Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh

Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh trang 1

Trang 1

Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh trang 2

Trang 2

Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh trang 3

Trang 3

Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh trang 4

Trang 4

Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh trang 5

Trang 5

Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh trang 6

Trang 6

Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh trang 7

Trang 7

Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh trang 8

Trang 8

Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh trang 9

Trang 9

Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 26 trang nguyenduy 25/02/2024 240
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

Tóm tắt nội dung tài liệu: Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh

Tóm tắt Luận án Phân tích sự làm việc không gian của kết cấu lõi cứng nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tĩnh
ến n,
n là số tầng) vào đường chéo chính của ma trận độ cứng của thanh, ta có:
[ ] [ ][ ][ ] [ ]ssss RuCK =+ . (2.9)
trongđó: [ ]sC là véc tơ độ cứng liên kết đàn hồi của thanh.
2.2. Sơ đồ khối và lập trình.
2.2.1. Sơ đồ khối.
2.2.2. Lập trình.
 Hình 2.6: Giao diện chương trình AC-1, khi nhập file dữ liệu chuyển vị.
7Hình 2.5: Giao diện chương trình, Hình 2.8: Giao diện chương trình
AC-1 khi nhập thông tin về vật liệu AC- 2, khi nhập thông tin tải trọng
và kích thước hình học lõi cứng. và độ mềm của liên kết, độ cứng
 của liên kết đàn hồi tại các tầng.
2.3. Kiểm tra độ tin cậy của lời giải và chương trình tính.
Để kiểm tra độ tin cậy của lời giải và chương trình tính, tác giả tiến
hành so sánh kết quả bằng số với phần mềm ETABS có vai trò như một công
cụ thí nghiệm số, đồng thời làm chuẩn để so sánh.
2.4. Nguyên nhân cần xác định hệ số điều chỉnh độ cứng chống uốn, chống
xoắn tương đương khi phân tích lõi cứng mô hình bằng các phần tử thanh.
2.4.1. Phân tích kết cấu lõi cứng theo phương pháp giải tích và phương
pháp phần tử hữu hạn.
Bảng 2.1: Bảng kết quả chênh lệch 1S (%) về mômen quán tính trung tâm của
lõi cứng quanh trục Y.
Stt 1a (m) Chuyển vị ngang tại
đỉnh theo trục X (m)
Y
cxI
( 4m )
Y
ltI
( 4m )
1S
(%)
1 1a =0 0,000592 86,377 102,544 15,766
2 1a =2 m 0,001970 25,948 102,344 74,646
3 1a =4 m 0,002729 18,729 100,944 81,446
4 1a =8 m 0,00450 11,352 91,131 87,543
8
Từ mô hình tính lõi cứng bằng các phần tử tấm, khi chuyển sang mô
hình lõi cứng bằng các phần tử thanh cần phải xác định hệ số điều chỉnh độ
cứng chống uốn, chống xoắn tương đương.
Có sự chênh lệch về mô men quán tính chống uốn của của lõi cứng khi
mô tả lõi cứng bằng thanh công xôn thay thế và mômen quán tính chống uốn
của lõi cứng xác định theo công thức lý thuyết sức bền vật liệu. Độ cứng của
lõi cứng khi mô hình bằng phần tử thanh khác với độ cứng của lõi cứng khi mô
hình lõi cứng bằng các phần tử tấm. Vì vậy, khi quy đổi lõi cứng về thanh công
xôn thay thế thì cần phải sử dụng hệ số điều chỉnh độ cứng chống uốn, chống
xoắn tương đương.
2.5. Cách xác định hệ số điều chỉnh độ cứng chống uốn, chống xoắn khi
phân tích lõi cứng mô hình bằng các phần tử thanh.
2.5.1. Cách xác định hệ số điều chỉnh độ cứng chống uốn, chống xoắn của
lõi cứng thông qua cân bằng năng lượng
2.5.1.1. Phương pháp xác định: Xác định thông qua việc cân bằng thế năng
biến dạng tích lũy trong hệ đàn hồi.
2.5.1.2. Ví dụ tính toán.
- Hệ số độ cứng chống uốn, chống xoắn trong tất cả các trường hợp đều có giá
trị dương, nằm trong khoảng (0, 1), có giá trị khác nhau và phụ thuộc cả vào tải
trọng, tức là với các dạng tải trọng khác nhau thì hệ số độ cứng chống uốn,
chống xoắn khác nhau. Nguyên nhân do độ cứng là đại lượng đặc trưng cho
khả năng chống lại biến dạng của cấu kiện, với các dạng tải trọng khác nhau thì
biến dạng khác nhau. Và việc xác định hệ số độ cứng xác định thông qua cân
bằng toán học về năng lượng giữa hệ kết cấu mô tả lõi cứng bằng các phần tử
thanh và phần tử tấm.
- Giá trị hệ số độ cứng luôn nằm trong khoảng (0, 1) là do ứng xử của hệ tấm
khác với hệ thanh khi chịu tải trọng ngang. Khi lõi mô tả bằng các phần tử tấm
là hệ kết cấu không gian với mô hình tính toán liên tục nên có độ cứng lớn hơn
khi mô tả lõi cứng bằng các phần tử thanh với mô hình tính toán rời rạc.
9
Bảng 2.3: Bảng kết quả hệ số điều chỉnh độ cứng chống uốn, chống xoắn tương
đương với các dạng tải trọng khác nhau.
Tải trọng
ngang phân
bố đều
Tải trọng
ngang phân
bố tam giác
Tải trọng
ngang tập
trung trên
đỉnh
xoM
tại đỉnh
xoM tập
trung tại
các mức
sàn
Số
tầng
kết
cấu
Mặt cắt
 tiết diện
x y x y x y xo xo
10 0,637 0,233 0,524 0,187 0,723 0,250 0,058 0,106
15 0,723 0,255 0,580 0,202 0,770 ,265 0,028 0,055
20
a=8,3m,
1a =4m,
= 0,3m 0,760 0,270 0,603 0,213 0,788 0,278 0,017 0,034
10 0,700 0,254 0,555 0,203 0,757 0,268 0,036 0,068
15 0,757 0,283 0,601 0,224 0,786 0,294 0,018 0,036
20
a=6,3m,
1a =3m,
 = 0,3 m
0,779 0,311 0,614 0,247 0,796 0,324 0,012 0,023
10 0,751 0,318 0,596 0,253 0,781 0,337 0,022 0,041
15 0,780 0,395 0,614 0,316 0,794 0,425 0,014 0,025
20
a=4,3m,
1a =2m,
 = 0,3 m 0,791 0,474 0,621 0,382 0,799 0,522 0,011 0,019
2.5.2. Cách xác định hệ số điều chỉnh độ cứng chống uốn, chống xoắn của
lõi cứng thông qua cân bằng chuyển vị tại đỉnh.
2.5.2.1. Phương pháp xác định: Xác định thông qua việc cân bằng chuyển vị
tại đỉnh.
2.5.2.2. Ví dụ tính toán.
Thể hiện ở mục 3.2.3 và 3.2.4, kết quả tính toán thể hiện ở bảng 3.10.
2.5.3. Nhận xét về các cách xác định hệ số điều chỉnh độ cứng chống uốn,
chống xoắn của lõi cứng.
- Với các phương pháp xác định hệ số điều chỉnh độ cứng chống uốn, chống
xoắn khác nhau sẽ tìm được giá trị hệ số điều chỉnh độ cứng khác nhau.
- Hệ số điều chỉnh độ cứng chống uốn, chống xoắn trong tất cả các trường hợp
đều có giá trị dương, nằm trong khoảng (0, 1), có giá trị khác nhau và phụ
10
thuộc cả vào dạng tải trọng cụ thể. Nguyên nhân bởi vì, độ cứng của lõi khi mô
hình bằng phần tử thanh và mô hình bằng phần tử tấm có giá trị khác nhau.
2.6. Kiểm tra thuật toán và chương trình AC-1, AC-2.
2.6.1. Chọn công trình để tính toán, thực nghiệm bằng số.
Xét các kết cấu 10 tầng, 15 tầng và 20 tầng, mỗi tầng cao 3,3 m, có mặt bằng
đối xứng như hình 2.12, tải trọng gió theo trục X và Y với oW = 95 2/mdaN .
Hình 2.12: Mặt bằng kết cấu 10 tầng, 15 tầng và 20 tầng gồm lõi cứng, hệ cột
và sàn phẳng..
2.6.2. Mô hình tính toán.
LâI cøng
Hình 2.13: Mô hình không gian bằng phần mềm ETABS và mô hình thanh
công xôn xấp xỉ tính bằng chương trình AC-1, AC2.
2.6.3 Kiểm tra thuật toán và chương trình AC-1.
2.6.3.1. Các trường hợp tính toán thực nghiệm bằng số.
11
2.6.3.2. Trình tự các bước tính toán.
2.6.3.3. Kết quả tính toán.
Bảng 2.8: Bảng kết quả độ cứng XiC , YiC , ZZiC (i = 1 đến n, n là số tầng)
trong hệ kết cấu 10 tầng.
Tầng Cao độ sàn (m)
X
iiC )101( →=
(daN/m)
Y
iiC )101( →=
(daN/m)
ZZ
iiC )101( →=
(daNm/rad)
10 33 979892 540252 6300012
9 29,7 980167 540242 6299997
8 26,4 980175 539628 6299993
7 23,1 980009 539797 6299983
6 19,8 979478 539573 6300015
5 16,5 980366 541799 6300019
4 13,2 980293 537851 6299966
3 9,9 979997 535376 6300009
2 6,6 980154 546585 6299962
1 3,3 970986 544197 6300214
Tổng hợp kết quả chênh lệch lớn nhất về độ cứng XiC , YiC , ZZiC (i = 1 đến n,
n là số tầng) của lõi cứng 10, 15 và 20 tầng thể hiện ở bảng 2.12.
Bảng 2.12: Bảng tổng hợp kết quả chênh lệch lớn nhất giữa độ cứng XiC , YiC ,
ZZ
iC (i = 1 đến n, n là số tầng) tại các mức sàn tầng của lõi cứng 10 tầng, 15
tầng và 20 tầng, tính toán bằng AC-1 và độ cứng cho trước.
Stt Số tầng
Chênh lệch
X
niiC )1( →= (%)
Chênh lệch
Y
niiC )1( →= (%)
Chênh lệch
ZZ
niiC )1( →= (%)
1 10 0,920 0,856 0,00060
2 15 0,254 1,150 0,00112
3 20 0,414 2,506 0,00071
- Căn cứ vào bảng 2.12, với lõi cứng 10, 15 và 20 tầng có tiết diện hở, chênh
lệch lớn nhất ở các tầng về X niiC )1( →= là 0,92 %, về Y niiC )1( →= là 2,506 % về
12
ZZ
niiC )1( →= là 0,00112 %. Do các giá trị chênh lệch này không lớn nên có thể sử
dụng AC-1 để phân tích độ cứng các liên kết đàn hồi trong hệ kết cấu lõi cứng
nhiều tầng.
- Kết quả phân tích độ cứng của liên kết đàn hồi trong kết cấu 10 tầng, 15 tầng
và 20 tầng bằng chương trình AC-1 cho thấy độ cứng tại vị trí lõi cứng ngàm
vào móng có giá trị lớn vô cùng, độ cứng XiC , YiC , ZZiC (i = 1 đến n, n là số
tầng) tại các tầng có giá trị dương, theo quy luật với giá trị độ cứng xấp xỉ
nhau.
2.6.4. Kiểm tra thuật toán và chương trình AC-2.
2.6.4.1. Các trường hợp tính toán thực nghiệm bằng số.
Để kiểm tra thuật toán, chương trình AC-2, tác giả thực hiện các ví dụ
tính toán kết cấu lõi cứng có liên kết đàn hồi ngăn cản chuyển vị ngang theo
trục X, Y và chuyển vị xoay quanh trục Z, có liên kết cứng và nửa cứng giữa
các phần tử thanh trong các kết cấu 10 tầng, 15 tầng và 20 tầng với mặt bằng
đối xứng với các số liệu đầu vào ở mục 2.6.1 và các số liệu ở mục 2.6.4.1 trong
luận án.
Về độ mềm của liên kết giữa các phần tử thanh: phụ thuộc vào dạng
liên kết giữa các phần tử thanh, với công nghệ thi công lõi cứng toàn khối thì
liên kết lõi cứng giữa các tầng là cứng, tức là giá trị độ mềm của liên kết giữa
các phần tử thanh jik (  ,,,,, wvuj = , i = 1→n, n là số tầng), khi đó có thể
quan niệm lõi cứng là một thanh liên tục. Với công nghệ thi công lõi cứng lắp
ghép thì liên kết lõi cứng giữa các tầng là nửa cứng (liên kết có độ cứng hữu
hạn) [16], tức là một số độ mềm của liên kết giữa các phần tử thanh jik
(  ,,,,, wvuj = , i = 1→n, n là số tầng) có giá trị khác không.
2.6.4.2. Mô hình tính toán. Thể hiện ở hình 2.14, hình 2.15 trong luận án.
2.6.4.3. So sánh kết quả tính toán giữa AC-2 và ETABS về chuyển vị của
lõi cứng có liên kết cứng giữa các phần tử thanh, có liên kết đàn hồi.
13
Bảng 2.17: Bảng tổng hợp kết quả chênh lệch (%) giữa AC-2 và ETABS về
chuyển vị lớn nhất ( X niiU )1( →= , ZZ nii )1( →= , Y niiU )1( →= ) của lõi cứng tiết diện kín và
hở trong kết cấu 10 tầng, 15 tầng và 20 tầng, có liên kết cứng giữa các phần tử
thanh, có liên kết đàn hồi.
Stt
Số
tầng
Mặt cắt tiết
diện lõi cứng
Chênh lệch
X
niiU )1( →= (%)
Chênh lệch
ZZ
nii )1( →= (%)
Chênh lệch
Y
niiU )1( →= (%)
1 10 13,38 4,25 8,16
2 15 9,40 3,25 12.79
3 20
a=8,3m,
1a =4 m,
 =0,3m 6,87 2,90 2,72
4 10 10,24
5 15 4,92
6 20
a=8,3m,
1a = 0,
 =0,3m 2,72
- Với lõi cứng hở, chênh lệch về chuyển vị ngang theo trục X ở các tầng lớn
nhất là 13,38 %, chênh lệch về chuyển vị xoay quanh trục Z ở các tầng lớn nhất
là 4,25 %, chênh lệch về chuyển vị ngang theo trục Y lớn nhất là 12,79 %.
- Với lõi cứng tiết diện kín, chênh lệch về chuyển vị ngang theo trục X ở các
tầng lớn nhất là 10,24 %.
- Do chênh lệch về kết quả tính toán chuyển vị giữa phần mềm ETABS và
chương trình AC-2 như bảng 2.17 là không lớn nên có thể sử dụng chương
trình AC-2 để phân tích kết cấu lõi cứng tiết diện kín và hở, có liên kết cứng
giữa các phần tử thanh, có các liên kết đàn hồi ngăn cản chuyển vị ngang theo
trục X, Y và chuyển vị xoay quanh trục Z.
2.6.4.4. So sánh kết quả tính toán giữa AC-2 và ETABS về chuyển vị của
lõi cứng có liên kết nửa cứng giữa các phần tử thanh, có liên kết đàn hồi.
Do chênh lệch như bảng 2.19 là không lớn nên có thể sử dụng chương
trình AC-2 để phân tích kết cấu lõi cứng có liên kết nửa cứng giữa các phần tử
thanh, có các liên kết đàn hồi ngăn cản chuyển vị ngang theo trục X, Y và
chuyển vị xoay quanh trục Z, khi chịu tải trọng ngang.
14
Bảng 2.19: Bảng tổng hợp kết quả chênh lệch giữa chương trình AC-2 và phần
mềm ETABS về chuyển vị lớn nhất ( X niiU )1( →= , ZZ nii )1( →= , Y niiU )1( →= ) của lõi
cứng 10 tầng, 15 tầng và 20 tầng, tiết diện hở, có liên kết nửa cứng giữa các
phần tử thanh, có độ cứng liên kết đàn hồi thay đổi.
Stt Số tầng
Chênh lệch
X
niiU )1( →= (%)
Chênh lệch
ZZ
nii )1( →= (%)
Chênh lệch
Y
niiU )1( →= (%)
1 10 10,04 3,07 19,06
2 15 5,86 2,85 20,07
3 20 4,47 2,75 12,70
2.7. Nhận xét chương 2.
- Từ sơ đồ tính không gian phức tạp (gồm lõi cứng, cột và sàn) đã mô hình hóa
thành một sơ đồ thanh công xôn xấp xỉ có kể đến ảnh hưởng của sàn, trong đó
lõi cứng mô hình bằng các phần tử thanh liên kết ngàm vào móng, có liên kết
nửa cứng giữa các phần tử thanh ở dạng tổng quát (với công nghệ thi công lõi
cứng toàn khối thì liên kết lõi cứng giữa các phần tử thanh là cứng, với công
nghệ thi công lõi cứng lắp ghép thì liên kết giữa các phần tử thanh là nửa
cứng), liên kết với bộ phận kết cấu khác thông qua các liên kết đàn hồi (thay
thế sự làm việc đồng thời giữa lõi cứng và các bộ phận kết cấu khác).
- Đã phân tích kết cấu lõi cứng bằng các phần tử tấm và bằng các phần tử thanh
thông qua các hệ số điều chỉnh độ cứng chống uốn, chống xoắn tương đương.
- Đã xây dựng chương trình AC-1, AC-2 làm công cụ để nghiên cứu, phân tích
kết cấu lõi cứng nhiều tầng. Chương trình AC-1 để nghiên cứu về độ cứng của
liên kết đàn hồi. Chương trình AC-2 có khả năng phân tích kết cấu lõi cứng có
liên kết nửa cứng giữa các phần tử thanh, có liên kết đàn hồi, chịu tải trọng
ngang tĩnh hoặc tương đương. Khảo sát các ví dụ bằng số và so sánh kết quả
với phần mềm chuyên dụng phân tích kết cấu nhiều tầng ETABS cho thấy
chênh lệch về chuyển vị là không lớn nên chương trình AC-2 có thể sử dụng để
tính toán hệ kết cấu lõi cứng nhiều tầng.
15
CHƯƠNG 3. KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
CHUYỂN VỊ ĐỈNH VÀ XÂY DỰNG BIỂU THỨC THỰC NGHIỆM
XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG CỦA LIÊN KẾT ĐÀN HỒI TRONG KẾT CẤU
NHIỀU TẦNG CÓ SƠ ĐỒ GIẰNG, CHỊU TẢI TRỌNG NGANG.
Chương này trình bày việc khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến
chuyển vị đỉnh kết cấu công trình bằng ETABS. Sử dụng sơ đồ thanh công xôn
xấp xỉ, chương trình AC-2 đã nghiên cứu ở Chương 2 kết hợp một số giá trị
chuyển vị phân tích bằng ETABS ở trên để xây dựng các biểu thức thực
nghiệm, các bảng tra xác định độ cứng của liên kết đàn hồi nhằm lựa chọn kích
thước tiết diện lõi cứng gần đúng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ với một số dạng
kết cấu nhiều tầng.
3.1. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị ngang và xoay tại
đỉnh của kết cấu nhiều tầng.
3.1.1. Giới thiệu mục đích.
Mục này sử dụng phần mềm ETABS để khảo sát sự ảnh hưởng của 8 yếu
tố đến chuyển vị ngang và chuyển vị xoay tại đỉnh hệ kết cấu khi chịu tải trọng
ngang gồm: số tầng, bề dày lõi cứng, chiều cao lanh tô cửa của lõi cứng, chiều
rộng khoảng hở mặt cắt tiết diện lõi cứng, số lượng cột, mô men quán tính của
các cột, bề dày sàn, mô đun đàn hồi của vật liệu. Kết quả tính toán một số công
trình chọn để thực nghiệm bằng số có thể xác định được quy luật, tìm ra thông
số nào là quan trọng nhất ảnh hưởng đến chuyển vị đỉnh công trình và cung cấp
các giá trị về chuyển vị đỉnh để xây dựng biểu thức thực nghiệm xác định độ
cứng của liên kết đàn hồi.
3.1.2. Chọn kết cấu để tính toán thực nghiệm bằng số.
Xét các kết cấu 10 tầng, 15 tầng và 20 tầng có mặt bằng đối xứng gồm
lõi cứng, cột và sàn phẳng như hình 3.1 và hình 3.2 trong luận án, chiều cao
mỗi tầng h = 3,3 m, kích thước hình học lõi cứng, cột và sàn các tầng giống
nhau. Vật liệu có hệ số Poison = 0,2, tải trọng gió tác động theo trục X với
oW = 95 2/mdaN .
16
3.1.3. Các trường hợp tính toán thử nghiệm bằng số.
Khảo sát sự ảnh hưởng 8 yếu tố đến chuyển vị ngang và chuyển vị xoay tại
đỉnh công trình khi chịu tải trọng ngang bằng phần mềm ETABS gồm số tầng,
bề dày lõi cứng, chiều cao lanh tô cửa của lõi cứng, chiều rộng khoảng hở mặt
cắt tiết diện lõi cứng, số lượng cột, mô men quán tính của các cột, bề dày sàn,
mô đun đàn hồi của vật liệu, 1a / t.
3.1.4. Kết quả tính toán.
Thể hiện từ hình 3.4 đến 3.21, từ bảng 3.2 đến 3.11 ở mục 3.1.4 của luận án.
3.1.5. Nhận xét về các kết quả tính toán.
- Kết quả tính toán từ bảng 3.2 đến bảng 3.10 với sự khảo sát đối với bài toán
cụ thể của 8 yếu tố cùng các nhận xét về tỷ lệ % tăng, giảm về chuyển vị ngang
và xoay tại đỉnh thể hiện ở bảng 3.11 cho thấy có thể xác định quy luật để điều
chỉnh nhanh các thông số này trong giai đoạn thiết kế sơ bộ công trình. Bên
cạnh đó, kết quả khảo sát 8 yếu tố cho thấy: khi thay đổi mô đun đàn hồi của
vật liệu thì chuyển vị tại đỉnh thay đổi nhỏ nhất, khi thay đổi chiều rộng khoảng
hở mặt cắt tiết diện lõi cứng 1a thì chuyển vị tại đỉnh lớn nhất. Như vậy, với
lõi cứng tiết diện hở thì chiều rộng khoảng hở mặt cắt tiết diện lõi cứng 1a là
yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến độ cứng lõi cứng, bởi vì nó gây ra độ
lệch tâm giữa tâm cứng và tâm hình học, chính độ lệch tâm này gây ra hiện
tượng xoắn và làm mất tính đối xứng, dẫn đến lõi cứng tiết diện hở có xu
hướng bị biến dạng xung quanh chu vi và mất tính chất phẳng của tiết diện tại
vị trí hai bên mép khoảng hở lõi cứng, bắt sàn cùng làm việc với lõi cứng.
3.2. Xây dựng biểu thức thực nghiệm xác định độ cứng của liên kết đàn hồi
cho kết cấu nhiều tầng, có sơ đồ giằng, chịu tải trọng ngang.
3.2.1. Giới thiệu mục đích.
Mục này sử dụng mô hình đã xây dựng ở chương 2 và kết quả chuyển
vị đỉnh của một số kết cấu đã khảo sát ở mục 3.1 để xây dựng công thức thực
nghiệm với mô hình tính hệ kết cấu lõi cứng dạng thanh liên tục, độ cứng
17
không đổi, có liên kết đàn hồi ngăn cản chuyển vị ngang theo trục X, Y
( XiC , YiC , i = 1→n) và liên kết đàn hồi ngăn cản chuyển vị xoay quanh trục Z
( ZZiC , i = 1→n), với giả thiết độ cứng của liên kết đàn hồi XiC , YiC và ZZiC (i
= 1→n), có giá trị giống nhau. Với công thức thực nghiệm và các bảng tra có
thể nội suy xác định độ cứng của liên kết đàn hồi XiC , YiC , ZZiC (i = 1→n),
sau đó thay giá trị độ cứng kết hợp các số liệu khác của lõi cứng vào chương
trình AC-2 sẽ xác định được chuyển vị của hệ kết cấu, so sánh với các quy định
về giới hạn chuyển vị đỉnh công trình [42], [43], có thể lựa chọn nhanh kích
thước tiết diện lõi cứng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ với một số dạng kết cấu.
3.2.2. Trình tự xây dựng biểu thức thực nghiệm.
3.2.3. Chọn kết cấu để tính toán thực nghiệm bằng số.
- Xét các kết cấu 10 tầng, 15 tầng và 20 tầng có mặt bằng đối xứng gồm lõi
cứng, cột và sàn phẳng như hình 3.22 và hình 3.23, chiều cao mỗi tầng h = 3,3
m, lõi cứng dày 0,3 m, chiều rộng khoảng hở mặt cắt tiết diện lõi cứng 1a =
4 m, kích thước hình học lõi cứng, cột và sàn các tầng giống nhau. Vật liệu có
mô đun đàn hồi E = 2,9 x 910 2/mdaN , hệ số Poison  = 0,2, tải trọng gió
tác động theo trục X và Y với oW = 95 2/mdaN (chỉ xét thành phần tĩnh, giá
trị thể hiện ở bảng 2.4 và 2.5). Các tham số phân tích thay đổi gồm:
+ Số tầng n = 10 tầng; 15 tầng; 20 tầng.
+ Số lượng cột trên mặt bằng cn = 8 cột; 12 cột; 16 cột.
+ Mô men quán tính các cột xcI , ycI , xocI tính theo biểu thức (3.1), (3.2),
(3.3), sử dụng kết quả ở bảng 3.1.
+ Bề dày sàn t = 0,2 m; 0,22 m; 0,25 m.
3.2.4. Kết quả tính toán.
- Sơ đồ tính toán: Sử dụng sơ đồ tính không gian bằng phần mềm ETABS và sơ
đồ tính thanh công xôn xấp xỉ bằng chương trình AC-2, thể hiện ở hình 3.24.
18
Hình 3.24: Sơ đồ tính không gian bằng phần mềm ETABS và sơ đồ thanh công
xôn xấp xỉ tính bằng chương trình AC-2.
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
0 200 000 400 000 600 000 800 000 1 000 000 1 200 000 1 400 000 1 600 000
§é cøng cña liªn kÕt ®µn håi ng¨n c¶n chuyÓn vÞ ngang theo trôc X (daN/m)
Iyc
 (m
4)
10 tÇng (8 cét) 10 tÇng (12 cét) 10 tÇng (16 cét)
15 tÇng (8 cét) 15 tÇng (12 cét) 15 tÇng (16 cét)
20 tÇng (8 cét) 20 tÇng (12 cét) 20 tÇng (16 cét)
Hình 3.25: Biểu đồ độ cứng của liên kết đàn hồi XiC (i = 1→n), trong kết cấu
10, 15 và 20 tầng, t = 0,22 m, khi mô men quán tính trung tâm các cột quanh
trục Y thay đổi.
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
0 1 000 000 2 000 000 3 000 000 4 000 000 5 000 000 6 000 000 7 000 000 8 000 000 9 000 000 10 000 000
§é cøng cña liªn kÕt ®µn håi ng¨n c¶n chuyÓn vÞ xoay quanh trôc Z (daNm/rad)
Ixo
c (
m4
)
10 tÇng (8 cét) 10 tÇng (12 cét) 10 tÇng (16 cét)
15 tÇng (8 cét) 15 tÇng (12 cét) 15 tÇng (16 cét)
20 tÇng (8 cét) 20 tÇng (12 cét) 20 tÇng (16 cét)
Hình 3.26: Biểu đồ độ cứng của liên kết đàn hồi ZZiC (i = 1→n) trong kết cấu
10, 15 và 20 tầng, t = 0,22 m, khi mô men quán tính cực của các cột thay đổi.
19
3.2.5. Đề xuất biểu thức thực ngiệm.
- Phương pháp đề xuất biểu thức thực nghiệm: Trên cơ sở biểu đồ độ cứng thể
hiện từ hình 3.25 đến hình 3.30, tác giả nhận thấy biểu đồ độ cứng XiC , YiC ,
ZZ
iC (i = 1→n) có dạng gần với bậc nhất nên chọn một đường độ cứng quy
ước tương ứng với các giá trị độ cứng quy ước và độ dốc của đường đó, các
yếu tố ảnh hưởng đến độ cứng XiC , YiC , ZZiC (i = 1→n) xét đến thông qua các
hệ số và lập thành bảng.
- Dựa trên phương pháp như trên, tác giả đề xuất biểu thức thực nghiệm xác
định độ cứng XiC , YiC , ZZiC (i = 1→n) có dạng:
0
)0()0(21)0( )..(. t
tIIaCC ycycXuXuXuXiXi −++= (daN/m) (3.4)
0
)0()0(21)0( )..(. t
tIIaCC xocxocxoxoxoZZiZZi −++= (daNm/rad) (3.5)
0
)0()0(21)0( )..(. t
tIIaCC xcxcYuYuYuYiYi −++= (da

File đính kèm:

  • pdftom_tat_luan_an_phan_tich_su_lam_viec_khong_gian_cua_ket_cau.pdf