Phân tích kết cấu khung bê tông cốt thép có tường chèn theo giai đoạn thi công (tóm tắt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI - LÊ HUY THÁI PHÂN TÍCH KẾT CẤU KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ TƯỜNG CHÈN THEO GIAI ĐOẠN THI CƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG Hà Nội - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI - LÊ HUY THÁI KHĨA 2018-2020 PHÂN TÍCH KẾT CẤU KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ TƯỜNG CHÈN THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Mã số: 8.58.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VŨ HOÀNG HIỆP Hà Nội - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI - LÊ HUY THÁI KHÓA 2018-2020 PHÂN TÍCH KẾT CẤU KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ TƯỜNG CHÈN THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Mã số: 8.58.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VŨ HOÀNG HIỆP XÁC NHẬN CỦA TIỂU BAN ĐÁNH GIÁ LUẬN VĂN Hà Nội - 2020 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn, tác giả nhận giúp đỡ nhiều cá nhân tập thể Nhân đây, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Vũ Hoàng Hiệp, người thầy hướng dẫn, bảo tận tình cung cấp kiến thức khoa học cần thiết trình tác giả thực luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Sau Đại học trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ Tác giả khơng qn người bạn sát cánh với tác giả khóa học Hà Nội, ngày tháng năm 2020 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Lê Huy Thái LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sỹ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Lê Huy Thái MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU * Lý chọn đề tài * Mục tiêu nghiên cứu * Đối tượng phạm vi nghiên cứu * Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG 1.1 Giới thiệu nhà cao tầng 1.1.1 Phân loại nhà cao tầng 1.1.2 Các hệ chịu lực nhà cao tầng 1.1.3 Các hệ chịu lực hỗn hợp 1.2 Các phương pháp phân tích kết cấu nhà cao tầng 10 1.2.1 Phương pháp học kết cấu 10 1.2.2 Phương pháp sai phân hữu hạn 10 1.2.3 Phương pháp phần tử hữu hạn 11 1.3 Phân tích kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép theo giai đoạn thi công 13 1.4 Tường (khối xây) chèn 17 1.4.1 Giới thiệu số loại tường (khối xây) chèn 17 1.4.2 Ảnh hưởng tường (khối xây) chèn 27 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC PHÂN TÍCH KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ TƯỜNG CHÈN THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG 30 2.1 Các loại tải trọng tác dụng lên cơng trình 30 2.1.1 Phân loại tải trọng 30 2.1.2 Xác định tải trọng 31 2.2 Sơ đồ tính tốn cơng trình 32 2.2.1 Phân loại theo tính chất làm việc khơng gian 32 2.2.2 Phân loại theo tính chất ẩn số 33 2.3 Các ngun tắc tính tốn 34 2.3.1 Tải trọng 34 2.3.2 Nội dung tính tốn 34 2.4 Phân tích kết cấu khung bê tơng cốt thép theo giai đoạn thi công 34 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới phân tích kết cấu theo giai đoạn thi công 35 2.5.1 Thành phần tải trọng sử dụng phân tích 35 2.5.2 Tốc độ thi công 38 2.5.3 Độ ẩm môi trường 41 2.6 Phân tích kết cấu khung bê tơng cốt thép có tường chèn giai đoạn thi cơng 43 2.6.1 Quy trình thi cơng tường chèn, vách ngăn 43 2.6.2 Tải trọng 44 2.6.3 Mơ hình tường chèn vào hệ khung bê tông cốt thép 45 CHƯƠNG KHẢO SÁT PHÂN TÍCH KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ TƯỜNG CHÈN THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG 50 3.1 Lựa chọn sơ đồ khảo sát 51 3.2 Kích thước tiết diện vật liệu sử dụng vách 54 3.2.1 Lựa chọn kích thước tiết diện 54 3.2.2 Vật liệu 55 3.3 Tải trọng tác động lên cơng trình 55 3.3.1 Tĩnh tải 55 3.3.2 Hoạt tải 56 3.3.3 Tải trọng ngang ( tải trọng gió, tải trọng động đất) 56 3.3.4 Tường chèn 57 3.4 Bài toán 57 3.4.1 Khảo sát, so sánh toán 1A 1B 57 3.4.2 Nhận xét 65 3.5 Bài toán 68 3.5.1 Khảo sát toán 2A, 2B, so sánh kết toán với 68 3.5.2 Nhận xét 75 3.6 Bài toán 78 3.6.1 Khảo sát toán so sánh kết với vài toán 2B 78 3.6.2 Nhận xét 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 DANH MỤC BẢNG Số hiệu bảng Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Tên bảng Bảng so sánh gạch đất sét nung loại gạch không nung Bảng so sánh sử dụng tường Acotec-Xuân mai thay tường gạch xây Bảng so sánh tĩnh tải hoàn thiện tĩnh tải thân truyền xuống móng cơng trình văn phịng tầng Bảng so sánh tĩnh tải hoàn thiện tĩnh tải thân truyền xuống móng nhà chung cư 20 tầng Bảng so sánh chênh lệch co ngắn cột vách với tốc độ thi công ngày/ tầng 10 ngày/ tầng Bảng so sánh độ lệch cột vách với độ ẩm 50% 80% Bảng 2.5 Bảng thông số số loại tường Acotec Bảng 3.1 Lựa chọn tiết diện cột Bảng 3.2 Tĩnh tải sàn Bảng 3.4 Tĩnh tải tường Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng so sánh momen dầm B11 theo phương pháp phân tích tối 1A 1B So sánh lực dọc cột C1 theo phương pháp phân tích tốn 1A 1B So sánh chuyển vị dọc trục cột C1 vách theo phân tích thơng thường (Bài tốn 1A) So sánh chuyển vị dọc trục cột C1 vách theo giai đoạn thi cơng (Bài tốn 1B) Bảng 3.9 Bảng 3.10 Bảng so sánh momen dầm B11 theo phương pháp phân tích tối 2A 2B So sánh chuyển vị dọc trục cột C1 vách theo phân tích thơng thường có kể tường chèn (Bài tốn 2A) So sánh chuyển vị dọc trục cột C1 vách phân tích Bảng 3.11 theo giai đoạn thi cơng có kể tới tường chèn (Bài tốn 2B) Bảng 3.12 Bảng so sánh ứng suất kéo nén lớn toán BT2A BT2B So sánh chuyển vị dọc trục cột C1 vách phân tích Bảng 3.13 theo giai đoạn thi cơng có kể tới tường chèn tường Acotec (Bài toán 3) Bảng 3.14 Bảng 3.15 So sánh chênh lệch chuyển vị dọc trục cột C1 vách phân tích tốn toán 2B Bảng so sánh ứng suất tường cường độ chịu nén tính tốn tường DANH MỤC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Hình 1.1 Một số loại mặt nhà cao tầng hệ khung chịu lực Hình 1.2 Một số cách bố trí lõi cứng cơng trình Hình 1.3 Hình 1.4 Phần tử chiều Phần tử hai chiều Hình 1.5 Sơ đồ phân tích hệ Hình 1.6 Sơ đồ phân tích theo thi cơng tầng Hình 1.8 So sánh chênh lệch cao độ cột biên cột theo cách phân tích Một số tường xây đá hộc thực tế Hình 1.9 Các loại gạch không nung phổ biến nước ta Hình 1.10 Kích thước mặt cắt tường Acotec Hình 1.11 Một số hình ảnh thực tế lắp dựng tường Acotec Hình 2.1 Mặt cơng trình văn phịng Hình 2.2 Mặt điển hình nhà chung cư 20 tầng Hình 2.3 Mơ hình kết cấu khung nhà 20 tầng Hình 1.7 Hình 2.4 Hình 2.5 Biều đồ chênh lệch co ngắn cột vách nhà 20 tầng ảnh hưởng độ ẩm Hình ảnh thi cơng cơng trình lắp dựng tường chèn đồng thời thi công khung – Nhà che lưới tầng hồn thiện phần phia Hình 3.1 Mơ hình khơng gian 3d tịa nhà 15 tầng Hình 3.2 Mặt kết cấu tầng điển hình Hình 3.3 Khung trục khảo sát ( khung trục 1) Hình 3.4 Biểu đồ momen khung trục phân tích theo tốn 1A Hình 3.5 Biểu đồ momen khung trục phân tích theo tốn 1B Hình 3.6 Lực dọc khung trục phân tích theo tốn 1A Hình 3.7 Lực dọc khung trục1 phân tích theo tốn 1B Hình 3.8 Biến dạng khung trục phân tích theo tốn 1A Hình 3.9 Biến dạng khung trục phân tích theo tốn 1B Hình 3.10 Biểu đồ chênh lệch chuyển vị cột C1 vách theo phương pháp phân tích tốn 1A tốn 1B Hình 3.11 Biểu đồ momen khung trục phân tích theo tốn 2A Hình 3.12 Biểu đồ momen khung trục phân tích theo tốn 2B Hình 3.13 Lực dọc khung trục phân tích theo tốn 2A Hình 3.14 Lực dọc khung trục phân tích theo tốn 2B Hình 3.15 Biểu đồ chênh lệch chuyển vị cột C1 vách theo phương pháp phân tích tốn 2A tốn 2B Hình 3.16 Biểu đồ chênh lệch chuyển vị cột C1 vách theo phương pháp phân tích tốn 2A, 2B, 1A, 1B Biểu đồ so sánh chênh lệch chuyển vị dọc trục Hình 3.17 cột C1 vách phân tích toán toán 2B MỞ ĐẦU * Lý chọn đề tài Bước sang kỷ 21, kinh tế giới phát triển mạnh, tốc độ thị hóa tăng nhanh chóng, dân số ngày đông dẫn đến nhu cầu nhà ở, trụ sở làm việc cơng trình cơng cộng trở thành vấn đề cấp bách cho đô thị giới nói chung thị Việt Nam nói riêng Xuất phát từ thực trạng nên giải pháp xây dựng nhà cao tầng biện pháp hữu hiệu để giải vấn đề tăng dân số nhu cầu khác đô thị Trong năm trở lại đây, hàng loạt cơng trình nhà cao tầng với quy mô chiều cao lớn đưa vào xây dựng sử dụng Việt Nam cơng trình thuộc khu thị Trung Hịa - Nhân Chính, khu thị Linh Đàm, khu thị Mỹ Đình, với chiều cao từ 17-34 tầng, khu đô thị Văn Phú, Xa La - Hà Đông với chiều cao từ 30-40 tầng, đặc biệt xuất cơng trình có chiều cao lớn Lotte -Liễu Giai cao 65 tầng, cơng trình cao Việt Nam - tòa nhà Keangnam cao 70 tầng đường Phạm Hùng - Hà Nội Trên giới, nhà cao tầng phát triển từ sớm với tốc độ nhanh Hiện cơng trình cao giới tòa nhà Burj Kharifa Dubai thuộc tiểu vương quốc Ả rập thống hoàn thành năm 2010 có chiều cao lên đến 868m với 168 tầng Với phát triển nhà cao tầng diễn nhanh chóng vậy, địi hỏi cơng tác thiết kế kết cấu nhà cao tầng cần phải có phát triển tương ứng Việc tính tốn cơng trình phải thực cho làm việc cơng trình mơ máy tính, phịng thí nghiệm cơng trình thực tế ngày tiệm cận với Qua giúp cho việc tính tốn nhà cao tầng ngày xác hơn, an tồn tiết kiệm 2 Hiện nay, có nhiều nghiên cứu lý thuyết phân tích khác thiết kế theo giai đoạn sử dụng thiết kế phân tích theo giai đoạn thi cơng Để làm rõ làm việc theo trình thi công ảnh hưởng tường chèn tới việc phân tích khung bê tơng cốt thép, luận văn thực nội dung nghiên cứu với tên đề tài là: “PHÂN TÍCH KẾT CẤU KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ TƯỜNG CHÈN THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG.” * Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá so sánh phương pháp phân tích kết cấu nhà cao tầng theo giai đoạn thi công có xét đến ảnh hưởng tường chèn, vách ngăn đến nội lực khung nội lực xuất tường tự mang, với cách phân tích đàn hồi thơng thường * Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Kết cấu nhà khung vách bê tông thi công theo phương pháp đổ tồn khối có có chèn khối xây tường lắp ghép - Phạm vi: phân tích tĩnh học đàn hồi phân tích phi tuyến xét đến thi công hệ kết cấu tác dụng tải trọng đứng * Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tài liệu, khảo sát số, phân tích sử dụng luận văn - So sánh, tổng hợp rút nhận xét, kết luận THƠNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lịng liên hệ với Trung Tâm Thơng tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ *Kết luận: Phương pháp phân tích theo giai đoạn thi công cho kết nội lực biến dạng khung bê tơng cốt thép tồn khối sát thực so với phương pháp phân tích đàn hồi hệ kết cấu hoàn chỉnh Khi xét làm việc đồng thời tường chèn, chênh lệch kết nội lực khung phân tích theo giai đoạn thi cơng so với phân tích thơng thường giảm đi, kết khảo sát đề tài mức độ chênh lệch co ngắn cột vách giảm tối đa tới 65% Phân tích theo giai đoạn thi cơng kết cho ứng suất nén ứng suất kéo chênh lệch 0,4%-19,9% 8,34%-26,63% so với phân tích thơng thường Ảnh hưởng biến dạng khung đến ứng suất tường chèn cần xét đến kiểm tra trạng thái sử dụng bình thường tường chèn *Kiến nghị Đối với kết cấu khung bê tơng cốt thép tồn khối sử dụng tường chèn thi công đồng thời, phương pháp phân tích kết cấu theo giai đoạn thi cơng có xét tường chèn cho kết sát với thực tế Các cố tường chèn tường chèn khắc phục phần kể đến ứng suất phát sinh tường tương tác khung – tường chèn q trình phân tích theo giai đoạn thi công TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Xuân Bảo, Nguyễn Năng Anh (1985), Phương pháp sai phân hữu hạn ứng dụng giải tốn kết cấu, NXB Nơng Nghiệp, Hà Nội, Võ Như Cầu (2005), Tính kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn, NXB Xây Dựng, Hà Nội, Vũ Hồng Hiệp, mơ hình phân tích khung BTCT có tường chèn chịu tải trọng động đất, Tạp Chí Xây Dựng, Vũ Hồng Hiệp (2017), phương pháp phân tích kết cấu bê tông cốt thép theo thi công, Xây Dựng Và Đô Thị, Hồ Việt Hùng (2001), Shortening - Nguyên nhân, mâu thuẫn phương pháp hạn chế sai sót, KetcaushoftGroup, Võ Bá Tầm, Nhà cao tầng bê tông - cốt thép, NXB ĐH Quốc Gia TP,Hồ Chí Minh, 2012, trang 9,10, Nguyễn Ngọc Thịnh (2016), nghiên cứu quy trình thiết kế nhà cao tầng bê tơng cốt thép phân tích theo giai đoạn thi công, Quy chuẩn Việt Nam 02:2009/BXD, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số liệu điều kiện tự nhiên dùng xây dựng, NXB Xây Dựng, Tiêu chuẩn xây dựng TCXDVN 194 : 2006: Nhà cao tầng - Công tác khảo sát địa kỹ thuật, NXB Xây Dựng, phụ lục A, 10 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCVN 2737:1995, Tải trọng tác động-Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây Dựng, Hà Nội, 11 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCVN 5573-2011, Kết cấu gạch đá gạch đá cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây Dựng, Hà Nội, 12 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCVN 5574-2018, Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây Dựng, Hà Nội, 13 W,Sullơ (1995), Kết cấu nhà cao tầng, NXB Xây Dựng, Hà Nội, trang 15, 128-133, Website 14 https://xmcc,com,vn, 15 https://civiltoday,com, ... 2.4 Phân tích kết cấu khung bê tông cốt thép theo giai đoạn thi công 34 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng tới phân tích kết cấu theo giai đoạn thi cơng 35 2.5.1 Thành phần tải trọng sử dụng phân tích. .. thường tường chèn *Kiến nghị Đối với kết cấu khung bê tơng cốt thép tồn khối sử dụng tường chèn thi cơng đồng thời, phương pháp phân tích kết cấu theo giai đoạn thi cơng có xét tường chèn cho kết. .. chèn tới việc phân tích khung bê tông cốt thép, luận văn thực nội dung nghiên cứu với tên đề tài là: “PHÂN TÍCH KẾT CẤU KHUNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ TƯỜNG CHÈN THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG.” * Mục tiêu