Bài giảng Kết cấu nhà thép - Chương 3: Kết cấu thép nhà cao tầng

CHƯƠNG 3: KCT NHÀ CAO TẦNG BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP
ThS. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 1
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 1
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
§3.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ NHÀ CAO TẦNG (Introduction)
3.1.1. Định nghĩa và phân loại (Define and classify):
Nhà cao tầng là một công trình xây dựng lớn và phức tạp.
Thiết kế và xây dựng nhà cao tầng đòi hỏi nhiều tri thức và kinh
nghiệm liên quan đến nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác nhau.
Nhà cao tầng có thể định nghĩa là: Một công trình xây dựng
được xem là cao tầng tại một vùng hoặc một thời kỳ nào đó nếu chiều
cao của nó quyết định đến các điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử
dụng khác với các ngôi nhà nhà khác.(Theo Ủy ban quốc tế về nhà
cao tầng)
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 2
3.1.1. Định nghĩa và phân loại (Define and classify):
Phân loại nhà cao tầng :
+ Theo chức năng sử dụng:
-Nhà ở (Căn hộ cho thuê, chung cư );
-Nhà làm việc (văn phòng cho thuê, trụ sở );
-Bệnh viện;
-Siêu thị (trung tâm thương mại) 
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 3
3.1.1. Định nghĩa và phân loại (Define and classify):
Phân loại nhà cao tầng :
+ Theo chiều cao:
- Nhóm I: 9 – 16 tầng (H < 50m)
- Nhóm II: 17 – 25 tầng (H < 75m)
- Nhóm III: 26 – 40 tầng (H < 100m)
- Nhóm IV: “Siêu cao tầng” > 40 tầng (H > 100m)
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 4
3.1.1. Định nghĩa và phân loại (Define and classify):
Phân loại nhà cao tầng :
+ Theo hình thức kết cấu chịu lực
- Kết cấu chịu lực chính: tấm tường, vách.
- Kết cấu chịu lực chính: hệ thanh (khung, giằng).
- Kết cấu chịu lực chính: Hệ kết hợp: Tường, khung, lõi.
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
CHƯƠNG 3: KCT NHÀ CAO TẦNG BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP
ThS. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 2
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 5
3.1.1. Định nghĩa và phân loại (Define and classify):
Phân loại nhà cao tầng :
+ Theo hình thức xây dựng
- Nhà cao tầng xây dựng hàng loạt (nhà ở).
- Nhà cao tầng xây dựng cá biệt, đơn chiếc (siêu thị, vp ..).
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
6
3.1.2. Những đặc điểm cơ bản của nhà cao tầng (Characteristics)
- Chịu trọng lượng bản thân và tải trọng sử dụng thường rất lớn;
- Đa số các công trình đều chọn giải pháp móng sâu;
- Nhạy cảm với độ lún lệch của móng;
- Chịu ảnh hưởng nhiều của tại trọng ngang, tải trọng lệch, sự thay đổi
nhiệt độ;
- Để giảm dao động, cần giảm khối lượng tham gia dao động và phân
bố khối lượng hợp lý dọc theo chiều cao nhà;
- Yêu cầu về trình độ kỹ thuật, máy móc thiết bị, quy trình kỹ thuật và
tổ chức thi công cao hơn so với các công trình xây dựng thông thường;
- Các yếu tố về môi trường, thông gió, cấp thoát nước và giao thông
chủ yếu theo phương đứng.
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 7
3.1.3. Những ưu điểm cơ bản của nhà cao tầng bằng kết cấu thép
(The basic advantages of high-rise buildings with steel structure)
- Các cấu kiện (cột – dầm) được chế tạo trong nhà máy và đem lắp
đặt tại công trường nên dễ dàng kiểm soát về chất lượng;
- Quá trình thi công lắp ghép nhanh, ứng dụng được công nghệ thi
công hiện đại và nhanh chóng đưa công trình vào sử dụng;
- Sử dụng ít nhân công, giảm thiểu rủi ro;
- Thi công được trong mọi thời tiết, chịu đựng động đất tốt hơn
cột bê tông cốt thép toàn khối, do nó chịu biến dạng tốt hơn;
- Tải trọng truyền xuống móng giảm 30-40% ... Đặc biệt công
nghệ mới giúp thi công nhanh hơn, vì thế giá công trình sẽ giảm.
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 8
CHƯƠNG 3: KCT NHÀ CAO TẦNG BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP
ThS. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 3
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 9
3.1.4. Thực trạng của nhà cao tầng bằng kết cấu thép tại Việt Nam
- Nhu cầu nhà ở tại Việt Nam đang là một vần đề bức xúc trong xu thế
đô thị hóa hiện nay. Với tốc độ tăng dân số của thành thị hiện nay, nếu
cứ xây dựng bằng công nghệ lạc hậu sẽ không biết đến bao giờ mới có
đủ nhà cho dân. Vấn đề đặt ra là công nghệ xây dựng hiện đại.
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 10
3.1.4. Thực trạng của nhà cao tầng bằng kết cấu thép tại Việt Nam
- Cần xây dựng, lắp ráp những nhà máy chuyên sản xuất kết cấu
thép cho nhà cao tầng (hiện tại đã có một nhà máy ở Hải Dương).
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 11
3.1.4. Thực trạng của nhà cao tầng bằng kết cấu thép tại Việt Nam
- Có vô số khó khăn, thí dụ những nhà cao ốc sẽ sử dụng loại kết
cấu này phải có thiết kế riêng cho nó phải được cơ quan kiểm định
Việt Nam duyệt, vốn xây nhà máy khá lớn và cần có đội ngũ kỹ sư,
công nhân để tiếp nhận, vận hành ...
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 12
§ 3.2. KẾT CẤU CHỊU LỰC CỦA NHÀ CAO TẦNG
3.2.1 Các dạng kết cấu chịu lực cơ bản:
Cấu kiện dạng thanh: cột, dầm, thanh chống.
Cấu kiện dạng phẳng:
Cấu kiện dạng không gian:
3.2.2 Các dạng hệ kết cấu chịu lực cơ bản:
- Hệ chỉ gồm một loại cấu kiện chịu lực cơ bản:
Hệ thanh (I).
Hệ vách cứng (II).
Hệ lõi (III).
Hệ hộp (IV).
- Hệ được tổ hợp từ hai hay nhiều cấu kiện chịu lực cơ bản:
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
CHƯƠNG 3: KCT NHÀ CAO TẦNG BG: KẾT CẤU NHÀ THÉP
ThS. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 4
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 13
Hệ thanh (I).
Hệ vách cứng (II).
Hệ lõi (III).
Hệ hộp (IV).
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 14
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 15
CHƯƠNG III: KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG
(high-rise steel structure)
PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 16
§ 3.3. MỘT SỐ NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ
3.3.1 Các nguyên lý cơ bản
a. Vật liệu xây dựng công trình:
Vật liệu có cường độ cao, trọng lượng bản thân nhỏ.
Vật liệu có