cứng

- Phân tích động lực học

IV TÍNH TOÁN BẰNG P.MỀM ETABS

IV TÍNH TOÁN BẰNG PMỀM ETABS

IV TÍNH TOÁN BẰNG PMỀM ETABS

12 KHAI BÁO TẢI ĐỘNG ĐẤT

13 TỔ HỢP TẢI TRỌNG CHO NHÀ CAO TẦNG

IV TÍNH TOÁN BẰNG PMỀM ETABS

IV TÍNH TOÁN BẰNG PHẦN MỀM ETABS

15 PHÂN TÍCH (ANALYSIS)

16 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ NCT

 Yếu tố hình khối Không mất ổn định tổng thể: Gkp /Gtc >=1,5

Gkp - trọng lượng cực hạn

Gtc = 1,1G (G- trọng lượng phần trên mặt đất của ngôi nhà)

 Yếu tố hình khối GiỚI HẠN CHUYỂN VỊ NGANG

PHẦN V TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN – CỐT THÉP

V TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN – CỐT THÉP

V TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN – CỐT THÉP

2 TÍNH CỐT THÉP DẦM

Dựa vào nội lực tính côt thép cho dầm

V TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN – CỐT THÉP

3 Tính toán vách cứng

3 Tính toán vách cứng

- Phải đặt hai lớp lưới thép Đường kính cốt thép (kể cả cốt thép thẳng đứng và cốt thép nằm ngang) không nhỏ hơn 10mm và không nhỏ hơn 0,1b Hai lớp lưới thép này phải được liên kết với nhau bằng các móc đai hình chữ s với mật độ 4 móc/m2.

- Hàm lượng cốt thép th ẳng đứng chọn ≥ 0,40% (đối với động đất yếu) và ≥ 0,60 % (đối với động đất trung bình và mạnh) nhưng không lớn hơn 3,5%.

- Khoảng cách giữa các cốt thép chọn ≥ 200mm (nếu b300mm)

và 2b/3 (nếu b > 300máy móc) Riêng đối với động đất yếu các cốt thép nằm ngang có thể cách nhau tới 250mm.

- Cốt thép nằm ngang chọn không ít hơn 1/3 lượng cốt thép dọc với hàm lượng 0,25% (đối với động đất yếu) và 0,40% (đối với động đất trung bình và mạnh).

- Chiều dài nối buộc của cốt thép lấy bằng 1,5 lbo (đối với động đất yếu) và 2,0 lbo (đối với động đất trung bình và mạnh) Trong

đó bo l là chiều dài neo tiêu chuẩn đối với trường hợp không có động đất Các điểm nối thép phải đặt so le.

đặt tăng cường ít nhất 2Ø12 ở mỗi biên và mỗi góc lỗ mở

 

V TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN – CỐT THÉP

V TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN – CỐT THÉP

4 TÍNH CỐT THÉP CỘT

Đường kính cốt thép đai không nhỏ hơn 1/4 lần đường

kính cốt thép dọc và phải ≥ 8mm (riêng đối với động

đất mạnh ≥ 10mm) Cốt đai cột phải bố trí liên tục qua nút khung với mật độ như của vùng nút

- Trong phạm vi vùng nút khung từ điểm cách mép dưới của dầm một khoảng l1 (l1 ≥ chiều cao tiết diện cột và

≥ 1/6 chiều cao thông thuỷ của tầng, đồng thời ≥

450mm) phải bố trí cốt đai dày hơn Khoảng cách đai

trong vùng này không lớn hơn 6 lần đường kính cốt thép dọc và cùng

không lớn hơn 100mm

- Tại các vùng còn lại, khoảng cách đai chọn ≤ cạnh

nhỏ (thường là chiều rộng) của tiết diện và đồng thời ≤

6 lần (đối với động đất mạnh) hoặc 12 lần (đối với động đất yếu và trung bình)

V TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN – CỐT THÉP

4 TÍNH CỐT THÉP CỘT

đường kính cốt thép dọc.

- Nên sử dung đai thép kín Tại các vùng nút khung nhất thiết phải sử dụng đai kín cho cả cột và dầm.

- Hàm lượng cốt thép tối đa max không lớn hơn 2,5% max không lớn hơn 2,5%

Hàm lượng cốt thép tối thiểu min nên lấy bằng 1,2 lần max không lớn hơn 2,5%

(đối với động đất yếu) và bằng 1,5 lần (đối với động đất mạnh và trung bình) hàm lượng cốt thép tối thiểu với

trường hợp không có động đất.

V TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN – CỐT THÉP

5 Tính toán móng

Lấy giá trị nội lực từ phần mềm để tính

móng cho công trình

Kết thúc