KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG - Tài Liệu Text - 123doc

Tải bản đầy đủ (.docx) (26 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ Thuật - Công Nghệ
>>
3. Kiến trúc - Xây dựng

KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.05 MB, 26 trang )

KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNGI. KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH1. Tải trọng tác động lên nhà cao tầng :-Tải trọng thẳng đứng: Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên công trình nhà thườnggồm hai loại: tĩnh tải (trọng lượng bản thân của công trình) và hoạt tải (tải trọng sửdụng).-Tải trọng ngang: Tác dụng của gió lên công trình là tác dụng động, nó phụ thuộcvào các yếu tố của môi trường xung quanh như địa hình và hình dạng của mảnh đấtxây dựng, độ mềm và đặc điểm mặt đứng của công trình và sự bố trí của các công trìnhlân cận.-Tải trọng động đất: theo chỉ dẫn điều 3.1.3 TCXD 198 -1997.2. Phân loại hệ thống kết cấu:• Kết cấu thép :- Khung cứng- Khung – giằng- Khung giằng có dàn đai- Hộp khung- Hộp bó (hộp có nhiều đơn nguyên)- Hộp có giằng chéo- Dàn không gian- Dàn có giằng chéo• Kết cấu BTCT:- Khung vách chịu lực- Hộp khung- Hộp trong hộp- Hộp nhiều đơn nguyên- Hộp có giằng chéo• Kết cấu hỗn hợp:- Thép – BTCT (siêu cao tầng)- Hộp khung3. Lựa chọn hệ kết cấu:- Có thể chọn lựa kết cấu hợplý hệ kết cấu chịu lực theo số tầngtrên đồ thị sau:- Đối với loại hình cao ốc vănphòng có qui mô từ 20 – 25 tầng ta cóthể chọn các hệ:+ Hệ khung cứng+ Hệ vách cứng (lõi)+ Hệ khung – vách kết hợp4. Các giải pháp kết cấu cơ bản:a. Hệ khung chịu lực: - Tạo thành từ các thanh đứng (cột) và thanh ngang (dầm) liên kết cứng vớinhau theo hai phương tạo thành hệ khung không gian. Trên mặt bằng, hệ khung có thểcó dạng chữ nhật, tròn, hoặc đa giác Trong nhà cao tầng, tác dụng của tải trọngngang lớn. Để tăng độ cứng ngang của khung, đồng thời có thể phân phối đều nội lựctrong cột, bố trí thêm các thanh xiên tại một số nhịp trên toàn bộ chiều cao hoặc tại mộtsố tầng. Tác dụng của hệ thanh xiên (dạng dàn) làm cho khung làm việc như váchcứng thẳng đứng.- Ưu điểm: tạo ra không gian lớn.- Nhược điểm: có độ cứng uốn thấp theo phuơng ngang nên bị hạn chế sử dụngtrong nhà có chiều cao trên 40m.- Thường áp dụng cho các mặt bằng có dạng hình học: vuông, chữ nhật, tamgiác, tròn, elip. Có chiều cao 7-15 tầng là kinh tế nhất. - Nếu thiết kế thêm các dànngang (ở tầng trên cùng hoặc một sốtầng trung gian) liên kết dàn đứng vớicác bộ phận còn lại của khung thìhiệu quả chịu tải ngang của khungtăng có thể đến 30%.b. Hệ vách cứng (lõi)- Ở hệ kết cấu này các cấu kiệnthẳng đứng chịu lực đứng và ngang củanhà là các tấm tường phẳng, thẳngđứng (vách cứng). Tải trọng ngangđược truyền đến các vách cứng thôngqua kết cấu sàn, được xem là tuyệt đốicứng trong mặt phẳng của chúng. Cácvách cứng làm việc như những consoleđứng, có chiều cao tiết diện lớn.- Khả năng chịu tải của vách cứng phụ thuộc rất lớn về hình dạng tiết diện ngangvà vị trí bố trí chúng trên mặt bằng. Ngoài ra, trong thực tế các vách cứng thường bịgiảm yếu do có sự xuất hiện các lỗ cửa.  Lõi cứng:- Lõi có dạng vỏ hộp rỗng, tiết diện kín hoặc hở, nhận các loại tải trọng tác độnglên công trình và truyền xuống móng. Trong nhà nhiều tầng, lõi cứng thường được bốtrí kết hợp với vị trí thang máy.- Hình dạng, số lượng, vị trí bố trí các lõi cứng chịu lực trên mặt bằng rất đadạng:+ Nhà lõi tròn, vuông, chữ nhật, (dạng kín hoặc hở); + Nhà có một hay nhiều lõi;+ Lõi nằm trong nhà, theo chu vi hoặc ngoài nhà. - Lõi cứng bằng thép hoặc bê tông cốt thép với bề dày trên 300mm để chịu tảitrọng và phòng chống cháy. Lõi chạy dọc xuyên suốt theo chiều cao công trình.- Thường áp dụng cho công trình có chiều cao trên 15 tầng.- Tránh đặt lõi cứng lệch về 1 góc để đảm bảo phân bố đều tải trọng.5. Các hệ kết cấu hỗn hợpa. Hệ kết cấu khung – vách hỗn hợp:- Thường được sử dụng hơn cả vì hệ này phù hợp với hầu hết các giải phápkiến trúc của nhà nhiều tầng. - Hệ kết cấu này tạo điều kiện ứng dụng linh hoạt các công nghệ xây dựng khácnhau như vừa có thể lắp ghép, vừa đổ tại chỗ. - Hệ thống lõi cứng thường được tạo ra tại khu vực thang bộ, thang máy, khuvệ sinh chung hoặc ở các tường biên, là các khu vực có tường liên tục nhiều tầng. - Hệ thống khung được bố trí tại các khu vực còn lại của ngôi nhà. - Hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn. Trongtrường hợp này hệ sàn liền khối có ý nghĩa rất lớn. - Thường trong hệ thống kết cấu này hệ thống vách đóng vai trò chủ yếu chịutải trọng ngang, hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng. Sựphân rõ chức năng này tạo điều kiện để tối ưu hoá các cấu kiện, giảm bớt kíchthước cột và dầm, đáp ứng được yêu cầu của kiến trúc.b. Hệ hộp chịu lực:- Các bản sàn được gối vào các kết cấu chịu tải nằm theo chu vi công trình màkhông cần gối vào vào kết cấu chịu tải bên trong. Với dạng kết cấu này, sẽ tạo ra mộtkhông gian lớn bên trong nhà.- Tùy theo cách tổ hợp, các kết cấu chịu lực có thể chia theo hai nhóm:+ Nhóm 1: chỉ gồm một loại cấu kiện chịu lực độc lập như khung, tường,vách, lõi chịu lực.+ Nhóm 2: là các hệ chịu lực được tổ hợp từ 2, 3 loại cấu kiện cơ bản trở lên. II. KẾT CẤU BAO CHE- Lớp vỏ bao che của công trình phải chống thấm nước, kín gió và đáp ứng các yêucầu về cách âm, cách nhiệt.- Lớp vỏ phải nhẹ, chủ yếu bằng kính, hay được phủ tấm bằng các vật liệu chịu tải,chẳng hạn như đá hay gạch với cửa sổ nằm trong các panel.- Có thể có 2 lớp, với lớp bảo trì, thông gió ở giữa hay màn sáo điều chỉnh được. III. LƯU Ý KHI CHỌN KẾT CẤU- Nếu là khung nhiều nhịp thì các nhịp khung nên chọn bằng nhau hoặc gần bằngnhau (hình 3.1 a). Không nên thiết kế khung có nhịp quá khác nhau (hình 3.1 b).Nếu phải thiết kế các nhịp khác nhau thì nên chọn độ cứng giữa các nhịp của dầmtương ứng với khẩu độ của chúng (hình 3.1 c).- Nên chọn sơ đồ khung sao cho tải trọng (theo phương nằm ngang và phươngthẳng đứng) được truyền trực tiếp và nhanh nhất xuống móng. Tránh sử dụng sơ đồkhung hẫng cột ở dưới. Nếu bắt buộc phải hẫng cột như vậy, phải có giải pháp cấutạo để đảm bảo nhận và truyền tải trọng từ cột tầng trên một cách an toàn (hình 3.2).- Không nên thiết kế khung thông tầng (hình 3.3)- Nên tránh thiết kế conson (kể cả conson dầm và conson bản sàn). Trongtrường hợp cần có conson phải hạn chế độ vươn đến mức tối thiểu và phải tính toánkiểm tra với tải trọng động đất theo phương thẳng đứng (hình 3.4). - Khi thiết kế khung, nên chọn tỉ lệ độ cứng giữa dầm và cột giữa các đoạn dầm với nhausao cho trong trường hợp phá hoại, các khớp dẻo sẽ hình thành trong các dầm sớm hơntrong các cột (hình 3.5).IV. CÁC THÀNH PHẦN KHÁC1. Lưới cột- Sơ đồ lưới cột phảicàng rộng càng tốt và là bộisố của kích thước sơ đồ lướiquy hoạch phòng. Cũng cóthể liên quan tới sơ đồ lướicủa bãi bãi đậu xe khi chỗđậu xe nằm trong công trình. - Khẩu độ 7,5m – 9,0mlà kinh tế nhất (theo TheArchitects’ Handbook), haylấy theo bội số 3m x 5m ởnhà xe (bài giảng đề). 2. Dầm bê tông cốt thép:- Các giải pháp cấu tạo thường được sử dụng đối với loại kết cấu cột liên hợp làthép định hình, thép tổ hợp hàn dạng chữ H được bọc bêtông một phần hoặc toàn bộ,hoặc thép ống được nhồi đầy bêtông hoặc bêtông cốt thép.3. Sàn bê tông cốt thép:- Đối với kết cấu sàn liên hợp thì giải pháp sử dụng thường là bản sàn bêtôngcốt thép được đặt lên trên dầm thép hình chữ I.- Để thép và bêtông cùng tham gia chịu lực đồng thời, các chốt neo có hình dạnghợp lý được hàn tại bề mặt thép kết cấu tiếp xúc với bêtông nhằm tăng khả năng liênkết toàn khối giữa thép hình và bêtông.- Hoặc dạng kết cấu lõi cứng bê tông cốt thép kết hợp khung thép chịu lực hiệntại là giải pháp thường thấy ở các tòa nhà siêu cao tầng hiện nay.4. Sàn không dầm bubbledeckĐặc tính kỹ thuật của sàn Bubbledeck