BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
-------TRƯƠNG TRẦN CHI

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VÁCH BTCT
NHÀ CAO TẦNG.

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD&CN

HÀ NỘI - 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
-------TRƯƠNG TRẦN CHI
KHÓA: 2013-2015

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VÁCH BTCT
NHÀ CAO TẦNG

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình
dân dụng và công nghiệp.
Mã số


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn thạc sỹ này là độc lập của tôi. Các số liệu
khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ
ràng.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2015

Tác giả

Trương Trần Chi


MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt.
Danh mục các bảng, biểu
Danh mục các hình vẽ, đồ thị.

MỞ ĐẦU.
Lý do chọn đề tài: .................................................................................... 01
Mục đích nghiên cứu của đề tài: ............................................................ 01
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ........................................................ 01
Phương pháp nghiên cứu: ...................................................................... 02
Nội dung nghiên cứu:

2.3. Phương pháp vùng biên chịu moment
2.3.1. Giả thiết cơ bản ........................................................................... 48
2.3.2. Mô hình tính toán ......................................................................... 48
2.3.3. Qui trình tính toán......................................................................... 48
2.4. Kiểm tra khả năng chịu lực cho vách bằng cách thiết lập biểu đồ
tương tác ................................................................................... 54
2.4.1. Khái niệm .................................................................................... 54


2.4.2. Các giả thiết cơ bản ...................................................................... 54
2.4.3. Thiết lập biểu đồ tương tác .......................................................... 56
2.4.4. Qui trình tính toán ....................................................................... 57
2.4.5. Biểu đồ ứng suất biến dạng và các công thức cơ bản .................. 58
2.4.6. Xây dựng biểu đồ ứng suất biến dạng và thiết lập các công thức cho
vách có tiết diện chữ nhật cốt thép đặt đều .................................. 59
2.4.7. Xây dựng biểu đồ ứng suất biến dạng và thiết lập các công thức cho
vách có tiết diện chữ nhật cốt thép đặt không đều ....................... 69
2.4.8. Xây dựng biểu đồ ứng suất biến dạng và thiết lập các công thức cho
vách có tiết diện chữ nhật cốt thép đặt đều .................................. 77
CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN ........................................................
3.1. Đặt đầu bài ...................................................................................... 86
3.2. Ví dụ 1: Tính toán vách có tiết diện hình chữ nhật ...................... 86
3.2.1.

Tính toán theo phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi ........... 86

3.2.2.

Tính toán theo phương pháp giả thiết vùng biên chịu môment ..



DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Số hiệu

Cụm từ viết tắt

Bảng,biểu
BTCT

Bê tông cốt thép

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MINH HỌA
Số hiệu

Tên hình

hình
Hình 1.1

Sơ đồ lựa chọn kết cấu theo số tầng.

Hình 1.2

Mặt bằng kết cấu khung

Hình 1.3

Hình 1.13 Mặt bằng kết cấu ống-bó.
Hình 1.14 Sơ đồ kết cấu có tầng cứng.
Hình 1.15
Hình
1.16a

Biểu đồ mômen trong vách khi có và không có tầng cứng
Hình ảnh khung ghép, khung sơ cấp và khung thứ cấp


Hình

Hình ảnh và sơ đồ kết cấu có khung ghép

1.16b
Hình 1.17 Sơ đồ phân loại kết cấu nhà cao tầng
Hình 1.18 Các hệ kết cấu bố trí bên trong nhà
Hình 1.19 Các hệ kết cấu bố trí bên ngoài nhà
Hình 1.20 Các hệ kết cấu bố trí bên ngoài nhà
Hình 1.21 Phân phối chiều cao tầng kết cấu BTCT.
Hình 1.22 Tương tác lực cắt khung-vách.
Hình 1.23 Lực cắt biến dạng trong một tường chịu cắt
Hình 1.24 Giảm thiểu độ lệch tâm trên mặt bằng.
Hình 1.25 Giảm mô men uốn và lực cắt trong mặt phẳng sàn.
Hình 1.26 Vách có tiết diện tăng cường ở biên.
Hình 1.27 Xử lý lỗ mở nhỏ.
Hình 1.28 Bố trí thép trong vách cứng có biên tăng cường
Hình 1.29 Bố trí thép có biên tự do.
Hình 1.30 Bố trí thép trong vách có lỗ
Hình 1.31 Neo thép ngang trong vách cứng


Biểu đồ phân bố ứng suất biến dạng cho bê-tông chịu nén.

Hình 2.7

Biểu đồ tương tác theo ACI.

Hình 2.8

Biểu đồ tương tác theo năm điểm chính theo ACI.

Hình 2.9

Biểu đồ ứng suất – biến dạng trường hợp tổng quát

Hình 2.10 Biểu đồ tương tác theo ACI-318-08 cho trường hợp hình
chữ nhật đặt thép đều suốt chiều dài vách
Hình 2.11 Biểu đồ tương tác theo ACI-318-08 cho trường hợp hình
chữ nhật đặt thép không đều suốt chiều dài vách
Hình 2.12 Biểu đồ tương tác theo ACI-318-08 cho trường hợp hình
chữ I

DANH MỤC BẢNG
Viết tắt
Bàng 1.1

Tên Bảng, biểu
Chiều cao lớn nhất thích hợp công trình cốt thép toàn khối
(m).


Lw

Chiều dài vách

yi

Khoảng cách trọng tâm tiết diện đến trọng tâm phần tử thứ i

Li

Chiều dài vách phần tử thứ i

tw

Bề dày vách

Ac = Litw

Diện tích bê-tông phần tử thứ i

Aw = twLw diện tích tiết diện ngang toàn bộ vách cứng.
Rb

Cường độ tính toán của bê-tông. Khi tính toán cấu kiện
chịu nén cần chú ý hệ số điều kiện làm việc

Rs ; Rsc

Cường độ tính toán về nén/kéo của cốt thép .


f ’c

cường độ chịu nén đặc trưng của bê-tông, xác định theo
mẫu trụ (kích thước đường kính x chiều cao mẫu
=150x300mm)

f ‘y
Ac=Aw
As

Cường độ chảy của thép.
Diện tích bê-tông
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc.


AB

Diện tích của vùng phần tử biên.



Hàm lượng théptrong bê tông

 =0,8

Hệ số độ bền thiết kế trường hợp đai thường.

 =0,7

Hệ số độ bền thiết kế trường hợp đai xoắn.

   0,2
x
cánh tay đòn của lực, hợp lực tới điểm trung hòa

ZAS’1
ZAS’2;ZAS1
ZAS2

x

Chiều cao vùng nén.

A’i

Diện tích cốt thép vùng nén.

Ai

Diện tích cốt thép vùng kéo.

zi

Khoảng cách cánh tay đòn.

t1

Bề dày cánh chữ I


L1,L2

+ Diện tích không mở rộng thêm mà tập trung vào các trung tâm có sẵn
và giá đất tăng rất cao.
+ Cùng với hòa nhập vào thế giới, áp dụng các khoa học kỹ thuật xây
dựng phát triển nhanh chóng, chúng ta có đủ năng lực để thiết kế và thi công.
- Hiện nay, quan niệm về nhà cao tầng ở các nước khác nhau, tùy thuộc
vào: sự phát triển kinh tế, khoa học kỹ thuật, xã hội, điều kiện khí hậu, tình
trạng đất nền, v.v ...
Mục đích nghiên cứu của đề tài:
- Nghiên cứu, tìm hiểu và xây dựng qui trình tính toán vách cứng BTCT
nhà cao tầng.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Khả năng chịu lực của vách BTCT
nhà cao tầng.


2

Phương pháp nghiên cứu:
- Nghiên cứu lý thuyết tính toán BTCT
Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu, tìm hiểu sự làm việc của vách cứng BTCT trong kết cấu nhà
cao tầng.
- Nghiên cứu tìm hiểu khả năng chịu lực của vách cứng BTCT.
Cấu trúc của luận văn: Đề tài được chia làm 3 phần:
MỞ ĐẦU
NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SỰ LÀM VIỆC CỦA VÁCH CỨNG
BTCT NHÀ CAO TẦNG.
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÁCH BTCT NHÀ CAO TẦNG.
CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN.

kết quả tính toán theo danh nghĩa và theo thiết kế, từ đó ta có thể đưa ra các
phương án tối ưu về tiết kiệm và an toàn.

2. Kiến nghị.
- Cần tiếp tục nghiên cứu thêm tính toán vách cứng có lỗ và cốt đai chịu
cắt theo tiêu chuẩn Việt Nam và các tiêu chuẩn nước ngoài để so sánh sau đó
đưa ra giải pháp tối ưu về tiết kiệm và an toàn.
- Cần nghiên cứu thêm phương pháp kiểm tra bằng biểu đồ tương tác theo
TCVN thì sẽ sát với thực tế và điều kiện của nước ta hơn.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Đoàn Thế Anh. Nghiên cứu giải pháp tính toán và cấu tạo cho vách
cứng nhà cao tầng BTCT liền khối theo một số tiêu chuẩn nước ngoài,
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội (2013).
2. Công Ty Tư Vấn Xây Dựng Dân Dụng Việt Nam (VNCC) - Bộ Xây
Dựng. Cấu tạo Bê tông Cốt Thép. Nhà Xuất Bản Xây Dựng Hà Nội –
(2004).
3. Nguyễn Tiến Chương, Trịnh Thị Hoa. Sự Tham Gia Của Khung Thứ
Cấp Trong Khung Ghép Nhà Cao Tầng Chịu Động Đất. Tuyển tập
Hội nghị Khoa học thường niên năm 2013. ISBN 978-604-82-00664.(2013). ( />4. Khoa Xây Dựng, Chuyên Đề: Quy Trình Tính Toán Và Thiết Kế Nhà
Cao Tầng. Trường Đại Học Xây Dựng Miền Trung.(2012). (
/>ors/asp/image/Nha%20cao%20tang.pdf. )
5. Nguyễn Trung Hòa. Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép Theo Quy Phạm Hoa
Kỳ. Nhà Xuất Bản Xây Dựng. (2011)
6. Lê Thanh Huấn. Kết Cấu Nhà Cao Tầng Bê Tông Cốt Thép, Nhà Xuất
Bản Xây Dựng, Hà Nội. (2010)
7. Cao Duy Khôi. Thiết Kế Kết Cấu Lõi BTCT, Viện Khoa Học Công
Nghệ Xây Dựng,Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội. (2012)



20. Wolfgang Schueller. Người dịch: Phạm Ngọc Khánh, Lê Mạnh Lân,
Trần Trọng Chi. Kết Cấu Nhà Cao Tầng. Nhà Xuất Bản Xây Dựng,
Hà Nội. (2008)

Tiếng Anh
21. Bungale S.Taranath. Reinforced Concrete Design Of Tall Buildings.
CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group, an Informa
business. (2010)
22. Building Code Requirements For Structural Concrete (ACI 318M-08)
And Commentary. American Concrete Institute. (2008)
23. Mir M.Ali and Kyoung Sun Moon. Structural Developments In Tall
Buildings Current Trends And Future Prospects. Architectural Science
Review Volume 50.3,pp 205-223. 2007 University of Sydney. (2007)