Loại kết cấu này cĩ khoảng khơng gian nhỏ nên chỉ phù hợp với các cơng trình nhà ở.
Kết cấu này cĩ trọng lƣợng bản thân lớn, độ cứng lớn làm tăng tải trọng động đất Kết cấu vách cứng đƣợc xem nhƣ là một tấm phẳng chỉ chịu lực trong mặt phăng bản thân, khơng chịu lực ngồi mặt phẳng đĩ. Do đĩ cần phải bố trí vách cứng theo cả hai phƣơng.
Cách bố trí vách cứng sao cho cơng trình cĩ khả năng chống xoắn cao khi chịu tải ngang.
Vách cứng đƣợc xem nhƣ một conson ngàm với mĩng và chịu uốn trong mặt phẳng của nĩ.
Nội lực trong vách bao gồm: lực dọc, mơmen uốn và lực cắt trong mặt phẳng vách.
Hình 2. 30. Hệ kết cấu vách chịu lực.
4) Kết cấu lõi
Đối với một số cơng trình cần cĩ khơng gian rộng với việc bố trí mặt bằng đa dạng, để đáp ứng yêu cầu này cần tạo hệ chịu lực bằng các vách cứng theo các phƣơng liên kết lại với nhau gọi là lõi cứng. Lõi cứng vừa chịu tải đứng vừa chịu tải ngang. Cĩ
-32-
thể cĩ một hoặc nhiều lõi cứng: nếu chỉ cĩ 1 lõi cứng thƣờng đƣợc bố trí ở trung tâm, nếu cĩ nhiều lõi cứng thì đặt xa nhau và nên bố trí đối xứng trên mặt bằng, khơng nên bố trí lệch một bên. Các lõi cứng phải bố trí sao cho tâm độ cứng của chúng trùng với trọng tâm nhà để tránh cơng trình bị xoắn khi dao động.
Lõi cứng cĩ tiết diện kín, hở và nửa hở (cĩ khoét lỗ cửa).
Lõi cứng làm việc nhƣ một thanh cơnson ngàm với mĩng, nội lực bao gồm: N, M theo hai phƣơng, Q theo hai phƣơng và cả mơmen xoắn Mt.
a,b, Lõi cứng bố trí đối xứng; c, Lõi cứng bố trí lệch một bên (khơng nên)
Hình 2. 31. Bố trí lõi cứng trên mặt bằng.
5) Kết cấu ống
Hệ kết cấu này gồm các cột đặt dày đặc trên tồn bộ chu vi cơng trình đƣợc liên kết với nhau bằng hệ dầm giao nhau.
Nếu các cột đặt xa nhau thì kết cấu làm việc theo sơ đồ khung.
Hạn chế: các cột đặt dày đặc nên gây cản trở đến mỹ quan cơng trình.
Hình 2. 32. Kết cấu ống.
6) Hệ kết cấu khung – vách cứng
Vách cứng cĩ thể bố trí theo một phƣơng hoặc hai phƣơng, hoặc liên kết nhau thành một nhĩm (kín hoặc hở).
Đặc điểm của kết cấu này là khả năng chịu tải trọng ngang rất tốt, vách thƣờng sử dụng trong nhà cao tầng chủ yếu để chịu tải ngang (trên 85%)
-33-
Kết cấu vách đạt hiệu quả trong nhà từ 20 đến 40 tầng
Khả năng chịu tải của vách phụ thuộc phần lớn vào hinh dạng tiết diện ngang của nĩ.
Nhà cao tầng nên tránh dùng kết cấu thuần khung, thƣờng nên kết hợp vách và khung.
Hình 2. 33. Một số dạng vách cứng thƣờng gặp.
Trong thực tế rất khĩ bố trí vách cứng đáp ứng cả 2 yêu cầu: kiến trúc và khả năng chịu lực. Vì vậy, cần tuân thủ các nguyên tắc:
Với nhà cao <40m nếu phƣơng án kiến trúc đƣợc coi là tối ƣu thì bố trí các hệ vách cứng phải tùy thuộc vào phƣơng án kiến trúc.
Với nhà cao >40m, bố trí hệ vách cứng tuân theo những yêu cầu sau:
- Cần phối hợp chặt chẽ với phƣơng án kiến trúc, cần tăng chiều dày vách cứng hơn là bố trí quá nhiều vách cứng, việc tăng số lƣợng vách cứng chỉ hợp lý đối với nhà cĩ mặt bằng kéo dài.
- Đảm bảo tính bất biến hình của ngơi nhà, tức là cĩ một hệ thống vách cứng với ít nhất 3 vách khơng đƣợc cắt nhau trên một đƣờng thẳng.
- Mặt bằng nhà nên bố trí đối xứng qua 2 trục và 2 trục này cũng chính là các trục đối xứng của hệ vách.
Trong thực tế, điều kiện này thƣờng rất khĩ thỏa mãn, nên cần bố trí hệ vách cứng sao cho khoảng cách từ tâm cứng đến trọng tâm hình học cùa nhà là bé nhất.
Hình 2. 34. Kết cấu khung – vách.
-34-