Nghiên cứu ảnh hưởng của cốt đai đến tỷ số nén của cột bê tông cốt thép trong thiết kế kháng chấn kết cấu nhà nhiều tầng

Ngày nay cùng với sự phát triển kinh tế xã hội các công trình nhà nhiều tầng đã và đang mọc lên tại khắp các đô thị trong cả nước Các tòa nhà nhiều tầng góp phần tạo kiến trúc cảnh quan thể hiện đô thị văn minh giàu đẹp là điểm nhấn của thành phố Tuy nhiên trong thiết kế kết cấu nhà nhiều tầng xét điều kiện ở Việt Nam tỷ số nén của cột không được vượt quá 0 65 đối với cấp dẻo trung bình Điều đó làm tăng đáng kể kích thước của cột gây tốn kém trong xây dựng và khó khăn trong thiết kế giải pháp kiến trúc Từ các kết quả nghiên cứu và khảo sát trong luận văn đã chứng minh được thông qua việc xét đến hiệu ứng bó của bê tông xét đến ảnh hưởng của cốt đai đến tỷ số nén của cột bê tông cốt thép trong thiết kế kháng chấn kết cấu nhà nhiều tầng mà giá trị lực dọc quy đổi giảm một cách đáng kể nhờ đó ta có thể lựa chọn lại tiết diện cột cường độ bê tông hợp lí góp phần tiết kiệm chi phí xây dựng Các phân tích đánh giá kết quả đạt được và đưa ra hướng nghiên cứu tiếp theo đã được trình bày chi tiết trong phần kết luận và kiến nghị Ngày nay cùng với sự phát triển kinh tế xã hội các công trình nhà nhiều tầng đã và đang mọc lên tại khắp các đô thị trong cả nước Các tòa nhà nhiều tầng góp phần tạo kiến trúc cảnh quan thể hiện đô thị văn minh giàu đẹp là điểm nhấn của thành phố Tuy nhiên trong thiết kế kết cấu nhà nhiều tầng xét điều kiện ở Việt Nam tỷ số nén của cột không được vượt quá 0 65 đối với cấp dẻo trung bình Điều đó làm tăng đáng kể kích thước của cột gây tốn kém trong xây dựng và khó khăn trong thiết kế giải pháp kiến trúc Từ các kết quả nghiên cứu và khảo sát trong luận văn đã chứng minh được thông qua việc xét đến hiệu ứng bó của bê tông xét đến ảnh hưởng của cốt đai đến tỷ số nén của cột bê tông cốt thép trong thiết kế kháng chấn kết cấu nhà nhiều tầng mà giá trị lực dọc quy đổi giảm một cách đáng kể nhờ đó ta có thể lựa chọn lại tiết diện cột cường độ bê tông hợp lí góp phần tiết kiệm chi phí xây dựng Các phân tích đánh giá kết quả đạt được và đưa ra hướng nghiên cứu tiếp theo đã được trình bày chi tiết trong phần kết luận và kiến nghị Ngày nay cùng với sự phát triển kinh tế xã hội các công trình nhà nhiều tầng đã và đang mọc lên tại khắp các đô thị trong cả nước Các tòa nhà nhiều tầng góp phần tạo kiến trúc cảnh quan thể hiện đô thị văn minh giàu đẹp là điểm nhấn của thành phố Tuy nhiên trong thiết kế kết cấu nhà nhiều tầng xét điều kiện ở Việt Nam tỷ số nén của cột không được vượt quá 0 65 đối với cấp dẻo trung bình Điều đó làm tăng đáng kể kích thước của cột gây tốn kém trong xây dựng và khó khăn trong thiết kế giải pháp kiến trúc Từ các kết quả nghiên cứu và khảo sát trong luận văn đã chứng minh được thông qua việc xét đến hiệu ứng bó của bê tông xét đến ảnh hưởng của cốt đai đến tỷ số nén của cột bê tông cốt thép trong thiết kế kháng chấn kết cấu nhà nhiều tầng mà giá trị lực dọc quy đổi giảm một cách đáng kể nhờ đó ta có thể lựa chọn lại tiết diện cột cường độ bê tông hợp lí góp phần tiết kiệm chi phí xây dựng Các phân tích đánh giá kết quả đạt được và đưa ra hướng nghiên cứu tiếp theo đã được trình bày chi tiết trong phần kết luận và kiến nghị Ngày nay cùng với sự phát triển kinh tế xã hội các công trình nhà nhiều tầng đã và đang mọc lên tại khắp các đô thị trong cả nước Các tòa nhà nhiều tầng góp phần tạo kiến trúc cảnh quan thể hiện đô thị văn minh giàu đẹp là điểm nhấn của thành phố Tuy nhiên trong thiết kế kết cấu nhà nhiều tầng xét điều kiện ở Việt Nam tỷ số nén của cột không được vượt quá 0 65 đối với cấp dẻo trung bình Điều đó làm tăng đáng kể kích thước của cột gây tốn kém trong xây dựng và khó khăn trong thiết kế giải pháp kiến trúc Từ các kết quả nghiên cứu và khảo sát trong luận văn đã chứng minh được thông qua việc xét đến hiệu ứng bó của bê tông xét đến ảnh hưởng của cốt đai đến tỷ số nén của cột bê tông cốt thép trong thiết kế kháng chấn kết cấu nhà nhiều tầng mà giá trị lực dọc quy đổi giảm một cách đáng kể nhờ đó ta có thể lựa chọn lại tiết diện cột cường độ bê tông hợp lí góp phần tiết kiệm chi phí xây dựng Các phân tích đánh giá kết quả đạt được và đưa ra hướng nghiên cứu tiếp theo đã được trình bày chi tiết trong phần kết luận và kiến nghị Ngày nay cùng với sự phát triển kinh tế xã hội các công trình nhà nhiều tầng đã và đang mọc lên tại khắp các đô thị trong cả nước Các tòa nhà nhiều tầng góp phần tạo kiến trúc cảnh quan thể hiện đô thị văn minh giàu đẹp là điểm nhấn của thành phố Tuy nhiên trong thiết kế kết cấu nhà nhiều tầng xét điều kiện ở Việt Nam tỷ số nén của cột không được vượt quá 0 65 đối với cấp dẻo trung bình Điều đó làm tăng đáng kể kích thước của cột gây tốn kém trong xây dựng và khó khăn trong thiết kế giải pháp kiến trúc Từ các kết quả nghiên cứu và khảo sát trong luận văn đã chứng minh được thông qua việc xét đến hiệu ứng bó của bê tông xét đến ảnh hưởng của cốt đai đến tỷ số nén của cột bê tông cốt thép trong thiết kế kháng chấn kết cấu nhà nhiều tầng mà giá trị lực dọc quy đổi giảm một cách đáng kể nhờ đó ta có thể lựa chọn lại tiết diện cột cường độ bê tông hợp lí góp phần tiết kiệm chi phí xây dựng Các phân tích đánh giá kết quả đạt được và đưa ra hướng nghiên cứu tiếp theo đã được trình bày chi tiết trong phần kết luận và kiến nghị

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGÔ QUANG TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CỐT ĐAI ĐẾN TỶ SỐ NÉN CỦA CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG THIẾT KẾ KHÁNG CHẤN KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGÔ QUANG TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CỐT ĐAI ĐẾN TỶ SỐ NÉN CỦA CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG THIẾT KẾ KHÁNG CHẤN KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: GS.TS PHAN QUANG MINH Đà Nẵng - Năm 2018 i LỜI CẢM ƠN Với kiến thức tích lũy suốt trình học tập, nghiên cứu chương trình cao học Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, cùng với sự quan tâm, giúp đỡ tận tình Ban Giám Hiệu nhà trường, quý thầy cô và với sự cố gắng, tâm bản thân, đến nay, tơi hoàn thành luận văn thạc sĩ Với lòng biết ơn và trân trọng, chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trường, lãnh đạo Khoa Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp hỗ trợ, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập nghiên cứu, thực hoàn thành luận văn này Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS TS Phan Quang Minh quan tâm, giúp đỡ và tận tình hướng dẫn, giúp cho tơi hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ Do thời gian có hạn và điều kiện nghiên cứu còn hạn chế, nên luận văn tơi khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong quý thầy cô đóng góp ý kiến để luận văn hoàn chỉnh và việc đánh giá cơng trình hữu tổng qt và thực tế Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn và kính chúc q thầy ln mạnh khỏe, hạnh phúc Kính chúc Nhà trường đạt nhiều thành cơng thời gian đến Đà Nẵng, ngày tháng 02 năm 2018 Tác giả luận văn Ngô Quang Tuấn LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan là cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn là trung thực và chưa cơng bố cơng trình nào khác Tác giả luận văn Ngô Quang Tuấn NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CỐT ĐAI ĐẾN TỶ SỐ NÉN CỦA CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG THIẾT KẾ KHÁNG CHẤN NHÀ NHIỀU TẦNG Học viên:Ngô Quang Tuấn Mã số: 60.58.02.08 Chuyên ngành: Kỹ thuật XDCT DD&CN Khóa: 32 Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt – Ngày nay, cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, công trình nhà nhiều tầng và mọc lên khắp đô thị cả nước Các tòa nhà nhiều tầng góp phần tạo kiến trúc cảnh quan, thể đô thị văn minh, giàu đẹp là điểm nhấn thành phố Tuy nhiên, thiết kế kết cấu nhà nhiều tầng, xét điều kiện Việt Nam, tỷ số nén cột không vượt 0.65 cấp dẻo trung bình Điều đó làm tăng đáng kể kích thước cột, gây tốn xây dựng và khó khăn thiết kế giải pháp kiến trúc Từ kết quả nghiên cứu và khảo sát luận văn chứng minh thông qua việc xét đến hiệu ứng bó bê tông, xét đến ảnh hưởng cốt đai đến tỷ số nén cột bê tông cốt thép thiết kế kháng chấn kết cấu nhà nhiều tầng mà giá trị lực dọc quy đổi giảm cách đáng kể, nhờ đó ta có thể lựa chọn lại tiết diện cột, cường độ bê tơng hợp lí góp phần tiết kiệm chi phí xây dựng Các phân tích, đánh giá kết quả đạt và đưa hướng nghiên cứu trình bày chi tiết phần kết luận và kiến nghị Từ khóa - nhà nhiều tầng; tỉ số nén; lực dọc thiết kế quy đổi; cốt đai; hiệu ứng bó bê tông RESEARCH ON THE IMPACT OF TRANSVERSE REIFORCEMENT TO THE AXIAL FORCE RATIO OF REINFORCED CONCRETE COLUMN ON HIGH-RISE BUILDING Abstract - According to the development of our country’s socio-economic system nowadays, the emergence of high-rise building contributes to the improvement of landscape architecture as well as indicating the civilization and wealthy and typical features of cities in Vietnam However, in the process of designing the composition of the high-rise building in the conditions of Vietnam, the axial force ratio of reinforced concrete column should not exceed the elasticity average, with is 0.65 Therefore, it increases a significant volume of columns, which makes the cost of construction rises remarkably and increases the difficulty in designing architectural concepts The results of researches and investigations in the thesis have been proved by considering the effects of confining reinforcement, considering the impact of transverse reinforcement on the primary seismic columns in structural multi-storey structures, which makes the normalized design axial force decreases significantly Relying on that, we can choose a flexible section of the column and the reasonable concrete strength in order to reduce construction costs The analysis and evaluation of the results and the direction of follow-up research are detailed in the conclusions and recommendations Key words - high-rise building, axial force ratio, the normalised design axial force, transverse reiforcement, Confining reiforcement MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài Bố cục đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT 1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐỘNG ĐẤT 1.1.1 Định nghĩa và phân loại 1.1.2 Thang đo động đất 1.2 TÁC HẠI CỦA ĐỘNG ĐẤT 1.3 QUAN NIỆM HIỆN ĐẠI TRONG THIẾT KẾ CHỊU ĐỘNG ĐẤT 13 1.3.1 Quan niệm thiết kế cơng trình chịu động đất 13 1.3.2 Các tiêu chí cần tuân theo 14 1.3.3 Các biện pháp cụ thể 15 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN 16 1.4.1 Phân loại phương pháp tính tốn 16 1.4.2 Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương 17 1.4.3 Phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động 19 1.5 THIẾT KẾ CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG THIẾT KẾ KHÁNG CHẤN THEO EN 1992-1-1 21 1.5.1 Các cấp dẻo kết cấu 21 1.5.2 Thiết kế cho trường hợp cấp dẻo trung bình 22 1.5.3 Thiết kế cho trường hợp cấp dẻo cao 26 1.5.4 Các yêu cầu về neo và mối nối thiết kế kháng chấn 27 1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 30 CHƯƠNG SỰ LÀM VIỆC CỦA CỘT KHI HẠN CHẾ NỞ HÔNG TRONG THIẾT KẾ KHÁNG CHẤN NHÀ NHIỀU TẦNG 32 2.1 HIỆN TƯỢNG BÓ BÊ TÔNG 32 2.1.1 Cường độ nén bê tông 32 2.1.2 Khái niệm về bó bê tông 33 2.1.3 Bê tông hạn chế nở hông theo Tiêu chuẩn EN1992-1-1-2004 36 2.1.4 Mơ hình Mander về quan hệ (-) bê tông bị bó 36 2.2 KHÁI NIỆM TỈ SỐ NÉN CỦA CỘT THEO TCVN 9386:2012 40 2.3 CÁC GIẢI PHÁP HẠN CHẾ TỶ SỐ NÉN 40 2.3.1 Lựa chọn tiết diện hợp lí 40 2.3.2 Lựa chọn cường độ nén bê tơng hợp lí 41 2.3.3 Ảnh hưởng cốt đai đến hạn chế tỉ số nén 41 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 42 CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA CỐT ĐAI ĐẾN TỶ SỐ NÉN CỦA CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG THIẾT KẾ KHÁNG CHẤN KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG 43 3.1 KHẢO SÁT TỶ SỐ NÉN CỦA CỘT BTCT CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA CỐT ĐAI CHO TRƯỜNG HỢP CỘT VNG KÍCH THƯỚC 1mx1m 43 3.1.1 Mơ hình phân tích 43 3.1.2 Tính toán tỉ số nén cột chưa kể đến hiệu ứng bó bê tơng 45 3.1.3 Tính toán tỉ số nén cột kể đến hiệu ứng bó bê tông 45 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng cốt đai đến tỷ số nén cột BTCT hình vng 1mx1m xét đến hiệu ứng bó 46 3.2 KHẢO SÁT TỶ SỐ NÉN CỦA CỘT BTCT CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA CỐT ĐAI CHO TRƯỜNG HỢP CỘT TRỊN ĐƯỜNG KÍNH 1m 56 3.2.1 Mơ hình phân tích 56 3.2.2 Tính tốn tỉ số nén cột chưa kể đến hiệu ứng bó bê tơng 57 3.2.3 Tính tốn tỉ số nén cột kể đến hiệu ứng bó bê tông 57 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng cốt đai đến tỷ số nén cột BTCT tròn đường kính 1m xét đến hiệu ứng bó bê tông 58 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (bản sao) DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 2.1 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 Bảng 3.11 Bảng 3.12 Bảng 3.13 Bảng 3.14 Bảng 3.15 Bảng 3.16 Bảng 3.17 Bảng 3.18 Bảng 3.19 Bảng 3.20 Tên bảng Trang Bảng thang cường độ động đất MSK-64 Bảng thang độ lớn động đất Richter Đặc tính cốt thép theo Bảng C.1 EN 1992-1-1:2004 22 Cường độ đặc trưng, biến dạng bê tông 32 Đặc trưng lý bê tông 44 Đặc trưng lý cốt thép đai 44 Chi tiết kích thước cột 44 Chi tiết thép đai cột 44 Bảng tổng hợp thông số thép đai điều chỉnh 48 Ứng suất nén ngang thay đổi thông số thép đai 49 50 Tính tốn giá trị lực dọc thiết kế quy đổi d,c cột tiết diện vuông kể đến hiệu ứng bó cột trường hợp thay đổi thông số thép đai Bảng tổng hợp so sánh sự ảnh hưởng thay đổi thông số 51 cốt đai đến tỉ số nén cột bê tơng cốt thép vng kích thước 1mx1m Ứng suất nén ngang thay đổi thông số thép đai ứng với 53 kích thước cột thỏa mãn điều kiện hạn chế tỉ số nén Điều chỉnh tiết diện cột thỏa mãn điều kiện hạn chế tỉ số nén 54 thay đổi thông số thép đai Bảng tổng hợp tỉ lệ phần trăm kích thước cột điều chỉnh lại giảm 55 xuống so với tiết diện cột ban đầu 1mx1m Đặc trưng lý bê tông cột 56 Đặc trưng lý cốt thép đai 56 Chi tiết kích thước cột 57 Chi tiết thép đai cột 57 Bảng tổng hợp thông số thép đai điều chỉnh 59 61 Tính tốn giá trị lực dọc thiết kế quy đổi d,c cột tiết diện tròn kể đến hiệu ứng bó cột trường hợp thay đổi thông số thép đai Bảng tổng hợp so sánh sự ảnh hưởng thay đổi thông số 62 cốt đai đến tỉ số nén cột bê tông cốt thép tròn đường kính 1m Điều chỉnh lại tiết diện cột thỏa mãn điều kiện hạn chế tỉ số nén 64 thay đổi thông số thép đai Bảng tổng hợp tỉ lệ phần trăm kích thước cột điều chỉnh lại giảm 65 xuống so với tiết diện cột ban đầu DANH MỤC HÌNH Số hiệu Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 Hình 1.14 Hình 1.15 Hình 1.16 Hình 1.17 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Tên hình Trang Vị trí phát sinh động đất Động đất Sumatra (năm 2004) Tác hại Động đất Tohoku gây TP.Miyako Nhật Bản (năm 2011) Tác hại Động đất Tohoku gây TP.Asahikawa (năm 2011) Động đất Kobe (năm 1995) Động đất Khu vực giáp ranh huyện Tủa Chùa (Điện Biên) 10 và Quỳnh Nhai (Sơn La) ngày 24/09/2017 Động đất Kobe (1995) 10 Động đất Nam California (Năm 1979) 11 Động đất Bhuj (Ấn Độ) năm 2001 11 Động đất San Fernando (Mỹ) năm 1971 12 Động đất Sichuan (TQ) năm 2008 12 Động đất Northridge (Mỹ) năm 1994 12 Các quan niệm và quan niệm cũ thiết kế 13 cơng trình chịu động đất Các phương pháp tính tốn kết cấu chịu động đất 16 Giá trị thiết kế khả chịu lực cắt cột 23 Sự bó lõi bê tông 25 Biện pháp neo bổ sung nút dầm-cột biên 29 Các đồ thị ứng suất - biến dạng bê tông với kiểu bó 34 khác Các hình thức bó bê tông thường gặp 34 Mô tả mức độ bó bê tông khác thép dọc và thép 35 ngang mặt cắt cột BTCT Quan hệ ứng suất – biến dạng bê tông bị bó 36 Quan hệ ứng suất – biến dạng bê tông hạn chế nở ngang 37 và không hạn chế ngang trường hợp bị nén Biểu đồ Mander xác định cường độ bê tông bị bó từ ứng suất 38 nén ngang hiệu quả cho tiết diện hình chữ nhật Hình vẽ chi tiết mặt cắt cột vng kích thước 1mx1m 43 Biểu đồ Mander xác định cường độ bê tông bị bó từ ứng suất 45 nén ngang hiệu quả cho tiết diện hình chữ nhật Mặt cắt cột vng kích thước 1mx1m thép đai đường kính 47 d=10mm, nx=ny=6 nhánh Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Mặt cắt cột vng kích thước 1mx1m thép đai đường kính d=10mm, nx=ny=11 nhánh Mặt cắt cột vng kích thước 1mx1m thép đai đường kính d=12mm, nx=ny=06 nhánh Biểu đồ so sánh sự ảnh hưởng thay đổi thông số cốt đai đến tỉ số nén cột bê tơng cốt thép vng kích thước 1mx1m Biểu đồ tỉ lệ phần trăm kích thước cột điều chỉnh lại giảm xuống so với tiết diện cột ban đầu Hình vẽ chi tiết mặt cắt cột tròn đường kính 1m Mặt cắt cột tròn kích thước 1m thép đai đường kính d=10mm Mặt cắt cột tròn kích thước 1m thép đai đường kính d=12mm Mặt cắt cột tròn kích thước 1m thép đai đường kính d=14mm Biểu đồ so sánh sự ảnh hưởng thay đổi thông số cốt đai đến tỷ số nén cột bê tông cốt thép tròn đường kính 1m Biểu đồ tỉ lệ phần trăm kích thước cột điều chỉnh lại giảm xuống so với tiết diện cột ban đầu 47 47 51 55 56 58 58 59 62 65 64 Bảng 3.19 Điều chỉnh lại tiết diện cột thỏa mãn điều kiện hạn chế tỉ số nén thay đổi thông số thép đai Kích thước tiết diện STT dđiều chỉnh (mm) abv dh (mm) (mm) Thông số thép đai Ø sh (mm) (mm) Asđai (mm2) N Ke (KN) f'1 fck,c (MPa) (MPa) νd νd,c dban đầu (mm) % tiết diện giảm 905 845 10 150 78.54 0.471 49.21 0.91 0.65 9.50 900 840 10 125 78.54 0.568 49.95 0.92 0.65 10.00 890 830 10 100 78.54 0.719 51.08 0.94 0.65 11.00 875 815 10 75 78.54 0.977 52.95 0.98 0.65 12.50 850 785 10 50 78.54 1.521 56.74 1.05 0.65 15.00 890 830 12 150 113.10 0.690 50.86 0.94 0.65 11.00 885 820 12 125 113.10 0.839 51.96 0.97 0.65 11.50 870 810 12 100 113.10 1.061 53.56 0.99 0.65 850 790 12 75 113.10 1.451 56.26 1.04 0.65 15.00 10 815 755 12 50 113.10 2.277 61.64 1.14 0.65 18.50 11 875 815 14 150 153.94 0.957 52.81 0.98 0.65 12.50 12 865 805 14 125 153.94 1.163 54.27 1.00 0.65 13.50 13 850 790 14 100 153.94 1.481 56.47 1.04 0.65 15.00 14 825 765 14 75 153.94 2.039 60.14 1.11 0.65 17.50 15 785 720 14 50 153.94 3.250 67.43 1.25 0.65 21.50 30 14900 0.95 1000 13.00 65 Các kết quả tính tốn (Bảng 3.19) thể Bảng và Biểu đồ tỉ lệ kích thước cột điều chỉnh lại giảm xuống so với tiết diện cột ban đầu (Bảng 3.20) và (Hình 3.13) Bảng 3.20 Bảng tổng hợp tỉ lệ phần trăm kích thước cột điều chỉnh lại giảm xuống so với tiết diện cột ban đầu Bước cốt đai (mm) 150 125 100 75 50 % Tiết diện cột lựa chọn lại giảm xuống xét đến hiệu ứng bó bê tơng (ađiều chỉnh so với aban đầu) Trường hợp (d10) Trường hợp (d12) Trường hợp (d14) 9.50 10.00 11.00 12.50 15.00 11.00 11.50 13.00 15.00 18.50 12.50 13.50 15.00 17.50 21.50 Hình 3.13 Biểu đồ tỉ lệ phần trăm kích thước cột điều chỉnh lại giảm xuống so với tiết diện cột ban đầu Trong biểu đồ (Hình 3.13): - Đường màu đỏ thể sự thay đổi phần trăm kích thước cột điều chỉnh lại giảm xuống so với kích thước cột ban đầu tương ứng với thơng số cốt đai trường hợp 1: d=10mm; - Đường màu xanh chuối thể sự thay đổi phần trăm kích thước cột điều chỉnh lại giảm xuống so với kích thước cột ban đầu tương ứng với thơng số cốt đai trường hợp 2: d=12mm; 66 - Đường màu xanh da trời thể sự thay đổi phần trăm kích thước cột điều chỉnh lại giảm xuống so với kích thước cột ban đầu tương ứng với thông số cốt đai trường hợp 2: d=14mm; Từ biểu đồ (Hình 3.13) ta thấy được, thơng qua việc xét đến hiệu ứng bó bê tông, xét đến ảnh hưởng cốt đai đến tỷ số nén cột bê tông BTCT thiết kế kháng chấn kết cấu nhà nhiều tầng, tỉ số nén bị hạn chế không vượt 0,65 với cấp dẻo trung bình, tiết diện cột lựa chọn lại nhỏ nhiều so với tiết diện cần phải chọn ban đầu Đối với trường hợp lựa chọn bước cốt đai là 50mm, tiết diện cột lựa chọn lại ứng với trường hợp sử dụng cốt đai đường kính d10 giảm 15%, với trường hợp cốt đai đường kính d12 giảm 18,5%, với trường hợp cốt đai đường kính d14 giảm nhiều đến 21,5% so với tiết diện cột ban đầu 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Tỷ số nén cột bê tông cốt thép không chỉ phụ thuộc vào lực dọc, tiết diện ngang bê tông, cường độ tính tốn bê tơng mà còn phụ thuộc vào cấu tạo cốt đai cột Cấu tạo này bao gồm đường kính cốt đai, số lượng cốt đai gia cường và khoảng cách lớp cốt đai Khi xét đến ảnh hưởng cốt đai đến sự làm việc cột bê tông cốt thép, hay còn gọi là hiệu ứng bó bê tông, cường độ chịu nén bê tông tăng lên, qua đó làm giảm đáng kể tỷ số nén Đối với kết cấu nhà nhiều tầng chịu tải trọng động đất, yêu cầu bản cấu tạo tiết diện là hạn chế tỷ số nén cột Bằng việc kể đến hiệu ứng bó bê tông cốt đai gây ra, có thể giảm bớt kích thước tiết diện cột cách đáng kể mà không vi phạm yêu cầu về tỷ số nén Các phân tích chương này cho thấy, việc sử dụng biện pháp tăng hiệu quả hiệu ứng bó bê tơng như: Tăng đường kính cốt đai, bố trí thêm giằng, giảm khoảng cách lớp cốt đai hoặc sử dụng đồng thời giải pháp trên, người thiết kế có thể lựa chọn tiết diện cột giảm đáng kể so với tiết diện cột ban đầu chưa xét đến hiệu ứng bó, góp phần có thêm phương án lựa chọn thiết kế kiến trúc Tiết diện giảm xuống, góp phần tiết kiệm vật liệu bê tông, hoặc bổ sung cho dầm để khung cứng hơn, chịu tải trọng ngang tốt 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết quả nghiên cứu và khảo sát số luận văn có thể rút kết luận sau: Trong thiết kế kết cấu nhà nhiều tầng, điều kiện Việt Nam, tỷ số nén cột không vượt 0.65 cấp dẻo trung bình Điều đó làm tăng đáng kể kích thước cột, gây tốn xây dựng và khó khăn thiết kế giải pháp kiến trúc Thông qua việc xét đến hiệu ứng bó bê tông, xét đến ảnh hưởng cốt đai đến tỷ số nén cột bê tông cốt thép (BTCT) thiết kế kháng chấn kết cấu nhà nhiều tầng mà giá trị lực dọc quy đổi giảm cách đáng kể, nhờ đó ta có thể lựa chọn lại tiết diện cột, cường độ bê tơng hợp lí góp phần tiết kiệm chi phí xây dựng Để tăng hiệu quả hiệu ứng bó bê tông có thể sử dụng giải pháp sau: - Tăng đường kính cốt đai - Bố trí thêm giằng cốt đai - Giảm khoảng cách lớp cốt đai - Sử dụng đồng thời giải pháp KIẾN NGHỊ Hiện yêu cầu đảm bảo tỷ số nén cột, vách lấy theo tiêu chuẩn châu Âu EC-8 là khó đáp ứng thực tế thiết kế kháng chấn nhà nhiều tầng Việt nam yêu cầu về kiến trúc và hiệu quả kinh tế, đó cần có nghiên cứu khảo sát để đưa yêu cầu về tỷ số nén hợp lý nén hợp lý phù hợp với điều kiện Việt nam 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] TCVN 9386:2012: Thiết kế cơng trình chịu động đất [2] TCVN 5574:2012: Kết cấu bê tông và cốt thép [3] Nguyễn Xuân Chính, Trịnh Việt Cường, Nguyễn Đại Minh, Vũ Thị Ngọc Vân (2011), Một số đánh giá hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn động đất và khả chống động đất nhà và cơng trình xây dựng Việt Nam nay, Tạp chí KHCN Xây dựng số 3/2011 [4] Phan Quang Minh (2006), Kết cấu bê tông cốt thép phần cấu kiện bản, Nhà XB KHKT [5] Nguyễn Lê Nin (2011), Cơ sở lý thuyết tính toán cơng trình chịu động đất, Nhà XB KHKT [6] Lê Trung Phong (2011), Hệ số ứng xử kết cấu bê tơng cốt thép dùng tính toán tác động động đất lên cơng trình xây dựng, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, Viện Khoa học công nghệ xây dựng Việt Nam [7] Andrew Whittaker (Biên dịch: Hồ Hữu Chỉnh), Phân tích ứng xử và Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, tài liệu giảng dạy cao học, Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Tài liệu tiếng Anh [8] Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings [9] Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance – Part 1: General rules, seismic actions and rules for building [10] J.B.Mander, M.J.N Priesley and R.Park, Theoretical stress-strain model ... ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng cốt đai đến tỷ số nén cột bê tông cốt thép thiết kế kháng chấn kết cấu nhà nhiều tầng? ?? là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn Mục tiêu nghiên cứu Xét ảnh hưởng cốt đai. .. TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CỐT ĐAI ĐẾN TỶ SỐ NÉN CỦA CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG THIẾT KẾ KHÁNG CHẤN KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số: ... vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: + Cột BTCT + Tỷ số nén cột BTCT thiết kế kháng chấn nhà nhiều tầng - Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu ảnh hưởng cốt đai đến tỷ số nén cột BTCT thiết kế kháng