Chuong 4 nha nhieu tang 27112018 (1)

TRƯỜNG ĐAI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BM CÔNG TRÌNH CHƯƠNG TÍNH TOÁN NỘI LỰC & TỔ HỢP & TÍNH TỐN & BỐ TRÍ THÉP CHO HỆ CHỊU LỰC NHÀ CAO TẦNG TRÌNH BÀY: PGS TS NGUYỄN VĂN HIỆP tamchinxba@yahoo.com 0903706108 T12 - 2018 I KHÁI NIỆM CHUNG CÁC MƠ HÌNH TÍNH TỐN CỔ ĐIỂN (CHO LỜI GIẢI GIẢI TÍCH CỦA HỆ PTVP ĐẠO HÀM RIÊNG)  CHƯƠNG NÀY GIỚI THIỆU VỀ CÁCH XÁC ĐỊNH NỘI LỰC XUẤT HIỆN TRONG TỪNG BỘ PHÂN KẾT CẤU, THEO SƠ ĐỒ KẾT CẤU ĐÃ CHỌN ; TỔ HỢP, NỘI LỰC, TÍNH TỐN VÀ BỐ TRÍ THÉP CHO HCL ĐÓ  VIỆC PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ KẾT CẤU ; PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA TỪNG SƠ ĐỒ, CHỌN SƠ ĐỒ HỢP LÝ, KHẢ THI NHẤT , XEM LẠI CHƯƠNG  TỪ CẤU TẠO KIẾN TRÚC VÀ SƠ BỘ CHỌN KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN KẾT CẤU, XÁC ĐỊNH ĐƯC CÁC GIÁ TRỊ TẢI TRỌNG (TĨNH VÀ HOẠT TẢI) ĐẶT LÊN CÔNG TRÌNH (CHƯƠNG 3)  LƯU Ý LÀ KHẢ NĂNG CHỐNG TẢI TRỌNG NGANG CỦA HỆ KẾT CẤU KHUNG LÀ YẾU NHẤT SO VỚI CÁC SƠ ĐỒ HCL KHÁC ĐÃ ĐỀ CẬP Ở CHƯƠNG HỆ CHỊU LỰC THƯỜNG CÓ CẤU TRÚC “ĐƠN ĐIỆU” THEO CHIỀU CAO (CỔ ĐIỂN) THỰC TẾ, DO NHU CẦU SỬ DỤNG, CÔNG NĂNG NCT CÓ THỂ THAY ĐỔI THEO CHIỀU CAO (ĐA NĂNG) VÀ VỚI SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC LÍ THUYẾT TÍNH TOÁN, CŨNG NHƯ CNTT, QUY LUẬT “ĐƠN ĐIỆU” HIỆN KHÔNG CẦN ÁP DỤNG CÓ THỂ THẤY, NCT HIỆN ĐẠI THƯỜNG ĐẢM BẢO THOẢ TẤT CẢ CÁC YÊU CẦU CỦA KĨ THUẬT, MĨ THUẬT  NHÌN CHUNG, CÓ LOẠI MÔ HÌNH TÍNH TOÁN KẾT CẤU NCT, THEO SỰ PHÁT TRIỂN MẠNH MẼ CỦA CÁC NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ CỦA CÁC PHẦN MỀM THƯƠNG PHẨM DẦN THEO THỜI GIAN, ĐẾN HIỆN NAY : - MÔ HÌNH LIÊN TỤC : NCT XEM NHƯ MỘT VỎ LĂNG TRỤ, CÓ NHIỀU VÁCH NGĂN TRONG, THẲNG ĐỨNG (HỆ CHỊU LỰC KIỂU ỐNG), CŨNG CÓ THỂ XEM NHƯ NCT LÀ VỎ LĂNG TRỤ NẰM NGANG, TỰA LÊN CÁC VÁCH CỨNG Ở ĐẦU HỒI (NẾU CÓ) ĐÂY LÀ MÔ HÌNH KHỞI ĐẦU KHI TÍNH NCT, THEO PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH, KHI TRÌNH ĐỘ TỰ ĐỘNG HOÁ TÍNH TOÁN CHƯA CAO ; DẪN ĐẾN PHẢI GIẢI HỆ PTVP BẬC CAO, THEO CÁC LÍ THUYẾT CỔ ĐIỂN, KHI PHƯƠNG PHÁP PTHH CHƯA PHỔ BIẾN NHƯ NGÀY NAY NÊN THƯỜNG DÙNG NHIỀU GIẢ THIẾT ĐỚN GIẢN HÓA TÍNH TOÁN VÀ KHÔNG THỂ GIẢI KHI SỐ ẨN PTVP BẬC CAO KHÁ NHIỀU MÔ HÌNH LIÊN TỤC CỦA HỆ CHỊU LỰC CỦA NHÀ MÔ HÌNH RỜI RẠC - LIÊN TỤC CỦA KẾT CẤU CHỊU LỰC THẲNG ĐỨNG MỘT LIÊN KẾT MÔ HÌNH CONSOLE CỦA KẾT CẤU CHỊU LỰC THẲNG ĐỨNG MỘT LIÊN KẾT - MÔ HÌNH RỜI RẠC - LIÊN TỤC : LÀ MÔ HÌNH TRUNG GIAN, GIỮ NGUYÊN SỰ BỐ TRÍ RỜI RẠC CỦA CÁC CẤU KIỆN THẲNG ĐỨNG TRONG HỆ CHỊU LỰC, NHƯNG THAY CÁC LIÊN KẾT “TẬP TRUNG” (Ở CAO TRÌNH SÀN MỖI TẦNG) BẰNG CÁC LIÊN KẾT “LIÊN TỤC”, PHÂN BỐ ĐỀU THEO CHIỀU CAO NHÀ MÔ HÌNH NÀY CHO PHÉP THAY THẾ HỆ CÁC LỰC (HAY CHUYỂN VỊ) TẠI CÁC TẦNG NHÀ BẰNG HÀM LIÊN TỤC CÁC GIÁ TRỊ CỦA CHÚNG, XEM LÀ PHÂN BỐ CÁC ẨN SỐ CẦN TÌM DỌC THEO CHIỀU CAO NHÀ : VỀ PHƯƠNG DIỆN TOÁN HỌC, ĐỒNG NGHĨA VỚI VIỆC THAY THẾ HỆ PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN BẬC CAO BẰNG HỆ PTVP BẬC THẤP HƠN, RỒI SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP SAI PHÂN HỮU HẠN ĐỂ TÌM LỜI GIẢI TRONG NHỮNG HỆ CHỊU LỰC PHỨC TẠP, SẼ XÁC LẬP ĐƯC HỆ PTVP VÀ SỐ PHƯƠNG TRÌNH (CŨNG LÀ SỐ HÀM ẨN) BẰNG SỐ MẠCH THẲNG ĐỨNG GIỮA CÁC CẤU KIỆN VÁCH CỨNG ĐẶC VÀ CỘT CỦA KHUNG : ẨN LÀ M VÁCH CÓ LỖ CỬA : ẨN, LÀ LỰC DỌC N VÀ M TRONG MỖI VÁCH, PHÂN CÁCH BỞI CÁC HÀNG LỖ CỬA VÁCH CÓ LỖ CỬA : ẨN, GẦN TƯƠNG TỰ, LÀ LỰC DỌC VÀ 3M TRONG TỪNG VÁCH ĐẶC CÁC THUẬT TOÁN CŨNG ĐƯC TỰ ĐỘNG HOÁ BẰNG NHỮNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN, NHƯNG KHÔNG “NĂNG ĐỘNG” THÍCH ỨNG CAO CHO NHIỀU LOẠI HCL, NHƯ PHƯƠNG PHÁP PTHH, MÀ CHỈ CÓ LỜI GIẢI CHÍNH XÁC KHI SỐ ẨN SỐ ÍT ( 4) DO ĐÓ PHẢI DÙNG NHIỀU GIẢ THIẾT ĐỂ ĐƠN GIẢN HOÁ TÍNH TOÁN ĐÂY LÀ PHƯƠNG PHÁP ĐƯC PHÁT TRIỂN MẠNH THEO “TRƯỜNG PHÁI LIÊN XÔ” Ở NHỮNG NĂM 70 (P.F.DROZDOV, SIGALOV, KHANZI…) CÁC SÁCH TIẾNG VIỆT VIẾT VỀ KẾT CẤU NCT TRƯỚC 2015, VẪN CÒN TRÍCH, DỊCH ẢNH HƯỞNG VÀO MÔ HÌNH NÀY, ĐẶC BIỆT KHI HCL LÀ TẤM LỚN (VÁCH, LÕI, KHÔNG CỘT) HAY GIẰNG THUÀN TÚY SƠ ĐỒ LÀM VIỆC CỦA CÁC LIÊN KẾT TRƯT (RR – LT) a) CỨNG ; b) KHỚP ; c) MỀM – ĐÀN HỒI ; a, b, c, d : LỔ CỬA (1 ẨN SỐ) đ, g, e) VÁCH LỖ CỬA ; h, i ) VÁCH NHIỀU LỖ CỬA CÁC LIÊN KẾT TRƯT (THEO TỪNG TẦNG NHÀ) THƯỜNG LÀ CÁC DẦM (SÀN TẦNG – KHI SÀN KHÔNG DẦM) ; CÁC LỖ CỬA (CỦA VÁCH HAY LÕI CỨNG) VÀ CHÚNG CÓ THỂ CHIA QUY ƯỚC THÀNH LIÊN KẾT CỨNG (DẦM, SÀN) ; DẺO (KHỚP – LANH TÔ CỬA CÁC TẦNG) HAY MỀM (HỮU HẠN – LÀ LIÊN KẾT THỰC TẾ NHẤT)  LIÊN KẾT CỨNG : NCT THÀNH CONSOLE ĐẶC DUY NHẤT (KHANDZƯ).LÝ TƯỞNG, KHƠNG CHÍNH XÁC  LIÊN KẾT DẺO : MỖI VÁCH, KHUNG LÀM VIỆC ĐỘC LẬP – BẬC SIÊU TĨNH GIẢM DẦN PHÍ  LIÊN KẾT MỀM ĐÀN HỒI : ĐÂY LÀ LIÊN KẾT THỰC TẾ ; PHẢI XÁC ĐỊNH “ĐỘ MỀM” CỦA CÁC LOẠI LIÊN KẾT BỊ UỐN THEO VÀ XUẤT HIỆN BIẾN DẠNG TRƯT KHI CHUYỂN VỊ NGANG (P.F.DROZDOV) PHÙ HỢP VỚI VL BTCT,C ĐỘ MỀM CỦA TỪNG LOẠI LIÊN KẾT (DẦM KHUNG, LANH TÔ CỬA ) ĐƯC XÁC ĐỊNH HOÀN TOÀN, THEO MMQT CỦA TIẾT DIỆN NGANG LI DỤNG TÍNH ĐỐI XỨNG CỦA HỆ, ĐỂ LOẠI BỚT CÁC ẨN : DO ĐÓ CHỈ GIẢI ĐƯC HOÀN CHỈNH VỚI HCL BỐ TRÍ ĐƠN GIẢN, ĐƠN ĐIỆU TRONG CẢ LOẠI LIÊN KẾT NÀY, ĐỂ SỐ ẨN GIẢM ĐI, THƯỜNG HỆ CHỊU LỰC KHÔNG GIAN SẼ ĐƯC CHIA THÀNH HỆ SONG PHẲNG NGANG VÀ DỌC THEO TỪNG PHƯƠNG BÀI TOÁN KHÔNG GIAN THÀNH BÀI TOÁN PHẲNG VÀ HỆ PTVP KHÔNG GIAN, TRỞ THÀNH HỆ PHẲNG, DỄ GIẢI HƠN TUY NHIÊN, SỰ VIỆC SẼ TRỞ NÊN PHỨC TẠP KHI KẾT CẤU KHÔNG “ĐƠN ĐIỆU” THEO CHIỀU CAO, HAY KHI MẶT BẰNG NCT CÓ DẠNG CUNG TRÒN, VÀNH KHĂN KHI CHIA THÀNH TỪNG HỆ SONG PHẲNG, KHI TẢI TRỌNG NGANG TÁC DỤNG (ĐÃ XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ NGUY HIỂM), NỘI LỰC SẼ PHÂN BỐ LẠI CHO TỪNG HỆ CHỊU LỰC RIÊNG RẼ, THEO ĐỘ CỨNG CỦA CHÚNG a)MẶT BẰNG KẾT CẤU HỆ KHUNG – VÁCH b)SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG TRỤC y c)SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG TRỤC x SƠ ĐỒ SONG PHẲNG ECJ CỦA CHÚNG CÓ CÙNG CHIỀU =K VÁCH CỨNG PHÂN BỐ KHÔNG ĐỐI XỨNG (HAY GẶP) SẼ XUẤT HIỆN SỰ XOẮN (VẶN) DO LỰC SẼ PHÂN BỐ KHÔNG ĐỀU LÊN CÁC VÁCH KHÔNG ĐỐI XỨNG CÁCH PHÂN LỰC XÁC ĐỊNH NHƢ SAU: - XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TÂM XOẮN ( TÂM ĐỘ CỨNG ) x = ∑(Kx.x) / ∑Kx ; y = ∑(Ky.y)/∑Ky Kx , Ky LÀ ĐỘ CỨNG CỦA VÁCH ĐANG XÉT, THEO PHƢƠNG x VÀ y TƢƠNG ỨNG - TÍNH MOMEN XOẮN Mt = F.e e: ĐỘ LỆCH TÂM CỦA LỰC NGANG TÁC DỤNG F SO VỚI TÂM XOẮN, ĐO THEO PHƢƠNG TRỰC GIAN VỚI PHƢƠNG TÁC DỤNG CỦA F XÁC ĐỊNH LỰC P1 ĐẶT LÊN TỪNG VÁCH - NHƢ VÍ DỤ Ở MB TRÊN XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ LỰC NGANG P = 100 KN ĐẶT LÊN CÁC VÁCH A, B,C,D,E GIÁ TRỊ ĐỘ CỨNG (TỈ LỆ VỚI K) ĐƢỢC GHI TRÊN HÌNH RỒI: ∑Kx = 20 + + = 30 => x = ∑(Kx.x) / ∑Kx = [(20 x 0) + (5 x 32) + (5 x 40)] / 30 ∑Ky = + = 10 => y = ∑(Ky.y)/∑Ky = [(6 x 0) +(4 x 16)]/10 x = 12m ; y = 6,4m 10 292 293 294 295 VÍ DỤ 3: TÍNH MĨNG CỌC CỦA NHỮNG CƠNG TRÌNH NHÀ CỬA Tính tốn móng cọc dƣới cột, có tải trọng tính tốn thẳng đứng, đặt tâm, P=350T Kích thƣớc đáy hốc cột 2,5m x 2,5m; cao trình đáy bệ tính từ mặt đất -1,8m Mực nƣớc ngầm nằm độ sâu 9,2m Số liệu đất: 296 297 298 299 300 301 302 VÍ DỤ 4: Cọc bê tơng cốt thép rỗng Tính tốn cột bê tơng cốt thép rỗng dƣới móng cột, chịu tải trọng tâm P = 180T, với điều kiện đất nhƣ sau: lớp cát bột dày 3m Á sét trạng thái dẻo nhão, dày 6m; đất sét có số sệt B = 0,2, dày 12m 303 304 305 306