I. Tổng quan về kết cấu nhà cao tầng và nguyên lý tính toán
Chương này cung cấp cái nhìn tổng quan về nhà cao tầng, nguyên nhân xuất hiện, định nghĩa, phân loại và các vấn đề liên quan đến thiết kế. Nhà cao tầng được định nghĩa là công trình có chiều cao đáng kể, chịu ảnh hưởng lớn từ tải trọng ngang như gió và động đất. Phân loại nhà cao tầng dựa trên mục đích sử dụng, hình dạng, chiều cao và vật liệu kết cấu. Các vấn đề thiết kế bao gồm đảm bảo độ bền, ổn định, khả năng kháng chấn và giảm trọng lượng bản thân. Phương pháp lựa chọn hệ kết cấu phụ thuộc vào chiều cao, số tầng và bố trí mặt bằng.
1.1. Khái niệm và phân loại nhà cao tầng
Nhà cao tầng được định nghĩa là công trình có chiều cao đáng kể, chịu ảnh hưởng lớn từ tải trọng ngang. Phân loại dựa trên mục đích sử dụng (nhà ở, văn phòng), hình dạng (tháp, thanh), chiều cao (loại I, II, III) và vật liệu kết cấu (bê tông cốt thép, thép, hỗn hợp).
1.2. Tải trọng tác động lên nhà cao tầng
Các loại tải trọng bao gồm tải trọng thẳng đứng (thường xuyên, tạm thời), tải trọng ngang (gió, động đất) và các tải trọng đặc biệt (co ngót, lún không đều, nhiệt độ). Tải trọng động như gió và động đất đóng vai trò quan trọng trong thiết kế nhà cao tầng.
II. Cơ sở lý thuyết tính toán nhà cao tầng dưới tác dụng của tải trọng động
Chương này trình bày các giả thiết và phương pháp tính toán nhà cao tầng dưới tác dụng của tải trọng động. Các bước tính toán bao gồm xác định tải trọng, phân tích tĩnh lực ngang tương đương và phân tích phổ phản ứng. Tải trọng gió và tải trọng động đất được xem xét kỹ lưỡng, với các phương pháp tính toán cụ thể để đảm bảo độ chính xác và an toàn cho công trình.
2.1. Giả thiết và sơ đồ tính toán
Các giả thiết tính toán bao gồm sơ đồ phẳng hai chiều và sơ đồ không gian. Phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng để mô phỏng và phân tích kết cấu nhà cao tầng.
2.2. Phương pháp xác định tải trọng động
Các phương pháp xác định tải trọng động bao gồm phân tích tĩnh lực ngang tương đương và phân tích phổ phản ứng. Tải trọng gió được tính toán dựa trên áp lực gió và hệ số động, trong khi tải trọng động đất được xác định thông qua phổ phản ứng và giá trị gia tốc nền.
III. Tính toán nhà cao tầng dưới tác dụng của tải trọng động tại Hải Phòng
Chương này áp dụng lý thuyết và phương pháp tính toán vào thực tế tại Hải Phòng. Công trình được mô phỏng bằng phần mềm ETABS để tính toán tải trọng tĩnh, tải trọng gió và tải trọng động đất. Kết quả tính toán được phân tích và đánh giá để đảm bảo an toàn công trình và tuân thủ các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành.
3.1. Giới thiệu công trình và phần mềm ETABS
Công trình được chọn để tính toán là một nhà cao tầng bê tông cốt thép tại Hải Phòng. Phần mềm ETABS được sử dụng để mô phỏng và phân tích kết cấu nhà cao tầng dưới tác dụng của tải trọng động.
3.2. Kết quả tính toán và đánh giá
Kết quả tính toán bao gồm nội lực, chuyển vị và dao động của công trình. Các chỉ tiêu kiểm tra như độ bền, độ cứng và ổn định được đánh giá để đảm bảo an toàn công trình và tuân thủ các tiêu chuẩn xây dựng.
