Phải xem xét trị số giới hạn chuyển vị ngang của kết cấu nhà cao tầng như thế nào ?
Chống động đất của kết cấy nhà cao tầng tiến hành theo hai giai đoạn: dưới tác động động đất nhỏ thường gặp, công trình nên đảm bảo tính đàn hồi hoặc hư hỏng vô cùng nhỏ; dưới tác động của động đất mạnh ít gặp thì công trình không bị đổ.
Dưới tác động của tải trọng gió và động đất tính toán, tỉ lệ chuyển vị giữa các tầng của công trình với chiều cao tầng Δu/h phải nằm trong giới hạn ở trong bảng 4-14. Tỉ lệ chuyển vị của điểm đỉnh với tổng chiều cao u/H phải nằm trong giới hạn ở trong bảng 4-15.
Bảng 4-14: Giới hạn của Δu/h
| Loại kết cấu | Mức độ hoàn thiện | Tải trọng Gió | Tải trọng Động đất |
|---|---|---|---|
| Khung |
Tường ngăn nhẹ Tường xây chèn |
1/450 1/500 |
1/400 1/450 |
| Khung - Vách |
Trang trí loại vừa Trang trí tương đối cao |
1/700 1/800 |
1/650 1/700 |
| Vách |
Trang trí loại vừa Trang trí tương đối cao |
1/900 1/1100 |
1/800 1/1000 |
Bảng 4-15: Giới hạn của u/h
| Loại kết cấu | Mức độ hoàn thiện | Tải trọng Gió | Tải trọng Động đất |
|---|---|---|---|
| Khung |
Tường ngăn nhẹ Tường xây chèn |
1/550 1/650 |
1/500 1/600 |
| Khung - Vách |
Trang trí loại vừa Trang trí tương đối cao |
1/800 1/900 |
1/700 1/800 |
| Vách |
Trang trí loại vừa Trang trí tương đối cao |
1/1000 1/1200 |
1/900 1/1100 |
(Ghi chú: giá trị trong các bảng bảng trên đây là tác giả đề cập theo tiêu chuẩn của Trung Quốc. Đối với Việt Nam, các giá trị hạn chế này được đề cập trong 2 tiêu chuẩn hiện hành là Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép và Tiêu chuẩn thiết kế nhà cao tầng)
Giá trị tính toán chuyển vị Δu và u của kết cấu lắp ghép nên tăng thêm 20%. Khi tính toán chuyên vị, hệ số độ tin cậy của tác động lấy bằng 1.
Dưới tác động của động đất ít gặp, chuyển vị của các tầng của khung nên đáp ứng yêu cầu sau:
Δup ≤ (1/50)*h
Trong đó: h là chiều cao tầng
Khi tỉ số nén của cột nhỏ hơn 0.4, Δup có thể tăng đến (1/45)*h; nếu toàn bộ chiều cao cột đều gia tăng cốt đai và dùng giói hạn trên bố trí cốt đai, Δup có thể tăng đến (1/40)*h
Thảo luận của KetcauSoft
Cuốn sách Hỏi - Đáp Thiết kế và thi công kết cấu nhà cao tầng của Triệu Tây An được NXB Xây dựng in lần đầu vào năm 1996, có thể nguyên bản đã được xuất bản trước đó khá lâu; tuy nhiên những kiến thức trong đó không hề cũ. Có thể thấy lý luận của tác giả Triệu Tây An về vấn đề hạn chế chuyển vị là phù hợp với tiêu chuẩn EC8. Điểm đáng chú ý trong bài viết này chính là nhấn mạnh trường hợp giới hạn chuyển vị trong thiết kế kháng chấn, đó là đối với các trận động đất nhỏ thì công trình cần đảm bảo một giới hạn chuyển vị khắt khe nhằm tránh các kết nứt và cấu kiện vẫn làm việc đàn hồi; còn đối với các trận động đất lớn thì công trình cho phép biến dạng lớn miễn là không sụp đổ. Chính biến dạng lớn sẽ khiến công trình hấp thụ và tiêu tán được năng lượng động đất. Điều này hoàn toàn phù hợp với nguyên lý và các Tiêu chí về hạn hế hư hỏng và không sụp đổ của EC8.
Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu kháng chấn của Việt Nam đã ban hành từ khá lâu, từ năm 2006 với phiên bản TCXDVN 375:2006 (nay là TCVN 9386:2012) được biên dịch từ EC8. Tuy nhiên, việc áp dụng tiêu chuẩn này cho đến nay thực sự vẫn còn rất nhiều vấn đề đáng thảo luận. Và điểm mâu thuẫn lớn nhất chính là sự không đồng bộ giữa các tiêu chuẩn. Trong khi TCXDVN 356:2006 (nay là TCVN 5574:2018) chỉ hạn chế chuyển vị lệch tầng ở một giá trị cho phép tương đối lớn; thì tiêu chuẩn thiết kế nhà cao tầng vẫn ở phiên bản cũ (TCXD 195:1997) và với một giá trị hạn chế rất khắt khe.
Trong các tính toán thực tế, tải trọng động đất thường gây ra chuyển vị rất lớn, thông thường gấp 2 đến 3 lần so với tải trọng gió. Và việc áp dụng một hạn chế khắt khe về chuyển vị sẽ dẫn đến sự gia tăng về kích thước của các cấu kiện thẳng đứng, nhưng có thực sự hợp lý ?
Vậy, chúng ta nên hiểu và áp dụng như thế nào ?
Theo tôi, các yêu cầu về hạn chế chuyển vị ngang trong TCXD 195:1997 và trong TCVN 5574:2018 được áp dụng với mục đích đảm bảo cho các cấu kiện không bị nứt (đáng kể) và kết cấu vẫn làm việc trong giai đoạn đàn hồi chỉ nên áp dụng đối với tải trọng gió. Còn đối với tải trọng động đất, do cho phép nứt chính là tiền đề quan trọng cho nguyên lý thiết kế kháng chấn của TCVN 9386:2012 nhằm cung cấp khả năng hấp thụ và tiêu tán năng lượng của kết cấu, do đó, không áp dụng các hạn chế về chuyển vị được nêu trong TCXD 195:1997; mà thay vào đó, là áp dụng điều khoản về hạn chế hư hỏng được nêu trong 4.4.3.2 của TCVN 9386:2012
Quan tâm Zalo KetcauSoft để theo dõi các bài viết và tài liệu mới
