Đang tải... (xem toàn văn)
LVTS24 Dầm chuyển và ứng dụng dầm chuyển trong xây dựng Đăng ngày 22072011 12:16:00 PM 1014 Lượt xem 2133 lượt tải Giá : 0 VND Dầm chuyển và ứng dụng dầm chuyển trong xây dựng Hãng sản xuất : Unknown LVTS24 Dầm chuyển và ứng dụng dầm chuyển trong xây dựng Đăng ngày 22072011 12:16:00 PM 1014 Lượt xem 2133 lượt tải Giá : 0 VND Dầm chuyển và ứng dụng dầm chuyển trong xây dựng Hãng sản xuất : Unknown
LờI CảM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Đại Minh đã tận tình giúp đỡ, hớng dẫn, chỉ bảo và đa ra nhiều ý kiến quý báu cũng nh tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn tập thể và ban Giám đốc Công ty MADI, cũng nh gia đình và bạn bè đã động viên và giúp đỡ tác giả trong thời gian học cao học và trong quá trình hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Với thời gian nghiên cứu cũng nh năng lực của bản thân còn nhiều hạn chế, luận văn chắc không tránh khỏi những thiếu sót, tồn tại. Tác giả mong muốn nhận đợc nhiều ý kiến đóng góp quý báu từ phía các nhà khoa học, các thầy cô giáo và bạn bè đồng nghiệp để luận văn đợc hoàn thiện hơn. Hà nội, tháng 02 năm 2011 Nguyễn Nhật Tâm Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình khoa học này là của riêng tôi, do tôi trực tiếp làm dới sự hớng dẫn tận tình của TS Nguyễn Đại Minh. Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực cha từng đợc ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Học viên Nguyễn Nhật Tâm Mục lục PHầN Mở đầu 1 Chơng 1 Tổng quan về dầm chuyển và áp dụnG dầm chuyển trong xây dựng 2 Chơng 2 20 NGHIÊN CứU KHả NĂNG CHịU LựC Và Sự ứng xử của dầm chuyển (DầM CAO) 20 Chơng 3 40 Ví Dụ, KIếN NGHị QUY TRìNH TíNH TOáN THIếT Kế DầM CHUYểN và CáC VấN Đề THUộC Về CấU TạO Và THI CÔNG DầM CHUYểN TRONG ĐIềU KIệN VIệT NAM 41 KếT LUậN và kiến nghị 71 tàI liệu tham khảo 72 danh mục các thuật ngữ, ký hiệu và chữ viết tắt 1. Các thuật ngữ Dầm chuyển (Transfer beams hay Transfer girders): Dầm chuyển BTCT là một loại dầm thờng có độ cứng và tiết diện hình học tơng đối lớn, có tác dụng thay đổi trạng thái làm việc của hệ kết cấu từ hệ dầm cột chịu lực sang hệ dầm vách chịu lực hoặc hệ dầm cột nhng với số lợng cột phía trên dầm nhiều hơn số lợng cột phía dới dầm. Dầm cao (Deep beam): Dầm cao BTCT là dầm có tỉ số giữa nhịp và chiều cao bé hơn hoặc bằng 2,5. 2. Các ký hiệu A Diện tích của riêng cốt thép sờn dầm A S Diện tích của các thanh cốt thép chính chịu kéo a v Nhịp chịu cắt (khoảng cách từ mép tải đến mặt trong của gối tựa) b Bề rộng tiết diện dầm C 1 Hệ số của bê tông. C 2 Hệ số của cốt thép. f cu Độ bền đặc trng của khối bê tông lập phơng f t Độ bền kéo cắt của khối trụ bê tông f y Độ bền chảy dẻo đặc trng của cốt thép không ứng suất trớc h Chiều cao dầm. h 0 (h a ) Chiều cao làm việc của tiết diện (chiều cao hiệu quả của dầm). l Nhịp của dầm xác định theo trung tâm của các gối tựa. M U Mômen uốn giới hạn V Lực cắt giới hạn V 1 Khả năng chịu cắt của dầm chỉ do bê tông và cốt thép chính. V 1c Khả năng chịu cắt của dầm chỉ do bê tông. V 1s Khả năng chịu cắt của dầm chỉ do cốt thép chính gây ra. V 2 Khả năng chịu cắt còn thiếu. y Chiều cao tại đó thanh cốt thép sờn dầm điển hình giao với vết nứt chéo, đợc thể hiện bằng nét chấm trên hình. Là góc hợp bởi thanh cốt thép đang đợc xem xét với vết nứt chéo m Hệ số an toàn riêng đối với độ bền của vật liệu. 3. Chữ viết tắt BTCT Bê tông cốt thép. PTHH Phần tử hữu hạn. Danh mục các bảng Bảng 3.1: ứng suất pháp tại nút Bảng 3.2: Bảng tính chi tiết các giá trị Bảng 3.3: Lực cắt tại các nút Bảng 3.4: Chuyển vị thẳng tải các nút Bảng 3.5: So sánh kết quả giữa phơng pháp giải tích và mô hình PTHH Bảng 3.6: Mối liên hệ giữa f cu và f y Danh mục các hình vẽ, đồ thị Hình 1.1: Thí nghiệm trên một dầm cao lớn (Kông và Kubik, 1991) Hình 1.2: Dầm chuyển của tòa nhà The Legacy at Millennium Park - Chicago - Mỹ Hình 1.3: Dầm chuyển của tòa nhà The Legacy at Millennium Park - Chicago - Mỹ Hình 1.4: Dầm chuyển kết nối với chu vi tờng bê tông - Tòa nhà Trump International Hotel and Tower - Chicago - Mỹ Hình 1.5: Vị trí giao nhau của các dầm chuyển - Tòa nhà Trump International Hotel and Tower - Chicago - Mỹ Hình 1.6: Dầm chuyển của tòa nhà Grand Street Hotel New York - Mỹ Hình 1.7: Dầm chuyển của tòa nhà Grand Street Hotel New York - Mỹ Hình 1.8: Dầm chuyển của tòa nhà Grand Street Hotel New York - Mỹ Hình 1.9: Dầm chuyển của tòa nhà ideo MORPH 38 - Bangkok - Thái Lan Hình 1.10: Công nhân đang thi công dầm chuyển - Tòa nhà Grand Hyatt Kuala Lumpur - Kuala Lumpur - Malaysia Hình 1.11: Lắp dựng hệ thống dàn đỡ dầm chuyển - Tòa nhà The Issara Ladprao - Bangkok - Thái Lan Hình 1.12: Công nhân đang lắp đặt cốt thép dầm chuyển - Tòa nhà The Issara Ladprao - Bangkok - Thái Lan Hình 1.13: Dầm chuyển tòa nhà Bộ Công An Hình 1.14: Dầm chuyển tòa nhà Bộ Công An Hình 1.15: Thi công dầm chuyển tòa nhà Donphin Plaza Hình 1.16: Thi công dầm chuyển tòa nhà Donphin Plaza Hình 1.17: Thi công dầm chuyển tòa nhà Donphin Plaza Hình 1.18: Thi công dầm chuyển tòa nhà Donphin Plaza Hình 2.1: Sự phá hoại do uốn Hình 2.2: Biểu đồ phân bố ứng suất Hình 2.3: Biểu đồ phân bố ứng suất tại tiết diện giữa và 1/4 nhịp Hình 2.4: Quỹ đạo ứng suất Hình 2.5: Sơ đồ tính toán khả năng chịu uốn cho dầm Hình 2.6: Chế độ phá hoại A Hình 2.7: Chế độ phá hoại B Hình 2.8: Chế độ phá hoại C Hình 2.9: Sơ đồ tính toán khả năng chịu cắt của dầm chuyển Hình 2.10: ứng suất gối tựa ở phía trên gối tựa dài Hình 2.11: Biểu đồ phân bố ứng suất ngang trong một mặt phẳng ở dới tải trọng tập trung Q Hình 2.12: Sự kết hợp của tải trọng tập trung và ứng suất uốn do tải trọng tập trung Hình 2. 13: Dầm một nhịp H/L = 2/3 C/L = 1/20. Chịu tác dụng của tải trọng tập trung ở giữa nhịp Hình 2.14: Dầm một nhịp H/L = 2/3 C/L = 1/20. Chịu tác dụng của tải trọng tập trung tại 2 điểm ở 1/4 nhịp Hình 2.15: Dầm một nhịp H/L = 1.0 C/L = 1/20. Chịu tác dụng của tải trọng tập trung ở giữa nhịp Hình 2.16: Dầm một nhịp H/L = 1.0 C/L = 1/20. Chịu tác dụng của tải trọng tập trung tại 2 điểm ở 1/4 nhịp Hình 2.17: Dầm một nhịp H/L = 4/3 C/L = 1/20. Chịu tác dụng của tải trọng tập trung ở giữa nhịp Hình 2.18: Dầm một nhịp H/L = 4/3 C/L = 1/20. Chịu tác dụng của tải trọng tập trung tại 2 điểm ở 1/4 nhịp Hình 3.1: Mô hình chống - giằng trong dầm cao Hình 3.2: Sơ đồ Hình 3.3: Biểu đồ lực cắt và mômen Hình 3.4: Sơ đồ kết cấu Hình 3.5: Phân bố ứng suất pháp trong dầm Hình 3.6: Lực cắt tại các nút thuộc tiết diện ngàm Hình 3.7: Sơ đồ chuyển vị Hình 3.8: Phân bố ứng suất pháp tại tiết diện ngàm theo PP PTHH Hình 3.9: Tác dụng của ngẫu lực Hình 3.10: Ví dụ 1 Hình 3.11: Phân bố ứng suất trong dầm Hình 3.12: Biểu đồ phân bố ứng suất pháp tại vị trí giữa dầm Hình 3.13: Sơ đồ cánh tay đòn của cốt thép chịu kéo Hình 3.14: Bố trí cốt thép chịu cắt Hình 3.15: Ví dụ 2 Hình 3.16: Phân bố ứng suất trong dầm Hình 3.17: Biểu đồ phân bố ứng suất pháp tại giữa dầm Hình 3.18: Sơ đồ cánh tay đòn của cốt thép chịu kéo Hình 3.19: Bố trí cốt thép chịu cắt Hình 3.20: Sơ đồ cấu tạo dầm chuyển 1 PHầN Mở đầu 1. Mục đích nghiên cứu Do hiện nay ở Việt Nam cha có tiêu chuẩn hay hớng dẫn kỹ thuật chính thức nào về tính toán và thiết kế dầm chuyển (dầm cao) bê tông cốt thép, bê tông ứng lực trớc, bê tông cốt cứng trong các công trình cao tầng dân dụng, việc thiết kế thờng đợc tính toán với hệ số an toàn tổng thể lớn hoặc theo các tài liệu kỹ thuật chuyên ngành của nớc ngoài. Vì vậy, đề tài luận văn này sẽ tập trung làm rõ về khả năng chịu lực và sự ứng xử của dầm chuyển khi chịu tải trọng lớn (ví dụ: khi sử dụng dầm hay sàn chuyển đỡ các cột, vách và các cột vách này đỡ nhiều tầng ở phía trên dầm hay sàn chuyển). Trên cơ sở đó, kiến nghị phơng pháp tính toán và thiết kế loại dầm này trong điều kiện Việt Nam (theo Tiêu chuẩn Bê tông Cốt thép hiện hành). 2. Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài Các nhiệm vụ chính của đề tài là: Làm rõ khi nào phải sử dụng dầm chuyển trong kết cấu bê tông cốt thép cao tầng dân dụng (giải pháp kết cấu dầm chuyển đợc sử dụng thích hợp hơn so với kết cấu dàn, vòm hoặc kết cấu dầm có thêm gối đỡ ở giữa, trên cơ sở cân nhắc các yếu tố kiến trúc công năng sử dụng, kinh tế và kỹ thuật của công trình). Làm rõ khả năng chịu lực (uốn, cắt) ở trạng thái giới hạn thứ nhất (độ bền hay cực hạn) và ở trạng thái giới hạn thứ hai (giới hạn sử dụng: võng, nứt) của dầm chuyển khi chịu tải trọng lớn. Làm rõ về vấn đề bố trí cốt thép chịu uốn, chịu cắt. Ngoài ra cần lu ý một số vấn đề khác về cấu tạo dầm và các vấn đề khi đổ bê tông với dầm có chiều cao lớn từ 2m trở lên hoặc tại khu vực bố trí cốt thép quá dày. Kiến nghị phơng pháp tính toán và thiết kế dầm chuyển căn cứ theo Tiêu chuẩn Bê tông Cốt thép hiện hành của Việt Nam, cấp độ bền bê tông, mác thép và cách lựa chọn hệ số độ tin cậy của vật liệu (hệ số an toàn riêng của vật liệu) hợp lý. 3. Phạm vi và phơng pháp nghiên cứu [...]... trong xây dựng 1.3.1 Các loại dầm chuyển BTCT Trong xây dựng thông thờng có 2 loại dầm chuyển dới dạng BTCT: dầm thờng và dầm ứng lực trớc Dầm chuyển BTCT thờng là dầm chuyển đợc chế 7 tạo bằng BTCT truyền thống Dầm chuyển ứng lực trớc là dầm chuyển đợc chế tạo bằng BTCT kết hợp với cốt thép cờng độ cao đợc kéo căng tạo ứng suất nén trong bê tông Trong đó có thể chỉ dùng cốt thép cờng độ cao để tạo ứng. .. liệu bê tông và cốt thép phù hợp 4 Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu và kết luận chung, nội dung luận văn đợc trình bày gồm 3 chơng: Chơng 1: Tổng quan về dầm chuyển và áp dụng dầm chuyển trong xây dựng Chơng 2: Nghiên cứu khả năng chịu lực và sự ứng xử của dầm chuyển Chơng 3: Ví dụ, Kiến nghị quy trình tính toán thiết kế dầm chuyển và các vấn đề thuộc về cấu tạo và thi công dầm chuyển trong điều kiện... nghiên cứu khả năng chịu lực và sự ứng xử của dầm chuyển là cần thiết Từ đó kiến nghị quy trình tính toán có thể áp dụng trong điều kiện Việt Nam sẽ có ý nghĩa khoa học và ứng dụng Chơng 2 NGHIÊN CứU KHả NĂNG CHịU LựC Và Sự ứng xử của dầm chuyển (DầM CAO) Các nghiên cứu trớc đây về dầm BTCT đều dựa trên lý thuyết đàn hồi và sử dụng các giả thiết vật liệu là đồng chất, đẳng hớng và tuân theo định luật Hooke... biệt là dầm chuyển (dầm cao) sau khi xuất hiện vết nứt, những kết quả thu đợc đã làm rõ sự khác biệt sự ứng xử giữa dầm thông thờng và dầm chuyển (dầm cao) Có thể thấy rằng phân bố ứng suất trên tiết diện và khả năng chịu lực của loại dầm này khác so với dầm thông thờng Các phơng pháp truyền thống đối với dầm thông thờng chịu uốn, chịu cắt khó có thể áp dụng đối với dầm cao có tỉ số giữa nhịp và chiều... quan về dầm chuyển 1.2.1 Khái niệm về dầm chuyển (Transfer beams hay Transfer girders) Dầm chuyển BTCT là một loại dầm thờng có độ cứng và tiết diện hình học tơng đối lớn, có tác dụng thay đổi trạng thái làm việc của hệ kết cấu từ hệ dầm cột chịu lực sang hệ dầm vách chịu lực hoặc hệ dầm cột nhng với số lợng cột phía trên dầm nhiều hơn số lợng cột phía dới dầm 1.2.2 Lý thuyết tính toán Cấu kiện dầm chịu... 1.14 dầm chuyển tòa nhà Bộ Công An [20] 16 Hình 1.13: Dầm chuyển tòa nhà Bộ Công An [20] Hình 1.14 Dầm chuyển tòa nhà Bộ Công An [20] Công trình: Toà nhà cao cấp WESTA cao 28 tầng và 3 tầng hầm; Địa 17 điểm xây dựng: Khu đô thị Mỗ Lao Hà Đông Hà Nội; Chủ đầu t: Công ty cổ phần cơ khí xây dựng số 18 ( COMA 18) đợc thiết kế năm 2009 (Đơn vị thiết kế: Trung tâm T vấn Kiến trúc và Đầu t Xây dựng) Dầm chuyển. .. - văn phòng T vấn thiết kế đã sử dụng hệ dầm chuyển (transferring girders) Tòa nhà này đã sử dụng giải pháp sàn phẳng BTCT, lõi cứng và hệ dầm chuyển ở tầng 1 và 2 cho khu hội trờng Tại thời điểm này các dạng kết cấu còn ít đợc sử dụng ở nớc ta Năm 2003, tòa nhà 34 tầng đợc khởi công xây dựng tại Khu đô thị Trung Hoà - Nhân Chính cũng sử dụng giải pháp kết cấu dầm chuyển Toà nhà 34 tầng là toà nhà... sửa lại vào những năm 1977 và 1978 Cũng trong năm 1973 Robins và Kong sử dụng phơng pháp phần tử hữu hạn dự đoán tải trọng giới hạn và sự hình thành các vết nứt trong dầm cao, đến năm 1977 Taner và cộng sự đã chỉ ra rằng phơng pháp phần tử hữu hạn sẽ cho kết quả tốt nhất khi áp dụng cho dầm cao có cánh [16] Đến năm 1974 Kong và Singh đã nghiên khả năng làm việc và sự phá hoại của dầm cao dới tác dụng. .. chuyển trong điều kiện Việt Nam Chơng 1 Tổng quan về dầm chuyển và áp dụnG dầm chuyển trong xây dựng 1.1 Lý do sử dụng dầm chuyển trong kết cấu nhà cao tầng Các tòa nhà cao tầng hiện nay tại các đô thị lớn nh Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, do mặt bằng không lớn nên có công năng là sự kết hợp của nhiều dịch vụ khác nhau Các khu dới của tòa nhà thờng đợc sử dụng làm bãi đậu xe, trung tâm thơng mại, phòng... - DPA (Singapore) và Công ty T vấn Đại học Xây dựng Hà Nội Dầm chuyển ứng lực trớc có chiều cao 3m vợt nhịp lớn nhất là 28,4 m đặt ở sàn tầng 4 (cao độ +32,125m) Hình 1.15 đến 1.18 công nhân đang hoàn thiện phần bê tông dầm chuyển [20] 18 Hình 1.15: Thi công dầm chuyển tòa nhà Donphin Plaza [20] Hình 1.16: Thi công dầm chuyển tòa nhà Donphin Plaza [20] 19 Hình 1.17: Thi công dầm chuyển tòa nhà Donphin . toàn diện dầm cao với nguyên nhân cơ bản là sự phá hoại do cắt [16]. 1.3. áp dụng dầm chuyển BTCT trong xây dựng 1.3.1. Các loại dầm chuyển BTCT Trong xây dựng thông thờng có 2 loại dầm chuyển dới. dầm chuyển trong điều kiện Việt Nam. Chơng 1 Tổng quan về dầm chuyển và áp dụnG dầm chuyển trong xây dựng 1.1. Lý do sử dụng dầm chuyển trong kết cấu nhà cao tầng Các tòa nhà cao tầng hiện nay. loại dầm chuyển dới dạng BTCT: dầm thờng và dầm ứng lực trớc. Dầm chuyển BTCT thờng là dầm chuyển đợc chế 7 tạo bằng BTCT truyền thống. Dầm chuyển ứng lực trớc là dầm chuyển đợc chế tạo bằng BTCT