3
Lêi c¶m ¬n
Trong khi thùc hiÖn luËn v¨n nµy t«i ®· nhËn ®−îc sù quan t©m, gióp ®ì rÊt
nhiÖt t×nh cña c¸c thÇy, c¸c c« gi¸o trong khoa Sau ®¹i häc - Tr−êng §¹i häc kiÕn
tróc Hµ Néi. Qua ®©y, víi lßng biÕt ¬n vµ kÝnh träng nhÊt t«i xin ®−îc c¶m ¬n tÊt c¶
mäi ng−êi ®Æc biÖt lµ 2 thÇy gi¸o h−íng dÉn chÝnh lµ: Pgs. TS V−¬ng Ngäc L−u vµ
TS. Vò Hoµng HiÖp ®· tËn t×nh gióp ®ì, cung cÊp tµi liÖu tham kh¶o, h−íng dÉn t«i
hoµn thµnh ®Ò tµi nµy.
4
Lêi cam ®oan
T«i xin cam ®oan r»ng: LuËn v¨n: “Nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña khèi x©y
chÌn cã lç cöa ®Õn sù lµm viÖc cña khung bª t«ng cèt thÐp nhµ cao
tÇng” lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng m×nh t«i.
C¸c sè liÖu trong luËn v¨n ®−îc sö dung trung thùc, kh¸ch quan, cã tÝnh kÕ
thõa. KÕt qu¶ nghiªn cøu trong LuËn v¨n nµy lµ c¸c kÕt qu¶ ch−a tõng ®−îc c«ng bè
t¹i bÊt kú c«ng tr×nh nghiªn cøu nµo kh¸c tõ tr−íc tíi nay.
Hµ Néi, ngµy 20 th¸ng 3 n¨m 2011
T¸c gi¶ luËn v¨n
T¨ng B¸ Bay
5
môc lôc
Trang
Lêi c¶m ¬n............................................................................................................3
Lêi cam ®oan ......................................................................................................4
më ®Çu ....................................................................................................................9
Ch−¬ng 1:.................................................................................................................11
Tæng quan vÒ nhµ cao tÇng vµ ¶nh h−ëng cña khèi x©y chÌn
trong khung Bª t«ng cèt thÐp nhµ cao tÇng................................11
1.1 T×nh h×nh ph¸t triÓn nhµ cao tÇng hiÖn nay t¹i ViÖt nam:............................11
1.2 C¸c d¹ng kÕt cÊu chÞu lùc chÝnh trong nhµ cao tÇng:....................................13
1.3 S¬ l−îc vÒ c¸c lo¹i vËt liÖu sö dông lµm khèi x©y chÌn trong khung bª t«ng
cèt thÐp nhµ cao tÇng: .............................................................................................15
1.4 T×nh h×nh nghiªn cøu sù lµm viÖc kÕt cÊu khung bª t«ng cèt thÐp cã t−êng
chÌn:..........................................................................................................................21
Ch−¬ng 2:.................................................................................................................35
Sù lµm viÖc cña khèi x©y chÌn cã lç cöa trong khung Bª
t«ng cèt thÐp nhµ cao tÇng - c¸c m« h×nh tÝnh to¸n................35
2.1 Sù lµm viÖc cña khèi x©y chÌn cã lç cöa trong khung bª t«ng cèt thÐp khi cã
t¶i träng ®éng t¸c ®éng:.........................................................................................35
2.2.1 M« h×nh hãa khèi x©y chÌn b»ng 1 thanh chÞu nÐn: ....................................36
2.2.2 M« h×nh hãa khèi x©y chÌn b»ng nhiÒu thanh chÞu nÐn: .............................36
2.2.3 M« h×nh hãa khèi x©y chÌn thµnh phÇn tö tÊm:...........................................37
2.2.4 M« h×nh hãa khèi x©y chÌn thµnh phÇn tö tÊm cã gi¶i phãng liªn kÕt víi ®¸y
dÇm cña khung bª t«ng cèt thÐp:...........................................................................38
2.3 So s¸nh c¸c m« h×nh tÝnh to¸n ®Ó lùa chän m« h×nh phï hîp nhÊt ®Ó tÝnh
to¸n cho khung bª t«ng cèt thÐp nhµ cao tÇng:....................................................39
2.3.1 Tr−êng hîp 1: Lç cöa ë vÞ trÝ sè 1 (gi÷a nhÞp dÇm, phÝa d−íi) ...................43
2.3.2 Tr−êng hîp 2: Lç cöa ë vÞ trÝ sè 2 (lç cöa ë vÞ trÝ chÝnh gi÷a khèi x©y)......53
2.3.3 Tr−êng hîp 3: Lç cöa ë vÞ trÝ sè 3 (lç cöa ë gi÷a nhÞp dÇm, phÝa trªn) ......56
2.3.4 Tr−êng hîp 4: Lç cöa ë vÞ trÝ sè 4 (lç cöa cã vÞ trÝ s¸t gãc khung) .............60
Ch−¬ng 3:.................................................................................................................70
Kh¶o s¸t sù lµm viÖc cña khèi x©y cã lç cöa ®Õn sù lµm
viÖccña khung bª t«ng cèt thÐp nhµ cao tÇng theo m« h×nh
phÇn tö tÊm cã gi¶i phãng liªn kÕt víi ®¸y dÇm...........................70
3.1 C¸c sè liÖu kh¶o s¸t:..........................................................................................70
3.2 Kh¶o s¸t cho c¸c tr−êng hîp lç cöa ë c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau trong khèi x©y
chÌn xem cã ¶nh h−ëng nh− thÕ nµo ®Õn ®é cøng tæng thÓ cña c«ng tr×nh:......71
3.2.1 Tr−êng hîp 1: VÞ trÝ cña lç cöa ë gi÷a c¸c nhÞp t¹i mÆt trªn cña c¸c dÇm
sµn..........................................................................................................................73
3.2.2 Tr−êng hîp 2: Lç cöa ë vÞ trÝ gi÷a trung t©m cña khèi x©y. ........................74
3.2.3 Tr−êng hîp 3: Lç cöa cã vÞ trÝ ë gi÷a c¸c nhÞp vµ phÝa d−íi ®¸y c¸c dÇm ..76
3.2.4 Tr−êng hîp 4: Lç cöa ë vÞ trÝ s¸t gãc cña khung. .......................................78
6
3.3 Kh¶o s¸t c¸c tr−êng hîp bè trÝ c¸c khèi x©y ë c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau trong
kh«ng gian tæng thÓ cña khung bª t«ng cèt thÐp nhµ cao tÇng: .........................81
3.3.1 Tr−êng hîp 1 (TH1): Khèi x©y cã lç 2,0x2,0 m ë 2 trôc ®Çu håi däc theo
ph−¬ng Y tõ tÇng 1 ®Õn tÇng 10: ...........................................................................82
3.3.2 Tr−êng hîp 2 (TH2): Khèi x©y cã lç 2,0x2,0 m t¹i 2 trôc 3 vµ trôc 4 ë gi÷a
nhµ däc theo ph−¬ng Y tõ tÇng 1 ®Õn tÇng 10:......................................................83
3.3.3 Tr−êng hîp 3 (TH3): Khèi x©y t¹i 2 trôc ®Çu håi theo ph−¬ng Y t¹i 3 tÇng
trªn cïng cña nhµ (tõ tÇng 8 ®Õn tÇng 10): ............................................................84
3.3.4 Tr−êng hîp 4 (TH4): Khèi x©y t¹i 2 trôc ®Çu håi theo ph−¬ng Y t¹i 3 tÇng
gi÷a nhµ (tõ tÇng 5 ®Õn tÇng 7)..............................................................................85
3.3.5 Tr−êng hîp 5 (TH5): Khèi x©y t¹i 2 trôc ®Çu håi theo ph−¬ng Y t¹i 3 tÇng
gi÷a nhµ (tõ tÇng 1 ®Õn tÇng 3)..............................................................................86
3.4 Kh¶o s¸t c¸c tr−êng hîp bè trÝ lç cöa cã kÝch th−íc kh¸c nhau trong 1 khèi
x©y ®Ó xÐt tíi sù cÇn thiÕt ph¶i kÓ tíi ¶nh h−ëng cña khèi x©y chÌn cã lç cöa: 87
KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ ................................................................................90
Tµi liÖu Tham Kh¶o ......................................................................................92
Danh môc c¸c b¶ng biÓu
B¶ng 1. 1: B¶ng quy c¸ch cña g¹ch bª t«ng khÝ ch−ng ¸p: .......................................20
B¶ng 2. 1: So s¸nh c¸c chu kú dao ®éng víi lç cöa ë vÞ trÝ sè 1: .............................67
B¶ng 2. 2: So s¸nh c¸c chu kú dao ®éng víi lç cöa ë vÞ trÝ sè 2: .............................67
B¶ng 2. 3: So s¸nh c¸c chu kú dao ®éng víi lç cöa ë vÞ trÝ sè 3: ..............................68
B¶ng 2. 4: So s¸nh c¸c chu kú dao ®éng víi lç cöa ë vÞ trÝ sè 4: ..............................68
B¶ng 3. 1: So s¸nh gi÷a tr−êng hîp 1 vµ tr−êng hîp 2:.............................................87
B¶ng 3. 2: So s¸nh gi÷a tr−êng hîp 3; 4 vµ 5: ...........................................................87
Danh Môc C¸c h×nh vÏ
H×nh 1. 1: H×nh ¶nh d¹ng g¹ch ®Êt nung d¹ng Tuynel 4 lç. ....................................16
H×nh 1. 2: H×nh ¶nh mét c¬ së cã d©y chuyÒn s¶n xuÊt g¹ch kh«ng nung ..............18
H×nh 1. 3: H×nh ¶nh mét ®o¹n t−êng sö dông g¹ch kh«ng nung...............................18
H×nh 1. 4: H×nh ¶nh g¹ch kh«ng nung s¶n xuÊt tõ ®Êt tù nhiªn ...............................19
H×nh 1. 5: D¶i ®−êng chÐo bÞ nÐn t−¬ng ®−¬ng cña khèi x©y chÌn...........................29
H×nh 2. 1: M« t¶ khèi x©y chÌn b»ng phÇn tö 1 thanh chÞu nÐn. .............................36
H×nh 2. 2: M« t¶ khèi x©y chÌn b»ng nhiÒu thanh chÞu nÐn .....................................37
H×nh 2. 3: M« h×nh miªu t¶ khèi x©y chÌn b»ng c¸c phÇn tö tÊm ............................38
H×nh 2. 4: M« h×nh m« t¶ khèi x©y chÌn b»ng c¸c phÇn tö tÊm, c¸c phÇn tö tÊm ë
trªn cïng kh«ng liªn kÕt cøng víi ®¸y dÇm cña khung bª t«ng cèt thÐp ...................39
H×nh 2. 5: C¸c vÞ trÝ chñ yÕu cña lç cöa trong khèi x©y. ..........................................41
H×nh 2. 6: S¬ ®å mÆt b»ng c«ng tr×nh kh¶o s¸t........................................................43
7
H×nh 2. 7: Tr−êng hîp MH1-1: M« h×nh kh«ng gian................................................44
kh«ng kÓ ¶nh h−ëng cña khèi x©y chÌn cã lç cöa .....................................................44
H×nh 2. 8: Tr−êng hîp MH1-2: MÆt b»ng bè trÝ khèi x©y vµ lç cöa ë vÞ trÝ sè 1 .....45
H×nh 2. 9: S¬ ®å vÞ trÝ cña lç cöa ®Ó tÝnh trÞ sè θ .....................................................47
H×nh 2. 10: Tr−êng hîp MH1-2: M« h×nh kh«ng gian m« t¶ d¶i khèi x©y ...............48
lµ 1 thanh chÞu nÐn ....................................................................................................48
H×nh 2. 11: Tr−êng hîp MH1-3: VÞ trÝ liªn kÕt c¸c thanh chÞu nÐn víi cét..............49
vµ dÇm .......................................................................................................................49
H×nh 2. 12: Tr−êng hîp MH1-3: M« h×nh kh«ng gian m« t¶ d¶i khèi x©y ...............50
lµ 3 thanh chÞu nÐn ....................................................................................................50
H×nh 2. 13: Tr−êng hîp MH1-4: M« h×nh kh«ng gian m« t¶ c¶ khèi x©y chÌn lµ
nh÷ng phÇn tö tÊm.....................................................................................................51
H×nh 2. 14: Tr−êng hîp MH1-5: M« h×nh kh«ng gian m« t¶ c¶ khèi x©y chÌn lµ
nh÷ng phÇn tö tÊm cã gi¶i phãng liªn kÕt ë ®¸y dÇm................................................52
H×nh 2. 15: S¬ ®å vÞ trÝ cña lç cöa ë vÞ trÝ 2 trong khèi x©y .....................................53
H×nh 2. 16: Tr−êng hîp MH2-4: M« h×nh kh«ng gian m« t¶ c¶ khèi x©y chÌn lµ
nh÷ng phÇn tö tÊm.....................................................................................................55
H×nh 2. 17: Tr−êng hîp MH2-5: M« h×nh kh«ng gian m« t¶ c¶ khèi x©y chÌn lµ
nh÷ng phÇn tö tÊm cã gi¶i phãng liªn kÕt t¹i ®¸y dÇm .............................................56
H×nh 2. 18: S¬ ®å vÞ trÝ cña lç cöa ë vÞ trÝ 3 trong khèi x©y .....................................57
H×nh 2. 19: Tr−êng hîp MH3-4: M« h×nh kh«ng gian m« t¶ c¶ khèi x©y chÌn lµ
nh÷ng phÇn tö tÊm.....................................................................................................59
H×nh 2. 20: Tr−êng hîp MH3-5: M« h×nh kh«ng gian m« t¶ c¶ khèi x©y chÌn lµ
nh÷ng phÇn tö tÊm cã gi¶i phãng liªn kÕt t¹i ®¸y dÇm .............................................60
H×nh 2. 21: Tr−êng hîp 4: S¬ ®å vÞ trÝ cña lç cöa s¸t gãc khung..............................61
H×nh 2. 22: Tr−êng hîp MH4-2: M« h×nh kh«ng gian m« t¶ d¶i khèi x©y ...............62
lµ 1 thanh chÞu nÐn ....................................................................................................62
H×nh 2. 23: Tr−êng hîp MH4-3: VÞ trÝ liªn kÕt c¸c thanh chÞu nÐn víi cét vµ dÇm
cña 3 tahnh chÞu nÐn .................................................................................................63
H×nh 2. 24: Tr−êng hîp MH4-3: M« h×nh kh«ng gian m« t¶ d¶i khèi x©y ...............64
lµ 3 thanh chÞu nÐn liªn kÕt víi dÇm vµ cét...............................................................64
H×nh 2. 25: Tr−êng hîp MH4-4: M« h×nh kh«ng gian m« t¶ khèi x©y b»ng c¸c phÇn
tö tÊm liªn kÕt 4 mÆt víi cét vµ dÇm .........................................................................65
H×nh 2. 26: Tr−êng hîp MH4-5: M« h×nh kh«ng gian m« t¶ khèi x©y b»ng c¸c phÇn
tö tÊm cã gi¶i phãng liªn kÕt ë c¸c tÊm ngay ®¸y dÇm .............................................66
H×nh 3. 1: S¬ ®å mÆt b»ng c«ng tr×nh tõ tÇng 1 ®Õn tÇng 10 ...................................71
H×nh 3. 2: S¬ ®å vÞ trÝ c¸c lç cöa cho c¸c tr−êng hîp kh¶o s¸t ................................72
H×nh 3. 3: S¬ ®å lç cöa cña 1 Pan« khèi x©y theo TH1 ...........................................73
H×nh 3. 4: S¬ ®å kh«ng gian m« t¶ c¸c khèi x©y cã lç cöa theo tr−êng hîp 1 (TH1)
®−îc bè trÝ däc theo 6 trôc theo ph−¬ng Y ë c¶ 10 tÇng. .........................................74
H×nh 3. 5: S¬ ®å lç cöa cña 1 Pan« khèi x©y theo TH2 ............................................75
H×nh 3. 6: S¬ ®å kh«ng gian m« t¶ c¸c khèi x©y cã lç cöa theo tr−êng hîp 2 (TH2)
®−îc bè trÝ däc theo 6 trôc theo ph−¬ng Y ë c¶ 10 tÇng. ..........................................76
H×nh 3. 7: S¬ ®å lç cöa cña 1 Pan« khèi x©y theo TH3 ............................................77
8
H×nh 3. 8: S¬ ®å kh«ng gian m« t¶ c¸c khèi x©y cã lç cöa theo tr−êng hîp 3 (TH3)
®−îc bè trÝ däc theo 6 trôc theo ph−¬ng Y ë c¶ 10 tÇng. ..........................................78
H×nh 3. 9: S¬ ®å lç cöa cña 1 Pan« khèi x©y theo TH4 ............................................79
H×nh 3. 10: S¬ ®å kh«ng gian m« t¶ c¸c khèi x©y cã lç cöa theo tr−êng hîp 4
(TH4)®−îc bè trÝ däc theo 6 trôc theo ph−¬ng Y ë c¶ 10 tÇng. ................................80
H×nh 3. 11: So ®å bè trÝ lç cöa khèi x©y hai trôc ®Çu håi.........................................82
vµ s¬ ®å kh«ng gian cña c«ng tr×nh (TH1)................................................................82
H×nh 3. 12: S¬ ®å bè trÝ lç cöa khèi x©y ë hai trôc gi÷a nhµ - Trôc 3, trôc 4 ..........83
vµ s¬ ®å kh«ng gian cña c«ng tr×nh (TH2)................................................................83
H×nh 3. 13: So ®å bè trÝ lç cöa khèi x©y ë hai trôc ®Çu håi khèi x©y ë 3 tÇng .........84
tõ tÇng 8 ®Õn tÇng 10 vµ s¬ ®å kh«ng gian cña c«ng tr×nh (TH3)............................84
H×nh 3. 14 :S¬ ®å bè trÝ lç cöa khèi x©y ë hai trôc ®Çu håi khèi x©y ë 3 tÇng .........85
tõ tÇng 5 ®Õn tÇng 7 vµ s¬ ®å kh«ng gian cña c«ng tr×nh (TH4)...............................85
H×nh 3. 15: So ®å bè trÝ lç cöa khèi x©y ë hai trôc ®Çu håi khèi x©y ë 3 tÇng .........86
9
më ®Çu
1. Lý do chän ®Ò tµi:
HiÖn nay, trªn thÕ giíi vµ trong n−íc còng ®· xuÊt hiÖn rÊt nhiÒu lo¹i c«ng
tr×nh víi nhiÒu h×nh khèi vÒ kiÕn tróc kh¸c nhau, cã c¸c c«ng n¨ng kh¸c nhau nh−ng
nh×n chung xÐt vÒ mÆt kÕt cÊu chÞu lùc chÝnh th× chØ cã mét sè c¸c lo¹i h×nh kÕt cÊu
chñ yÕu nh−: t−êng chÞu lùc; khung chÞu lùc; lâi; èng; vµ cã sù kÕt hîp giao thoa cña
c¸c lo¹i ph−¬ng ¸n kÕt cÊu trªn. §èi víi n−íc ta viÖc x©y dùng c¸c lo¹i nhµ cao tÇng
cã sè tÇng tõ 9 ®Õn 30 tÇng rÊt phæ biÕn vµ chiÕm ®¹i ®a sè c¸c c«ng tr×nh x©y dùng
d©n dông hiÖn nay. VÒ mÆt kÕt cÊu ®¹i ®a sè sö dông hÖ kÕt cÊu khung bª t«ng cèt
thÐp chÞu lùc chÝnh. §Ó ng¨n chia c¸c kh«ng gian chøc n¨ng vµ bao che cho c«ng
tr×nh x©y dùng lo¹i nµy hÇu nh− ®Òu sö dông ph−¬ng ¸n x©y chÌn g¹ch trong khung
bª t«ng cèt thÐp. Nh− v©y:
- NÕu chØ sö dông m« h×nh tÝnh to¸n khung chÞu lùc chÝnh vµ thay c¸c t−êng
g¹ch x©y chÌn lµ c¸c t¶i träng tÜnh rêi r¹c th× t¶i träng c«ng tr×nh sÏ rÊt lín, khèi
l−îng kÕt cÊu chÞu lùc c«ng tr×nh t¨ng cao. MÆt kh¸c, hÖ t−êng x©y chÌn ngoµi kh¶
n¨ng chÞu t¶i b¶n th©n cña nã th× thùc tÕ nã còng tham gia chÞu t¶i chung cho c«ng
tr×nh (theo c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thÝ nghiÖm c«ng tr×nh trong c¸c b¸o
c¸o nghiªn cøu cña c¸c nhµ khoa häc tr−íc ®©y).
- NÕu xÐt vÒ mÆt kinh tÕ th× viÖc kh«ng ®−a t−êng kÕt hîp chÞu lùc sÏ l·ng phÝ,
bëi v× tr¸ch nhiÖm chÞu t¶i toµn bé c«ng tr×nh l¹i dån sang hÖ khung bª t«ng cèt
thÐp, do ®ã c¸c kÕt cÊu chÞu lùc chÝnh cho c«ng tr×nh ph¶i cã khèi l−îng lín h¬n
thùc tÕ g©y tèn kÐm ®Çu t−. HiÖn nay, víi viÖc øng dông c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu lý
thuyÕt vµ thùc nghiÖm ®· ®−îc chøng minh, vËn dông c¸c phÇn mÒm tÝnh to¸n kÕt
cÊu vµo trong thiÕt kÕ c«ng tr×nh, khoa häc c«ng nghÖ vÒ vËt liÖu x©y dùng, c«ng
nghÖ, kü thuËt thi c«ng x©y dùng c«ng tr×nh còng rÊt ph¸t triÓn nªn cµng ®ái hái tÝnh
cÊp b¸ch ph¶i nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña khèi x©y chÌn ®Õn sù lµm viÖc cña khung
bª t«ng cèt thÐp nhµ cao tÇng.
C¸c nghiªn cøu tr−íc ®©y chñ yÕu chØ tËp trung vµo khèi x©y ®Æc, tuy nhiªn
c¸c khèi x©y trong c«ng tr×nh ®¹i ®a sè lµ c¸c khèi x©y cã lç cöa nªn viÖc nghiªn
cøu ¶nh h−ëng cña khèi x©y cã lç cöa lµ rÊt cÇn thiÕt.
2. §èi t−îng vµ ph¹m vi nghiªn cøu:
C«ng tr×nh cã sö dông khung bª t«ng cèt thÐp chÌn g¹ch cã lç cöa lµm kÕt cÊu
chÞu lùc.
10
ChØ nghiªn cøu c¸c ®Æc tr−ng vÒ dao ®éng nh−: chu kú, tÇn sè dao ®éng., cã xÐt
®Õn c¶ ¶nh h−ëng cña khèi l−îng cña khèi x©y chÌn.
C¸c lç cöa trong nghiªn cøu nµy chØ lµ c¸c lç cöa cã h×nh d¹ng phæ biÕn nhÊt
trong c¸c c«ng tr×nh lµ lç cöa h×nh ch÷ nhËt.
3. Môc tiªu nghiªn cøu:
- §−a ra kÕt qu¶ so s¸nh c¸c m« h×nh tÝnh to¸n cã sù ¶nh h−ëng cña khèi x©y
chÌn cã lç cöa ®Õn sù lµm viÖc cña khung bª t«ng cèt thÐp nhµ cao tÇng.
- §Ò xuÊt m« h×nh tÝnh to¸n hîp lý nhÊt, mang tÝnh tù ®éng hãa thiÕt kÕ cao,
gi¶m c¸c b−íc tÝnh trung gian mµ vÉn phï hîp víi m« h×nh lý thuyÕt truyÒn thèng.
- §−a ra ®−îc nhËn xÐt vÒ tÊm ¶nh h−ëng cña lç cöa theo c¸c ®Æc tr−ng cña
chóng nh−: kÝch th−íc, vÞ trÝ…
4. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu:
- Nghiªn cøu lý thuyÕt, kÕ thõa c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu tr−íc ®©y.
- Kh¶o s¸t trªn m¸y tÝnh.
- Ph©n tÝch, tæng hîp ®−a ra c¸c kÕt qu¶ kh¶o s¸t.
11
Ch−¬ng 1:
Tæng quan vÒ nhµ cao tÇng vµ ¶nh h−ëng cña khèi x©y chÌn
trong khung Bª t«ng cèt thÐp nhµ cao tÇng
1.1 T×nh h×nh ph¸t triÓn nhµ cao tÇng hiÖn nay t¹i ViÖt nam:
Cho ®Õn giê kh¸i niÖm “Nhµ cao tÇng” ë ViÖt Nam kh«ng cßn míi mÎ n÷a,
hiÖn nay chóng ta ®· cã khai niÖm vÒ nhµ cao tÇng, ®· cã mét hÖ thèng c¸c tiªu
chuÈn liªn quan ®Õn c«ng t¸c thiÕt kÕ, thi c«ng nhµ cao tÇng t−¬ng ®èi ®ång bé.
Trªn thùc tÕ trong kho¶ng 10 n¨m trë l¹i ®©y, chóng ta cã rÊt nhiÒu nh÷ng c«ng
tr×nh ®· vµ ®ang ®−îc x©y dùng t¹i c¸c thµnh phè lín nh−: Hµ Néi, thµnh phè Hå
ChÝ Minh, vµ c¸c thµnh phè kh¸c trong c¶ n−íc víi mét tèc ®é ph¸t triÓn kh¸ cao.
Sau 20 n¨m héi nhËp cïng víi nÒn kinh tÕ thÕ giíi, bé mÆt ®« thÞ n−íc ta thay ®æi râ
rÖt, ®Æc biÖt lµ trong lÜnh vùc x©y dùng c¬ b¶n, trong ®ã nhµ cao tÇng chiÕm mét mËt
®é kh¸ cao, nhµ cao tÇng hiÖn diÖn ë c¸c c«ng tr×nh kh¸c nhau tõ: Kh¸ch s¹n, ng©n
hµng th−¬ng m¹i, trô së lµm viÖc cña c¬ quan nhµ n−íc, cña doanh nghiÖp t− nh©n
®Õn c¸c nhµ ë chung c−...VÒ mÆt thiÕt kÕ kÕt cÊu, ®èi víi c¸c kü s− kÕt cÊu ë ViÖt
Nam khi ®øng tr−íc mét bµi to¸n c«ng tr×nh nhµ cao tÇng chóng ta kh«ng cßn e dÌ,
xa l¹ ng¹i tiÕp cËn n÷a, mÆt kh¸c chóng ta hoµn toµn cã thÓ tù thiÕt kÕ, thi c«ng nhµ
cao tÇng hoÆc trao ®æi kinh nghiÖm víi c¸c chuyªn gia n−íc ngoµi.
Sù ph¸t triÓn vÒ kinh tÕ trªn thÕ giíi kÐo theo xu h−íng toµn cÇu hãa, ViÖt
Nam còng kh«ng n»m ngoµi xu thÕ ®ã, v× vËy nhµ cao tÇng h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn
ë ViÖt Nam lµ mét qu¸ tr×nh tÊt yÕu ë n−íc ta trong thêi kú c«ng nghiÖp hãa, hiÖn
®¹i hãa. HiÖn nay, sù bïng næ d©n sè ë c¸c thµnh phè lín nh− Hµ Néi, thµnh phè Hå
ChÝ Minh mÊy n¨m gÇn ®©y diÔn ra víi tèc ®é khñng khiÕp, ®i kÌm víi nã lµ sù
thiÕu thèn trÇm träng vÒ nhµ ë, diÖn tÝch c«ng viªn, c©y xanh, c¸c c«ng tr×nh phóc
lîi x· héi bÞ thu hÑp nhanh chãng. §Ó h¹n chÕ c¸c vÊn ®Ò trªn, c¸c nhµ ho¹ch ®Þnh
chiÕn l−îc t¹i ViÖt Nam ph¶i cã mét quy ho¹ch tæng thÓ g¾n liÒn víi viÖc −u tiªn
ph¸t triÓn nhµ cao tÇng t¹i mét sè n¬i trong ®« thÞ. Do ®ã nhµ cao tÇng ph¸t triÓn rÊt
nhanh, chØ vµi n¨m trë l¹i ®©y c¸c lo¹i h×nh nhµ ë, trô së nhµ lµm viÖc, trung t©m
th−¬ng m¹i, kh¸ch s¹n, nhµ nghØ chñ yÕu ®−îc thiÕt kÕ, x©y dùng theo h−íng −u tiªn
12
nhµ cao tÇng. VÒ mÆt c¶nh quan nhµ cao tÇng cßn cã ý nghÜa t¹o c¸c ®iÓm nhÊn cho
c¸c khu vùc chøc n¨ng kh¸c nhau trong ®« thÞ.
Sau ®©y xin liÖt kª mét sè c«ng tr×nh nhµ cao tÇng ®iÓn h×nh ®· tån t¹i hoÆc
®ang ®−îc triÓn khai x©y dùng t¹i ViÖt Nam:
* T¹i Hµ Néi:
- Tßa nhµ Kengnam Hµ Néi Lanmark Tower: ®−îc coi lµ cao nhÊt ViÖt Nam
hiÖn nay vµ ®øng thø 17 trªn thÕ giíi víi quy m« cña nã gåm 3 tßa th¸p: Th¸p A cao
70 tÇng; th¸p B vµ C cao 47 tÇng.
- Kh¸ch s¹n Th¨ng Long, Gi¶ng Vâ - Hµ Néi 20 tÇng.
- Kh¸ch s¹n K5, Nghi Tµm 22 tÇng.
- Hµ Néi Tower 24 tÇng.
- Sofitel Plaza Hµ Néi, sè 1 ®−êng Thanh Niªn, quËn T©y Hå.
- Hotel Nikko Hµ Néi 17 tÇng.
- Tßa nhµ th¸p ®«i Vicom ®−êng Bµ TriÖu, 27 tÇng vµ 01 tÇng ngÇm.
- Kh¸ch s¹n trung t©m th−¬ng Hµ Néi Melia, 44 Lý Th−êng KiÖt cao 22 tÇng.
- Chung c− L¸ng H¹ cao 27 tÇng, chung c− Huúnh Thóc Kh¸ng cao 19 tÇng.
- Tæ hîp c¸c nhµ chung c− vµ nhµ lµm viÖc tõ 20 ®Õn trªn 30 tÇng t¹i c¸c khu
®« thÞ míi nh−: Mü §×nh, Trung Hßa - Nh©n ChÝnh, DÞch Väng, Hµ §«ng, Linh
§µm…
* T¹i thµnh phè Hå ChÝ Minh:
- Sµi Gßn Tower 18 tÇng, 29 ®−êng Lª DuÈn.
- Trung t©m th−¬ng m¹i Sµi Gßn, sè 37 ®−êng T«n §øc Th¾ng, gåm 33 tÇng
+ 01 tÇng hÇm.
- New Wolrd cao 14 tÇng bao gåm 2 khèi nhµ.
- C«ng tr×nh nhµ ë cao cÊp sè 8 ®−êng NguyÔn BØnh Khiªm, 14 tÇng + 01
tÇng hÇm.
- Kh¸ch s¹n BUROTEL, sè 4 ®−êng T«n §øc Th¾ng, 14 tÇng.
- Cao èc th−¬ng m¹i - V¨n phßng Mª Linh 22 tÇng.
- Trung t©m th−¬ng m¹i sè 14 ®−êng Lª DuÈn, cao 23 tÇng (c«ng tr×nh sö
dông kÕt cÊu thÐp).
13
- Kh¸ch s¹n Plaza Hotel.
Ngoµi ra cßn rÊt nhiÒu c«ng tr×nh cao tÇng kh¸c ®· vµ ®ang ®−îc x©y dùng
trªn kh¾p c¸c thµnh phè vµ mäi miÒn cña ®Êt n−íc.
Qua ®ã, chóng ta cã thÓ nhËn thÊy r»ng sù h×nh thµnh, tån t¹i vµ ph¸t triÓn
cña nhµ cao tÇng t¹i ViÖt Nam lµ mét qu¸ tr×nh tÊt yÕu. ViÖc nghiªn cøu lý thuyÕt,
thùc nghiÖm trong mäi vÊn ®Ò cña nhµ cao tÇng vµ ®Æc biÖt lµ vÊn ®Ò kÕt cÊu nhµ cao
tÇng lµ cÊp b¸ch vµ cÇn thiÕt.
1.2 C¸c d¹ng kÕt cÊu chÞu lùc chÝnh trong nhµ cao tÇng:
Nhµ cao tÇng kh«ng nh÷ng gi¶i quyÕt ®−îc vÊn ®Ò tiÕt kiÖm diÖn tÝch mÆt
b»ng ®Êt ®ai cho c¸c ®« thÞ lín mµ cßn lµ tiªu chÝ ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é hiÖn ®¹i cña
c¸c ®« thÞ trªn thÕ giíi. V× vËy, tïy theo tr×nh ®é ph¸t triÓn t¹i c¸c quèc gia mµ mçi
quèc gia cã nh÷ng kh¸i niÖm kh¸c nhau vÒ nhµ cao tÇng. VÝ dô ®èi víi quan niÖm
nhµ cao tÇng: ë Trung Quèc nhµ ë tõ 10 tÇng trë lªn, c¸c c«ng tr×nh kh¸c cao trªn
24 m; ë Singapo nhµ ë trªn 10 tÇng, c¸c c«ng kh¸c tõ 7 tÇng trë lªn; ë Mü nhµ ë tõ
22 tÇng trë lªn, c¸c c«ng tr×nh kh¸c tõ 7 tÇng trë lªn; ë NhËt c«ng tr×nh tõ 11 tÇng
hoÆc cao trªn 31 m…v× vËy tïy theo ®iÒu kiÖn kinh tÕ x· héi, ®Æc ®iÓm tù nhiªn ë
mçi n−íc vµ c¸c lo¹i h×nh c«ng tr×nh kh¸c nhau mµ cã c¸c kh¸i niÖm kh¸c nhau vÒ
nhµ cao tÇng. ë n−íc ta c«ng tr×nh cao tõ 9 tÇng trë lªn ®−îc coi lµ nhµ cao tÇng,
viÖc thiÕt kÕ tÝnh to¸n tõ kiÕn tróc ®Õn kÕt cÊu, hÖ thèng h¹ tÇng kü thuËt ph¶i tu©n
thñ theo c¸c quy chuÈn, tiªu chuÈn, quy ph¹m cã liªn quan vÒ thiÕt kÕ nhµ cao tÇng.
Theo tiªu chuÈn XDVN 194: 2006 - Nhµ cao tÇng - C«ng t¸c kh¶o s¸t ®Þa kü thuËt
cña Bé X©y dùng th× coi nhµ cao tÇng lµ nhµ ë vµ c¸c c«ng tr×nh c«ng céng cã sè
tÇng lín h¬n 9. Tuy nhiªn, kh¸i niÖm nµy ch−a bao hµm hÕt c¸c vÊn ®Ò ®· nªu trªn,
hiÖn nay kh¸i niÖm nhµ cao tÇng cã thÓ coi lµ ®Çy ®ñ vµ kh¸i qu¸t nhÊt ®−îc hiÓu
nh− sau: Nhµ cao tÇng lµ nh÷ng c«ng tr×nh nhµ mµ chiÒu cao cña nã cã ¶nh h−ëng
nhiÒu ®Õn viÖc quy ho¹ch, thiÕt kÕ thi c«ng vµ sö dông c«ng tr×nh.
§èi víi c¸c c«ng tr×nh thÊp tÇng tõ 4, 5 tÇng trë l¹i th× khi thiÕt kÕ c¸c kü s−
kÕt cÊu chñ yÕu quan t©m ®Õn c¸c t¶i träng th¼ng ®øng nh− lµ tÜnh t¶i, ho¹t t¶i sö
dông, hÖ kÕt cÊu chÞu lùc chÝnh cho c«ng tr×nh chñ yÕu dïng kÕt cÊu t−êng x©y g¹ch
chÞu lùc hay lµ khung Bª t«ng cèt thÐp toµn khèi chÞu lùc (bao gåm: DÇm, cét, sµn).
14
Nh−ng ®èi víi nhµ cao tÇng th× vÊn ®Ò chÝnh nhÊt khi thiÕt kÕ kÕt cÊu lµ ph¶i quan
t©m ®Õn c¸c lo¹i t¶i träng ngang, ®ång thêi ph¶i tÝnh to¸n ®Õn vÊn ®Ò ®éng lùc häc
c«ng tr×nh, c¸c t¶i träng ngang th−êng gÆp nhÊt lµ t¶i träng giã, t¶i träng ®éng ®Êt.
ChÝnh v× vËy khi thiÕt kÕ nhµ cao tÇng ph¶i ®¶m b¶o c¸c ®iÒu kiÖn sau:
- H¹n chÕ chuyÓn vÞ ngang cña c«ng tr×nh (®¶m b¶o ®é cøng tæng thÓ): KÕt
cÊu ph¶i ®¶m b¶o ®é cøng nhÊt ®Þnh ®Ó h¹n chÕ c¸c chuyÓn vÞ ngang cña c«ng tr×nh
bëi v× sù gia t¨ng cña chuyÓn vÞ ngang c«ng tr×nh còng ®i liÒn víi sù ph¸t triÓn ¶nh
h−ëng cña biÕn d¹ng, dao ®éng ®èi víi c«ng tr×nh.
- KÕt cÊu c«ng tr×nh ph¶i cã bËc siªu tÜnh cµng nhiÒu cµng tèt: §Ó khi kÕt cÊu
c«ng tr×nh chÞu t¶i träng nãi chung vµ t¶i träng ngang nãi riªng th× kÕt cÊu vÉn cßn
cã kh¶ n¨ng biÕn d¹ng dÎo ®Ó ph©n phèi l¹i néi theo h−íng h×nh thµnh c¸c khíp dÎo
®Ó tù h×nh thµnh l¹i s¬ ®å kÕt cÊu gióp c«ng tr×nh chÞu ®−îc c¸c t¶i träng t¨ng lªn
mét c¸ch ®ét biÕn.
- §èi víi nhµ cao tÇng th× yªu cÇu vÒ thiÕt kÕ chèng ®éng ®Êt còng cÇn ph¶i
quan t©m ®Õn: KÕt cÊu c«ng tr×nh ph¶i cã ®é dÎo nhÊt ®Þnh víi môc ®Ých lµ ®Ó ph©n
t¸n n¨ng l−îng mµ c«ng tr×nh tiÕp nhËn ®−îc do ®éng ®Êt, giã vµ c¸c t¶i träng kh¸c
g©y ra.
- Bªn c¹nh c¸c gi¶i ph¸p vÒ kÕt cÊu trªn th× ph−¬ng ¸n gi¶m nhÑ träng l−îng
b¶n th©n cña c«ng tr×nh còng nh− cña bé phËn kÕt cÊu chÞu lùc còng cã ý nghÜa
gi¶m ¶nh h−ëng cña thµnh phÇn ®éng cña c¸c t¶i träng ngang, cô thÓ lµ lµm gi¶m
¶nh h−ëng cña lùc qu¸n tÝnh c«ng tr×nh: F=ma.
§Ó gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò trªn th× tïy theo ®Æc ®iÓm cña c¸c c«ng tr×nh còng
nh− yªu cÇu vÒ kiÕn tróc, kü thuËt, c«ng n¨ng sö dông cña c¸c chñ ®Çu t− mµ cã
nhiÒu gi¶i ph¸p vÒ kÕt cÊu kh¸c nhau, nh−ng nh×n chung vÒ mÆt kÕt cÊu chÝnh trong
nhµ cao tÇng cã c¸c d¹ng nh− sau:
+ D¹ng 1: HÖ kÕt cÊu thuÇn khung (Frame), ®ã lµ hÖ kÕt cÊu cã kh«ng gian
lín, bè trÝ mÆt b»ng linh ho¹t cã thÓ ®¸p øng ®Çy ®ñ c¸c yªu cÇu sö dông c«ng tr×nh
nh−ng ®é cøng theo ph−¬ng ngang cña hÖ kÕt cÊu nµy kh«ng cao, kh¶ n¨ng chÞu t¶i
träng ngang kh«ng lín. §Ó kh¾c phôc nh−îc ®iÓm nµy ng−êi ta t¨ng kÝch th−íc mÆt
15
c¾t cña dÇm, cét, bè trÝ cèt thÐp t−¬ng ®èi lín, bè trÝ c¸c hÖ gi»ng ngang trªn mét sè
tÇng däc theo chiÒu cao nhµ.
+ D¹ng 2: HÖ kÕt cÊu v¸ch cøng (hÖ gi»ng): §©y lµ hÖ kÕt cÊu cã ®é cøng
ngang lín, kh¶ n¨ng chÞu t¶i ngang tèt, cßn c¸c khung lµ c¸c liªn kÕt khíp kh«ng
chÞu t¶i träng ngang. Nh−ng do thùc tÕ yªu cÇu vÒ kiÕn tróc cã bè trÝ c¸c kh«ng gian
sö dông cña c«ng tr×nh theo yªu cÇu nªn nÕu sö dông hÖ kÕt cÊu nµy nhiÒu khi
kh«ng kh¶ thi. Lo¹i h×nh kÕt cÊu nµy th−êng ®−îc dïng trong c¸c c«ng tr×nh nh−
nhµ ë, kh¸ch s¹n, c«ng së…
+ D¹ng 3: HÖ kÕt cÊu khung - gi»ng: §©y lµ hÖ kÕt cÊu kÕt hîp khung vµ v¸ch
cøng, hÖ kÕt cÊu nµy thiÕt kÕ cho v¸ch (hoÆc lâi cøng) chÞu phÇn lín t¶i träng ngang,
khung chÞu t¶i träng ®øng vµ phÇn t¶i träng ngang cßn l¹i. Trong thùc tÕ ë ViÖt Nam
c¸c c«ng tr×nh cã chiÒu cao trªn d−íi 30 tÇng th× hÖ kÕt cÊu nµy ®−îc sö dông nhiÒu
nhÊt.
+ D¹ng 4: HÖ kÕt cÊu d¹ng èng: HÖ kÕt cÊu nµy lµ v¸ch cøng t¹o thµnh èng
kh«ng gian vá máng, cã thÓ mét hoÆc nhiÒu èng trªn mÆt b»ng. KÕt cÊu d¹ng èng cã
®é cøng ngang lín, cã tÝnh n¨ng chèng lùc c¾t tèt vµ ®−îc øng dông trong c¸c c«ng
tr×nh cã chiÒu cao rÊt lín.
1.3 S¬ l−îc vÒ c¸c lo¹i vËt liÖu sö dông lµm khèi x©y chÌn trong khung bª t«ng
cèt thÐp nhµ cao tÇng:
§èi víi n−íc ta viÖc x©y dùng c¸c lo¹i nhµ cao tÇng tõ 10 tÇng ®Õn 30 tÇng
hiÖn nay rÊt phæ biÕn vµ chiÕm ®¹i ®a sè c¸c c«ng tr×nh x©y dùng d©n dông. VÒ mÆt
kÕt cÊu chÞu lùc chÝnh th× ®¹i ®a sè c¸c c«ng tr×nh sö dông hÖ kÕt cÊu khung bª t«ng
cèt thÐp chÞu lùc hoÆc hÖ kÕt cÊu khung - gi»ng. §Ó ng¨n chia c¸c kh«ng gian chøc
n¨ng vµ bao che cho c«ng tr×nh x©y dùng ®¹i lo¹i ®Òu sö dông ph−¬ng ¸n x©y chÌn
g¹ch trong khung bª t«ng cèt thÐp víi c¸c lo¹i g¹ch kh¸c nhau nh−: g¹ch tuynel,
g¹ch ®Æc, g¹ch d¹ng viªn Block..
Khi tÝnh to¸n kÕt cÊu c«ng tr×nh th×:
- NÕu chØ sö dông m« h×nh tÝnh to¸n khung chÞu lùc chÝnh vµ thay c¸c t−êng
g¹ch x©y chÌn lµ t¶i träng tÜnh rêi r¹c th× t¶i träng ngoµi cña c«ng tr×nh sÏ rÊt lín.
16
MÆt kh¸c, c¸c hÖ t−êng x©y ngoµi kh¶ n¨ng chÞu t¶i b¶n th©n th× thùc tÕ nã còng
tham gia chÞu t¶i chuung cho c«ng tr×nh (Tõ c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thÝ
nghiÖm c«ng tr×nh cña c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu cña c¸c nhµ khoa häc).
- NÕu xÐt vÒ mÆt kinh tÕ th× viÖc kh«ng ®−a t−êng kÕt hîp chÞu lùc sÏ l·ng phÝ,
bëi v× tr¸ch nhiÖm chÞu t¶i toµn bé c«ng tr×nh l¹i dån sang hÖ khung Bª t«ng cèt
thÐp, do ®ã c¸c kÕt cÊu chÞu lùc chÝnh cho c«ng tr×nh ph¶i cã khèi l−îng lín h¬n nÕu
kh«ng xÐt tíi kh¶ n¨ng chÞu lùc cña khèi x©y chÌn.
HiÖn nay, víi viÖc øng dông c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm
®· ®−îc chøng minh, c¸c phÇn mÒm kÕt cÊu vµo trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ, bªn c¹nh
®ã khoa häc c«ng nghÖ vÒ vËt liÖu x©y dùng, c«ng nghÖ, kü thuËt thi c«ng x©y dùng
c«ng tr×nh còng rÊt ph¸t triÓn nªn cã ®Çy ®ñ c¬ së ®Ó cã thÓ nghiªn cøu sù tham gia
chÞu lùc chung víi hÖ khung cña c¸c lo¹i t−êng x©y chÌn trong c«ng tr×nh.
Khèi x©y chÌn ®−îc sö dông phæ biÕn vµ réng r·i nhÊt hiÖn nay chÝnh lµ khèi
x©y g¹ch nung, kÝch cì cña khèi x©y nµy th−êng dµy 110, 220 chÝnh lµ c¸c v¸ch
ng¨n chia kh«ng gian hoÆc bao che cho c«ng tr×nh. PhÇn tö chÝnh cña khèi x©y
chÝnh lµ c¸c viªn g¹ch: cã nhiÒu lo¹i kh¸c nhau nh−: g¹ch ®Æc d¹ng viªn kÝch th−íc
105x210x55, c¸c d¹ng viªn g¹ch Tuynel cã lç: viªn 2 lç, 4 lç, 6 lç…
H×nh 1. 1: H×nh ¶nh d¹ng g¹ch ®Êt nung d¹ng Tuynel 4 lç.
Nh−ng sö dông g¹ch ®Êt nung cã nhiÒu mÆt h¹n chÕ, cô thÓ theo nh− dù b¸o ë
n−íc ta ®Õn n¨m 2020 sÏ tiªu tèn tõ 41 ®Õn 43 tû viªn mét n¨m, víi sè l−îng nµy
ph¶i tiªu tèn kho¶ng 57-60 triÖu m3 ®Êt sÐt vµ tõ 5,3 ®Õn 5,6 triÖu tÊn than. Nh− vËy
17
møc ®é hao hôt ®Êt n«ng nghiÖp lµ v« cïng lín, ch−a kÓ ®Õn sù gia t¨ng vÒ « nhiÔm
m«i tr−êng vµ l·ng phÝ tµi nguyªn kh«ng t¸i t¹o l¹i ®−îc. Do vËy, hiÖn nay trªn thÞ
tr−êng vµ thùc tÕ nhiÒu c«ng tr×nh ®ang x©y dùng sö dông g¹ch kh«ng nung cho c¸c
khèi x©y chÌn. ViÖc dïng vËt liÖu kh«ng nung dïng trong c¸c khèi x©y chÌn cã
nhiÒu lîi Ých nh− sau: Hµng n¨m sö dông kho¶ng tõ 15-20 triÖu tÊn phÕ th¶i c«ng
nghiÖp (tro xØ nhiÖt ®iÖn, xØ lß cao…) ®Ó s¶n xuÊt vËt liÖu x©y kh«ng nung, tiÕt kiÖm
®−îc kho¶ng 1000 ha ®Êt n«ng nghiÖp vµ hµng tr¨m hecta diÖn tÝch ®Êt chøa phÕ
th¶i, tiÕn tíi xãa bá hoµn toµn c¸c c¬ së s¶n xuÊt g¹ch ®Êt sÐt nung b»ng thñ c«ng.
Bªn c¹nh ®ã, so víi ®Êt sÐt nung, vËt liÖu kh«ng nung cã nhiÒu −u ®iÓm næi bËt nh−
nguån nguyªn liÖu dåi dµo, dÔ kiÕm, kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn trång trät, tËn dông
nguån phÕ th¶i c«ng nghiÖp, gi¶m chi phÝ n¨ng l−îng, ®Æc biÖt lµ gi¶m khÝ th¶i, b¶o
vÖ m«i tr−êng. Cã thÓ s¶n xuÊt g¹ch kh«ng nung ë quy m« nhá, ®¬n gi¶n, dÔ t¹o ra
chÊt l−îng s¶n phÈm theo c−êng ®é, kÝch th−íc, cã ®é chÝnh x¸c cao. Bªn c¹nh ®ã
g¹ch kh«ng nung nhÑ, c¸ch nhiÖt, c¸ch Èm tèt, gãp phÇn tiÕt kiÖm n¨ng l−îng trong
®iÒu kiÖn thêi tiÕt nãng Èm ë ViÖt Nam. VÝ dô: Gi÷a x©y t−êng b»ng g¹ch Tuynel
hai lç th«ng dông víi mét lo¹i vËt liÖu x©y kh«ng nung lß lµ g¹ch Block rçng SHB2150 cã kÝch th−íc 390x150x190 mm cho thÊy x©y g¹ch block tiÕt kiÖm 60 %, thêi
gian x©y 1 m2 gi¶m 60%, gi¸ viªn g¹ch ®· quy kÝch th−íc tiªu chuÈn gi¶m 25%..
18
H×nh 1. 2: H×nh ¶nh mét c¬ së cã d©y chuyÒn s¶n xuÊt g¹ch kh«ng nung
H×nh 1. 3: H×nh ¶nh mét ®o¹n t−êng sö dông g¹ch kh«ng nung
19
Bªnh c¹nh c¸c lo¹i d¹ng g¹ch nªu trªn hiÖn nay cßn cã lo¹i g¹ch kh«ng nung
tù nhiªn tõ c¸c biÕn thÓ vµ s¶n phÈm phong hãa cña ®¸ Bazan. Lo¹i g¹ch nµy chñ
yÕu sö dông ë c¸c vïng cã nguån Puzolan tù nhiªn, tuy nhiªn h×nh thøc s¶n xuÊt cßn
tù ph¸t, mang tÝnh chÊt ®Þa ph−¬ng, qui m« nhá…
H×nh 1. 4: H×nh ¶nh g¹ch kh«ng nung s¶n xuÊt tõ ®Êt tù nhiªn
HiÖn nay trªn thÞ tr−êng vËt liÖu ë ViÖt Nam, ®ang giíi thiÖu vµ chµo b¸n lo¹i
g¹ch Bª t«ng khÝ ch−ng ¸p VIGLACERA-AAC cã tû träng t−¬ng ®èi nhÑ tõ 400 1000 kg/m3, nh− vËy chØ t−¬ng ®−¬ng tõ 1/3 g¹ch ®Æc, 2/3 g¹ch rçng 2 lç, b»ng 1/5
tû träng cña g¹ch bª t«ng th«ng th−êng, nh− vËy t¶i träng tÜnh t¶i cña c«ng tr×nh sÏ
gi¶m ®¸ng kÓ, nhÊt lµ ®èi víi nhµ cao tÇng. Theo ý kiÕn cña c¸c chuyªn gia tÝnh to¸n
kÕt cÊu: khi sö dông s¶n phÈm g¹ch bª t«ng khÝ ch−ng ¸p thay thÕ cho g¹ch rçng 2
lç th«ng th−êng trong c«ng tr×nh nhµ cao tÇng th× chi phÝ x©y th« sÏ gi¶m kho¶ng tõ
10 ®Õn 12% do gi¶m chi phÝ kÕt cÊu. Do s¶n phÈm g¹ch bª t«ng khÝ ch−ng ¸p nhÑ
nªn tèc ®é thi c«ng nhanh, gi¶m tiªu hao nh©n c«ng vµ ®Èy nhanh tiÕn ®é x©y dùng
c«ng tr×nh. Chi phÝ x©y dùng 1m3 x©y khi sö dông vËt liÖu g¹ch bª t«ng khÝ ch−ng
¸p thay thÕ g¹ch x©y th«ng th−êng gi¶m 10,8%. HÖ sè dÉn nhiÖt cña g¹ch bª t«ng
khÝ ch−ng ¸p vµo kho¶ng 0,11 ®Õn 0,22 W/m0k, nh− vËy chØ b»ng 1/4 ®Õn 1/5 hÖ sè
dÉn nhiÖt cña g¹ch ®Êt nung (trong khi g¹ch ®Êt nung lµ 0,814 W/m0k, g¹ch xØ, c¸t
20
lµ 0,8 W/m0k), t−¬ng ®−¬ng 1/6 hÖ sè nhiÖt cña g¹ch bª t«ng th«ng th−êng. Thùc tÕ
®· chøng minh hiÖu qu¶ b¶o «n cña t−êng g¹ch bª t«ng khÝ cã chiÒu dµy 20 cm sÏ
t−¬ng ®−¬ng hiÖu qu¶ b¶o «n cña t−êng g¹ch ®Êt nung cã chiÒu dµy 49 cm, c¸c
chuyªn gia ®· tÝnh to¸n, víi ®iÒu kiÖn khÝ hËu nhiÖt ®íi, sö dông s¶n phÈm bª t«ng
khÝ sÏ gi¶m tíi 40% chi phÝ ®iÖn n¨ng tiªu thô cho ®iÒu hßa nhiÖt ®é. V× g¹ch bª
t«ng khÝ ch−ng ¸p cã kÕt cÊu nhiÒu lç khÝ, l−îng lç khÝ ®−îc ph©n bè ®Òu ®Æn víi
mËt ®é cao, chÝnh v× vËy nã cã tÝnh n¨ng c¸ch ©m tèt h¬n nhiÒu so víi lo¹i vËt liÖu
x©y dùng kh¸c, so víi g¹ch x©y th«ng th−êng kh¶ n¨ng c¸ch ©m tèt h¬n 2 lÇn. Khi ë
nhiÖt ®é cao 6000C, c−êng ®é kh¸ng nÐn cña g¹ch bª t«ng khÝ ch−ng ¸p t−¬ng
®−¬ng víi khi ë nhiÖt ®é th−êng, chÝnh v× vËy tÝnh n¨ng chèng ch¸y cña g¹ch bª
t«ng khÝ ch−ng ¸p trong x©y dùng ®¹t tiªu chuÈn cÊp I theo tiªu chuÈn Quèc gia.
Thùc tÕ t¹i NhËt B¶n ®· chøng minh nh÷ng ng«i nhµ sö dông mét phÇn hay toµn bé
g¹ch bª t«ng khÝ ch−ng ¸p ®· cho thÊy kh¶ n¨ng chèng l¹i nh÷ng chÊn ®éng ®Þa chÊt
tèt. V× träng l−îng cña bª t«ng khÝ thÊp nªn träng lùc ®Æt lªn mÆt ®Êt thÊp.
B¶ng 1. 1: B¶ng quy c¸ch cña g¹ch bª t«ng khÝ ch−ng ¸p:
ChiÒu dµi
ChiÒu réng
ChiÒu cao
(mm)
(mm)
(mm)
Th«ng sè kü thuËt
75
600
100
Tû träng: 400 ®Õn 1000
200
125
kg/m3
300
150
400
175
C−êng ®é chÞu nÐn: tõ:
200
4,0 ®Õn 5,0 MPa
250
Nh− vËy, vËt liÖu x©y chÌn trong khung bª t«ng cèt thÐp nhµ cao tÇng rÊt ®a
d¹ng vµ phong phó, viÖc sö dông lo¹i g¹ch nµo phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn thùc tÕ t¹i
c«ng tr×nh, gi¸ thµnh cña vËt liÖu ®Õn ch©n c«ng tr×nh, do nhµ thiÕt kÕ chØ ®Þnh…
21
1.4 T×nh h×nh nghiªn cøu sù lµm viÖc kÕt cÊu khung bª t«ng cèt thÐp cã t−êng
chÌn:
Sù kÕt hîp gi÷a khung Bª t«ng cèt thÐp víi khèi x©y chÌn hoÆc víi vËt liÖu
chÌn kh¸c ®· ®−îc thö nghiÖm vµ cã hiÖu qu¶ thùc tÕ trong x©y dùng c«ng tr×nh.
C¸c kÕt cÊu tõ d¹ng s¬ ®å hçn hîp nµy cho thÊy chóng chÞu t¶i träng ngang tèt.
Nh÷ng thèng kª vÒ trËn ®éng ®Êt ë Tokyo cña NhËt B¶n vµo n¨m 1923 cho thÊy:
trong 710 ng«i nhµ cã cÊu t¹o t−¬ng tù nhau tõ khung bª t«ng cèt thÐp cã 60 ng«i
nhµ h− h¹i (chiÕm 8,4%) vµ 16 ng«i nhµ bÞ ph¸ hñy (chiÕm 2,2%). Trong ®ã cã 485
ng«i nhµ x©y b»ng g¹ch víi kÕt cÊu t−êng chÞu lùc th× h− h¹i 383 ng«i nhµ (chiÕm
79%) vµ bÞ ph¸ hñy hoµn toµn 47 ng«i nhµ (chiÕm 9,7%). Lo¹i kÕt cÊu khung Bª
t«ng cèt thÐp x©y chÌn g¹ch ®−îc øng dông réng r·i t¹i c¸c vïng cã t¸c ®éng ®Þa
chÊn cña Liªn X«, Bungari, Mü vµ nhiÒu n−íc kh¸c, nã cã hiÖu qu¶ cao vÒ mÆt chÞu
t¶i träng ngang vµ tÝnh kinh tÕ cao. T¹i Bungari ng−êi ta ®· x©y dùng nh÷ng ng«i
nhµ cao tíi 14 tÇng víi kÕt cÊu khung Bª t«ng cèt thÐp chÌn g¹ch. XÐt vÒ mÆt kinh
tÕ th× t−êng chÌn trong khung dïng Bª t«ng xèp cã chiÒu dµy tõ 15 ®Õn 25 cm hoÆc
c¸c vËt liÖu chÌn lµ khèi x©y ®Òu mang l¹i hiÖu qu¶ cao vÒ mÆt chÞu t¸c ®éng t¶i
träng ngang. So víi c¸c lo¹i nhµ x©y th× träng l−îng t−êng ë c¸c nhµ khung chÌn
gi¶m ®¸ng kÓ, nh− vËy lùc qu¸n tÝnh còng gi¶m theo khi chÞu t¶i träng ®éng.
N¨m 1949 J.R.Benjamin vµ H.A.William ®· thÝ nghiÖm thµnh c«ng m« h×nh
cã khèi x©y chÌn t¹i tr−êng §¹i häc tæng hîp Staford Bang Califonia vµ t¹i viÖn
c«ng nghÖ cña bang Masachuset (Mü) môc ®Ých nghiªn cøu cña hai t¸c gi¶ lµ:
+ X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña m¶ng t−êng x©y th«ng th−êng.
+ X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña khung Bª t«ng cèt thÐp.
+ X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña khung BTCT víi khèi x©y chÌn.
+ X¸c ®Þnh c−êng ®é cña khèi x©y d−íi t¸c ®éng cña t¶i träng xiªn ®Ó thiÕt kÕ c¸c
c«ng tr×nh chÞu ¸p lùc do c¸c vô næ nguyªn tö g©y ra.
Sau khi thö nghiÖm, nghiªn cøu hä ®· cã nh÷ng kÕt luËn nh− sau, trong ®ã cã
liªn quan ®Õn vÊn ®Ò khèi x©y chÌn:
1. Tû sè chiÒu dµi trªn chiÒu cao cña khèi x©y cã ¶nh h−ëng lín ®Õn kh¶
n¨ng chÞu t¶i vµ ®é cøng cña kÕt cÊu.
22
2. ViÖc sö dông c«ng thøc to¸n häc chÝnh x¸c ®Ó gi¶i bµi to¸n nµy trªn thùc
tÕ lµ kh«ng thÓ thùc hiÖn ®−îc v× sù thay ®æi qu¸ lín c¸c ®Æc tr−ng c¬ lý
cña vËt liÖu khèi x©y chÌn vµ khung mµ chØ cã thÓ tÝnh to¸n ®Õn mét møc
®é gÇn ®óng nµo ®ã.
3. §é cøng cña nót khung ¶nh h−ëng lín ®Õn kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña hÖ kÕt
cÊu khung. NÕu khung cã cÊu t¹o nót cøng th× kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña nã
cao h¬n khung cã cÊu t¹o nót khíp.
4. Khung cã khèi x©y chÌn chÞu t¶i träng ngang trung b×nh tõ 2 ®Õn 3 lÇn
lín h¬n khung cïng lo¹i kh«ng cã khèi x©y chÌn.
T¹i Nga, nh÷ng ng−êi ®Çu tiªn nghiªn cøu lo¹i kÕt cÊu nµy lµ S.V.Poliakov vµ
c¸c céng sù cña «ng. S.V.Poliakov ®· tiÕn hµnh kh¶o s¸t c¸c khung cã khèi x©y
chÌn chÞu t¶i träng ngang, cô thÓ: T¸c gi¶ ®· thÝ nghiÖm khung thÐp cã liªn kÕt khíp
®−îc chÌn g¹ch cã kÝch th−íc 120cmx120cm; 200cmx200cm. T−êng chÌn dµy 12
cm vµ 25 cm. Lùc dÝnh kÕt khèi x©y lµ 1,7 - 3,5 kg/cm2. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm cho
thÊy ë giai ®o¹n ®Çu khung vµ khèi x©y chÌn lµm viÖc nh− mét hÖ liÒn khèi, ë giai
®o¹n tiÕp theo t¹i vïng cuèi cña ®−êng chÐo chÞu kÐo xuÊt hiÖn c¸c vÕt nøt t¸ch gi÷a
c¸c bé phËn khung víi khèi x©y chÌn. Khi gi÷a dÇm vµ khèi x©y chÌn cßn l¹i 20% 30% vïng tiÕp xóc th× vÕt nøt xiªn trong khèi x©y chÌn xuÊt hiÖn. §Æc tr−ng ph©n bè
vÕt nøt xiªn trong khèi x©y chÌn phô thuéc vµo tû sè β= L/H; ë ®©y L lµ chiÒu dµi
khèi x©y chÌn vµ H lµ chiÒu cao khèi x©y chÌn β=1 th× vÕt nøt xiªn trong khèi x©y
chÌn mét phÇn c¾t qua c¸c mÆt v÷a vµ mét phÇn c¾t qua g¹ch. NÕu β ≥1,5 th× vÕt nøt
xiªn chØ c¾t qua m¹ch v÷a. Ngoµi ra, S.V.Poliakov cßn thÝ nghiÖm c¸c khung chÌn
víi t¶i träng ®æi dÊu vµ c¸c khung cã lç cöa kh¸c nhau. Trong ®ã S.V.Poliakov ®·
thÝ nghiÖm c¸c m« h×nh khung chÌn g¹ch nh−ng cho chÞu nÐn däc theo ®−êng chÐo
khung. KÕt qu¶ cho thÊy sù ph¸ ho¹i cña mÉu kh«ng kh¸c víi sù ph¸ ho¹i khi nÐn
mÉu th«ng th−êng. S.V.Poliakov còng ®i tíi kÕt luËn lµ mÉu khèi x©y chÌn cã khung
bao quanh khi bÞ nÐn däc trôc theo ®−êng chÐo khung, biÕn d¹ng cña mÉu t−¬ng tù
nh− biÕn d¹ng cña mÉu th«ng th−êng cã lùc nÐn vu«ng gãc víi m¹ch v÷a x©y [6].
- Xem thêm -
.PDF 
91 
133 
119 
