Phương pháp phân tích kết cấu bê tông cốt thép nhà cao tầng theo tuần tự thi công

Phương pháp phân tích kết cấu theo giai đoạn thi công hạn chế được các sai sót của việc phân tích cả hệ kết cấu hoàn chỉnh. Bài viết này xem xét các thông số dùng cho phương pháp phân tích và đánh giá tính hiệu quả của phương pháp phân tích kết cấu theo giai đoạn thi công cho nhà cao tầng bê tông cốt thép.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp phân tích kết cấu bê tông cốt thép nhà cao tầng theo tuần tự thi công NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP NHÀ CAO TẦNG THEO TUẦN TỰ THI CÔNG TS.Vũ Hoàng Hiệp* Tóm tắt: Phương pháp phân tích kết cấu theo giai đoạn Summary: The method of analyzing structure to the thi công hạn chế được các sai sót của việc phân tích cả hệ construction phases can minimize the shortcomings of kết cấu hoàn chỉnh. Bài báo này xem xét các thông số dùng the method of analyzing the complete structure system. cho phương pháp phân tích và đánh giá tính hiệu quả của This article reviews the parameters used for the analysis phương pháp phân tích kết cấu theo giai đoạn thi công cho and evaluate the effectiveness of the structural analysis nhà cao tầng bê tông cốt thép. method to the construction phases for the reinforced Từ khóa: Phân tích, thi công, dọc trục, kết cấu, bê tông, concrete buildings. cốt thép, nhà cao tầng. Key words: Analyze, construction, vertical axis, structure, concrete, reinforced, high-rise buildings Nhận ngày 02/8/2017, chỉnh sửa ngày 27/8/2017, chấp nhận đăng ngày 30/8/2017. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KẾT CẤU Khác biệt phương pháp trên, phân tích từng tầng theo tuần tự thi công THEO TUẦN TỰ THI CÔNG (Hình 2) thực hiện theo các bước sau: Phân tích kết cấu theo cách truyền thống thực hiện trên hệ kết cấu được mô phỏng hoàn chỉnh (kết cấu trong giai đoạn khai thác sử dụng). Quá trình phân tích được thực hiện khi tải trọng tác dụng lên hệ kết cấu hoàn chỉnh Hình 2: Phân tích tĩnh phi tuyến theo tuần tự thi công ở mỗi tầng Nội lực, biến dạng do co ngót, từ biến, trọng lượng kết cấu và ứng xử phi tuyến đối với tầng 1 được tính toán => Lập sơ đồ tầng 2 phía trên tầng 1 => Tải trọng ấn định trên tầng 2 => Các ứng xử của sơ đồ mới được tính toán => Tiếp tục quá trình cho các tầng trên, kết quả phân tích có xét đến tuần tự thi công. Phương pháp phân tích theo tuần tự thi công đã được tích hợp trong các phần mềm phân tích kết cấu, với tên gọi Stage construction (SAP), Sequential construction analysis (ETABS), được dịch là “phân tích theo giai đoạn thi Hình 1: Sơ đồ tính khi phân tích cả hệ công”. Thuật ngữ “giai đoạn thi công” có thể gây hiểu sai theo nghĩa đây là * Trưởng khoa Xây dựng, Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội Số 55.2017 XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ 79  NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG công tác thiết kế kết cấu ở giai đoạn thi công. Về bản chất, từ lúc xây dựng, các Trong thực tế thi công, tải trọng cấu kiện đã bị tác động và có những ứng xử, đã được điều chỉnh bằng biện bản thân của kết cấu và khối xây đã pháp thi công, gây ảnh hưởng đến sự làm việc của kết cấu khi đã hoàn chỉnh được chất từng bước theo thời gian. ở “giai đoạn sử dụng”. Như thế, kết cấu khi khai thác, sử dụng mới được xem Việc thi công tuần tự các tầng đã triệt xét toàn diện. tiêu một phần chênh lệch chuyển vị Trong Hình 2, quá trình gán thêm các tầng phía trên, biến dạng dọc trục cộng dồn do đổ bê tông đã bù cột, chênh lệch giữa các cột tầng dưới (gọi là hiện tượng shortening) đã được đổ hiệu chỉnh cao độ thống nhất tại mỗi bù bê tông, để đảm bảo dầm sàn tầng trên bằng phẳng cùng cao độ. Điều sàn. Vì vậy, hệ quả của shortening này đã mô phỏng đúng thực tế quá trình thi công kết cấu bê tông cốt thép không lớn như trong tính toán hệ kết toàn khối. cấu hoàn chỉnh. Việc tính toán hệ kết Để minh họa bản chất của phương pháp, kết cấu khung 15 tầng, 2 nhịp cấu không xét đến sự triệt tiêu của điển hình được khảo sát theo 2 cách phân tích. Chiều cao tầng 3,4m. Nhịp dầm hiệu ứng shortening theo giai đoạn 6m. Cột biên có kích thước tiết diện 50x50cm, cột giữa tiết diện 50x120cm, thi công dẫn đến một sự sai lệch về dầm tiết diện 30x60cm. Vật liệu bê tông cấp độ bền B30. Kết quả chênh lệch kết quả [2]. Kết quả so sánh chuyển chuyển vị đứng cột biên và giữa phân bổ rất khác biệt như Hình 3: vị đứng của cột biên và cột giữa trên a) Phân tích trên kết cấu hoàn chỉnh b) Phân tích theo tuần tự thi công Hình 3 cho thấy, việc phân tích kết cấu theo tuần tự thi công đã thay đổi trị số cũng như phân bố độ chênh lệch chuyển vị của cấu kiện đứng, rõ nhất là tại tầng mái. Đã có nhiều nghiên cứu nêu rõ các nguyên nhân g ...