C Đất cát, cuội sỏi chặt, chặt vừa hoặc đất sét cứng có bề dày lớn từ hàng chục tới hàng trăm mét.
3. Phân loại theo dạng kết cấu
Theo dạng kết cấu việc tính toán nhà nhiều tầng đợc thực hiện theo các sơ đồ sau: hệ thanh (với các giằng rời rạc và liên tục), hệ vỏ tổ hợp và hệ tấm không gian. a.Sơ đồ tính toán dạng hệ thanh
Sơ đồ này đợc phân thành 2 nhóm : giằng rời rạc và giằng liên tục. ở sơ đồ tính toán hệ thanh với các giằng rời rạc, các cấu kiện chịu tải liên kết với nhau ở tại một số điểm hữu hạn. Bản thân sơ đồ này lại đợc phân thành các sơ đồ sau: dầm, thanh giao nhau, khung và mạng (dạng dàn).
- Sơ đồ tính toán dạng dầm, các thanh chịu tải chủ yếu chịu uốn.
- Sơ đồ tính toán dạng hệ thanh giao nhau, các cấu kiện chịu tải đợc bố trí theo hai phơng. Tại các chỗ giao nhau các thanh có chuyển vị giống nhau. Sơ đồ này cho phép xét một cách đầy đủ hơn sự tác động tơng hỗ giữa các cấu kiện chịu tải so với sơ đồ dầm và làm rõ hơn dạng biến dạng không gian của nhà.
- Sơ đồ tính toán dạng khung có thể đợc dùng giải quyết một loạt các bài toán phát sinh khi thiết kế công trình. Ví dụ để xác định nội lực, các tấm tờng đợc mô hình hóa dới dạng các khung nhiều tầng nhiều nhịp (hình 3.7b,c) hoặc hệ khung với các nút cứng liên kết bằng các giằng mềm. Các cột khung là phần mảng tờng đứng nằm giữa các lỗ cửa, còn các dầm ngang và các lanh tô và sàn.
Hỡnh 3.7- Sơ đồ tính toán khung
- Sơ đồ tính toán mạng: toàn bộ công trình hoặc một phần của nó đợc thay bằng các hệ thanh đứng, ngang và xiên liên kết khớp tại các nút, các thanh này chỉ chiu lực dọc (kéo hoặc nén).
Các sơ đồ tính toán dạng hệ thanh với các giằng rời rạc thực tế cho phép để giải quyết đợc hầu nh tất cả các bài toán đặt ra trong thiết kế công trình. Tuy vậy việc sử dụng các sơ đồ này thờng kèm theo việc giải các hệ phơng trình với ẩn số lớn. Để khắc phục nhợc điểm này, trong các biện pháp là thay thế các giằng rời rạc bằng các giằng liên tục. Kết quả của việc thay thế này là sơ đồ tính toán hệ thanh tổ hợp thẳng đứng (hình 3.9b). Sơ đồ tính toán dới dạng hệ thanh tổ hợp ngang cũng đã đợc sử dụng (hình 3.9a). Các thanh tạo thành hệ tổ hợp ngang là các cấu kiện chịu tải chúng đợc liên kết với nhau qua các giằng dọc và giằng ngang.
Hỡnh 3.9- Sơ đồ tính dạng hệ thanh tổ hợp
Hệ tổ hợp với các giằng ngang tuyệt đối cứng đợc gọi là khối tổ hợp. Hệ khối tổ hợp đợc tạo thành từ một vài khối liên kết lại với nhau qua các giằng ngang đàn hồi (hình 3.10).
Hỡnh 3.10- Hệ tổ hợp với các giằng ngang
Hệ tổ hợp có thể phân thành hệ phẳng và hệ không gian. Hệ tổ hợp phẳng chỉ chịu đợc tải trọng đặt trong mặt phẳng của nó, còn hệ tổ hợp không gian có thể chịu tải trọng theo hớng bất kỳ, kể cả mô men xoắn.
b.Sơ đồ tính toán hệ vỏ tổ hợp
Sơ đồ này là bớc phát triển tiếp tục của hệ sơ đồ thanh tổ hợp. Nếu các thanh tổ hợp là các cấu kiện một chiều thì ở hệ vỏ tổ hợp là cấu kiện hai chiều. Sơ đồ này có thể dùng để tính toán các nhà thuộc hệ tờng và lõi chịu lực.
c.Sơ đồ tính toán hệ hệ tấm không gian
Sơ đồ này gồm các tấm đặc hoặc có lỗ liên kết lại với nhau (hình 3.11). Để giảm số lợng ẩn số và đơn giản việc tính toán có thể dúng các giả thiết sau: các tấm chỉ liên kết nhau tại các góc hoặc các tấm đợc xem là tuyệt đối cứng còn các giằng là liên kết đàn hồi.. Sơ đồ này thuộc loại hiện đại nhất và thích hợp cho việc tính toán cho nhà có hệ tờng lõi chịu lực.
Hỡnh 3.11- Sơ đồ tính toán hệ tấm không gian
3.1.2. Các phơng pháp và giả thiết tính toán
Có rất nhiều phơng pháp khác nhau đợc sử dụng để xác định các thành phần nội lực chuyển vị xuật hiện tại các cấu kiện chịu lực của công trình dới tác động của tải trọng. Một số thuộc loại các phơng pháp cổ điển của cơ học kết cấu hoặc lý thuyết đàn hồi nh: phơng pháp lực, phơng pháp chuyển vị, phơng pháp biến phân, phơng pháp sai phân hữu hạn, phơng pháp phần tử hữu hạn vv.. Một số khác tơng đối mới
đợc đề xuất trên cơ sở mô hình tính toán trình bày ở phần trớc nh lý thuyết tính toán các thanh và vỏ lăng trụ tổ hợp vv... Nguyên nhân của tính đa dạng phơng pháp và sơ đồ tính toán năm ở phạm vi ứng dụng và hạn chế của chúng. Mỗi một phơng pháp tính toán đều đợc xây dựng trên cơ sở một số giả thiết cơ bản. Giả thiết sử dựng càng ít thì phạm vi ứng dụng của phơng pháp càng rộng, nhng đồng thời thời voqwis nó là việc tính toán càng phức tạp.
Đa số các phơng pháp thông dụng đều dựa trên những giả thiết cơ bản nh: Xem vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi, điều này chỉ đúng khi ứng suất phát sinh còn bé. Khi ứng suất tăng, các vật liệu dùng để thi công nhà đều làm trong giai đoạn không đàn hồi.
Phần sau sẽ giới thiệu các phơng pháp đơn giản tính toán nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang hiện đang đợc sử dụng phổ biến trên thế giới
3.2 Tính toán nhà có sơ đồ tờng chịu lực3.2.1 Trờng hợp các vách cứng đặc 3.2.1 Trờng hợp các vách cứng đặc