Phân tích ảnh hưởng kết cấu VACH bê tông cốt thép đến dao động nhà cao tầng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG WWW”XXX BK TP.HCM LEANG CHHAY HONG PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG KẾT CẤU VÁCH BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐẾN DAO ĐỘNG NHÀ CAO TẦNG Chuyên ngành : XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Mã số ngành : 60 58 20 Lớp : XDDD&CN - K2009 LUẬN VĂN THẠC SỸ Tp.HCM, 08-2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHIà VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm 2012 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ Họ tên học viên: LEANG CHHAY HONG Giới tính: Nam Ngày tháng năm sinh: 05/02/1980 Nơi sinh: Cam-pu-chia Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp MSHV : 09213002 I- TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG KẾT CẤU VÁCH BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐẾN DAO ĐỘNG NHÀ CAO TẦNG II- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Trình bày tổng quan lựa chọn hệ kết cấu cho nhà cao tầng nhiệm vụ đề cương chi tiết luận án Cơ sở lý thuyết, lựa chọn quan điểm tính tốn vách cứng nhà cao tầng Đề xuất 15 mơ hình nhằm khảo sát ảnh hưởng hệ kết cấu vách đến cơng trình Trình bày kết quan trọng nhà cao tầng chuyển vị ngang đỉnh, tần số dao động, nội lực lớn cấu kiện cột, vách sàn Các đề xuất dạng chịu lực hợp lý kết cấu III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 16/06/2011 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2012 V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS LƯƠNG VĂN HẢI Nội dung đề cương luận văn thạc sỹ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) TS LƯƠNG VĂN HẢI CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LƯƠNG VĂN HẢI CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: ………………………………………… CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: ………………………………………… LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐƯỢC BẢO VỆ TẠI HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM, ngày …….tháng…….năm 2012 LỜI CẢM ƠN Trong trình làm luận văn thạc sỹ học viên xin bày tỏ lòng biết ơn quý thầy cô cung cấp đầy đủ kiến thức phục vụ cho việc nghiên cứu Đây không trình làm việc nghiêm túc thân mà cịn hướng dẫn động viên giúp đỡ nhiều người Đặc biệt cảm phục sâu sắc đến thầy hướng dẫn TS LƯƠNG VĂN HẢI nhiệt tình hướng dẫn truyền đạt kiến thức cho học viên suốt thời gian làm luận văn hoàn thành đề tài Xin cảm ơn quý thầy cô ngành xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp tận tâm truyền đạt kiến thức bổ ích suốt năm học tập trường Lời cuối cùng, học viên xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè hỗ trợ học viên tinh thần động viên suốt thời gian qua để giúp học viên hoàn thành luận văn Trong thời gian thực dù cố gắng hoàn thành tốt luận văn kiến thức, thời gian kinh nghiệm thực tế hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Học viên mong nhận đóng góp ý kiến, thơng cảm quý thầy cô bạn bè Xin chân thành cảm ơn! TĨM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: LEANG CHHAY HONG Giới tính: Nam Ngày tháng năm sinh: 05/02/1980 Nơi sinh: Cam-pu-chia Địa liên lạc: Cam-pu-chia Email: leangchhayhong@yahoo.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC Thời gian học tiếng Việt: Từ 2002 đến 2003 Nơi học: Đào Tạo Tiếng Việt Tại Trường Hữu Nghị T80 – Sơn Tây, Việt Nam Thời gian học đại học: Từ 2003 đến 2008 Nơi học: Trường Đại Học Thủy Lợi Hà Nội Ngành học: Cơng Trình Thủy Lợi GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Thời gian học: Từ 2009 đến Nơi học: Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM Ngành học: Xây Dựng Cơng Trình Dân Dụng Và Cơng Nghiệp MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .vi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược lựa chọn hệ kết cấu nhà cao tầng 1.2 Cơ sở lý thuyết lựa chọn tính tốn vách cứng .4 1.3 Các quan điểm thiết kế vách cứng 1.4 Sự làm việc hệ kết cấu khung - vách cứng .6 1.5 Các nghiên cứu thực 1.5.1 Các khái niệm 1.5.2 Khảo sát tượng xoắn đến chuyển vị cơng trình phần mềm SAP2000 1.5.2.1 Các số liệu ban đầu 1.5.2.2 Các trường hợp phân tích 1.5.2.3 Nhận xét 11 1.5.2.4 Kết luận 11 1.6 Nhiệm vụ nghiên cứu luận văn .12 1.6.1 Nhiệm vụ luận văn 13 1.6.2 Phương pháp nghiên cứu 13 CHƯƠNG 2: CÁC LÝ THUYẾT TÍNH TỐN VÁCH CỨNG 14 2.1 Các dạng vách cứng thông dụng 14 2.2 Các lý thuyết tính tốn vách cứng .16 2.2.1 Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi 16 2.2.2 Phương pháp giả thiết vùng biên chịu moment 17 2.2.3 Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác 19 CHƯƠNG 3: CÁC DỮ LIỆU PHÂN TÍCH KẾT CẤU 23 Trang i 3.1 Vật liệu sử dụng 23 3.2 Sơ lựa chọn kích thước tiết diện kết cấu .23 3.2.1 Chọn chiều dày sàn sơ theo công thức sau .23 3.2.2 Chọn kích thước sơ dầm theo cơng thức gần sau 25 3.2.3 Chọn sơ tiết diện cột 26 3.2.4 Chọn sơ tiết diện vách cứng 28 3.2.5.Chọn nội lực nguy hiểm tính thép 29 3.3 Các loại tải trọng đưa vào kết cấu để phân tích 31 3.3.1 Tải trọng tĩnh tải sàn 31 3.3.2 Tải trọng hoạt tải 31 3.3.3 Trọng lượng tường xây dầm 32 3.3.4 Tải trọng gió 32 3.3.5 Tải trọng động đất .35 3.3.6 Tổ hợp tải trọng 36 CHƯƠNG 4: CÁC VÍ DỤ TÍNH TỐN 38 4.1 Các sơ đồ kết cấu dùng để khảo sát 38 4.2 Chuyển vị ngang lớn đỉnh 54 4.3 Chu kỳ dao động tự nhiên 599 4.4 Nội lực phản lực vị trí cột B3 633 4.5 Nội lực vách cứng A4 644 4.6 So sánh tỷ lệ diện tích vách cứng diện tích sàn 644 4.7 Tổng lực cắt đáy Error! Bookmark not defined.6 4.8 Nội lực sàn Error! Bookmark not defined.7 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU 711 5.1 Kết luận .711 Trang ii 5.2 Hướng nghiên cứu .711 TÀI LIỆU THAM KHẢO 722 Trang iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Số tầng lớn dạng hệ chịu lực Bảng 1.2: Giá trị giới hạn tỷ số chiều rộng chiều cao (B/H) Bảng 1.3: Giá trị khoảng cách vách Bảng 1.4: Tổng hợp kết phân tích 10 Bảng 1.5: Mối liên hệ chuyển vị thẳng chuyển vị xoay hệ khung-vách 11 Bảng 3.1: Độ tăng chiều dày sàn nhà cao tầng so với nhà tầng 24 Bảng 3.2: Tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn 31 Bảng 3.3: Hệ số tường có cửa sổ cửa 32 Bảng 3.4: Hệ số dao động fL 34 Bảng 3.5: Hệ số động đất phụ thuộc vào đất .35 Bảng 3.6: Các tổ hợp tải trọng .37 Bảng 4.1: Kết chuyển vị ngang mơ hình (tiết diện khơng đổi) 55 Bảng 4.2: Kết chuyển vị ngang mơ hình (tiết diện thay đổi) 55 Bảng 4.3: Kết chuyển vị ngang mơ hình (thay đổi vị trí vách biên) 557 Bảng 4.4: Kết chuyển vị ngang mơ hình (thay đổi vị trí lõi thang máy) 557 Bảng 4.5: Kết chu kỳ dao động mơ hình có tiết diện khơng thay đổi 599 Bảng 4.6: Kết chu kỳ dao động mơ hình có tiết diện thay đổi 600 Bảng 4.7: Kết chu kỳ dao động mơ hình thay đổi vị trí vách biên 600 Bảng 4.8: Kết chu kỳ dao động mơ hình thay đổi vị trí lõi nhà .601 Bảng 4.9: Nội lực cột B3 633 Bảng 4.10: Phản lực vị trí cột B3 644 Trang iv Bảng 4.11: Nội lực vách cứng A4 644 Bảng 4.12: Tỷ lệ diện tích vách diện tích sàn mơ hình 655 Bảng 4.13: Tổng lực cắt đáy vị trí vách (A4) 656 Bảng 4.14: Tổng lực cắt đáy vị trí cột (B3) 657 Bảng 4.15: Tổng lực cắt đáy vị trí lõi thang máy 657 Trang v Chương Các ví dụ tính toán 4.3 Chu kỳ dao động tự nhiên Chu kỳ dao động thể độ cứng cơng trình cho thấy thời gian hệ thực dao động Để khảo sát mơ hình chu kỳ dạng (modes) dao động khảo sát trình bày Khoảng biến thiên chu kỳ dao động riêng cơng trình cao tầng thơng thường xác định theo dạng kết cấu công thức kinh nghiệm dựa vào số tầng N Có thể lấy giá trị chu kỳ gần sau: - Kết cấu khung: (0.08 ÷ 0.1)N - Kết cấu khung – vách: (0.06 ÷ 0.08)N - Kết cấu vách: (0.04 ÷ 0.05)N Bảng 4.5: Kết chu kỳ dao động mơ hình có tiết diện khơng thay đổi Mơ hình Mode Mode Mode Mode Mode MH1 MH2 MH3 MH4 MH5 T1 (s) 2.92 2.40 1.92 1.79 1.58 Sai số so với T1 (%) 17.89 34.28 38.69 46.02 T2 (s) 2.78 1.93 1.76 1.38 1.27 Sai số so với T2 (%) 30.47 36.85 50.48 54.22 T3 (s) 2.49 1.81 1.46 1.25 1.19 Sai số so với T3 (%) 27.51 41.53 50.05 52.49 T4 (s) 0.98 0.75 0.58 0.53 0.47 Sai số so với T4 (%) 23.74 40.60 45.41 52.30 T5 (s) 0.94 0.59 0.45 0.37 0.35 Sai số so với T5 (%) 36.62 51.94 60.01 62.13 Trang 59 Chương Các ví dụ tính tốn Bảng 4.6: Kết chu kỳ dao động mơ hình có tiết diện thay đổi Mơ hình Mode Mode Mode Mode Mode MH1 MH2 MH3 MH4 MH5 T1 (s) 2.92 2.36 1.73 1.55 1.52 Sai số so với T1 (%) 19.11 40.78 46.80 48.04 T2 (s) 2.78 1.90 1.66 1.21 1.22 Sai số so với T2 (%) 31.48 40.26 56.60 55.97 T3 (s) 2.49 1.76 1.29 1.04 1.14 Sai số so với T3 (%) 29.45 47.96 58.05 54.26 T4 (s) 0.978 0.74 0.54 0.50 0.46 Sai số so với T4 (%) 23.56 44.59 48.74 52.29 T5 (s) 0.94 0.59 0.44 0.36 0.35 Sai số so với T5 (%) 36.53 52.78 61.68 62.07 Các kết Bảng 4.5 Bảng 4.6 cho thấy chu kỳ dao động mơ hình MH1 đạt giá trị lớn mơ hình cịn lại MH2, MH3, MH4 MH5 cho giá trị nhỏ dần theo thứ tự đạt giá trị nhỏ ứng với mơ hình tồn kết cấu vách Điều cho thấy ảnh hưởng rõ rệt ta tăng số lượng vị trí vách cứng bên cơng trình Ngồi Bảng 4.6 ứng với trường hợp tiết diện thay đổi chu kỳ dao động thể hợp lí Hình 20 21 thể dạng chu kỳ dao động mơ hình ứng với tiết diện vách không đổi tiết diện vách thay đổi Bảng 4.7: Kết chu kỳ dao động mơ hình thay đổi vị trí vách biên Mơ hình MH6 MH7 MH8 MH9 MH10 Mode T1 (s) 2.40 2.40 2.33 1.86 1.87 Mode T2 (s) 1.73 1.93 2.15 1.72 1.73 Mode T3 (s) 1.52 1.81 1.78 1.41 1.36 Mode T4 (s) 0.76 0.75 0.73 0.47 0.48 Mode T5 (s) 0.48 0.59 0.69 0.44 0.45 Trang 60 Chương Các ví dụ tính tốn Bảng 4.8: Kết chu kỳ dao động mơ hình thay đổi vị trí lõi nhà Mơ hình MH11 MH12 MH13 MH14 MH15 Mode T1 (s) 1.90 2.32 2.17 2.15 2.32 Mode T2 (s) 1.74 1.56 1.84 2.10 1.53 Mode T3 (s) 1.67 1.41 1.82 1.80 1.35 Mode T4 (s) 0.48 0.74 0.68 0.68 0.74 Mode T5 (s) 0.48 0.40 0.57 0.67 0.40 Các kết Bảng 4.7 4.8 cho thấy chu kỳ dao động MH6, MH7, MH8, MH9, MH10 đạt giá trị tương ứng thay đổi vị trí vách cứng biên cơng trình Điều cho thấy ảnh hưởng rõ rệt cặp độ cứng MH9 lớn dẫn đến chu kỳ dao động MH9 nhỏ mô hình độ cứng tăng làm cho chu kỳ dao động giảm đáng kể Ngoài Bảng 4.8 ứng với trường hợp thay đổi vị trí lõi thang máy chu kỳ dao động MH11 chịu tải trọng lớn mơ hình cịn lại, điều cho thấy ảnh hưởng rõ rệt cặp chuyển vị độ cứng MH11, MH15 đạt giá trị tương đương dẫn đến MH11 có chu kỳ dao động nhỏ mơ hình độ cứng tăng làm cho chu kỳ dao động giảm đáng kể đạt giá trị hợp lí Hình 22 23 thể dạng chu kỳ dao động mơ hình ứng với vị trí vách cứng biên vị trí lõi thang máy cơng trình thay đổi Chu kỳ dao động (s) 2.5 MH1 MH2 MH3 1.5 MH4 MH5 0.5 0 Mode dao động Hình 4.20: Biểu đồ thể chu kỳ dao động mơ hình ứng với tiết diện khơng đổi Trang 61 Chương Các ví dụ tính tốn 3.5 Chu kỳ dao động (s) 2.5 MH1 MH2 MH3 1.5 MH4 MH5 0.5 0 Mode dao động Hình 4.21: Biểu đồ thể chu kỳ dao động mơ hình ứng với tiết diện thay đổi 3.00 Chu kỳ dao động (s) 2.50 MH6 2.00 MH7 1.50 MH8 MH9 1.00 MH10 0.50 0.00 Mode dao động Hình 4.22: Biểu đồ thể chu kỳ dao động mơ hình thay đổi vị trí vách cứng biên Trang 62 Chương Các ví dụ tính tốn 2.50 Chu kỳ dao động (s) 2.00 MH11 1.50 MH12 MH13 1.00 MH14 MH15 0.50 0.00 Mode dao đơng Hình 4.23: Biểu đồ thể chu kỳ dao động mơ hình thay đổi vị trí lõi thang máy cơng trình 4.4 Nội lực phản lực vị trí cột B3 Nhằm khảo ảnh hưởng bố trí vách cứng đến nội lực cấu kiện nhà cao tầng, phần nội lực cột vị trí B3 (bao gồm lực dọc thành phần moment) trình bày mơ hình tương ứng Bảng 4.9 thể cặp nội lực nguy hiểm cho cột B3 mô hình MH1, MH2, MH3 MH4, riêng MH5 khơng khảo sát toàn kết cấu dạng vách Bảng 4.10 trình bày phản lực lớn vị trí cột B3 cho mơ hình kể Bảng 4.9: Nội lực cột B3 Mô N, max Mx, tu My, tu Mx,max N, tu My, tu My, max N, tu Mx, tu hình (kN) (kNm) (kNm) (kNm) (kN) (kNm) (kNm) (kN) (kNm) MH1 -17026.9 3.894 -0.715 991.905 -12768.8 -4.158 1717.74 -12879.5 -0.082 MH2 -15982.4 -2.87 6.139 691.917 -13105.4 332.976 1105.865 -13290.1 210.488 MH3 -14478.1 -24.63 -5.028 819.698 -12063.4 314.054 1046.963 -11140.1 -16.933 MH4 -13136.5 -76.356 3.932 291.097 -11278.3 114.319 585.265 -8927.98 98.811 Trang 63 Chương Các ví dụ tính tốn Bảng 4.10: Phản lực vị trí cột B3 Phản lực (kN) Fz MH1 16465.76 MH2 15694.1 MH3 13958.58 MH4 12484.05 Các kết trình bày cho thấy giá trị nội lực phản lực vị trí cột B3 cho mơ hình MH1 đạt giá trị lớn nhất, điều mơ hình bố trí tồn cột nên nội lực tương đối lớn Tuy nhiên, mơ hình MH2, MH3 MH4 tăng cường thêm nhiều vách cứng độ cứng cơng trình tăng lên đáng kể điều quan trọng vách cứng chịu hầu hết lực, nên dẫn đến nội lực cột B3 giảm dần tương ứng với mơ hình MH2, MH3 MH4 4.5 Nội lực vách cứng A4 Nhằm khảo ảnh hưởng bố trí vách cứng đến nội lực cấu kiện nhà cao tầng, phần nội lực vách vị trí A4 trình bày mơ hình tương ứng Bảng 4.11 thể nội lực nguy hiểm cho vách A4 mơ hình MH2, MH3, MH4 MH5, riêng MH1 khơng khảo sát tồn kết cấu dạng cột Bảng 4.11: Nội lực vách cứng A4 Vách cứng P: lực dọc (kN) V3: lực cắt (kN) T: moment xoắn (kN.m) M3: moment (kN.m) MH2 -113608 4087.04 0.293 267127.1 MH3 -165764 9690.86 2.38 249166.9 MH4 -257985 9656.15 0.141 524497.6 MH5 -315744 5573.88 0.311 765636.8 4.6 So sánh tỷ lệ diện tích vách cứng diện tích sàn Bảng 4.12 thể tổng diện tích vách cứng mơ hình MH1, MH2, MH3, MH4 MH5 tỷ lệ diện tích sàn tương ứng Trang 64 Chương Các ví dụ tính tốn Bảng 4.12: Tỷ lệ diện tích vách diện tích sàn mơ hình Mơ hình Tổng diện tích vách (m2) Tổng diện tích sàn (m ) Tỷ lệ diện tích vách diện tích sàn MH1 MH2 MH3 MH4 MH5 17.6 27.2 46.4 59.2 960 910.4 900.8 881.6 868.8 0.0193 0.0302 0.0526 0.0681 Hình 4.24 4.25 thể giá trị lớn chuyển vị ngang đỉnh (Ux, Uy) chu kỳ dao động tương ứng với thay đổi diện tích vách mơ hình MH1, MH2, MH3, MH4 MH5 Biểu đồ cho thấy tăng tỷ lệ diện tích vách/diện tích sàn độ cứng cơng trình tăng đáng kể Dẫn đến chuyển vị ngang chu kỳ giảm tương ứng Chuyển vị ngang max (m) 0.06 0.05 0.04 Ux Uy 0.03 0.02 0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 Tỷ lệ diện tích vách diện tích sàn (%) Hình 4.24: Biểu đồ chuyển vị ngang lớn đỉnh với tỷ lệ diện tích Trang 65 Chương Các ví dụ tính tốn 3.5 Chu kỳ dao động (s) 2.5 MH1 MH2 MH3 MH4 MH5 1.5 0.5 0 Tỷ lệ diện tích vách diện tích sàn (%) Hình 4.25: Biểu đồ chu kỳ dao động với tỷ lệ diện tích 4.7 Tổng lực cắt đáy Nhằm khảo sát ảnh hưởng bố trí hệ khung –vách –lõi cứng đến tổng lực cắt đáy kết cấu mơ hình MH1, MH2, MH3, MH4, MH5 tổng diện tích vách tăng dần, trình bày tương ứng kể bao gồm (Tổng lực cắt đáy vị trí vách (A4), vị trí cột (B3) vị trí lõi thang máy công trinh) Bảng 4.13: Tổng lực cắt đáy vị trí vách (A4) Mơ hình MH2 MH3 MH4 MH5 Tổng lực cắt đáy vách (A4) (kN) 1686.51 1326.10 1199.65 973.25 0.00 21.37 28.87 42.30 Sai số so với MH2 (%) Các kết cho thấy tổng lực cắt đáy vị trí vách (A4) mơ hình MH2, MH3, MH4, MH5, riêng MH1 khơng khảo sát toàn kết cấu dạng cột Dựa giá trị tổng lực cắt đáy vách (A4) làm tăng độ cứng chống xoắn cho nhà, lực cắt đáy giảm mạnh Sai số MH5, MH4, MH3 so với MH2 42.30%, 28.87%, 21.37% Trang 66 Chương Các ví dụ tính tốn Bảng 4.14: Tổng lực cắt đáy vị trí cột (B3) Mơ hình Tổng lực cắt đáy cột (B3) (kN) Sai số so với MH1 (%) MH1 MH2 MH3 MH4 485.39 315.72 353.84 311.56 0.00 34.96 27.11 35.81 Các kết cho thấy tổng lực cắt đáy vị trí cột (B3) mơ hình MH1, MH2, MH3, MH4, riêng MH5 khơng khảo sát tồn kết cấu dạng vách Dựa giá trị tổng lực cắt đáy cột (B3) độ cứng cột học viên chọn tầng thay đổi độ cứng lần Sai số MH4, MH3, MH2 so với MH1 35.81%, 27.11%, 34.96% Bảng 4.15: Tổng lực cắt đáy vị trí lõi thang máy Mơ hình Tổng lực cắt đáy lõi (kN) Sai số so với MH2 (%) MH2 MH3 MH4 MH5 11474.00 11308.00 9109.35 768.00 0.00 1.45 20.61 93.31 Các kết cho thấy tổng lực cắt đáy vị trí lõi cơng trình mơ hình MH2, MH3, MH4, MH5, riêng MH1 khơng khảo sát tồn kết cấu dạng cột Dựa giá trị tổng lực cắt đáy vị trí lõi nhà làm tăng độ cứng chống xoắn cho nhà, lực cắt đáy giảm mạnh Sai số MH5, MH4, MH3 so với MH2 93.31%, 20.61%, 1.45% 4.8 Nội lực sàn Hình 4.26 đến 4.30 thể biểu đồ nội lực sàn tầng điển hình tương ứng với mơ hình MH1, MH2, MH3, MH4 MH5 Các biểu đồ cho thấy giá trị nội lực sàn tập trung lớn vùng quanh cột, quanh góc vách cứng Dẫn đến vị trí có khả chọc thủng cho hệ thống sàn Nếu xa vùng quanh cột vách nội lực giảm dần đáng kể Do thiết kế nên trọng đến vấn đề chọc thủng sàn nhà cao tầng Trang 67 Chương Các ví dụ tính tốn Hình 4.26: MH1 Hình 4.27: MH2 Trang 68 Chương Các ví dụ tính tốn Hình 4.28: MH3 Hình 4.29: MH4 Trang 69 Chương Các ví dụ tính tốn Hình 4.30: MH5 Trang 70 Chương Kết luận hướng nghiên cứu CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU 5.1 Kết luận Sau q trình phân tích kết phần trên, học viên rút kết luận sau đây: • Trong kết cấu nhà cao tầng nên thiết kế vách cứng để chống lại tải trọng ngang, tăng độ cứng khung làm việc tổng thể kết cấu Các vách cứng làm việc dầm cơngxơn có chiều cao tiết diện lớn khả chịu tải vách cứng phụ thuộc phần lớn vào hình dạng tiết diện ngang vách cứng • Các vách cứng nên thiết kế giống nhau, bố trí độc lập độ cứng vách thường chiếm tỷ lệ lớn tổng độ cứng tồn hệ Vì vậy, vách nên có chiều cao chạy suốt từ móng đến mái có độ cứng khơng đổi tồn chiều cao phải giảm giảm dần từ lên • Ngồi nên bố trí vách cứng mặt cơng trình cho đối xứng độ cứng hình học, nhằm hạn chế gây xoắn cơng trình Các vách cứng biên cơng trình góp phần đáng kể việc chống xoắn ổn định cơng trình • Thiết kế kết cấu nhà phần tử vách thiếu cần ý bố trí vách mặt cơng trình cho phù hợp với kiến trúc, đặc biệt quan tâm đến thay đổi vị trí vách biên lõi thang máy để lựa chọn phương án tối ưu • Cần tăng số lượng vách cứng cơng trình nhằm mục đích giảm đáng kể chuyển vị ngang đỉnh chu kỳ dao động kết cấu 5.2 Hướng nghiên cứu • Cần khảo sát tốn tối ưu hóa số lượng vị trí vách cứng đến làm việc tổng thể kết cấu nhà cao tầng Ngoài cần so sánh chi phí cấu thành cơng trình cho phương án kết cấu khác nhằm mục đích giảm thiểu chi phí đầu tư xây dựng • Khảo sát thêm toán sử dụng kết cấu bê tông cốt thép liên hợp cho cấu kiện cột kết hợp với vách Trang 71 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Thanh Huấn, Kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép, Nhà xuất Xây dựng Hà Nội, 2009 Ngô Thế Phong, Lý Trần Cường, Trịnh Kim Đạm, Nguyễn Lê Ninh, Kết cấu bê tông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa), Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2008 Nguyễn Quang Tùng, Xét phân bố nội lực vách cứng nhà cao tầng chịu tải trọng gió, Đại Học Đà Nẵng, 2008 Bùi Thiên Lam, Nghiên cứu ảnh hưởng vị trí vách cứng đến biến dạng xoắn chuyển vị nhà cao tầng chịu tải trọng ngang, Đại học Đà Nẵng, 2008 Lâm Công Dự, Nghiên cứu làm việc vách cứng ngang (hệ chịu lực ngang) nhà cao tầng, Luận văn thạc sỹ, 2005 Nguyễn Tuấn Trung Võ Mạnh Tùng, Một số phương pháp tính cốt thép cho vách phẳng bê tơng cốt thép, Bộ mơn cơng trình bê tơng cốt thép, Đại học xây dựng, 2011 B.B Khansi, Tính tốn thiết kế nhà khung bê tơng cốt thép nhiều tầng, dịch tiếng Việt, Nhà xuất Xây dựng, 1984 Trần Anh Bình, Ứng dụng etabs tính tốn thiết kế nhà cao tầng, Bộ mơn tin học xây dựng, Đại học xây dựng Hà Nội, 2007 Võ Bá Tầm, Kết cấu bê tông cốt thép 3, Nhà xuất đại học quốc gia TP.HCM, 2010 10 Nguyễn Đình Cống, Tính tốn tiết diện cột bê tông cốt thép, Nhà xuất xây dựng, (1966-2006) 11 Tiêu Chuẩn Việt Nam (TCVN) 2737: 1995, Tải trọng tác động tiêu chuẩn thiết kế, Nhà xuất xây dựng Hà Nội, 2002 12 Tiêu Chuẩn Xây Dựng Việt Nam (TCXDVN) 375: 2006, Thiết kế cơng trình chịu động đất, Nhà xuất xây dựng Hà Nội, 2006 13 TCXDVN 338: 2005, Kết cấu thép - tiêu chuẩn thiết kế, Tiểu chuẩn xây dựng Việt Nam, 2005 Trang 72 Tài liệu tham khảo 14 TCXDVN 356: 2005, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép tiêu chuẩn thiết kế, Nhà xuất xây dựng Hà Nội, 2005 15 TCXD 1998, Kỹ thuật thiết kế thi công nhà cao tầng, Nhà xuất xây dựng Hà Nội, 2010 16 Hồ Hữu Chỉnh, Bài giảng bê tông cốt thép nâng cao, Nhà xuất đại học quốc gia TP HCM, 2009 17 Đỗ Kiến Quốc (Chủ biên), Lương Văn Hải, Động lực học kết cấu, Nhà xuất đại học quốc gia TP HCM, 2010 18 Đỗ Kiến Quốc, Giáo trình đàn hồi ứng dụng, Nhà xuất đại học quốc gia TP HCM, 2010 19 Nguyễn Đình Cống, Sàn sườn bê tơng tồn khối, Nhà xuất xây dựng Hà Nội, 2008 20 Mir M Ali & Kyoung Sun Moon, Structural developments in tall buildings: Current Trends and Future Prospects, University of Sydney 2007 21 M Ofelia Moroni, Concrete shear wall construction, University of Chile, Santiago, Chile, 2002 22 M Kheirollahi & B Rafezy, An Investigation into the Interaction of Concrete Shear walls and Masonry Structures in the Seismic Performance of Concrete Shear Walls, Construction and Civil Engineering, 2011 23 Rahul RANA, Limin JIN and Atila ZEKIOGLU, Pushover analysis of a 19 story concrete shear wall building, Canada, 2004 24 J.L Humar & S Yavari, Design of concrete shear wall buildings for earthquake induced torsion, Carleton University, Ottawa, Canada, 2004 25 Quanfeng Wang & L Y Wang, Estimating Periods of vibration of buildings with coupled shear walls, Journal of Structural Engineering, 2005 Trang 73 ... 09213002 I- TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG KẾT CẤU VÁCH BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐẾN DAO ĐỘNG NHÀ CAO TẦNG II- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Trình bày tổng quan lựa chọn hệ kết cấu cho nhà cao tầng nhiệm vụ đề cương... tốn cốt thép dọc cho vách phẳng bê tông cốt thép thiết kế nhà cao tầng Trang 22 Chương Các liệu phân tích kết cấu CHƯƠNG 3: CÁC DỮ LIỆU PHÂN TÍCH KẾT CẤU 3.1 Vật liệu sử dụng Thiết kế kết cấu bê. .. vách cứng nhà cao tầng Đề xuất 15 mơ hình nhằm khảo sát ảnh hưởng hệ kết cấu vách đến cơng trình Trình bày kết quan trọng nhà cao tầng chuyển vị ngang đỉnh, tần số dao động, nội lực lớn cấu kiện