Ứng dụng của nhà cao tầng khi kể đến sự suy giảm độ cứng các cấu kiện
Cùng với sự bùng nổ dân số và sự phát triển của kỹ thuật xây dựng, ngày càng nhiều nhà cao tầng được thiết kế và xây dựng. Cùng với tầm quan trọng của loại công trình này, các phương pháp tính toán tải trọng cũng như phân tích ứng xử liên tục được thay đổi để phù hợp hơn với tính chất của công trình. Hai loại tải trọng được đặc biệt quan tâm cho công trình này là gió và động đất.
2. Tình hình nghiên cứu về sự suy giảm độ cứng kết cấu
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9386 : 2012 về thiết kế công trình chịu động đất [1] cho phép kể đến sự suy giảm độ cứng kết cấu thông qua một hệ số duy nhất, rất đơn giản trong tính toán. Các tiêu chuẩn tính toán khác như ACI 318M-11 [2], CSA-A23.3-04 [3] cũng đã đưa các hệ số suy giảm độ cứng vào tính toán, tuy nhiên có phần phức tạp hơn. Hiện cũng có nhiều nghiên cứu thực nghiệm về sự suy giảm độ cứng kết cấu, điển hình là các nghiên cứu của Branson DE [4], Elwood KJ, Eberhard MO. [5] và Paulay T., Priestley M.J.N. [6]. Các nhóm nghiên cứu đưa ra các đề xuất về hệ số suy giảm độ cứng kết cấu riêng cho từng loại cấu cấu kiện và mức độ chịu lực khác nhau, tuy có phần phức tạp khi áp dụng nhưng lại sát với sự làm việc thực của kết cấu.
Ứng dụng các kết quả nghiên cứu của về hệ số suy giảm độ cứng này, các nhóm nghiên cứu M.H. Vo, L.N. Nguyen [7], V.H. Ho [8] và M. C. Marin, M. K. El Debs [9] đã mô phỏng ứng xử của kết cấu khung chịu tải trọng động đất và từ đó đưa ra các nhận xét về sự làm việc của công trình.
Tuy nhiên, ứng xử tổng hợp của một công trình khi được kể đến sự suy giảm độ cứng lại chưa được phân tích thỏa đáng, đây chính là lý do để thực hiện nghiên cứu đề tài:
“Ứng dụng của nhà cao tầng khi kể đến sự suy giảm độ cứng các cấu kiện:
3. Mục tiêu của đề tài
Trong việc phân tích ứng xử kết cấu thì độ cứng công trình là nhân tố rất quan trọng, quyết định đặc trưng dao động của công trình, và do đó quyết định tải trọng ngang (gió động và động đất) tác dụng lên công trình. Khi hai loại tải trọng này thay đổi, có thể về cả trị số lẫn bản chất thì ứng xử của công trình (dao động, nội lực, chuyển vị, bố trí cốt thép) cũng sẽ thay đổi theo. Thông qua việc nghiên cứu ứng xử của công trình khi kể để sự suy giảm độ cứng kết cấu, ta có thể đưa ra những hướng dẫn cụ thể hơn cho việc thiết kế công trình cao tầng chịu tải trọng động đất và gió động.
Mục tiêu của đề tài nhằm nghiên cứu sự suy giảm độ cứng của kết cấu bê tông cốt thép và ảnh hưởng của nó tới tác động của gió động, động đất lên ứng xử của công trình xây dựng. Trong nghiên cứu này, các hệ số suy giảm độ cứng kết cấu sẽ được tổng hợp và áp dụng trong việc phân tích ứng xử của công trình cao tầng bê tông cốt thép. Các kết quả thu được sẽ được dùng để phân tích sự thay đổi của phản ứng dao động, chuyển vị ngang công trình và nội lực trong các cấu kiện chịu lực cơ bản của kết cấu để đưa ra các kiến nghị cho việc thiết kế công trình.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các công trình cao tầng bê tông cốt thép có hệ khung – vách chịu lực. Phạm vi nghiên cứu của đề tài bao gồm các vấn đề: các yếu tố ảnh hưởng tới độ cứng của kết cấu và ảnh hưởng của sự suy giảm độ cứng tới tác động của gió động và động đất lên kết cấu.
5. Nội dung thực hiện
- Lý thuyết:
- Nghiên cứu độ cứng và các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng;
- Nghiên cứu ý nghĩa và vai trò của độ ứng trong tính toán kết cấu;
- Tính toán tải trọng ngang tác động lên công trình khi có kể đến sự suy giảm độ cứng kết cấu,
- Tính toán
- Phân tích ứng xử của công trình bê tông cốt thép khi có kể đến sự suy giảm độ cứng kết cấu bằng phần mềm Etabs
6. Bố cục đề tài
Chương 1: Nghiên cứu độ cứng và các yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng, ý nghĩa vai trò của độ cứng trong tính toán kết cấu
Chương 2: Tính toán tải trọng ngang tác động lên công trình khi có kể đến sự suy giảm độ cứng kết cấu
Chương 3: Mô hình và phân tích ứng xử của công trình bê tông cốt thép khi có kể đến sự suy giảm độ cứng kết cấu bằng phần mềm Etabs
Kết luận và kiến nghị.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NHÀ CAO TẦNG VÀ ĐỘ CỨNG
CÔNG TRÌNH
Trong chương này, tác giả đề cập đến sự làm việc của kết cấu chịu lực của nhà nhiều tầng, đồng thời cũng nói đến độ cứng công trình và ảnh hưởng của nó đến ứng xử công trình. Sự phát triển của kết cấu nhà cao tầng là một xu thế tất yếu và do đó việc nghiên cứu sự làm việc của kết cấu này là một vấn đề hiển nhiên cần được thực hiện. Đối với nhà cao tầng, độ cứng công trình có ảnh hưởng mang tính quyết định đến các đặc trưng dao động của công trình và do đó ảnh hưởng đến tải trọng cũng như ứng xử của công trình. Chương này nêu tổng quan về nhà nhiều tầng và xu hướng trát triển trong tương lai của dạng công trình này ở Việt Nam. Các khái niệm độ cứng cũng như các công thức được phát triển trước đây về ảnh hưởng của độ cứng công trình đến ứng xử của kết cấu cũng được thu thập và nêu lên.
Nhà cao tầng và xu hướng phát triển
Tổng quan về nhà cao tầng ở Việt Nam
Hệ kết cấu chịu lực của nhà cao tầng
Xu hướng phát triển của nhà cao tầng
Độ cứng công trình bê tông cốt thép
Khái niệm độ cứng kết cấu
Ảnh hưởng của độ cứng đến các đặc trưng dao dộng công trình
Ảnh hưởng của độ cứng đến chuyển vị ngang của công trình
Kết luận chương
Cùng với sự bùng nổ dân số và sự phát triển khoa học kỹ thuật xây dựng, ngày càng nhiều công trình cao tầng được thiết kế và xây dựng. Việc tính toán thiết kế công trình cao tầng phụ thuộc nhiều vào các đặc trưng dao động cũng như tải trọng tác dụng lên công trình. Hai yếu tố này phụ thuộc rất lớn vào độ cứng kết cấu. Từ trước đến nay, khi thiết kế công trình người ta thường bỏ qua sự suy giảm độ cứng của kết cấu khi phân tích ứng xử công trình. Trong các phần tiếp theo của luận văn, tác giả sẽ đề cập đến hiện tượng suy giảm kết cấu và ảnh hưởng của nó đến ứng xử của công trình.
CHƯƠNG 2
SỰ SUY GIẢM ĐỘ CỨNG KẾT CẤU
Các công trình cao tầng thường phải chịu các tác động của tải trọng ngang lớn, hệ quả là nó phải thường xuyên làm việc ngoài giai đoạn đàn hồi của bê tông. Các vết nứt trong bê tông xuất hiện dẫn đến sự suy giảm độ cứng kết cấu và do đó ảnh hưởng đến ứng xử của toàn công trình.
Chương này trình bày các nguyên nhân gây suy giảm độ cứng kết cấu và trích dẫn các hệ số suy giảm độ cứng kết cấu được nêu trong các tiêu chuẩn, các nghiên cứu và các chỉ dẫn thiết kế của các nước trên thế giới. Các hệ số suy giảm này sẽ được áp dụng vào bài toán mô phỏng trong chương 3.
Các nguyên nhân gây suy giảm độ cứng
Suy giảm độ cứng do tải trọng lặp
Suy giảm độ cứng do ứng xử phi tuyến của kết cấu
Kể đến sự suy giảm độ cứng do quan niệm thiết kế
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LY LUAN VA PHUONG PHAP DẠY HOC VAT LY\XAY DUNG CONG TRINH DD&DN\TONG DUC SON\TOM TAT
