Phân tích ảnh hưởng cấu tạo hình học hệ thanh giằng đến phản ứng chịu địa chấn của hệ khung thép: luận văn thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG NGUYỄN THỊ KIM TRANG PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CẤU TẠO HÌNH HỌC HỆ THANH GIẰNG ĐẾN PHẢN ỨNG CHỊU ĐỊA CHẤN CUẢ HỆ KHUNG THÉP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐỒNG NAI, NĂM 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG NGUYỄN THỊ KIM TRANG PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CẤU TẠO HÌNH HỌC HỆ THANH GIẰNG ĐẾN PHẢN ỨNG CHỊU ĐỊA CHẤN CỦA HỆ KHUNG THÉP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ NGÀNH: 8580201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU TS NGUYỄN HỒNG ÂN ĐỒNG NAI, NĂM 2019 LỜI CẢM ƠN Trong trình nghiên cứu để hồn thành đề tài luận văn thạc sĩ, nhận nhiều giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình Thầy/Cơ giáo trường Đại Học Lạc Hồng Với tình cảm chân thành, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy TS Nguyễn Hồng Ân, Khoa Sau Đại Học, Khoa Kỹ Thuật Cơng Trình – Trường Đại Học Lạc Hồng Thầy/Cô giáo tham gia quản lý, giảng dạy giúp đỡ cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Mặc dù có nhiều cố gắng, song cịn có mặt hạn chế, thiếu sót luận văn thạc sĩ Tơi mong nhận ý kiến đóng góp dẫn nhiệt tình thầy giáo bạn đồng nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tồn thể cán cơng nhân viên chức Trường Đại Học Lạc Hồng Kính chúc Thầy Cô tràn đầy hạnh phúc, thành đạt dồi sức khỏe để tiếp tục người dẫn lối, người đưa nguồn tri thức đến với hệ sinh viên Trân trọng cảm ơn! Đồng Nai, ngày tháng Tác giả năm 2019 Nguyễn Thị Kim Trang LỜI CAM ĐOAN Tác giả : Nguyễn Thị Kim Trang Sinh ngày: 28/09/1990 Q qn: Bình Dương Nơi cơng tác: Ban Quản lý dự án Đầu tư Xây dựng khu vực thị xã Tân Uyên Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu với đề tài ‘‘Phân tích ảnh hưởng cấu tạo hình học hệ giằng đến phản ứng chịu địa chấn hệ khung thép’’ cơng trình nghiên cứu riêng tác giả Các số liệu, kết nêu trong luận văn trung thực chưa công bố nơi khác Các thơng tin trích dẫn nguồn gốc rõ ràng Kết tính tốn dựa tiêu chuẩn xây dựng hành Nếu không điều nêu trên, tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm đề tài Đồng Nai, ngày tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Thị Kim Trang TÓM TẮT LUẬN VĂN Hiện nay, mật độ dân cư tập trung đông thành phố lớn Một giải pháp taọ chổ nhanh xây dựng nhà cao tầng kết cấu thép Với đặc tính kết cấu mảnh nên việc kháng chấn hạn chế mà phải địi hỏi phải bố trí thêm hệ giằng Trong luận văn này, tác giả bố trí hệ giằng khác cho cơng trình nhà thép cao tầng Sau phân tích nội lực, chuyển vị cơng trình với hệ giằng khác chịu tải động đất để cung cấp cho người thiết kế việc lựa chọn hệ giằng thích hợp thiết kế MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN TÓM TẮT LUẬN VĂN DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU 1 GIỚI THIỆU CHUNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 CẤU TẠO THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG 1.1.1 ỨNG XỬ CỦA KHUNG CÓ GIẰNG 1.1.2 GIỚI THIỆU CÁC HỆ GIẰNG CỦA NHÀ THÉP 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 17 1.2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT 17 1.2.2 ĐỊNH NGHĨA NHÀ CAO TẦNG 20 1.2.3 CÁC LOẠI HỆ GIẰNG CỦA CÔNG TRÌNH THÉP CHỊU ĐỘNG ĐẤT 29 1.3 PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC KẾT CẤU TẠO HÌNH HỌC HỆ THANH GIẰNG ĐẾN PHẢN ỨNG CHỊU ĐỊA CHẤN CỦA HỆ KHUNG THÉP 39 1.3.1 HỆ GIẰNG NHÀ 39 1.3.2 HỆ GIẰNG MÁI 40 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 42 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG………………………………………….…………… 43 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 43 2.1 GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI THEO MIỀN THỜI GIAN 43 2.2 GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH ĐỘNG ĐẤT 45 2.3 PHƯƠNG PHÁP PHỔ PHẢN ỨNG 50 2.4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TĨNH LỰC NGANG TƯƠNG ĐƯƠNG 55 2.5 TÍNH TỐN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỘNG THEO MIỀN THỜI GIAN ………………………………………………………………….57 2.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG……………………………………………… ……….…61 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 62 3.1 KHẢO SÁT KHUNG THÉP CHỊU TẢI NGANG 62 3.2 MƠ HÌNH NHÀ THÉP CAO TẦNG (3D) CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 66 3.2.1 ĐẶT TRƯNG HÌNH HỌC VÀ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 66 3.2.2 VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ SƠ ĐỒ KẾT CẤU 67 3.2.3 KHẢO SÁT 70 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG…………………………………………….………… 83 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 833 KẾT LUẬN ……………………………………………………….……………83 KIẾN NGHỊ …………………………………………………………….………83 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Các kiểu kết cấu giằng Hình Sự phân bố dòng lực ngang qua tầng Hình Sự làm việc giằng chịu lực đứng Hình Biến dạng kết cấu khung có giằng Hình Bố trí giằng nhịp khác khung Hình Giằng chéo 13 Hình V-giằng 14 Hình K-giằng 16 Hình Đường chéo đơn 18 Hình 10 Hình nhà cao tầng Mỹ 18 Hình 11 Nhà cao tầng giới 19 Hình 12 Hình Nhà cao tầng Việt Nam 19 Hình 13 Sơ đồ tổ hợp hệ chịu lực nhà cao tầng 24 Hình 14 Hình sơ đồ hệ khung 25 Hình 15 Sơ đồ chịu lực hệ kết cấu khung 26 Hình 16 Hình dạng vách cứng (Tường chịu lực) 27 Hình 17 Mơ hình chịu lực cảu kết cấu khung – vách 27 Hình 18 Hình Vị trí phát sinh động đất 30 Hình 19 Hình tác động nguy hại động đất 36 Hình 20 Hình sập nhà cao tầng ảnh hưởng động đất 37 Hình 21 Hệ giằng cơng trình thép 38 Hình 22 Hệ giằng cánh nằm mặt phẳng cánh 38 Hình 23 Hệ giằng cánh nằm mặt phẳng cánh 39 Hình 24 Hệ giằng đứng nằm mặt phẳng đứng 39 Hình 25 Hệ giằng cánh mái 40 Hình 26 Hệ giằng cánh mái 41 Hình 27 Hệ giằng đứng 41 Hình 28 Hệ giằng cột 42 Hình Dạng phổ phản ứng đàn hồi 52 Hình 2 Phổ phản ứng đàn hồi cho loại đất từ A đến E 53 Hình Mơ hình khung phẳng chịu tải theo phương ngang 62 Hình Khung phẳng với hệ giằng chữ V úp (bên trái) hệ giằng chữ X (bên phải) 63 Hình 3 Khung phẳng với hệ giằng chữ V úp bình thường xen kẻ 63 Hình Gán phổ phản ứng theo TCVN 9386:2012 69 Hình Gán động đất theo miền thời gian 69 Hình Mặt bố trí kết cấu 69 Hình Hệ giằng X khung trục A D 69 Hình Hệ giằng X khung trục 70 Hình Mặt bố trí kết cấu 70 Hình 10 Chuyển vị tâm cứng theo phương ngang phân tích phương pháp miền thời gian 72 Hình 11 Chuyển vị tâm cứng theo phương ngang phân tích phương pháp phổ phản ứng 72 Hình 12 Biểu đồ momnet khung trục cho trường hợp khơng bố trí hệ giằng: 75 Hình 13 Biểu đồ momnet khung trục cho trường hợp bố trí hệ giằng X: 75 Hình 14 Biểu đồ momnet khung trục cho trường hợp bố trí hệ giằng V: 76 Hình 15 Biểu đồ momnet khung trục cho trường hợp bố trí hệ giằng V/\ 76 Hình 16 Biểu đồ lực dọc khung trục cho trường hợp tính tốn địa chấn theo phương pháp miền thời gian: 76 Hình 17 Biểu đồ nội lực khung trục cho trường hợp khơng có hệ giằng: 79 Hình 18 Biểu đồ nội lực khung trục cho trường hợp hệ giằng X: 79 Hình 19 Biểu đồ nội lực khung trục cho trường hợp hệ giằng K: 79 Hình 20 Biểu đồ nội lực khung trục cho trường hợp hệ giằng K: 80 DANH MỤC BẢNG Bảng Các loại đất đất theo TCVN 9386:2012 49 Bảng 2 Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi 52 Bảng Giá trị tham số mô tả phản ứng đàn hồi theo phương thẳng đứng 55 Bảng Chuyển vị phương ngang tầng khung 65 Bảng Moment cột cột biên, giá trị momnet thu có hệ giằng chuẩn hóa với moment khơng có hệ giằng (Đơn vị momnet kNm) 65 Bảng 3 Lực cắt cột cột biên, giá trị lực cắt thu có hệ giằng chuẩn hóa với moment khơng có hệ giằng (Đơn vị lực cắt kN) 66 Bảng Đặt trưng tiết diện hình học 67 Bảng Tải trọng tác dụng 68 Bảng Chu kỳ dao động mode 71 Bảng Chuyển vị tâm cứng cơng trình hai phương pháp phân tích cho tất trường hợp có hệ giằng không hệ giằng 73 Bảng Giá trị moment lớn cột trục 78 Bảng Giá trị lực dọc lớn cột trục 78 Bảng 10 Giá trị moment khung trục phân tích hai phương pháp miền thời gian phổ phản ứng cho tất hệ giằng, đơn vị kNm 81 Bảng 11 Giá trị lực dọc khung trục phân tích hai phương pháp miền thời gian phổ phản ứng cho tất hệ giằng, đơn vị kN 81 71 3.2.3 Khảo sát 3.2.3.1 Phân tích các mode dao đợng Mode dao động có tương quan đến độ cứng cơng trình phản ứng động đất xuất Vì lý đó, khảo sát mode dao động không sử dụng hệ giằng sử dụng cần thiết luận văn Bảng 3.6 tổng hợp mode dao động với chu kỳ tương ứng cho trường hợp khảo sát Hình 3.11 thể hình dáng mode dao động cho bốn trường hợp hệ không giằng, hệ giằng X, hệ giằng chữ V thuận hệ giằng chữ V thuận ngược (V/\) Bảng Chu kỳ dao động T(s) mode Mode V/\ Không giằng X V 2.88 1.89 1.93 1.90 2.75 1.76 1.79 1.76 2.59 1.54 1.57 1.54 (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Word 2010) Dữ liệu từ Bảng 3.6 cho thấy chu kỳ dao động dảm dần theo thứ tự mode, điều phù hợp với lý thuyết mode thường xảy theo phương yếu kết cấu nên thời gian cần thiết cho dao động lớn Thêm nữa, kết cấu cơng trình cứng lên rõ ràng bố trí hệ giằng thời gian cho chu kỳ giảm nhiều, khoảng 40% Mặc khác, chu kỳ dao động công trình cho ba hệ giằng tương đương, có khác biệt khơng đáng kể Như vậy, mặt tổng thể hệ giằng tương đương Tuy nhiên, ảnh hưởng chi tiết đến nội lực dầm cột, vị trí bố trí hệ giằng, chuyển vị cơng trình trình bày phần 3.2.3.2 Khảo sát chuyển vị tâm cứng Chuyển vị tâm cứng thu cho trường hợp gán tải động đất phương pháp miền thời gian thể Hình 3.11 Khơng ngạc nhiên chuyển vị cơng trình khơng có hệ giằng lớn Chuyển vị cơng trình cho ba hệ giằng tương đương thấp so với hệ không giằng khoảng 57% Hình 3.12 minh họa chuyển vị tâm cứng tầng cơng trình khơng bố trí hệ giằng bố trí hệ giằng khác gán tải động đất phổ phản ứng Kết 72 cho thấy hệ giằng V cho chuyển vị lớn hai hệ giằng lại khoảng 7% Điều hệ giằng V có độ cứng thấp (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Excel 2010) Hình 10 Chuyển vị tâm cứng theo phương ngang phân tích phương pháp miền thời gian (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Excel 2010) Hình 11 Chuyển vị tâm cứng theo phương ngang phân tích phương pháp phổ phản ứng 73 Bảng Chuyển vị tâm cứng cơng trình hai phương pháp phân tích cho tất trường hợp có hệ giằng không hệ giằng Phương pháp phổ phản ứng (TCVN-9386:2012) Hệ Không Hệ X Hệ V Hệ V/\ Hệ X Hệ V giằng V/\ 4.1 4.2 4.1 8.9 5.2 5.6 5.3 3.9 4.0 4.0 8.7 5.0 5.4 5.1 3.7 3.9 3.8 8.3 4.7 5.1 4.8 3.6 3.7 3.6 7.8 4.3 4.6 4.3 3.3 3.4 3.3 7.1 3.8 4.1 3.9 2.9 3.0 2.9 6.4 3.3 3.6 3.4 2.4 2.5 2.4 5.5 2.8 3.0 2.8 1.9 2.0 1.9 4.6 2.2 2.4 2.2 1.3 1.4 1.3 3.4 1.6 1.7 1.6 0.7 0.8 0.7 2.0 0.9 0.9 0.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Word 2010) Phương pháp miền thời gian Tầng 10 Không giằng 9.4 8.9 8.4 7.7 6.9 6.0 5.4 4.6 3.6 2.1 0.0 Bảng 3.7 tổng hợp chuyển vị tâm cứng cho trường hợp hệ giằng không giằng phân tích phương pháp miền thời gian phổ phản ứng Kết cho thấy chuyển vị tâm cứng cơng trình hệ khơng giằng phân tích phương pháp miền thời gian lớn phương pháp phổ phản ứng, độ lệch hai phương pháp khoảng 5% Tuy nhiên bố trí hệ giằng ngược lại, chuyển vị phương pháp phổ phản ứng lại lớn miền thời gian Đây điều thú vị cần phát triển cho nghiên cứu 3.2.3.3 Khảo sát nội lực khung trục Biểu đồ moment khung trục thể Hình 3.13 đến Hình 3.16 Trong hình thể kết thu với phổ phản ứng miền thời gian Kết tương đương hai phương pháp phân tích Khung trục chịu ảnh hưởng trực tiếp từ hệ giằng, đặc biệt vị trí có liên kết trực tiếp với hệ giằng vị trí dầm giằng V Về bản, biểu đồ moment phân phối cho vào hệ dầm cột tương đương hệ giằng, quan sát từ hình vẽ Tuy nhiên có sai khác nhỏ giá trị 74 (b) Etabs v16.2) (a) (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Hình 12 Biểu đồ momnet khung trục cho trường hợp không bố trí hệ giằng: a) Phương pháp miền thời gian, b) Phương pháp phổ phản ứng (a) (b) (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Etabs v16.2) Hình 13 Biểu đồ bao momnet khung trục cho trường hợp bố trí hệ giằng X: a) Phương pháp miền thời gian, b) Phương pháp phổ phản ứng 75 (a) (b) (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Etabs v16.2) Hình 14 Biểu đồ bao momnet khung trục cho trường hợp bố trí hệ giằng V: a) Phương pháp miền thời gian, b) Phương pháp phổ phản ứng (a) (b) (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Etabs v16.2) Hình 15 Biểu đồ bao momnet khung trục cho trường hợp bố trí hệ giằng V/\: a) Phương pháp miền thời gian, b) Phương pháp phổ phản ứng 76 (a) (b) (c) (d) (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Etabs v16.2) Hình 16 Biểu đồ bao lực dọc khung trục cho trường hợp tính tốn địa chấn theo phương pháp miền thời gian: a) Hệ không giằng, b) Hệ giằng X, c) Hệ giằng V, d) Hệ giằng V/\ 77 Bảng Giá trị moment lớn cột trục (tầng 1) Miền thời gian Phổ phản ứng Moment lớn cột (kNm) Hệ không giằng Hệ giằng X Hệ giằng V Hệ giằng V/\ 68.0 26.3 28.0 26.6 63.3 23.7 25.7 23.5 (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Word 2010) Bảng Giá trị lực dọc lớn cột trục 1(tầng 1) Miền thời gian Phổ phản ứng Lực dọc lớn cột (kN) Hệ không giằng Hệ giằng X Hệ giằng V Hệ giằng V/\ 78.3 230.3 251.9 209.3 70.9 229.5 251.8 205.1 (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Word 2010) Bảng 3.8 tổng hợp giá trị moment lớn cột thuộc khung trục Tất nhiên, giá trị lớn nằm đầu cột tầng Dữ liệu cho thấy moment hệ giằng giảm 60% so với không bố trí hệ giằng Giá trị moment lớn ba hệ giằng gần ngang Trong hệ giằng X cho moment thấp tất hệ giằng V lớn Mặc khác, moment cột phân tích phương pháp miền thời gian lớn phổ phản ứng cho tất trường hợp hệ có giằng khơng giằng Độ khác biệt dao động khoảng từ 7% đến 10% Một thành phần quan trọng không lực dọc cột Hình 3.17 thể lực dọc khung trục cho trường hợp tính tốn địa chấn phương pháp miền thời gian Vì cách phân bố giống nên tác giả trình bày cho trường hợp Hình ảnh cho thấy lực dọc xuất hai cột biên cho trường hợp hệ không giằng Tuy nhiên bố trí hệ giằng lực dọc xuất cột kế cột biên Cả hai trường hợp có hệ giằng khơng có hệ giằng giống lực dọc cột nhỏ (gần khơng) cơng trình chịu tải động đất Điều lý giải tính đối xứng Bảng 3.9 tổng hợp lực dọc lớn cột khung trục Ngược lại với moment, giá trị lực dọc cột bố trí hệ giằng tăng lên Trong hệ giằng V tăng lên gấp lần khơng bố trí, tiếp đến hệ giằng X tăng lên khoảng 2.9 lần cuối hệ giằng V/\ tăng lên 2.7 lần 78 Như vậy, bố trí hệ giằng, khung trục có thay đổi lớn nội lực Moment giảm lực dọc cột tăng Cần lưu ý, khung trục khung bố trí trực tiếp hệ giằng 3.2.3.4 Khảo sát nội lực khung trục Khung trục khung trục không bố trí hệ giằng, chịu ảnh hưởng gián tiếp từ độ cứng cơng trình Biểu đồ moment lực dọc phân tích miền thời gian cho tất trường hợp có hệ giằng khơng có hệ giằng thể từ Hình 3.18 đến Hình 3.21 Vì biểu đồ nội lực giống tính chất phân tích phương pháp miền thời gian phổ phản ứng biểu đồ nội lực phương pháp miền thời gian trình bày Mặc khác, đặc tính phân phối nội lực chịu tải ngang lớn tầng giảm dần cho tầng theo thứ tự nên nội lực cho hệ cột tầng tổng hợp Bảng 3.10 đến 3.11 Cần lưu ý giá trị nội lực hệ giằng giảm so với hệ không giằng thể phần trăm tương ứng (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Etabs v16.2) Hình 17 Biểu đồ nội lực khung trục cho trường hợp khơng có hệ giằng: a) Biểu đồ bao moment, b) Biểu đồ bao lực dọc 79 (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Etabs v16.2) Hình 18 Biểu đồ nội lực khung trục cho trường hợp hệ giằng X: a) Biểu đồ bao moment, b) Biểu đồ bao lực dọc (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Etabs v16.2) Hình 19 Biểu đồ nội lực khung trục cho trường hợp hệ giằng V: a) Biểu đồ bao moment, b) Biểu đồ bao lực dọc 80 (Nguồn: Tác giả tự thực phần mềm Etabs v16.2) Hình 20 Biểu đồ nội lực khung trục cho trường hợp hệ giằng V/\: a) Biểu đồ bao moment, b) Biểu đồ bao lực dọc Bảng 10 Giá trị moment khung trục phân tích hai phương pháp miền thời gian phổ phản ứng cho tất hệ giằng, đơn vị kNm Hệ giằng Phương pháp Miền thời gian (1) Hệ không giằng Phổ phản ứng (2) Miền thời gian (Giảm so với 1) Hệ giằng X Phổ phản ứng (Giảm so với 2) Hệ giằng V Miền thời gian (Giảm so với 1) Phổ phản ứng (Giảm so với 2) Hệ giằng V/\ Miền thời gian (Giảm so với 1) Phổ phản ứng (Giảm so với 2) Cột A 50.6 46.6 18.7 63% 16.3 65% 19.9 61% 17.6 62% 18.9 63% 16.1 65% Cột B 67.9 63.3 26.4 61% 23.7 62% 28.0 59% 25.6 60% 26.8 61% 23.6 63% Cột C 67.2 62.6 26.0 61% 23.4 63% 27.7 59% 25.3 60% 26.4 61% 23.3 63% Cột D 68.0 63.3 26.4 61% 23.7 63% 28.0 59% 25.6 60% 26.8 61% 23.6 63% Cột E 50.5 46.5 18.7 63% 16.3 65% 19.9 61% 17.6 62% 18.9 63% 16.1 65% 81 Bảng 11 Giá trị lực dọc khung trục phân tích hai phương pháp miền thời gian phổ phản ứng cho tất hệ giằng, đơn vị kN Hệ giằng Phương pháp Miền thời gian (1) Hệ không giằng Phổ phản ứng (2) Miền thời gian (Giảm so với 1) Hệ giằng X Phổ phản ứng (Giảm so với 2) Miền thời gian (Giảm so với 1) Hệ giằng V Phổ phản ứng (Giảm so với 2) Miền thời gian (Giảm so với 1) Hệ giằng V/\ Phổ phản ứng (Giảm so với 2) Cột A 78.3 70.9 34.7 56% 45.0 37% 34.9 55% 47.8 33% 34.6 56% 44.9 37% Cột B 1.2 1.1 2.1 -70% 2.4 -114% 2.1 -68% 2.4 -114% 2.0 -65% 2.3 -106% Cột C 0.8 0.7 5.7 -589% 7.4 -913% 5.7 -587% 7.9 -989% 5.4 -556% 7.1 -877% Cột D 1.1 1.0 9.9 -810% 8.0 -683% 10.6 -870% 8.5 -732% 9.6 -781% 7.7 -652% Cột E 76.2 70.5 45.9 40% 45.9 35% 51.0 33% 48.7 31% 46.1 40% 45.7 35% Biểu đồ moment lực dọc phân tích phương pháp miền thời gian phổ phản ứng chất Tuy nhiên, độ lớn có khác biệt chênh lệch hai phương pháp nằm khoảng 10% Đối với hệ không giằng, đương nhiên, nội lực lớn hệ bố trí giằng phân tích hai phương pháp miền thời gian phổ phản ứng với mức chênh lệch khoảng 60% Cũng hệ không giằng, kết momnet lực dọc phân tích miền thời gian lớn phổ phản ứng Tuy nhiên, hệ có bố trí giằng có chút khác biệt thú vị Moment thu phương pháp miền thời gian lớn phổ phản ứng lực dọc ngược lại Đối với cơng trình bố trí hệ giằng, nội lực khung trục cho ba hệ giằng, có khác biệt khơng đáng kể Đây khung trục khơng bố trí hệ giằng nên nội lực giảm, moment lực dọc theo xu chung cơng trình giảm Điều khác biệt so với khung trục 1, bố trí trực tiếp hệ giằng, moment giảm lực dọc lại tăng lên Tuy nhiên, cột giá 82 trị lực dọc tăng lên nhiều Điều dễ lầm tưởng mặt nhược điểm hệ giằng, mặt độ lớn giá trị khơng đáng kể so với việc giảm giá trị moment 3.3 Kết luận chương Qua khảo sát khung phẳng chịu tải ngang mơ hình 3D chịu tải địa chấn cho thấy hệ giằng làm giảm đáng kể nội lực chuyển vị 83 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN - Hệ giằng rõ ràng mang lại hiệu tăng độ cứng phân phối lại nội lực cơng trình chịu tải địa chấn - Có khác biệt không đáng kể chuyển vị, nội lực sử dụng hệ giằng có dạng hình học khác Tuy nhiên khác biệt không đáng kể Tùy theo yêu cầu thiết kế, tính thẩm mỹ, kinh tế để lựa chọn dạng hình học hợp lý - Xét chuyển vị, hệ giằng X V/\ cho chuyển vị tương đương nhỏ ba hệ giằng, thấp khoảng 60% khơng bố trí hệ giằng Về mặt định tính hệ giằng X cần nhiều tài nguyên so với hệ giằng V/\ luận văn tác giả sử dụng giằng có tiết diện - Cần lưu ý thiết kế khung trục có bố trí hệ giằng Như phân tích, vị trí này, đặc biệt cột có phát sinh lực dọc lớn, tăng lên khoảng gấp lần chưa bố trí hệ giằng - Tại khung trục khơng bố trí hệ giằng có ảnh hưởng gián chiều hướng có lợi Giá trị momnet lực dọc giảm giảm 40% so với chưa bố trí hệ giằng Ở vị trí cột biên, lực dọc momnet giảm Tuy nhiên cột moment giảm lực dọc tăng lên khoảng lần (từ 1kN lên 8kN) Nhưng tổng thể cặp nội lực tốt lúc khơng bố trí hệ giằng - Tải địa chấn gán vào cơng trình có ba dạng khai báo, luận văn sử dụng hai dạng khai báo theo miền thời gian khai báo theo phổ phản ứng Kết cho thấy thu từ miền thời gian lớn phổ phản ứng khoảng 10% KIẾN NGHỊ Cần thêm nhiều nghiên cứu vị trí bố trí hệ giằng cho lợi khả chịu tải cơng trình, từ đánh giá tiêu kinh tế Cần thêm đánh giá tiết diện hệ giằng, chi phí thi cơng hệ giằng, tác động mặt thẩm mỹ tiêu kính tế để lựa chọn dạng hình học cấu tạo hệ giằng cách hợp lý 84 Tải địa chấn mang lại rủi ro lớn cho người thiết kế Cần thêm nghiên cứu tác động tải địa chấn xét đến tính mềm móng xét đến dao động trực tiếp đất tác động lên hệ kết cấu bên TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCXDVN 9386:2012, Thiết kế cơng trình chịu động đất, NXB Xây dựng Hà Nội [2] Phạm Văn Hội (2006), Kết cấu thép – Cấu kiện bản, NXB Khoa học Kỹ thuật [3] Phạm Văn Hội (1998), Kết cấu thép – Công trình dân dụng cơng nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật [4] Phạm Phú Anh Huy (2010), Giáo trình môn học kết cấu nhà cao tầng, ĐH Duy Tân, Đà Nẵng [5] Phạm Thị Thanh Huyền (2017), “Xây dựng cơng trình cao tầng nội – Lợi ích bất cập”, Tạp chí kiến trúc Việt Nam, Số 209-2017 [6] Nguyễn Lê Ninh (2011), Cơ sở lý thuyết tính tốn cơng trình chịu động đất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội [7] Bungale S Taranath (1988), Structural analysis and design of Tall Buildings, Mc Graw-Hill Book Company [8] Huỳnh Quốc Hùng (2012), Giáo trình kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép, Đại học Xây dựng Miền Trung [9] Võ Bá Tầm (2012), Nhà cao tầng bê tông – cốt thép, Nhà xuất ĐHQG TpHCM [10] Tạp chí kiến trúc Việt Nam, số 209, 2017 ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG NGUYỄN THỊ KIM TRANG PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CẤU TẠO HÌNH HỌC HỆ THANH GIẰNG ĐẾN PHẢN ỨNG CHỊU ĐỊA CHẤN CỦA HỆ KHUNG THÉP CHUYÊN NGÀNH: KỸ... dựng Khoảng cách hệ giằng ? ?ứng theo phương ngang nhà: 12 ~ 15 m 1.3 Phân tích ảnh hưởng các kết cấu tạo hình học hệ giằng đến phản ứng chịu địa chấn hệ khung thép 1.3.1 Hệ giằng nhà Trong nhà... cứu với đề tài ‘? ?Phân tích ảnh hưởng cấu tạo hình học hệ giằng đến phản ứng chịu địa chấn hệ khung thép’’ cơng trình nghiên cứu riêng tác giả Các số liệu, kết nêu trong luận văn trung thực chưa