Tai Trong Nhiet Do [PDF]

Zitiervorschau

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

4.3.7. Kết luận Qua việc phân tích các ví dụ trên, vài nhận xét được rút ra như sau  Khi thiết kế công trình nên tính động đất theo hai phương pháp: lực ngang tương đương và phổ thiết kế. Sau đó lấy tổ hợp nội lực cho từng tải động đất theo từng phương pháp.  Kết quả phân tích hai ứng dụng trên cho thấy rằng ảnh hưởng của động đất theo phương pháp tính lực ngang tương đương lớn hơn phương pháp phổ thiết kế.

4.4.

ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ ĐẾN KẾT CẤU

4.4.1. Mục đích Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đối với kết cấu công trình. Đây là một trong những vấn đề rất quan trọng trong phân tích kết cấu nhà cao tầng. Hiện tại, các kỹ sư đều bỏ qua ảnh hưởng của nó, điều này đáng lo ngại vì nhiệt độ tác dụng đáng kể đến sự thay đổi nội lực và chuyển vị trong kết cấu. Theo kiến thức của Cơ học kết cấu, một trong những nguyên nhân gây ra nội lực và chuyển vị cho hệ kết cấu siêu tĩnh là nhiệt độ: nhiệt độ trung bình tc gây ra biến dạng dọc trục (sẽ ảnh hưởng tới lực dọc), còn sự chênh lệch nhiệt độ t gây ra biến dạng uốn (sẽ ảnh hưởng tới moment). Tại điều 5.1.2.1 (TCVN 356-2005), hệ số dãn nở nhiệt  bt khi nhiệt độ thay đổi từ -40C đến 50C, tuỳ thuộc vào loại bê tông được lấy như sau:  Đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ và bê tông nhẹ cốt liệu nhỏ loại đặc chắc:  bt  1.0  10 5 ( 1/oC);  Đối với bê tông nhẹ dùng cốt liệu nhỏ loại rỗng:  bt  0.7  105 ( 1/oC);  Đối với bê tông tổ ong và bê tông rỗng:  bt  0.8  105 ( 1/oC); Trong trường hợp có số liệu về thành phần khoáng chất của cốt liệu, lượng xi măng mức độ ngậm nước của bê tông, cho phép lấy các giá trị  bt khác nếu có căn cứ và được các cơ quan có thẩm quyền phê duyệt. Theo TCVN 4088 – 1985 (Số liệu khí hậu dung trong thiết kế xây dựng), sự chênh lệch nhiệt độ của công trình ở một vài địa điểm trên lãnh thổ Việt Nam, ví dụ tại Tp. HCM (cộng với nguồn từ Đại sứ quán Việt Nam tại London

76

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

công bố ngày 26 tháng 2 năm 2008): t  36  16  20 °C (bên ngoài công trình nhiệt độ lớn nhất là 36°C, còn trong công trình nhiệt độ nhỏ nhất của máy lạnh là 16°C). Tại điều 4.2.14 (TCVN 356-2005), khoảng cách giữa các khe co giãn nhiệt cần phải được xác định bằng tính toán. Đối với kết cấu bê tông cốt thép thường và kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước có yêu cầu chống nứt cấp 3, cho phép không cần tính toán khoảng cách nói trên nếu chúng không vượt quá trị số trong Bảng 4.23. Bảng 4.23 Khoảng cách lớn nhất giữa các khe co giãn nhiệt cho phép không cần tính toán, m

Kết cấu

Khung lắp ghép Bê tông

Toàn khối

Điều kiện làm việc của kết cấu Trong Trong đất nhà

Ngoài trời

40

35

30

có bố trí thép cấu tạo

30

25

20

không bố trí thép cấu tạo

20

15

10

72

60

48

60

50

40

50

40

30

40

30

25

Khung lắp ghép nhà một tầng nhà nhiều tầng Bê tông cốt thép Khung bán lắp ghép hoặc toàn khối Kết cấu bản đặc toàn khối hoặc bán lắp ghép CHÚ THÍCH:

1. Trị số trong bảng này không áp dụng cho các kết cấu chịu nhiệt độ dưới – 40C. 2. Đối với kết cấu nhà một tầng, được phép tăng trị số cho trong bảng lên 20%. 3. Trị số cho trong bảng này đối với nhà khung là ứng với trường hợp khung không có hệ giằng cột hoặc khi hệ giằng đặt ở giữa khối nhiệt độ.

4.4.2. So sánh nhiệt độ giữa Cơ học kết cấu với ETABS và SAP2000 Để kiểm tra ảnh hưởng nhiệt độ đến kết cấu công trình, lần lượt khảo sát các ví dụ tính bằng Cơ học kết cấu nhằm kiểm chứng tính đúng đắn của các

77

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

phần mềm ETABS và SAP2000. Theo phần mềm SAP2000, chức năng gán nhiệt độ cho phần tử Frame và Shell thể hiện cụ thể như sau

Hình 4.76 Gán nhiệt độ Temperature và Temperature Gradient cho Frame

Hình 4.77 Gán nhiệt độ Temperature và Temperature Gradient cho Shell

Theo phần mềm ETABS, chức năng gán nhiệt độ cho phần tử Frame và Shell thể hiện cụ thể như sau

78

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.78 Chức năng gán nhiệt độ Temperature cho Frame

Hình 4.79 Chức năng gán nhiệt độ Temperature cho Shell

Theo cơ học kết cấu, công thức tính chuyển vị do nhiệt độ gây ra

 km    M k

 h

tm ds    N k tcm ds

Nhận xét  Gán Temperature gây ảnh hưởng đến biến dạng dọc trục (Membrane

straint), đây chính là do nhiệt độ trung bình gây ra tc 

t1  t2 (theo cơ 2

học kết cấu)

 Gán Gradient gây ảnh hưởng đến biến dạng uốn (Bending straint), đây chính là do chênh nhiệt độ trên bề mặt cấu kiện gây ra

t (theo cơ học h

kết cấu).

79

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Ví dụ 1

Vẽ biểu đồ momen M, N, cho EJ = const

a

+t +2t

Hình 4.80 Mô hình nghiên cứu

Giải theo Cơ kết cấu Hệ cơ bản và phương trình chính tắc: 11 X 1  1t  0 Tính hệ số: a3 ; 3EJ

11  M 1 .M 1 

  a 2  .t.a 2 1t   t M  .t.  h h 2 2h 1

 .t.a 2

3EJ . .t   2h3   a 11 2a.h 3EJ Vẽ: M t  M 1 X 1

Giải: X 1  

1t

a a

+t +2t

X1= 1

M1

3EJ  t 2h

Mt Hình 4.81 Biểu đồ M1 và Mt Thay số cụ thể vào tính toán moment M, kết quả cho bỡi Bảng 4.24 Bảng 4.24 Bảng tính Moment M

E

3000000

T/m2



0.00001

b

0.4

m

t

20

0C

h

0.4

m

a

6

m

4

M

4.8

T.m

J

80

0.00213333

m

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Giải theo SAP2000 So sánh hai phương pháp gán nhiệt độ Phương pháp gán Nội lực Hình 4.82 Gán Temperature option 20

Hình 4.83 Gán Gradient option

0C

200C/0.4m

Giải theo ETABS Phương pháp gán Nội lực Hình 4.84 Gán Temperature option 200C

Tổng hợp nội lực của 3 phương pháp được Bảng 4.25 Bảng 4.25 Bảng tổng hợp giá trị Moment

Phương pháp

Moment (T.m)

Cơ kết SAP2000 ETABS cấu Temperature Gradient + Temperature Temperature 4.8 0 4.78 0

Lực dọc (T)

0

0

0

0

Nhận xét: Phương pháp tính bằng cơ học kết cấu giống như phương pháp gán gradient như trong SAP2000. Kết quả phân tích khi gán temperature hoàn toàn giống nhau SAP2000 và

81

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

ETABS.

Ví dụ 2

Vẽ biểu đồ momen M, N, cho EJ = const

a

+t +2t

Hình 4.85 Mô hình nghiên cứu

Giải theo Cơ kết cấu Hệ cơ bản và phương trình chính tắc: r11Z1  R1t  0 4EJ EJ  t ; R1t  a h R a. .t Giải: Z1   1t   r11 4.h Tính hệ số: r11 

Vẽ: M t  M 1Z1

a

4EJ a

+t +2t

M1

2EJ a

EJ  t h

+t

a

+2t

0

Mt 3EJ  t 2h

Mt Hình 4.86 Biểu đồ M1 và Mt

Thay số cụ thể vào tính toán moment Mt như Bảng 4.26 Bảng 4.26 Bảng tính Moment Mt

82

E

3000000

T/m2



0.00001

b

0.4

m

t

20

0C

h

0.4

m

a

6

m

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

0.00213333

J

m4

M

4.8

T.m

Giải theo SAP2000 Phương pháp gán Moment (T.m) Lực dọc (T) Hình 4.87 Gán Temperature option 20

Hình 4.88 Gán Gradient option

0C

200C/0.4m

Giải theo ETABS Phương pháp gán

Nội lực

Hình 4.89 Gán Temperature option 200C

Tổng hợp nội lực của 3 phương pháp được Bảng 4.27 Bảng 4.27 Bảng tổng hợp giá trị Moment

Phương pháp

Cơ kết cấu

SAP2000 Temperature

Gradient + Temperature

ETABS Temperature

83

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Moment (T.m)

4.8

0

4.78

0

Lực dọc (T)

0

-96

0

-96

Nhận xét: Phương pháp tính bằng cơ học kết cấu giống như phương pháp gán gradient như trong SAP2000. Kết quả phân tích khi gán temperature hoàn toàn giống nhau SAP2000 và ETABS. Lực dọc xuất hiện bất thường khi gán temperature trong SAP2000 và ETABS Ví dụ 3

Vẽ biểu đồ momen M, N, cho EJ = const a

+t

+t

+2t

a

a

+t

M1

a

N1 X1 =1

a Hình 4.90 Mô hình nghiên cứu

Giải theo Cơ kết cấu Hệ cơ bản và phương trình chính tắc: 11 X 1  1t  0 Tính hệ số:

11  M 12 

5 a3 ; 3 EJ



1t    tc  N   t M h  3t  3 2a    .(1.a )  .t.  2a 2    .t.a.    h 2 2 h  1

84

1

X1 =1

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

X1  

Giải:

1t

11



 3 2a    2 h   3EJ . .t  3  2a    5a 3 5a 2  2 h  3EJ

 .t.a  

M t  M1 X1

Vẽ:

Vẽ N t suy từ M t 3EJ  t  3 2a     5a  2 h 

3EJ  t  3 2a     5a 2  2 h 

Mt

Nt

Hình 4.91 Biểu đồ Mt

Hình 4.92 Biểu đồ Nt

Deleted: Bảng 4.28

Thay số cụ thể vào tính toán moment M t và lực dọc N t như Bảng 4.28 Bảng 4.28 Bảng tính Moment M t và lực dọc N t E

3000000

T/m2



0.00001

b

0.4

m

t

20

0C

h

0.4

m

a

6

m

4

M

4.032

T.m

N

-0.672

T

J

0.002133

m

Giải theo SAP2000

Moment (T.m)

85

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Lực dọc (T)

Hình 4.93 Gán Temperature 30

0C

Hình 4.94 Gán Gradient 0C

20 /0.4m

Hình 4.95 Tổ hợp Temperature và Gradient

Giải theo ETABS

Moment (T.m)

Lực dọc (T)

Hình 4.96 Gán Temperature 300C

Tổng hợp nội lực của 3 phương pháp được Bảng 4.29 Bảng 4.29 Bảng tổng hợp giá trị Moment

Phương pháp

86

Cơ kết SAP2000 ETABS cấu Temperature Gradient 2-2 + Temperature Temperature

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Moment (T.m) Lực dọc (T)

-4.032

0.19

-4.03

0.19

-0.672

-0.03

-0.67

-0.03

Nhận xét: Các phương pháp tính nhiệt độ theo temperature (nhiệt độ trung bình) hoàn toàn giống nhau giữa SAP và ETABS. Kết quả phân tích giữa Cơ học kết cấu và SAP2000 (tổ hợp giữa nhiệt độ trung bình temperature và chênh lệch nhiệt độ gradient) hoàn toàn giống nhau.

Ví dụ 4

Vẽ biểu đồ momen M, N, cho EJ = const h = 0.4L

+4t

+2t 4L

+2t EJ

2EJ

+2t 2EJ

3L Hình 4.97 Mô hình nghiên cứu

Giải theo cơ kết cấu

87

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Z2=1

Z1= 1 2EJ L 3EJ 4 L2

EJ L

M1

M2 3EJ 4 L2

EJ L

9 tL

3EJ 8 L2 3EJ  t h

12 tL

27 EJ  t 4L

3EJ L

r11

6 EJ  t h

r12 r22

EJ L

3EJ  r21 4 L2 15 EJ r22  32 L3 r12  

R1t'

Mto "

M to '

27 EJ  t 4L

r11 

4 EJ  t h

3EJ 4 L2

2EJ L

R1t"

3EJ 8L3

3EJ 32 L3

R2t' 3EJ  t L

27 EJ  t 4EJ  t L 4L

27 EJ  t 8 L2

R2t"

3EJ  t 2hL 27 EJ  t 4 EJ  t 3EJ  t 37 EJ  t    R1t  4L h h 4L 27 EJ  t 3EJ  t 57 EJ  t   R2t   2 8L 2hL 8 L2

Đơn giản có hệ phương trình

88

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

3 37 t   3Z1  4 L Z 2  4  0   3 Z  15 Z  57 t  0  4 1 32 L 2 8 43  t, 36

Z2 

154 L t 9

Giải phương trình:

Z1 

Vẽ Mt :

M t  M 1Z1  M 2 Z 2  M to ' M to "

M2

Moment

M1

M3 N2

Lực dọc

N1

N3

Hình 4.98 Biểu đồ nội lực khi giải theo Cơ học kết cấu 536 EJ  t 227 EJ  t N1  36 L 108 L2 227 EJ  t 309 EJ  t với M 2  và N 2  36 L 144 L2 227 EJ  t 309 EJ  t N3  M3  108 L2 36 L M1 

Bảng 4.30 Bảng tổng hợp giá trị Moment và lực dọc (lấy giá trị tuyệt đối) b

0.2

m

L

1

m

h

0.4

m

M1

4.764

T.m

J

0.001067

m4

M2

2.018

T.m

E

3000000

T/m2

M3

2.747

T.m

EJ

3200

T.m2

N1

0.673

T

89

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG



0.00001

N2

0.687

T

t

10

N3

0.673

T

Giải theo SAP2000

Moment (T.m)

Lực dọc (T)

Hình 4.99 Gán

Hình 4.100 Gán Gradient 2-2

Hình 4.101 Tổ hợp

Temperature 300C

200C/0.4m

Temperature và Gradient

Giải theo ETABS

90

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Moment (T.m)

Lực dọc (T)

Hình 4.102 Gán Temperature 300C

Tổng hợp nội lực của 3 phương pháp được Bảng 4.31 Bảng 4.31 Bảng tổng hợp giá trị Moment và lực dọc (lấy giá trị tuyệt đối) SAP2000 Phương pháp Cơ kết cấu

Temperature

ETABS

Gradient + Temperature

Temperature

M1

4.76

0.47

4.74

0.47

M2

2.02

0.24

2.01

0.24

M3

2.75

0.71

2.73

0.71

N1

0.673

0.08

0.67

0.08

91

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

SAP2000 Phương pháp Cơ kết cấu

Temperature

ETABS

Gradient + Temperature

Temperature

N2

0.687

0.18

0.68

0.18

N3

0.673

0.08

0.67

0.08

Nhận xét Các phương pháp tính nhiệt độ theo Temperature (nhiệt độ trung bình) hoàn toàn giống nhau giữa SAP2000 và ETABS. Kết quả phân tích giữa Cơ học kết cấu và SAP2000 (tổ hợp giữa nhiệt độ trung bình Temperature và chênh lệch nhiệt Gradient) hoàn toàn giống nhau.

4.4.3. Cách thực hiện Từ việc khảo sát Cơ học kết cấu so với SAP2000 và ETABS, vài nhận xét được rút ra  Phương pháp tính nhiệt độ từ Cơ học kết cấu hoàn toàn giống với SAP khi kết hợp gán nhiệt độ trung bình (Temperature) và gán sự chênh lệch nhiệt độ (Gradient).

 Vì vậy, sử dụng SAP2000 để nhập nhiệt độ ứng với cả hai chức năng: temperature (nhiệt độ trung bình) và gradient (sự chênh lệch nhiệt độ).

 Không nên sử dụng ETABS để mô phỏng ảnh hưởng của tải nhiệt độ. Mô hình nhà cao tầng trong ETABS, sau đó thực hiện Export qua SAP để kể đến tải nhiệt độ.

Nhiệt độ ảnh hưởng tới các cấu kiện tiếp xúc với thời tiết bên ngoài như kết cấu dầm, cột biên bao quanh, kết cấu dầm sàn sân thượng và mái. Khi gán sự chênh lệch nhiệt độ, chú ý quan tâm tới chiều của hệ trục tọa độ địa phương và sự tăng hay giảm của nhiệt độ theo hai thớ trên và dưới.  Mô hình khung phẳng: trục 2 (local axis 2 – có màu trắng)  Mô hình khung không gian: trục 2 (màu trắng) và trục 3 (xanh lá cây).

92

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.103 Hệ trục tọa độ địa phương

Phần tử cột 1, theo chiều dương của trục 2, nhiệt độ tăng từ +t đến +2t, do vậy nhập sự chênh nhiệt độ là số dương +500C/m (+200C/0.4m với 0.4m là chiều cao cột). Chọn cột 1, thao tác Assign  Frame Loads  Temperature

Hình 4.104 Thao tác gán nhiệt độ cho phần tử Frame

93

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.105 Gán cho cột sự chênh lệch (tăng) theo phương trục 2 (200C/0.4m)

Phần tử cột 2 và dầm theo chiều dương của trục 2, nhiệt độ giảm từ +2t đến +t, do vậy nhập sự chênh nhiệt độ là số âm -500C/m (-200C/0.4m với 0.4m là chiều cao cột và dầm). Chọn cột 2 và dầm, thao tác Assign  Frame

Loads  Temperature

Hình 4.106 Thao tác gán nhiệt độ cho phần tử Frame

94

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.107 Gán cho cột sự chênh lệch (giảm) theo phương trục 2 (200C/0.4m)

Tương tự gán cho sàn và vách giống như trên, cũng quan tâm sự chênh nhiệt theo phương trục 3. Nếu nhiệt độ tăng theo chiều dương trục 3 thì gán sự chênh lệch nhiệt độ mang dấu + và ngược lại mang dấu Chọn các sàn và vách cứng, thao tác Assign  Area Loads 

Temperature (All)

95

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.108 Thao tác gán nhiệt độ cho phần tử Shell

Hình 4.109 Gán sự chênh lệch tăng theo chiều dương trục 3 cho sàn và vách (nhiệt độ 200C cho phần tử Shell dày 0.1m)

96

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

4.4.4. Ứng dụng Ứng dụng 1:

Khảo sát mô hình khung đơn giản có sàn dày 100, dầm

200x400, cột 400x400. Ngoài trời nhiệt độ +400C, trong nhà nhiệt độ +200C. Gán nhiệt độ cho cả sàn, dầm, cột.

Hình 4.110 Mô hình khung đơn giản khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ

Hình 4.111 Gán tên cột và dầm

97

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Cách gán nhiệt độ vào các cấu kiện như bảng sau Bảng 4.32 Bảng tổng hợp nhiệt độ gán vào các cấu kiện

Gradient 2-2

Gradient 3-3

(0C/m)

(0C/m)

30

-20/0.4 = -50

-20/0.4 = -50

Cột 2

30

20/0.4 = 50

-20/0.4 = -50

Cột 3

30

-20/0.4 = -50

20/0.4 = 50

Cột 4

30

20/0.4 = 50

20/0.4 = 50

Dầm 5

30

20/0.4 = 50

20/0.2 = 100

Dầm 6

30

20/0.4 = 50

-20/0.2 = -100

Dầm 7

30

20/0.4 = 50

20/0.2 = 100

Dầm 8

30

20/0.4 = 50

-20/0.2 = -100

Sàn

30

0

20/0.1 = 200

Tên cấu kiện

Temperature (0C)

Cột 1

Kết quả phân tích cho bỡi các hình lần lượt như sau

Hình 4.112 Lực dọc trong dầm và cột do nhiệt độ

Hình 4.113 Moment trong dầm và cột do

(T)

nhiệt độ (T.m)

98

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.114 Lực dọc trong sàn F11 do nhiệt độ (T)

Hình 4.115 Lực dọc trong sàn F22 do nhiệt độ (T)

Hình 4.116 Moment trong sàn M11 do nhiệt độ (T.m)

99

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.117 Moment trong sàn M22 do nhiệt độ (T.m)

Kết quả phân tích cho thấy rằng nội lực xuất hiện trong các cấu kiện là đáng kể, cụ thể như sau



Lực dọc lớn nhất khoảng 0.75T



Moment trong cột khoảng 8.1 T.m



Lực dọc F11 và F22 khoảng 1.1 T/m



Moment trong sàn M11và M22 khoảng 1 T.m

Ứng dụng 2

Khảo sát mô hình khung vách, sàn và vách dày 100, dầm

200x400, cột 400x400. Ngoài trời nhiệt độ +400C, trong nhà nhiệt độ +200C.

100

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.118 Mô hình khung vách khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ

Hình 4.119 Đặt tên các phần tử Frame

101

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Cách gán nhiệt độ vào các cấu kiện như bảng sau Bảng 4.33 Bảng tổng hợp nhiệt độ gán vào các cấu kiện

Gradient 2-2

Gradient 3-3

(0C/m)

(0C/m)

30

-20/0.4 = -50

-20/0.4 = -50

Cột 2

30

-20/0.4 = -50

20/0.4 = 50

Cột 3

30

20/0.4 = 50

20/0.4 = 50

Dầm 4

30

20/0.4 = 50

20/0.2 = 100

Dầm 5

30

20/0.4 = 50

-20/0.2 = -100

Dầm 6

30

20/0.4 = 50

20/0.2 = 100

Dầm 7

30

20/0.4 = 50

-20/0.2 = -100

Sàn

30

0

20/0.1 = 200

Vách

30

0

20/0.1 = 200

Tên cấu kiện

Temperature (0C)

Cột 1

Hình 4.120 Lực dọc trong dầm và cột do nhiệt độ (T)

102

Hình 4.121 Moment trong dầm và cột do nhiệt độ (T.m)

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.122 Lực dọc trong sàn F11 do nhiệt độ (T)

Hình 4.123 Lực dọc trong sàn F22 do nhiệt độ (T)

Hình 4.124 Moment trong sàn M11 do nhiệt độ (T.m)

103

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.125 Moment trong sàn M22 do nhiệt độ (T.m)

Kết quả phân tích cho thấy rằng nội lực xuất hiện trong các cấu kiện là đáng kể, cụ thể như sau



Lực dọc lớn nhất khoảng 1.35T



Moment trong cột khoảng 9.88 T.m



Lực dọc F11 và F22 trong sàn và vách khoảng 100 T/m (lực dọc bất thường, xem xét thử bê tông cốt thép trong sàn có đủ khả năng chịu lực dọc kéo hoặc nén này không???)



Moment trong sàn M11và M22 khoảng 1.6 T.m

Ví dụ 3 Khảo sát mô hình khung 1 tầng cao 3m có kích thước hai phương 30mx24m, sàn dày 100, dầm 400x400, cột 400x400. Ngoài trời nhiệt độ +400C, trong nhà nhiệt độ +200C. Gán nhiệt độ cho cả sàn, dầm, cột. Cách gán nhiệt độ vào các cấu kiện như bảng sau Bảng 4.34 Bảng tổng hợp nhiệt độ gán vào các cấu kiện

Tên cấu kiện

Temperature (0C)

Cột 1

Gradient 2-2

Gradient 3-3

( /m)

(0C/m)

30

-20/0.4 = -50

-20/0.4 = -50

Cột 2, 3, 4, 5, 6

30

0

-20/0.4 = -50

Cột 7

30

-20/0.4 = -50

20/0.4 = 50

104

0C

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Gradient 2-2

Gradient 3-3

(0C/m)

(0C/m)

30

-20/0.4 = -50

0

30

20/0.4 = 50

-20/0.4 = -50

30

0

20/0.4 = 50

Cột 14, 21, 28

30

20/0.4 = 50

0

Cột 35

30

20/0.4 = 50

20/0.4 = 50

30

20/0.4 = 50

20/0.4 = 50

30

20/0.4 = 50

-20/0.4 = -50

Dầm còn lại

30

20/0.4 = 50

0

Sàn

30

0

20/0.1 = 200

Tên cấu kiện

Temperature (0C)

Cột 8, 15, 22 Cột 29 Cột 30, 31, 32, 33, 34

Dầm 36, 37, 38, 39, 40, 41, 48, 61, 74, 87 Dầm 42, 55, 68, 81, 88, 89, 90, 91, 92, 93

Hình 4.126 Mô hình khung khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ

105

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.127 Đặt tên cột biên và góc

Hình 4.128 Đặt tên cột dầm mái

106

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.129 Lực dọc trong dầm và cột do nhiệt độ (T)

Hình 4.130 Moment trong dầm và cột do nhiệt độ (T.m)

107

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.131 Lực dọc trong sàn F11 do nhiệt độ (T)

Hình 4.132 Lực dọc trong sàn F22 do nhiệt độ (T)

108

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

Hình 4.133 Moment trong sàn M11 do nhiệt độ (T.m)

Hình 4.134 Moment trong sàn M22 do nhiệt độ (T.m)

Kết quả phân tích cho thấy rằng nội lực xuất hiện trong các cấu kiện là đáng kể, cụ thể như sau



Lực dọc lớn nhất trong dầm và cột khoảng 8.5T



Moment trong cột khoảng 26.9 T.m



Lực dọc F11 và F22 trong sàn khoảng 5.85 T/m



Moment trong sàn M11và M22 khoảng 1.35 T.m

109

CHƯƠNG 4: CÁC CHUYÊN ĐỀ MỞ RỘNG

4.4.5. Kết luận Từ việc khảo sát Cơ học kết cấu so với SAP2000 và ETABS; cộng với khảo sát các mô hình trong SAP2000, vài nhận xét được rút ra

 Phương pháp tính tải nhiệt độ từ cơ học kết cấu giống hoàn toàn với SAP khi kết hợp gán nhiệt độ trung bình (Temperature) và gán sự chênh lệch nhiệt độ (Gradient).

 Vì vậy, sử dụng SAP2000 để nhập tải nhiệt độ ứng với cả hai chức năng: Temperature (nhiệt độ trung bình) và Gradient (sự chênh lệch nhiệt độ).

 Khi gán sự chênh lệch nhiệt độ, chú ý quan tâm tới chiều của hệ trục tọa độ địa phương và sự tăng hay giảm của nhiệt độ theo hai thớ trên và dưới.

 Không nên sử dụng ETABS để mô phỏng ảnh hưởng của tải nhiệt độ. Mô hình công trình nhà cao tầng trong ETABS, sau đó thực hiện Export qua SAP2000 để kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ.

 Khi gán nhiệt độ sàn tầng mái và sân thượng, phải gán cho cả sàn và dầm. Nếu gán cho sàn mà không gán dầm thì kết quả không chính xác.

 Đối với cột góc, phải gán nhiệt độ cho cả hai phương trục 2 và 3.  Nội lực xuất hiện trong các cấu kiện dầm, sàn và vách là đáng kể. Khi thiết kế công trình, phải kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ. Đồng thời xem xét với nội lực gia tăng thì cấu kiện có đủ khả năng chịu đựng hay không?

4.5.

TRÌNH TỰ THI CÔNG – SEQUENTIAL CONSTRUCTION

4.5.1. Mục đích Tại sao cần phải sử dụng Sequential Construction – trình tự thi công cho bài toán dầm chuyển (Transfer Beam)? Hiện nay, để thỏa mãn yêu cầu kiến trúc (các tầng dưới là thương mại còn các tầng trên là căn hộ), các công trình được thiết kế với kết cấu khung đỡ vách. Lúc này, lưới cột tầng dưới bị giảm đi trong khi hệ cột hoặc vách của các tầng trên truyền xuống một nội lực rất lớn. Để truyền tải trọng từ cấu kiện cột (vách) này, dầm chuyển (Transfer Beam) được thiết kế. Khi cắt cột (vách) các tầng dưới, có hai cách lập mô hình khi thiết kế bằng ETABS như sau:

 Một là, chất tải toàn bộ (Bài toán Run Analysis)

110