Nghiên cứu ảnh hưởng của co ngắn không đều trong cột và vách bê tông cốt thép đến nội lực nhà cao tầng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN CHÍNH NGHĨA NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CO NGẮN KHÔNG ĐỀU TRONG CỘT VÀ VÁCH BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐẾN NỘI LỰC NHÀ CAO TẦNG Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐÀ NẴNG - 2015 Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Quang Hưng Phản biện 1: PGS TS Nguyễn Xuân Toản Phản biện 2: TS Đào Ngọc Thế Lực Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 22 tháng năm 2015 Có thể tìm hiểu luận văn tại: Trung tâm Thơng tin - Học Liệu, Đại học Đà Nẵng Trung tâm Học Liệu, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài - Nhà cao tầng giải pháp kiến trúc hiệu để giải vấn đề sử dụng không gian sống đô thị lớn Thực tế nhà cao tầng nước ta ngày xây dựng nhiều số lượng quy mơ Việc nghiên cứu, tính tốn tải trọng bên ảnh hưởng đến nội lực nhà cao tầng đơn vị tư vấn thiết kế quan tâm Tuy nhiên, tượng co ngắn dọc trục không cột vách bê tông cốt thép chưa lưu ý q trình tính tốn nội lực - Co ngắn cột (column shortening) tượng cấu kiện bê tông cốt thép chịu lực theo phương thẳng đứng (cột, vách ) bị biến dạng co ngắn tác dụng tải trọng, co ngót từ biến bê tông Thuật ngữ “ co ngắn cột” đồng với thuật ngữ quốc tế “column shortening ” với ý nghĩa bao hàm tất cấu kiện chịu lực theo phương thẳng đứng Giá trị co ngắn cột phụ thuộc vào thời gian giai đoạn thi công - Độ vênh sàn, dầm co ngắn cột bê tông cốt thép tượng cột vách cứng nằm liền kề có biến dạng co ngắn khác tác dụng tải trọng yếu tố khác (từ biến, co ngót ) dẫn tới dầm, sàn bị vênh khỏi vị trí thiết kế, gây nứt, vỡ phận phi kết cấu phát sinh nội lực phụ thêm chuyển vị gối đỡ - Với lí trên, đề tài tập trung nghiên cứu ảnh hưởng biến dạng không cột vách bê tông cốt thép đến nội lực nhà cao tầng Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu biến dạng không cột vách bê tông cốt thép nhà cao tầng, tính tốn nội lực phát sinh dầm, sàn chịu ảnh hưởng biến dạng không cột vách bê tông cốt thép - Đưa thông số nội lực phát sinh vào tính tốn, thiết kế cơng trình ban đầu để kết cấu dầm, sàn khơng bị vênh khỏi vị trí thiết kế; hạn chế chuyển vị gối đỡ Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Cột vách bê tông cốt thép nhà cao tầng - Phạm vi nghiên cứu: Ảnh hưởng tượng co ngắn không cột vách bê tông cốt thép đến nội lực nhà cao tầng Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp lí thuyết: Tìm hiểu lý thuyết tính tốn biến dạng từ biến biến dạng đàn hồi vào cột, vách bê tông cốt thép nhà cao tầng - Dùng phương pháp phần tử hữu hạn phần mềm SAP2000 V14 mơ hình hóa kết cấu nhà cao tầng Bố cục luận văn - Chương 1: Khái quát kết cấu nhà cao tầng - Chương 2: Sự co ngắn cột vách bê tơng cốt thép ảnh hưởng đến nội lực nhà cao tầng - Chương 3: Mơ hình hóa kết cấu tính tốn nội lực CHƢƠNG KHÁI QUÁT VỀ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG 1.1 KHÁI NIỆM VỀ NHÀ CAO TẦNG 1.1.1 Nguyên nhân xuất nhà cao tầng Sự phát triển mạnh mẽ kinh tế, xã hội dẫn đến số đô 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, quỹ đất xây dựng lại thiếu trầm trọng làm giá đất tăng lên 1.1.2 Định nghĩa Phân loại Nhà cao tầng a 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 thông thường gọi nhà cao tầng” b Phân loại: * Phân loại theo mục đích sử dụng * Phân loại theo hình dạng * Phân loại theo chiều cao nhà * Phân loại theo vật liệu dùng để thi công kết cấu chịu lực 1.1.3 Lịch sử phát triển nhà cao tầng 1.2 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG Tải trọng thẳng đứng: - Tải trọng thường xuyên - Tải tạm thời  Tải trọng ngang: - Tải trọng gió tác động khí hậu thời tiết thay đổi theo thời gian, độ cao, địa điểm dạng áp lực mặt hứng gió hút gió ngơi nhà - Tải trọng động đất tải trọng đặc biệt, lực quán tính phát sinh cơng trình đất chuyển động  Các loại tải trọng khác: - Tác động co ngót, từ biến bêtơng - Tác động ảnh hưởng lún không - Tác động ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ, độ ẩm môi trường - Tác động sai lệch thi cơng, thi cơng cơng trình lân cận - Tác động khai thác khoáng sản, nước ngầm nhà, 1.3 CÁC VẤN ĐỀ TRONG THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG Khi thiết kế nhà cao tầng cần đảm bảo vấn đề sau [13]: Thỏa mãn yêu cầu kiến trúc, thẩm mỹ, sử dụng Đảm bảo độ bền ổn định (strength & stability) Đảm bảo độ cứng, chuyển vị ngang (drift limitation) Chùng ứng suất, co ngót hay giãn nở vật liệu nhiệt độ Chống cháy 1.4 SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG 1.4.1 Các hệ kết cấu chịu lực nhà cao tầng a Các cấu kiện chịu lực bản: - Cấu kiện dạng thanh: cột, dầm - Cấu kiện dạng phẳng: đặc có lỗ - Hệ lưới dạng giàn phẳng: sàn phẳng có sườn - Cấu kiện khơng gian: lõi cứng, lưới hộp tạo thành cách liên kết cấu kiện phẳng lại với b Các hệ kết cấu chịu lực bản: Các hệ kết cấu chịu lực chia thành nhóm [4]: - Nhóm hệ bản: hệ khung (I), hệ tường (II), hệ lõi (III), hệ hộp (IV) - Nhóm hệ hỗn hợp: tạo thành từ kết hợp hai hay nhiều hệ Một số dạng thường gặp hệ hỗn hợp như: hệ khung - tường (III); hệ khung - lõi (I-III); hệ khung - hộp (I-IV); hệ hộp - lõi (III-IV); hệ tường - hộp (II-IV), (Hình 1.7) Hình 1.7 Các hệ kết cấu hỗn hợp nhà cao tầng [4] 1.4.2 Nguyên tắc bố trí kết cấu chịu tải trọng ngang Dưới tác dụng tải trọng ngang cơng trình xuất ba dạng nội lực chính: mơmen uốn, lực cắt ngang, mơmen xoắn (xuất tải trọng ngang đặt lệch với tâm cứng cơng trình) Để bố trí cách hợp lý, trước hết phải thấy ảnh hưởng nội lực lên kết cấu: - Đối với mơmen uốn: kết cấu vng góc với mặt phẳng uốn cách xa trục uốn có xu hướng chịu tải trọng lớn, kết cấu biên Ngoài kết cấu nằm mặt phẳng uốn có mơmen qn tính lớn có tác dụng chống uốn theo phương tốt Bởi vậy, để tăng khả chống uốn tải ngang gây ra, nên bố trí kết cấu có tiết diện ngang lớn ra gần biên vng góc với mặt phẳng uốn tốt bố trí số kết cấu có kích thước theo phương mặt phẳng uốn kéo dài Đồng thời liên kết hệ kết cấu biên thành hệ liên tục để có độ cứng chống uốn tổng thể cao - Đối với lực cắt ngang: kết cấu có diện tích tiết diện ngang lớn, kết cấu nằm tâm cơng trình có khả phải tiếp nhận tải trọng lớn Các kết cấu có dạng dải phát sinh ứng suất tập lớn dải Do đó, cơng trình phải chịu lực cắt lớn thường cấu tạo kết cấu dạng tổ hợp để có tiết diện ngang lớn, kết cấu dạng dải theo phương tải trọng ngang Bên cạnh theo phương mặt phẳng thẳng đứng cấu tạo hệ liên kết để tăng khả chịu cắt - Đối với mômen xoắn: trước hết cần bố trí cho xuất mơmen xoắn nhỏ tốt Muốn mặt bằng, kết cấu thành phần cần phải bố trí cho đối xứng tốt, tâm cứng toàn hệ kết cấu gần với tâm khối lượng, điểm đặt hợp lực tải trọng ngang Trên suốt chiều cao cơng trình cần hạn chế thay đổi độ cứng cục để hạn chế phát sinh mômen xoắn phụ phần cơng trình Mơmen xoắn tác dụng vào hệ kết cấu phân thành cặp ứng lực cắt ngược chiều kết cấu thành phần Trong trường hợp kết cấu biên thường tiếp nhận ứng lực cắt lớn Vì vậy, để chịu mômen xoắn thường cấu tạo kết cấu cứng biên kết cấu có khả kháng xoắn lớn kết cấu có dạng khơng gian kín, kết cấu hộp 1.5 CÁC HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC CỦA NHÀ CAO TẦNG 1.5.1 Kết cấu cao tầng kiểu khung giằng (braced frames) Trong khung giằng, dầm cột ngồi nhiệm vụ chịu tải đứng, kết hợp với giằng xiên tạo miếng cứng dạng giàn chịu tải ngang tốt 1.5.2 Kết cấu cao tầng kiểu khung cứng (rigid frames) Khung cứng cấu tạo hệ dầm cột giao vng góc với nhau, liên kết nút liên kết cứng giúp chịu mô men Khung cứng vừa chịu tải đứng vừa chịu tải ngang 1.5.3 Kết cấu cao tầng kiểu vách ngang (shear wall) Kiểu nhà có kết cấu chịu tải ngang cách vách ngang phẳng, vách ngang thường làm BTCT kết hợp chịu tải đứng Chiều cao đạt 35 tầng 1.5.4 Kết cấu nhà cao tầng kiểu khung - vách Đây dạng kết cấu kết hợp khung cứng vách ngang chịu lực Thường vách hay bố trí lơi cầu thang, khu vực kỹ thuật hay phối hợp làm tường ngăn, khung bố trí tự 1.5.5 Kết cấu nhà cao tầng dạng lõi Trong dạng nhà này, lõi cứng đặt nhà chịu toàn tải trọng đứng ngang cơng trình Các sàn đỡ côngxôn ngang ngàm vào lõi Một số trường hợp bố trí thêm cột xung quanh chu vi cơng trình để bố trí dầm biên sàn tựa lên dầm biên 1.5.6 Kết cấu nhà cao tầng Outrigger Kết cấu bao gồm lõi cứng đặt giữa, cột bố trí xung quanh chu vi Cột làm việc chung với lõi cứng thông qua dầm cứng nằm ngang Các dầm cứng nằm ngang có độ cứng lớn (thường có chiều cao khoảng 12 tầng nhà) nên có khả đảm bảo cho cột lõi làm việc đồng thời 1.5.7 Kết cấu nhà cao tầng dạng ống Trong kết cấu dạng này, người ta bố trí lưới cột dày chu vi nhà Lưới cột kết hợp với dầm có độ cứng lớn tạo miếng cứng kiểu khung CHƢƠNG SỰ CO NGẮN CỦA CỘT VÀ VÁCH BÊ TƠNG CỐT THÉP VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NĨ ĐẾN NỘI LỰC NHÀ CAO TẦNG 2.1 CO NGẮN CỦA CỘT VÀ VÁCH BÊ TÔNG CỐT THÉP: Các cấu kiện thẳng đứng cột vách bê tông cốt thép, từ bắt đầu thi cơng đến sử dụng có biến dạng dọc trục gồm : - Biến dạng đàn hồi - Biến dạng co ngót - Biến dạng từ biến Các biến dạng phụ thuộc vào tải trọng, độ ẩm mơi trường, kích thước cấu kiện, thời gian… Các cấu kiện chịu lực vị trí khác cơng trình dẫn đến có biến dạng khác nhau, kết tổng lượng co ngắn có chênh lệch Các cấu kiện ngang liên kết cột, vách bị ảnh hưởng chênh lệch co ngắn, tương tự dầm có gối tựa bị chuyển vị cưỡng Trong nhà cao tầng bê tơng cốt thép, tường co ngắn cịn phụ thuộc vào hàm lượng cốt thép cột, vách Ảnh hưởng co ngắn không thường xảy lớn cột đặt cạnh vách Cột với biến dạng cao nhận tải đứng nhiều, tỷ số khối lượng diện tích bề mặt nhỏ 2.2 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN SỰ BIẾN DẠNG CỦA CỘT VÀ VÁCH BÊ TÔNG CỐT THÉP Những nguyên nhân gây tượng co ngắn cột: * Biến dạng đàn hồi cột vách chịu tải trọng nén * Co ngót bê tơng * Từ biến 10  q1 : biểu diễn biến dạng đàn hồi tức thời  C0(t, t0): biểu diễn từ biến ( từ biến gốc)  Cd(t, t0, tc): biểu diễn từ biến phụ thuộc vào nước bê tông  t, t0, tc: tuổi bê tông, tuổi bê tông bắt đầu khô cuối xử lý ẩm, tuổi bê tông tác dụng tải ngày Trong đó: q1 = 1/E0 E0 tiệm cận mơ đun đàn hồi Dùng E0 thay dùng mô đun đàn hồi tĩnh quy ước Ecm thuận lợi bê tơng biểu diễn từ biến rõ rệt, cho tải trọng thời gian ngắn q1 = 0,6/Ecm28 Ecm 28  4734 fcm 28 đó: q2 = 185,4.10-6.c0,5.fcm28 - 0,9   Q  t   r  t0   f  Q  t , t0   Q f t0  1     Z  t , t0      Q f t0   0.086 t0   Z  t , t0   t0  m 2/9  1.21t0  1/ r  t0  4/9 1   n ln 1  t  t0     r (t0 )  1, t0  0,12 8 Hệ số m n thông số kinh nghiệm (m=0,5 n=0,1) q3 = 0,29.(w/c)4.q2 q4 = 20,3.10 - 6(a/c) - 0,7 Cd t , t0 , tc   q5 exp 8H (t )  exp 8H (t0 )  1/2 11 q5 = 0,757.fcm28 - 1.|εsh∞.106| - 0,6 H(t) H(t0) trung bình khơng gian mối độ rỗng độ ẩm tương đối H(t) H(t0) tính tốn: H(t) = 1-(1-h).S(t-tc) H(t0) = 1-(1-h).S(t0-tc) Trong S(t-tc) S(t0-tc) tương ứng hàm số thời gian tính tốn co ngót bê tông tuổi t tuổi bê tông thời điểm đặt tải t0, τsh co ngót nửa thời gian   t  tc 1/2  S  t  tc       sh    t  t 1/2  S  t0  tc    c    sh  2.3.2 Mơ hình CEB MC90-99 Bên ứng lực (không lớn 40% cường độ bê tơng fcmt0 thời gian t0), hệ số từ biến ngày thứ 28 Ø28(t, t0) tính theo cơng thức: Ø28(t, t0)= Ø0βc(t - t0) Trong đó:  Ø0: giá trị danh nghĩa hệ số từ biến  βc(t - t0): hệ số mô tả phát triển từ biến với thời gian sau đặt tải trọng  t: tuổi bê tông (ngày) thời điểm xem xét  t0: tuổi bê tông thời gian tác dụng tải (ngày) Ta có: Ø0= ØRH(h).β(fcm28).β(t0)   t0   Với: 0,1   t0 / t1  0,2 12    h / h0   RH  h      0,1 V / S  / V / S         fcm28: cường độ chịu nén bê tông tuổi 28 ngày  fcm0 = 10MPa  h0 =  V/S: tỷ số khối lượng diện tích bề mặt (mm) (V/S)0 =50mm  t1 = ngày  α1 α2 hệ số phụ thuộc vào cường độ bê tơng (α1= α2=1 CEB MC90) 2.3.3 Mơ hình GL2000 Biến dạng bao gồm đàn hồi biến dạng từ biến Biến dạng đàn hồi nghịch đảo mô đun đàn hồi thời gian đặt tải Ecmt0, biến dạng từ biến ngày thứ 28 có hệ số Ø28(t, t0) Hệ số từ biến Ø28(t, t0) tỷ số biến dạng từ biến biến dạng đàn hồi tải trọng tác dụng vào tuổi 28 ngày Công thức tính biến dạng: J (t , t0 )   t , t   28 Ecmt Ecmt 28 Trong đó: 0,5 0,5 0,3   t  t0       t  t0    2,5  1, 086.h2 28  t , t0     tc       0,3   t  t0   14  t0    t  t0          t  t0      t  t   0,12 V / S 2    0,5     Φ(tc) điều chỉnh tác động sấy khô trước gia tải Nếu t0 = tc, Φ(tc) =  Khi t0 > tc,   t  t    t         t  t   0,12 V / S      0,5 0,5 c c c 2.3.4 Mơ hình của ACI 209R-92 Biến dạng ứng suất σ(t0) tác dụng lên kết cấu: 13 ε(t, t0) = σ(t0) J(t, t0)   t0   P A - Hàm số biểu diễn biến dạng từ biến đàn hồi: J  t , t0      t , t0  Ecmt0  J(t, t0): tổng biến dạng thời điểm t ứng suất đơn vị đặt vào thời điểm t0  Ecmt0: mô đun đàn hồi bê tông thời điểm t0 (MPa)  Ecmt0  0,043 1,5 c fcmt0  γc : trọng lượng riêng bê tông (kg/m3)  fcmt0: cường độ nén trung bình bê tơng thời điểm đặt tải (MPa) - Cường độ nén trung bình thời điểm t:  t  f cmt   f cm 28  a  bt   fcm28: cường độ nén trung bình bê tơng 28 ngày tuổi (MPa)  a, b: số ( ta chọn a = b =0,85) - Hệ số từ biến:   t , t0   t  t0    u d   t  t0   d: ngày tuổi  Ψ: hệ số (Ψ =1 d=f)  Øu: hệ số từ biến giới hạn (Øu =2,35)  2 V  1,42.10  S   f  26.e  V/S: thể tích cấu kiện bê tơng/ diện tích bề mặt cấu kiện 14 Luận văn sử dụng mơ hình ACI 209R-92 để tính tốn co ngắn cột vách 2.4 TÍNH TỐN BIẾN DẠNG VÀ CO NGẮN THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG 2.4.1 Nguyên tắc chung Nhà cao tầng thi công tầng từ thấp lên cao Tải trọng tác dụng lên cấu kiện thẳng đứng biến đổi theo thời gian suốt trình thi công Do biến dạng đàn hồi phụ thuộc giá trị tải trọng, từ biến phụ thuộc vào tải trọng thời gian chất tải nên ta phải tính tốn biến dạng hệ kết cấu theo giai đoạn thi công Xét nhà cao 20 tầng, giả thiết thi công xong tầng với thời gian T, tải trọng tác dụng lên cột thứ i tầng Pi, (i=1÷20) Ta xét co ngắn cột tầng thứ i, co ngắn cột chịu ảnh hưởng theo giai đoạn thi cơng tầng bên Sau thi cơng xong tồn cơng trình với thời gian 20T, từ biến phát triển nên ta phải xét thêm co ngắn cột thêm khoảng thời gian nữa(1 năm, năm, năm, năm ) để xem phát triển co ngắn cột a Xét biến dạng cột tầng b Xét biến dạng cột tầng 2.4.2 Phƣơng pháp đƣa biến dạng vào mơ hình tính toán nội lực a Phương pháp gia nhiệt tương đương Tương ứng với biến dạng tương đối ε cột vách bê tơng cốt thép ta tính dựa vào cơng thức ACI 209R-92, ta tính nhiệt độ tương đương cần đưa vào để cấu kiện có biến dạng: T= ε/αt 15 Trong đó: - αt: hệ số giãn nở nhiệt bê tông - ε: biến dạng tương đối cột vách b Phương pháp lực tương đương đàn hồi Tương ứng với biến dạng tương đối ε cột vách bê tơng cốt thép ta tính dựa vào cơng thức ACI 209R-92, ta tính lực tương đương cần đưa vào để cấu kiện có biến dạng: Ptđ= E.ε.A Trong đó: - E: mơ đun đàn hồi bê tông - ε: biến dạng tương đối cột vách - A: diện tích mặt cắt ngang cột vách 16 CHƢƠNG MƠ HÌNH HĨA KẾT CẤU VÀ TÍNH TỐN NỘI LỰC 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG - Mơ hình nghiên cứu sử dụng mơ hình hệ kết cấu cơng trình cao 20 tầng, kết cấu khung bê tơng cốt thép chịu lực, có bố trí vách cứng Mặt kết cấu Hình 3.1 Đối tượng tính tốn khung trục có vách cột Trong mơ hình, để đơn giản ta mơ hình vách cứng thành cột có diện tích mặt cắt ngang độ cứng chống uốn tương đương Phần kích thước ngang vách ta mơ hình dầm ngang có độ cứng vơ hạn Hình 3.2 - Trong ví dụ này, ta khảo sát nội lực dầm ngang giai đoạn thi công phát sinh co ngắn khác cột vách Các biến dạng bêtơng tính theo tiêu chuẩn ACI 209R-92 - Các thông số chi tiết sau:  Mặt hình chữ nhật, chiều dài nhà có nhịp nhịp L = 6m, chiều ngang nhà có nhịp, nhịp L = 6m, nhịp L = 4m, nhịp bố trí vách cứng có bề dày 250mm  Chiều cao tầng tầng h = 3,6m  Dầm khung bê tơng cốt thép B25, có tiết diện 20x60  Các cột bê tông cốt thép trục A, F có cấp độ bền B25, tiết diện 45x90; cột bê tơng cốt thép trục B, E có cấp độ bền B25, tiết diện 55x110  Sàn BTCT dày 150mm - Khi tính tốn ta xét khung trục (khung có vách cứng) 17 Hình 3.1.Mặt nhà cao tầng 18 Hình 3.2 Mơ hình khung tính tốn 3.1.1 Cơ sở lập thuyết minh tính tốn 3.1.2 Áp dụng cơng thức ACI 209R-92 vào tính tốn biến dạng Hình 3.3 Biểu đồ biến dạng ε cột tầng 1A theo giai đoạn thi công 19 3.2 XÂY DỰNG MƠ HÌNH PHÂN TÍCH Ta xây dựng mơ hình theo giai đoạn thi cơng tầng phần mềm SAP2000 v14 Chú ý có n giai đoạn ta phải xây dựng n mơ hình Biến dạng đưa vào mơ hình giai đoạn thứ (i) hiệu biến dạng giai đoạn thứ (i) thứ (i-1): i=i-i-1 Nội lực hệ giai đoạn thứ (i) cộng dồn tổng nội lực tất mơ hình xây dựng trước Để đưa biến dạng vào mơ hình ta dùng phương pháp gia nhiệt tương đương trình bày chương 2: T= ε/αt Trong đó: - αt: hệ số giãn nở nhiệt bê tông - ε: biến dạng tương đối cột vách Vì biến dạng cột vách co ngắn nên tác dụng nhiệt vào cấu kiện ta để giá trị âm Với ví dụ ta xét 24 giai đoạn: 20 giai đoạn tương ứng với 20 tầng giai đoạn ứng với xây dựng sau 1,2,3 năm (để xem từ biến kéo dài đến nào) 3.3 KẾT QUẢ NỘI LỰC Sơ đồ đánh dấu kí hiệu dầm hình 3.24 ; ta quan tâm đến mơmen lực cắt dầm liên kết cột-vách (các dầm số hiệu 10, 21, 32, 43, 54…) dầm liên kết cột-cột (các dầm số hiệu 11, 22, 33, 44, 55…) Tính tốn nội lực dầm theo giai đoạn thi cơng sau hồn thành cơng trình thời gian năm, năm, năm năm 20 3.3.1 Đối với dầm liên kết cột-vách Nội lực số dầm đại diện theo thứ tự từ thấp đến cao biểu diễn hình từ 3.25 đến 3.36; biểu đồ lực cắt từ hình 3.25 đến hình 3.28, biểu đồ mơmen từ hình 3.29 đến hình 3.36 Đây nội lực lấy đầu dầm sát vách cứng Nhìn chung, nội lực tăng dần theo giai đoạn thi cơng thời gian sử dụng cơng trình Trong giai đoạn thi công, gia tăng gần tuyến tính Từ thi cơng xong đến thời điểm sử dụng năm sau thi cơng quan hệ nội lực thời gian phi tuyến Cụ thể ta xét dầm 87 (tầng 8), giai đoạn thi cơng cơng trình, co ngắn cột vách làm xuất lực cắt tăng thêm khoảng -6T; sau năm nội lực tăng thêm khoảng -6,5T nữa; tổng cộng lực cắt co ngắn dầm 87 -12,5T Dường năm sau kết thúc thi công nội lực co ngắn tắt dần tăng không đáng kể (đường cong bắt đầu nằm ngang) 3.3.2 Đối với dầm liên kết cột-cột Nội lực số dầm đại diện theo thứ tự từ thấp đến cao biểu diễn hình từ 3.37 đến hình 3.47; biểu đồ lực cắt từ hình 3.37 đến hình 3.41, biểu đồ mơmen từ hình 3.42 đến hình 3.47 Đây nội lực lấy vị trí đầu dầm sát với cột Nhìn chung, nội lực tăng dần theo giai đoạn thi công thời gian sử dụng cơng trình Khơng trường hợp dầm liên kết vách-cột, thay đổi trường hợp phức tạp phi tuyến Tuy nhiên nội lực gây co ngắn dầm liên kết cột-cột không lớn so với dầm liên kết vách-cột Cụ thể ta xét dầm tầng số hiệu 88, giá trị lực cắt lớn -1T, giá trị mômen lớn 3Tm Có điểm kì dị khoảng thời gian từ 0-2 năm, nội lực tăng dần theo thời gian từ năm trở nội lực lại giảm Vì nội 21 lực xuất dầm chênh lệch co ngắn cột, giai đoạn đầu chênh lệch theo hướng giai đoạn sau chênh lệch lại theo hướng ngược lại 3.3.3 So sánh co ngắn đàn hồi co ngắn tổng quát Trong mục này, luận văn so sánh nội lực sinh co ngắn đàn hồi co ngắn bao gồm đàn hồi từ biến Đối với mơ hình co ngắn đàn hồi, ta thực tính tốn giống phương pháp mà người thiết kế hay sử dụng, chất tải tồn lên cơng trình mà khơng kể đến giai đoạn thi cơng Mục đích so sánh khác biệt ta xét diễn biến co ngắn thực tế co ngắn mà kỹ sư hay tính tốn thiết kế thực tế Hình 3.48 Biểu diễn momen dầm vách – cột theo hai trường hợp 22 Hình 3.49 Biểu diễn momen dầm cột – cột theo hai trường hợp Hình 3.50 Biểu diễn lực cắt dầm vách – cột theo hai trường hợp 23 Hình 3.51 Biểu diễn lực cắt dầm cột – cột theo hai trường hợp 24 KẾT LUẬN Luận văn tiến hành nghiên cứu co ngắn cột vách bê tơng nhà cao tầng tính tốn ảnh hưởng co ngắn đến nội lực dầm khung Các kết đạt luận văn bao gồm - Đã tổng hợp mô hình tính biến dạng bê tơng (gồm đàn hồi từ biến), từ chọn mơ hình để tính tốn mơ hình ACI 209R-92 - Đã thực tính tốn cụ thể, biểu diễn ảnh hưởng co ngắn cột, vách dẫn đến phát sinh nội lực dầm theo thời gian Kết khuyến cáo người tính tốn cần quan tâm đến thành phần nội lực phát sinh thêm để thiết kế phù hợp Tuy đạt mục tiêu luận văn còn số hạn chế - Mới tính tốn khung phẳng, chưa xét yếu tố khơng gian, nhiên xét khơng gian ngun tắc phương pháp tính tốn hồn tồn tương tự khơng đặt khó khăn - Thời gian thi công giả định (bằng với tầng), tải trọng đơn giản hóa Để phương pháp xác cần xét thời gian cụ thể cho tầng, tải trọng tương ứng với thời điểm - Mơ hình tính tốn từ biến tải giai đoạn thi công chất chồng lên thời điểm khác tính riêng cho tải trọng chấp nhận cộng tác dụng, nghĩa chấp nhận quan hệ tuyến tính tải trọng, điều chưa thực phù hợp Hƣớng nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu ảnh hưởng co ngắn có xét đến hàm lượng cốt thép - Các phương pháp hạn chế co ngắn không cấu kiện ... CHƢƠNG SỰ CO NGẮN CỦA CỘT VÀ VÁCH BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ ĐẾN NỘI LỰC NHÀ CAO TẦNG 2.1 CO NGẮN CỦA CỘT VÀ VÁCH BÊ TÔNG CỐT THÉP: Các cấu kiện thẳng đứng cột vách bê tông cốt thép, từ... vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Cột vách bê tông cốt thép nhà cao tầng - Phạm vi nghiên cứu: Ảnh hưởng tượng co ngắn không cột vách bê tông cốt thép đến nội lực nhà cao tầng Phƣơng pháp nghiên. .. dạng không cột vách bê tông cốt thép đến nội lực nhà cao tầng Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu biến dạng khơng cột vách bê tông cốt thép nhà cao tầng, tính tốn nội lực phát sinh dầm, sàn chịu ảnh hưởng