Đang tải... (xem toàn văn)
Viện Kỹ thuật công trình đặc biệt Bộ môn xây dựng nhà & CTCN Bài giảng Kết cấu nhà cao tầng TS Vũ Ngọc Quang Hà Nội 2012 Chương 1 Mở đầu về phương hướng thiết kế nhà cao tầng 1 1 vài nét về xây dựng n[.]
Viện Kỹ thuật cơng trình đặc biệt Bộ mơn xây dựng nhà & CTCN Bài giảng Kết cấu nhà cao tầng TS Vũ Ngọc Quang Hà Nội 2012 Chương Mở đầu phương hướng thiết kế nhà cao tầng 1.1 vài nét xây dựng nhà cao tầng 1.1.1 Sự hình thành phát triển nhà cao tầng xu chung giới Hiện nay, trào lưu kiến trúc đại phát triển xu hướng quốc tế hóa quốc gia với nhiều tịa nhà văn phòng, thương mại cao tầng - siêu cao tầng với hình dáng, cấu trúc đại, tiên tiến Cùng với phát triển mạnh mẽ kinh tế, xã hội dẫn đến thị giới dân số ngày đông đúc, nhu cầu nhà ở, văn phòng làm việc, trung tâm thương mại, khách sạn tăng lên đáng kể Bên cạnh tăng dân số, hạn hẹp quỹ đất xây dựng thiếu trầm trọng làm giá đất tăng lên với phát triển mạnh khoa học công nghệ xây dựng, đa dạng vật liệu góp phần thúc đẩy mạnh mẽ phát triển xây dựng nhà cao tầng Có thể coi nhà cao tầng biểu tượng kiến trúc đô thị đại, sản phẩm biểu trưng tiến khoa học công nghệ xây dựng tiên tiến Xây dựng cải tạo nhà cao tầng biện pháp tích cực quan trọng nước phát triển Hình 1.1 Một số hình ảnh kiến trúc tháp cao tầng: 1.1.2 Định nghĩa phân loại nhà cao tầng Định nghĩa: Theo ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế: “Ngôi nhà mà chiều cao yếu tố định điều kiện thiết kế, thi công sử dụng khác với nhà thơng thường gọi Nhà cao tầng” Có thể định nghĩa theo cách khác: “Nhà cao tầng nhà mà chiều cao ảnh hưởng tới ý đồ cách thức thiết kế” Một số nước đưa quy định nhà cao tầng: Các nước SNG : Nhà 10 tầng trở lên, loại nhà khác tầng; Trung Quốc: Nhà 10 tầng trở lên, loại nhà khác >24m; Mỹ: Nhà 10 tầng trở lên, loại nhà 22-25m; Pháp: Nhà cao 50m, loại nhà khác cao 28m; Anh: Nhà có chiều cao từ 24,3m trở lên; Nhật: Nhà 11 tầng chiều cao từ 31m trở lên; Đức: Nhà cao 22m tính từ mặt nền; Phân loại: a Phân loại theo mục đích sử dụng: -Nhà ở; - Nhà làm việc dịch vụ khác; - Khách sạn b Phân loại theo hình dạng: - Nhà tháp: mặt hình trịn, tam giác, vng, đa giác cạnh, giao thơng theo phương đứng tập trung vào khu vực - Nhà dạng thanh: mặt chữ nhật, có nhiều đơn vị giao thông theo phương thẳng đứng c Phân loại theo chiều cao nhà: - Nhà cao tầng loại I: 09 - 16 tầng (cao 50m); - Nhà cao tầng loại II: 17 - 25 tầng (cao 75m); - Nhà cao tầng loại III: 26 - 40 tầng (cao 100m); - Nhà cao tầng loại IV: 40 tầng trở lên (nhà siêu cao tầng) d Phân loại theo vật liệu dùng để thi công kết cấu chịu lực: - Nhà cao tầng bê tông cốt thép; - Nhà cao tầng thép; - Nhà cao tầng có kết cấu tổ hợp Bê tơng cốt thép thép Các nước giới tùy theo phát triển nhà cao tầng mà có cách phân loại khác Hiện nước ta có xu hướng theo phân loại ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế Về mặt kết cấu, cơng trình định nghĩa cao tầng độ bền vững chuyển vị tải trọng ngang định Tải trọng ngang dạng gió bão động đất Mặc dù chưa có thống chung định nghĩa nhà cao tầng có ranh giới đa số Kỹ sư kết cấu chấp nhận, từ nhà thấp tầng sang nhà cao tầng có chuyển tiếp từ phân tích tĩnh học sang phân tích động học nhà chịu tác động tải gió, động đất tức vấn đề dao động ổn định nói chung Các cơng trình nhà cao tầng ngày cao hơn, nhẹ mảnh so với nhà cao tầng khứ Các nghiên cứu giới khẳng định xu hướng tương lai, thông qua kết so sánh cho thấy cơng trình có độ mảnh cao đồng thời mang lại hiệu kinh tế cao 1.1.3 Lịch sử phát triển nhà cao tầng Hình 1.2 Minh họa kiến trúc cơng trình cao tầng xây dựng Từ đầu kỉ XX, với phát triển khoa học kỹ thuật (như công nghệ vật liệu, công nghệ chế tạo máy ) đưa giới vào chạy đua xây dựng cơng trình chọc trời Do nhà cao tầng xuất trở thành biểu tượng cho phồn thịnh phát triển mà điển hình phát triển Mỹ: năm 1913 cao ốc Woolworth xuất (chiều cao 241m); năm 1930 cao ốc Crystler trở thành cơng trình cao với chiều cao 319m sau vài tháng bị đánh bại State Emprire Building cao 344m (102 tầng) Kỷ lục giữ đến World Trade Center đời cao 381m (110 tầng) Châu xu hướng phát triển năm 70 mà điển hình Bank of China Tower - HongKong cao 269m (70 tầng); Jin Mao Tower ShangHai cao 421m (86 tầng); Petronas Tower Malaysia cao 450m (95 tầng) a a.Nhà cao tầng Mỹ: - Trường phái nhà cao tầng Chicago: Là trường phái nhà cao tầng xuất trước đặc điểm phát triển nhà cao tầng theo kiến trúc High-Tech Super High-Tech Mang nặng mặt kỹ thuật, có hình thức khối tương đối vuông vắn, cục mịch không đa dạng khơng mang tính nghệ thuật Kiểu nhà cao tầng phổ biến thành phố Chicago nói riêng tồn nước Mỹ nói chung tịa nhà chọc trời thiết kế thiên hướng theo công kết cấu đại mang tính cơng nghệ cao khơng mang tính phong phú đa dạng nghệ thuật kiến trúc nhà cao tầng Kể từ giới thiệu sử dụng rộng rãi, kiến trúc làm chuyển đổi tòa nhà theo phong cách Châu Âu cổ điển sang trường phái thiết kế theo cơng nghệ phơ diễn kết cấu Hình 1.3 Tháp IBM BUILDING TOWER/Chicago - Mỹ - Trường phái nhà cao tầng New York: Là trường phái nhà cao tầng sau trường phái nhà cao tầng Chicago, có đặc điểm phong phú đa dạng hình thức kiến trúc tổ hợp Trường phái nhà cao tầng có xử lý hình khối kiến trúc tổ hợp cách nghệ thuật Bao gồm: Tổ hợp mặt bằng, tổ hợp mặt đứng mà hiệu phần kết mặt đứng Trường phái thể kiểu nhà cao tầng phổ biến thành phố New York tòa nhà chọc trời Kể từ giới thiệu sử dụng rộng rãi đây, kiến trúc làm chuyển đổi tòa nhà New York từ kiểu truyền thống Châu Âu thấp khối nhà theo phong cách cao tầng thô mộc Chicago sang khu thương mại vươn thẳng đứng lên cao có xử lý nghệ thuật phần mái Tính đến tháng năm 2008, New York có 5.538 tòa nhà cao tầng, nhiều thành phố khác Hoa Kỳ đứng hạng nhì giới, sau Hong Kong Hiện thành phố có 50 nhà chọc trời xây dựng xong, cao 200 mét Bị bao quanh mặt nước, mật độ dân số giá trị bất động sản cao khu thương mại khiến cho New York trở thành nơi tập trung nhiều tòa nhà, tòa tháp chung cư văn phòng giới New York có tịa nhà cao tầng với kiến trúc bật mang nhiều phong cách khác Woolworth Building 40 phố Wall, hồn thành năm 1913, tịa nhà chọc trời mang kiến trúc Gothic phục hưng thời kỳ đầu Nghị phân vùng năm 1916 bắt buộc tịa nhà phải xây theo kiểu hình chồng lên (phần có diện tích rộng phần trên) giới hạn tháp phần trăm đất bên ánh nắng mặt trời chiếu xuống đường phố bên Kiểu thiết kế art deco tòa nhà Chrysler năm 1930 với đỉnh thon nhỏ hình chóp thép phản ánh u cầu bắt buộc Tịa nhà nhiều sử gia kiến trúc sư xem tòa nhà đẹp New York với cách trang trí rõ nét, thí dụ góc tầng 61 có hình biểu tượng chim ó gắn nắp phía trước đầu xe Chrysler kiểu năm 1928 mẫu đèn hình chữ v ghép chặt tháp chóp thép đỉnh tịa nhà Một ví dụ ảnh hưởng lớn kiến trúc phong cách quốc tế Hoa Kỳ tòa nhà Seagram (1957), đặc biệt diện mạo sử dụng xà thép hình chữ H bọc đồng dễ nhìn thấy để làm bật cấu trúc tòa nhà Tịa nhà Condé nast (2000) thí dụ điển hình cho cấu trúc thiết kế bền vững (Sustainable Design) tòa nhà chọc trời Hoa Kỳ Đặc điểm khu dân cư lớn New York thường dãy nhà phố (rowhouse, townhouse) đá nâu tao nhã tòa nhà cao tầng tồi tàn xây dựng thời kỳ mở rộng nhanh từ năm 1870 đến năm 1930 Đá gạch trở thành vật liệu xây dựng chọn lựa thành phố sau việc xây nhà gỗ bị hạn chế vụ cháy lớn vào năm 1835 Không giống Paris nhiều kỷ xây dựng từ đá vơi mình, New York ln lấy đá xây dựng từ hệ thống mỏ đá xa xơi tịa nhà xây đá thành phố đa dạng kết cấu màu sắc Một điểm bật khác nhiều tòa nhà cao tầng thành phố có diện tháp nước gỗ đặt Vào thập niên 1800, thành phố bắt buộc tòa nhà cao sáu tầng gắn tháp nước để không cần phải nén nước cao cao độ thấp mà làm bể ống dẫn nước thành phố Những tòa nhà cao tầng chung cư có vườn hoa trở nên quen thuộc suốt thập niên 1920 khu ngoại có Jackson Heights nằm quận Queens Dạng trường phái nhà cao tầng lan tỏa nước Mỹ với nhiều cơng trình có thẩm mỹ đẹp bật Dưới vài cơng trình minh họa Hình 1.4 Tháp NEW YORK CARNEGIE HALL TOWER/New York - Mỹ Hình 1.5 Tháp ATLANTA ONE PEACHTREE CENTER TOWER/Georgia -Mỹ b Nhà cao tầng Châu âu: Châu Âu sau Mỹ trình phát triển nhà cao tầng Từ năm 1950 Frankfurt - Đức trở thành thành phố nhà cao tầng Châu Âu Năm 1960 tháp Henninge khu phố Sachsenhausen nhà Frankfurt vượt qua tháp tây nhà thờ lớn Frankfurt chiều cao (120 mét) nhà cao năm 1970 (Plaza Baro Center/khách sạn Marriott, DG-Bank (ngân hàng hợp tác xã Đức), Dresdner Bank) tòa nhà cao nước Đức với chiều cao tròn 150m, tháp hội chợ (Messeturm) 1990 đạt chiều cao 257 m tòa nhà cao châu âu năm sau bị vượt qua tòa nhà cao 300 m trụ sở Commerzbank Hình 1.6 Tháp DG BANK TOWER/ Frankfurt - Đức A GI A = GI T t i i t i i nên ta có phương trình mơmen sau (3.108) − Ai EI i Ai V ''' + GI t V ' = T T (3.116) Nếu liên kết chân vách cứng ngàm hoàn toàn, điều kiện giới hạn có dạng V ( o ) = 0; V ' ( o ) = V '' ( H ) = (3.117) 3.4.2 Xác định tâm cứng trục A EI A T Do hệ trục OXY chọn nên ma trận i i i thường ma trận đầy đủ Ta chọn hệ trục O* X *Y * ma trận trở thành ma trận chéo Dưới dạng khai triển: ( I yi cos i + I xi sin i ) Doi xung ( I − I )sin cos −( I r ( I cos + I sin ) ( − I r ( I yi xi i xi yi yi i yi i yi cos i + I xi rxi sin i ) yi sin i + I xi rxi cos i ) yi ryi + I xi rxi + K ti ) i (3.118) Trước hết tìm góc đặt: *i = i − để cho: ( I yi (3.119) − I xi )sin *i cos *i = Từ suy ra: tg 2 = ( I ( I yi − I xi )sin 2i yi − I xi )cos 2i (3.120) Vị trí Ai hệ trục OX *Y * sau: X *Ai = X Ai cos + YAi sin YAi* = − X Ai sin + YAi cos (3.121) Sau xoay trục, vị trí tâm cứng cơng trình xác định từ hai điều kiện sau [xem (6-118)] 125 ( I r cos + I r sin ) = ( − I r sin + I r cos ) = * yi yi * i * yi yi * xi xi * i * xi xi * i * i đó: * * ) đến tâm cứng ,YTC ri* - khoảng cách từ tâm cứng hệ hệ trục O* X *Y * ( X TC vách cứng xét Ai ( X *Ai ,YAi* ) : * * rxi* = ( X *Ai − X TC )cos *i + ( YAi* − YTC )sin *i * * ryi* = −( X *Ai − X TC )sin *i + ( YAi* − YTC )cos *i (3.122) Thực phép tính ta tìm tọa độ tâm cứng hệ sau: X * TC = * YTC = − ( I yi − I xi )sin *i cos *i YAi* + ( I xi cos *i + I yi sin *i )X *Ai ( I xi cos *i + I yi sin *i ) − ( I yi − I xi )sin cos X + ( I xi cos + I yi sin )Y * i ( I * i xi * Ai * i * i * i * Ai (3.123) cos + I yi sin *i ) Trong hệ tọa độ chọn ban đầu OXY , tâm cứng có tọa độ: * * X TC = X TC cos − YTC sin * * YTC = X TC sin + YTC cos (3.124) Mơmen qn tính hệ sau: I x = ( I xi cos *i + I yi sin *i ) I y = ( I xi sin *i + I yi cos *i ) K t = ( I xi rxi*2 + I yi ryi*2 + K ti ) (3.125) Sau xác định tâm cứng tính chất hình học - vật lý khác hệ vách cứng thành phần, việc phân phối ngoại lực ngang tính tốn ứng suất pháp phát sinh thực tương tự trình bày phần 6-2, 6-3 126 Hình 3-38 3.5 Tính tốn nhà có sơ đồ hỗn hợp vách cứng - khung chịu lực 3.5.1 Các giả thiết Như trình bày chương 2, hệ hỗn hợp vách cứng (lõi, tường) - khung chịu lực có hai sơ đồ sau: - Sơ đồ giằng khung có khả chịu tải trọng đứng - Sơ đồ khung - giằng khung vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang với vách cứng Đối với nhà thuộc sơ đồ giằng, việc tính tốn phân phối tải trọng ngang xác định ứng suất pháp phát sinh loại tải trọng gây thực nhà có sơ đồ tường (lõi) chịu lực Phần sau trình bày cách tính tốn nhà có sơ đồ khung - giằng 127 Dưới tác động tải trọng ngang, khung cứng có kiểu biến dạng cắt khác so với kiểu biến dạng uốn vách cứng (h.3-39) Như hai loại cấu kiện thẳng đứng chịu lực biến dạng không tương đồng; nghĩa quy luật biến dạng theo chiều cao chúng khác Hiện phương pháp tính tốn đơn giản nhà nhiều tầng có hai Hình 3-39 cách quan niệm: - Cách thứ nhất: thay khung thực vách cứng đặc tương đương (có chiều cao, chuyển vị ngang đỉnh cao trình 0,8H, chịu loại tải trọng ngang) Bằng cách thay việc tính tốn nhà tác động tải trọng ngang thực theo cách thức trình bày phần trước - Cách thứ hai: xem khung làm việc côngxôn chịu cắt (độ cứng chống uốn khung lớn vô cùng) Giả thiết dùng tính tốn thiết kế cơng trình với độ xác chấp nhận Phần sau trình bày phương pháp tính tốn theo quan niệm thứ hai 3.5.2 Các cơng thức Ta giả thiết vách cứng có độ cứng chống uốn EIi lẫn độ cứng chống xoắn GIti, cịn khung có độ cứng cắt GAk (chỉ số i vách cứng số k dành cho khung cứng) Để đơn giản ta xét trường hợp cấu kiện thẳng đứng chịu lực có trục qn tính song song với song song với hệ trục oxy (h.6-42) Ngoại lực ngang Ty(z) tác động theo phương y trục oy đoạn b 128 Hình 3.40 Các biểu thức biểu diễn mối quan hệ lực - chuyển vị cấu kiện thẳng chịu lực có dạng sau: - Vách cứng - biểu thức (3.86); - Khung cứng: dvx = Txk dz dv y GAk = Tyk dz GAk (3.126) Các điều kiện cân lực: T +T T +T xi yi ( xk yk = = Ty (3.127) T − yiTxi ) + ( xkTyk − ykTxk ) + M ti = bTy xi yi Bởi khung giả thiết có độ cứng chống cắt nên vị trí tâm cứng trường hợp xác định theo (6-8) Nếu chuyển ngoại lực tâm cứng ta có phương trình cân lực sau: T +T T +T xi yi ( r T xi yi xk yk = = Ty (3.128) − ryiTxi ) + ( rxkTyk − rykTxk ) + M ti = M t Trong đó: rxi = xi − xTC ;ryi = yi − yTC rxk = xk − xTC ;ryk = yk − yTC 129 (3.129) M t = Ty ( b − xTC ) (3.130) Sử dụng biểu thức (3.5) phép biến đổi toán học ta thu hệ phương trình vi phân sau: EI x d 3Vy dz = 0; d 3Vx − EI y = Ty dz d 3 d d − EKt + GI t + ( GAk rxk2 +GAk ryk2 ) = Mt dz dz dz (3.131) (3.132) Các ký hiệu dùng hai biểu thức có ý nghĩa tương tự (3.89) (3.90) Từ ta suy phương trình phân phối ngoại lực ngang sau: - Cho vách cứng theo (3.93); - Cho khung cứng: d dz d Tyk = rxk GAk dz Txk = ryk GAk (3.133) Trong trường hợp này, để tìm biến dạng cơng trình ta cần phải giải phương trình vi phân bậc với điều kiện sau: z =0: = ' = V = V ' = z=H: '' = V '' = (3.134) Tùy thuộc vào trường hợp chất tải, việc xác định biến dạng thực tương tự phần 6-3-3 3.5.3 Tính tốn độ cứng chống cắt tương đương khung cứng Xét khung cứng có n tầng m nhịp với kích thước hình 6-43 Ta giả thiết cột trung gian có mơ men qn tính 2I lớn gấp lần cột biên dầm có mơ men qn tính J 130 Hình 3-41 Dưới tác động tải trọng ngang, điểm uốn tất dầm cột nằm chiều dài chúng Để tính tốn, ta tách phần khung có chiều cao h Phần khung chịu lực cắt tổng cộng T có chuyển vị ngang tương đối (h.341) Chuyển vị ngang xác định sau: h3 = 12 EI Il T 1 + Jh m Hình 3-42 131 (3.135) Đem so sánh chuyển vị với chuyển vị trượt vách cứng đặc có chiều cao chịu trị số tải trọng ngang (h.6-45), ta độ cứng chống cắt khung: GA = Th 12 E Im = h ( + Il ) Jh (3.136) Hình 3-43 Như tính tốn khung cứng thay côngxôn chịu cắt với độ cứng GA, cịn độ cứng uốn lớn vơ Trong thực tế tồn loại khung thỏa mãn giả thiết Các khung có tên khung tỷ lệ Ở loại khung tỷ lệ, nút có chuyển vị ngang cao trình (chuyển vị theo phương đứng khơng) (h.3-44) Bằng cách tính tốn tương tự, chuyển vị ngang lúc xác định theo biểu thức sau: Ti h3 Ti h i i −1 Ti h3 = + = + h 12 EI i E i + i −1 12 EI i (3.137) Trong đó: i = li ; Ji i −1 = li −1 J i −1 (3.138) Điều kiện khung tỷ lệ: h −1 = h 2Ii J i −1 J i + = const l li i − Độ cứng chống cắt tương đương khung: 132 GA = h Ti = 12 E I i 2I h 1 + i i −1 h i −1 + i (3.139) Hình 3-44 Ví dụ Xác định ứng suất tải trọng ngang gây hệ kết cấu chịu lực cho hình 6-47 vách cứng có bề dày t khơng đổi Các cấu kiện khung có kích thước sau: a a a3 a Dầm t ; cột biên t ; cột t ; chiều cao tầng h = Nhà cao 10 tầng 10 10 10 (H = 5a) Hình 3-45 1, Xác định độ cứng chống cắt tương đương khung I =( a a3 a 3t ) t .2 + ( )t = 10 12 10 12 3000 I = J Theo (3.136) (3.139): 133 GA = 12 Ea 3t Eat = 3000 a 625 2, Xác định tâm cứng cơng trình a3t Mơ men qn tính vách cứng 1: I x1 = 12 Lõi cứng 2: mô men quán tính a a a3t a I x = I y = ( )3 t + t( )2 = 12 12 Mô men chống xoắn túy (3.82) I t = a3t Do Ix1 = Ix2 bỏ qua độ cứng chống uốn khung nên vị trí tâm cứng sau: xTC = a; yTC = a 3, Xác định nội lực - Phương trình cân (h.3-46) Ty1 + Ty2 = Ty -aTy1 + aTy2 - aTx3 + aTx4 +Mt2 = Mt Trong đó; Ty = 3pa(H - z) Mt = pa ( H − z ) Từ (3.93) (3.133): Ea3t d Vy d 3 Ty1 = − [ −a ] 12 dz dz Ea3t d Vy d 3 Ty = − [ +a ] 12 dz dz Tx = −GAa Tx = GAa d dz d dz M t = −GI t d dz 134 Hình 3-46 Đưa lực vào phương trình cân ta có: - Phương trình uốn: d 3Vy dz =− pa( H − z ) a 3t E - Phương trình xoắn: a5t d 3 d pa E − [GI t + 2a 2GA] =− (H −z) dz dz Mô men uốn vách cứng 1: Ea 3t d Vy d 2 M x1 = − Ty1dz = [ −a ] 12 dz dz = Ea t p pa [ ( H − z )2 − a ( 12 a tE GI t + 2a 2GA Ở : a 5t 2 = GI t + 2a 2GA E Mô men uốn lõi cứng 2: 135 ch z H H −z + sh − )] H ch M x2 = Ea 3t d Vy d 2 = − Ty dz = [ +a ] 12 dz dz Ea t p pa [ ( H − z )2 + a ( 12 a tE GI t + 2a 2GA ch z H H −z + sh − )] H ch Mô men xoắn xuất lõi cứng 2: M t = GI t = d dz GI t pa [ GI t + 2a 2GA sh z H H −z − ch −H −z ] H ch Lực cắt vách cứng lõi xác định theo biểu thức sau: Ty1 = − dM x1 dM x Ty = − dz dz Còn lực cắt khung cứng chịu: Tx = −Tx = − aGA pa [ GI t + 2a 2GA sh z H H −z − ch + H −z ] H ch Với chiều cao nhà H = 5a, biểu đồ biểu diễn biến thiên nội lực cho hình 6-49 Chuyển vị xoay đỉnh (z = H) ( H ) = pa 2 H H H2 [1th + ] H 2 2 GI t + 2a 2GA ch ( H ) 166 pa Et 4, Tính tốn ứng suất - Ứng suất pháp: cao trình z = + Vách cứng 1: max = 14,428 a pa pa = 86 at t 136 Hình 3-47 + Vách cứng 2: max = 23,072 a pa pa = 69 at t 12 + Khung cứng 3,4 Lực cắt cực đại: T = 0,135pa (khi z = 2a) Để xác định ứng suất ta lấy v = ,15 (hệ số poisson) Theo cách tính gần đúng, mơ men cực đại tác động lên cột khung (h.6-50) Hình 3-48 M= Ta = 0,0168 pa3 24 Ứng suất pháp cực đại tiết diện A A': max 0,0168 pa a pa = = 10 3, a t 20 t 12000 - Ứng suất tiếp: + Vách cứng 1: 137 1max = Ty1,max S tI x1 a 2t pa = 4,015 pa at t t 12 + Lõi cứng 2: Ứng suất tiếp lực cắt gây pa '2 max = 11,248 pa a 2t 25 at 16 t t 12 Ứng suất tiếp mô men xoắn gây "2 max = M t 2,3 pa pa = ,6 a At t t Ứng suất tiếp tổng cộng 2 max = ( 25 + 4,6 ) pa t 3.6 Tính tốn nhà có sơ đồ khung chịu lực Như trình bày phần 3.5.1, tác động tải trọng ngang, khung cứng có kiểu biến dạng cắt khác so với kiểu biến dạng uốn khung cứng Do việc phân phối tải trọng ngang cho khung chịu lực thực cao trình tầng Tọa độ tâm cứng xác định theo (3.8), trị số tải trọng ngang tác động lên khung cứng thứ i theo (3.14) thay độ cứng chống uốn EIi độ cứng tương đối theo tng Rkj xỏc nh nh- phần Nh vy sơ đồ khung chịu lực: - Tọa độ tâm cứng tầng jk xTC , jk yTC , jk R = R R = R y jk ,i y x jk ,i jk ,i x jk ,i x jk ,i y jk ,i (3.140) - Khi tải trọng ngang tác động theo hướng trục oy, phần tải trọng ngang phân đến cho khung cứng i (khung ngang) tầng jk: T y jk ,i = R jky ,i R y jk ,i T + y jk rjky ,i R jkx ,i Rt , jk M tjk khung cứng m (khung dọc) tầng jk: 138 (3.141) T jk ,m = rjky ,m R jkx ,m Rt , jk M tjk (3.142) Ở đây: Rt , jk = ( rjkx ,i )2 rjky ,i + ( R jky ,m )2 R jkx ,m (3.143) rjkx ,i = xjk ,i − xTC , jk (3.143) R jky ,m = yjk ,m − yTC , jk M tjk = T jky ( b − xTC , jk ) (3.144) Sau xác định tải trọng ngang T jky tác động lên khung i tầng jk; việc tính tốn nội lực cho khung phẳng thực theo phương pháp học kết cấu 139 ... chiều cao nhà: - Nhà cao tầng loại I: 09 - 16 tầng (cao 50m); - Nhà cao tầng loại II: 17 - 25 tầng (cao 75m); - Nhà cao tầng loại III: 26 - 40 tầng (cao 100m); - Nhà cao tầng loại IV: 40 tầng. .. 40 tầng trở lên (nhà siêu cao tầng) d Phân loại theo vật liệu dùng để thi công kết cấu chịu lực: - Nhà cao tầng bê tông cốt thép; - Nhà cao tầng thép; - Nhà cao tầng có kết cấu tổ hợp Bê tơng... theo số tầng mà ta chọn hệ kết cấu chịu lực sau: Hình 1.30 Các hệ kết cấu khác nhà cao tầng 1.3.2 Các hệ kết cấu đặc biệt a Kết cấu có hệ dầm truyền Trong số trường hợp tầng nhà cao tầng, cột