(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CƠNG NGHIỆP LONG AN

------------------------------------------------------------------------

TRẦN PHÁT ĐẠO

PHÂN TÍCH ẢNH HƢỞNG CỦA TẢI TRỌNG
NHIỆT ĐẾN ỨNG XỬ CỦA NHÀ CAO TẦNG CÓ
KIẾN TRÚC PHỨC TẠP KÍCH THƢỚC LỚN

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng
Mã số: 8.58.02.01

Long An, tháng 10 năm 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CƠNG NGHIỆP LONG AN

---------------------------------------------------------------------

TRẦN PHÁT ĐẠO

PHÂN TÍCH ẢNH HƢỞNG CỦA TẢI TRỌNG
NHIỆT ĐẾN ỨNG XỬ CỦA NHÀ CAO TẦNG CÓ
KIẾN TRÚC PHỨC TẠP KÍCH THƢỚC LỚN

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng

Mã số: 8.58.02.01

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Hồng Ân

Long An, tháng 10 năm 2020


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số
liệu, kết quả trong luận văn là trung thực; đồng thời chƣa đƣợc cơng bố trong các tạp
chí khoa học và cơng trình nào khác.
Các thơng tin số liệu trong luận văn này đều có nguồn gốc và đƣợc ghi chú rõ ràng./.
Tác giả
(Ký và ghi rõ họ tên)

Trần Phát Đạo


ii

LỜI CẢM ƠN
Với tất cả tình cảm của mình, tác giả là học viên cao học của Khoa Xây dựng
dân dụng và cơng nghiệp khóa 2018 – 2020 xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu
sắc đến TS.Nguyễn Hồng Ân người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ trong suốt q
trình nghiên cứu để hồn thành luận văn này.
Để có kết quả này, tác giả đã nhận được nhiều sự hỗ trợ, giúp đỡ của quý Thầy,
Cô và đồng nghiệp. Tác giả xin bày tỏ sự cảm ơn tới Ban giám hiệu nhà trường, các
Thầy, Cô giáo ở Bộ môn Kỹ thuật xây dựng dân dụng, Khoa sau đại học, Phòng Đào

tạo ĐH & Sau ĐH – Trường Đại học Kinh Tế – Công Nghiệp Long An đã đào tạo, chỉ
bảo, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tác giả trong thời gian học
tập đã qua.
Cuối cùng, tác giả xin cảm ơn đơn vị cơng tác, gia đình và bạn bè cùng khóa học
đã chia sẽ khó khăn và giúp đỡ để bản thân hoàn thành Luận văn này.

Tác giả
(Ký và ghi rõ họ tên)

Trần Phát Đạo


iii

TÓM TẮT

Đất nƣớc ta hiện nay đang trong thời kỳ đổi mới, hội nhập quốc tế ngày càng
sâu rộng, sự phát triển kinh tế trong những năm qua đã nâng cao mức sống của đại bộ
phận ngƣời dân Việt Nam, các nhu cầu về ở nghỉ dƣỡng, thƣ giản giải trí của ngƣời
dân cũng dần phát triển và là một trong những ngành mang lại hiệu quả kinh tế rất to
lớn. Vì thế việc tìm kiếm sắp xếp và tổ chức các mơ hình ở nghỉ dƣỡng ln là một
nhiệm vụ quan trọng. Bên cạnh đó, bê tơng xi măng là vật liệu đƣợc sử dụng phổ biến
nhất hiện nay để xây dựng các cơng trình cao tầng nhƣ nhà chung cƣ, khu thƣơng
mại, văn phịng - nơi có nhiều nguy cơ cháy nổ cao, dẫn đến bê tông phải chịu tác
động của nhiệt độ cao sinh ra từ các đám cháy hoặc từ nhiệt độ môi trƣờng. Bê tông
dƣới tác động của nhiệt độ cao có những trạng thái ứng xử rất phức tạp, dẫn đến sự
phá hủy các cấu kiện bê tông khi nhiệt độ tăng cao. Do đó, đề tài phân tích ảnh hƣởng
của tải trọng nhiệt mơi trƣờng đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích
thƣớc lớn nhằm tìm ra quy luật ứng xử chung và giải pháp xử lý kết cấu chịu ảnh
hƣởng bởi tải trọng do nhiệt độ gây ra đối với kết cấu có kiến trúc phức tạp kích

thƣớc lớn. Kết quả phân tích cho thấy, khi kể đến sự thay đổi nhiệt độ môi trƣờng ở
thời điểm bất lợi nhất, ứng suất trong sàn cao hơn trung bình từ 2 đến 5 lần so với
trƣờng hợp khơng xét đến nhiệt độ. Ứng suất do sự thay đổi nhiệt độ này có thể gây ra
hiện tƣợng nứt bề mặt cho kết cấu sàn nếu trong quá trình thiết kế khơng đƣợc kiểm
tra và bố trí cốt thép chống nứt theo yêu cầu. Về mặt biến dạng, nhiệt độ làm tăng biến
dạng của sàn trong mặt phẳng ngang làm tăng ứng suất trong bê tông sàn. Khi nhiệt độ
môi trƣờng tăng giảm, ứng suất kéo trong bê tông sàn ở mặt trên, mặt dƣới gia tăng
đáng kể, có vị trí ứng suất kéo lên đến 7 MPa, vƣợt quá khả năng chịu kéo của bê
tơng. Vì vậy dẫn đến nứt bề mặt sàn. Cần lƣu ý và có giải pháp thiết kế để kháng nứt
cho bê tông khi sàn bị biến dạng lớn do nhiệt độ môi trƣờng.


iv

MỤC LỤC
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN...................................................................................................... 1
1.1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI.......................................................................................................... 1
1.2. LỢI ÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI................................................................................................... 3
1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.............................................................................................................. 3
1.3.1. Mục tiêu tổng quát................................................................................................................... 3
1.3.2. Mục tiêu cụ thể.......................................................................................................................... 3
1.4. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU........................................................................................................... 4
1.5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU................................................................................................................. 4
1.6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................................................................................... 5
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT....................................................................................... 6
2.1. GIỚI THIỆU....................................................................................................................................... 6
2.2. ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................................................... 6
2.3. BIẾN DẠNG...................................................................................................................................... 7
2.3.1. Biến dạng do nhiệt độ............................................................................................................. 7
2.3.1.1. Biến dạng của hồ xi măng do nhiệt độ......................................................................... 7

2.3.1.2. Biến dạng của cốt liệu do nhiệt độ................................................................................. 7
2.3.1.3. Biến dạng của bê tông do nhiệt độ................................................................................. 9
2.3.2. Biến dạng nhiệt nhất thời...................................................................................................... 9
2.4. CƠ CHẾ PHÁ HỦY CẤU TRÚC BÊ TƠNG................................................................................. 10
2.4.1. Biến đổi hóa học..................................................................................................................... 10
2.4.1.1. Phản ứng lý hóa.................................................................................................................. 10
2.4.1.2.Ảnh hưởng tới độ dẫn nhiệt............................................................................................. 11
2.4.2. Sự không tƣơng đồng giữa biến dạng hồ xi măng và cốt liệu.............................. 11
2.5. BỐ TRÍ KHE CO GIÃN CHO CƠNG TRÌNH............................................................................... 13
2.5.1. Khe nhiệt................................................................................................................................... 13
2.5.2. Khe lún....................................................................................................................................... 17
2.5.3. Cấu tạo....................................................................................................................................... 17
2.6. TRƢỜNG NHIỆT ĐỘ VÀ ỨNG SUẤT NHIỆT TRONG BÊ TƠNG.......................................... 19
2.6.1. Lý thuyết về q trình truyền nhiệt và ứng suất do hiệu ứng nhiệt.....................20
2.6.1.1. Phương trình vi phân chủ đạo của quá trình truyền nhiệt................................. 20


v

2.6.1.2. Các thơng số tính tốn nhiệt.......................................................................................... 20
a. Nguồn nhiệt và tăng nhiệt độ đoạn nhiệt của bê tông...................................................... 21
b. Nhiệt độ bê tông khi đổ (nhiệt độ ban đầu)......................................................................... 22
c. Nhiệt độ môi trƣờng..................................................................................................................... 22
d. Nhiệt độ tại các biên..................................................................................................................... 22
2.6.1.3. Quan hệ giữa trường ứng suất và nhiệt độ............................................................... 23
2.6.2. Quy trình phân tích trƣờng nhiệt độ và ứng suất trong bê tông khối lớn.........23
2.7. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, THỦY VĂN KHU VỰC DỰ ÁN......................................................... 24
2.7.1. Đặc điểm tự nhiên.................................................................................................................. 25
2.7.2. Khí hậu, thủy văn................................................................................................................... 25
2.7.2.1. Khí hậu................................................................................................................................... 25

2.7.2.2. Thủy văn................................................................................................................................. 27
2.7.3. Cảnh quan thiên nhiên.......................................................................................................... 27
CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ MƠI TRƢỜNG
ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA CƠNG TRÌNH.................................................................................. 28
3.1. GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH........................................................................................................... 28
3.2. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC............................................................................................. 28
3.3. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU................................................................................................. 32
3.4. TẢI TRỌNG NHIỆT ĐỘ................................................................................................................. 33
3.5. TỔ HỢP TẢI TRỌNG..................................................................................................................... 36
3.6. PHẦN MỀM PHÂN TÍCH TÍNH TỐN....................................................................................... 36
3.7. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH.................................................................................................................. 37
3.7.1. Ứng suất trong sàn................................................................................................................. 37
NHẬN XÉT..................................................................................................................................... 52
3.7.2. Kết quả phân tích nội lực của hệ vách........................................................................... 53
ĐÁNH GIÁ..................................................................................................................................... 83
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ......................................................................... 84
4.1. KẾT LUẬN...................................................................................................................................... 84
4.2. KIẾN NGHỊ..................................................................................................................................... 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................... 86
88


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình

B
2.1.

2.2.

li

B

B
2.3.
2.4.

(d

G

C
2.5.

tạ
ca

2.6.

C

2.7.

C

2.8.

X

2.9.

K

Q
2.10.

kh

3.1.

P

3.2.

P

3.3.

P

3.4.

P


3.5.

M

3.6.

M

3.7.

M

3.8.

G

3.9.

B

3.10.

B

3.11.

B

3.12.

B

3.13.

B


vii

Số hiệu
hình
3.14.

Biểu

3.15.

Biểu

3.16.

Biểu

3.17.

Biểu

3.18.

Biểu

3.19.

Biểu
Biểu

3.20.

(TT+

3.21.

Biểu

3.22.

Biểu

3.23.

Biểu
Biểu

3.24.

(TT+

3.25.

Lực d

3.26.

Mom

3.27.

Lực d

3.28.

Mom

3.29.

Lực d

3.30.

Mom

3.31.

Lực d

3.32.

Mom

3.33.

Lực d

3.34.

Mom

3.35.

Lực d

3.36.

Mom

3.37.

Lực d

3.38.

Mom

3.39.

Lực d


viii

Số hiệu

hình
3.40.

Lực d

3.41.

Lực d

3.42.

Mom

3.43.

Lực d

3.44.

Mom

3.45.

Lực d

3.46.

Mom

3.47.

Lực d

3.48.

Mom

3.49.

Lực d

3.50.

Mom

3.51.

Lực d

3.52.

Mom

3.53.

Lực d

3.54.

Mom

3.55.

Lực d

3.56.

Mom

3.57.

Lực d


3.58.

Mom

3.59.

Lực d

3.60.

Mom

3.61.

Lực d

3.62.

Mom

3.63.

Lực d

3.64.

Mom

3.65.

Lực d

3.66.

Mom


ix

Số hiệu
hình
3.67.

Lực d

3.68.

Mom

3.69.

Lực d

3.70.

Mom

3.71.

Lực d

3.72.

Mom

3.73.

Lực d

3.74.

Lực d

3.75.

Lực d

3.76.

Mom

3.77.

Lực d

3.78.

Mom

3.79.

Lực d

3.80.

Mom

3.81.

Lực d

3.82.

Mom

3.83.

Lực d

3.84.

Mom


x

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Số hiệu
bảng
2.1.

2.2.
3.1.
3.2.

3.3.

3.4.

3.5.

3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.

3.11.

3.12.
3.13.

Thay đổi của hệ

gian ở nhiệt độ m

Các phản ứng lý
nhiệt độ cao
Biến trình ngày

So sánh Ứng su
hợp phân tích

Tổng hợp độ ch
trƣờng hợp

Tổng hợp độ ch
trƣờng hợp

Tổng hợp độ ch
trƣờng hợp

Tổng hợp độ ch
trƣờng hợp
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực

phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực


3.14.
3.15.
3.16.

phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích


xi

Số hiệu
bảng
3.17.

3.18.
3.19.

3.20.
3.21.
3.22.
3.23.
3.24.

3.25.
3.26.
3.27.
3.28.
3.29.
3.30.
3.31.
3.32.

So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích

So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực


3.33.
3.34.
3.35.
3.36.

phân tích
So sánh nội lực

phân tích
So sánh nội lực
phân tích
So sánh nội lực
phân tích


xii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Số thứ
tự
1
2
3
4
5
6
7


29

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Sự cần thiết của đề tài

Đất nƣớc ta hiện nay đang trong thời kỳ đổi mới, hội nhập quốc tế ngày càng
sâu rộng, sự phát triển kinh tế trong những năm qua đã nâng cao mức sống của đại

bộ phận ngƣời dân Việt Nam, các nhu cầu về ở nghỉ dƣỡng, thƣ giản giải trí của
ngƣời dân cũng dần phát triển và là một trong những ngành mang lại hiệu quả kinh
tế rất to lớn. Vì thế việc tìm kiếm sắp xếp và tổ chức các mơ hình ở nghỉ dƣỡng ln
là một nhiệm vụ quan trọng.
Trong đó tỉnh Bình Thuận là một trong những tỉnh ven biển thuộc miền Nam
Trung Bộ của nƣớc ta, vì vậy các cơ quan quản lý sẽ nhắm đến các mục tiêu sau :
- Phát huy lợi thế đặc thù về ở nghỉ dƣỡng, du lịch biển.
- Phát triển ngành du lịch sinh thái tại địa phƣơng.
- Bảo vệ môi trƣờng cảnh quan thiên nhiên (hệ sinh thái biển, ..)
- Định hƣớng phát triển du lịch bền vững theo hƣớng công nghiệp hóa, hiện

đại hóa, góp phần nâng cao chất lƣợng cuộc sống nhân dân nhằm giảm khoảng cách
về đời sống, sinh họat của ngƣời dân giữa đô thị và các vùng nông thôn.
- Đảm bảo yêu cầu phát triển kinh tế xã hội, bảo vệ môi trƣờng sinh thái,

đảm bảo an ninh quốc phòng, quản lý sử dụng đấi đai có hiệu quả…
- Xây dựng mới và phát triển hệ thống hạ tầng kỹ thuật nhƣ hệ thống đƣờng

giao thông, hệ thống cấp thoát nƣớc, hệ thống xử lý nƣớc thải, hệ thống cấp điện, hệ
thống thông tin liên lạc, cải tạo môi trƣờng cảnh quan… gắn kết giữa du lịch và
phục vụ du lịch trên địa bàn địa phƣơng.
- Cụ thể hóa chủ trƣơng phát triển du lịch, kinh tế - xã hội và đầu tƣ xây

dựng cơ sở hạ tầng của Tỉnh.
- Xác định khung kết cấu hạ tầng xã hội, hạ tầng kỹ thuật đảm bảo phát triển bền

vững trên cơ sở quy hoạch chung, kế thừa chọn lọc quy hoạch huyện Hàm Thuận


30

Nam, quy hoạch chi tiết các khu chức năng đƣợc phê duyệt, các dự án đã điều
chỉnh và đang triển khai theo chủ trƣơng của cấp thẩm quyền.
- Làm cơ sở tổ chức lập quy hoạch chi tiết; đề xuất danh mục các chƣơng trình

đầu tƣ và dự án chiến lƣợc; kiểm sốt phát triển và quản lý đơ thị; điều chỉnh quy
hoạch huyện Hàm Thuận Nam đã đƣợc cấp thẩm quyền phê duyệt để phù hợp với
quy hoạch của tỉnh Bình Thuận.
- Quy hoạch xây dựng lại gắn với việc cải tạo nâng cấp các khu vực hiện có,

khớp nối đồng bộ về hạ tầng kỹ thuật, kiến trúc nâng cao điều kiện môi trƣờng
sống, cảnh quan chung.
- Bên cạnh phát triển không gian kiến trúc cảnh quan phục vụ cho nhu cầu

du lịch sinh thái của lƣợng khách du lịch.Đồ án còn nắm bắt xu hƣớng phát triển
chung của đô thị và mong muốn tạo ra khu dân cƣ đúng chuẩn phục vụ cho đời
sống của ngƣời dân nơi đây.
Từ những mục tiêu trên, khu căn hộ THANH LONG BAY đƣợc thiết kế có hình
dáng uốn lƣợn và thay đổi chiều cao nhằm tạo ra điểm nhấn kiến trúc cho quần thể
khu du lịch nghỉ dƣỡng trong tƣơng lai.
Theo TCVN 5574:2012 kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – Tiêu
chuẩn thiết kế, tại bảng 5 quy định đối với cơng trình BTCT có kết cấu bản đặc tồn
khối hoặc bán lắp ghép thì khoảng cách lớn nhất giữa các khe co giãn nhiệt cho phép
khơng cần tính tốn là 25m; đồng thời theo Tiêu chuẩn Eurocode 2, Mục 2.3.3 quy
định khoảng cách dƣới 30m thì sẽ đƣợc bỏ qua ảnh hƣởng của nhiệt và co ngót trong
phân tích kết cấu, nếu trên 30m phải đƣợc tính tốn, kiểm tra.
Tuy nhiên cơng trình THANH LONG BAY đƣợc thiết kế xây dựng bằng BTCT
tồn khối có chiều dài kết cấu trên 300m, lớn hơn gấp trên 10 lần quy định của Tiêu
chuẩn Việt Nam và Châu Âu nhƣng khơng thể cắt khe nhiệt.
Do đó việc “Nghiên cứu phân tích ảnh hƣởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử

của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thƣớc lớn” để tìm ra quy luật chung
cho giải pháp xử lý kết cấu chịu ảnh hƣởng bởi tải trọng do nhiệt độ gây ra đối với kết


31

cấu nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thƣớc lớn là cần thiết và phù hợp với điều
kiện thực tế.
1.2.

, ý ng ĩa ủa đề
Đề tài sẽ giúp ngƣời thiết kế sử dụng phƣơng pháp thích hợp để phân tích, ƣớc

lƣợng chính xác các ứng xử của kết cấu chịu lực chính nhà cao tầng có kiến trúc phức
tạp kích thƣớc lớn nằm ngồi phạm vi quy định của quy phạm thiết kế.
1.3.

Mục tiêu nghiên cứu

1.3.1. Mục tiêu tổng quát
Để đạt đƣợc hiệu quả kinh tế cao, hạn chế sự cố nứt kết cấu cơng trình do thay
đổi nhiệt độ môi trƣờng và phù hợp với điều kiện khí hậu của Việt Nam, cần phải nắm
rõ những đặc tính của kết cấu bê tơng cốt thép, ứng suất tác dụng do nhiệt độ mơi
trƣờng lên kết cấu có chiều dài lớn và kết cấu phức tạp…hay nói cách khác phải phân
tích rõ ràng những ứng xử của kết cấu nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thƣớc
lớn khi chịu tác động bởi tải trọng nhiệt trong điều kiện mơi trƣờng khí hậu ở Việt
Nam.
Thật vậy, sự phân bố lại ứng suất trong kết cấu theo thời gian do tác động bởi
nhiệt độ môi trƣờng làm biến dạng kết cấu …Tất cả đều là những ứng xử phổ biến,
cần đƣợc phân tích trong kết cấu bê tơng cốt thép. Từ đó đánh giá sự phù hợp của giải

pháp xử lý thích hợp cũng nhƣ áp dụng tính toán bài toán thực tế trong điều kiện kiến
trúc đƣợc lựa chọn trong điều kiện khí hậu ở miền đơng Việt Nam.
Nhằm đánh giá mức độ ảnh hƣởng của tải trọng nhiệt do môi trƣờng đến ứng
xử của kết cấu bê tơng cốt thép có kích thƣớc lớn.
Nhằm đánh giá sự phù hợp của giải pháp xử lý thích hợp cũng nhƣ áp dụng
tính tốn bài tốn thực tế đối với kiến trúc đƣợc lựa chọn trong điều kiện khí hậu ở
Việt Nam.
1.3.2. Mục tiêu cụ thể
- Tìm hiểu các lý thuyết và tiêu chuẩn thiết kế liên quan về tác động của tải trọng

nhiệt độ môi trƣờng lên kết cấu chịu lực của cơng trình.


32
- Phân tích ảnh hƣởng của tải trọng nhiệt độ môi trƣờng lên ứng suất, biến dạng

của các kết cấu chịu lực chính của cơng trình nhƣ cột, vách, dầm chuyển và hệ sàn
BTCT của cơng trình có kích thƣớc lớn và kiến trúc phức tạp.
- Đánh giá mức độ ảnh hƣởng của nhiệt độ môi trƣờng đến ứng suất, nội lực và

biến dạng của kết cấu cơng trình khi không thể cắt khe nhiệt trong các tổ hợp tải trọng
thiết kế liên quan.
- Đánh giá tính khả thi của phƣơng án kiến trúc cơng trình có kích thƣớc lớn

trong giai đoạn thi công và giai đoạn đƣa vào sử dụng của dự án dƣới tác dụng của sự
thay đổi nhiệt độ mơi trƣờng.
1.4. Đối tƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu tính tốn ứng xử của kết cấu nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích
thƣớc lớn của khu căn hộ Thanh Long Bay thuộc huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình
Thuận do Công ty Cổ phần Trung Sơn Bắc làm chủ đầu tƣ bằng phƣơng pháp phần tử

hữu hạn dƣới tác động của tải trọng nhiệt độ môi trƣờng tại tỉnh Bình Thuận, Việt
Nam.
Đề tài có phân tích tính tốn đối với hệ kết cấu chịu lực chính của tịa nhà có
kiến trúc đặc biệt với chiều dài liên tục (khơng thể cắt khe nhiệt) trên 300m và chiều
cao khoảng 100m.
Đề tài sẽ mô phỏng, đánh giá tác động của sự thay đổi nhiệt độ môi trƣờng đến
ứng suất, biến dạng của các kết cấu chịu lực chính của cơng trình nhƣ cột, vách, dầm
chuyển và hệ sàn BTCT của công trình có kích thƣớc lớn và kiến trúc phức tạp.
1.5

. Phạm vi nghiên cứu

Thực hiện nghiên cứu với cơng trình thực tế đang trong giai đoạn thiết kế ý tƣởng
chịu tác động bởi nền nhiệt độ tại tỉnh Bình Thuận, Việt Nam.
Sử dụng các phần mềm phần tử hữu hạn ETABS, SAFE…để mô phỏng, đánh giá
tác động của sự thay đổi nhiệt độ môi trƣờng đến ứng suất, biến dạng của các kết cấu
chịu lực chính của cơng trình nhƣ cột, vách, dầm chuyển và hệ sàn BTCT của cơng
trình có kích thƣớc lớn và kiến trúc phức tạp.


33

Phân tích tính tốn đối với hệ kết cấu chịu lực chính của tịa nhà có kiến trúc đặc
biệt với chiều dài liên tục (không thể cắt khe nhiệt) trên 300m và chiều cao khoảng

100m.
1.6

. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về sự phân bố ứng suất, biến dạng trong kết cấu chịu
lực chính của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thƣớc lớn dƣới tác dụng của tải
trọng nhiệt.
Dựa vào số liệu thủy văn, tải trọng, các cơ sở lý thuyết và các tài liệu tham khảo
có liên quan để tiến hành phân tích, đánh giá cụ thể cho trƣờng hợp kết cấu công trình
bị tác động bởi tải trọng nhiệt.
Sử dụng phần mềm Phần tử hữu hạn ETABS, SAFE… để mô phỏng cho kết cấu
chịu lực chính của cơng trình nhƣ cột, vách, dầm chuyển và hệ sàn BTCT dƣới tác
động bởi tải trọng nhiệt.
1.7

Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước

Tại Việt Nam hiện nay ngày càng nhiều nhà cao tầng đƣợc xây dựng bằng kết cấu bê
tơng cốt thép. Đã có rất nhiều vụ cháy lớn xảy ra gây thiệt hại lớn về ngƣời và tài sản.
Các vụ cháy tƣơng đối lớn nhƣ chung cƣ Carina ở TP. Hồ Chí Minh, nhiệt độ của các
o

đám cháy tạo ra là rất lớn, khoảng 600 C. Nhiệt độ có thể cao hơn phụ thuộc vào vật
o

liệu bị cháy. Nếu có gỗ, nhiệt độ đo trong khơng khí có thể lên tới 1.027 C. Các kết
cấu bê tông nhƣ dầm, cột và sàn chịu tác động của các nhiệt độ cao này trong suốt
thời gian đám cháy.
Câu hỏi đƣợc đặt ra liệu sau khi đám cháy đƣợc dập tắt, các cấu kiện trên có đảm bảo
điều kiện an toàn để sử dụng và nếu khơng đủ điều kiện sử dụng thì cần phải sửa chữa
nhƣ thế nào. Để trả lời đƣợc hai câu hỏi trên, cần hiểu rõ về trạng thái ứng xử cũng
nhƣ cơ chế phá hủy của cấu kiện bê tông dƣới tác động của nhiệt độ cao. Trên thế
giới đã có nhiều nghiên cứu về trạng thái ứng xử, cũng nhƣ q trình phá hủy của bê
tơng dƣới tác động của nhiệt độ cao từ các đám cháy.

Nghiên cứu tại Việt Nam về trạng thái ứng xử của bê tông dƣới tác động của nhiệt
độ khi đổ bê tông khối lớn cho việc xây dựng đập thủy điện hay hồ chứa trong ngành


34

thủy lợi, hay khối lớn phục vụ ngành giao thông vận tải. Tuy nhiên, nhiệt độ lớn nhất
o
có thể sinh ra trong bê tông khối lớn vào khoảng 70 C, nhiệt độ này là rất nhỏ so với
o
nhiệt độ của một đám cháy 1.027 C. Do vậy, đề tài sẽ đƣa ra những tổng quan nghiên
cứu của các nghiên cứu trên thế giới về trạng thái ứng suất cũng nhƣ q trình phá
hủy của bê tơng dƣới tác động của nhiệt độ cao. Tổng quan này là bƣớc đầu cơ bản
cho các nghiên cứu chuyên sâu hơn về kết cấu bê tông chịu lửa cũng nhƣ nhiệt độ cao
trong xây dựng cơng trình tại Việt Nam.
Các nghiên cứu về ứng xử của kết cấu cơng trình chịu tải trọng nhiệt độ mơi trƣờng
cịn chƣa đƣợc thực hiện nhiều trên thế giới và trong nƣớc, và đó là mục tiêu
nghiên cứu của đề tài này.