Phân tích sự làm việc của kết cấu lõi nửa kín nhà cao tầng chịu tải trọng ngang

Bài viết Phân tích sự làm việc của kết cấu lõi nửa kín nhà cao tầng chịu tải trọng ngang sẽ tiến hành phân tích kết cấu lõi nửa kín theo mô hình phần tử hữu hạn với chiều cao lanh tô (hLT) thay đổi theo chiều cao tầng (ht) để đưa ra bức tranh tổng quát về sự làm việc của lõi nửa kín cũng như vai trò của lanh tô khi nhà chịu tải trọng ngang.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích sự làm việc của kết cấu lõi nửa kín nhà cao tầng chịu tải trọng ngangTuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 PHÂN TÍCH SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU LÕI NỬA KÍN NHÀ CAO TẦNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG Nguyễn Tiến Chương, Đoàn Xuân Quý Trường Đại học Thuỷ lợi, email: chuongnt@tlu.edu.vn1. GIỚI THIỆU CHUNG 2. LỰA CHỌN MÔ HÌNH PHẦN TỬ Kết cấu lõi nửa kín (NK) trong nhà cao Tiến hành lựa chọn mô hình phần tử chotầng được sử dụng phổ biến trên thực tế. kết cấu lõi có độ dày t = 0,25m. Bê tông cóKhác với kết cấu lõi hở (LH), nó có các dầm mô đun đàn hồi E = 2,5107 kN/m2, = 0,2.nối, còn được gọi là lanh tô (LT), nối các Tải trọng phân bố đều w = 0.5KN/m2 .tường ở hai phía đối diện của lõi với nhau. Trong [1,3] đã áp dụng lý thuyết thanhthành mỏng với mô hình rời rạc - liên tục đểtính toán kết cấu lõi nửa kín. Kết quả tínhtoán cho thấy các dầm nối đã làm tăng độcứng chống xoắn của lõi. Trong tài liệu [4]lại bỏ qua lanh tô khi tính toán kết cấu lõidạng này. Các tài liệu này cũng đề cập đếntrường hợp lõi nửa kín chịu tải trọng ngangnhưng mới xét một trường hợp chiều cao Hình 1. Mặt bằng nhà và kích thước lõilanh tô. Nhằm tiến tới các nghiên cứu tiếp sau Tính toán cho trường hợp hLT = 0,2h t , cáctrong việc đánh giá các lý thuyết tính toán. mô hình tính toán với các lưới chia phần tử choBài báo sẽ tiến hành phân tích kết cấu lõi nửa kết cấu lõi được thể hiện trên Hình 2: MD1kín theo mô hình phần tử hữu hạn với chiều (model 1) - phần tử shell có kích thước 0,71m;cao lanh tô (hLT) thay đổi theo chiều cao tầng MD2 - 0,350,5m; MD3 - 0,1750,25m; MD4(ht ) để đưa ra bức tranh tổng quát về sự làm - 0,0880,125m. Kết quả tính toán các mô hìnhviệc của lõi nửa kín cũng như vai trò của lanh như sau:tô khi nhà chịu tải trọng ngang. Mô hình vật Bảng 1. Kết quả tính toánliệu trong miền đàn hồi, sử dụng phần mềm các mô hình phần tửSAP 2000 để phân tích kết cấu. STT MD1 MD2 MD3 MD4 Đối tượng nghiên cứu là lõi của tòa nhà 20tầng, cùng với các bản sàn và các cột tạo nên Chuyển vị 0,1241 0,1298 0,133 0,131hệ kết cấu của nhà (Hình 1). Kết cấu lõi được ỨS pháp A 2432 2821 3164 3324mô hình bằng phần tử vỏ (shell). Các bản sàn ỨS pháp B -2739 -2722 -2872 -2996cũng được mô hình hóa bằng các phẩn tử vỏ ỨS pháp C -5660 -6178 -6737 -7116nhưng có độ cứng uốn đủ nhỏ. Các cột được ỨS pháp E 5659 6180 6739 7117mô hình hóa bằng phần tử thanh, cũng có độcứng uốn đủ nhỏ để không tham gia chịu tải ỨS pháp F 2736 2728 2849 2998trọng ngang. ỨS pháp G -2422 -2832 -3177 -3312 74 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 Từ kết quả tính toán (Bảng 1) ta thấy: kếtquả tính theo MD3 và MD4 lệch nhau tươngđối ít (nhỏ hơn 5%). Như vậy, có thể sử dụngmô hình MD3 để khảo sát bài toán. MD1 MD2 MD3 MD4 Hình 3. Biểu đồ chuyển vị đỉnh nhàHình 2. Mô hình 4 lưới chia phần tử shell3. CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH KẾT CẤU CHỊU TẢI TRỌNG NGANG Tiến hành phân tích cho 5 trường hợp: lõikhông có lanh tô; lõi với chiều cao lanh tôbằng 0,1ht ; chiều cao lanh tô bằng 0,2ht ;chiều cao lanh tô bằng 0,3ht ; chiều cao lanhtô bằng 0,6ht . Phân tích chuyển vị ngang Trên Hình 3 thể hiện biểu đồ chuyển vịđỉnh lớn nhất của nhà tương ứng với trườnghợp lõi không có lanh tô, và các trường hợpcó lanh tô với chiều cao bằng lần lượt 0,1h t ;0,2h t ; 0,3h t và 0,6ht . Kết quả trên cho thấy, Hình 4. BĐ ƯS pháp chân lõi (KN/m2 )khi chiều cao dầm nối tăng lên thì chuyển vịlớn nhất giảm xuống. Kết quả phân tích được tổng hợp ở các hình dưới đây. Phân tích ứng suất pháp Trên Hình 4 thể hiện biểu đồ ứng suấtpháp tại chân lõi tương ứng với trường hợpkhông có lanh tô và khi chiều cao dầm nốilần lượt bằng 0,1h t ; 0,2ht; 0,3ht và 0,6ht . Kếtquả tính toán cho thấy, khi chiều cao dầm nốităng lên thì ứng suất pháp giảm xuống tại gócC và E. Góc B và F ứng suất đổi dấu rồi tănglên đáng kể. Ở hai góc đối diện phía dướilanh tô quy luật thay đổi lại khác: điểm G vàđiểm A ứng suất giảm đáng kể về còn rất nhỏkhi chiều cao lanh tô bằng 0,6ht . Hình 5. Biểu đồ so sánh chuyển vị 75Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường n ...