Báo Cáo Xét sự phân bố nội lực trong vách cứng nhà cao tầng chịu tải trọng gió

XÉT SỰ PHÂN BỐ NỘI LỰC TRONG VÁCH CỨNG NHÀ
CAO TẦNG CHỊU TẢI TRỌNG GIÓ
CONSIDER THE INTERNAL FORCE DISTRIBUTION IN THE SHEAR WALL
OF HIGH - RISE BUILDING CHARGED BY WIND LOAD

SVTH: NGUYỄN QUANG TÙNG
Sinh viên, Khoa XDDD&CN, Trường Đại học Bách khoa
CBHD: Th.S BÙI THIÊN LAM
Khoa XDDD&CN, Trường Đại học Bách khoa, ĐHĐN
Tóm tắt:
Mục đích của đề tài là tìm hiểu ảnh hưởng của dao động xoắn đến hệ kết cấu nhà cao tầng
chịu tải trọng gió bằng lý thuyết và sử dụng phần mềm ETABS 9.07 để khảo sát nội lực trong
một số vách cứng
Abstract
The purpose of this report is learning the influence of torsion vibration to design the high-rise
building’s bearing structure. Using software ETABS 9.04 to survey the internal force of the
bearing structure and proposing the petition.

1. Mở đầu
Kết cấu nhà cao tầng có nhu cầu ngày càng nhiều ở nước ta, nó đảm bảo tiết kiệm quĩ
đất, nhất là khi dân số đô thị ngày càng gia tăng và giá nhà đất thì ngày càng đắt đỏ. Việc xây
dựng nhà cao tầng hàng loạt cũng phản ánh quan điểm của các nhà thiết kế khi giải quyết bài
toán quy hoạch và xây dựng đô thị.
Khi thiết kế nhà cao tầng, do điều kiện khách quan hay chủ quan mà mặt bằng kết cấu
có thể đối xứng hay không đối xứng. Trong trường hợp mặt bằng đối xứng, tâm cứng trùng
với tâm khối lượng thỉ ảnh hưởng của hiện tượng xoắn đến công trình là không lớn. Khi tâm
cứng không trùng tâm khối lượng thì dao động xoắn là lớn và ảnh hưởng đáng kể đến sự làm
việc của ngôi nhà. Các cuộc khảo hiện trường động đất và gió bão gần đây cũng đã chỉ ra ảnh
hưởng xoắn là một trong những nguyên nhân chính gây hư hại hệ kết cấu.
Do tính chất thay đổi bất thường của gió, nên dù công trên có kết cấu đối xứng vẫn xãy
ra hiện tượng xoắn. Cho đến nay, trong tiêu chuẩn tính toán tải trọng gió của Việt Nam [1] vẫn
chưa quan tâm nhiều đến thành phần xoắn của tải trọng gió. Vì vậy việc nghiên cứu tìm ra ảnh
hưởng của hiện tượng xoắn do gió đến sự phân bố nội lực lên vách cứng kết cấu nhà cao tầng
là cần thiết, nhằm góp phần vào việc tính toán thiết kế nhà cao tầng được an toàn, hiệu quả
hơn.
2. Tổng quan
Sự làm việc của toàn bộ công trình cao tầng giống như một console có tỷ số độ mảnh
vừa phải. Tuy nhiên, nó khác với cấu kiện cột điển hình, bản chất của nó là cấu kiện chịu uốn,
sự uốn của toàn bộ công trình không chỉ bao gồm dạng uốn mà có thể được thay thế bởi dạng
cắt hoặc dạng tổ hợp của uốn và cắt. Hơn nữa những hình dạng này có thể xảy ra không chỉ
với uốn theo phương ngang mà còn xoắn hoặc dạng uốn- xoắn. [2]
Dưới tác dụng của tải trọng ngang, ngôi nhà chuyển vị theo phương ngang. Tại những
điểm khác nhau, trên từng mặt cắt ngang của ngôi nhà sẽ có những chuyển vị khác nhau. Các
kết quả phân tích của B.B.Khansi đã cho thấy ảnh hưởng của hiện tượng xoắn đến chuyển vị
ngang là đáng kể.[3]

Phân tích kết cấu nhà cao tầng chịu lực theo sơ đồ không gian, tác giả Lê Thanh Huấn
đã đề cập đến hiện tượng xoắn của công trình có vách kín hoặc hở và đã đưa ra phương pháp
cũng như các phương trình xác định nội lực trong các vách cứng. [3].
Trong tiêu chuẩn tính toán tải trọng gió của Nhật, của Mỹ đều đã đề cập đến thành
phần xoắn của tải trọng gió [4], [5]
Các công trình nghiên cứu của các tác giả đã tạo ra những thuận lợi trong công tác tính
toán và thiết kế kết cấu nhà cao tầng. Tuy nhiên, các tác giả vẫn chưa đi sâu vào giải quyết
mối quan hệ giữa dao động xoắn và nội lực của vách cứng dưới tác dụng của tải trọng ngang.
Do đó đề tài này sẽ đi sâu tìm hiểu vấn đề một cách cụ thể hơn, tạo điều kiện cho việc tính
toán và thiết kết kế được dễ dàng hơn.