CHUYÊN ĐỀ CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG ĐH KIẾN TRÚC TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA XÂY DỰNG
CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG
SVTH : Nhóm 5 Lớp XD07A
NGUYỄN MINH VŨ – NGUYỄN QUỐC ÂN
ĐỀ TÀI : CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
Trong thời gian gần đây, xu hướng phát triển các công trình xây dựng có kết
cấu thanh mảnh bằng việc áp dụng các loại vật liệu cường độ cao đã tạo ra
những cuộc chạy đua về chiều cao công trình, chiều dài nhịp cầu treo…Tuy
nhiên, độ cản kết cấu của các công trình hiện đại này khá nhỏ do đó nó chịu
tác dụng động khá mạnh của các yếu tố môi trường như gió bão, sóng biển và
động đất Chúng tạo ra những dao động không mong muốn và có thể gây
mất ổn định công trình (sự cố sụp cầu Tacoma năm 1940) cũng như ảnh
hưởng đến các hoạt động của con người và phương tiện trên công trình trong
quá trình thi công cũng như khai thác sử dụng.
1.GIỚI THIỆU:
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
1.GIỚI THIỆU:
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
Hiện nay việc xây dựng các tòa nhà cao tầng đang phát triển rất nhanh như một số
công trình đã xây dựng như:
1.GIỚI THIỆU:
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
1.GIỚI THIỆU:
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
1.GIỚI THIỆU:
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
Do đó việc nghiên cứu các biện pháp làm tính cản, giảm dao động công trình đã và
đang được phát triển trong vài thập kỷ qua và đã đạt được những thành công không

nhỏ. Sản phẩm của những nghiên cứu trong lĩnh vực này là các loại vật liệu cộng nghệ
cao và các liên kết thông minh nhằm tăng tính cản của bản thân kết cấu. Bên cạnh đó
là việc phát triển các thiết bị giảm chấn lắp đặt trên công trình.
Cấu tạo kháng chấn nhà cao tầng có thể được chia làm hai phần :
Cấu tạo kháng chấn nội tại bản thân của công trình : thiết kế các cấu kiện như
dầm,cột , móng có kết cấu chịu được những dao động bất lợi gây nguy hiểm cho công
trình.
Cấu tạo kháng chấn bên ngoài kết cấu công trình : các thiết bị được lắp thêm vào
công trình để chống lại những dao động , có thể kể đến như
+ Gối đệm cao su
+ Con lắc
+ Piston
+ Bể nước.
1.GIỚI THIỆU:
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
A.Tính cản của công trình
Khả năng tiêu tán năng lượng của kết cấu thông qua các ngoại lực là
một trong những kiến thức nền tảng nhất trong phân tích dao động của công
trình như tháp, nhà cao tầng, cầu hay các công trình dân dụng khác.
Năng lượng tiêu tán có thể do nhiều nguyên nhân như:
- Sự đàn hồi không đồng nhất của vật liệu công trình
- Sự suất hiện vùng dẻo và ma sát do chuyển vị nhỏ của các nút
- Nội ma sát của vật liệu
- Ma sát do sự co giãn của kết cấu sàn hoặc bệ móng
- Ma sát tại các gối di động của cầu
- Sự cản khí động lực
- Tính chất phi tuyến của kết cấu, ví dụ như các dây cáp
- Năng lượng tiêu tán thông qua nền, móng và các kết cấu chống đỡ khác
- Các thiết bị giảm chấn nhân tạo được lắp đặt trên kết cấu.

CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
B.Tính cản của Khung BTCT và Khung Thép:
Khung bê tông cốt thép có tính cản lớn nên thích hợp với tải gió động hơn
Khung Thép có tính cản thấp nên thích hợp với tải trọng động đất hơn
Người ta làm thí nghiệm mô phỏng dưới tác động của động đất
+ khung BTCT do có tính cản lớn nên đã bị phá hủy tại nút
khi có chuyển vị ngang
+ khung Thép do có tính cản thấp nên trước tác động của
tải động đất khung Thép không bị phá hoại khi có chuyển vị ngang
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
C.Cấu tạo kháng chấn nội tại bản thân công trình:
Chính kết cấu cấu tạo nên công trình được thiết kế để có khả năng kháng chấn trước
dao động của công trình dưới tác động của ngoại lực. Nói cách khác là thiết kế các
bộ phận như dầm,, cột , móng và các liên kết được cấu tạo đặc biệt có khả năng
kháng chấn.
a.Cấu tạo móng:
Độ cứng của hệ móng phải đủ để truyền những tác động nhận được từ
kết cấu bên trên xuống nền đất càng đều đặn càng tốt.
Chỉ nên sử dụng một dạng móng cho một công trình
Ví dụ : Tòa tháp Taipei 101 tầng ở Đài Bắc với hệ móng gồm 360 cọc khoan nhồi
sâu 80 m với đường kính 1.5 m chịu được tải trọng 1000 đến 1320 tấn
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
Tòa nhà Buji Dubai cũng sử dụng cọc khoan nhồi đường kính 1.5 m

CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
b.Cấu tạo cột:
Kết cấu BTCT :
Hàm lượng cốt thép cột tối đa :
+ Kết cấu thường : µmax = 5%
+ Kết cấu chống động đất : µmax = 4%

CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
Gia cường cốt đai :
+ Hai đầu cột trong đoạn >= ( h;1.6l thông thủy; 500 mm )
+ Toàn bộ chiều cao cột ở các góc nhà
+ Toàn bộ chiều cao cột khi l thông thủy <= 4h

Neo cốt thép
Nút khung phải có cốt đai cột đặt dày:
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
b.Cấu tạo dầm:
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
Kết cấu Thép :
Các chi tiết liên kết giữa cột và dầm tạo thành liên kết cứng
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG

Ngoài ra trong kết cấu thép nhà cao tầng còn bố trí hệ giằng
Hệ giằng trong kết cấu thép
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
C.Cấu tạo kháng chấn ngoài kết cấu công trình:
Khi tính cản tự có của kết cấu công trình không đủ tiêu tán năng lượng do dao
động gây ra , để tăng tính cản của công trình mà không phải thay đổi trạng thái ban
đầu của nó là lắp đặt các thiết bị giảm dao động lên công trình nhằm kiểm soát dao
động của công trình.
Một số thiết bị đã được nghiên cứu và đưa vào sử dụng rất hiệu quả trong các
công trình nhà cao tầng như:
Thiết bị cản bị động : không cần năng lượng để kích hoạt
+ Gối đệm cao su
+ Piston thủy lực
+ Bể nước
Thiết bị cản khối lượng
+ Con lắc
Thiết bị cản chủ động : cần năng lượng để kích hoạt
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
a.Gối đệm cao su : Cách ly công trình với nền đất khi co dao động xảy ra, điển
hình là thiết bị HDR ( High Damping Rubber bearing )
Ưu điểm :
+ Hạn chế ảnh hưởng bất lợi do dao động .
+ Làm tăng tính linh hoạt theo phương ngang.
+ Tăng độ bền ổn định cho công trình
CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG
2. PHÂN TÍCH CẤU TẠO KHÁNG CHẤN NHÀ CAO TẦNG