Nghiên cứu ứng xử của nhà nhiều tầng có kết cấu dầm chuyển chịu tải trọng gió sử dụng phần mềm ETABS

Cùng với sự phát triển của công nghệ xây dựng, các tòa nhà hiện đại ngày nay càng trở nên cao hơn, đáp ứng nhiều công năng, vật liệu sử dụng nhẹ và cường độ cao hơn. Kết quả của sự phát triển đó dẫn đến các tòa nhà cao tầng và siêu cao tầng nhạy cảm với các tác động động học của tải trọng gió và động đất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng xử của nhà nhiều tầng có kết cấu dầm chuyển chịu tải trọng gió sử dụng phần mềm ETABS Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019. 13 (3V): 31–41 NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA NHÀ NHIỀU TẦNG CÓ KẾT CẤU DẦM CHUYỂN CHỊU TẢI TRỌNG GIÓ SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETABS Nguyễn Ngọc Linha,∗, Ngô Việt Anha a Khoa Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam b Công ty Cổ phần Kiến trúc Đô thị Hà Nội – UAC, 25 Bùi Ngọc Dương, Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 17/06/2019, Sửa xong 01/07/2019, Chấp nhận đăng 03/07/2019 Tóm tắt Cùng với sự phát triển của công nghệ xây dựng, các tòa nhà hiện đại ngày nay càng trở nên cao hơn, đáp ứng nhiều công năng, vật liệu sử dụng nhẹ và cường độ cao hơn. Kết quả của sự phát triển đó dẫn đến các tòa nhà cao tầng và siêu cao tầng nhạy cảm với các tác động động học của tải trọng gió và động đất. Để đáp ứng được các yêu cầu phức tạp về kết cấu, các hệ kết cấu đặc biệt như: hệ kết cấu dầm chuyển, hệ kết cấu tầng cứng (outrigger) ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhà nhiều tầng. Các hệ kết cấu này có sự làm việc và ảnh hưởng đến các kết cấu lân cận cũng như toàn bộ công trình, khác biệt so với các kết cấu thông thường. Vì vậy trong bài báo này, tác giả tiến hành nghiên cứu ứng xử của nhà nhiều tầng có kết cấu dầm chuyển chịu tải trọng gió bằng phần mềm ETABS. Số liệu được sử dụng để nghiên cứu ứng xử của kết cấu được dựa trên kết quả tính toán của hai mô hình có cách mô tả phần tử dầm chuyển trong phần mềm ETABS khác nhau là mô hình 1 – mô hình hóa bằng phần tử thanh và mô hình 2 – mô hình hóa bằng phần tử tấm. Từ các số liệu phân tích cho thấy có sự khác biệt khá lớn trong việc sử dụng hai mô hình nêu trên để phân tích ứng xử của công trình nhà nhiều tầng chịu tải trọng gió. Từ khoá: nhà nhiều tầng; tải trọng gió; dầm chuyển; tầng cứng; outrigger; phân tích kết cấu; phần mềm ETABS. A STUDY ON THE BEHAVIOUR OF TALL BUILDINGS WITH THE TRANSFERRING BEAM SYSTEM SUBJECTED TO THE WIND LOAD USING ETABS Abstract Along with the development of construction technology, modern buildings are being higher and higher, having more functions, being used lighter and high strength materials. The result of that development led to high- rise and super-high-rise buildings sensitive to the kinetic stimulus effects of wind loads and earthquakes. In order to meet the complex structural requirements, special structural systems such as the transfer beam and the outrigger structures are increasingly applied in those buildings. These structures behave and affect the neighboring structures as well as the whole building more differently than conventional structures do. Therefore, in this paper, the author conducts a study on the behavior of multi-storey buildings using the transferring beam system under the wind load by ETABS software. The results were obtained from two models with the difference in the modelling of transferring beams analysed by ETABS software: model 1 - modeling with bar elements and models 2 - modeling by plate element. The data showed that the behaviors of multi-storey buildings under the wind load are significantly different when using two above mentioned models. Keywords: multi-story buildings; wind load; transferring beam; transferring floor; outrigger; structural analysis; ETABS software. c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) https://doi.org/10.31814/stce.nuce2019-13(3V)-04 ∗ Tác giả chính. Địa chỉ e-mail: linhnn@nuce.edu.vn (Linh, N. N.) 31  Linh, N. N., Anh, N. V. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng 1. Mở đầu Trong những năm gần đây, với sự phát triển của nền kinh tế tốc độ đô thị hóa ngày càng cao. Để đáp ứng được việc tăng dân số, người dân đều đổ dồn về các đô thị, các thành phố lớn để sinh sống, học tập và làm việc, nên các công trình nhiều tầng được xây dựng nhiều tại các thành phố lớn. Bên cạnh đó, các tập đoàn kinh tế lớn trên thế giới thường muốn khẳng định tiềm lực kinh tế, tài chính thông qua việc đầu tư xây dựng những tòa nhà có quy mô lớn, cao tầng, siêu cao tầng như: tháp Buji Khalifa ở Dubai, tòa nhà Tapei 101 ở Đài Loan và một số công trình khác. Việt Nam với sự phát triển về kinh tế cũng như trình độ khoa học kỹ thuật ngày càng cao, cũng đã có nhiều các công trình nhà cao tầng điển hình như tòa nhà: Landmark 81 (81 tầng, cao 461 m), Keangnam Hanoi Landmark Tower (70 tầng, cao 330 m), Bitexco Tower (68 tầng, cao 262 m). Các hệ kết cấu đặc biệt như: hệ kết cấu dầm chuyển, hệ kết cấu tầng cứng (outrigger) ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhà nhiều tầng. Để giải quyết được vấn đề đặt ra trong bố trí công năng nhà nhiều tầng cần các không gian sử dụng linh hoạt như các không gian trung tâm thương mại, phòng họp . . . đòi hỏi không gian lớn ở phía dưới; trong khi đó không gian nhà ở, văn phòng lại cần không gian hẹp hơn ở phía trên. Giải pháp sử dụng kết cấu “dầm chuyển” để điều chỉnh tiết diện và vị trí các vách cứng hay cột trong nhà nhiều tầng là một trong các giải pháp hữu hiệu để giải quyết vấn đề nêu trên. Trong trường hợp các tầng bên dưới của nhà nhiều tầng, các cột cần phải bố trí thưa để tạo được các không gian rộng, còn ở các tầng trên thì cột được bố trí dày để giảm kích thước dầm hoặc sử dụng kết cấu tường chịu lực. Các dầm giữa các tầng có sự thay đổi như vậy cần có độ cứng lớn để truyền các tải trọng thẳng đứng từ các cột hoặc các tường chịu lực bên trên xuống các cột tầng dưới. Các dầm này được gọi là các dầm chuyển. Một số công trình có hệ thống dầm chuyển đã được xây dựng trên thế giới như: tòa nhà “Trump International H ...