Tính toán kết cấu nhà cao tầng có tầng cứng chịu tải trọng động đất có xét đến biến dạng của móng (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
---------------------

NGUYỄN LÊ HOÀNG

TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG
CÓ TẦNG CỨNG CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT
CÓ XÉT ĐẾN BIẾN DẠNG CỦA MÓNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD&CN

Hà Nội – 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
---------------------

NGUYỄN LÊ HOÀNG
KHÓA: 2012 – 2014

TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG
CÓ TẦNG CỨNG CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT
CÓ XÉT ĐẾN BIẾN DẠNG CỦA MÓNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG DD&CN
MÃ SỐ: 60.58.02.08

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGUYỄN TIẾN CHƯƠNG
TS. CHU THỊ BÌNH

Hà Nội – 2014


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện Luận văn này, tác giả được người hướng dẫn khoa
học là Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Tiến Chương và Cô giáo TS. Chu Thị Bình tận
tình giúp đỡ, hướng dẫn cũng như tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành
Luận văn của mình. Qua đây, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tời Thầy và Cô!
Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn các Thầy, cô giáo, các Cán bộ của khoa
Đào tạo Sau đại học, thuộc Trường Đại học Kiến Trúc – Hà Nội đã giúp đỡ, chỉ dẫn
trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Tác giả cũng xin bày tỏ long biết ơn đến Gia đình đã động viên và tạo mọi
điều kiện tốt nhất cho tác giả học tập, nghiên cứu.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những người bạn đã luôn
nhiệt tình giúp đỡ tác giả hoàn thành tốt Luận văn này.
Do thời gian thực hiện đề tài không nhiều và trình độ của tác giả có hạn, mặc
dù đã cố gắng hết sức nhưng trong Luận văn sẽ không tránh được những sai sót, tác
giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy, cô giáo cùng các bạn
đồng nghiệp để Luận văn hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày

tháng 08 năm 2014

Tác giả Luận văn

Nguyễn Lê Hoàng


LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Nguyễn Lê Hoàng
Sinh ngày: 22 – 04 – 1984
Nơi công tác:
Tôi xin cam đoan Luận văn tốt nghiệp Cao học ngành Xây dựng công trình
dân dụng và công nghiệp với đề tài: “ Tính toán kết cấu Nhà cao tầng có tầng cứng
chịu tác động của Động đất có xét đến biến dạng của móng” là Luận văn do cá nhân
tôi thực hiện. Các kết quả tính toán các Mô hình tuân thủ Tiêu chuẩn Xây dựng hiện
hành. Kết quả tính toán này không sao chép bất kỳ tài liệu nào khác.
Hà Nội, ngày

tháng 08 năm 2014

Tác giả Luận văn

Nguyễn Lê Hoàng


Lời cảm ơn
Danh mục các hình vẽ
Danh mục các bảng biểu
Trang
Mục lục
Mở đầu

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ NHÀ CAO TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ
MỘT SỐ GIẢI PHÁP TĂNG ĐÔ CỨNG NGANG CHO CÔNG TRÌNH.
1.1

Lịch sử phát triển nhà cao tầng

1

1.1.1 Nguyên nhân xuất hiện nhà cao tầng

5

1.1.2 Định nghĩa và Phân loại Nhà cao tầng

5

1.1.3 Lịch sử phát triển nhà cao tầng

6

1.2

Phân loại hệ kết cấu chiu lực cho nhà cao tầng và một số giải pháp 7
tăng độ cứng ngang cho công trình

1.2.1 Hệ kết cấu bên trong

9

1.2.2 Hệ kết cấu bên ngoài

13

1.3

17

Hệ Outrigger trong nhà cao tầng

1.3.1 Khái niệm về hệ outrigger và các công trình ở Việt Nam

17

1.3.2 Phân loại các hệ Outrigger

22

1.3.3 Hiệu quả khi sử dụng hệ Outrigger

26

1.4

30

Nhận xét

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG CÓ TẦNG
CỨNG CHỊU TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT.
2.1

Mô hình tính toán

34

2.1.1 Mô hình tính toán của hệ kết cấu chịu tải trọng bất kỳ

34

2.1.2 Mô hình tính toán của hệ kết cấu chịu tác động của động đất

35

2.2

36

Các phương pháp tính toán tác động của động đất

2.2.1 Phân loại các phương pháp tính toán

36


2.2.2 Phương pháp Tĩnh lực ngang tương đương

36

2.2.3 Phương pháp Phổ phản ứng

37

2.2.4 Phương pháp phân tích dạng chính

38

2.2.5 Phương pháp tích phân trực tiếp phương trình chuyển động

38

2.2.6 Phương pháp tính toán tĩnh phi tuyến

39

2.2.7 Lựa chọn các phương pháp tính toán

40

2.3

41

Tiêu chuẩn TCVN 9386-1:2012

2.3.1 Phương pháp phân tích Tĩnh lực ngang tương đương

43

2.3.2 Phương pháp Phân tích phổ phản ứng dạng dao động

44

2.3.3 Tổ hợp các hệ quả của các thành phần tác động động đất

45

2.4

Tính toán kết cấu nhà cao tầng Bê tông cốt thép có tầng cứng chịu tác 46
động của động đất

2.4.1 Mô hình tính toán và các giả thiết của hệ

46

2.4.2 Vị trí tối ưu của tầng cứng

52

2.5

Tính toán kết cấu nhà cao tầng Bê tông cốt thép có tầng cứng chịu tác 52
động của động đất có xét đến biến dạng của móng

2.5.1 Mô hình tính toán và các giả thiết của hệ

52

2.5.2 Vị trí tối ưu của tầng cứng khi xét đến biến dạng của móng

57

2.6

65

Nhận xét

CHƯƠNG 3. CÁC VÍ DỤ TÍNH TOÁN.
3.1

Tính toán công trình có một tầng cứng chịu tải trọng ngang tĩnh

67

3.1.1 Mô hình tính toán

67

3.1.2 Tính toán các tham số đặc trưng của công trình

69

3.1.3 Tính toán xét đến sự làm việc của móng

70

3.1.4 Tính toán khi không xét đến sự làm việc của móng

73

3.2

76

Tính toán công trình có một tầng cứng chịu tác động động đất

3.2.1 Các mô hình tính toán

77

3.2.2 Tính toán mô hình MH1 chịu tác động động đất theo TCVN 9386- 82
1:2012


3.2.3 Các kết quả tính toán và các bảng so sánh

82

3.2.4 Ảnh hưởng của độ cứng móng tới chuyển vị tại đỉnh và chu kỳ dao 98
độn riêng cơ bản của công trình
Kiến nghị và kết luận

101


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Số hiệu

Tên hình vẽ

Trang

1.1

Phân loại các kết cấu trong nhà cao tầng bởi Fazlur Khan

8

1.2

Nhà có hệ khung chịu lực

9

1.3

Nhà có hệ tường chiu lực

10

1.4

Sự tương tác của khung và tường cứng

12

1.5

Bố trí mặt bằng các tầng của công trình Sears Tower

14

1.6

Hệ kết cấu bên trong

16

1.7

Hệ kết cấu bên ngoài

16

1.8

Hệ kết cấu được bố trí tầng cứng

18

1.9

Phối cảnh công trình The firt Wiscosin Center, Milwaukee

19

1.10

Mặt bằng và mặt cắt công trình The firt Wiscosin Center,

19

Milwaukee
1.11

Phối cảnh dự án “Trung tâm tài chính Bitexco”

20

1.12

Mặt bằng bố trí tầng cứng công trình

21

“Trung tâm tài chính Bitexco” – Tp Hồ Chí Minh
1.13

Mặt đứng tầng cứng công trình

21

“Trung tâm tài chính Bitexco” – Tp Hồ Chí Minh
1.14

Phối cảnh các hệ outrigger trong công trình

22

1.15

Mặt bằng tầng cứng của các công trình

22

1.16

NCT sử dụng hệ dầm đai biên như hệ outrigger ảo

24

1.17

Sự truyền mô men từ lõi ra hệ dầm biên

24

1.18

Sự truyền mô men từ hệ dầm biên tới hê cột

25

1.19

Sự truyền mô men từ lõi ra hệ tường tầng hầm

25

1.20

Sự truyền mô men từ tường tầng hầm ra tới hệ cột

27

1.21

Sơ đồ kết cấu NCT có tầng cứng

28

1.22

Biểu đồ mô men trong lõi cứng khi có và không có tầng cứng

28

1.23

Các vách liền được tăng cứng để chịu tải trọng ngang

29


1.24

Lõi gia cường bằng hệ outrigger chịu tải trọng ngang

30

2.1

Mô hình tính toán của hệ có nhiều BTDĐ

34

2.2

Mô hình tính toán của hệ có nhiều BTDĐ chịu tác động của

35

động đất
2.3

Phổ phản ứng đàn hồi cho các loại đất nền từ A đến E

43

2.4

Mô hình tính toán công trình có tầng cứng

46

2.5

Sơ đồ biến dạng của công trình có tầng cứng

47

2.6

Sơ đồ tính toán vị trí tối ưu trong NCT có 1 tầng cứng

50

2.7

Sơ đồ tính toán vị trí tối ưu trong NCT có 1 tầng cứng khi kể

52

tới biến dạng của móng.
2.8

Biến dạng của kết cấu NCT sử dụng outrigger khi xét đến

53

biến dạng của móng
2.9

Mô hình phân tích

54

2.10

Sự phân bố ứng suất ở lõi khi thay đổi liên kết dầm – cột

55

2.11

Liên kết dầm tại tầng cứng vào lõi – vách

55

2.12

Chuyển vị xoay của hệ móng

56

2.13

Chuyển vị xoay của lõi cứng tại vị trí tầng cứng

57

2.14

Chuyển vị xoay – biến dạng của tầng cứng

58

2.15

Chuyển vị xoay – biến dạng của hệ móng lõi

60

2.16

Chuyển vị xoay – biến dạng của hệ móng lõi

61

2.17

Biến dạng của hệ kết cấu khi chịu tải trọng ngang

63

2.18

Biểu đồ biểu diễn tương quan vị trí tối ưu tầng cứng với giá

65

trị 
2.19

Mô hình tính toán các trường hợp a,b,c.

3.1

Mặt đứng công trình

67

3.2

Mặt bằng kết cấu tầng cứng

68

3.3

Mặt bằng kết cấu móng

68

3.4

Mặt bằng, mặt cắt kết cấu móng - lõi

70

3.5

Biều đồ quan hệ độ cứng chống xoay của móng với chuyển vị 73


đỉnh và vị trí tối ưu của công trình.
3.6

Biều đồ quan hệ độ cứng móng cột biên với chuyển vị đỉnh

74

và vị trí tối ưu của công trình.
3.7

Biều đồ quan hệ độ cứng dầm móng với chuyển vị đỉnh và vị

74

trí tối ưu của công trình.
3.8

Mô hình tính toán 3D

78

3.9

Mặt đứng trục 2,3,4 của các mô hình tính toán

80

3.10

Biểu đồ chuyển vị các dạng dao động riêng của công trình

83

MH -1,(Không bố trí tầng cứng Outrigger)

3.11

Phổ phản ứng theo phương ngang của công trình MH -1

85

3.12

Bảng tổng hợp tác động động đất theo phương X của công

87

trình MH -1(Không bố trí tầng cứng Outrigger)
3.13

Bảng tổng hợp tác động động đất theo phương Y của công

89

trình MH -1(Không bố trí tầng cứng Outrigger)
3.14

Bảng tổng hợp tác động động đất theo phương X của công

90

trình MH -2(Có bố trí tầng cứng Outrigger, tại vị trí tầng thứ
19)
3.15

Bảng tổng hợp tác động động đất theo phương Y của công

91

trình MH -2(Có bố trí tầng cứng Outrigger, tại vị trí tầng thứ
19)
3.16

Bảng tổng hợp tác động động đất theo phương X của

92

công trình MH -3
3.17

Bảng tổng hợp tác động động đất theo phương Y của
công trình MH -3

93


3.18

Biểu đồ chuyển vị của các mô hình MH-1,2,3,4,5,6,7.

94

3.19

Biểu đồ chuyển vị đỉnh của các mô hình MH-3,4,5,6,7,8,9.

96

3.20

Biểu đồ quan hệ chuyển vị tại đỉnh công trình và độ cứng

99

chống xoay của móng
3.21

Biểu đồ quan hệ chu kỳ dao động dạng 1 của công trình và độ 99
cứng chống xoay của móng


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Số hiệu

Tên hình vẽ

Trang

1.1

Giới hạn chuyển vị đỉnh cho phép của các loại kết cấu

17

2.1

Phạm vi áp dụng của các phương pháp tính toán theo mức độ

40

phức tạp của kết cấu
2.2

Quy định về việc xây dựng mô hình mô hình và sử dụng

40

phương pháp tính toán theo tính đều đặn của công trình
2.3

Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi

42

2.4

Bảng tổng hợp chuyển vị đỉnh và mô men tại các vị trí đặt

48

tầng cứng
3.1

Bảng tổng hợp kết quả chuyển vị tại đỉnh các trường hợp

3.2

Chuyển vị đơn vị tại các tầng theo các dạng dao động cơ bản

72

Mô hình MH -1.
3.3

Bảng tổng chuyển vị của các mô hình MH-1,2,3,4,5,6,7,8,9.

94

3.4

Bảng so sánh chuyển vị của các mô hình so với MH-2

96

3.5

Bảng tổng hợp kết quả tính toán dao động của công trình
So sánh sự thay đổi chu kỳ dao động của MH-3 so với MH2
So sánh sự thay đổi khối lượng hữu hiệu tham gia dao động
của MH-3 so với MH-2.

97

Bảng tổng hợp kết quả ảnh hưởng độ cứng chống xoay Cs tới

98

3.6
3.7
3.8

chu kỳ và chuyển vị tại đỉnh của công trình

97
97


1

MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài:
Bước sang thế kỷ 21, việc đô thị hoá và xây dựng nhà cao tầng đang là vấn đề
thời sự nóng bỏng của nước ta. Khi thiết kế những công trình cao tầng, ngoài các
loại tải trọng thông thường, đòi hỏi người làm công tác tư vấn thiết kế phải xem xét
kỹ lưỡng đến sự tác động của động đất lên công trình.
Động đất thực sự là một thảm hoạ của thiên nhiên đối với sự sống của con
người trên trái đất, tuy nhiên không phải tất cả các công trình đều bị phá huỷ sau
động đất mà ta vẫn có thể nghiên cứu, xây dựng được những công trình có khả năng
chống động đất ở những cấp độ nào đó.
Để tăng độ cứng khi chịu tải trọng ngang cho công trình, các nhà cao tầng
thường được bố trí thêm tầng cứng (có thể kết hợp làm tầng kỹ thuật). Hiện nay, ở
trong và ngoài nước đã có rất nhiều tác giả đã nghiên cứu tính toán các vị trí tối ưu
của các tầng cứng cho Nhà cao tầng nhằm mục đích để giảm chuyển vị tại đỉnh và
mômen tại chân của công trình.
Tuy nhiên, trong quá trình phân tích, Hoenderkamp, J.C.D[12] nhận thấy, giá

trị mômen tại chân lõi cứng của công trình là rất lớn. Với quan điểm, tại vị trí chân
lõi cứng và móng không phải là cứng tuyệt đối nên dưới tác dụng của tải trọng
ngang tĩnh, giá trị mômen sinh ra tại chân lõi này làm cho hệ móng bị biến dạng và
đồng thời làm cho lõi cứng bị xoay đi một góc nhất định nào đó. Điều đó dẫn tới sự
phân phối lại nội lực trong các cấu kiện và làm cho vị trí tối ưu của tầng cứng bị
dịch chuyển lên một giá trị nhất định trong tổng thể công trình.
Biến dạng của hệ móng được ông giả thiết là do sự uốn của móng và chỉ xảy ra
trong mặt phẳng tác dụng của tải trọng, không xét đến sụ xoay của đài, cọc…
Kết quả mà [12] tìm được trong phân tích của mình là mô hình công trình chịu
tải trọng ngang tĩnh. Điều đó cho ta đặt ra câu hỏi rằng, liệu kết quả này có đúng khi
công trình chịu tải trọng động, mà cụ thể là tải trọng động đất theo TCVN 93861:2012, đồng thời giá trị của độ cứng chống xoay tại vị trí lõi cứng và móng có ảnh
hưởng nhiều đến kết quả nói trên.
Qua Luận văn của mình, tác giả muốn tìm hiểu để làm rõ hai vấn đề trên.


2

Mục đích của đề tài:
-Tìm hiểu các dạng kết cấu Nhà cao tầng, các phương pháp hạn chế chuyển vị
ngang khi chịu tải gió bão, động đất.
-Tìm hiểu vị trí tối ưu của tầng cứng trong Nhà cao tầng có một tầng cứng, có
hai tầng cứng khi chịu tải trọng ngang tĩnh.
-Nghiên cứu cơ sở lý thuyết kháng chấn, các phương pháp xác định tải trọng
động đất tác động lên kết cấu công trình. Dựa theo Tiêu chuẩn TCVN 9386-1:2012
về thiết kế công trình động đất và các tài liệu, Tiêu chuẩn nước ngoài liên quan để
tìm hiểu phương pháp Phổ phản ứng áp dụng trong thiết kế.
-Xem xét ảnh hưởng của tầng cứng đến công trình khi chịu tác động động đất.
-Đề xuất vị trí tối ưu của tầng cứng trong Nhà cao tầng có tầng cứng khi chịu
tác động của động đất.
-Tập hợp các kết quả tính toán, từ đó đánh giá được ảnh hưởng của vị trí tầng

cứng đến nhà cao tầng khi chịu tác động động đất.
Đối tượng nghiên cứu
-Hồ sơ thiết kế các công trình nhà cao tầng Bê tông cốt thép có tầng cứng,
được xây dựng trong và ngoài nước. Nghiên cứu các công trình đã xây dựng và
đang thiết kế.
-Mô hình hóa các dạng kết cấu nhà cao tầng bằng phương pháp phần tử hữu
hạn xác định vị trí tối ưu của tầng cứng cho công trình có tầng cứng chịu tải trọng
ngang tĩnh và động đất.
Phạm vi nghiên cứu
- Các công trình nhà cao tầng, kết cấu khung bê tông cốt thép chịu lực có tầng
cứng.
- Vị trí tối ưu của tầng cứng trong nhà cao tầng có một tầng cứng chịu tải trọng
ngang tĩnh có xét đến biến dạng của móng.
- Phương pháp phổ phản ứng trong tính toán nhà cao tầng chịu tác động động
đất.
- Vị trí tối ưu của tầng cứng trong nhà cao tầng có một tầng cứng chịu tác động


3

động đất khi xét đến biến dạng của móng.
Phương pháp nghiên cứu
- Tìm hiểu lý thuyết tính toán tác động của động đất lên công trình theo các
phương pháp khác nhau.
- Tìm hiểu lý thuyết tính toán tác động của động đất theo Phổ phản ứng trong
TCVN 9386-1:2012.
- Phân tích, tính toán các dạng dao động riêng, chu kỳ, biên độ và tải trọng
động đất tác động lên Nhà cao tầng có tầng cứng bằng phương pháp phần tử hữu
hạn.
-So sánh, tổng hợp và rút ra nhận xét, kết luận.

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
-Ý nghĩa khoa học: Bài toán tìm vị trí tối ưu của các tầng cứng trong nhà cao
tầng khi chịu tải trọng ngang tĩnh ,phân bố đều và Bài toán tìm vị trí tối ưu của các
tầng cứng trong nhà cao tầng khi chịu tải trọng ngang động (động đất) là các bài
toán khác nhau. Bài toán tìm vị trí tối ưu của tầng cứng khi chịu tải trọng ngang
tĩnh thì đơn giản hơn, có thể tính toán bằng thủ công (nếu chấp nhận một số giả
thiết tính toán), hoặc sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn. Còn Bài toán tìm vị trí
tối ưu của tầng cứng trong nhà cao tầng khi chịu tải trọng động đất thì phức tạp hơn
nhiều, chủ yếu phải sử dụng phần mềm máy tính và phải tính toán qua nhiều trường
hợp. Vậy nếu kết quả tính theo Bài toán tĩnh mà áp dụng được cho Bài toán động
thì sẽ rất thuận lợi cho các công trình khi tính toán vị trí tối ưu của tầng cứng.
-Ý nghĩa thực tiễn: Biện pháp hạn chế chuyển vị ngang của Nhà cao tầng khi
chịu tải trọng ngang là một biện pháp hữu hiệu, an toàn, ít tốn kém; các tầng
được bố trí thêm hệ kết cấu tăng cứng (vách, dàn, ...) có thể kết hợp làm tầng
Kỹ thuật cho tòa nhà. Việc tìm vị trí tối ưu để giảm tối thiểu chuyển vị ngang
khi tải trọng gió, động đất tác động lên công trình nhằm tăng vai trò của các
tầng cứng; giúp các Kỹ sư kết cấu, Kiến trúc sư có định hướng trong bố trí tầng
cứng (tầng kỹ thuật) cho các công trình nhà cao tầng. Ngoài ra, xét ý nghĩa thời
sự thì trong những năm gần đây tại Việt Nam xuất hiện nhiều công trình nhà
cao tầng, một số công trình có chiều cao đến 345m – 70 tầng (Keangnam Hanoi


4

Landmark Tower); 262,5 m – 68 tầng (Trung tâm tài chính Bitexco); 195 m –
65 tầng (Hanoi City Complex), các tổ hợp chung cư 70 tầng (Khu đô thị An
Khánh), ... có sử dụng tầng cứng để hạn chế chuyển vị đỉnh cho thấy ý nghĩa rất
thực tiễn của đề tài.

THÔNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui
lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện
– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội.
Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội.
Email:

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN


101

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
A.
Kết luận
Trong Luận văn này đã xem xét, tính toán kết cấu nhà cao tầng có tầng cứng
khi kể tới độ cứng chống xoay của móng.
Từ kết quả khảo sát trên đây, tác giả rút ra một số kết luận sau:
Nhìn chung, vị trí thích hợp của tầng cứng trong nhà cao tầng khi xét
tới biến dạng của móng có thể xác định tương tự như đối với trường hợp
công trình chịu tải trọng ngang phân bố theo quy luật tuyến tính từ dưới lên.
Trường hợp nhà có một tầng cứng, khi kể tới biến dạng của móng thì
vị trí phù hợp của tầng cứng để công trình có dịch chuyển ngang bé nhất do
tải trọng mgang tác động được xác định trong khoảng từ x=0,34.H đến x =
0,4.H (với x là khoảng cách từ đỉnh công trình và H là chiều cao công trình).
Kết quả tính toán ví dụ cũng trên cũng cho thấy nếu tầng cứng đặt tại vị trí
phù hợp thì chuyển vị đỉnh khi chịu tải trọng động đất sẽ tăng thêm khoảng
17% và tầng cứng đặt tại đỉnh công trình thì chuyển vị ngang tại đỉnh công
trình có thể tăng thêm tới gần 40%.

Độ cứng chống xoay của móng có ảnh hưởng tới chuyển vị tại đỉnh ,
chu kỳ dao động riêng cơ bản và giá trị của lực động đất của công trình. Ảnh
hưởng này có thể được mô tả như hình 3.20 và 3.21, trong đó có thể chia
ảnh hưởng của giá trị độ cứng chống xoay Cs của móng ra làm ba vùng:
- Vùng 1: là vùng mà móng có độ cứng chống xoay Cs nhỏ hơn giá trị độ
cứng chống xoay ứng với giá trị tại điểm B (Cs = 1,62E+8). Trong vùng
này, chuyển vị ngng tại đỉnh, chu kỳ dao động riêng cơ bản cũng như giá
trị của lực động đất phụ thuộc mạnh vào giá trị độ cứng chống xoay Cs
của móng. Ứng với sự thay đổi tương đối nhỏ của độ cứng chống xoay Cs
của móng sẽ dẫn tới sự thay đổi lớn của chuyển vị ngang tại đỉnh, đến
chu kỳ dao động riêng cơ bản và giá trị của lực động đất. Do đó, trong
quá trình thiết kế cần tránh để độ cứng chống xoay Cs nằm trong vùng
này.
- Vùng 3: là vùng mà móng có giá trị độ cứng chống xoay Cs lớn hơn giá
trị độ cứng chống xoay của móng ứng với điểm A. Trong vùng này, việc
xét đến ảnh hưởng của độ cứng chống xoay Cs của móng không làm thay
đổi đáng kể đến giá trị của chuyển vị ngang tại đỉnh, đến chu kỳ dao động
riêng cơ bản và giá trị của lực động đất. Do đó, trong thiết kế, có thể coi
liên kết tại chân cột, vách là liên kết ngàm.
- Vùng 2: là vùng mà móng có giá trị độ cứng chống xoay Cs nằm giữa hai
giá trị độ cứng chống xoay Cs ứng với điểm A (Cs =8,1E+8) và B. Trong


102

vùng này, ảnh hưởng của độ cứng chống xoay Cs của móng đến chuyển
vị ngang tại đỉnh, chu kỳ dao động riêng cơ bản và giá trị của lực động
đất là đáng kể. Do đó, trong thiết kế cần phải kể đến giá trị của độ cứng
chống xoay Cs của móng khi tính toán nhà cao tầng.
B.

Kiến nghị.
Những kết luận trên được rút ra từ phân tích một công trình cụ thể với những
giả thiết để đơn giản tính toán. Do đó, cần có những nghiên cứu rộng rãi để có
những kết quả sát thực hơn.


Ti liệu tham khảo
Tiếng Việt
1. Nguyễn Tiến Chương, Nguyễn Tất Tâm (2012), Tính toán kết cấu nhà cao tầng
bê tông cốt thép có tầng cứng chịu tác động của động đất theo TCXDVN
375:2006, Tạp chí khoa học Kiến trúc & xây dựng số 07-Trường ĐH Kiến Trúc Hà Nội.
2. Lê Thanh Huấn (2007), Kết cấu Nhà cao tầng BTCT, tr. 5 - 12, NXB Xây dựng,
Hà Nội.
3. Nguyễn Lê Ninh (2006), Động đất và Thiết kế công trình chịu động đất, NXB
Xây dựng, Hà Nội.
4. Ngô Thế Phong, Lý Trần Cường, Trịnh Kim Đạm, Nguyễn Lê Ninh (2000), Kết
cấu bê tông cốt thép (Phần cấu kiện cơ bản), NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
5. Ngô Thế Phong, Lý Trần Cường, Trịnh Kim Đạm, Nguyễn Lê Ninh (2001), Kết
cấu bê tông cốt thép (Phần kết cấu nhà cửa), NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
6. W.Sullo (1976), Kết cấu nhà cao tầng (Phạm Ngọc Khánh, Lê Mạnh Lân, Trần
Trọng Chi dịch từ bản tiếng Nga), NXB Xây Dựng, Hà Nội 1995;
7. Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCVN 5574 - 2012, Kết cấu bê tông và Bê tông
cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng, Hà Nội.
8. Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCVN 9386-1 : 2012, Thiết kế công trình chịu
động đất, NXB Xây dựng, Hà Nội.
9. Tiêu chuẩn Xây dựng (TCVN 1998), Kỹ thuật thiết kế và thi công nhà cao tầng,
NXB Xây dựng, Hà Nội.
10. Nguyễn Viết Trung (2000), Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép hiện đại theo tiêu
chuẩn ACI, NXB Giao thông, Hà Nội.
11. Viện khoa học Công nghệ Xây dựng (2008), Hướng dẫn Thiết kế Kết cấu Nhà

cao tầng BTCT chịu động đất, NXB Xây dựng, Hà Nội


TiÕng Anh
12. J.C.D. Hoenderkamp, M.C.M. Bakker and H.H.Snijder , Preliminary design of
high-rise outrigger braced shear wall structures on flexible foundations,
HERON, vol.48,No.2(2003) ISSN 0046-7316.
13. Taranath, B.S.(2010), Reinforced Concrete Design of Tall Builading, Taylor and
Francis Group, LLC, New York.
14. Stafford Smith, B. and Coull, A.(1991). Tall Building Structures, John Wiley &
Sons, New York.
15. Ahamed Y. Elghazouli (2009), Seismic Design of Buildings to Eurocode 8, first
edition 2009, Printed in Singapore.
16. Anil K. Chopra (), Dynamics of Structures, Prentice Hall, Upper Saddle River,
New Jersey 07458.
17. EN 1998 - Eurocode 8: Design of Structure for Earthquake Resistance.
18. R.Shankar Nair (1998), Belt Trusses and Basemants as “ Virtual’’ Outrigger for
Tall Buildings, Engineering journal/ fourth quarter/ 1998.