Câu 1: Thế nào là kết cấu nhà cao tầng hợp lý

Câu 2: Ý nghĩa của việc phân tích dao động riêng

Câu 3: Khi phân tích dao động cho ta biết những thông tin gì

Câu 4: Tác dụng của sàn trong nhà cao tầng

Câu 5: Sàn nhà cao tầng làm việc khác nhà thấp tầng như thế nào

Câu 6: Tác dụng của lõi vách

Câu 7: Nhìn vào hệ kết cấu nhà cao tầng, quan trọng nhất điều gì

Câu 8: Độ cứng của sàn ảnh hưởng như thế nào đến sự làm việc tổng thể của công trình

Câu 9: Nêu những biện pháp chống xoắn cho công trình

Câu 10: Nêu những biện pháp chế ngự dao động

Câu 11: Bản chất của tải trọng động đất và gió động

Câu 12: Thế nào là ma sát âm? Ảnh hưởng của ma sát âm

Câu 12a: Nguyên nhân, hiện tượng, biện pháp khắc phục ma sát âm

Câu 13: Thế nào là tầng cứng

Câu 14: Tác dụng của tầng cứng

Câu 15: Nêu những khuyến cáo về sử dụng tầng cứng

Câu 16: Hãy nêu tác dụng của tầng hầm trong hệ kết cấu nhà cao tầng

Câu 17: Người thiết kế phải làm gì khi thiết kế cọc có dự báo sẽ xuất hiện ma sát âm?

Câu 18: Có thể chồng nhiều nhà thấp tầng thành nhà cao tầng được không?

Câu 19: Tác động của tầng hầm đến sự làm việc của công trình?

Câu 20: Thế nào là dây treo, tác dụng của dây treo, các dạng mái treo ?

Câu 21: Khi nào tính toán đến tải trọng gió động

Câu 22: Nêu ưu nhược điểm của sàn liên hợp?

Câu 23: Khi tính toán kết cấu nhà cao tầng mà chuyển vị lớn thì ta phải làm gì?

Câu24: Khi tính toán kết cấu nhà cao tầng, chuyển vị lớn phải làm gì? 

Câu 1: Thế nào là kết cấu nhà cao tầng hợp lý?

Kết cấu nhà cao tầng phải đảm bảo các yếu tố sau:

- Phải đảm bảo được công năng sử dụng của nhà cao tầng

- Đảm bảo được độ cứng của nhà cao tầng để chịu được tải trọng đứng

- Đảm bảo được độ mềm của kết cấu để chịu được tải trọng ngang

- Khi thiết kế cần chú ý đến tâm cứng và tâm khối lượng cuỷa kết cấu sao cho gần trùng nhau để tránh kết cấu phát sinh dao động xoắn

- Kết hợp mọi cấu kiện kết cấu trong nhà tham gia vào việc chịu tải trọng đứng và tải trọng ngang. Giảm thiểu tác động của đông đất và gió động

- Kết cấu tối ưu hay dùng là cột kết hợp vách lõi . Chu kỳ dao động trong khoảng 2-4s> Nếu công trình không đối xứng thì giảm độ cứng ở kết cấu lõi và tăng dộ cứng ở cột vách sao cho đảm bảo thẩm mỹ kiến trúc

- Việc tính toán với tảu trọng dộng chủ yếu vẫn tập trung vào việc xác định chu kì và dạng dao động riêng của chúng, từ đó cho phép xác định tải trọng tác dụng để xác định trạng thái ứng suất

a, Hạn chế chuyển vị ngang

Theo sự tăng chiều cao , chuyển vị gia tăng rất nhanh . Trong thiết kế không chỉ yêu cầu kết cấu đủ cường độ mà phải đủ độ cứng để chống lực ngang, hạn chế chuyển vị ngang trong phạm vi nhất định

b, Yêu cầu thiết kế chống động đất cao

Ở vùng có động đất ngoài việc tính đến tải trọng đứng, tải trọng gió còn phải tính đến khả năng chống động đất tốt để không bị hư hại khi động đất nhỏ, khi gặp động đất tương đương thiết kế có thể sửa chữa , khi động đất lơn có thể nứt chứ không sụp đổ

c, Giảm nhẹ trọng lượng bản thân

Hiệu ứng của động đất tỉ lệ thuận với trọng lượng công trình, giảm nhẹ trọng lượng bản thân kà giảm nội lực cấu kiện, tiết kiệm vật liệu, giá thành

d, Hình dạng của công trình

Hình dạng mặt bằng nhà cần đơn guản , gọn và có độ cứng chống xoắn lơn. Nếu mặt bằng phức tạp , trảu dài cần cấu tạo khe kháng chấn

e, Độ cứng , cường độ

Theo phương đứng nên tránh sự thay đồi đột ngột sự phân bố độ cứng trên chiều cao nhà , theo phương ngang nên tách các kết cấu vách ngăn, lõi... ra khỏi kết cấu chịu lực và giảm bớt chiều cao tiết diện của các cấu kiện ngắn

f, Bậc siêu tĩnh

Những công trình chịu ứng suất phát sinh do chênh lệch nhiệt độ , do lún không đều thì bậc siêu tĩnh nên thấp. Khi công trình chịu tải trọng ngang thì bậc siêu tĩnh phải cao

g, Tương quan độ cứng giữa cột và dầm

Thiết kế cột chắc hơn dầm, khớp dẻo xuất hiện ở dầm trước sau, đó mới tới các cột

h, Lựa chọn vật liệu và loại nhà

Có thể lựa chọn vật liệu chính bằng thép, BTCT hay hỗn hợp hoặc lựa chọn nhà khung, nhà tấm, nhà kết hợp...

i, Hấp thụ và tiêu tán năng lượng cao

Câu 2: Ý nghĩa của việc phân tích dao động riêng?

Phân tích dao động riêng để xác đinh được các thông số đắc trưng của công trình như tần số, biên độ , dạng dao động, khối lượng, khả năng kháng chấn từ đó làm cơ sở tăng giảm tiết diện cho hợp lý

Khi có đ­ược tần số dao động riêng của hệ kết cấu sẽ xác định đư­ợc tải trọng gió (có xét thành phần động), tải trọng động đất tác động lên công trình và gia tốc cực đại của công trình như ­sau:

a, Tải trọng gió

Khi tần số dao động riêng của công trình càng giảm thì hệ số chấn động giócàng lớn, vì vậy tải trọng gió tác động lên công trình càng lớn

b, Tải trọng động đất

Khi tần số dao động riêng của hệ càng tăng thì tải trọng động đất tác dụng lên công trình càng lớn.

c, Gia tốc cực đại của công trình

Nh­ư vậy, tần số dao động riêng của hệ có ảnh hưởng lớn đến gia tốc cực đại của công trình, có ý nghĩa ảnh hưởng đến cảm giác của con người ở trong công trình.

Câu 3: Khi phân tích dao động cho ta biết những thông tin gì?

Dao động riêng của kết cấu là thông số đặc trưng cho kết cấu

Phân tích dao động riêng cho ta biết:

- Dạng dao động của công trình

- Tần số và chu kỳ dao động , biên dộ dao động công trình

- Phần trăm hữu dụng của kết cấu trong công trình

- Những dao động gây nguy hiểm khi các tải trọng tác động lên công trình

- Tải trọng gió động đất theo chu kì của dao động riêng

- Chuyển vị công trình

- Momen xoắn

Câu 4: Tác dụng của sàn trong nhà cao tầng?

Sàn trong nhà cao tầng có tác dụng sau:

- Sàn trong nhà cao tầng được sử dụng để truyền tải trọng ngang vào các kết cấu bên trong, làm ngăn cản chuyển vị của công trình

- Ngoài ra, sàn trong nhà cao tầng cần phải có độc cứng đảm bảo để tránh tập trung ứng suất khi làm việc

- Tác dụng nhận tải trọng theo phương đứng và tác động theo phương ngang

Câu 5: Sàn nhà cao tầng làm việc khác nhà thấp tầng như thế nào?

- Sàn nhà thấp tầng sử dụng làm kết cấu che, được thiết kế chủ yếu chịu tải trọng thẳng đứng truyền về dầm, cột rồi truyền xuống móng

- Sàn nhà cao tầng ngoài chức năng như nhà thấp tầng còn được coi là 1 vách cứng nằm ngang , chịu tải trọng ngang, lien kết với lõi vách. Ngoài ra theo 1 số quan điểm tính toán khác, sàn nhà cao tầng còn được phép làm việc tạng thá ở miền đàn hồi

Câu 6: Tác dụng của lõi vách?

Vách lõi là kết cấu được thiết kế chạy xuyên suốt từ móng đến mái không thay đổi tiết diện. Xét về điều kiện làm việc của lõi vách nhà cao tầng, vách lõi có tác dụng làm giảm chuyển vị tại đỉnh của công trình vì theo quan điểm tính toán thiết kế vách lõi như một thanh conxon, biến dạng ngang rất là nhỏ khi có tác động của các tải trọng ngang. Vách lõi còn làm tăng độ cứng công trình khi chỉ sự dụng kết cấu khung cột dầm sàn sẽ không đảm bảo độ cứng của công trình. Ngoài ra lõi trong nhà cao tầng được bố trí làm buồng thang máy, vách ở biên có khả năng chống xoắn cho công trình

Ví dụ vách dài theo phương nào thì khả năng chịu tải ngang theo phương đó rất tốt.

- Nhà cao tầng không dùng vách/ lõi vẫn có thể được nếu vẫn thỏa mãn các điều kiện về chuyển vị ngang, xoắn (mấy cái này cột vuông thường là yếu).

- Vách đơn nối với nhau tạo thành chữ L, T, nếu nối thêm tạo thành lõi chữ C, E. Về mặt chịu lực, Vách chịu tải ngang 1 phương, Lõi chịu được 2 phương và chịu xoắn tốt (vách phải phối hợp 2 phương mới chịu xoắn/ hay phải thông qua sàn nối các vách lại)

Câu 7: Nhìn vào hệ kết cấu nhà cao tầng, quan trọng nhất điều gì?

Đối với nhà cao tầng thì tải trọng ngang là tải trọng gây ra nguy hiểm cho công trình nhất, do vậy điều ta quan tâm nhất ở kết cấu nhà cao tầng là kết cấu chịu tải trọng ngang bao gồm:

+ Khung – vách – lõi:

-Vách làm tăng khả năng chống xoắn, chịu tải trọng ngang tốt. khắc phục được nhược điểm của hệ khung thuần túy.

-Lõi: chịu tải trọng đứng và tải trọng ngang rất tốt. Làm giảm chuyển vị ngang cho công trình

àHệ kết cấu này được sử dụng có hiệu quả tương đối cao.

+ Độ cứng của cột: bố trí sao cho giảm mô men quán tính, tăng độ cứng cho cột (bố trí cột vuông góc với phương cạnh ngắn)

+ Tiết diện cột cần phải được thiết kế đều hoặc thay đổi giảm dần lên phía trên để tạo độ cứng hợp lý cho công trình.

+ Ngoài ra ta còn quan tâm đến các biện pháp hạn chế chuyển vị như:

- Làm tầng cứng: khi tải trọng ngang tác dụng vào công trình, nhờ tầng cứng mà giảm được tải trọng tác dụng lên cột , tăng độ bền cho công trình.

- Làm thanh giằng chéo: làm tăng độ cứng, giữ ổn định cho kết cấu

- Các biện pháp chế ngự giao động: thêm phần phụ cho công trình (treo quả cầu), biện pháp rung chấn, móng đàn hồi,...

Kết luận: như vậy trong hệt kết cấu nhà cao tầng thì điều ta phải quan tâm nhất là kết cấu chịu tải trọng ngang: vì vậy khi thiết kế ta phải đặc biệt quan trọng tới việc thiết kế tính toán khung lõi vách sao cho kết quả phù hợp với tiêu chuẩn.

Câu 8: Độ cứng của sàn ảnh hưởng như thế nào đến sự làm việc tổng thể của công trình?

- Đối với nhà thấp tầng:

Sàn được coi là kết cấu nhận và truyền tải trọng theo phương đứng và tải trọng bản than cùng các tĩnh tải trên sàn. Sàn chịu uốn trong mặt phẳng của sàn, vì vậy cần có độ cứng đảm bảo để sàn có thể làm việc ổn định truyền các tải trọng tác động lên sàn kết cấu dầm cột để truyền xuống móng

- Đối với nhà cao tầng:

Sàn ngoài nhận và truyền tải trọng theo phương đứng còn nhận và truyền tải trọng ngang do lực gió và động đất truyền vào hệ thống kết cấu đứng. Khi sàn chịu tải trọng cũng sinh ra momen uốn trong sàn nên nếu sàn không đảm bảo độ cứng sẽ khồn truyền được các tải trọng ngang vào các kết cấu đứng. Ngoài ra, sàn được coi là vách cứng nằm ngang nhằm cản chuyển vị của công trình. Tuy nhiên sàn quá cứng hoặc quá mềm sẽ xảy ra hiện tượng tập trung ứng suất tại các vị trí lien kết sàn với các cấu kiện khác.

Câu 9: Nêu những biện pháp chống xoắn cho công trình ?

Thiết kế nhà cao tầng đặc biệt quan tâm đến chuyển vị ngang, chuyển vị xoay, hạn chế dao động và đảm bảo ổn định tổng thể của công trình khi chịu tải trọng nagngm đối với CT có mặt bằng đối xứng thì tâm cứng gần trùng với tâm khối lượng. Khi tâm cứng không trùng với tâm khối lượng sẽ sinh moomen xoắn lớn nên phải đề ra biện pháp chống xoắn cho CT

- Khi thiết kế phai lựa chọn giải pháp kết cấu hợp lí và đối xứng

- Nếu Ct quá dài cần phải phân chia thành các đơn nguyên đối xứng trong thiết kế

- Khi bắt buộc mặt bằng kết cấu không đối xứng thì cần bố trí them vách ở biên để chịu momen xoắn

Câu 10: Nêu những biện pháp chế ngự dao động?

Chế ngự dao động nhằm hạn chế chuyển vị và nội lực lớn của công trình chịu tác dụng của gió và dộng đất bằng các biện pháp :

- Đưa hệ thống lõi vách vào công trình

- Đưa tầng cứng

- Dùng các biện pháp giảm chấn

- Sử dụng hệ thanh giằng thép

- Làm cồn trình nhẹ giảm bớt khối lượng ( sử dụng vật liệu sàn nhẹ)

- Hạ thấp bớt trọng tâm công trình bằng cách cứ 7,8 tầng ta lại them 1 tần hầm

- Sử dụng gối cách chấn : gối cách chấn đàn hồi, Gối cách chấn dạng trượt FPS ( sử dụng trong động đất), trong công trình thấp tầng ( công trình đậc biệt như bảo tang, nhà chứa hóa chất)

- Thêm khối lượng phần phụ ( tmđ, tlđ) chống gió và động đất dùng cho nhà cao tầng và siêu cao tầng (Sử dụng hộp giảm chấn TMD, Sử dụng bộ giảm chấn TLD)

Câu 11: Bản chất của tải trọng động đất và gió động.

- Động đất được sinh ra khi:

Theo quan niệm về mảng kiến tạo địa chất, lớp vỏ Trái Đất kiến tạo không ngừng , mỗi khi tại một vùng nào đó xảy ra kiến tạo địa chất ( nâng lên hoặc hạ xuống) sẽ sinh ra các vết nứt gãy trên mảng kiến tạo địa chất, các mảng này bị tách rời hoặc và chạm vào nhau sinh ra dịch chuyển gây phát sinh động đất

Khi động đất tác động vào công trình sinh ra lực cắt đáy, phân lực cắt đáy lên các tầng có khối lượng , tổng tất cả các lực lên phần thân bằng lực cắt đáy

- Bản chất của gió động:

Gió được sinh ra do sự chênh lệch áp thấp trên bầu khí quyển. Gió tác động lên công trình thay đổi theo không gian và thời gian và không đồng đều trên bề mặt công trình. Gió động được sinh ra do các luồng gió và đập với công trình sinh ra xung mạch động ở những vị trí biên của công trình làm cho công trình ngoài dao động tự do còn gây ra xoắn

- Gió tĩnh là tác động lên công trình được xác định ở phần công trình có diện tích chắn gió

Câu 12: Thế nào là ma sát âm? Ảnh hưởng của ma sát âm?

Ma sát âm là hiện tượng đất xung quanh cọc bị lún cố kết lớn hơn chuyển vị xuống dưới biến dạng nén của cọc. Có thể do trên nến đất có gia tăng tải trọng, hạ mực nước ngầm, cọc đóng trên nền đất đắp khi đất chưa đạt được độ cố kết. Việc này gây thêm 1 tải trọng hướng xuống lên cọc.

Ma sát âm trên cọc là yếu tố không thể bỏ qua khi thiết kế móng cọc trong khu vực mới san nền trên đất yếu và trong vùng chịu ảnh hưởng của hiện tượng hạ mực nước ngầm.

Ma sát âm biến động theo thời gian, phụ thuộc vào tốc độ cố kết của đất và tốc độ lún của cọc.

Một số loại đất nhão cố kết đáng kế dưới trọng lượng bản thân của nó, và có thể gây ma sát âm.

Lớp đất đắp phía trên tác dụng như là tải trọng, làm nhanh quá trình cố kết. Lớp đất phía trên là trầm tích trẻ là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng ma sát âm đối với móng cọc.

Ma sát bên giữa cọc và đất phát sinh trong điều kiện này có cùng hướng tác dụng với tải trọng của kết cấu bên trên và được gọi là ma sát âm.

Khi cọc chịu ảnh hưởng của ma sát âm, ngoài việc cọc phải chịu toàn bộ tải trọng của công trình bên trên tác động xuống cọc thông qua đài móng còn phải chịu thêm tải trọng sinh ra là lực kéo biên làm cọc phải chịu tải trọng lớn hơn khi làm việc gây giảm sức chịu tải của cọc, thậm chí là mất khả năng chịu tải dẫn đến công trình bị lún vì lực ma sát âm có chiều hướng đi xuống, làm tăng tải trọng tác dụng lên cọc vì ban đầu tính toán cọc làm việc trong trạng thái ma sát với nến đất.

Câu 12a: Nguyên nhân, hiện tượng, biện pháp khắc phục ma sát âm?

- Một số nguyên nhân thường gặp sau đây nền bị lún sau khi cọc đã được đóng :

+ Do mực nước ngầm hạ thấp sau khi đóng cọc

+ Trên nền có gia tăng tải trọng sau khi đã đóng cọc

+ Cọc đóng trên nền mới bồi đắp cố kết chưa ổn định

- Hiện tượng : đất lún nhiều hơn cọc

- Biện pháp khắc phục :

+ Tăng chiều dài cọc

+ Bôi bitum vào chỗ cọc có ma sát âm

+ Chất tải để đất cố kết ổn định

Câu 13: Thế nào là tầng cứng?

Trong nhà cao tầng thường có kết cấu dạng ống, tức là kết cấu ống do ống trong của vách cứng và ống ngoài hoặc khung ngoài tạo thành dạng ống. Nhưng nếu khoảng cách cột của khung ngoài tương đối lớn không thể tạo thành sự đồng nhất giữa kết cấu lõi-khung không gian đồng nhất thì sẽ hình thành lên kết cấu ống-khung. Như vậy thì dao động cứng của dầm sàn sẽ nhỏ, dưới tác động của tải trọng ngang mômen chống lất của ngoại lực hầu như do kết cấu vách lõi chịu, số tầng càng nhiều thì kết cấu lõi vách như một dầm conxon đứng được ngàm vào móng. Đồng nghĩa với việc số tầng càng nhiều, chiều cao càng lớn dẫn đến độ mảnh của lõi vách càng bé, đồng thời tác động của tải trọng ngang càng lớn, mômen chống lật tác dụng lên hệ vách lõi càng tăng, lúc này hệ kết cấu lõi vách càng yếu và đến một giai đoạn nào đó sẽ không thể chống lại lực uốn và động cứng sẽ khó đáp ứng lại được nhu cầu. Cột ngoài chỉ có thể chịu tải trọng đứng của sàn mà không thể phát huy khả năng chịu tải trọng ngang, do vậy chịu lực rất kém hợp lý.

Nếu một tầng được bố trí dầm ngang hoặc dàn ngang có độ cứng lớn thì lúc này hệ kết cấu vách lõi khung sẽ thay đổi về sơ đồ và cách thức làm việc rất nhiều. Dầm cứng hoặc dàn cứng vươn ngang ở chiều cao 1 đến 2 tầng có thể xem là không biến dạng. Đó được gọi là tầng cứng.

Khi vách lõi bị uốn dưới tác động của tải trọng ngang sẽ làm tay đòn cứng chuyển vị, từ đó cột biên xuất hiện chịu kéo, nén. Mômen do lực dọc trục của cột ngoài sinh ra cần bằng với một phần mômen lật làm cho mômen lật do vách lõi gánh chịu giảm đi rất nhiều và độ cứng tăng lên rất lớn.

Câu 14: Tác dụng của tầng cứng?

Làm tăng độ cứng của hệ kết cấu, tăng khả năng kết hợp giữa các kết cấu khác với vách cứng để chịu tải trọng ngang tác động lên công trình.

Giảm tối đa chuyển vị ngang ở đỉnh công trình và mômen ngàm của lõi dưới tác dụng của tải trọng ngang (do gió, động đất).

Tăng khả năng chống uốn của công trình nhà cao tầng.

Phân phối lại mômen đều hơn theo chiều cao của công trình, tránh sự chênh lệch mômen quá lớn của kết cấu bên dưới và kết cấu gần đỉnh. Vì tầng cứng là 1 sự thay đổi độ cứng dọc theo chiều cao nên có sự phân phối lại mômen, chủ yếu sẽ tập trung vào tầng cứng, vì công trình là 1 hệ siêu tĩnh, và do đó sẽ giảm mômen ở các phần cấu kiện khác.

Trên thế giới người ta hay tạo ra tầng cứng bằng các hệ chống giằng không gian, như thế sẽ nhẹ nhàng và hiệu quả hơn các cách khác.

Tầng cứng đôi khi được coi như 1 kết cấu móng để phân chia công trình thành các môđun có độ cứng tương đương nhau trên toàn chiều cao công trình. Thường được sử dụng làm tầng kĩ thuật, ngăn cháy khi có hỏa hoạn, tầng cứu hộ.

Câu 15: Nêu những khuyến cáo về sử dụng tầng cứng?

- Tầng cứng nên sử dụng làm tầng kỹ thuật, tầng ngăn cháy khi có hỏa hoạn.

- Tầng cứng tại đỉnh tòa nhà có tác dụng hạn chế chuyển vị ngang tại đỉnh.

- Không thiết kế quá 4 tầng cứng cho một công trình.

- Tầng cứng không quá gần móng, vì theo quan niệm bố trí tầng cứng có chức năng làm việc tương tự móng công trình.

- Độ cứng của tầng cứng không nên quá lớn, nếu độ cứng quá lớn sẽ gây ứng suất cục bộ tại các vị trí liên kết giữa các cấu kiện khác trong tầng cứng với các cấu kiện kết cấu của công trình.

Câu 16: Hãy nêu tác dụng của tầng hầm trong hệ kết cấu nhà cao tầng?

- Hạ trọng tâm giúp công trình ổn định.

- Giảm tải trọng ngang do có nhiều tầng hầm ngàm sâu vào trong lòng đất.

- Hạn chế số lượng cọc.

- Rút ngắn chiều dài cọc khoan nhồi.

- Khi mà 5 tầng hầm thì tải trọng xe cân bằng với tải trong nước.

- Khi mà 8-11 tầng thì cọc được neo vào đất.

Câu 17: Người thiết kế phải làm gì khi thiết kế cọc có dự báo sẽ xuất hiện ma sát âm?

- Xác định độ lún thân cọc.

- Xác định cường độ lún xung quanh cọc.

- Xác định điểm trung tính, sau đó xác định chiều dài cọc vượt qua điểm trung tính.

- Xác định khả năng tải của cọc theo chiều mặt đất nền khi tồn tại ma sát âm, từ đó tính toán số lượng cọc đủ khả năng chịu tải.

- Xác định lực dọc chân cột khi xẩy ra hiện tượng ma sát âm.

- Khi thi công hạ cọc khoan nhồi cọc đến điểm trung tính rồi từ đó đóng cọc ép xuống.

- Quét bitum từ đầu cọc đến điểm trung tính giảm ma sát âm.

Câu 18: Có thể chồng nhiều nhà thấp tầng thành nhà cao tầng được không?

Không chồng nhiều nhà thấp tầng để trở thành nhà cao tầng được vị sự tính toán trong nhà cao tầng và nhà thấp tầng khác nhau. Điểm khác biệt cơ bản nhất trong nhà cao tầng và nhà thấp tầng chính là tải trọng. Chính tải trọng đã thay đổi toàn bộ giải pháp kết cấu, yêu cầu cấu tạo đối với công trình.

Không chỉ có tải trọng đứng lớn hơn hẳn (dẫn đến giải pháp móng thay đổi từ khá rẻ đến rất đắt), đều khác biệt lớn nhất chính là tải trọng ngang ở nhà cao tầng. Nhà cao tầng chịu tải trọng ngang lớn (do diện chịu tải tăng lên theo chiều cao, và cánh tay đòn của lực lớn), mức độ phức tạp trong tính toán cũng tăng lên, do lý thuyết tính toán của gió và động đất lên công trình cao tầng (chịu sự ảnh hưởng của dao động riêng của công trình). Chưa thực sự đáng tin cậy. Ở nhà cao tầng, các yêu cầu cấu tạo vì thế cũng nghiêm ngặt hơn. Tải trọng ngang cũng làm xuất hiện nội lực đổi chiều, cần cảnh giác khi thiết kế cấu kiện ngang. Tải trọng động (động đất, thành phần động của tác động gió) cũng tác dụng rất phức tạp và thường tập trung lên các bộ phận cứng của công trình, do đó đối với nhà cao tầng cần ưu tiên giải pháp kết cấu mạch lạc, rõ ràng.

Đối với nhà tập tầng ngươi ta chỉ chú ý nhiều đến độ bền, trong khi đó đối với nhà cao tầng người ta còn phải chú ý đến độ cứng. Công trình cần đảm bảo độ cứng ngang hợp lý để chuyển vị ngang không vượt quá giới hạn cho phép. Độ cứng cấu kiện, mặt khác cũng liên quan đến vấn đề kinh tế, nên cần được thiết kế ở giá trị hợp lý. Bên cạnh đó chính độ cứng ngang cũng ảnh hưởng đến tải trọng tác động ở công trình. Độ cứng càng lớn, tức là chu kỳ càng bé, thì tải trọng gió càng bé, nhưng tải trọng động đất lại tăng lên, và ngược lại.

Khi thiết kế nhà cao tầng, đôi khi chỉ cần thay đổi vị trí của các vách, thì sự ứng xử ủa hệ kết cấu đã thay đổi theo hướng khác.

Câu 19: Tác động của tầng hầm đến sự làm việc của công trình?

Tầng hầm được quan niệm là một tầng của công trình nhưng nó nằm ngầm trong nền đất, chịu tải trọng áp lực xô ngang lên tường và vách ngăn tầng hầm ; áp lực thủy tĩnh áp lực đẩy móng lên tầng hầm.

Một số quan điểm thiết kế coi tầng hầm như một phần móng của công trình. Vì vậy giúp độ sâu móng của công trình được tăng lên và ngàm dài ra vào đất hơn.

Trong công trình khi tính toán chịu tải động đất, tầng hầm là một tầng rất quan trọng.

Câu 20: Thế nào là dây treo, tác dụng của dây treo, các dạng mái treo ?

Hệ kết cấu treo là hệ kết câu mà toàn bộ tải trọng được truyền vào kết cấu chịu lực chính là 1 hệ kết cấu được gọi là hệ kết cấu mái treo. Kết cấu chủ có thể là kết cấu dạng bó cáp cường độ cao. Kết cấu chủ này được neo vào kết cấu móng, hay còn gọi là kết cấu neo. Các kết cấu khác được gọi là kết cấu có tác dụng truyền tải trọng vào kết cấu chủ

Tác dụng của dây treo: chủ yếu là truyền tải trọng từ kết cấu nhận tải lên kết cấu chủ, trong dây treo chủ yếu tồn tại lực dọc hay lực căng T. Ngoài ra theo 1 số quan điểm thiết kế, để tiết kiệm vật liệu, kết cấu treo còn được dử dụng vào kết cấu chịu 1 phần lực cho kết cấu công trình

Có 2 loại:

- Dây treo hệ 1 lớp dây mềm

- Dây treo hệ 1 lớp dây cứng

- Dây treo 2 lớp có thanh chống

- Kết cấu giàn dây

Câu 21: Khi nào tính toán đến tải trọng gió động?

Các công trình cần tính toán đến tải trọng gió động khi tính toán các công trình dạng tháp trụ như: ống khói, cột điện, thiết bị dạng cột, hàng lang băng tải, các giàn giá lộ thiên..., các nhà nhiều tầng cao hơn 40m, các nhà khung ngang công nghiệp 1 tầng, 1 nhịp, có độ cao nhịp trên 3,6m và tỷ số cao trên nhịp 1,5m theo quy định tiêu chuẩn 2737-1995. Ngoài ra còn kể đến thành phần gió động tại công trình xây dựng trên những địa hình phức tạp: chân núi, hẻm nui, thung lũng.

Câu 22 : Nêu ưu nhược điểm của sàn liên hợp?

Ưu điểm:

- Thi công nhanh chóng, không cần sử dụng ván khuôn trong thi công. Lớp bê tông trong sàn lien hợp được giảm xuống đồng thời lớp thép được bố trí trong bê tong chỉ cần théo gia cường , théo cáu tạo và théo chịu momen âm. Còn tấm théo mỏng được gia cố bằng cách dập song song để tăng độ cứng phía dưới sẽ chịu toàn momen dương.

- Tiết kiệm vật liệu và thời gian thi công

- Ngoài ra kết cấu này cho phép giảm nhẹ khối lượng bản thân của sàn, một trong những yếu tố quyết định đến dộ cao, tiết diện khác của công trình mà vẫn giữ được cường độ tương đương với kết cấu bê tong cốt thép thông thường

- Kết cấu lien hợp còn cách âm, cách nhiệt tốt hơn so với kết cấu bê tông cốt thép thông thường , có khgả ngăng chịu lửa đến 2h , khi có lớp bảo vệ đặc biệt có thể chịu lửa đến 4h

- Vươn được nhịp khá lớn théo 1 phương

Nhược điểm:

Tuy tấm thép được dập hình để tăng độ cứng nhưng rất dễ bị phá hoại ngay trong khi thi công do tải trọng thi công vượt quá giới hạn cho phép .Mặt khác tấm thép hình bên dưới cũng dễ bị phá hoại khi cùng làm việc với sàn bê tong cốt thép trong giai đoạn sử dụng. Ngoài ra sàn lien hợp đòi hỏi hơi cao về chất lượng vật liệu , việc tính toán và thiết kế phức tạp hơn, đòi hỏi công nghệ hiện đại

Do sự chênh lệch khí lớn về nhịp giữa 2 phương nên cần bố trí quá nhiều dầm phụ, từ 1,5m đến 3m phải có 1 dầm phụ

Sự liên kết giữa sàn với các cấu kiện dầm cũng rất quan trọng , nếu tính toán sau có thể dẫn đến phá hoại tại các liên kết

Sàn liên hợp dễ mất nước nhanh trong phần bê tong mỏng, nêu bị mất nước se giảm 10% cường độ nên cần được bảo dưỡng kỹ

Chất lượng sàn khó kiểm soát , nhất là phần bê tong

Phải xử lỹ cơ học, gia công tấm thép

Câu 23: Khi tính toán kết cấu nhà cao tầng mà chuyển vị lớn thì ta phải làm gì?

Khi tính toán kết cấu nhà cao tầng mà chuyển vị lớn điều đó đồng nghĩa với hệ kết cấu của công trình chưa phù hợp nên ta phải điều chỉnh các thong số của kết cấu, cụ thể:

- Tăng chiều dày vách võng: khi tăng chiều dày của vách lõi ta cần phải lưu ý tính toán sao cho công trình không quá cứng bởi nếu chiều dày của vách lõi quá dầy thì sẽ gây hại cho công trình

- Tăng tiết diện cột: để tăng độ cứng cho cột

- Làm tầng cứng cho công trình

- Giảm độ mảnh của công trình

- Ngoài ra có các biện pháp khác : treo quả cầu, móng đàn hồi

Câu 24: Khi tính toán kết cấu nhà cao tầng, chuyển vị lớn phải làm gì?

- Khi tính toán hợp lí tăng độ dày lõi vách để giảm chuyển vị

- Kết cấu có hệ giằng bên ngoài: giằng chéo

- Kết cấu có tầng cứng: để giảm chuyển vị ngang

Tầng cứng có: + Dầm đai nối cột biên

+ Dầm vươn nối lõi cứng dầm biên

- Giảm độ mảnh, giảm chuyển vị để đảm bảo độ cứng, hạn chế chuyển vị ngang, tránh mất chuyển vị tổng thể cần chú ý đảm bảo chiều cao trên chiều rộng công trình

- Để làm chuyển vị bé đi, dùng tải tác động( quả cầu gắn trên đỉnh tòa nhà cao tầng)

- Vẫn phải đảm bảo độ cứng cho công trình khi giảm chuyển vị

+ Công trình càng cứng thì chịu tải dộng đất lớn

+ Công trình mềm chịu tải bé nhưng chuyển vị lớn

- Để giảm các dao động tìm cách phân bố khối lượng tham gia dao động phải dung vật liệu nhẹ làm kết cấu bao che, vật liệu có cường độ cao, có tính dẻo dai lớn để làm kết cấu chịu lực

Biện pháp hạn chế chuyển vị

- Tầng cứng: gồm dầm đai nối cột biên

Dầm vươn nối lõi cứng – dầm biên

+ Dầm vươn: độ cứng không quá lớn( nếu không bị gãy)

+ Nên có 1 tầng cứng là tầng trên cùng

+ Tầng cứng k nên gần móng

+ Không dc lớn hơn 4 tầng cứng trên 1 tòa nhà à mômen chân cột quá bé

- Kết cấu giằng chéo

- Biện pháp chế ngự dao động khác: dung tải tác động( quả cầu đặt trên đỉnh tòa nhà cao tầng, khi công trình dao động, quả cầu sẽ hạn chế theo phương ngược lại dao động)