Chuyên đề giải pháp kết cấu nhà cao tầng

MỤC LỤC

PHÂN TÍCH HỆ KẾT CẤU CHỊU LỰC I. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU BÊN TRÊN

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU PHẦN NGẦM 1. PHƯƠNG ÁN MểNG
LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN
ĐẶC TRƯNG ĐỘNG HỌC CÔNG TRÌNH 1

 Hệ kết cấu hỗn hợp : là hệ chịu lực kết hợp từ 2 hệ cơ bản trở lên, mang nhiều điểm ưu việt của các kết cấu cơ bản, khả năng chịu lực khá lớn : hệ khung giằng, hệ khung – vỏch, hệ khung – lừi… Trong đú hệ kết cấu khung - vỏch và khung – lừi là 2 dạng hệ kết cấu được sử dụng phổ biến hiện nay cho nhà cao tầng. Vì chiều cao tầng hạn chế : Ht = 3.5 m, với yêu cầu sử dụng là nhà ở, yếu tố thông thoáng chiếu sàng và rộng rãi, tiện nghi được đặt trên hàng đầu, đồng thời đảm bảo không gian cho hệ thống trần kỹ thuật, ta chọn hệ kết cấu sàn phẳng với hệ dầm biên ( bao quanh chu vi công trình ) để giảm chiều cao hệ sàn ( chiều dày sàn lớn hơn nhưng không có hệ thống dầm ). Điều này cũng là sự đáp ứng cho nhu cầu phát triển của lĩnh vực xây dựng, khi mà độ phức tạp của các mô hình cần tính toán ngày càng tăng, đòi hỏi sự mô phỏng và cơ chế giải quyết vấn đề càng sát thực tế càng tốt, đó là cơ sở để các chương trình tính toán kết cấu ngày càng được phát triển và sử dụng rộng rãi.

GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHỊU LỰC

GIẢI PHÁP KẾT CẤU: KHUNG – LếI

TẢI TRỌNG GIể TĨNH VÀ GIể ĐỘNG TÁC ĐỘNG VÀO CễNG TRèNH XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIể (TCVN 2737-1995; TCXD 229-1999)
CHUYỂN VỊ, GIA TỐC, KHỐI LƯỢNG VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG LẬT CỦA CÔNG TRÌNH

- Khi tần số dao động thứ nhất f1(Hz) của công trình lớn hơn giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL(Hz),thì thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể đến tác dụng của xung vận tốc gió. - Khi tần số dao động thứ nhất f1(Hz) của công trình nhỏ hơn giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL(Hz),thì thành phần động của tải trọng gió phải kể đến tác dụng của cả xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình. * Trường hợp 2a: Khi tần số dao động riêng cơ bản thứ s, thỏa mãn bất đẳng thức fs<fL<fs+1; thì cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên.

WFj- là giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các yi =j=1dạng dao động khác nhau, khi chỉ kể đến ảnh hưởng của n xung vận tốc gió: WFj=WjζjSjυ. Wfz = 1,4(z/H)ξWph Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của áp lực gió ở độ cao z ) Wph ÷ Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của áp lực gió ở độ cao H của đỉnh công trình ( Xác đinh theo công thức ở trường hợp 1 ) ξ ÷Hệ số động lực. Diaphragm Mode UY yij MassY(KG). Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của gió ở độ cao z: Wp = Mj *. - Mj: Khối lợng tập trung của phần công trình thứ j. - i: Hệ số động lực phụ thuộc vào thông số i và độ giảm loga của. ứng với dao động thứ i phụ thuộc. Ở đây: WFj- là giá trị tiêu chuẩn thành. phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các dạng dao động khác nhau, khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió: WFj=Wj jSj. + Wj : Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j. +Với dao động thứ nhất lấy. - Kết quả tính toán tảI gió. động đợc lập thành bảng: * Thành phần động theo phơng OX. của công trình không thứ nguyên. Các giá trị của nó lấy theo bảng. * Thành phần động theo phơng. chiều cao công trình ) Từ 2 hệ số trên kết hợp.

Bảng Dịch Chuyển Ngang Tỉ Đối Theo Phơng OX

GiẢI PHÁP KẾT CẤU: KHUNG – VÁCH

- Với các công trình cao và kết cấu mềm ( ống khói, trụ, tháp,.) còn phải kiểm tra mất ổn định khí động. - Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bền mặt CT là không đổi. - Vị trí các điểm tập trung khối lượng tương ứng với cao trình trọng tâm của kc truyền tải trọng ngang ( sàn, mb bố trí giằng ngang, sàn thao tác…).

- Độ cứng của công son bằng độ cứng tương đương của CT ( trên cơ sở độ cứng ở đỉnh công son= sự dịch chuyển ở đỉnh công trình thực c.3. Yji ÷Dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j, ứng với dạng dao động riêng thứ i. Ψi ÷ Hệ số xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi là không đổi.

+ Wj : Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần thứ j +Với dao động thứ nhất lấy u =u1; với các dao động còn lại lấy u=1. - Thì ảnh hưởng của dạng dao động thứ nhất đến giá trị thành phần động của tải trọng gió là chủ yếu. Yjl ÷ Dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j, ứng với dạng dao động riêng thứ i.

*Trường hợp 2c: Nhà có mặt bằng đối xứng , độ cứng, bề mặt, khối lượng, bề mặt đón gió không đổi theo chiều cao f1<fL. Xt+ Là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra. Xđ+ Là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra s+ Số dạng dao động tính toán.

KIỂM TRA KẾT CẤU KHUNG

Trong đó: MCL và ML là momen chống lật và momen gây lật của công trình. Trong đó f và H là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu và chiều cao của công trình Bảng 4.5- Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh công trình theo phương x. Chuyển vị lớn nhất theo phương ngang trên đỉnh công trình theo phương x là 21.467mm Bảng 4.6- Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh công trình theo phương y.

– giá trị cho phép của gia tốc, lấy bằng 150mm/s2 Giá trị tính toán gia tốc cực đại được tính théo công thức. A là biên độ dao động (Chuyển vị dưới tác dụng của tải trọng gió) ω là tần số góc, ω = 2πf.

Bảng 4.5- Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh công trình theo phương x

NHẬN XÉT - KẾT LUẬN

• Đối với phương ỏn hệ kết cấu Khung-Vỏch-Lừi: - Tối ưu nhất 2 trong tổng số 3 hình thức so sánh. - Giúp ổn định cho công trình hơn, khi: Chuyển vị đỉnh nhỏ nhất, gia tốc tại đỉnh cũng nhỏ nhất. -Về kinh tế: phương ỏn Khung-Vỏch-Lừi sử dụng khối lượng nhiều hơn phương ỏn tiết kiệm nhất là Khung-Vách.

=> Đối với công trình nhà đầu tư cần công trình có tính ổn định cao và không đặt nặng vấn đề kinh tế thỡ Khung-Vỏch-Lừi là lựa chọn tối ưu nhất. - Về kết cấu: Khung -Lừi chịu lực thường được sử dụng hiệu quả cho cỏc nhà cú độ cao trung bình (độ cao công trình 75.5m) và thật lớn, có mặt bằng đơn giản dạng như hình chữ nhật, hỡnh vuụng. Hệ sàn cụng trỡnh được gối trực tiếp vào tường lừi-hộp hoặc qua cỏc hệ cột trung gian.

Phần trong lừi thường dựng để bố trớ cầu thang, thang mỏy và hệ thống kỹ thuật nhà cao tầng. - Chuyển vị và gia tốc tại đỉnh không lớn hơn quá nhiều so với hệ kết cấu Khung-Vách- Lừi. => Đối với cụng trỡnh cú nhà đầu tư muốn vừa ổn định, vừa tiết kiệm thỡ Khung-Lừi là phương án khả thi nhất.

(Tối ưu nhất về ba điều kiện so sánh: Chuyển vị, gia tốc và kinh tế. Có thể vừa đáp ứng tính ổn định cho công trình và cũng không sử dụng khối lượng lớn nhất.).