intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng

Chia sẻ: | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:259

Thêm vào BST
Báo xấu
116
lượt xem 17
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Ebook Tài liệu tham khảo kết cấu thép nhà cao tầng" gồm 6 bài học với các nội dung đại cương về kết cấu thép nhà cao tầng; nguyên lý và giải pháp kết cấu thép chịu lực trong nhà cao tầng; mô hình tính, tải trọng và nội lực; kiểm tra tổng thể công trình; đặc điểm cấu tạo và tính toán cấu kiện; đặc điểm cấu tạo và tính toán liên kết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI – KHOA XÂY DỰNG – BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP, GỖ TÀI LIỆU THAM KHẢO KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG (DÀNH CHO SINH VIÊN HỆ TÍN CHỈ) VŨ HUY HOÀNG, NGUYỄN DANH HOÀNG 16
  2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN KẾT CẤU THÉP GỖ --------------------o0o-------------------- TÀI LIỆU THAM KHẢO KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG CHỈ ĐẠO BIÊN SOẠN: PGS. TS. VŨ QUỐC ANH NHÓM BIÊN SOẠN: THS. VŨ HUY HOÀNG THS. NGUYỄN DANH HOÀNG NHÓM PHẢN BIỆN: PGS. TS. ĐOÀN TUYẾT NGỌC THS. VŨ TRỌNG HUY TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN PGS. TS. VŨ QUỐC ANH
  3. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng LỜI NÓI ĐẦU Đầu thế kỷ 20 chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, xã hội của Việt Nam. Theo quy luật phát triển chung, các đô thị của Việt Nam, đặc biệt là Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, liên tục phát triển và mở rộng, dân số tăng nhanh, bao gồm cả cư dân thường trú và tạm trú. Mật độ dân số không đồng đều, tập trung vào các khu trung tâm nơi hoạt động thương mại phát triển nhất. Đất đai trở nên khan hiếm, giá trị đất tăng cao làm xuất hiện nhu cầu sử dụng hết hiệu năng của đất. Một loạt các nhà cao tầng được xây dựng để phục vụ nhu cầu này. Thời kỳ đầu do chưa có kinh nghiệm, các nhà cao tầng có số tầng rất hạn chế, chỉ trên dưới 10 tầng, kết cấu chủ yếu bằng bê tông cốt thép mác không cao. Hiện nay, khả năng chế tạo và quản lý chất lượng bê tông tốt hơn, mác bê tông 400 đến 500 trở nên thông dụng, các kỹ sư đã vươn lên thiết kế và thi công những công trình từ 30 đến 40 tầng, thậm chí đã có những công trình vượt trội như tòa nhà Keangnam Hanoi Landmark Tower tại Hà Nội cao 72 tầng, tòa nhà Bitexco Financial Tower tại thành phố Hồ Chí Minh cao 68 tầng. Kết cấu thép còn ít được ứng dụng trong nhà cao tầng ở Việt Nam do giá thành cao, tuy nhiên trên thế giới đã được sử dụng rộng rãi vì có nhiều ưu điểm, trong đó nổi trội là khả năng chịu lực rất lớn, tốc độ xây dựng nhanh hơn kết cấu bê tông thông thường khoảng 3 lần, khả năng chịu tải trọng động đất tốt hơn nhiều so với kết cấu bê tông cốt thép. Vì thế có thể nói, kết cấu thép vẫn là tương lai của nhà cao tầng Việt Nam. Mặc dù Việt Nam chưa có tiêu chuẩn riêng cho nhà cao tầng bằng thép, nhưng đã có nhiều tiêu chuẩn liên quan như TCVN 5575 : 2012 dùng để thiết kế kết cấu thép nói chung, TCVN 2737 : 1995 và TCVN 9386 : 2012 hướng dẫn tính toán tải trọng phi động đất và tải trọng động đất cũng như các yêu cầu tính toán, cấu tạo bổ sung với các loại kết cấu được thiết kế kháng chấn, trong đó có kết cấu thép. Tuy vậy, chỉ sử dụng các tiêu chuẩn chung trên để thiết kế nhà cao tầng sẽ gặp nhiều khó khăn do nội dung phân tán ở nhiều nơi. Cần phải có một tài liệu chỉ dẫn cho nhà cao tầng bằng thép để hướng dẫn trình tự thiết kế, chắt lọc tiêu chuẩn, sắp xếp, tập trung lại đồng thời giải thích các nội dung còn chưa rõ ràng trong tiêu chuẩn. Nhưng, hiện nay chưa có tài liệu như vậy. Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đã giảng dạy kết cấu nhà cao tầng trong nhiều năm. Trước đây, nội dung này là một phần của môn học Kết cấu thép 2, sử dụng tài liệu chung, khi giảng dạy chỉ mang tính giới thiệu. Sau nhiều lần sửa đổi chương trình học, Kết cấu thép nhà cao tầng đã được tách riêng thành môn học chuyên đề, tính độc lập cao hơn, mục tiêu môn học được nâng lên từ cung cấp kiến thức chung về nhà cao tầng trở thành phải cung cấp đủ kiến thức để sinh viên có thể thực hành tính toán cụ thể kết cấu nhà cao tầng bằng thép, do đó đòi hỏi phải thay đổi bổ sung tài liệu giảng dạy. Trang 1
  4. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng Để đáp ứng nhu cầu đó, nhóm tác giả đã biên soạn tài liệu Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng, chủ yếu phục vụ cho sinh viên hệ chính quy chuyên ngành Xây dựng dân dụng và công nghiệp, tuy nhiên, các chuyên ngành khác vẫn có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo. Bài giảng đã trình bày hầu hết các vấn đề về tính toán và cấu tạo của nhà cao tầng bằng thép, nội dung còn chưa đề cập bao gồm chống cháy, giảm chấn cho nhà cao tầng sẽ được xem xét trong lần xuất bản sau. Hiện nay hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam đang được xây dựng dựa hai nguồn tiêu chuẩn khác nhau là hệ thống tiêu chuẩn của Nga (như TCVN 2737 : 1995 và TCVN 5575 : 2012) và hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu (TCVN 9368 : 2012) nên còn thiếu tính đồng bộ. Nhóm tác giả đã cố gắng dung hòa các tiêu chuẩn và tham khảo các tài liệu khác để biên soạn được một giáo trình phù hợp nhất, tuy nhiên vẫn không thể tránh được thiếu sót. Chúng tôi mong muốn có nhiều sự đóng góp chân thành từ độc giả để những lần xuất bản sau được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Nhóm tác giả Trang 2
  5. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................... 1 MỤC LỤC .......................................................................................................................... 3 MỤC LỤC BẢNG TRA .................................................................................................... 7 BẢNG TRA PHỤ LỤC ..................................................................................................... 9 THÔNG TIN CHUNG VỀ HỌC PHẦN ....................................................................... 11 BÀI 1 - ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG (1 tiết) .................... 12 1.1 Lịch sử phát triển nhà cao tầng ........................................................................ 12 1.2 Định nghĩa và phân loại..................................................................................... 31 1.2.1 Định nghĩa ..................................................................................................... 31 1.2.2 Phân loại ........................................................................................................ 32 1.3 Những đặc điểm cơ bản của kết cấu nhà cao tầng .......................................... 36 1.4 Ưu nhược điểm của kết cấu nhà cao tầng bằng thép...................................... 38 1.5 Giới thiệu một số nhà cao tầng sử dụng kết cấu thép trong và ngoài nước . 40 1.6 Trình tự thiết kế kết cấu của một công trình cao tầng bằng thép ................. 50 BÀI 2 - NGUYÊN LÝ VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU THÉP CHỊU LỰC TRONG NHÀ CAO TẦNG (4 tiết) ......................................................................................................... 54 2.1 Các dạng sơ đồ chịu lực ..................................................................................... 54 2.1.1 Cấu kiện cơ bản ............................................................................................. 54 2.1.2 Các hệ kết cấu chịu lực ................................................................................. 55 2.1.3 Các sơ đồ kết cấu chịu lực ............................................................................ 56 2.2 Nguyên lý cơ bản trong bố trí kết cấu .............................................................. 59 2.2.1 Bố trí kết cấu trên mặt bằng .......................................................................... 59 2.2.2 Tổ hợp kết cấu theo phương đứng ................................................................ 65 2.2.3 Nguyên lý thiết kế chống động đất ............................................................... 68 2.3 Vật liệu ................................................................................................................ 74 2.3.1 Tiêu chí chọn vật liệu cho nhà cao tầng ........................................................ 74 2.3.2 Tính năng của vật liệu thép cho nhà cao tầng ............................................... 75 2.3.3 Yêu cầu khi thiết kế kết cấu ở cấp dẻo trung bình và cao ............................. 75 2.4 Lựa chọn tiết diện .............................................................................................. 77 2.4.1 Cột ................................................................................................................. 77 2.4.2 Dầm ............................................................................................................... 79 2.4.3 Thanh giằng ................................................................................................... 80 Trang 3
  6. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng 2.4.4 Phân loại tiết diện .......................................................................................... 81 BÀI 3 - MÔ HÌNH TÍNH, TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC (4 tiết) ............................... 85 3.1 Mô hình tính ....................................................................................................... 85 3.1.1 Mô hình hóa các cấu kiện.............................................................................. 85 3.1.2 Xác định kích thước hình học của sơ đồ ....................................................... 85 3.1.3 Lựa chọn liên kết giữa các phần tử ............................................................... 87 3.1.4 Lựa chọn kiểu gối tựa.................................................................................... 87 3.1.5 Xác định tỷ lệ độ cứng giữa các cấu kiện ..................................................... 87 3.2 Tải trọng.............................................................................................................. 88 3.2.1 Tải trọng thường xuyên ................................................................................. 88 3.2.2 Tải trọng tạm thời .......................................................................................... 88 3.2.3 Tổ hợp tải trọng ........................................................................................... 110 3.2.4 Xác định hiệu ứng của công trình ............................................................... 111 BÀI 4 - KIỂM TRA TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH (1 tiết) ......................................... 112 4.1 Kiểm tra chuyển vị đỉnh công trình ............................................................... 112 4.2 Kiểm tra gia tốc đỉnh công trình .................................................................... 112 4.3 Kiểm tra chuyển vị tương đối của tầng .......................................................... 114 4.4 Kiểm tra chống lật và chống trượt ................................................................. 115 4.5 Kiểm tra ổn định tổng thể toàn công trình .................................................... 115 4.6 Kiểm tra bề rộng khe lún và khe kháng chấn ............................................... 115 BÀI 5 - ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN (1 tiết) .................... 116 5.1 Tổng quát .......................................................................................................... 116 5.2 Thiết kế cột thép theo TCVN 5575 : 2012 ...................................................... 116 5.2.1 Chiều dài tính toán và độ mảnh của cột ...................................................... 116 5.2.2 Độ lệch tâm của cột ..................................................................................... 118 5.2.3 Tính toán về bền .......................................................................................... 118 5.2.4 Tính toán về ổn định tổng thể ..................................................................... 119 5.2.5 Kiểm tra độ cứng ......................................................................................... 122 5.2.6 Kiểm tra ổn định cục bộ .............................................................................. 123 5.3 Thiết kế dầm thép theo TCVN 5575 : 2012 ................................................... 123 5.3.1 Tính toán về bền .......................................................................................... 123 5.3.2 Ổn định tổng thể .......................................................................................... 127 5.3.3 Kiểm tra chuyển vị ...................................................................................... 128 Trang 4
  7. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng 5.3.4 Kiểm tra ổn định cục bộ .............................................................................. 128 5.4 Thiết kế thanh giằng theo TCVN 5575 : 2012 ............................................... 128 5.4.1 Chiều dài tính toán và bán kính quán tính .................................................. 128 5.4.2 Kiểm tra thanh giằng chịu nén đúng tâm .................................................... 129 5.4.3 Kiểm tra thanh giằng chịu kéo đúng tâm .................................................... 130 5.5 Kết cấu sàn ........................................................................................................ 131 5.6 Yêu cầu đối với kết cấu cấp dẻo trung bình hoặc cao khi thiết kế kháng chấn 132 5.6.1 Kết cấu khung chịu mô men........................................................................ 132 5.6.2 Thiết kế và các quy định cấu tạo cho khung với hệ giằng đúng tâm .......... 134 BÀI 6 - ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN LIÊN KẾT (4 tiết)..................... 138 6.1 Quy định đối với liên kết trong vùng tiêu tán năng lượng ........................... 138 6.2 Phân chia cấu kiện trong chế tạo, lắp ghép ................................................... 138 6.3 Các hình thức liên kết và cách tính toán ....................................................... 141 6.3.1 Đường hàn góc ............................................................................................ 141 6.3.2 Đường hàn đối đầu ngấu toàn bộ ................................................................ 142 6.3.3 Đường hàn đối đầu ngấu một phần ............................................................. 143 6.3.4 Liên kết bu lông cường độ cao .................................................................... 143 6.3.5 Khả năng chịu nén cục bộ của bê tông........................................................ 144 6.4 Nối cột................................................................................................................ 146 6.4.1 Yêu cầu đối với mối nối cột ........................................................................ 146 6.4.2 Tính toán mối nối cột .................................................................................. 153 6.5 Nối dầm và liên kết dầm phụ với dầm chính ................................................. 156 6.5.1 Mối nối lắp ghép ......................................................................................... 156 6.5.2 Liên kết dầm phụ - dầm chính..................................................................... 158 6.5.3 Thanh chống ngang và chống chéo dưới dầm chính................................... 160 6.6 Chân cột ............................................................................................................ 162 6.6.1 Chân cột ngàm kiểu chôn sâu...................................................................... 162 6.6.2 Chân cột bọc bê tông ................................................................................... 165 6.6.3 Chân cột lộ thiên ......................................................................................... 169 6.6.4 Chân cột liên kết khớp ................................................................................ 175 6.7 Liên kết dầm với cột ........................................................................................ 177 6.7.1 Liên kết cứng ............................................................................................... 177 Trang 5
  8. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng 6.7.2 Liên kết khớp .............................................................................................. 192 6.7.3 Liên kết dầm - cột trong khung chịu mô men cấp dẻo trung bình và cao ... 195 6.8 Liên kết giằng với cột và dầm ......................................................................... 196 6.8.1 Đối với kết cấu độ dẻo trung bình và cao ................................................... 198 6.9 Liên kết dầm thép và kết cấu bê tông cốt thép .............................................. 198 PHẦN PHỤ LỤC ........................................................................................................... 204 Phụ lục A - Các bảng tra ........................................................................................... 204 Phụ lục B - Hệ số b để tính ổn định của dầm ......................................................... 216 B.1 Đối với dầm tiết diện chữ  có hai trục đối xứng............................................ 216 B.2 Đối với dầm tiết diện chữ  có một trục đối xứng .......................................... 218 B.3 Đối với dầm tiết diện chữ C ........................................................................... 220 Phụ lục C - Ổn định cục bộ của cấu kiện có tấm mỏng .......................................... 222 C.1 Ổn định cục bộ của bản bụng dầm ................................................................. 222 C.2 Ổn định cục bộ của bản bụng cột ................................................................... 228 C.3 Ổn định cục bộ của bản cánh dầm và cột ....................................................... 230 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG .......... 233 BẢNG CHỮ CÁI HY LẠP ........................................................................................... 237 Phụ lục D - Các bảng tra thép hình .......................................................................... 238 Trang 6
  9. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng MỤC LỤC BẢNG TRA Bảng 1-1 Thống kê ảnh hưởng của động đất năm 1985 ........................................ 39 Bảng 2-1 Các yêu cầu về phân loại tiết diện thép của cấu kiện có khả năng tiêu tán năng lượng theo cấp dẻo kết cấu và hệ số ứng xử ............................................................. 71 Bảng 2-2 Tỷ lệ bề rộng và chiều dày lớn nhất của bản bụng ................................. 81 Bảng 2-3 Tỷ lệ bề rộng và chiều dày lớn nhất của phần bản cánh giữa các bản bụng ................................................................................................................................... 82 Bảng 2-4 Tỷ lệ bề rộng và chiều dày lớn nhất của phần nhô ra của bản cánh ....... 82 Bảng 3-1 Hoạt tải sử dụng (Trích bảng 3 của TCVN 2737 – 1995) ...................... 88 Bảng 3-2 Phân vùng áp lực gió theo địa danh hành chính ..................................... 91 Bảng 3-3 Áp lực gió tiêu chuẩnW0 ........................................................................ 91 Bảng 3-4 Hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình ..... 91 Bảng 3-5 Hệ số khí động cho nhà cao tầng mặt bằng hình chữ nhật ..................... 92 Bảng 3-6 Hệ số điều chỉnh tải trọng gió với thời gian sử dụng giả định của công trình khác nhau .................................................................................................................. 93 Bảng 3-7 Giá trị giới hạn dao động của tần số riêng fL ......................................... 94 Bảng 3-8 Hệ số áp lực động của tải trọng gió  ..................................................... 94 Bảng 3-9 Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió  .............. 95 Bảng 3-10 Các tham số ρ và χ ............................................................................... 95 Bảng 3-11 Giá trị của  để tính toán E,i ............................................................... 98 Bảng 3-12 Các giá trị 2,i đối với nhà ................................................................... 99 Bảng 3-13 Bảng phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành chính ...................... 101 Bảng 3-14 Mức độ và hệ số tầm quan trọng ........................................................ 101 Bảng 3-15 Phân cấp, phân loại công trình xây dựng ........................................... 102 Bảng 3-16 Các loại nền đất .................................................................................. 104 Bảng 3-17 Giá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi ................... 105 Bảng 3-18 Giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử cho hệ kết cấu thông thường . 105 Bảng 4-1 Phản ứng của cơ thể đối với gia tốc của kết cấu .................................. 113 Bảng 4-2 Hệ số ξ .................................................................................................. 113 Bảng 5-1 Hệ số  và  ......................................................................................... 120 Bảng 5-2 Giá trị lớn nhất l0/bf để không cần kiểm tra ổn định của dầm .............. 127 Trang 7
  10. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng Bảng 5-3 Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng của thanh bụng chữ thập chịu nén ......................................................................................................................................... 129 Bảng 5-4 Độ mảnh giới hạn của các thanh chịu nén............................................ 130 Bảng 6-1 Công thức tính toán bê tông dưới đáy bản đế, bu lông neo vùng kéo và khả năng chịu cắt ngang của chân cột lộ thiên ................................................................ 171 Bảng 6-2 - Hệ số αb để của ô bản kê 3 cạnh hoặc 2 cạnh liền kề......................... 174 Bảng 6-3 - Hệ số αb để của ô bản kê 4 cạnh......................................................... 174 Trang 8
  11. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng BẢNG TRA PHỤ LỤC Bảng A-1 Thép các bon TCVN 1765:1975 ......................................................... 204 Bảng A-2 Cường độ tính toán của thép cán chịu ép mặt tì đầu, ép mặt cục bộ trong các khớp trụ, ép theo đường kính con lăn ....................................................................... 204 Bảng A-3 Các đặc trưng vật lý của thép .............................................................. 205 Bảng A-4 Que hàn dùng ứng với mác thép (Tham khảo) .................................... 206 Bảng A-5 Kích thước que hàn điện TCVN 3223:1994 (Tham khảo) .................. 206 Bảng A-6 Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn fwun và cường độ tính toán fwf của kim loại trong mối hàn góc ............................................................................................................ 206 Bảng A-7 Hệ số f và s ...................................................................................... 207 Bảng A-8 Qui định sử dụng các cấp bền của bu lông trong các điều kiện làm việc khác nhau ......................................................................................................................... 207 Bảng A-9 Diện tích tiết diện của bu lông A, Abn ................................................. 208 Bảng A-10 Đặc trưng cơ học của bu lông cường độ cao ..................................... 208 Bảng A-11 Hệ số ma sát  và hệ số độ tin cậy b2 .............................................. 208 Bảng A-12 Lực căng trước trong thân bu lông cường độ cao (kN) ..................... 209 Bảng A-13 Các hệ số: c1; cx; cy; nc ....................................................................... 209 Bảng A-14 Hệ số uốn dọc  của cấu kiện chịu nén đúng tâm ............................. 211 Bảng A-15 Hệ số ảnh hưởng của hình dạng tiết diện  ....................................... 212 Bảng A-16 Hệ số e để kiểm tra ổn định của cấu kiện tiết diện đặc, chịu nén lệch tâm (nén uốn), mặt phẳng tác dụng của mô men trùng với mặt phẳng đối xứng ............ 213 Bảng A-17 Hệ số khí động c ................................................................................ 215 Bảng B-1 Hệ số  đối với dầm tiết diện chữ  có hai trục đối xứng ................... 216 Bảng B-2 Hệ số  đối với dầm công xôn, tiết diện chữ  có hai trục đối xứng ... 217 Bảng B-3 Hệ số b ............................................................................................... 218 Bảng B-4 Hệ số D và C ........................................................................................ 219 Bảng B-5 Hệ số B ................................................................................................ 220 Bảng B-6 Mô men quán tính xoắn của thép cán .................................................. 220 Bảng C-1 Giá trị của c1 đối với dầm hàn ............................................................. 225 Bảng C-2 Giá trị của c1 đối với dầm bu lông cường độ cao ................................ 225 Bảng C-3 Giá trị giới hạn của c/ ...................................................................... 225 Trang 9
  12. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng Bảng C-4 Hệ số ccr ............................................................................................... 226 Bảng C-5 Hệ số  ................................................................................................. 226 Bảng C-6 Hệ số c2 ................................................................................................ 227 Bảng C-7 Giá trị giới hạn [hw/tw] ......................................................................... 228 Bảng C-8 Giá trị giới hạn [b0/tf] ........................................................................... 231 Bảng C-9 Giá trị giới hạn của [b0/tf] .................................................................... 231 Bảng D-1 Thông số thép hình chữ H ................................................................... 238 Bảng D-2 Thông số thép hình chữ I ..................................................................... 243 Bảng D-3 Thông số thép hình chữ C ................................................................... 246 Bảng D-4 Thông số thép góc đều cạnh ................................................................ 248 Bảng D-5 Thông số thép góc không đều cạnh ..................................................... 252 Trang 10
  13. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng THÔNG TIN CHUNG VỀ HỌC PHẦN 1. Giới thiệu Tên học phần : KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG Số tín chỉ : 01 tín chỉ Nghe giảng lý thuyết : 15 tiết Tự học : 30 giờ Mục tiêu: Giúp người học nắm được đặc điểm cấu tạo và nguyên tắc tính toán kết cấu nhà cao tầng bằng thép. 2. Tài liệu học tập a) Giáo trình chính Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng, Bộ môn kết cấu thép, gỗ - Trường đại học kiến trúc Hà nội, 2016. b) Tài liệu tham khảo Kết cấu thép 2 - Công trình dân dụng và công nghiệp, Phạm Văn Hội, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2008. Kết cấu thép công trình đặc biệt, Phạm Văn Hội, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2013. Kết cấu thép - Phần cấu kiện cơ bản, Phạm Văn Hội, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2006. c) Tiêu chuẩn TCVN 5575 : 2012 Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế. TCVN 5574 : 2012 Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế. TCXD 198 : 1997 Nhà cao tầng - Kết cấu bê tông cốt thép toàn khối TCVN 2737 : 1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế. TCVN 9386 : 2012 Thiết kế công trình chịu động đất - Phần 1: Quy định chung, tác động động đất và quy định đối với kết cấu nhà. Tuyển tập TCVN - Thép kết cấu và thép dùng cho xây dựng, Nhà xuất bản Xây dựng, 2001. 3. Phương pháp đánh giá học phần Hình thức đánh giá học phần: Trắc nghiệm lý thuyết và bài tập Điểm thi kết thúc học phần: 8/10 Điểm quá trình: 2/10 Trang 11
  14. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng BÀI 1 - ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP NHÀ CAO TẦNG (1 tiết) 1.1 Lịch sử phát triển nhà cao tầng Chỗ ở là một trong 5 nhu cầu căn bản của con người. Từ thủa hoang sơ, để tồn tại được, con người đã phải chọn hang hốc tự nhiên để bảo vệ bản thân khỏi những điều kiện khắc nghiệt của khí hậu như mưa, nắng ... cũng như nguy hiểm từ các loài khác. Khi thông minh hơn, loài người biết dùng các vật liệu có sẵn trong tự nhiên như gỗ, lá, đất, đá ... để xây dựng nơi trú ngụ và dần dần phát triển thành chỗ ở gọi là nhà. Những căn nhà bằng gỗ, đất, đá kiên cố đã đưa con người thoát khỏi sự sống hoang dã, thoát khỏi sự phụ thuộc vào tự nhiên và có điều kiện để phát triển lên một mức cao hơn với những nhu cầu phức tạp hơn. Trong lịch sử phát triển của mình, con người luôn phải chống chọi với tự nhiên để tồn tại. Khi không thể khắc chế được tự nhiên, con người đã dựa vào các yếu tố huyền bí để tìm sự giải thích và an ủi. Các vị thần chính là người bảo trợ cho con người và đi kèm với đó là sự tôn sùng, các nghi lễ và nhiều điện đài thờ cúng. Nơi thờ cúng của các vị thần cần phải tôn nghiêm và cao quý hơn nơi ở của người phàm. Nền văn minh càng phát triển thì các điện thờ càng lớn và trang trọng. Và trong khi các nhà ở phục vụ nhu cầu sống có chiều cao rất hạn chế thì rất nhiều tòa tháp phục vụ các miếu thờ, đền đài được xây dựng với chiều cao đáng kể, xuất phát từ ý tưởng phải cao tới tận trời để thần linh có thể cảm nhận được đức tin và lòng thành kính của con người. Ngoài yếu tố tâm linh, các công trình cao vút còn thể hiện khát khao của con người muốn vượt qua giới hạn của chính mình để chinh phục những đỉnh cao mới. Khát vọng đó được thể hiện trong Kinh cựu ước, rằng sau trận Đại hồng thủy, con người đến vùng đất Shinar và đã quyết định xây dựng thành phố của riêng mình với một tòa tháp cao đến tận thiên đường để thể hiện sự huy hoàng của con người. Tòa tháp đó được đặt tên là Bable. Hình 1-1 Tháp Babel https://en.wikipedia.org/wiki/Tower_of_Babel Trang 12
  15. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng Các tòa tháp phục vụ tín ngưỡng của con người đã được xây dựng như vậy ở khắp nơi trên thế giới từ Châu Phi, Châu Âu đến Châu Á. Những nền văn minh phát triển đã đưa chúng lên một tầm cao mới, trở thành biểu tượng minh chứng cho sự phồn thịnh và sức mạnh của các nền văn minh này. Tại Châu phi có thể kể đến Tháp Conical ở Zimbabwe được xây dựng vào khoảng thế kỷ 11 đến thế kỷ 16 trước công nguyên; nhà thờ tại Djenne, xây dựng vào thế kỷ 14 sau công nguyên. Hình 1-2 Tháp Conical của Zimbabwe http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Hình 1-3 Nhà thờ tại Djenne http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Đế chế Babylon và Ba Tư đã phát triển rất thịnh vượng. Một loạt các công trình đặc sắc có thể kể đến gồm Cổng Ishtar, Babylon (605-563 trước công nguyên); Bậc thang Terrace tại Persepolis, Iran (518-460 trước công nguyên); Kim tự tháp Ur, Iraq (2125 trước công nguyên)... Trang 13
  16. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng Hình 1-4 Kim tự tháp Ur http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Ai cập cổ đại nổi tiếng với các kim tự tháp cổ: Kim tự tháp Zoser, Sakkara (2778 trước công nguyên); Kim tự tháp Chephren/Khafre (triều đại thứ 4); Đại đền thờ của Amun, Karnak (1530-323 trước công nguyên); đền thờ của Amun, Luxor (1408-1300 trước công nguyên)... Hình 1-5 Kim tự tháp của Chephren – Ai cập http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Hi Lạp cổ có Đền thờ bách thần, Athens (447-436 trước công nguyên)... Trang 14
  17. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng Hình 1-6 Đền thờ bách thần - Athen - Hi lạp http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Nền văn hóa Maya cổ trọng thời kỳ thịnh vượng đã xây dựng nên các công trình vĩ đại như Kim tự tháp Uxmal của các pháp sư, Đền thờ Tikal, di tích Palenque và Kim tự tháp Calakmul đều ở Yucatan. Hình 1-7 Kim tự tháp Calakmul - Maya http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Trang 15
  18. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng Các nền văn hóa của Châu Á cũng đã xây dựng vô số đền đài. Đền Horyu-ji Nhật Bản xây dựng tòa tháp 5 tầng, trải qua 1300 năm, nhiều trận động đất lớn nhưng tòa tháp vẫn đứng vững. Hình 1-8 Tòa tháp 5 tầng của đền Horyu-ji Nhật Bản http://www.arthistoryarchive.com/arthistory/architecture/Ancient-Architecture.html Phật tháp cổ nhất của Trung quốc còn lưu giữ lại được là tháp gạch đền Tung Sơn, xây dựng năm 523, trên đỉnh Tung Sơn thành phố Đăng Phong tỉnh Hà Nam cao 15 tầng. Hình 1-9 Tháp gạch đền Tung Sơn http://mapio.net/o/5074704/ Tháp Khai Nguyên nằm ở tỉnh Hà Bắc, thành phố Định Châu, xây dựng năm 1001 đến năm 1052 đời Tống, cao 83,7m, là tháp gạch cao nhất của Trung Quốc hiện nay. Trang 16
  19. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng Hình 1-10 Tháp Khai Nguyên Định Châu http://blog.sina.com.cn/s/blog_a5d736ba01018fwu.html Ấn Độ có Kirti Stambh là tòa tháp cao 12 tầng tại Chittorgarh fort, Rajasthan. Tòa tháp cao 22m được thương nhân Jeeja Bhagerwala xây dựng khoảng năm 1179 đến 1191 để tôn vinh sự hưng thịnh của đạo Giai-na Ấn Độ. Hình 1-11 Kirti Stambh http://heathersimondsphotography.com/chittaurgarh-fort-death-before-submission-in-ancient-india/ Hơn 170 năm trước, thành phố có dáng vẻ khác so với ngày nay. Chúng có diện mạo về cơ bản là phẳng do được hình thành từ các tòa nhà thấp, đơn điệu, nơi dùng để cư ngụ và buôn bán. Chỉ có các đài tưởng niệm, đền đài, nhà thờ mọc lên cao vút đến mức Trang 17
  20. Bài giảng kết cấu thép nhà cao tầng có thể nhìn thấy từ xa hàng dặm. Thành phố có nhà ở với chiều cao đáng kể trên quy mô lớn có lẽ phải kể đến là Rome của đế chế La Mã. Sự phát triển mạnh mẽ của đế chế dưới thời của Julius và Augustus Caesar đã biến Rome thành thành phố đông đúc, chật chội, làm xuất hiện nhu cầu xây dựng những chung cư nhiều tầng để có thể chứa được nhiều chỗ ở hơn. Số tầng liên tục tăng, từ 3 tầng vào khoảng thế kỷ 3 trước công nguyên đến 5 tầng hoặc hơn nữa (thậm chí là 10 tầng với 200 bậc thang) tại thế kỷ 1 trước công nguyên. Tuy nhiên, với trình độ xây dựng còn non kém, nhiều sự cố sập nhà đã xảy ra, vì thế các đạo luật được ban hành để hạn chế chiều cao của công trình, ban đầu giới hạn là 21 m, sau giảm xuống còn 18m. Mặc dù vậy, nhiều công trình vẫn xây dựng tới 5 đến 6 tầng. Hình 1-12 Hình mẫu chung cư của đế chế La mã https://livinginabarrel.com/2015/06/20/urban-heat-islands-and-the-origin-of-the-apartment-building/ Hình 1-13 Di tích còn lại của chung cư http://historum.com/ancient-history/34886-rome-digital-reconstruction-2.html Cũng như các nền văn minh phát triển khác, đế chế La Mã cũng đã xây dựng nhiều công trình biểu tượng như Đấu trường El Djem (đầu thế kỷ 3 sau công nguyên), Cổng chào Septmius Serverus (năm 203 sau công nguyên), Biệt thự Hadrian's (khoảng Trang 18
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2