Quy định về an toàn, điều kiện sử dụng bình thường, độ bền lâu của kết cấu bê tông và bê tông cốt thép cần được đảm bảo bởi việc thực hiện:

• Các yêu cầu đối với bê tông và các thành phần của nó
• Các yêu cầu đối với cốt thép
• Các yêu cầu đối với tính toán kết cấu
• Các yêu cầu cấu tạo
• Các yêu cầu công nghệ
• Các yêu cầu sử dụng

Các yêu cầu khác về tải trọng và tác động, khả năng chịu lửa, khả năng chống thấm nước, các gia trị của giới hạn biến dạng, các gia trị tính toán của nhiệt độ không khí bên ngoài và độ ẩm tương đối của môi trường, yêu cầu về bảo vệ kết cấu chịu tác động của môi trường xâm thực và các yêu cầu khác được quy định trong các tiêu chuẩn tương ứng

Để lựa chọn kết cấu móng nhà, dựa vào các căn cứ sau:

Tải trọng cột truyền xuống móng
– Độ lớn này phụ thuộc:

+ Số tầng và chiều cao các tầng

+ Khoảng cách từ cột đến cột theo phương dọc và phương ngang nhà, tức là diện tích chịu tải trọng phạm vi mỗi đầu cột

+ Kết cấu khung nhà là một nhịp hay nhiều nhịp

Số nhịp kết cấu nhà càng nhiều thì tải trọng truyền xuống móng càng giảm.

+ Ngoài ra, tải trọng của ngôi nhà truyền xuống móng còn phụ thuộc vào các yếu tố: hình dạng ngôi nhà, vị trí, địa hình khu vực.

Cách tính nhanh tải trọng móng

Bạn có thể tính nhanh tải trọng móng nhà theo kinh nghiệm sau:

Tải trọng móng (tấn) = Lực nén theo phương đứng = Tổng tích sàn (m2) trong phạm vi chịu tải của cột (tức là tại trọng công trình trong phạm vi 1m2 sàn bê tông tương đương 1 tấn/m2)

Ví dụ:

Nhà ống rộng 5m, khoảng kách cách từ cột đến cột làm 5m, số tầng của ngôi nhà là 5 tầng. Khi đó:

Tải trọng móng ở các hàng gian ở giữa nhà là là: (5/2)x5x5 = 62,5 (tấn). Móng ở cột góc là (5/2)x(5/2)x5 = 31,25 (tấn)

Khi tính toán kết cấu móng, ngoài lực truyền theo phương đứng còn có lực đẩy móng theo phương ngang. Đối với kết cấu nhà dân, để đơn giản và thiên về an toàn lực đẩy ngang có thể bỏ bỏ qua bằng cách nhân tải trọng theo phương đứng với hệ số an toàn n=1,1 – 1,2

Khả năng chịu tải của nền đất trên 1m2

Các loại đất nền khác nhau, khả năng chịu tải cũng khác nhau, vì vậy cần lựa chọn phương án móng thích hợp. Trong một số trường hợp có thể phải kết hợp với phương án cải tạo, nâng sức chịu tải của của nền đất, chẳng hạn: thay nền, ép cọc tre, cừ, tràm, cọc bê tông cốt thép, khi cọc khoan nhồi, cọc thép…

Có thể nhiều người sẽ mơ hồ khi nhắc đến thuật ngữ “kiến trúc kết cấu” tuy nhiên đây lại là một chuyên đề quan trọng trong việc thiết kế xây dựng công trình.Xương sống của một công trình xây dựng được hình thành khi hồ sơ kết cấu hoàn chỉnh.Dựa vào hồ sơ thiết kế kiến trúc,các kỹ sư kết cấu có nhiệm vụ tính toán các phương án để đưa ra các cấu kiện của công trình như:dầm,sàn,móng,trụ đỡ,mái,…Các vật liệu xây dựng được dùng cho kết cấu hiện nay là bê tông,gạch,thép,gỗ,…ngoài ra còn rất nhiều các vật liệu công nghiệp hiện đại khác.

Công trình khi có được một kết cấu chuẩn mực sẽ không bị phá hoại bởi các nội và ngoại lực,các tác động thời tiết,các tác động cơ học.Đảm bảo độ bền vững lâu dài làm tăng tuổi thọ của công trình.

Ở bất kỳ một công trình dân dụng nào,hồ sơ kết cấu là một phạm trù để đánh giá ngân sách thi công.Khi nhận được hồ sơ kết cấu,gia chủ phần nào hiểu được dự toán chi tiêu cho công trình này ngốn hết bao nhiêu tiền.Những thay đổi phương án cấu kiện tức thì của chủ đầu tư cũng phần nào đó giúp công trình giảm bớt được chi phí,đó là lợi ích không hề nhỏ mà kiến trúc kết cấu mang lại.

Khái niệm Tĩnh học, Cơ học hoặc Cơ học kết cấu thường được dùng lẫn lộn và gắn với mặt toán học, vật lý học lý thuyết, trong khi Kết cấu xây dựng hoặc Cơ kết cấu xây dựng có mục đích ứng dụng Cơ học hoặc cơ kết cấu vào trong ngành xây dựng. Vì vậy việc kiến tạo hệ chịu lực công trình và thiết kế cấu kiện (xác định kích thước yêu cầu, mặt cắt, lượng cốt thép, v. v.) được đặt lên hàng đầu.

Nhà kết cấu xây dựng hoặc nhà thiết kế xây dựng – thường là Kỹ sư xây dựng hơn là Kiến trúc sư – đảm nhiệm công việc thiết kế xây dựng.

Nhiệm vụ

Kết quả cuối cùng của việc thiết kế xây dựng là các bản tính kết cấu và thuyết minh chứng tỏ hệ chịu lực đã chọn thỏa mãn các tiêu chuẩn xây dựng bắt buộc.

Yêu cầu cơ bản quan trọng nhất của kết cấu xây dựng cũng như cơ kết cấu là hệ chịu lực phải nằm trong trạng thái cân bằng ổn định. Một phần quan trọng trong kết cấu xây dựng là mô hình hóa hệ chịu lực mẫu từ công trình xây dựng phức tạp (ngôn ngữ trong ngành còn gọi là “bổ kết cấu”) làm sao để làm sao tính toán được trong giới hạn công sức hợp lý kinh tế.

Quá trình tính toán kết cấu xây dựng tiếp tục với việc xác định ngoại lực tác động (Chú thích: tác giả dùng từ [ngoại tác] thay cho tải trọng hoặc ngoại lực vì ngoài tác nhân lực – trọng lực, gió, động đất, v. v. – ra còn có thể có các tác nhân không phải là lực khác là nhiệt, biến dạng cưỡng bức, v. v.). Từ đó có thể tính được các nội lực trong các cấu kiện. Lực tác động sẽ được truyền qua các cấu kiện xuống đến nền móng công trình.

Hệ chịu lực – Kết cấu xây dựng chia làm hai nhóm Hệ chịu lực

Hệ thanh và Hệ giàn (Thanh, Dầm, Cột, Khung)

Hệ chịu lực mặt, bao gồm Bản, Tấm, Vỏ cứng và Màng

Ngoại tác (ngoại lực, tải trọng)của một hệ chịu lực trong kết cấu xây dựng phải chú ý đến bao gồm:

Trọng lực

Lực giao thông

Lực gió

Lực sử dụng

Lực nước

Lực đất

Động đất

Nhiệt

Cưỡng bức

V. v.

Các lực động (va chạm, rung, dao động, động đất, v. v.) thường được tính quy chuyển sang một lực tĩnh trước khi dùng để tính toán cho công trình xây dựng.

Tư vấn thiết kế kết cấu thép xây dựng là quá trình tình toán và triển khai các phương án chi tiết của kết cấu mống, dầm, cột, sàn,… Các công trình xây dựng nhà xưởng công nghiệp lớn thường xử dụng kết cấu thép. Kết cấu bê tông cốt thép thường được sử dụng trong hầu hết các công trình dân dụng như nhà cao tầng, nhà ở, trường học, …

Kỹ sư thiết kế chuyên nghiệp sẵn sàng lắng nghe ý tưởng và yêu cầu từ phía nhà đầu tư. Sau khi thống nhất với chủ đầu tư, chúng tôi triển khai phương án dựa trên các thiết kế kiến trúc, kết cấu, vật liệu và thể thiện chi tiết trên các bản vẽ mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt, phối cảnh.

công đoạn tư vấn thiết kế là khâu quan trọng. Các kỹ sư thiết kế phải nghiên cứu một cách kỹ lưỡng và chắc chắn cho các chi tiết quan trọng cho từng hạng mục thi công cho phù hợp. Dựa trên bảng tính toán này chủ đầu tư sẽ nắm được chi phí xây dựng một cách tổng quát nhất; nhằm hạn chế tối đa các phát sinh không cần thiết trong quá trình thi công lắp dựng.

• Bước 1: Mô tả và giới thiệu về kết cấu bê tông cốt thép nhà dân dụng

• Bước 2: Chọn kích thước sơ bộ cho từng bộ phận

• Bước 3: Tiến hành lập sơ đồ tính toán cho kết cấu

• Bước 4: Tìm hiểu và xác định xem các loại tải trọng nào sẽ tác dụng lên kết cấu

• Bước 5: Tính toán và tiến hành vẽ biểu đồ tổ hợp nội lực và nội lực

• Bước 6: Tính toán xem lượng bê tông cốt thép sử dụng là bao nhiêu?

• Bước 7: Thiết kế chi tiết những tính toán trên và thể hiện lại cho người thi công

Bê tông tươi được làm từ nhiều vật liệu khác nhau như: cát, sỏi, xi măng, nước. Chúng được trộn đều và dầm kỹ trước khi cho cốt thép vào bên trong. Chính vì thế bê tông có khả năng chịu lực nén rất tốt nhưng lại không có khả năng chống được lực kéo và lực lực cắt. Như vậy có thể nói vai trò chính của cốt thép trong bê tông là tăng cường khả năng chịu lực kéo.

Trong xây dựng người ta thường phân loại một số dạng kết cấu bê tông cốt thép dựa trên những vai trò chủ yếu của nó.

• Cốt thép chịu lực: Những cấu kiện hay bị uốn xuống như dầm nhà thường cần có cốt thép chịu lực để dầm luôn thẳng đứng, không bị tác động của lực kéo xuống.
• Cốt thép phân phối: Cốt thép này thường dùng để phân phối đều các tải trọng trên sàn và định vị các cốt thép chịu lực.
• Cốt thép đai: Cốt thép có vai trò như một chân trụ cố định để đảm bảo vị trí các kết cấu kiện cố định một chỗ không bị di chuyển.
• Cốt thép cấu tạo: Cốt thép có vai trò giữ các thanh thép chịu lực và góp phần làm toàn bộ khung thép thành một bộ khung chắc chắn, tăng tính ổn định của kết cấu.

Để công trình đảm bảo và có chất lượng tốt. Khi xây dựng cần hiểu rõ được  vai trò của cốt thép trong kết cấu bê tông và những cách kiểm tra cốt thép trước khi cho vào trong bê tông tươi. Chỉ có như vậy, công trình mới tăng tính an toàn, tăng thời gian sử dụng lâu dài, kết cấu bê tông cốt thép hạn chế rạn, nứt.

Trong thiết kế, thi công hố pít phục vụ cho việc lắp đặt thang máy, chúng ta cần hết sức chú ý đến kết cấu hố pit để xây dựng cho phù hợp. Và để làm được điều đó cần chú ý đến các nội dung sau:

1 Kích thước hố thang

Kích thước hố thang được xây dựng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau. Do đó, bạn cần xác định chính xác các kích thước sau:

• Kích thước hố thang (kích thước lọt lòng): Đó là kích thước chiều ngang và chiều sâu hố. Tùy vào loại tải trọng mà để kích thước cho hợp lý.
• Hố pit: Hố pit là phần tính từ cốt 0:0 xuống. Yêu cầu của hố pít chính là luôn luôn khô ráo.
• Đà linteau giữa tầng: Hệ thống rail dẫn hướng thang máy yêu cầu khoảng cách 1500mm phải có một điểm bắt cố định vào tường nên khi làm hố cần phải làm hệ thống đà linteau 3 mặt hố vào khoảng giữa tầng.
• Phòng máy: Với loại thang máy có phòng máy, khi đổ sàn cần phải chừa trống các lỗ kỹ thuật. Ngoài ra, bạn cũng không được bỏ quên phần móc treo Palang trên nóc phòng máy.

Và vì thang máy vận hành theo phương thẳng đứng, chính vì thế khi xây dựng cần phải đảm bảo hố không được nghiêng, vặn, móp.

2 Bộ giảm chấn

Trong khu vực hố pit của thang máy, giảm chấn là bộ phận được đưa vào lắp đặt ở vị trí đáy hố thang. Bộ giảm chấn hỗ trợ dừng đỡ cabin thang máy và đối trọng của thiết bị trong quá trình hoạt động lên xuống.

hư vậy, chức năng chính của bộ giảm chấn là đảm bảo tình trạng không vượt quá tốc độ, không vượt quá vị trí đặt công tắc giới hạn hành trình. Nhờ đó việc kiểm soát quá trình hoạt động của thang máy trở nên đúng đắn và hợp lý hơn.

3 Các bộ phận an toàn tại vị trí hố pit

Các bộ phận an toàn trong hố pit có thể kể đến như: Hệ thống phanh hãm/ kích hoạt hoạt động của cabin, hệ thống tín hiệu nhận biết sự đóng kẹt cửa thang, hệ thống chuông báo động, hệ thống công tắc chống vượt hành trình,…

Các bộ phận an toàn này sẽ được tính toán bởi đơn vị thi công nhằm đảm bảo an toàn tuyệt đối khi vận hành thang máy.

Mục đích của việc tính toán kết cấu là đảm bảo cho kết cấu không bị vượt quá trạng thái giới hạn khiến cho chúng không thể sử dụng được nữa, trong khi có thể sử dụng tối ưu về vật liệu và nhân công chế tạo, dựng lắp.

Trạng thái giới hạn là trạng thái mà khi vượt quá thì kết cấu không còn thỏa mãn các yêu cầu sử dụng hoặc không đảm bảo các tiêu chuẩn trong thiết kế và thi công. Các trạng thái giới hạn gồm:

• Các trạng thái giới hạn về khả năng chịu lực: kết cấu không còn đủ khả năng chịu lực, sẽ bị phá hoại, sụp đổ hoặc hư hỏng làm nguy hại đến công trình, quá trình vận hành hoạt động và sự an toàn của con người. Đó là trường hợp kết cấu không đủ độ bền, kết cấu bị mất ổn định hoặc vật liệu kết cấu bị chảy.
• Các trạng thái giới hạn về sử dụng là các trạng thái mà kết cấu không còn sử dụng bình thường được nữa do bị biến dạng quá lớn hoặc hư hỏng cục bộ. Các trạng thái này bao gồm: trạng thái giới hạn về độ võng và biến dạng làm ảnh hưởng đến việc sử dụng bình thường của thiết bị máy móc, của con người hoặc làm hỏng sự hoàn thiện của kết cấu, do đó, hạn chế việc sử dụng công trình; sự rung động quá mức, sự han gỉ quá mức.

Kết cấu phải được tính toán để đảm bảo không xuất hiện trạng thái giới hạn (có tính đến thời gian sử dụng kết cấu cho mục đích hoạt động, công trình…)

1. Khảo sát dữ liệu :

1.1 Khảo sát địa chất-thủy văn(mực nước ngầm,môi trường ăn mòn)

1.2 Môi trường xung quanh – địa điểm công trình (Chiều dày lớp bê tông bảo vệ,xi măng cho môi trường ăn mòn)

1.3 Bản vẽ kiến trúc,các chi tiết kiến trúc cần thiết

1.4 Vị trí đặt các thiết bị máy móc nặng(nếu có),các thiết bị có tải trọng lớn khác

1.5 Chiều cao thông thủy yêu cầu(Yêu cầu từ bộ phận M&E và Kiến trúc)

1.6 Công nghệ sử dụng trong thi công , tính khả thi trong điều kiện hiện có

2. Tính toán tải trọng :

2.1 Xác định các loại tải trọng đứng :

2.1.1 Trọng lượng bản thân công trình

2.1.2 Tĩnh tải sàn (bao gồm hệ thống M&E cho 1m2 sàn , trần thạch cao – nếu có)

2.1.3 Tĩnh tải mái

2.1.4 Tải trọng tường,vách ngăn

2.1.5 Hoạt tải sàn

2.1.6 Hoạt tải mái

2.2 Xác định tải trọng ngang :

2.2.1 Tải trọng gió

2.2.2 Tải trọng động đất

3. Kích thước tiết diện sơ bộ :

3.1 Tính toán tải trọng sơ bộ lên một vị trí cột

3.2 Chọn cường độ (mác) bê tông,cường độ(mác) thép à Tính sơ bộ diện tích tiết diện cột ở tầng dưới cùng.

3.3 Chọn tiết diện sơ bộ của dầm khung,ở dưới dầm khung lớn vì chịu momen lớn,lên trên có thể giảm lại hoặc giảm thép,giảm cường độ bê tông.

3.4 Chọn chiều dày sàn theo nhịp lớn nhất,sàn tầng hầm dày(200,250,300,400…) vì chịu chống tải áp lực đất

4. Lập mô hình kết cấu,Kiểm tra mô hình và kết cấu :

4.1 Lập mô hình kết cấu dựa trên tiết diện dầm,cột sàn sơ bộ đã chọn

4.2 Định nghĩa vật liệu,tải trọng,tổ hợp tải trọng

4.3 Định nghĩa tiết diện dầm,cột theo các tầng,định nghĩa vách,sàn cho các tầng

4.4 Gán các loại tiết diện cho các cấu kiện tương ứng

4.5 Gán tải trọng đứng

4.6 Các bước cần thiết khác trong việc mô hình kết cấu công trình đặc trưng

4.7 Check model thường xuyên sau 1 vài thao tác

4.8 Test run à rà soát lỗi nếu có – trong last analysis run log

4.9 Design sơ bộ àchọn lại tiết diện nếu thiếu hoặc hàm lượng thép lớn

4.10 Tính tải trọng ngang(gió , động đất)ànhập tải trọng ngang(sau khi kiểm tra mode,chu kỳ )

4.11 Kiểm tra chuyển vị,momen xoắn(các tầng trên cùng),mode cơ bản,chu kỳ T hợp lý(nếu có tính)

4.12 Test design à chọn lại tiết diện dầm cột hợp lý và thõa mãn các yêu cầu kết cấu trên.

4.13 Kiểm tra lại sai sót trong việc lập mô hình(tải trọng,tiết diện,kiến trúc,mode,chu kỳ T,sàn tuyệt đối cứng…)

5. Thiết kế cột,dầm,vách,sàn

5.1 Xuất dữ liệu nội lực theo các tổ hợp

5.2 Kiểm tra dữ liệu hợp lý,bất thường tại các vị trí điển hình,vị trí kết cấu nghi ngờ.

5.3 Kiểm tra dữ liệu chuyển vị,xoắn,lực dọc so với tính sơ bộ

5.4 Lập bảng tính dầm,cột,sàn

5.5 Kiểm tra hàm lượng cốt thép của dầm,cột,vách.Nếu thiết kế kháng chấn thì cần kiểm tra hàm lượng cốt thép theo TCXDVN 5574-2018.

5.6 Độ lớn đường kính cốt thép chịu lực sàn không lớn hơn h/10,h -chiều dày sàn.(theo tiêu chuẩn ACI)

6. Thiết kế móng :

6.1 Dựa vào điều kiện địa chất ,thủy văn xác định phương án móng

6.2 Dựa vào điều kiện thủy văn xác định mực nước ngầm,áp lực mực nước ngầm nếu đào sâu.

6.3 Xem xét địa chất có ảnh hưởng thi công,xem xét có thấu kính,hiện tượng cát chảy …

6.4 Tiến hành tính toán móng,kiểm tra hàm lượng thép

7. Thuyết minh kết cấu :

7.1 Thuyết minh các tiêu chuẩn áp dụng trong thiết kế,vật liệu áp dụng trong thiết kế.

7.2 Thuyết minh tải trọng :

Đảm bảo tải trọng trong thuyết minh đồng nhất trong mô hình kết cấu theo các vị trí và các giá trị , phù hợp tiêu chuẩn tải trọng và tác động.

7.3 Thuyết minh nội lực,bảng tính dầm,cột,sàn :

Đảm bảo nội lực trong thuyết minh đồng nhất với nội lực trong mô hình kết cấu sau cùng,các bảng tính sử dụng nội lực tương ứng.Hàm lượng thép đảm bảo theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép đã ứng dụng.

7.4 Thuyết minh tính toán móng :

Đảm bảo sử dụng dữ liệu đồng nhất trong mô hình kết cấu sau cùng,các thông số cường độ,chuyển vị ,ổn định …phù hợp tiêu chuẩn áp dụng.

8. Ghi chú chung :

8.1 Khi tính toán cấu kiện nào,phải thõa mãn những yêu cầu của tiêu chuẩn đó về cường độ,chuyển vị,ổn định ,hàm lượng thép …

8.2 Các thông số kỹ thuật phải có đầu vào,đầu ra rõ ràng,đã qua kiểm tra,có cơ sở là tiêu chuẩn hoặc tài liệu phổ biến rộng rãi,tác giả có uy tín.

9. Bản vẽ :
9.1 Các bản vẽ mặt bằng kết cấu , bản vẽ mặt bằng định vị cấu kiện

9.2 Các bản vẽ chi tiết móng , dầm , cột, sàn , kết cấu thép

9.3 Các bản vẽ mặt cắt sàn

9.4 Bản vẽ các chi tiết cần thiết khác .