Nghiên cứu kết cấu nhà cao tầng (Tái bản): Phần 2

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn sách "Kết cấu nhà cao tầng" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Những nguyên tắc thiết kế khác có tính đến việc hạn chế độ võng của ngôi nhà; các phương pháp gần đúng để tính toán và thiết kế kết cấu chịu lực của các ngôi nhà; kết cấu sàn hay là tổ hợp các hệ trên mặt bằng của các ngôi nhà; nhà cao tầng bằng các kết cấu lắp ghép; những hệ chịu lực khác của nhà cao tầng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu kết cấu nhà cao tầng (Tái bản): Phần 2 Chương V NHỮNG NGUYÊN TAC t h i ế t k ế k h á c c ó t í n h ĐẾN VIỆC HẠN C H Ế ĐỘ VÕNG CỦA NGÔI NHÀ Trong những năm gán đây tác động của gió và động đất đă trởthành các yếu tố quyết định khi thiết kế nhà cao táng, ở chươngI đă thấy rằng việc sử dụng vật liệu cường độ cao đối với kết cấuchịu lực đả làm giảm được kích thước cẩu kiện và trọng lượng ngôinhà. Chính điéu này đã gây ra độ mảnh lớn của các ngôi nhà vàảnh hưởng đến khả năng chống chịu các yếu tố khí động của chúng.Những ngôi nhà chọc trời hiện đại cố độ võng và biên độ dao độnglớn so với những ngôi nhà cao tầng nậng nể được xây dựng trướcđây. Ví dụ, Tòa nhà Empaistây (1931) cố độ võng 16,5cm và biênđộ dao động 18,3cm nghỉa là độ võng max vào khoảng 25,7cm khitốc độ giổ là 36m/s. Hạn chế phản lực động của nhà cao táng có thể đạt được bàngnhững phương pháp sau đây : - Tăng độ cứng bằng cách ứng dụng các sơ đổ kết cấu cổ hiệuquả (chương IV) - Tăng trọng lượng ngôi nhà (không chấp nhận được). - Tâng trọng lượng của mỗi đơn vị thể tích nhà bầng việc sửdụng khối lượng lớn các vật liệu của kết cấu chịu lực và kết cấubao che (không chấp nhận được). - Lựa chọn hỉnh dạng có hiệu quả của ngôi nhà. - lầ o ra những ứng lực phụ ở ngôi nhà để cân bằng với tácđộng của tải trọng ngang bên ngoài. Hai phương pháp cuổi cùng được trỉnh bày ngấn gọn trong cácphán tiếp theo. NHỮNG HÌNH DẠNG c ó HIỆU QUẨ CỬA NGÔI NHÀ Thông thường, nhà nhiểu tẩng được xây dựng ở dạng hỉnh lăngtrụ chữ nhật. Theo quan điểm hỉnh học, những lăng trụ đtí chịu146được chuyển vị ngang. Những ngôi nhà dạng khác cũng không nhậycảm lắm đối với tải trọng ngang. Đạt được độ bén vững nhờ dạnghinh học của mỉnh, những ngôi nhà như thế c ó chỉ tiêu kinh tế kỹthuật cao hơn hoậc cho phép chiểu cao nhà lớn trong khi giá thànhlại hạ. Một vài ngôi nhà kiểu đó được xem xét dưới đây. Độ cứng của nhà hoàn toàn cđ thể tăng lên nhờ ctí mật nghiêngcủa cột ngoài. Nó đưa đến hỉnh chóp cụt là hỉnh tương đối cứng(Trung tâm Giôn Henkôk ở Sicago. Hình IV.20,d). Trị số độ võngngang của nhà cổ thể giảm bớt 10% đến 50% ;Ớ những nhà hẹpvà cao hơn cđ thể giảm nhiểu hơn nữa. Các tính toán trên máytính điện tử chỉ ra ràng với gđc nghiêng mật cột ngoài khoảng 8°thì độ võng ngang của nhà 40 táng có thể giảm tối 50% (V.2). u&ii H ìn h v . l - H ìn h d ạ n g h ợ p lý c ù a n g ữ i n h à a- L ăn g trụ ta m g iá c ; b - T rụ e líp ; c - v ỏ th ẳ n g đ ú n g ; g- D ạ n g th u h cp v è p h ía tr ê n ; d - H ìn h th á p ; e - H ìn h trụ tr ò n . 147 Hỉnh tháp hoàn toàn của ngôi nhà 50 táng Tranxamerika ởSanừansiscô (Hỉnh v.l,d) thay cho hỉnh chóp cụt của ngôi nhà GiônHenkôk. Ngôi nhà này cao 260m được tạo bởi khung cứng phíangoài. Khung đó chỉ cổ 4 cột góc tạo thành khung chữ A. Các cộtthảng đứng phía trong không cất các cột ngoài. Chúng dừng lại ởcao độ cách điểm giao nhau (cách đỉnh khung chữ A-ND) 4,6m vàchúng chi đỡ các sàn mà thôi. Có thể giảm độ võng ngang của nhà bàng cách thu hẹp khungngoài vể phía trên ví dụ như ở ngôi nhà 60 tẩng Fernơs (1 nhàbâng ở Sicagô - Hình v.l,g). Ưu điểm của kết cáu như vậy thể hiệnđầy đủ hơn khi ngôi nhà được thu hẹp theo suốt cả chiéu cao. ởngôi nhà nói trên, cột thép phía ngoài nghiêng đến cao độ 1/3 tínhtừ phía dưới nhà. Dạng hỉnh trụ tròn của nhà đảm bảo đậc tính làm việc khônggian của kết cẩu khi chịu tải trọng ngang. Các ngỗi nhà tháp củathành phố Marina (Hlnh v .l,e và IV.15,r) ở Sicagô là những nhàdạng đó. Tháp điển hỉnh gổm một vòng tròn các cột theo chu vi vàquanh hành lang, gắn vào lõi bê tông cốt thép trung tâm. Nhữngcột này làm giảm kích thước yêu cấu của các dấm hướng tâm vàphân bố tài trọng xuổng mdng đặt sâu phía dưới. Lõi cứng tiếpnhận khoảng 70% tải trọng ngang. Để đảm bảo độ cứng ngang củalõi, những ô cửa ở đó được bố trí so le cách táng. Ngoài ưu điểm vé mặt làm việc không gian, các ngôi nhà dạnghỉnh trụ tròn cd bé mặt hứng giđ nhỏ và so với các ngôi nhà hỉnhchóp (hĩnh tháp) trị số áp lực giđ lên chúng thật sự được giảm đi. Tiêu chuẩn xây dựng cho phép giảm ốp lực giổ tính toán đổi vớicác ngôi nhà hỉnh trụ tròn từ 20 đến 40% so với áp lực tính toánđối với nhà hỉnh lâng trụ tương đương. Các ngôi nhà dạng e-líp cũng có những ưu điểm như hỉnh trụtròn. Kiến trúc sư của ngôi nhà Phốp ở Pari (Hình v.l,b) nhấnmạnh rằng nhờ có dạng elíp, áp lực giố giảm bớt 27%. Tài trọngngang được tiếp nhận bởi lối trung tâm cũng như các Diafrấc tườngtrong và ngoài. Do hệ Diaírấc tường phân bổ tải trọng ngang theodiện rộng nên chiểu sâu đật mống yêu cẩu không lớn. Tiêu chuẩn148xây dựng cũng khuyến nghị giảm tải trọng gió từ 20% đến 40% đốivới nhà dạng elíp so vớ ...