NH NH À À CAO T CAO T Ầ Ầ NG BÊ TÔNG C NG BÊ TÔNG C Ố Ố T TH T TH É É P P N N Ộ Ộ I DUNG MÔN H I DUNG MÔN H Ọ Ọ C C Chương 1: Các hệ kết cấu của nhà cao tầng Chương 2: Các mô hình tính toán và các nguyên tắc tính toán Chương 3: Tải trọng, tác động và chuyển vị. Chương 4: Tính toán hệ khung Chương 5: Tính toán các hệ vách – lõi chịu lực Chương 6: Tính toán các hệ khung - vách - lõi chịu lực Chương 7 : Ổn định nhà cao tầng, T T à à i li i li ệ ệ u tham kh u tham kh ả ả o: o: 1. Bryan Stanford Smith, Alex Coull, Tall building structures: analysis and design, John Wiley & Sons, NewYork, 1991 2. Lê Thanh Huấn, Kết cấu nhà cao tầng BTCT, nhà xuất bản XD Hà Nội, 2007. 3. Wolfgang Schueller, High rise building structures, John Wiley & Sons, NewYork, London Sydney, Toronto, 1976. 4. Triệu Tây An, Hỏi - đáp thiết kế và thi công nhà cao tầng, nhà xuất bản Xây Dựng, 1996. 5. P.F. Drozdov, Cấu tạo và tính toán hệ chịu lực và các cấu kiện nhà cao tầng, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, 1984. 6. TCXDVN 323: 2004, Nhà ở cao tầng – tiêu chuẩn thiết kế. 7. TCXD 198: 1997, Nhà cao tầng – thiết kế, cấu tạo BTCT toàn khối. 8. TCXDVN 356: 2000, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – tiêu chuẩn thiết kế. 9. TCXD 229: 1999. Tính toán thành phần động của tải trọng gió. 10. TCVN 375 2006, Thiết kế công trình chịu động đất. 11. Kenneth M. Leet, Reinforced concrete design, McGraw Hill 1997. Chương Chương 1. 1. C C á á c h c h ệ ệ k k ế ế t c t c ấ ấ u ch u ch ị ị u l u l ự ự c nh c nh à à cao t cao t ầ ầ ng ng 1.1. Khái niệm chung về nhà cao tầng ¾ Định nghĩa nhà cao tầng: Ngôi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố quyết định các điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử dụng khác với ngôi nhà thông thường. ¾ Phân loại: Căn cứ vào chiều cao và số tầng nhà,Ủy ban Nhà Cao Tầng Quốc Tế phân nhà cao tầng ra 4 loại: Loại 1: 9 → 16 tầng ( < 50 m) Loại 2: 17 → 25 tầng ( < 70 m) Loại 3: 26 → 40 tầng ( < 100 m) Loại 4: > 40 tầng (> 100 m) ¾ TCXDVN 323: 2004: nhà cao trên 40 m Độ cao khởi đầuTên nước ≥ 40mViệt Nam ≥ 8 tầngTrung quốc H ≥ 25 mBỉ ≥ 10 tầngLiên Xô H ≥ 22 mĐức 11 tầng , H ≥ 31 m Nhật Nhà ở H ≥ 50 m, kiến trúc khác H ≥ 28 mPháp H ≥ 24.3 mAnh Nhà ở H ≥ 22 → 25 m hoặc > 7 tầngMỹ Độ cao khởi đầu của nhà cao tầng 1.2. Các đặc điểm chính trong thiết kế nhà cao tầng ¾ Khi chịu tải trọng ngang, hệ kết cấu theo phương thẳng đứng ( khung, vách, lõi) của nhà cao tầng làm việc như một công son chịu uốn. ¾ Đan sàn xem như có độ cứng vô cùng trong mặt phẳng sàn và có nhiệm vụ phân bố các phản lực ngang vào hệ chịu lực đứng ¾ Do hệ kết cấu theo phương thẳng đứng làm việc như một công son chịu uốn Î chuyển vị ngang và nội lực trong hệ kết cấu tăng rất nhanh khi tăng chiều cao nhà H q ∆ M = qH 2 /2 ∆ =qH 4 /8EJ ắ La chn gii phỏp t chc mt bng v hỡnh khi thớch hp tng cng trong mt phng un nhm: Hn ch dao ng v chuyn v ngang ca cụng trỡnh trong phm vi cho phộp. ng sut nộn do ti trng ng sinh ra phi trit tiờu c ng sut kộo do ti trng ngang gõy ra trong kt cu ẻ tng kh nng chng lt cho cụng trỡnh. ắ Ti trng bn thõn v hot ti rt ln c phõn b trờn mt din tớch mt bng nh ẻ chn loi vt liu cú kh nng chu lc cao v trng lng riờng nh ẻ trng lng ca cụng trỡnh gim ẻ gim kớch thc múng v gim ti trng ng t tỏc ng lờn cụng trỡnh. ắ Độ cứng của hệ móng phải đủ để truyền những tác động nhận đợc từ kết cấu bên trên xuống nền đất càng đều đặn càng tốt. 1.2. Cỏc c im chớnh trong thit k nh cao tng ¾ BT có trọng lượng bản thân lớn, dùng hiệu quả cho nhà ≤ 30 tầng. Trong nhà cao tầng dùng bê tông cấp độ bền ≥ B25, thép có R a ≥ 300 MPa. Nhà ≥ 30 tầng dùng BT ứng lực trước hay kết cấu thép – BT liên hợp . ¾ Hệ thống lưu thông chủ yếu là theo phương đứng Î bố cục nhà cao tầng phải đảm bảo các yêu cầu về phòng cháy, chữa cháy, thông gió, chiếu sáng, và vệ sinh môi trường ¾ Chuyển vị ngang và gia tốc dao động của ngôi nhà phải nằm trong phạm vi giới hạn cho phép nhằm: Hạn chế sự mất ổn định của các cấu kiện do tăng độ lệch tâm Hạn chế độ phát triển vết nứt trong các kết cấu chịu lực chính Đảm bảo điều kiện tâm, sinh lý cho người sống trong ngôi nhà Đảm bảo cho các hệ thống kỹ thuật làm việc bình thường 1.2. Các đặc điểm chính trong thiết kế nhà cao tầng [...]... thống kết cấu chịu lực của nhà cao tầng Các dạng kết cấu cơ bản: Hệ kết cấu khung ( frame structures): < 20 tầng Hệ kết cấu sàn phẳng ( flat – plate structures) < 25 tầng Hệ kết cấu vách ( wall structures): < 35 tầng Hệ kết cấu lõi ( core structures) Kết cấu ống ( tube structures): >100 tầng Các dạng kết cấu tổ hợp thường dùng Hệ kết cấu khung – vách cứng ( wall-frame structures): 40- 60 tầng Hệ kết. .. cấu đòi hỏi chiều cao thông thủy của tầng lớn → thường ít dùng cho nhà cao tầng Thích hợp cho nhà có chiều cao < 20 tầng 1.3 Hệ thống kết cấu chịu lực của nhà cao tầng 1.3.2 Hệ kết cấu khung chèn ( infilled framed): Hệ kết cấu khung chèn bao gồm hệ cột, dầm khung bằng BTCT được chèn bởi gạch, gạch block hay bê tông Hệ kết cấu khung chèn có thể dùng một cách kinh tế cho nhà < 30 tầng Khi khung chèn... của các tầng bên trên nhỏ và không gian giữa các cột hoặc vách của các tầng bên dưới lớn hơn nhiều → phải dùng các kết cấu tấm lớn (transfer plate) hoặc dầm cao (transfer girder) để đỡ các kết cấu chịu lực phía trên Các hệ tường chắn ( retaining structures) : dùng để chắn đất trong tầng hầm 1.3.Hệ thống kết cấu chịu lực của nhà cao tầng 1.3 Hệ thống kết cấu chịu lực của nhà cao tầng 1.3.1 Hệ kết cấu... structures): 40- 60 tầng Hệ kết cấu vách cứng – lõi cứng (core-wall structures) : 40- 60 tầng Hệ kết cấu ống dạng khung ( framed - tube structures): 60- 100 tầng Hệ kết cấu lõi - ống >100 tầng Hệ kết cấu ống trong ống ( tube-in-tube structures) >100 tầng 1.3 Hệ thống kết cấu chịu lực của nhà cao tầng Các hệ kết cấu truyền tải trọng ( transfer structures): Khi giải pháp kiến trúc và kết cấu cần khoảng... Bố trí kết cấu 1.4.1 Bố trí mặt bằng kết cấu B 1.4 Bố trí kết cấu 1.4.1 Bố trí mặt bằng kết cấu Khi nhà cao tầng chịu tải trọng động đất, việc bố trí các kết cấu chịu lực phải chú ý như sau: Nhà nên có hai trục đối xứng Mặt bằng các tầng nên bố trí sao cho trọng tâm và tâm cứng của nhà trên các tầng không thay đổi Mối quan hệ giữa chiều dài nhà L, chiều rộng nhà B, và độ nhô ra của các bộ phận kết cấu... lại để đảm bảo bề rộng cửa → một số cột tầng trên phải đạt trên các dầm chuyển (transfer beams) Hệ khung ống là một trong những dạng kết cấu hiện đại nhất của nhà cao tầng, có thể áp dụng cho nhà có chiều cao ≥ 100 tầng 1.3 Hệ thống kết cấu chịu lực của nhà cao tầng Hệ ống trong ống ( tube –in tube or hull core structures): hệ gồm một hệ ống bên ngoài theo chu vi nhà ( outer framed tube structure), và... sự làm việc của hệ kết cấu sàn phẳng tương tự như sự làm việc của kết cấu khung cứng khả năng chịu tải trọng ngang phụ thuộc vào độ cứng chịu uốn của các thành phần và liên kết của chúng Thiết kế hệ sàn có nhịp khoảng 8m, hoặc nhịp 12m với mũ cột và số tầng < 25 tầng sẽ cho hiệu quả kinh tế cao Thực tế nhà có thể cao dến 40 tầng Flat slab 1.3 Hệ thống kết cấu chịu lực của nhà cao tầng 1.3.4 Hệ vách... hệ khung-ống và chiều cao của dầm khung có thể nhỏ hơn 1.3 Hệ thống kết cấu chịu lực của nhà cao tầng Hệ treo 1.3.8 Transfer structures The behaviour is similar to a pile cap 1.3.9 Hệ kết cấu tường chắn đất cho tầng hầm 1.4 Bố trí kết cấu 1.4.1 Bố trí mặt bằng kết cấu: Mặt bằng (MB.) nhà cần chọn hình đơn giản, tránh dùng MB nhà trải dài hoặc MB có các cánh mảnh Nên bố trí các kết cấu chịu lực đối... thống kết cấu chịu lực của nhà cao tầng 1.3.5 Hệ khung – vách: gồm hệ vách kết hợp với các khung cứng Sử dụng cho nhà có mặt bằng hình chữ nhật kéo dài, chịu lực chủ yếu theo phương ngang nhà Khung có biến dạng theo hướng biến dạng trượt, Vách có biến dạng theo dạng uốn Sự tương tác của hệ khung vách giúp cho kết cấu có độ cứng ngang lớn hơn, có thể dùng cho nhà cao từ 40 đến 60 tầng 1.3 Hệ thống kết. .. thanh giằng theo phương xiên chịu nén trong kết cấu khung giằng Tính chất tương tác giữa khung và vật liệu chèn thì phụ thuộc nhiều vào liên kết và chất lượng của khối xây khó đoán chính xác độ cứng và khả năng chịu lực của khung 1.3 Hệ thống kết cấu chịu lực của nhà cao tầng 1.3.3 Hệ kết cấu sàn phẳng: bao gồm hệ sàn phẳng dày khoảng 15 – 25 cm được liên kết cứng với hệ cột Hệ cho khoảng cách thông