Tài liệu Nghiên cứu quy trình thiết kế nhà cao tầng bê tông cốt thép phân tích theo giai đoạn thi công

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ----------------------- NGUYỄN NGỌC THỊNH NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP PHÂN TÍCH THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG ( In h6- 20, font Times New Roman) LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP )( In hoa, cỡ chữ 14, font Times New Hà Nội - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ----------------------( In hoa, cỡ chữ 14, font Times New Roman) NGUYỄN NGỌC THỊNH KHÓA: 2014- 2016 ( In hoa, cỡ chữ 14, font Times New Roman) NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP PHÂN TÍCH THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG ( In h6- 20, font Times New Roman) Chuyên ngành: .Kỹ thuật xây dựng công trình DD&CN Mã số : 60.58.02.08 (in thường, cỡ chữ 14, font Times New Roman) LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP ( In thường, cỡ chữ 14, font Times New Roman) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. VŨ HOÀNG HIỆP ( In hoa, cỡ chữ 14, font Times New Hà Nội - 2016 Lêi c¶m ¬n Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn luËn v¨n nµy, t«i ®· ®­îc ng­êi h­íng dÉn khoa häc lµ thÇy gi¸o TS.Vò Hoµng HiÖp tËn t×nh gióp ®ì, h­íng dÉn còng nh­ t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi ®Ó t«i hoµn thµnh luËn v¨n cña m×nh. Qua ®©y t«i xin göi lêi c¶m ¬n s©u s¾c tíi thÇy. T«i còng xin tr©n träng göi lêi c¶m ¬n tíi c¸c thÇy c« gi¸o, c¸c c¸n bé khoa ®µo t¹o Sau §¹i Häc thuéc tr­êng ®¹i häc KiÕn Tróc Hµ Néi, ®· gióp ®ì, h­íng dÉn, t¹o ®iÒu kiÖn trong qu¸ tr×nh häc tËp vµ nghiªn cøu T«i xin bµy tá lßng biÕt ¬n ®Õn gia ®×nh ®· ®éng viªn vµ t¹o mäi ®iÒu kiÖn tèt nhÊt cho t«i häc tËp vµ nghiªn cøu Do thêi gian thùc hiÖn ®Ò tµi kh«ng nhiÒu vµ tr×nh ®é cã h¹n, mÆc dï ®· hÕt søc cè g¾ng nh­ng trong luËn v¨n sÏ kh«ng tr¸nh khái nh÷ng h¹n chÕ nhÊt ®Þnh, t«i rÊt mong nhËn ®­îc nh÷ng ý kiÕn ®ãng gãp cña c¸c thÇy c« gi¸o cïng c¸c b¹n ®Ó luËn v¨n hoµn thiÖn h¬n. Hµ Néi, ngµy 24 th¸ng 06 n¨m 2016 T¸c gi¶ luËn v¨n NguyÔn Ngäc ThÞnh Lêi cam ®oan Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Ngọc Thịnh MỤC LỤC Lời cảm ơn .......................................................................................................... Lời cam đoan ...................................................................................................... Mục lục ............................................................................................................... Danh sách các ký hiệu, chữ viết tắt …………………………………………… Danh sách các hình vẽ, đồ thị ............................................................................. Danh sách các bảng biểu .................................................................................... Trang MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 1 Mục đích nghiên cứu ....................................................................................... 3 Đối tượng nghiên cứu ...................................................................................... 3 Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 3 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 3 NỘI DUNG…………………………………………………………………...4 CHƯƠNG 1 ........................................................................................................ TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG ................ 4 1.1 Khái niệm chung về nhà cao tầng ............................................................ 4 1.2 Phân loại nhà cao tầng .............................................................................. 5 1.3 Các hệ chịu lực cơ bản của nhà cao tầng ............................................... 6 1.3.1 Hệ khung chịu lực .............................................................................. 6 1.3.2 Hệ tường chịu lực ............................................................................... 8 1.3.3 Hệ lõi chịu lực .................................................................................... 9 1.3.4 Hệ hộp chịu lực ................................................................................ 10 1.4 Các hệ chịu lực hỗn hợp .......................................................................... 4 1.4.1 Hệ khung - tường chịu lực ............................................................... 11 1.4.2 Hệ khung - lõi chịu lực..................................................................... 12 1.4.3 Hệ khung - hộp chịu lực ................................................................... 13 1.4.4 Hệ hộp - lõi chịu lực......................................................................... 13 1.5 Các phương pháp phân tích kết cấu nhà cao tầng .............................. 13 1.5.1 Phương pháp cơ học kết cấu ............................................................ 14 1.5.2 Phương pháp sai phân hữu hạn ........................................................ 14 1.5.3 Phương pháp phần tử hữu hạn ......................................................... 14 1.6 Phân tích kết cấu nhà cao tầng theo giai đoạn thi công ..................... 18 1.6.1 Phân tích kết cấu theo giai đoạn thi công kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép. .............................................................................................. 18 1.6.2 Các nghiên cứu về phân tích kết cấu theo giai đoạn thi công kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép. ......................................................................... 24 CHƯƠNG 2 ........................................................................................................ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA QUY TRÈNH THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP PHÂN TÍCH THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG 35 2.1 Các loại tải trọng tác dụng lên nhà cao tầng ....................................... 35 2.1.1 Phân loại tải trọng ............................................................................ 35 2.1.2 Cách xác định tải trọng .................................................................... 36 2.2 Sơ đồ tính toán nhà cao tầng ................................................................. 39 2.2.1 Phân loại theo tính chất làm việc không gian .................................. 39 2.2.2 Phân loại theo tính chất của ẩn số .................................................... 40 2.3 Các nguyên tắc tính toán nhà cao tầng ................................................ 41 2.3.1 Tải trọng ........................................................................................... 41 2.3.2 Nội dung và phương pháp tính toán ................................................. 42 2.3.3 Kiểm tra độ cứng tổng thể ................................................................ 39 2.3.4 Kiểm tra dao động của công trình .................................................... 43 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả phân tích theo giai đoạn thi công ......................................................................................................................... 44 2.4.1 Thành phần tải trọng sử dụng trong phân tích ................................. 44 2.4.2 Tốc độ thi công................................................................................. 47 2.4.3 Độ ẩm môi trường ............................................................................ 50 2.4.4 Mô hình vật liệu ............................................................................... 53 2.5 Thiết kế nhà cao tầng phân tích theo giai đoạn thi công .................... 62 2.5.1 Tải trọng ........................................................................................... 62 2.5.2.Phân tích kết cấu .............................................................................. 63 2.5.3 Tổ hợp nội lực .................................................................................. 64 CHƯƠNG 3 ........................................................................................................ KHẢO SÁT, ĐỀ XUẤT QUY TRÈNH THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG...... BÊ TÔNG CỐT THÉP PHÂN TÍCH THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG 65 3.1 Lựa chọn sơ đồ khảo sát ......................................................................... 66 3.2 Kích thước tiết diện, vật liệu sử dụng trong phân tích ........................ 68 3.2.1 Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện ................................................ 68 3.2.2 Vật liệu ............................................................................................ 69 3.3 Tải trọng tác dụng lên công trình ......................................................... 69 3.3.1 Tĩnh tải ............................................................................................. 69 3.3.2 Hoạt tải sử dụng. .............................................................................. 70 3.3.3 Tải trọng gió. .................................................................................... 70 3.3.4 Tải trọng động đất. ........................................................................... 70 3.4 Bài toán 1 .................................................................................................. 71 3.5 Bài toán 2 .................................................................................................. 86 3.6 Bài toán 3 .................................................................................................. 95 3.7 Tổng hợp kết quả bài toán 1, bài toán 2, bài toán 3........................... 108 3.8 Đề xuất quy trình thiết kế nhà cao tầng phân tích theo giai đoạn thi công ............................................................................................................... 115 3.9 Kiểm soát kết quả phân tích kết cấu trong thời gian thi công .......... 125 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÂC CHỮ CÁI VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên đầyđủ BTCT Bê tông cốt thép BT1A Bài toán 1A BT1B Bài toán 1B PTHH Phần tử hữu hạn TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TT Tĩnh tải TTSQ Tĩnh tải phân tích theo giai đoạn thi công TTBT Tĩnh tải bản thân TTHT Tĩnh tải hoàn thiện TH Tổ hợp THSQ Tổ hợp có thành phần tĩnh tải bản thân phân tích theo giai đoạn thi công DANH S¸CH H×NH VÏ Số hiệu hình Tên hình Hình 1.1. Một số loại mặt bằng nhà cao tầng hệ khung chịu lực Hình 1.2. Hệ khung chịu lực có thanh xiên và thanh dàn ngang Hình 1.3. Các sơ đồ hệ tường chịu lực Hình 1.4. Hình dạng vách cứng Hình 1.5. Cách bố trí lõi cứng trong công trình Hình 1.6. Hệ khung - tường chịu lực Hình 1.7. Sơ đồ làm việc của hệ khung - tường chịu lực Hình 1.8. Hệ khung - lõi chịu lực Hình 1.9. Phần tử một chiều Hình 1.10. Phần tử hai chiều Hình 1.11. Phần tử ba chiều Hình 1.12. Phân tích tĩnh tuyến tính được thực hiện với toàn bộ hệ kết cấu và không xét đến thi công theo giai đoạn ở mỗi tầng Hình 1.13. Phân tích tĩnh phi tuyến theo giai đoạn thi công ở mỗi tầng Hình 1.14. Hình ảnh công trình Hình 1.15. Mặt bằng kết cấu tầng điển hình Hình 1.16. Khung khảo sát trục G Hình 1.17. Chênh lệch co ngắn của cột C1 và C2 phân tích thông thường Hình 1.18 . Chênh lệch co ngắn của cột C1 và C2 phân tích theo giai đoạn thi công Hình 1.19. Co ngắn cột của nhà 40 tầng khi tốc độ thi công thay đổi Hình 1.20. Co ngắn cột của nhà 40 tầng khi độ ẩm thay đổi Hình 1.21. Co ngắn cột của nhà 40 tầng khi hệ số co ngót thay đổi Hình 1.22. Mô tả sơ lược hệ quả của hiệu ứng shortening Hình 1.23. Dầm nối vách cột vách Hình 1.24. Moment do tĩnh tải khi phân tích thông thường. Hình 1.25. Moment do tĩnh tải khi phân tích theo giai đoạn thi công Hình 1.26. Moment nội lực tầng 24, 25 khi phân tích theo giai đoạn sử dụng thông thường Hình 1.27. Moment nội lực tầng 24, 25 khi phân tích theo giai đoạn thi công Hình 1.28. Biến dạng tầng 24, 25 khi phân tích theo giai đoạn sử dụng thông thường Hình 1.29. Biến dạng tầng 24, 25 khi phân tích theo giai đoạn thi công Hình 2.1. Sơ đồ tính toán một chiều và hai chiều Hình 2.2. Sơ đồ tính toán rời rạc và rời rạc - liên tục Hình 2.3. Sơ đồ tính toán liên tục Hình 2.4. Mặt bằng công trình văn phòng Hình 2.5. Mặt bằng công trình chung cư Hình 2.6. Mô hình kết cấu khung nhà 20 tầng Hình 2.7. Biều đồ co ngắn cột nhà 20 tầng do tốc độ thi công thay đổi Hình 2.8. Biều đồ chênh lệch co ngắn cột và vách nhà 20 tầng do tốc độ thi công thay đổi Hình 2.9. Biều đồ co ngắn cột nhà 20 tầng khi độ ẩm tương đối thay đổi Hình 2.10. Biều đồ chênh lệch co ngắn cột và vách nhà 20 tầng khi hệ số độ ẩm tương đối thay đổi Hình 2.11. Chức năng khai báo ảnh hưởng của thời gian đến tính chất vật liệu theo tiêu chuẩn CEB-FIP90 trong ETABS 2015 Hình 2.12. Biều đồ co ngắn cột nhà 20 tầng do hệ số co ngót thay đổi Hình 2.13. Biều đồ chênh lệch co ngắn cột và vách nhà 20 tầng khi hệ số co ngót thay đổi Hình 2.14 . Biều đồ so sánh co ngắn cột nhà 20 tầng giữa mô hình từ biến “ Tích phân đầy đủ” và mô hình chuỗi Dirichlet với các trường hợp thay đổi số số hạng chuỗi Hình 2.15. Biều đồ chênh lệch co ngắn cột và vách nhà 20 tầng giữa mô hình từ biến “ Tích phân đầy đủ” và mô hình chuỗi Dirichlet với các trường hợp thay đổi số số hạng chuỗi Hình 3.1. Mô hình không gian 3D công trình 25 tầng Hình 3.2. Mặt bằng kết cấu công trình 25 Hình 3.3. Biểu đồ moment khung trục 2 phân tích thông thường (BT1A) Hình 3.4. Biểu đồ moment khung trục 2 phân tích theo giai đoạn thi công (BT1B) Hình 3.5. Lực dọc khung trục 2 phân tích thông thường (BT1A) Hình 3.6. Lực dọc khung trục 2 phân tích theo giai đoạn thi công (BT1B) Hình 3.7. Biến dạng khung trục 2 phân tích thông thường (BT1A) Hình 3.8. Biến dạng khung trục 2 phân tích theo giai đoạn thi công (BT1B) Hình 3.9. Biểu đồ moment dầm B4 phân tích thông thường và phân tích theo giai đoạn thi công tại vị trí tầng 23,24,25 Hình 3.10. Biểu đồ chênh lệch co ngắn giữa cột C6 và vách phân tích thông thường (BT1A) Hình 3.11. Biểu đồ chênh lệch co ngắn giữa cột C6 và vách phân tích phi tuyến theo giai đoạn thi công (BT1B) Hình 3.12. Biểu đồ moment dầm B4 của tĩnh tải tổ hợp TTBT+TTHT bài toán 2 và tĩnh tải thông thường bài toán 1A tại vị trí tầng 23,24,25 Hình 3.13. Biểu đồ so sánh chênh lệch co ngắn của cột C6 và vách theo bài toán 1A và bài toán 2 Hình 3.14. Biểu đồ moment dầm B4 của TH8 và TH8SQ tại vị trí tầng 23,24,25 Hình 3.15. Biểu đồ chênh lệch co ngắn cột C6 và vách của TH6 và TH6SQ Hình 3.16. Chức năng khai báo các đặc trưng vật liệu trong ETABS 2015 Hình 3.17. Chức năng khai báo các thông số ảnh hưởng theo thời gian đến vật liệu trong ETABS 2015 Hình 3.18. Chức năng khai báo nhóm các phần tử trong ETABS 2015 Hình 3.19. Chức năng khai báo phương pháp phân tích các loại tải trọng trong ETABS 2015 Hình 3.20. Chức năng khai báo tốc độ thi công trong ETABS 2015 Hình 3.21. Chức năng khai báo các nhóm phần tử và tải trọng ứng với mỗi giai đoạn thi công thực tế trong ETABS 2015 Hình 3.22. Quá trình chủ động đổ bù bê tông trong thực tế Hình 3.23. Vị trí quan trắc giá trị co ngắn trong công trình Danh s¸ch c¸c b¶ng biÓu Số hiệu bảng Tên bảng, biểu Bảng 2.1. Tĩnh tải bản thân của công trình Bảng 2.2. Tĩnh tải hoàn thiện của công trình Bảng 2.3. Bảng tổng hợp tĩnh tải của công trình Bảng 2.4. Tĩnh tải bản thân của công trình nghiên cứu Bảng 2.5. Tĩnh tải hoàn thiện sàn của công trình nghiên cứu Bảng 2.6. Bảng tổng hợp tĩnh tải sàn của công trình nghiên cứu Bảng 2.7. So sánh chênh lệch co ngắn của cột và vách với các tốc độ 7 ngày/ tầng, 8 ngày/ tầng, 9 ngày/ tầng, 10 ngày/ tầng Bảng 2.8. So sánh chênh lệch co ngắn của cột và vách với độ ẩm mặc định 50 % của ETABS và các độ ẩm 53%; 80%;87.6% Bảng 2.9. Bảng so sánh chênh lệch co ngắn của cột và vách do hệ số co ngót mặc định của ETABS 2015 với các hệ số co ngót thay đổi Bảng 2.10. So sánh chênh lệch co ngắn của cột và vách giữa mô hình từ biến “ Tích phân đầy đủ” và mô hình chuỗi Dirichlet với các trường hợp thay đổi số số hạng chuỗi . Bảng 3.1. Bảng chọn tiết diện cột Bảng 3.2. Bảng chọn tiết diện dầm Bảng 3.3. Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn Bảng 3.4. Tĩnh tải tường Bảng 3.5. So sánh nội lực dầm B4 theo hai phương pháp phân tích Bảng 3.6. So sánh lực dọc cột C6 theo hai phương pháp phân tích Bảng 3.7. Chênh lệch co ngắn giữa cột C6 và vách phân tích thông thường (BT1A) Bảng 3.8. Chênh lệch co ngắn giữa cột C6 và vách phân tích theo giai đoạn thi công (BT1B) Bảng 3.9. So sánh chênh lệch co ngắn giữa cột C6 và vách theo hai phương pháp phân tích Bảng 3.10. Bảng so sánh moment dầm B4 bài toán 1A và bài toán 2 Bảng 3.11. Bảng so sánh lực dọc cột C6 bài toán 2 và bài toán 1A Bảng 3.12. Bảng so sánh chênh lệch co ngắn cột C6 và vách bài toán 2 và bài toán 1A Bảng 3.13. So sánh giá trị moment dầm B4 giữa TH8 và TH8SQ Bảng 3.14. So sánh giá trị chênh lệch lực dọc giữa TH5 và TH5SQ Bảng 3.15. So sánh giá trị chênh lệch co ngắn giữa cột và vách giữa TH6 và TH6SQ Bảng 3.16. So sánh tỷ lệ chênh lệch moment giữa phân tích thông thường và phân tích theo giai đoạn thi công của ba bài toán1,2,3 Bảng 3.17. So sánh tỷ lệ chênh lệch lựcdọc giữa phân tích thông thường và phân tích theo giai đoạn thi công của ba bài toán1,2,3 Bảng 3.18. So sánh tỷ lệ chênh lệch co ngắn giữa cột C6 và vách giữa phân tích thông thường và phân tích theo giai đoạn thi công của ba bài toán 1,2,3 1 MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Bước sang thế kỷ 21, nền kinh tế thế giới phát triển mạnh, tốc độ đô thị hóa tăng nhanh chóng, dân số ngày càng đông dẫn đến các nhu cầu về nhà ở, trụ sở làm việc và các công trình công cộng ... trở thành vấn đề cấp bách cho các đô thị trên thế giới nói chung và các đô thị tại Việt Nam nói riêng. Xuất phát từ thực trạng như vậy nên giải pháp xây dựng các nhà cao tầng là biện pháp hữu hiệu nhất để giải quyết các vấn đề về tăng dân số cũng như các nhu cầu khác của các đô thị. Trong những năm trở lại đây, hàng loạt các công trình nhà cao tầng với quy mô và chiều cao lớn đã được đưa vào xây dựng và sử dụng tại Việt Nam như các công trình thuộc khu đô thị mới Trung Hòa - Nhân Chính, khu đô thị Linh Đàm, khu đô thị Mỹ Đình,...với chiều cao từ 17-34 tầng, khu đô thị Văn Phú, Xa La - Hà Đông với chiều cao từ 30-40 tầng, và đặc biệt đã xuất hiện các công trình có chiều cao lớn như Lotte -Liễu Giai cao 65 tầng, công trình cao nhất Việt Nam hiện nay - tòa nhà Keangnam cao 70 tầng tại đường Phạm Hùng - Hà Nội. Trên thế giới, nhà cao tầng cũng phát triển từ rất sớm với tốc độ rất nhanh. Hiện nay công trình cao nhất thế giới là tòa nhà Burj Kharifa ở Dubai thuộc các tiểu vương quốc Ả rập thống nhất hoàn thành năm 2010 có chiều cao lên đến 868m với 168 tầng. Với sự phát triển của nhà cao tầng diễn ra nhanh chóng như vậy, đòi hỏi công tác thiết kế kết cấu nhà cao tầng cũng cần phải có sự phát triển tương ứng. Việc tính toán công trình phải được thực hiện sao cho sự làm việc của công trình được mô phỏng trên máy tính, phòng thí nghiệm. và công trình thực tế ngày càng tiệm cận với nhau. Qua đó giúp cho việc tính toán nhà cao tầng ngày một chính xác hơn, an toàn và tiết kiệm hơn. 2 Hiện nay khi tính toán nhà cao tầng theo các quy phạm hiện hành được thực hiện bằng các phần mềm theo phương pháp phần tử hữu hạn qua các các bước cơ bản như sau : - Xác định tải trọng - Mô hình hóa hệ kết cấu công trình - Gán các trường hợp tải trọng lên mô hình kết cấu công trình - Chạy chương trình, xác định được các giá trị nội lực của các phần tử trong hệ kết cấu. - Tổ hợp nội lực ( tải trọng), thiết kế các cấu kiện của công trình. Theo trình tự như vậy được hiểu rằng các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình sau khi toàn bộ hệ kết cấu đã được thi công hoàn chỉnh. Tuy nhiên trên thực tế công trình được chất tải (tĩnh tải) dần từ tầng dưới lên trên theo quy trình thi công. Như vậy đã có sự sai khác giữa sơ đồ tính toán thiết kế và sơ đồ thực tế của hệ kết cấu. Nhiệm vụ của công tác thiết kế kết cấu là tính toán sao cho công trình vừa có khả năng thích ứng về yêu cầu sử dụng, vừa có khả năng đảm bảo về chịu lực dưới tác động của các loại tải trọng khác nhau, tại những thời điểm khác nhau. Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về lý thuyết cũng như phân tích sự khác nhau giữa thiết kế theo giai đoạn sử dụng và thiết kế phân tích theo giai đoạn thi công. Tuy nhiên việc lấy tải trọng thế nào, xác định giá trị tải trọng cũng như các yếu tố đầu vào để thiết kế ra sao , là những vấn đề đang cần nghiên cứu. Để có cái nhìn đầy đủ hơn về sự làm việc khi xét đến ảnh hưởng của quá trình thi công trong thiết kế nhà cao tầng, phù hợp với các tiêu chuẩn của Việt Nam hiện hành, đề tài chọn hướng nghiên cứu với nội dung cụ thể là: “NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP PHÂN TÍCH THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG”. 3 Mục đích nghiên cứu -Thu thập và nghiên cứu tổng quan về nhà cao tầng. - Xác định tải trọng, các yếu tố đầu vào khi thiết kế nhà cao tầng phân tích theo giai đoạn thi công. - Xem xét ảnh hưởng của quá trình thi công đến hệ kết cấu nhà cao tầng trong quá trình thiết kế. - Đề xuất quy trình thiết kế nhà cao tầng bê tông cốt thép phân tích theo giai đoạn thi công. - Tập hợp các kết quả tính toán, từ đó đánh giá sự khác nhau thực tế về kết quả khi áp dụng quy trình đề xuất khi thiết kế nhà cao tầng bê tông cốt thép phân tích theo giai đoạn thi công và thiết kế theo giai đoạn sử dụng thông thường. Đối tượng nghiên cứu - Hồ sơ thiết kế các nhà cao tầng bê tông cốt thép. - Nghên cứu các công trình đã xây dựng và đang trong giai đoạn thiết kế - Mô hình hóa các phương án nhà cao tầng bằng phương pháp phần tử hữu hạn có xét đến ảnh hưởng của quá trình thi công . Phạm vi nghiên cứu - Các công trình nhà cao tầng bê tông cốt thép toàn khối (hệ hỗn hợp khung- lõi,vách). Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tài liệu, khảo sát số, phân tích được sử dụng trong luận văn. - So sánh, tổng hợp và rút ra các nhận xét, kết luận. THÔNG BÁO Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội. Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội. Email: [email protected] TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 129 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * KẾT LUẬN 1. Qua các nội dung được nghiên cứu, khảo sát, phân tích trong đề tài luận văn cho thấy trong công tác thiết kế kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép thi công toàn khối, việc sử dụng phương pháp mô phỏng và phân tích kết cấu theo giai đoạn thi công là hướng tiếp cận sát hơn sự làm việc kết cấu, hạn chế những sai lệch về kết quả nội lực cũng như biến dạng trong từng cấu kiện và của cả hệ so với thực tế. 2. Đề tài đã mô tả chi tiết các bước trong trình tự thi công, nghiên cứu sự ảnh hưởng của các thông số ảnh hưởng đến quá trình phân tích kết cấu theo giai đoạn thi công như: tải trọng dùng trong phân tích, tốc độ thi công, độ ẩm môi trường, loại xi măng, hệ số co ngót, mô hình từ biến, thu được kết quả sau: +)Yếu tố tốc độ thi công chênh lệch ít theo thực tế hiện nay giữa các công trình ở trong nước gây chênh lệch co ngắn các cấu kiện đứng cột- vách không đáng kể. +) Độ ẩm môi trường thay đổi ảnh hưởng lớn đến giá trị chênh lệch co ngắn của cột và vách. Với độ ẩm thay đổi trong khoảng 50% đến 80% có ảnh hưởng rõ đến kết quả phân tích kết cấu theo giai đoạn thi công. +) Loại xi măng được sử dụng có làm thay đổi hệ số co ngót, thay đổi biến dạng co ngắn cột, vách, tuy nhiên việc thay đổi loại xi măng không ảnh hưởng nhiều đến giá trị chênh lệch co ngót của cột và vách trong trường hợp cả hệ thi công toàn khối, nó chỉ có tác động lớn khi hệ sử dụng các kết cấu kết hợp: lắp ghép - toàn khối, thép - bê tông cốt thép. +) Mô hình từ biến “Tích phân đầy đủ” và mô hình chuỗi Dirichlet lấy từ 5 số hạng là đủ để phân tích hiện tượng từ biến mà không gây sai lệch nhiều so với nhau. 130 3. Quy trình thiết kế nhà cao tầng phân tích theo giai đoạn thi công được đề xuất, mô tả chi tiết vấn đề xây dựng mô hình, phân chia các tải trọng sử dụng trong quá trình phân tích, các thông số đầu vào, tổ hợp nội lực và tính toán cấu kiện, quan trắc kiểm soát tính toán có thể áp dụng thực hành. 4. Dựa trên quy trình thiết kế đề xuất, sử dụng các thông số đầu vào đã được nghiên cứu, đề tài đã khảo sát các ví dụ làm rõ ảnh hưởng của phương pháp phân tích phi tuyến theo giai đoạn thi công kết hợp phân tích tĩnh tuyến tính so với phân tích tĩnh tuyến tính toàn phần các tải trọng cho thấy sự chênh lệch kết quả nội lực khách quan hơn. +) Ví dụ khảo sát so sánh kết quả 2 phương pháp phân tích đối với trường hợp chỉ xét riêng thành phần tĩnh tải cho moment đầu dầm chênh lệch 125,79% nhưng kết quả tổ hợp nội lực của tĩnh tải và các trường hợp tải trọng khác cuối cùng chỉ chênh lệch moment là 25,75 %. +) Tương tự lực dọc trong cột chênh lệch hai kết quả lần lượt là 42,27 và 16,2%. *KIẾN NGHỊ Tiêu chuẩn thiết kế nhà cao tầng cần có những lưu ý về hiện tượng co ngắn cột, sự chênh lệch co ngắn của các cấu kiện và hướng dẫn các phương pháp phân tích kết cấu phù hợp. Khi sử dụng phương pháp phân tích kết cấu theo giai đoạn xây dựng cần tìm hiểu kỹ lưỡng các thông số đặc trưng vật liệu, điều kiện môi trường, tiến độ thi công để đánh giá chính xác hơn các hiện tượng co ngót và từ biến của bê tông đối với hiện tượng co ngắn nhà cao tầng. Cần thêm kết quả thí nghiệm, quan trắc đánh giá độ tin cậy của kết quả phân tích kết cấu. Hướng nghiên cứu tiếp theo: Nghiên cứu quy trình thiết kế nhà cao tầng bê tông cốt thép lắp ghép phân tích theo giai đoạn thi công.