Bảng kết quả các dạng dao động với cơng trình trong TH4 nh− sau:
Dạng Dao động Tần số (vòng/giây) Chu kỳ (Giây)
1 0.66015 1.51480
2 0.75296 1.32809
3 0.81736 1.22345
4 2.02056 0.49491
5 2.38370 0.41952
3.3.5 Tr−ờng hợp 5 (TH5): Khối xây tại 2 trục đầu hồi theo ph−ơng Y tại 3 tầng giữa nhà (từ tầng 1 đến tầng 3). nhà (từ tầng 1 đến tầng 3).
Hình 3. 15: So đồ bố trí lỗ cửa khối xây ở hai trục đầu hồi khối xây ở 3 tầng từ tầng 1 đến tầng 3 và sơ đồ không gian của cơng trình (TH5) từ tầng 1 đến tầng 3 và sơ đồ khơng gian của cơng trình (TH5)
Dạng Dao động Tần số (vòng/giây) Chu kỳ (Giây) 1 0.67243 1.48714 2 0.82483 1.21238 3 0.91344 1.09476 4 2.03993 0.49021 5 2.46640 0.40545
Từ 5 tr−ờng hợp TH1, TH2, TH3, TH4 và TH5 ta thu đ−ợc bảng kết quả so sánh chu kỳ dao động và tần số của 4 tr−ờng hợp nh− sau:
Bảng 3. 1: So sánh giữa tr−ờng hợp 1 và tr−ờng hợp 2:
Tr−ờng hợp Tần số (vòng/giây) Chu kỳ (Giây)
TH1 1.10323 0.90643
TH2 0.74833 1.33630
Bảng 3. 2: So sánh giữa tr−ờng hợp 3; 4 và 5:
Tr−ờng hợp Tần số (vòng/giây) Chu kỳ (Giây)
TH3 0.66865 1.49556
TH4 0.75296 1.32809
TH5 0.82483 1.21238
3.4 Khảo sát các tr−ờng hợp bố trí lỗ cửa có kích th−ớc khác nhau trong 1 khối xây để xét tới sự cần thiết phải kể tới ảnh h−ởng của khối xây chèn có lỗ cửa: xây để xét tới sự cần thiết phải kể tới ảnh h−ởng của khối xây chèn có lỗ cửa:
Lấy theo số liệu tính tốn theo ví dụ ở ch−ơng 2 để tính, sau đó ta lần l−ợt thay kích th−ớc của lỗ cửa khác nhau trong khối xây chèn để tính chiều dày w khác nhau theo trong tr−ờng hợp, ta có kết quả cụ thể nh− sau:
Với kích th−ớc của khối xây chèn là: l’=6,4 m; h’=3,2 m (nh− ví dụ ch−ơng 2). Nếu gọi tỷ số diện tích của lỗ cửa chia cho diện tích của khối xây chèn trong 1 ô khung x100% là λ ( 100% ' '. . 1 x h l b a =
- Tr−ờng hợp a: Khi khơng có lỗ cửa có kích th−ớc: a1=0 m và b=0 m có: % 100 ' '. . 1 x h l b a =
λ =0, thay số liệu vào cơng thức (1-15), ta có: w= 1,677 m. - Tr−ờng hợp b: Khi kích th−ớc lỗ cửa có kích th−ớc: a1=1,2 m và b=2,2 m có: % 100 ' '. . 1 x h l b a =
λ = 12,89%, thay số liệu vào cơng thức (1-15), ta có: w= 0,93 m. - Tr−ờng hợp c: Khi lỗ cửa có kích th−ớc: a1=1,6 m và b=2,2 m có: 100% ' '. . 1 x h l b a = λ =
17,18%, thay số liệu vào công thức (1-15), ta có: w= 0,842 m.
Từ các tr−ờng hợp a, b, c ta thấy rằng khi mật độ diện tích của lỗ cửa tăng từ 0% đến 17,18% thì bề rộng của dải khối chịu nén t−ơng w có giá trị nghịch biến giảm từ 1,677 m xuống còn 0,842 m. Nh− vậy, khi mật độ diện tích lỗ cửa trong khối xây chèn tăng đến 17,18% thì giá trị w giảm xuống chỉ cịn một nửa (từ 1,677 m xuống 0,842 m) so với khi khơng có lỗ cửa trong khối xây chèn, vì vậy khi mật độ của lỗ cửa trong khối xây chèn từ 17% trở lên thì có thể khơng cần xét tới ảnh h−ởng của khối xây chèn nữa.
Qua kết quả thu đ−ợc tại ch−ơng 3 có các nhận xét sau đây:
- Với kết quả ở bảng so sánh giữa tr−ờng hợp 1 và tr−ờng hợp 2 ta thấy rằng chu kỳ dao động của tr−ờng hợp 1 nhỏ hơn chu kỳ dao động của tr−ờng hợp 2, chứng tỏ vị trí trên mặt bằng cơng trình của khối xây chèn có ảnh h−ởng đến chu kỳ dao động của cơng trình, độ sai lệch chu kỳ dao động giữa các vị trí có thể lên tới 33%. Chu kỳ dao động tăng dần theo h−ớng bố trí các khối xây từ ngồi biên vào giữa mặt bằng cơng trình.
- Với kết quả ở bảng so sánh giữa tr−ờng hợp 3; 4; 5 ta thấy rằng chu kỳ của TH3>TH4>TH4 chứng tỏ vị trí bố trí các khối theo chiều cao cơng trình có ảnh h−ởng tới chu kỳ dao động của cơng trình. Chu kỳ dao động tăng dần theo h−ớng bố trí các khối xây từ tầng d−ới lên tầng trên.
- Từ các nhận xét trên cũng có thể giúp cho các kỹ s− tính tốn kết cấu có thể biết đ−ợc với các vị trí của khối xây chèn trong tổng thể cơng trình thì ở những vị trí nào và kích th−ớc của lỗ cửa là bao nhiêu để thì cần phải xét tới ảnh h−ởng của khối xây chèn có lỗ cửa. Điều này làm đơn giản hóa hơn bài tốn tính tốn khung bê tơng
cốt thép nhà cao tầng có kể đến ảnh h−ởng của khối xây chèn cso lỗ cửa, cũng nh− giảm đ−ợc khối l−ợng đáng kể các biến số trung gian, nâng cao tốc độ phân tích kết cấu của máy tính.
Kết luận và kiến nghị
1. ảnh h−ởng của khối xây chèn có lỗ cửa đến sự làm việc của cơng trình có sử
dụng khung bê tông cốt thép làm kết cấu chịu lực là khá rõ rệt.
2. Mơ hình phần tử tấm có thể sử dụng để tính tốn ảnh h−ởng của khối xây chèn có lỗ cửa trong tr−ờng hợp lỗ cửa nằm ở góc của khối xây chèn.
3.Vị trí của khối xây chèn có lỗ cửa ảnh h−ởng đến sự làm việc của khung bê tông cốt thép nhà cao tầng:
- Lỗ cửa ở vị trí giữa dầm có ảnh h−ởng khác nhau trong tr−ờng hợp lỗ cửa thay đổi vị trí cao độ theo ph−ơng đứng nếu tính tốn theo sơ đồ phần tử tấm. Trong khi đó mơ hình theo truyền thống có kết quả khơng thay đổi.
- Lỗ cửa nằm ở giữa nhịp dầm ít ảnh h−ởng đến sự làm việc của khung khi chịu tải trọng động hơn tr−ờng hợp lỗ cửa ở góc khung.
- Khi thiết kế cần bố trí cần đối các mảng t−ờng trên mặt bằng và đều đặn theo chiều cao cơng trình để giảm thiểu tác động bất lợi của tải trọng động đất đến các phần tử khung.
4. Khi mật độ diện tích lỗ cửa trong khối xây chèn lớn hơn 17% thì ảnh h−ởng của khối xây chèn có lỗ cửa là nhỏ, do đó đối với các khối xây chèn trong 1 cơng trình có mật độ diện tích của lỗ cửa trên diện tích cả khối xây chèn lớn hơn 17% thì khơng cần phải xét tới ảnh h−ởng của khối xây chèn nữa.
5. Kết quả của đề tài mới chỉ khảo sát, nghiên cứu đến các chu kỳ dao động để tính tốn các thành phần động của các dạng tải trọng. Để nghiên cứu xem sự ảnh h−ởng của khối xây chèn có đảm bảo yếu tố kinh tế hay không (giảm tiết diện thép cho các cấu kiện cơng trình) thì cần phải xem xét kết quả nội lực xuất hiện trong các cấu kiện của hệ khung cơng trình xem giá trị của nó có giảm so với mơ hình khơng xét ảnh h−ởng của khối xây chèn có lỗ cửa hay khơng. Các nghiên cứu sau này có thể nghiên cứu sâu hơn về vấn đề này.
6. Đề tài nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở việc tính tốn, so sánh, nhận xét các kết quả dựa theo việc cơng nhận các mơ hình truyền thống. Các kết quả thực nghiệm theo mơ hình truyền thống chủ yếu thu đ−ợc dựa trên các sơ đồ tính là các khung phẳng, sự tác động của tải trọng là tĩnh, thời gian tác động cũng nh− thời gian thực
nghiệm là ngắn... Việc áp dụng mơ hình 2 và mơ hình 3 để mơ phỏng khung khơng gian nhà cao tầng trong đề tài này cũng cần phải đ−ợc kiểm tra cụ thể theo thực nghiệm thì mới có thể mạnh dạn đ−a vào thực tế tính tốn cơng trình nhà cao tầng khung bê tơng cốt thép có xét đến ảnh h−ởng của khối xây chèn có lỗ.
Tài liệu Tham Khảo
1. Lý Trần C−ờng (1991), Sự làm việc đồng thời của khung bê tông cốt thép với khối xây chèn d−ới tác động của tải trọng ngang, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Tr−ờng Đại học xây dựng.
2. Bộ Xây dựng (1991), Kết cấu gạch đá và gạch đá có cốt thép: Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5573: 1991, Nhà xuất bản xây dựng.
3. Bộ Xây dựng (2005), TCXDVN 356: 2005 - Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, Nhà xuất bản xây dựng.
4. Bộ Xây dựng (2006), TCXDVN 375: 2006 – Thiết kế cơng trình chịu động đất, Nhà xuất bản xây dựng.
5. Nguyễn Khánh Hùng, Trần Trung Kiên, Nguyễn Ngọc Phúc (2007), Thiết kết cấu nhà cao tầng bằng ETABS 9.0.4, Nhà xuất bản thống kê.
6. D−ơng Tất Khiêm (2001), ứng dụng ph−ơng pháp số để tính t−ờng chèn có lỗ cửa khung bê tông cốt thép, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Tr−ờng Đại học kiến trúc Hà Nội. 7. V−ơng Ngọc L−u (2009), “Thiết kế cơng trình sử dụng khung bê tông cốt thép chèn gạch chịu tải trọng động đất theo TCXDVN 375- 2006”, Tạp chí xây dựng. 8. V−ơng Ngọc L−u và Vũ Hồng Hiệp (2010), Nghiên cứu thiết kế cơng trình có khung bê tơng cốt thép chèn gạch trong vùng có động đất theo TCXDVN 375:2006, Báo cáo nghiên cứu khoa học, Tr−ờng Đại học kiến trúc Hà Nội.
9. Nguyễn Lê Ninh (2008), Động đất và thiết kế cơng trình chịu động đất, Nhà xuất bản xây dựng.
10. Nguyễn Lê Ninh, Nguyễn Hùng Phong, Đoàn Thị Quỳnh Mai (2001), “Một số vấn đề về việc xây dựng cơng trình trong vùng có động đất”, Tuyển tập báo Hội nghị Xây dựng cơng trình trong vùng động đất ở Việt Nam.
11. Nguyễn Lê Ninh, Trần Quốc Dũng (1991), “Nghiên cứu thực nghiệm sự làm việc của các tấm t−ờng bằng gạch đ−ợc gia c−ờng thêm hệ khung giằng bê tông cốt thép chịu tải trọng ngang”, Hội nghị khoa học kết cấu xây dựng lần thứ II tại Hà Nội.
12. Nguyễn Xuân Thông (2005), Phạm vi áp dụng của khung bê tông cốt thép chèn gạch chịu tải trọng ngang trong nhà cao tầng, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Tr−ờng Đại học xây dựng.
13. Thân Đăng Tùng (2009), Tính tốn khung bê tơng cốt thép nhà thấp tầng chịu tải trọng động đất có xét đến ảnh h−ởng của t−ờng chèn, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Tr−ờng Đại học kiến trúc Hà Nội.