Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của tầng hầm đến kết cấu phần thân nhà cao tầng chịu tải trọng gió và động đất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ------------------------------------------ TRẦN VIỆT VƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TẦNG HẦM ĐẾN KẾT CẤU PHẦN THÂN NHÀ CAO TẦNG CHỊU TẢI TRỌNG GIÓ VÀ ĐỘNG ĐẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Hà Nội - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ------------------------------------------ TRẦN VIỆT VƯƠNG Khãa 2013 - 2015 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TẦNG HẦM ĐẾN KẾT CẤU PHẦN THÂN NHÀ CAO TẦNG CHỊU TẢI TRỌNG GIÓ VÀ ĐỘNG ĐẤT Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cô ng trình dân dụng và công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Ng­êi h­íng dÉn khoa häc PGS.Ts. lª thanh huÊn Hà Nội - 2015 LỜI CẢM ƠN Sau quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội, dưới sự giảng dạy, chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, ban chủ nhiệm sau đại học khoa Cao học, được sự cố vấn và hướng dẫn nhiệt tình của thầy hướng dẫn khoa học, sự nỗ lực của bản thân, tôi đã hoàn thành bản luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của tầng hầm đến kết cấu phần thân nhà cao tầng chịu tải trọng gió và động đất ”. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong ban lãnh đạo nhà trường, lãnh đạo khoa sau đại học khoa Cao học, cùng tập thể các thầy cô giáo, cán bộ nhân viên của trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội và các đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành quá trình học tập và nghiên cứu. Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc về sự chỉ bảo tận tình, định hướng các phương pháp nghiện cứu của PGS.TS. Lê Thanh Huấn. Chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ của gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp! Hà nội, ngày tháng năm 2015 Trần Việt Vương Học viên lớp CH2013X1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ 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 Trần Việt Vương MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng, biểu Danh mục các hình vẽ Trang MỞ ĐẦU................................................................................................................1 Lý do chọn đề tài....................................................................................................1 Mục đích nghiên cứu..............................................................................................1 Đối tượng nghiên cứu............................................................................................2 Phạm vi nghiên cứu................................................................................................2 Phương pháp nghiên cứu........................................................................................2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài...............................................................2 NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ CAO TẦNG CÓ TẦNG HẦM ..............4 1.1 Tầm quan trọng của tầng hầm nhà cao tầng.....................................................4 1.2 Tình hình phát triển nhà cao tầng có tầng hầm trong và ngoài nước...............5 1.2.1 Tình hình phát triển nhà cao tầng có tầng hầm trên thế giới......................5 1.2.2 Tình hình phát triển nhà cao tầng có tầng hầm tại Việt Nam....................6 1.3 Một số ví dụ nhà cao tầng có tầng hầm............................................................7 1.3.1 Ví dụ nhà cao tầng có 1 tầng hầm (Có hình ảnh minh họa).......................7 1.3.2 Ví dụ nhà cao tầng có từ 2 đến 5 tầng hầm (Có hình ảnh minh họa).......12 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ, ĐỘNG ĐẤT DÙNG TRONG THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG........................................18 2.1 Các loại tải trọng tác dụng lên nhà cao tầng..................................................18 2.1.1 Tải trọng gió (Theo TCVN 2737-2006)...................................................18 2.1.2 Tải trọng động đất....................................................................................24 2.1.3 Các căn cứ ảnh hưởng đến tính toán động đất.........................................29 2.2 Các phương pháp tính toán nhà cao tầng.......................................................30 2.2.1 Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương...............................................30 2.2.2 Phương pháp phổ phản ứng.....................................................................42 2.2.3 Phương pháp lực cắt đáy..........................................................................44 2.3 Xác định tải trọng nhà cao tầng không có tầng hầm và nhà cao tầng có từ 1 đến 3 tầng hầm chịu tải trọng gió và động đất.....................................................46 2.3.1 Tính toán áp lực đất..................................................................................50 2.3.2 Đưa áp lực đất tác dụng lên vách tầng hầm trong chương trình Sap2000................................................................................................................51 2.3.3 Tính toán khung không gian....................................................................53 2.3.4 Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương tính toán................................53 CHƯƠNG 3: VÍ DỤ TÍNH TOÁN NHÀ CAO TẦNG KHÔNG CÓ TẦNG HẦM VÀ NHÀ CAO TẦNG CÓ TẦNG HẦM CHỊU TẢI TRỌNG GIÓ, ĐỘNG ĐẤT.........................................................................................................55 3.1 Ví dụ tính toán nhà cao tầng không có tầng hầm...........................................55 3.2 Ví dụ tính toán nhà cao tầng có 1 tầng hầm...................................................64 3.3 Ví dụ tính toán nhà cao tầng có 3 tầng hầm...................................................75 3.4 So sánh kết quả tính toán, nhận xét nhà không có tầng hầm với nhà có một tầng hầm, với nhà có ba tầng hầm chịu tải trọng gió và động đất……................86 KẾT LUẬN .........................................................................................................94 KIẾN NGHỊ.........................................................................................................95 TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................96 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU A Diện tích tiết diện ngang của cấu kiện E Mô đun đàn hồi J Mô men quán tính G Mô đun cắt v Hệ số poisson của môi trường Mật độ môi trường g Gia tốc trọng trường Tc Giới hạn trên chu kỳ lặp, ở nhánh nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc H Chiều cao nhà kể từ mặt móng hoặc đỉnh của phần cứng phía dưới T Chu kỳ dao động cơ bản của công trình do dịch chuyển ngang  Hệ số hiệu chỉnh m Tổng khối lượng của nhà và công trình ở trên móng hoặc phía trên đỉnh phần cứng Fi Lực ngang tác dụng tại tầng thứ i Fb Lực cắt đáy si, sj Chuyển vị của khối lượng mi mj trong dạng dao động cơ bản zi , z j Độ cao của khối lượng mi mj so với điểm đặt tác động động đất (mặt móng hoặc đỉnh của tầng cứng phía dưới) ∑Gki Tổng tĩnh tải tác dụng lên công trình ∑Qk,i Tổng hoạt tải tác dụng lên công trình ΨE,t Hệ số tổ hợp, xét đến khả năng Qk,i không xuất hiện trên toàn bộ công trình trong thời gian xảy ra động đất φ Hệ số lấy theo bảng 2.5 Ψ2,1 Hệ số tổ hợp cho giá trị tựa thường xuyên của hoạt tải i ag Gia tốc nền thiết kế trên loại A agr Gia tốc nền lớn nhất tham chiếu trên đất nền loại A 1 Hệ số tầm quan trong q Hệ số ứng xử  Hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương ngang TB Giới hạn của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc TC Giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc TD Giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng S Hệ số nền q0 Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại kết cấu và tính đều đặn của nó theo mặt đứng kw Hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường chịu lực hwi Chiều cao tường thứ i lwi Chiều dài của tường thứ i eai Độ lệch tâm ngẫu nhiên của khối lượng tầng i khỏi vị trí danh nghĩa của nó trong cùng một hướng ở tất cả các sàn L1 Kích thước sàn theo phương vuông góc với hướng tác động động đất x Khoảng cách từ cấu kiện đang xét đến tâm khối lượng của nhà trong mặt bằng theo phương pháp vuông góc với phương tác động động đất đang xét Le Khoảng cách giữa hai cấu kiện chịu tải ngang ở xa nhau nhất, theo phương vuông góc với phương tác động động đất đang xét Sd(Ti) Phổ thiết kế tính bằng cách thay chu kỳ dao động T bằng Ti, i là dạng dao động thứ i tương ứng theo phương đang xét Mxi Khối lượng hữu hiệu theo phương đang xét (ví dụ phương x), tương ứng với dao động thứ i n Số lượng tầng của nhà Sij Giá trị chuyển vị theo phương đang xét (phương x) trên mặt bằng tại điểm đặt khối lượng thứ j của dạng dao động thứ i Mj Khối lượng tập trung tại tầng thứ j của công trình Fxj.i Lực ngang tác dụng tại tầng thứ j theo phương đang xét (phương x) ứng với dao động thứ i Fx.i Tổng lực cắt tại chân công trình theo phương đang xét (phương x) ứng với dao động thứ i Mi, Mj Khối lượng tập trung tại các tầng i, j của công trình (giá trị này thường được xác định bởi các phần mềm máy tính) W0 Giá trị TC áp lực gió tĩnh K Hệ số kể đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao c Hệ số khí động. (cđẩy= 0,8; chút = 0,6)  Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió pđ Áp lực đất  Dung trọng tự nhiên của đất h Chiều cao tầng hầm q Tải trọng phân bố đều trên mặt đất xung quanh tầng hầm  Góc ma sát trong của đất xung quanh tầng hầm 1 Giá trị để nhân vào giá trị thiết kế của tác động động đất theo phương nằm ngang để trong mọi cấu kiện của kết cấu sẽ đạt giới hạn độ bền chịu uốn trước tiên, trong khi tất cả các tác động khác vẫn không đổi. 0 Giá trị để nhân vào giá trị thiết kế của tác động động đất theo phương nằm ngang sẽ làm cho khớp dẻo hình thành trong một loạt tiết diện đủ để dẫn đến sự mất ổn định tổng thể của kết cấu, khi tất cả các giá trị thiết kế của các tác động khác không đổi. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Cụm từ viết tắt BTCT Bê tông cốt thép TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam BXD Bộ xây dựng NXB Nhà xuất bản DANH MỤC BẢNG, BIỂU Số hiệu bảng, biểu Tên bảng, biểu Trang Bảng 2.1 Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL 18 Bảng 2.2 Hệ số áp lực động của tải trọng gió  19 Bảng 2.3 Hệ số tương quan không gian áp lực động  20 Bảng 2.4 Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió 23 Bảng 2.5 Hệ số kể đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao 23 Bảng 2.6 Mối tương quan hệ giữa E và M 27 Bảng 2.7 Mối quan hệ giữa M và MM 27 Bảng 2.8 Bảng chuyển đổi từ gia tốc nền sang cấp động đất 28 Bảng 2.9 Các giá trị Ψ 2,1 cho công trình 33 Bảng 2.10 Các giá trị φ để tính toán Ψ E,t 33 Bảng 2.11 Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi loại 1 35 Bảng 2.12 Các loại nền đất 36 Bảng 2.13 Mức độ và hệ số tầm quan trọng 37 Bảng 2.14 Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử q0 cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng 38 Bảng 3.1 Bảng chu kỳ dao động nhà không có tầng hầm 54 Bảng 3.2 Bảng khối lượng tầng nhà không có tầng hầm 57 Bảng 3.3 Bảng động đất nhà không có tầng hầm 60 Bảng 3.4 Bảng Gió động nhà không có tầng hầm 61 Bảng 3.5 Bảng chu kỳ dao động nhà có một tầng hầm 65 Bảng 3.6 Bảng khối lượng tầng nhà có một tầng hầm 68 Bảng 3.7 Bảng động đất nhà có một tầng hầm 71 Bảng 3.8 Bảng Gió động nhà có một tầng hầm 72 Bảng 3.9 Bảng chu kỳ dao động nhà có ba tầng hầm 76 Bảng 3.10 Bảng khối lượng tầng nhà có ba tầng hầm 79 Bảng 3.11 Bảng động đất nhà có ba tầng hầm 82 Bảng 3.12 Bảng Gió động nhà có ba tầng hầm 83 Bảng 3.13 Bảng so sánh khối lượng tầng 84 Bảng 3.14 Bảng so sánh giỏ trị lực cắt đáy Fb 85 Bảng 3.15 Bảng so sánh chuyển vị tại tầng trên cùng 85 Bảng 3.16 Bảng so sánh gió động 87 DANH MỤC HÌNH MINH HỌA Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 1.1 Mặt bằng Tòa nhà chung cư N105 7 Hình 1.2 Mặt cắt ngang Tòa nhà chung cư N105 8 Hình 1.3 Mặt đứng phối cảnh Tòa nhà chung cư N105 9 Hình 1.4 Mặt bằng tầng hầm Tòa nhà chung cư X20 10 Hình 1.5 Mặt bằng điển hình Tòa nhà chung cư X20 10 Hình 1.6 Mặt đứng Tòa nhà chung cư X20 11 Hình 1.7 Hình ảnh Công trình VIETCOMBANK TOWER 12 Hình 1.8 Hình ảnh Công trình HARBOUR VIEW TOWER 13 Hình 1.9 Mặt bằng tầng điển hình Cao ốc 89 Láng Hạ, Hà Nội 14 Hình 1.10 Hình ảnh Công trình Cao ốc 89 Láng Hạ, Hà Nội 15 Hình 1.11 Hình ảnh Mặt cắt Tháp đôi khu đô thị An Hưng 16 Hình 1.12 Hình ảnh Tháp đôi khu đụ thị An Hưng 17 Hình 2.1 Hệ số động lực  21 Hình 2.2 Dạng của phổ phản ứng đàn hồi 35 Hình 2.3 Sơ đồ mặt bằng tầng điển hình nhà lấy ví dụ tính toán 44 Hình 2.4 Sơ đồ mặt đứng khung nhà lấy ví dụ tính toán 45 Hình 3.1 Sơ đồ mặt bằng nhà không có tầng hầm 53 Hình 3.2 Biểu đồ lực cắt nhà không có tầng hầm 55 Hình 3.3 Biểu đồ mô men nhà không có tầng hầm 56 Hình 3.4 Biểu đồ chuyển vị tầng nhà không có tầng hầm 59 Hình 3.5 Sơ đồ mặt bằng mặt cắt tầng hầm nhà có một tầng hầm 62 Hình 3.6 Sơ đồ khung không gian nhà có một tầng hầm 63 Hình 3.7 Áp lực đất có dấu dương 64 Hình 3.8 Áp lực đất có dấu âm 64 Hình 3.9 Biểu đồ lực cắt nhà có một tầng hầm 66 Hình 3.10 Biểu đồ mô men nhà có một tầng hầm 67 Hình 3.11 Biểu đồ chuyển vị tầng nhà có một tầng hầm 69 Hình 3.12 Sơ đồ mặt bằng, mặt cắt nhà có ba tầng hầm 73 Hình 3.13 Sơ đồ khung không gian nhà có ba tầng hầm 74 Hình 3.14 Áp lực đất có dấu dương 75 Hình 3.15 Áp lực đất có dấu âm 75 Hình 3.16 Biểu đồ lực cắt nhà có ba tầng hầm 77 Hình 3.17 Biểu đồ mô men nhà có ba tầng hầm 78 Hình 3.18 Biểu đồ chuyển vị tầng nhà ba tầng hầm 80 Hình 3.19 Hình 3.20 Hình 3.21 Hình 3.19. Biểu đồ so sánh mô men nhà không có tầng hầm (Hình 3.19a), nhà có một tầng hầm (Hình 3.19b), nhà có ba tầng hầm (Hình 3.19c) Hình 3.20. Biểu đồ so sánh lực cắt nhà không có tầng hầm (Hình 3.20a), nhà có một tầng hầm (Hình 3.20b), nhà có ba tầng hầm (Hình 3.20c) Biểu đồ so sánh chuyển vị tầng nhà không có tầng hầm, nhà có một tầng hầm và nhà có ba tầng hầm 84 86 89 1 MỞ ĐẦU * Lý do chọn đề tài Trong quá trình đô thị hóa mạnh mẽ trên Thế giới, đặc biệt tại Việt Nam thời kỳ này và trong tương lai, việc xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp, nhất là nhà cao tầng là một xu thế tất yếu để đáp ứng các nhu cầu ngày một lớn về nhà ở, văn phòng, khách sạn... Hòa chung với Thế giới thì ngành xây dựng cơ bản của chúng ta cũng có những bước tiến dài trong kỹ thuật xây dựng cơ bản nói chung và trong thiết kế kết cấu công trình nói riêng. Đội ngũ những người làm kỹ thuật của chúng ta được trang bị đầy đủ kiến thức và có đủ kinh nghiệm để đảm đương những công trình lớn, phức tạp. Nhiều tòa nhà cao tầng được thiết kế có tầng hầm nhằm giải quyết các yêu cầu thực tế do chúng ta đặt ra. Trong đó khâu tính toán thiết kế kết cấu chịu lực đối với các công trình có tầng hầm mà có tính đến khả năng chịu động đất của công trình. Với những công trình này xu thế chung đặt ra là phải có giải pháp kết cấu phù hợp, chúng vừa đảm bảo khả năng chịu lực, vừa đạt hiệu quả kinh tế. Việc nghiên cứu tầng hầm ảnh hưởng tới các kết quả tính toán của nhà cao tầng so với các nhà cao tầng tương đương không có tầng hầm có ưu điểm là các dao động thường nhỏ hơn trong việc tính toán gió động và động đất dẫn đến đưa tới hiệu quả kinh tế tốt hơn. Do đó trong luận văn này, tác giả chủ yếu tập trung vào “Nghiên cứu ảnh hưởng của tầng hầm đến kết cấu phần thân nhà cao tầng chịu tải trọng gió và động đất” để đề ra phương pháp nghiên cứu có tính toán so sánh. * Mục đích nghiên cứu - Thu thập và nghiên cứu tổng quan về nhà cao tầng có tầng hầm. - Tìm hiểu đặc điểm của các dạng hệ kết cấu công trình có tầng hầm chịu tải trọng gió và động đất. 2 - Phân tích cách mô hình hóa nhà cao tầng không có tầng hầm và nhà cao tầng có từ 1 đến 3 tầng hầm chịu tải trọng gió và động đất. - Nghiên cứu ảnh hưởng của nhà cao tầng không có tầng hầm và nhà cao tầng có từ 1 đến 3 tầng hầm chịu tải trọng gió và động đất. - Tập hợp các kết quả tính toán, từ đó đánh giá được sự làm việc của hệ kết cấu như chuyển vị, dao động của công trình khi nhà cao tầng không có tầng hầm và nhà cao tầng có từ 1 đến 3 tầng hầm chịu tải trọng động đất. * Đối tượng nghiên cứu - Hồ sơ thiết kế các nhà cao tầng có 1 tầng hầm và nhà cao tầng có từ 2 đến 3 tầng hầm chịu tải trọng động đất. - Nguyên cứu các công trình đã xây dựng và đang trong giai đoạn thiết kế. - Mô hình hóa các phương án nhà cao tầng không có tầng hầm và nhà cao tầng có từ 1 đến 3 tầng hầm chịu tải trọng gió và động đất bằng phương pháp tính theo phần mềm tính toán Sap2000 và Etab, qua đó so sánh, đánh giá sự làm việc của nhà cao tầng không có tầng hầm và nhà cao tầng có từ 1 đến 3 tầng hầm chịu tải trọng gió và động đất. * Phạm vi nghiên cứu - Các công trình nhà cao tầng không có tầng hầm và nhà cao tầng có từ 1 đến 3 tầng hầm chịu tải trọng gió và động đất - Nghiên cứu, đánh giá sự làm việc của nhà cao tầng không có tầng hầm và nhà cao tầng có từ 1 đến 3 tầng hầm chịu tải trọng gió và động đất. * Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu, tính toán các dạng dao động riêng, chu kỳ, biên độ dao động, chuyển vị công trình, nội lực trong các cấu kiện bằng phương pháp tính toán theo phần mềm tính Sap2000 và phần mềm Etab. - So sánh, tổng hợp và rút ra các nhận xét, kết luận 3 * Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa khoa học của đề tài: Trong việc thiết kế nhà cao tầng mà không có tầng hầm là không nên. Tuy nhiên trong trường hợp cần tạo không gian lớn ở các tầng dưới lòng đất như vậy, việc thiết kế nhà cao tầng có tầng hầm là giải pháp hợp lý. Trong công trình nhà cao tầng, việc không bố trí tầng hầm sẽ làm giảm yếu độ cứng của công trình đặc biệt là khi chịu tải trọng động đất. Do đó việc thiết kế nhà có tầng hầm sẽ làm tăng độ cứng của công trình khi chịu tải trọng gió và động đất. - Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Hiện nay nhu cầu của xã hội về sự tiện ích trong các công trình nhà cao tầng có tầng hầm là rất lớn. Để đáp ứng các nhu cầu đó đồng thời tận dụng hiệu quả không gian của các tầng hầm, người ta thường kết hợp nhiều công năng sử dụng khác nhau vào trong công trình nhà cao tầng. Thông thường khối đế công trình được bố trí các công năng sử dụng như siêu thị, nhà hàng,... kết hợp với các căn hộ hoặc trụ sở làm việc ở bên trên. Đề tài sẽ phân tích hoàn thiện hơn về ảnh hưởng của tầng hầm đến kết cấu phần thân nhà cao tầng chịu tải trọng động đất mà kết cấu này mang lại. Góp phần đóng góp những kiến thức về việc thiết kế xây dựng nhà cao tầng có một hay nhiều tầng hầm mà từ trước tới nay các nhà nghiên cứu, thiết kế còn ít quan tâm. 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 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. KẾT LUẬN: a) Trong giai đoạn hiện nay, các công trình xây dựng nói chung, xây dựng nhà cao tầng nói riêng đã và đang được phát triển cùng với tốc độ đô thị hóa một cách nhanh chóng trên toàn đất nước ta, không chỉ ở các thành phố lớn Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng. Hiện nay tại Việt Nam do đã ứng dụng nhiều công nghệ xây dựng mới tiên tiến nên đã tạo điều kiện cho việc xây dựng nhà cao tầng có một hay nhiều tầng hầm đang là phổ biến. Tuy nhiên việc nghiên cứu thiết kế nhà cao tầng có tầng hầm trong điều kiện địa chất phức tạp và yếu, cùng với chịu tác động của gió bão và động đất, thì việc lựa chọn số tầng hầm và ảnh hưởng của nó đến sự làm việc của kết cấu bên trên công trình một cách hợp lý về chịu lực góp phần giảm giá thành xây dựng, đã và đang cần những nghiên cứu cần thiết, bởi những vấn đề này từ trước đến nay chưa được quan tâm tìm hiểu, nghiên cứu một cách khoa học và đầy đủ. Bởi vậy đề tài của luận văn và những kết quả ban đầu đã được trình bày trong luận văn của em sẽ là một đóng góp nhỏ cho hướng nghiên cứu này. b) Trong phạm vi giới hạn về khả năng, số liệu thống kê thực tế, hạn chế của đề tài, em mới xem xét một nhà cao tầng có cùng một thiết kế độ cao số tầng cho 3 giải pháp: không tầng hầm, 1 tầng hầm và 3 tầng hầm. Từ đó có thể rút ra được những nhận xét như sau đây: - Dưới tác động của tổ hợp tải trọng tĩnh, gió, động đất sự phân phối khối lượng trên các tầng không khác biệt nhau nhiều cho 3 trường hợp, không, một và 3 tầng hầm. - Giá trị lực cắt đáy trường hợp có một tầng hầm và 3 tầng hầm dưới tác động của tải trọng động đất khác biệt nhau nhiều. (lực cắt đáy nhà không tầng hầm có giá trị Fb = 288,552T; lực cắt đáy nhà một tầng hầm có giá trị Fb= 285,595T; lực cắt đáy nhà ba tầng hầm có giá trị Fb = 258,886T) - Chu kỳ dao động giảm dần cho công trình từ không đến 3 tầng hầm: T0 = 3,67273sec ; T1= 3,597sec; T3= 3,1997sec. - Chuyển vị ngang giảm đáng kể nhất là chuyển vị đỉnh nhà khi nhà có tầng hầm so với nhà không có tầng hầm. (theo số liệu tính bằng % Bảng 3.15 Đối với chuyển vị tầng nhà một tầng hầm có giá trị U2= 11,4897(cm) giảm so với chuyển vị tầng nhà không tầng hầm có giá trị U2= 12,0345(cm) là 4,53%. Đối với chuyển vị tầng nhà một tầng hầm có giá trị U2= 1,9656(cm) giảm so với chuyển vị tầng nhà không tầng hầm có giá trị U2= 12,0345(cm) là 83,66%, theo biểu đồ so sánh Hình 3.21 Biểu đồ so sánh chuyển vị tầng nhà không có tầng hầm, nhà có một tầng hầm và nhà có ba tầng hầm). - Về gió động giảm đáng kể khi so sánh nhà có tầng hầm với nhà không có tầng hầm. (theo số liệu tính bằng % Bảng 3.16) c) Từ những số liệu tính được có thể dựa vào các giá trị chuyển vị ngang giới hạn tại đỉnh nhà mà thiết kế nhà có tầng hầm thì có thể giảm được khối lượng vật liệu thép, bê tông của các kết cấu thẳng đứng, cột lõi vách so với nhà không có tầng hầm. Như vậy việc bố trí tầng hầm trong nhà cao tầng là một lợi thế về chịu lực, biến dạng cũng như công năng sử dụng. Tuy nhiên cũng có thể thấy rõ việc xây dựng nhà cao tầng ở Việt Nam có 3 tầng hầm là hợp lý hơn cả trừ ở các tỉnh miền Tây Nam Bộ có nền đất quá yếu và mực nước ngầm. 2. KIẾN NGHỊ: - Khi tính toán kết cấu dùng các phần mềm thương mại cần lưu ý đến việc quy đổi tải trong ngang do áp lực đất tác động trực tiếp vào cột khung hay tường vây tầng hầm thành các lực tập trung tương ứng với điều kiện cân bằng mô men ngàm tại chân cột tầng hầm dưới cùng. - Cần có những nghiên cứu tính toán nhà có tầng hầm trong điều kiện đất nền vùng có tầng hầm bị hóa lỏng khi có động đất. 3. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Luận văn mới chỉ nghiên cứu thiết kế kết cấu khung bê tông cốt thép. Có thể mở rộng nghiên cứu tính toán thiết kế nhà có kết cấu hỗn hợp bê tông- thép . TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1]. PGS.TS Lê Thanh Huấn (2007), Kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép, NXB Xây Dựng, Hà Nội, trang 27-42 [2]. Nguyễn Bá Kế (chủ biên - 2009), Nguyễn Tiến Chương, Móng nhà cao tầng. Kinh nghiệm nước ngoài, NXB Xây Dựng, Hà Nội, trang 20-32 [3]. Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCVN 5574:2012, Tải trọng và tác động. Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây Dựng, Hà Nội [4]. Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCVN 356:2005, Kết cấu bê tông và cốt thép. Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây Dựng, Hà Nội [5]. Thiết kế công trình chịu động đất. TCVN 9386: 2012. NXB Xây Dựng, Hà Nội - 2013 [6]. Hướng dẫn Thiết kế Kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép chịu động đất theo TCXDVN 375:2006 (Tái bản). NXB Xây Dựng, Hà Nội – 2009 [7]. ThS. Đặng Tỉnh (2008), Kết nối Sap2000 với Excel tính toán khung và móng làm việc đồng thời với nền (Tái bản). NXB Xây Dựng, Hà Nội – 2008, trang 27 – 40 [8]. Nguyễn Minh Tú (2007), Nghiên cứu thiết kế kết cấu khung bê tông cốt thép chịu tải trọng động đất ở Hà nội theo tiêu chuẩn TCXDVN 375: 2006 [9]. ThS. Đặng Tỉnh (2012), Etabs và Sap2000 Thực hành tính toán Nhà cao tầng NXB Xây Dựng, Dựng, Hà Nội – 2012 [10]. Tham khảo Internet Tiếng Anh [11]. American Concrete Institute ACI: 318-08, Building Code Requirements for Structural concrete (ACI 318-08) and Commentary. [12]. Eurocode 2 (1992), Design of concrete structures.