Phân tích hiệu quả của hệ outrigger và belt wall trong nhà cao tầng

Bài viết nghiên cứu chuyển vị ngang tại đỉnh và mômen của vách tại móng bằng cách phân tích một số mô hình công trình 40 tầng bằng bê tông cốt thép có bố trí hệ outrigger và belt wall hoặc không có.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích hiệu quả của hệ outrigger và belt wall trong nhà cao tầng Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 1-2013 76 PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CỦA HỆ OUTRIGGER VÀ BELT WALL TRONG NHÀ CAO TẦNG (ANALYSIS THE EFFECTS OF OUTRIGGER AND BELT WALL SYSTEM FOR HIGH-RISE BUILDINGS ) KS. Võ Văn Nam Bộ môn Kết cấu, Khoa Xây dựng, trường Đại học Xây dựng Miền Trung Tóm tắt: Hệ outrigger và belt wall được dùng phổ biến như một trong những hệ kết cấu để điều khiển hiệu quả độ lệch quá mức do các tải trọng ngang như tải trọng gió, tải trọng động đất…Trong trường hợp nhà cao tầng, tải trọng ngang càng trở nên nguy hiểm nhiều hơn. Trong báo cáo này nghiên cứu chuyển vị ngang tại đỉnh và mômen của vách tại móng bằng cách phân tích một số mô hình công trình 40 tầng bằng bê tông cốt thép có bố trí hệ outrigger và belt wall hoặc không có. Abstract: The outrigger and belt wall system is commonly used as one of the structural systems to effectively control the excessive drift due to lateral loads such as wind, earthquake load… In case of high-rise buildings, lateral loads become much more dangerous. This paper studies the deflection at the top, and the moment in core at basement by analysising some 40storey models with the outrigger and belt wall system or not. Keywords: Outriggers, belt wall, high-rise buildings, wind load, earthquake load, optimum outrigger location, deflection. 1. Mở đầu: Cơ chế làm việc của hệ này tương đối đơn giản, khi công trình chịu tải trọng Hiện nay, việc đô thị hóa phát triển ngang, cụ thể là tải trọng gió và động đất, hệ mạnh dẫn đến các công trình xây dựng ngày thống này giúp cản trở chuyển vị xoay của càng nhiều. Các công trình nhà cao tầng trở lõi, lúc này mômen của tòa nhà và chuyển vị thành lựa chọn đặc biệt; nó thể hiện được ưu tại đỉnh công trình sẽ nhỏ hơn trường hợp điểm về tiết kiệm diện tích giữa lòng thành khi công trình chỉ bố trí lõi cứng trung tâm phố chật hẹp và thể hiện nét thẩm mỹ, hiện đại của sự phát triển của đô thị. Với nhu cầu ngày càng nhiều, số lượng và chiều cao công trình không ngừng tăng mạnh; một yêu cầu đặt ra là làm sao cho các kết cấu nhà cao tầng đứng vững dưới tác dụng của các tác động bên ngoài như động đất, gió,…; đặc biệt là kết cấu công trình có chiều cao lớn, công trình siêu cao tầng. Đáp ứng các yêu cầu thực tế, nhiều phương án kết cấu được Hình 1, 2 đưa ra và trong phạm vi báo cáo này, tôi xin 2. Nội dung giới thiệu hệ “outrigger and belt wall”. Trong bài báo này chúng ta sẽ xét 4 Hệ outrigger và belt wall là một hệ trường hợp bố trí hệ outrigger và belt wall thống giúp công trình chống lại tải trọng tại 4 vị trí tiêu biểu theo chiều cao của công ngang mà trong đó các cột biên được liên kết trình; như vậy chúng ta có tương ứng 4 mô với vách lõi trung tâm qua những belt wall và outrigger rất cứng. hình tính toán. Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 1-2013 77 Để đơn giản cho việc phân tích tính P: lực dọc trong cột toán chúng ta chấp nhận 2 giả thiết như sau: A: diện tích tiết diện ngang của cột - Sơ đồ tính công trình được mô hình E: mođun đàn hồi của vật liệu dạng thanh console với một đầu tự do và d: là khoảng cách giữa hai trục cột biện đối một đầu ngầm tại mặt móng công trình; diện nhau; L: chiều cao của cột biên tính từ - Xem như tải trọng ngang của công mặt ngàm tới vị trí đặt outrigger trình (ở đây ta xét tải trọng gió) coi như - Dùng khái niệm K để chỉ độ cứng của phân bố đều theo chiều cao công trình. kết cấu khi bị xoay, ta nhận thấy độ cứng K liên quan đến 2 hàng cột tương đương đối diện nhau qua vách cứng trung tâm. Ta thay 2 hàng cột này bằng 2 gối tựa lò xo có độ cứng tương đương K1 , K 2 với K1  K 2  EA . Xét góc xoay 1 đơn vị L   1, lúc đó hàng cột số 1 chịu kéo và số 2 chịu nén ta có độ cứng chống xoay tại O: Hình 3 A' A O O' B P B' K1 K2 P   Hình 4 Xét quan hệ giữa góc xoay của vách cứng trung tâm với lực dọc cột biên: - Gọi d/2 là khoảng cách giữa trục vách ...