Cỏc yờu cu v ti trng v tỏc ng khi thit k nh siờu cao tng
Ti trng v tỏc ng l cỏc yờu cu u vo quan trng trong tớnh toỏn thit k cỏc cụng trỡnh cao
tng. Tt c cỏc loi ti trng v tỏc ng kh d xut hin trong quỏ trỡnh xõy dng, s dng, sa cha
v bo trỡ cụng trỡnh v cỏc t hp bt li ca chỳng phi c xột n trong thit kNh siờu caao
tng.
Cỏc loi ti trng v tỏc ng ny cú th tỏc dng theo phng thng ng hay theo phng nm
ngang, cú th l cỏc tỏc ng thng xuyờn hay cỏc tỏc ng thay i theo thi gian, thậm chí là các
tác động bất thờng hay cũng có thể là các tác động do lún không đều hoặc các ảnh hởng của môi trờng,
khí hậu trong suốt thời gian sử dụng công trình (tuổi thọ tòa nhà).
Tòa nh siờu cao t ng cần đợc tính toán, thiết kế đảm bảo an toàn (không bị phá hoại và không gây bị
thơng cho ngời sử dụng) trong suốt thời gian, thi công, sử dụng và bảo trì công trình kể cả khi chịu các
tổ hợp tải trọng và tác động bất lợi nhất có thể xảy ra. Ngoài ra, các công năng của tòa nhà, tiện nghi
cho ngời sử dụng v khụng gõy ra s lo lng cho nhng ngi sng v lm vic trong tũa nh cũng nh
sự vận hành của các thiết bị cũng phải đợc đảm bảo trong qúa trình sử dụng công trình.
Tùy thuộc vào hệ tiêu chuẩn thiết kế áp dụng, song thông thờng có 2 nhóm trạng thái giới hạn phải tính
toán và kiểm tra khi thiết kế kết cấu tòa tháp này:
(1) Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (nhóm trạng thái giới hạn cực hạn, hay nhóm trạng thái
giới hạn theo khả năng chịu lực (hoặc độ bền)) bao gồm những trạng thái giới hạn dẫn đến việc kết cấu
mất khả năng chịu lực hoặc mất ổn định dẫn đến sụp đổ hoặc ảnh hởng đến sự an toàn của ngời sử
dụng, bởi:
- Kết cấu bị phá hoại do tải trọng, tác động;
- Kết cấu bị mất ổn định;
- Kết cấu bị phá hoại do mỏi;
- Độ bền lâu (ăn mòn, xuống cấp do tác động của môi trờng và sự lão hóa của vật liệu)
không đảm bảo dẫn đến kết cấu giảm hay không đảm bảo yêu cầu chịu lực.
(2) Nhóm trạng thái giới hạn thứ 2 (nhóm trạng thái giới hạn về sử dụng bình thờng hay nhóm
trạng thái giới hạn về khả năng khai thác) bao gồm các trạng thái giới hạn làm cho kết cấu không thể
duy trì đợc việc sử dụng hay vận hành bình thờng, do đã vợt quá các mức cho phép về:
- Biến dạng: chuyển vị, độ võng, góc trợt, bề rộng khe nứt (chủ yếu đối với kết cấu bê
tông và bê tông cốt thép), gây mất mỹ quan, giảm độ bền lâu (durability), có thể gây
h hỏng kết cấu không chịu lực v.v.;

1. Tải trọng, tác động và tổ hợp tải trọng, tác động
Tải trọng và tác động dùng để tính toán thiết kế kết cấu và nền móng phải lấy theo các quy định của
Tiêu chuẩn về tải trọng và tác động (có thể là của Việt Nam hay của nớc ngoài) sẽ áp dụng trong thiết
kế và xây dựng tòa tháp và các tiêu chí hay yêu cầu thiết kế riêng đối với công trình này. Tuy nhiên,
trong tất cả các trờng hợp thì các yêu cầu về sự an toàn đối tải trọng và tác động sử dụng trong thiết kế
và xây dựng tòa tháp không đợc thấp hơn các quy định của quy chuẩn và tiêu chuẩn hiện hành của Việt
Nam (Quy chuẩn số liệu các điều kiện tự nhiên về khí hậu trong xây dựng QCVN 02-2008 [1] , tiêu
chuẩn TCVN 2737:1995 [2], TCXDVN 375:2006 [3]).
Tải trọng bao gồm 2 cấp: (i) Tải trọng tiêu chuẩn (hay tải trọng đặc trng) và (ii) tải trọng tính toán (hay
thiết kế, đã nhân với hệ số vợt tải). Trong đó, tải trọng tiêu chuẩn là các đặc trng cơ bản của tải trọng.
Tải trọng tính toán là tích của tải trọng tiêu chuẩn và hệ số độ tin cậy hay hệ số vợt tải về tải trọng. Hệ
số này tính đến khả năng sai lệch bất lợi có thể sảy ra của tải trọng so với giá trị tiêu chuẩn và đ ợc xác
định phụ thuộc vào trạng thái giới hạn đợc tính đến.
Thông thờng, cấp tải trọng tính toán dùng để tính toán theo nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (trạng
thái giới hạn cực hạn). Cấp tải trọng tiêu chuẩn đợc sử dụng để kiểm tra theo nhóm trạng thái giới hạn
thứ hai và khi tính toán độ bền mỏi (nếu không có các quy định nào khác trong các tiêu chuẩn thiết kế
liên quan).
Tải trọng đợc phân loại nh sau:
(1) Tải trọng thờng xuyên (tĩnh tải hay tải trọng không đổi): Là các tải trọng không biến đổi
trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình. Tải trọng thờng xuyên bao gồm khối lợng
các kết cấu chịu lực và kết cấu bao che, khối lợng và áp lực chịu đựng của đất và đất đắp,
áp lực nớc tĩnh, ứng lực trớc trong kết cấu và nền móng và khối lợng của thiết bị quy định
bởi công nghệ, kiến trúc;
(2) Tải trọng tạm thời tác dụng dài hạn và tác dụng ngắn hạn, bao gồm: Khối lợng vách ngăn
tạm thời; khối lợng các thiết bị máy móc theo quy định của công nghệ, kiến trúc; khối lợng
và áp lực nớc có trong kết cấu; tải trọng do cầu trục, thiết bị (nếu có); tải trọng do công
nghệ khi vận hành; hoạt tải tác dụng lên sàn nhà và mái công trình; tác động do biến dạng
nền (lún không đều); tác động do thay đổi nhiệt độ, co ngót hay từ biến của vật liệu; tải
trọng phát sinh trong quá trình thi công hay sửa chữa công trình; tải trọng sinh ra do khởi
động, chạy thử hay thay đổi vị trí thiết bị, máy móc; tải do thiết bị nâng chuyển di động; tải

2
1.00 kN/m
2
Tải bổ sung cho lớp phủ hay lớp trát của bản sàn 1.00 kN/m
2
Trần treo và các thiết bị kỹ thuật 1.00 kN/m
2
Đất và lấp nền 20.00 kN/m
2
Hoạt tải:

Các giá trị sử dụng sẽ lấy theo tiêu chuẩn sẽ áp dụng trong thiết kế nhng không đợc lấy nhỏ hơn các giá
trị sau (TCVN 2737:1995):
Mái không sử dụng: 0.75 kN/m
2
Văn phòng: 2.00 kN/m
2
Khu vệ sinh: 3.00 kN/m
2
Các phòng kỹ thuật: 3.00 kN/m
2

Nhà ăn: 3.00 kN/m
2

Khu bếp: 3.00 kN/m
2

Cửa hàng: 4.00 kN/m
2

áp lực gió q
0
tại độ cao 10 m so với mốc chuẩn, địa hình dạng B (là địa hình tơng đối trống trải,
có một số vật cản tha thớt cao không quá 10 m (vùng ngoại ô ít nh, thị trấn, lng mạc, rừng
tha hoặc rừng non, vùng trồng cây tha v.v.), ứng với vận tốc gió trung bình 2 phút, chu kỳ lặp 20
năm, q
0
= 80 daN/m
2
(xem Phụ lục 1 kèm theo)
Địa hình xây dựng công trình là địa hình dạng B phân theo TCVN 2737:1990
Tơng ứng với vận tốc gió 2 phút (v
2 minutes
) tại độ cao 10 m, địa hình dạng B, chu kỳ lặp 20 năm:
v
2 minutes
= 35.77 (m/s)
Tơng ứng với vận tốc gió 3 giây (v
3s
) tại độ cao 10 m, địa hình dạng B, chu kỳ lặp 20 năm: v
3s
=
1.31 * 35.77 (m/s) = 46.86 (m/s) (1)
Vận tốc gió 3 giây (v
3s
) tại độ cao 10 m, địa hình dạng B, chu kỳ lặp 50 năm sẽ là
v
3s, 50 years
= sqrt(1.2) * 46.86 = 51.33 (m/s) (2)
Chuyển đổi từ vận tốc gió 2 phút sang vận tốc gió 3 s đợc xác định theo công thức (4) dới đây:

rừng tha hoặc rừng non, vùng trồng cây tha v.v.), ứng với vận tốc gió trung bình 3 giây, chu kỳ
lặp 20 năm, W
0
= 95 daN/m
2

Địa hình xây dng công trình là địa hình dạng B phân theo TCVN 2737:1995
Tơng ứng với vận tốc gió 3 giây (v
3s
) tại độ cao 10 m, địa hình dạng B, chu kỳ lặp 20 năm:
v
3s
= 39.37 (m/s) (5)
Vận tốc gió 3 giây (v
3s
) tại độ cao 10 m, địa hình dạng B, chu kỳ lặp 50 năm sẽ là
v
3s, 50 years
= sqrt(1.2) * 39.37 = 43.12 (m/s) (6)
Do có sự vênh nhau về số liệu vận tốc gió giữa 2 tiêu chuẩn TCVN 2737:1990 và TCVN 2737:1995, để
thiên về an toàn có xem xét sự biến đổi khí hậu trong tơng lai, kiến nghị xem xét lấy vận tốc gió giật 3s
tại độ cao 10 m, địa hình dạng B, chu kỳ lặp 50 năm bằng 51.33 (m/s) vì đây là công trình cao nhất
Việt Nam.
Vận tốc gió 10 phút, độ cao 10 m, địa hình dạng B, chu kỳ 50 năm, tơng ứng với gió giật 3 s là 51.33
(m/s) xác định nh sau:
v
10, 50 year
= 0.706 * v
3s, 50 year
= 0.706*51.33 = 36.24 (m/s) (7)

gió.
4. Tác động động đất
Theo tiêu chuẩn TCVN 375:2006, các đặc trng cơ bản của tỏc ng t tại khu vực xây dựng tòa tháp
nh sau:
Khu vực Từ Liêm (thị trấn Cầu Diễn): giá trị đỉnh gia tốc nền tham chiếu a
gR
= 0.1081g (trong
đó g là gia tốc trọng trờng lấy bằng 9.87 m/s
2
). Giá trị này là giá trị lấy trên nền đá gốc loại A
phân loại theo TCXDVN 375:2006 (hay theo Eurocode 8 [8]), chu kỳ lặp 500 năm;
Tiêu chuẩn TCXDVN 375:2006 (Bảng 4.3) quy định đối với công trình cao hơn 60 tầng phải
thiết kế với gia tốc nền lớn nhất có thể xảy ra (chu kỳ lặp có thể là 10,000 năm hay thậm chí
1,000,000,000 năm). Vì vậy, cn tham khảo Viện Vật lý địa cầu để xác định đỉnh gia tốc nền
lớn nhất có thể xảy ra ở khu vực xây tháp PVN 102;
Tuy nhiên, TCXDVN 375:2006 quy định gia tốc nền lớn nhất có thể xảy ra là không khả thi vì
không thể xác định đợc. Hiệp hội nhà cao tầng thế giới CTBUH (2008) [9] kiến nghị sử dụng
chu kỳ lặp xấp xỉ 2,500 năm khi thiết kế kháng chấn. Giá trị gia tốc nền ứng với chu kỳ lặp
2500 năm sẽ phải tham khảo kết quả nghiên cứu của Viện Vật lý địa cầu. Tuy nhiên, theo tiêu
chuẩn TCXDVN 375:2006 (hay Eurocode 8), điều 2.1 (4), giá trị này có thể xác định nh sau
dựa vào giá trị gia tốc nền ứng với chu kỳ lặp 500 năm. Thực chất, đây là hệ số tầm quan trọng

I
của công trình:

I
(T
LR
/ T
L

thang máy, thanh cuốn v.v.
Vì vậy, các giới hạn chuyển vị ngang rất quan trọng để đảm bảo độ cứng của kết cấu và các điều kiện
trong vận hành, khai thác công trình. Các giá trị này lấy theo các quy định của tiêu chuẩn thiết kế áp
dụng.
Các quy định về giới hạn chuyển vị ngang về chuyển vị tơng đối giữa các tầng của TCXD 198:1997
[10] (Hình 4) và TCXDVN 375: 2006 có thể tham khảo khi thiết kế dự án này.
Hình 4: Yêu cầu về kiểm tra độ cứng theo TCXD 198:1997
7. Tiện nghi đối với ngời sử dụng (kiểm tra gia tốc dao động)
Nhà siêu cao tầng thuộc loại kết cấu mềm. Vì vậy, dới tác dụng của tải trọng gió, thậm chí xe hay tàu
điện chạy có thể gây ra dao động làm khó chịu cho ngời sử dụng, làm việc trong tòa nhà.
Khi thiết kế tòa tháp PVN 102 cần lu ý các tiêu chí về gia tốc đối với dao động của công trình có thể
ảnh hởng tới tâm lý, sức khỏe và sự thoải mái của ngời sống và làm việc trong tòa nhà. Các tiêu chí này
có thể lấy theo các quy định trong các tiêu chuẩn và chỉ dẫn thiết kế nhà cao tầng sẽ áp dụng trong thiết
kế. Có thể phải thiết kế các hệ giảm chấn để giảm bớt dao động của tòa tháp do gió gây ra.
Dới đây là quy định của tiêu chuẩn Việt Nam về giới hạn gia tốc cực đại của công trình khi chịu tải
trọng ngang (Hình 5). Quy định này có thể tham chiếu cùng với kinh nghiệm thiết kế và xây dựng các
tòa tháp cao tầng khác trên thế giis khi thiết kế tòa tháp này.
Hình 5: Kiểm tra dao động, giá trị cho phép của gia tốc cực đại theo TCXD 198:1997
8. ảnh hởng của từ biến, co ngót và nhiệt độ môi trờng
ảnh hởng của từ biến, co ngót và sự thay đổi nhiệt độ cần phải quan tâm trong thiết kế tòa tháp PVN
102. Việc xét đến các ảnh hởng này phải tuân theo các quy định của tiêu chuẩn áp dụng trong thiết kế
hay các chỉ dẫn chuyên ngành về lĩnh vực này căn cứ vào các điều kiện tự nhiên, khí hậu, bức xạ nhiệt
và môi trờng của Việt Nam.
9. Tác động do cháy nổ, khủng bố v.v.
Khi thiết kế công trình chịu các tác động này ngoài việc phải tuân theo các quy định trong tiêu chuẩn
thiết kế thuộc lĩnh vực cháy nổ áp dụng trong thiết kế và xây dựng tòa tháp mà còn phải tuân thủ các
quy định tối thiểu trong Quy chuẩn xây dựng phòng chống cháy và các quy định bắt buộc khác liên
quan đến cháy nổ, thoát hiểm của các tiêu chuẩn thiết kế nhà cao tầng, tiêu chuẩn phòng chống cháy
liên quan khác của Việt Nam.
Tác động do khủng bố (máy bay đâm, xe ô tô chở thuốc nổ lao vào tòa nhà v.v.) lấy theo các kinh

class="bi x0 y40 w3 h15"
class="bi x0 yfb w3 h16"
Việc thiết kế và xây dựng Tháp PVN 102 phải đảm bảo chịu được các loại tải trọng và tác động theo
phương thẳng đứng, theo phương nằm ngang, hoặc tác dụng thường xuyên hay thay đổi theo thời
gianrọng thường xuyên và tải trọng thay và theo tác dụng các điều kiện và trạng thái giới hạn sau: (i)
an toàn, ổn định và bền lâu (trạng thái giới hạn cực hạn hay độ bền), (ii) trạng thái sử dụng bình thường
(đảm bảo vận hành, mỹ quan, thẩm mỹ, tiện nghi sử dụng v.v.) và (iii) trạng thái nếu có hư hỏng thì có
thể sửa chữa được (do cháy nổ, động đất v.v.). Các dạng tải trọng nêu trên và tổ hợp bất lợi của chúng
phải được xét đến ứng với các điều kiện và trạng thái giới hạn nêu trên. Tuy nhiên,
Việc thiết kế tòa tháp này có thể được tiến hành theo các tiêu chuẩn tiên tiến của nước ngoài nhưng
phải an toàn hơn so với các quy định của tiêu chuẩn Việt Nam (Quyết định số 09/2005/QĐ-BXD ngày
7/4/2005 của Bộ Xây dựng về việc ban hành Quy chế áp dụng tiêu chuẩn xây dựng nước ngoài trong
hoạt động xây dựng ở Việt Nam, Thông tư số 40/2009 của Bộ Xây dựng quy định việc áp dụng tiêu
chuẩn xây dựng nước ngoài trong hoạt động xây dựng ở Việt Nam thay thế Quyết định số 09/2005QĐ-
BXD. Văn bản mới nhất : Thông tư số 18-2010 /TT-BXD ngày 15 tháng 10 năm 2010 Quy định về
việc áp dụng quy chuẩn , tiêu chuẩn trong các hoạt động xây dựng.