Mục đích nghiên cứu của Luận văn nhằm đề xuất các lưu ý khi tính toán, phân tích nội lực hệ khung không gian có xét đến ảnh hưởng của hiện tượng lún lệch giữa các cột/ móng của công trình. Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH TỪ ĐỨC ANH SƠN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHUYỂN VỊ LÚN KHÔNG ĐỀU GIỮA CÁC ĐÀI CỌC ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ KHUNG NHÀ NHIỀU TẦNG TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG TP Hồ Chí Minh – Năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH TỪ ĐỨC ANH SƠN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHUYỂN VỊ LÚN KHÔNG ĐỀU GIỮA CÁC ĐÀI CỌC ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ KHUNG NHÀ NHIỀU TẦNG Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số: 8.58.02.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS.KS BẠCH VŨ HỒNG LAN TP Hồ Chí Minh – Năm 2020 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VÀ QUI ĐỊNH VỀ LÚN LỆCH CHO CƠNG TRÌNH 1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ LÚN LỆCH VÀ HƯ HỎNG CỦA CƠNG TRÌNH 1.1.1 Khái niệm lún lệch tác hại 1.1.2 Tổng quan nghiên cứu lún lệch cơng trình 1.2 CÁC QUI ĐỊNH VỀ LÚN VÀ LÚN LỆCH TRONG TIÊU CHUẨN VIỆT NAM 1.3 NHẬN XÉT CHƯƠNG CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NỘI LỰC CỦA CƠNG TRÌNH CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH 2.1.1 Tổng quan cơng trình 2.1.2 Giải pháp kết cấu, vật liệu tiêu chuẩn sử dụng 2.2 TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CƠNG TRÌNH 2.2.1 Kích thước cấu kiện chịu lực cơng trình 2.2.2 Tải trọng tác động lên cơng trình 2.3 PHÂN TÍCH NỘI LỰC CỦA CƠNG TRÌNH 2.3.1 Sơ đồ tính hệ khung 2.3.2 Các trường hợp chất hoạt tải 2.3.3 Tổ hợp tải trọng 2.3.4 Kết phân tích nội lực hệ khung 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH NỘI LỰC CƠNG TRÌNH DƯỚI TÁC DỤNG CỦA CÁC TỔ HỢP LÚN LỆCH BẤT LỢI 3.1 XÁC ĐỊNH CÁC TỔ HỢP LÚN LỆCH BẤT LỢI 3.1.1 Cơ sở lý thuyết 3.1.2 Xác định tổ hợp lún lệch bất lợi cho cơng trình 3.2 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH NỘI LỰC KHUNG KHI CHỊU TÁC DỤNG CỦA CÁC TỔ HỢP LÚN BẤT LỢI 11 3.2.1 Tổ hợp lún 11 3.2.2 Tổ hợp lún 11 3.2.3 Tổ hợp lún 11 3.2.4 Tổ hợp lún 12 3.2.5 Tổ hợp lún 12 3.2.6 Tổ hợp lún 12 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 12 CHƯƠNG 4: NỘI LỰC CỦA KHUNG DƯỚI TÁC DỤNG ĐỒNG THỜI CỦA TẢI TRỌNG VÀ LÚN LỆCH 13 4.1 NỘI LỰC TRONG CẤU KIỆN DẦM 13 4.2 NỘI LỰC TRONG CẤU KIỆN CỘT 14 4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 14 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 15 5.1 KẾT LUẬN 15 5.2 KIẾN NGHỊ 17 MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài Các đô thị lớn Việt nam hầu hết nằm lưu vực sơng lớn sơng Hồng, sơng Sài Gịn, sơng Đồng Nai… nên địa tầng thường có lớp bùn sét yếu dày từ vài mét đến vài chục mét Do vậy, phương án móng cọc xem giải pháp hữu hiệu kinh tế cho cơng trình cao tầng Việt Nam Tuy nhiên, với cơng trình có diện tích mặt lớn xây dựng khu vực có địa tầng không đồng chịu ảnh hưởng tượng cố kết từ biến ma sát âm đất sét yếu khả xảy tượng lún không đài cọc cơng trình vào sử dụng cao Hiện tượng lún lệch làm gia tăng nội lực hệ kết cấu, làm phát sinh khe nứt, gia tăng độ võng dầm, sàn chí dẫn đến hư hỏng kết cấu Việc phân tích ảnh hưởng lún lệch đài cọc tác động tổ hợp lún bất lợi đến nội lực hệ kết cấu điều cần thiết trình thiết kế, giúp người thiết kế đưa giải pháp thiết kế an toàn hiệu lý hình thành đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu ảnh hưởng chuyển vị lún không đài cọc đến làm việc hệ khung nhà nhiều tầng” Mục đích đề tài - Nghiên cứu để xác định tổ hợp lún đồng thời cột/ đài móng gây bất lợi cho kết cấu khung cơng trình Nghiên cứu ảnh hưởng lún lệch đến phân phối nội lực hệ khung công trình Đề xuất lưu ý tính tốn, phân tích nội lực hệ khung khơng gian có xét đến ảnh hưởng tượng lún lệch cột/ móng cơng trình Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu ảnh hưởng bất lợi tượng lún lệch móng đến thành phần nội lực cấu kiện dầm cột hệ khung bê tơng cốt thép có quy mơ tầng, với kết cấu móng cọc đài đơn Cơng trình xây dựng vị trí Số 58-60-62-64 Trần Não, Quận 2, Thành Phố Hồ Chí Minh - - Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu nội lực phát sinh hệ khung khơng gian có xét đến ảnh hưởng đồng thời loại tải trọng tác dụng tổ hợp lún lệch gây bất lợi cho công trình Bỏ qua ảnh hưởng kết cấu bao che xây chèn phân tích nội lực hệ khung không gian tác dụng tải trọng lún lệch Cột cơng trình liên kết với đài cọc đơn làm việc độc lập với Chỉ xét đến chuyển vị thẳng đứng móng, bỏ qua ảnh hưởng chuyển vị ngang, góc xoay (nếu có) Nội dung nghiên cứu (1).Tổng quan quy định lún lệch tiêu chuẩn xây dựng Việt nam số nghiên cứu ảnh hưởng tượng lún lệch đến công trình số tác giả giới; (2).Xác định tổ hợp nội lực bất lợi cấu kiện dầm cột hệ khung cơng trình dân dụng cụ thể có kết cấu khung BTCT tác dụng tĩnh tải, hoạt tải tải trọng gió tĩnh gây ra; (3).Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết học kết cấu để xác định tổ hợp lún gây nội lực bất lợi cho hệ khung cơng trình; (4).Mơ số tốn phân tích nội lực tác dụng tượng lún lệch xảy móng phần mềm RSAP; (5).Phân tích kết tính tốn để đánh giá Phương pháp nghiên cứu Phương pháp lý thuyết 3 Phương pháp số Những đóng góp luận án (1) Nội dung nghiên cứu xác định tổ hợp lún lệch đồng thời móng gây nội lực bất lợi cho hệ dầm cột khung (2) Phân tích ảnh hưởng lún lệch đến gia tăng nội lực hệ khung không gian, có xét đến làm việc chung kết cấu sàn Đánh giá mức độ ảnh hưởng lún lệch đến nội lực hệ dầm cột khung từ đề xuất lưu ý cần thiết thiết kế kết cấu Cấu trúc luận án Lời cam đoan - Lời mở đầu Chương 1: Tổng quan nghiên cứu qui định lún lệch cho cơng trình Chương 2: Phân tích nội lực cơng trình tác dụng loại tải trọng tác động Chương 3: Phân tích nội lực cơng trình tác dụng tổ hợp lún bất lợi Chương 4: Phân tích nội lực khung tác dụng đồng thời tải trọng lún lệch Chương 5: Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VÀ QUI ĐỊNH VỀ LÚN LỆCH CHO CƠNG TRÌNH 1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ LÚN LỆCH VÀ HƯ HỎNG CỦA CƠNG TRÌNH 1.1.1 Khái niệm lún lệch tác hại Thông thường, việc thiết kế kết cấu phần thân phần ngầm thường đảm nhận nhóm kỹ sư độc lập sử dụng lý thuyết, tiêu chuẩn xây dựng riêng cho hạng mục Vấn đề việc kết nối hai phần thiết kế thường khơng chặt chẽ thiếu xác Ví dụ tác dụng lực dọc chân cột khác cấu trúc địa tầng địa điểm xây dựng khơng hồn tồn đồng chuyển vị gối tựa khác nhau, lúc kết cấu khung với sơ đồ tính với liên kết ngàm chân cột khơng cịn xác Hiện tượng lún khơng gối tực làm phát sinh thêm thay đổi ứng suất, biến dạng cấu kiện chịu lực hệ kết cấu Hư hỏng, thiệt hại tượng lún lún lệch cơng trình chia thành ba dạng sau: - Kết cấu chịu lực: hư hỏng cấu kiện chịu lực (dầm, cột, vách…) cơng trình - Kiến trúc: hư hỏng liên quan đến kết cấu bao che, kết cấu sàn lớp hồn thiện cơng trình - Kết hợp hư hỏng kết cấu kiến trúc 1.1.2 Tổng quan nghiên cứu lún lệch cơng trình Nghiên cứu tác giả, như: Meyerhof(1947), Skempton Macdonald (1956); Grant cộng (1974); Burland cộng (2001), cho thấy lún lệch gây nhiều ảnh hưởng bất lợi cho cơng trình Tuy nhiên, hầu hết tác giả nêu dựa giả thiết ứng xử không gian kết cấu biểu diễn thơng qua việc giải toán phẳng mối tương quan trạng thái ứng suất biến dạng cấu kiện chịu lực Để đảm bảo an toàn cho kết cấu, tác giả đề xuất giá trị giới hạn độ lún tuyệt đối [S], lún lệch [/L] độ nghiêng [i] loại cơng trình (Hình 1.1) 1.2 CÁC QUI ĐỊNH VỀ LÚN VÀ LÚN LỆCH TRONG TIÊU CHUẨN VIỆT NAM Các qui phạm như: TCVN 9362:2012 (Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình) TCVN 10304:2014 (Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc) có quy định giá trị cho phép độ lún tuyệt đối độ lún tương đối hệ thống móng đài cọc cho loại cơng trình khác nhau, nhiên cịn thiếu tính quán quy định tiêu chuẩn này, ví dụ như: - Độ lún tuyệt đối cơng trình khung BTCT TCVN 9362:2012 quy định 8cm, TCVN 10304:2014 độ lún cho phép 10cm - Độ lún lệch tương đối (s/L) cho công trình khung BTCT TCVN 9362:2012 chia thành hai loại có tường chèn : [s/L]=0,001 khơng có tường chèn [s/L]=0,002, nhiên TCVN 10304:2014 sử dụng giá trị cho cơng trình khung BTCT [s/L]=0,002 1.3 NHẬN XÉT CHƯƠNG Từ nghiên cứu tổng quan qui định giới hạn lún lệch cơng trình trình bày trên, ta rút nhận xét: (1) Các quy định biến dạng giới hạn móng mô tả đại lượng mặt phẳng chưa xét ảnh hưởng lún lệch không gian ảnh hưởng lún lệch đồng thời nhiều gối tựa gây bất lợi cho cơng trình (2).Thiếu qui định, hướng dẫn thiết kế để kết nối kết cấu phần thân phần ngầm công trình, dẫn đến sai sót lãng phí thiết kế (3) Để cho kết xác phân tích nội lực cơng trình tác dụng lún lệch, người thiết kế cần xét đến ảnh hưởng độ cứng cơng trình đến phân phối lực tác dụng lên móng hệ chịu lún lệch (4) Cần xét đến làm việc đồng thời kết cấu chịu lực kết cấu sàn, tường… đến phân phối nội lực cơng trình tác dụng lún lệch để dự đốn xác mức độ ảnh hưởng tượng CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NỘI LỰC CỦA CƠNG TRÌNH CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH 2.1.1 Tổng quan cơng trình Cơng trình chọn nghiên cứu chung cư có quy mơ tầng (8 tầng + tầng mái), chiều cao cơng trình 28.2m Cơng trình có nhịp (8.0m – 5.0m – 8.0m) bước cột 7.0m, kích thước cơng trình 21.0m 28.0m Mặt từ tầng đến tầng chung cư thể Hình 2.3 Địa điểm xây dựng cơng trình quận 2, thành phố Hồ Chí Minh – nơi có chiều dày lớp đất bùn sét lớn, dễ xảy tượng lún khơng cột Hình 2.3 Mặt từ tầng đến tầng cơng trình 2.1.2 Giải pháp kết cấu, vật liệu tiêu chuẩn sử dụng - Kết cấu chịu lực cơng trình hệ khung bê tơng cốt thép kết hợp với hệ móng cọc BTCT đài đơn - Tiêu chuẩn sử dụng: TCVN 2737–1995: Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế [1]; TCVN 5574–2018: Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế [2] - Vật liệu: Bê tông B25: Cường độ chịu nén Rb = 14.5 MPa; Cốt thép AI AIII cho loại thép đường kính nhỏ 10 lớn 10 2.2 TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG CỦA CƠNG TRÌNH 2.2.1 Kích thước cấu kiện chịu lực cơng trình Cơng trình sử dụng hệ kết cấu chịu lực hệ khung không gian, có cột tiết diện vng Tiến hành chọn kích thước tiết diện cấu kiện chịu lực như: chiều dày sàn (120mm); hệ dầm khung dầm chính; hệ cột 2.2.2 Tải trọng tác động lên cơng trình Xác định giá trị loại tải trọng tác động lên cơng trình gồm: - Tĩnh tải: Trọng lượng thân kết cấu; lớp hoàn thiện, lớp bao che, trang thiết bị lắp đặt cố định… - Hoạt tải sử dụng cho cơng trình chung cư - Hoạt tải gió tĩnh cơng trình có chiều cao 40 m 2.3 PHÂN TÍCH NỘI LỰC CỦA CƠNG TRÌNH 2.3.1 Sơ đồ tính hệ khung Sử dụng sơ đồ tính cơng trình hệ khung khơng gian làm việc đồng thời với kết cấu sàn hệ dầm trực giao Cao trình ngàm chân cột (cao trình mặt móng) chọn độ sâu –1.5m so với mặt đất tự nhiên, tương ứng với cao trình – 2.25m so với code 0.00 cao trình sàn tầng 8 2.3.2 Các trường hợp chất hoạt tải Để xác định tổ hợp nội lực bất lợi cho cấu kiện tác giả sử dụng trường hợp chất hoạt tải đứng: (1) Hoạt tải cách nhịp chẵn theo phương dọc.(2) Hoạt tải cách nhịp lẻ theo phương dọc (3) Hoạt tải cách nhịp chẵn theo phương ngang (4) Hoạt tải cách nhịp lẻ theo phương ngang (5) Hoạt tải cách tầng lẻ (6) Hoạt tải cách tầng chẵn Hoạt tải gió gồm trường hợp: - Gió theo phương ngang: Gió X Gió –X - Gió theo phương dọc: Gió Y Gió –Y Tác giả sử dụng phần mềm RSAP để phân tích nội lực hệ khung không gian làm việc đồng thời với kết cấu sàn 2.3.3 Tổ hợp tải trọng Các tổ hợp tải trọng lấy theo TCVN 2737: 2006 [2], bao gồm hai loại tổ hợp chính: - Tổ hợp bao gồm: Tĩnh tải + Hoạt tải Tổ hợp bao gồm: Tĩnh tải + Các hoạt tải tác dụng đồng thời gây bất lợi cho cấu kiện khung nhân với hệ số 0.9; Tuy nhiên với mục đích xác định tổ hợp nội lực có trị số lớn cho cấu kiện dầm cột khung, ta trọng xem xét tổ hợp 2.3.4 Kết phân tích nội lực hệ khung Cơng trình có mặt đối xứng, để trình bày vấn đề nghiên cứu cách cô đọng ta sâu vào phân tích nội lực hai khung ngang trục (khung biên) trục (khung giữa) công trình Các thành phần nội lực dầm cột: - Cấu kiện dầm: coi gần cấu kiện chịu uốn phẳng, nội lực bất lợi cho cấu kiện mô men uốn Mx cho tiết diện hai đầu nhịp dầm - Cấu kiện cột: cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên, tổ hợp nội lực cần thiết cho cột gồm thành phần: lực dọc Nz; mô men uốn Mx My cho tiết diện hai đầu cột 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Tổng hợp việc tính tốn tải trọng, lựa chọn tổ hợp hoạt tải bất lợi cho cấu kiện dầm cột khung sử dùng phần mềm RSAP để phân tích nội lực hệ khung không gian, ta thu tổ hợp nội lực bất lợi cho tiết diện cần nghiên cứu cấu kiện dầm cột khung trục trục CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH NỘI LỰC CƠNG TRÌNH DƯỚI TÁC DỤNG CỦA CÁC TỔ HỢP LÚN LỆCH BẤT LỢI 3.1 XÁC ĐỊNH CÁC TỔ HỢP LÚN LỆCH BẤT LỢI 3.1.1 Cơ sở lý thuyết Hiện tượng lún lệch đài cọc cột cơng trình xảy theo qui luật Căn vào hình dạng đường đàn hồi hệ chuyển vị chân cột, ta xác định tổ hợp chuyển vị đồng thời cột khác làm khuếch đại biến dạng cấu kiện khung Các giả thiết sử dụng vẽ đường đàn hồi khung: - Các qui tụ nút có góc xoay bỏ qua chuyển vị ngang nút khung cột chuyển vị đứng - Trước sau biến dạng khoảng cách nút khung theo phương ban đầu không đổi 3.1.2 Xác định tổ hợp lún lệch bất lợi cho công trình Sử dụng đường đàn hồi hệ khung để xác định tổ hợp gồm nhiều cột lún đồng thời với bất lợi khung Với mục tiêu xác định nội lực bất lợi cho dầm cột khung trục 3, tác giả đề xuất tổ hợp lún thể Hình 3.6 đến 3.11 10 Hình 3.6 Tổ hợp lún 1: chuyển vị cột A1 D1 Hình 3.7 Tổ hợp lún 2: chuyển vị cột A1 C1 Hình 3.8 Tổ hợp lún 3: chuyển vị cột A3 D3 Hình 3.9 Tổ hợp lún 4: chuyển vị cột A3 C3 Hình 3.10 Tổ hợp lún 5: chuyển vị cột A2;B1 B3 Hình 3.11 Tổ hợp lún 6: chuyển vị cột A1; A3 B2 11 3.2 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH NỘI LỰC KHUNG KHI CHỊU TÁC DỤNG CỦA CÁC TỔ HỢP LÚN BẤT LỢI Trong phạm vi nghiên cứu ta sử dụng giá trị lún lệch nhỏ cho phép qui định cho cơng trình dạng khung BTCT theo TCVN 9362:2012 /L=0.001, với bước cột 8000mm =8mm Sử dụng phần mềm RSAP để phân tích nội lực hệ khung không gian làm việc đồng thời với kết cấu sàn chịu tác dụng tổ hợp lún Các thành phần nội lực cần xuất để xác định ảnh hưởng bất lợi lún lệch đến phân phối nội lực cấu kiện khung: - Cấu kiện dầm: mô men uốn Mx tiết diện gối trái, phải tiết diện nhịp - Cấu kiện cột: lực dọc Nz; mô men uốn Mx My hai tiết diện hai đầu 3.2.1 Tổ hợp lún Tổ hợp bao gồm chuyển vị cưỡng cột A1 D1 với mục đích gây mơ men uốn Mx lớn tiết diện gối cho dầm biên (nhịp 8.00m) khung trục 1, gây lực kéo cho cột A1; D1 lực nén cho cột B1 C1 3.2.2 Tổ hợp lún Tổ hợp bao gồm chuyển vị cưỡng cột A1 C1 với mục đích gây mơ men uốn Mx lớn tiết diện gối cho dầm (nhịp 5.00m) khung trục 1, gây lực kéo cho cột A1; C1 lực nén cho cột B1 D4 3.2.3 Tổ hợp lún Tổ hợp bao gồm chuyển vị cưỡng cột A3 D3 với mục đích gây mơ men uốn Mx lớn tiết diện gối cho dầm 12 biên (nhịp 8.00m) khung trục 3, gây lực kéo cho cột A3; D3 lực nén cho cột B3 C3 3.2.4 Tổ hợp lún Tổ hợp bao gồm chuyển vị cưỡng cột A3 C3 với mục đích gây mơ men uốn Mx lớn tiết diện gối cho dầm (nhịp 5.00m) khung trục 3, gây lực kéo cho cột A3; C3 lực nén cho cột B3 D3 3.2.5 Tổ hợp lún Tổ hợp bao gồm chuyển vị cưỡng cột A2;B1 B3 với mục đích gây lực nén Nz; mơ men uốn Mx My lớn cho cột A1; A3 3.2.6 Tổ hợp lún Tổ hợp bao gồm chuyển vị cưỡng cột A1;A3 B2 với mục đích gây lực nén Nz; mơ men uốn Mx My lớn cho cột B1; B3 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Nội dung chương tiến hành phân tích nội lực hệ khung khơng gian tác dụng tổ hợp lún lệch xét đến chuyển vị cưỡng đồng thời gối tựa gây bất lợi cho cấu kiện dầm cột khung Do cơng trình có tính chất đối xứng nên để giảm bớt khối lượng trình bày tác giả tập trung phân tích cấu kiện dầm cấu kiện cột khung trục Các kết luận sau rút từ kết phân tích: - Các tổ hợp lún tác giả đề xuất xác định giá trị nội lực bất lợi cho cấu kiện dầm cột khung ngang trục cơng trình - Lún lệch cột gây vùng ảnh hưởng giá trị nội lực lớn cấu kiện có liên kết trực tiếp với cột, so với tác dụng tương ứng cột biên cột góc 13 - Các cột chịu chuyển vị gối tựa phát sinh lực dọc lực kéo, cột lân cận với cột chịu nén Lực kéo phát sinh cột tối đa 25% độ lớn lực dọc chân cột chịu tải trọng - Lực dọc phát sinh cột tác dụng lún lệch giảm rõ rệt theo chiều cao cơng trình - Các dầm liên kết trực tiếp với cột chịu lún lệch chịu uốn rõ rệt Mô men uốn hai đầu dầm trái dấu xấp xỉ - Mô men uốn phát sinh cấu kiện dầm cột không liên kết trực tiếp với cột chịu lún lệch không đáng kể CHƯƠNG 4: NỘI LỰC CỦA KHUNG DƯỚI TÁC DỤNG ĐỒNG THỜI CỦA TẢI TRỌNG VÀ LÚN LỆCH Từ kết phân tích nội lực hệ khung tác dụng tải trọng lún lệch để dễ dàng đánh giá ảnh hưởng lún lệch đến trị số nội lực phát sinh kết cấu, ta sử dụng hệ số ảnh hưởng k (%) Hệ số xác định theo công thức (4.1): k (%) = Nội lực bất lợi tiết diện lún lệch gây Nội lực bất lợi tiết diện tương ứng tải trọng gây (4.1) 4.1 NỘI LỰC TRONG CẤU KIỆN DẦM Sử dụng phương pháp cộng tác dụng để xác định giá trị mô men uốn Mx bất lợi loại cấu kiện dầm (2 dầm biên dầm giữa) khung trục trục dầm chịu tác dụng đồng thời tải trọng tổ hợp lún bất lợi tương ứng Hệ số k tiết diện gối dầm biến thiên khoảng từ 30% đến 70% tùy theo vị trí dầm, nhiên hệ số k lớn dầm tầng 14 4.2 NỘI LỰC TRONG CẤU KIỆN CỘT Tương tự với cấu kiện dầm, ta sử dụng phương pháp cộng tác dụng để xác định tổ hợp nội lực bất lợi cột biên cột khung trục trục 3, hệ chịu tác dụng đồng thời tải trọng tổ hợp lún bất lợi tương ứng Cột cấu kiện nén lệch tâm xiên, tổ hợp nội lực bất lợi cần xét đến cột khung là: - Tổ hợp 1: Nzmax; Mx tương ứng My tương ứng - Tổ hợp 2: Mxmax; Nz tương ứng My tương ứng Tổ hợp 3: Mymax; Nz tương ứng Mx tương ứng 4.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Nội dung chương trình bày việc tổ hợp nội lực để xác định đánh giá ảnh hưởng bất lợi tượng lún lệch đến nội lực cơng trình Để dễ dàng đánh giá mức độ ảnh hưởng lún lệch đến gia tăng nội lực cấu kiện dầm cột, tác giả đề xuất sử dụng hệ số ảnh hưởng k Các kết luận sau rút từ kết tính tốn phân tích ứng với độ lún lệch cột 8mm (tỷ số /L=0.001): - Lún lệch cột không gây ảnh hưởng bất lợi cho tiết diện nhịp dầm khung, chí lún lệch cịn làm giảm mô men uốn dương tiết diện dầm - Các tiết diện gối dầm nghiên cứu chịu ảnh hưởng rõ rệt cột khung chịu lún lệch Đối với dầm góc dầm trung gian (dầm nhịp biên khung ngang) lún lệch làm gia tăng khoảng 30% mô men uốn tiết diện gối Ở dầm biên dầm (dầm nhịp khung ngang) hệ số ảnh hưởng k thành phần mô men uốn Mx tiết diện gối có giá trị trung bình 15 70% Chuyển vị không đồng cột khung gây ảnh hưởng nhiều đến dầm tầng tầng cao cơng trình, trị số mơ men uốn Mx tiết diện gối dầm tăng lên gấp đôi - Lún lệch làm gia tăng khoảng 10% lực dọc hệ cột khung ảnh hưởng không thay đổi theo chiều cao cơng trình - Thành phần mơ men uốn Mx cột tăng từ 15% đến 35% xét đến ảnh hưởng bất lợi lún lệch, mức độ ảnh hưởng xếp theo thứ tự tăng dần cột B1; cột B3; cột A1 cột A3 Như thấy chuyển vị khơng gối tựa ảnh hưởng đến thành phần mô men Mx cột biên lớn cột khung ảnh hưởng đến khung nhiều khung biên - Trong ba thành phần nội lực cột, lún lệch ảnh hưởng nhiều đến mơ men uốn My Dưới tác dụng tổ hợp lún bất lợi mơ men uốn My tăng trung bình khoảng 60%, so với giá trị tương ứng tải trọng gây Tuy nhiên, lún lệch đặc biệt ảnh hưởng nhiều đến mô men My cột tầng tầng cao nhất, mức tăng tối đa giá trị lên tới 150% CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Nội dung luận văn tiến hành phân tích nội lực hệ khung khơng gian tác dụng loại tải trọng, tác động tổ hợp lún lệch xét đến chuyển vị cưỡng đồng thời gối tựa gây bất lợi cho cấu kiện dầm cột khung công trình có quy mơ tầng Tác giả sử dụng hệ số ảnh hưởng k(%) để đánh giá mức độ ảnh hưởng tượng chuyển vị không đồng gối tựa 16 dẫn đến gia tăng nội lực cấu kiện dầm cột khung Trong phạm vi nghiên cứu này, tác giả sử dụng giá trị lún lệch cột 8mm, tương ứng với tỷ số /L=0.001 (với bước cột 8.0m) đưa quy phạm thiết kế móng nay, sử dụng cho cơng trình dạng kết cấu khung khơng có tường xây chèn Các kết luận sau rút từ kết tính tốn phân tích: (1) Mơ men uốn cấu kiện dầm cột có liên kết trực tiếp với cột chịu lún lệch chịu tác động đáng kể Tuy nhiên ảnh hưởng lún lệch giảm đáng kể theo phương ngang cơng trình, cịn theo phương thẳng đứng ảnh hưởng biến thiên tùy theo thành phần nội lực (2) Phạm vi vùng ảnh hưởng mức độ ảnh hưởng đến nội lực cấu kiện có liên kết trực tiếp với cột chịu lún lệch lớn so với tác động tương ứng xảy cột biên cột góc chịu chuyển vị cưỡng (3) Cột bị lún lệch phát sinh lực dọc lực kéo, cột liền kề với cột chịu nén Lực kéo phát sinh cột chịu lún lệch tối đa lên tới 25% trị số lực dọc cột chịu tải trọng, lực dọc cột giảm đáng kể xét đến ảnh hưởng đồng thời lún lệch tải trọng (4) Các dầm khung liên kết trực tiếp với cột chịu lún lệch bị uốn rõ rệt Mô men uốn hai đầu dầm trái dấu có độ lớn xấp xỉ nhau, tượng lún lệch không gây bất lợi cho tiết diện nhịp dầm (5) Mô men uốn Mx tiết diện gối dầm biên (nhịp 8.0m) dầm (nhịp 5.0m) tầng trung gian bị tăng lên khoảng 30% 70% so với giá trị tương ứng tải trọng gây Riêng mô men uốn Mx tiết diện gối dầm tầng cao tầng bị tăng lên gấp đôi 17 (6) Lún lệch không gây ảnh hưởng nhiều đến thành phần lực dọc Nz cột, lực nén cột bị tăng tối đa khoảng 10% xét đến ảnh hưởng đồng thời lún lệch tải trọng Lực dọc phát sinh cột tác dụng lún lệch giảm rõ rệt theo chiều cao cơng trình (7) Ảnh hưởng chuyển vị khơng gối tựa làm tăng từ 15% đến 30% giá trị mô men uốn Mx cột khung (thành phần nội lực gây uốn cho cột mặt phẳng khung ngang trục trục 3) Lún lệch ảnh hưởng đến giá trị mô men uốn Mx cột biên nhiều so với cột khung ngang (8) Giá trị mô men uốn My cột khung lún lệch gây khoảng 60% so với giá trị tương ứng tải trọng gây Ở tầng giá trị mơ men uốn My cột tăng từ đến 2.5 lần xét đến đồng thời ảnh hưởng lún lệch tải trọng gây 5.2 KIẾN NGHỊ Kết phân tích nội lực hệ khung khơng gian có xét đến ảnh hưởng bất lợi tượng lún không gối tựa cho thấy có gia tăng đáng kể mô men uốn cấu kiện dầm cột khung Trong thực tế, ứng xử cơng trình cịn phụ thuộc vào cấu tạo chi tiết cấu kiện, tỷ lệ độ cứng cấu kiện dầm, cột độ cứng tổng thể cơng trình….Tuy nhiên, để tối ưu thiết kế đảm bảo an tồn cho cơng trình, tác giả xin đề xuất kiến nghị sau: (1) Để xác định xác ảnh hưởng lún lệch cần có kết nối chặt chẽ làm việc phần thân phần ngầm cơng trình Do vậy, phân tích nội lực hệ kết cấu khung ta cần xét đến ảnh hưởng đồng thời độ cứng cơng trình biến dạng đến phân phối lại lực dọc cột xét đến chuyển vị không đồng gối tựa hệ khung 18 (2) Các cột nên qui định giá trị lún lệch cho phép (tỷ số /L) nhỏ vị trí cột khác cơng trình để tránh tượng kết cấu chịu lực, kết cấu bao che cơng trình bị hư hỏng, cột chịu chuyển vị cưỡng TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] [2] [3] [4] Bộ khoa học & Công nghệ (1995) TCVN 2737:1995 - Tải trọng tác động: Tiêu chuẩn thiết kế Bộ khoa học & Công nghệ (2018) TCVN 5574–2018: Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Bộ khoa học & Công nghệ (2012) TCVN 9362:2012 - Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình Bộ khoa học & Cơng nghệ (2014) TCVN 10304:2014 – Móng cọc tiêu chuẩn thiết kế Tài liệu tiếng Anh [5] Atishay Lahri; Vivek Garg (2015) “Effect of differential settlement on frame forces – A parametric study” International Journal of Research in Engineering and Technology Volume 4, Issue 9, pp.453-464 [6] A.W.Skempton, D.H.MacDonald (1956) “The Allowable Settlements of Buildings” Structural and Building division meeting; Structural paper No 50 [7] K.B.Jaiswal1, A.C.Saoji (2016); “Effect of Differential settlement of foundation on RCC Building using StaadPro” International Research Journal of Engineering and Technology; Volume 3, Issue 10.pp.376-380 [8] Lan Lin et al (2015); “Structural Response to Differential Settlement of its Foundations”; Journal of Civil Engineering Research (3); pp 59-66 ... ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH TỪ ĐỨC ANH SƠN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHUYỂN VỊ LÚN KHÔNG ĐỀU GIỮA CÁC ĐÀI CỌC ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ KHUNG NHÀ NHIỀU TẦNG Chuyên... lực hệ kết cấu điều cần thiết trình thiết kế, giúp người thiết kế đưa giải pháp thiết kế an tồn hiệu lý hình thành đề tài nghiên cứu: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng chuyển vị lún không đài cọc đến làm việc. .. làm việc hệ khung nhà nhiều tầng? ?? Mục đích đề tài - Nghiên cứu để xác định tổ hợp lún đồng thời cột/ đài móng gây bất lợi cho kết cấu khung cơng trình Nghiên cứu ảnh hưởng lún lệch đến phân phối