6. Cấu trúc của Luận án
4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của bể nước đến nhà cao tầng khi chịu động đất
4.3.3. Ứng xử của tòa nhà cao tầng khi đặt bể nước
Để đánh giá sự ảnh hưởng của bể nước đến kết cấu tịa nhà khi thay đổi vị trí đặt bể tại các tầng nhà khác nhau theo chiều cao tòa nhà. Nghiên cứu khảo sát hai trường hợp ứng với hai vị trí đặt bể nước theo chiều cao của tịa nhà.
- Trường hợp khi đặt 6 bể chứa nước tại đỉnh tòa nhà (tầng thứ 30);
- Trường hợp khi đặt 3 bể chứa nước tại đỉnh tòa nhà (tầng 30), và 3 bể chứa đặt tại tầng 15.
a) Mơ hình phân tích khi 6 bể đặt trên tầng 30
b) Mơ hình phân tích khi 3 bể đặt trên tầng 30, 3 bể đặt ở tầng 15
Hình 4.11. Các mơ hình phân tích ảnh hưởng của bể nước trên ANSYS APDL
Giá trị của các kết quả chuyển vị tuyệt đối, chuyển vị tương đối, lực cắt các tầng R = max(MAX, abs(MIN)), và được so sánh với trường hợp khơng có bể nước.
a) Chuyển vị của tòa nhà
Chuyển vị tuyệt đối của kết cấu so với đất nền
Hình 4.12. Đồ thị chuyển vị tuyệt đối lớn nhất tại các tầng
Từ đồ thị chuyển vị tuyệt đối lớn nhất tại các tầng, sẽ đưa ra được một số nhận xét như:
- Giá trị lớn nhất của chuyển vị tuyệt đối tại đỉnh kết cấu khi không đặt bể nước bằng 0.389 (m); khi đặt 6 bể trên đỉnh kết cấu bằng 0.352 (m); khi đặt 3 bể ở tầng 15, 3 bể ở tầng 30 bằng 0.363(m).
- Chuyển vị tuyệt đối lớn nhất tại tất cả các tầng của trường hợp không đặt bể nước luôn đạt giá trị lớn nhất, và trường hợp khi đặt tất cả bể chứa trên tầng đỉnh của kết cấu thì chuyển vị tuyệt đối đạt giá trị nhỏ nhất.
Chuyển vị tương đối lớn nhất giữa các tầng
Hình 4.13. Đồ thị chuyển vị tương đối lớn nhất giữa các tầng
Từ đồ thị chuyển vị tương đối lớn nhất giữa các tầng, sẽ đưa ra được một số nhận xét như:
Chuyển vị tương đối giữa các tầng lớn ở các tầng dưới, càng lên cao giá trị này giảm dần.
Chuyển vị tương đối lớn nhất giữa tầng 2 với tầng 1. Ở trường hợp không đặt bể là 0.0224(m), khi đặt 6 bể tại đỉnh cơng trình là 0.0213(m), khi đặt 3 bể tại tầng 15 và 3 bể tại tầng 30 là 0.0217(m).
Chuyển vị tương đối nhỏ nhất giữa tầng 30 với tầng 29. Khi không đặt bể chuyển vị tương đối giữa tầng 30 so với tầng 29 là 0.0027(m), khi đặt 6 bể tại đỉnh cơng trình là 0.0049(m), khi đặt 3 bể tại tầng 15 và 3 bể tại tầng 30 là 0.0038(m).
Ở các tầng dưới chuyển vị tương đối giữa các tầng lớn thì trường hợp khi 6 bể đặt trên đỉnh cơng trình ln có giá trị nhỏ hơn so với khi đặt 3 bể tầng 15 và 3 bể tại đỉnh, và nhỏ hơn so với khi khơng đặt bể. Nhưng tại đỉnh cơng trình thì quy luật này
có sự thay đổi chuyển vị tương đối giữa các tầng trong trường hợp không đặt bể lại đạt giá trị nhỏ hơn so với trường hợp đặt 6 bể trên đỉnh và khi đặt 3 bể tại tầng 15, 3 bể tại tầng mái. Quy luật thay đổi này không ảnh hưởng nhiều đến sự làm việc của kết cấu vì tại các tầng mái giá trị của chuyển vị tương đối rất nhỏ, không đáng kể.
b) Lực cắt lớn nhất tại các tầng của tịa nhà
Hình 4.14. Đồ thị lực cắt lớn nhất tại các tầng
Từ đồ thị lực cắt lớn nhất tại các tầng, sẽ đưa ra được một số nhận xét như: - Giá trị lực cắt tại các tầng lớn ở các tầng dưới, càng lên cao giá trị này giảm dần. - Lực cắt lớn nhất tại tầng 1, với trường hợp không đặt bể là 5.52E+07(N) khi đặt 6 bể tại đỉnh cơng trình là 5.22E+07(N), khi đặt 3 bể tại tầng 15 và 3 bể tại tầng 30 là 5.29E+07(N).
- Lực cắt nhỏ nhất tại tầng 30, với với trường hợp không đặt bể là 6.50E+06(N) khi đặt 6 bể tại đỉnh cơng trình là 1.18E+07(N), khi đặt 3 bể tại tầng 15 và 3 bể tại tầng 30 là 9.20E+06(N).