Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu tác động của tải trọng gió theo miền thời gian lên nhà cao tầng có xét phi tuyến hình học và phi tuyến vật liệu

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu tác động của tải trọng gió theo

miền thời gian lên nhà cao tầng có xét phi tuyến hình học và phi tuyến vật liệu” này là

công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu

trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng được công bố trong bất cứ

công trình nghiên cứu nào khác từ trước tới nay./.

Tác giả

(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Quốc Thái

LỜI CẢM ƠN

Để thực hiện được luận văn này, tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn đến

các thầy cô giáo, các cán bộ trong Khoa Sau Đại Học, Khoa Xây Dựng – Trường Đại

học Kinh tế Công nghiệp Long An đã quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tác giả

trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn. Đặc biệt, tác giả xin gửi lời

cảm ơn sâu sắc nhất đến Thầy TS. Nguyễn Hồng Ân - người Thầy đã tận tâm hướng

dẫn, chỉ bảo và truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý giá cho tác giả trong quá

trình làm luận văn.

Do thời gian và trình độ còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót. Rất mong

nhận được những nhận xét và ý kiến đóng góp của quý thầy cô và bạn bè để luận văn

được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn!

Tác giả

(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Quốc Thái

iii

NỘI DUNG TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đề tài: Nghiên cứu tác động của tải trọng gió theo miền thời gian lên nhà cao tầng có

xét phi tuyến hình học và phi tuyến vật liệu

Tác giả luận văn: Nguyễn Quốc Thái Khoá: 04

Mã số học viên: 1682080043

Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hồng Ân

Nội dung tóm tắt:

* Lý do chọn đề tài

- Trên thế giới, nhà cao tầng, siêu cao tầng và nhà chọc trời đã được xây dựng

rất nhiều trong đô thị các nước đã và đang phát triển, Việt Nam cũng là một đất nước

phát triển mạnh nhà cao tầng. Trong khoảng vài năm gần đây, loại hình nhà cao tầng

được xây dựng nhiều và ngày càng nhiều hơn. Đặc trưng chủ yếu của nhà cao tầng là

số tầng nhiều, độ cao lớn, trọng lượng nặng, chịu tác động của tải trọng ngang. Khi

chiều cao của công trình càng tăng thì mức độ phức tạp khi tính toán thiết kế cũng tăng

theo. Đặc biệt là việc xác định phản ứng của công trình trước các yếu tố tác động của

điều kiện bên ngoài như tải trọng gió, động đất… Với các tác động này, các cấu kiện

chịu lực thường bị nứt ở các cấp độ khác nhau nên việc thiết kế các hệ kết cấu để

chúng chỉ làm việc trong miền đàn hồi hoàn toàn không hiệu quả kinh tế và có thể

được xem là không thực tế ngoại trừ kết cấu giòn có độ cứng ngang lớn.

- Năm 2017 là năm kỷ lục về số lượng các cơn bão và áp thấp nhiệt đới (16 cơn

bão và 4 áp thấp nhiệt đới) ảnh hưởng đến Việt Nam. Những cơn bão này gây ra những

thiệt hại có thể là đáng kể với các công trình xây dựng và trở nên khó lường hơn trong

tương lai. Với mật độ bão càng ngày càng dày hơn thì những tác hại do nó gây ra sẽ

càng tăng nếu không được con người quan tâm đúng mực. Đó là lý do tôi chọn đề tài

“Nghiên cứu tác động của tải trọng gió theo miền thời gian lên nhà cao tầng có xét phi

tuyến hình học và vật liệu”.

* Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu tác động của tải trọng gió theo miền thời gian lên nhà cao tầng có

xét đến phi tuyến hình học và vật liệu.

- Đánh giá so sánh ảnh hưởng của phi tuyến hình học và vật liệu lên phản ứng

của nhà cao tầng chịu tải trọng gió theo miền thời gian.

- Nghiên cứu phản ứng của nhà cao tầng dưới tác dụng của các hàm tải trọng gió

khác nhau (hình sin, hình tam giác…).

- Sử dụng chương trình phần mềm Etabs để phân tích ứng xử phi tuyến hình học

và vật liệu của kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng gió theo miền thời gian.

* Đối tượng nghiên cứu: Chung cư Four Aces tọa lạc tại Quận 10, TP. HCM.

* Phạm vi nghiên cứu: Nhà cao tầng bê tông cốt thép.

* Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lí thuyết thông qua phân tích, tổng

hợp các tài liệu trong và ngoài nước kết hợp với các công cụ toán học, ứng dụng phần

mềm Etabs để giải quyết bài toán.

* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: Đánh giá một cách chính xác phản

ứng của công trình nhà cao tầng trước tác động của tải trọng gió theo miền thời gian.

* Dự kiến cấu trúc luận văn:

Ngoài các phần Mở đầu, Kết luận và kiến nghị, Tài liệu tham khảo, nội dung

chính của Luận văn “Nghiên cứu tác động của tải trọng gió theo miền thời gian lên nhà

cao tầng có xét phi tuyến hình học và vật liệu” gồm có ba chương:

- Chương 1: Tổng quan về đề tài.

- Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán tác động của tải trọng gió theo miền thời

gian lên nhà cao tầng có xét phi tuyến hình học và vật liệu.

- Chương 3: Khảo sát ví dụ tính toán Chung cư Four Aces tọa lạc Quận 10, TP.

HCM chịu tác động của tải trọng gió theo miền thời gian có kể đến phi tuyến hình học

và phi tuyến vật liệu bằng phần mềm Etabs. Phân tích và đánh giá kết quả của bài toán.

ABSTRACT

Topic: Research on the effect of wind load upon tall building uses time-domain approach,

considers nonlinear geometry and nonlinear materials.

Author: Thai Nguyen Quoc

Intake: 04

Student’s ID: 1682080043

Instructor: PhD. An Nguyen Hong

Outline:

*Statement of reasons for choosing this project

Tall buildings, hyper-tall buildings and skyscrapers have been built in megacities of

developed and developing countries including Vietnam. In recent years, more and more

tall buildings have been constructed in Vietnam. The main features of tall buildings are

multi-stories, sky-high, massive weight, being effected by lateral loads. Higher the

building rises, more complex the design process will be, especially the determination

of building responses when subjected to wind load, earthquake... These factors lead to

cracks of structural elements that varies in range, so that the design uses elastic method

is not economic, practical except for the brittle structural elements which have

enormous lateral stiffness.

The year 2017 experienced the record number of storms and tropical depression (16

storms and 4 tropical depression) that effected Vietnam. These storms damaged

significantly constructions and would be unpredictable in the future. The amount of

storms have been intensifying, as a consequence, the damage will be bigger if there is

no approaches to deal with situation. That is why I choose topic ”Research on the

effect of wind load upon tall building uses time-domain approach, considers

nonlinear geometry and nonlinear materials”.

vii

*Research aims

- To conduct research on the effect of wind load upon tall building uses time-domain

approach, considers nonlinear geometry and nonlinear materials.

- To assess the effects of nonlinear geometry and nonlinear materials upon tall

buildings responses use time-domain approach

- To conduct research on responses of tall buildings subjected to various wind load

functions (sin pattern, triangle pattern... )

- Using ETABS software to analyse nonlinear geometry and nonlinear materials

responses of tall buildings under wind-induced using time-domain approach.

*Research object

Four Aces apartment located in District 10, Ho Chi Minh City.

*Scope of study

Reinforced concrete tall buildings.

*Methodological approach

Conducting research by analysing, sumarising both domestic and foreign materials

in concur with caculation tools, ETABS software to solve problem.

*Scientific and practical application of topic

Assessing approximately responses of tall buildings subjected to wind load using

time-domain approach.

*Proposal thesis structure

In addtion to Introduction, Conclusion and Recommendations, References, main

content of Thesis “Research on the effect of wind load upon tall building uses time-

domain approach, considers nonlinear geometry and nonlinear materials” consists

of:

- Chapter 1: Introduction and general information of topic.

- Chapter 2: Main theories that are used to calculate the effect of wind load upon tall

building uses time-domain approach, considers nonlinear geometry and nonlinear

materials.

viii

- Chapter 3: Surveying example of Four Aces apartment located in District 10, Ho

Chi Minh City, subjected to wind load using time-domain approach, considers nonlinear

geometry and nonlinear materials, aided by ETABS software. Analysing and assessing the

result of example.

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................ 6 1.1. Giới thiệu .................................................................................................................. 6 1.2. Khái niệm ................................................................................................................. 6 1.2.1. Nhà cao tầng .......................................................................................................... 6 1.2.2. Gió ......................................................................................................................... 6

1.3. Tác động của tải trọng gió ......................................................................................... 9 1.4. Phân tích phi tuyến kết cấu ..................................................................................... 15 1.4.1. Phi tuyến hình học ............................................................................................... 15 1.4.2. Phi tuyến vật liệu ................................................................................................. 15 1.5. Tình hình nghiên cứu liên quan luận văn ................................................................. 16 1.5.1. Các đề tài nghiên cứu trong nước ......................................................................... 16 1.5.2. Các đề tài nghiên cứu ở nước ngoài...................................................................... 19

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................... 21 2.1. Giới thiệu ................................................................................................................ 21 2.2. Thiết lập sơ đồ tính toán và các đặc trưng động lực học. ......................................... 21 2.2.1. Sơ đồ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng ............................... 21 2.2.2. Lựa chọn các ma trận tính chất của kết cấu .......................................................... 21 2.3. Mô tả gió bằng các tải trọng dạng xung ................................................................... 26 2.3.1. Tải trọng xung đôi, xung ba nửa hình sin. ............................................................ 27 2.3.2. Tải trọng xung chữ nhật ....................................................................................... 28 2.3.3. Tải trọng xung tam giác. ...................................................................................... 29 2.4. Mô tả gió bằng các tải trọng theo chuỗi thời gian .................................................... 29 2.5. Phương pháp số giải bài toán .................................................................................. 32 2.6. Phương trình chuyển động ...................................................................................... 33 2.7. Thuật toán Newmark ............................................................................................... 35 2.8. Xây dựng phổ phản ứng .......................................................................................... 37

2.9. Lý thuyết tt khung bê tông cốt thép có kể đến phi tuyến hình học và vật liệu .......... 39 2.9.1. Tổng quát ............................................................................................................. 39 2.9.2. Lý thuyết tính toán khung bê tông cốt thép có kể đến phi tuyến hình học ............. 40 2.9.3. Lý thuyết tính toán phi tuyến vật liệu ................................................................... 42 2.10. Kết luận chương .................................................................................................... 43 CHƯƠNG 3: VÍ DỤ TÍNH TOÁN ................................................................................ 44 3.1. Thông tin công trình................................................................................................ 44

3.2. Khai báo thông số đầu vào ...................................................................................... 48

3.3. Kết quả phân tích .................................................................................................... 58 3.3.1. Kết quả phân tích khi công trình chịu tải trọng gió theo phương X ....................... 58

3.3.1.1. Ứng xử của kết cấu ........................................................................................... 58 3.3.1.2. Tổng hợp số liệu và so sánh, đánh giá ............................................................... 73 3.3.2. Kết quả phân tích khi công trình chịu tải trọng gió theo phương Y ..................... 104 3.3.2.1. Ứng xử của kết cấu ......................................................................................... 104 3.3.2.2. Tổng hợp số liệu và so sánh, đánh giá ............................................................. 119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................... 146 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................ 148

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Bảng áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam ......... 10

Bảng 1.2: Hệ số K kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình ............ 10

Bảng 1.3: Bảng giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL ....................................... 11

Bảng 1.4: Bảng hệ số áp lực động của tải trọng gió ζ ................................................... 12

Bảng 1.5: Bảng hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ................. 13

Bảng 3.1: Chu kỳ dao động công trình ......................................................................... 45

Bảng 3.2: So sánh chênh lệch chuyển vị ngang (%) ..................................................... 73

Bảng 3.3: So sánh chênh lệch độ lệch tầng (%) ............................................................ 74

Bảng 3.4: So sánh chênh lệch lực dọc vách P1 (%) ...................................................... 76

Bảng 3.5: So sánh chênh lệch lực cắt vách P1 (%) ....................................................... 78

Bảng 3.6: So sánh chênh lệch moment vách P1 (%) ..................................................... 79

Bảng 3.7: So sánh chênh lệch lực dọc vách P2 (%) ...................................................... 80

Bảng 3.8: So sánh chênh lệch lực cắt vách P2 (%) ....................................................... 82

Bảng 3.9: So sánh chênh lệch moment vách P2 (%) ..................................................... 83

Bảng 3.10: So sánh chênh lệch lực dọc cột C9 (%) ...................................................... 85

Bảng 3.11: So sánh chênh lệch lực cắt cột C9 (%) ....................................................... 86

Bảng 3.12: So sánh chênh lệch moment cột C9 (%) ..................................................... 88

Bảng 3.13: So sánh chênh lệch lực dọc cột C31 (%) .................................................... 89

Bảng 3.14: So sánh chênh lệch lực cắt cột C31 (%) ..................................................... 91

Bảng 3.15: So sánh chênh lệch moment cột C31 (%) ................................................... 93

Bảng 3.16: So sánh chênh lệch lực cắt dầm B36 (%) ................................................... 94

Bảng 3.17: So sánh chênh lệch moment dầm B36 (%) ................................................. 96

Bảng 3.18: So sánh chênh lệch lực cắt dầm B54 (%) ................................................... 97

Bảng 3.19: So sánh chênh lệch moment dầm B54 (%) ................................................. 99

Bảng 3.20: So sánh chênh lệch lực cắt dầm B116 (%) ............................................... 100

Bảng 3.21: So sánh chênh lệch moment dầm B116 (%) ............................................. 102

Bảng 3.22: So sánh chênh lệch chuyển vị ngang (%) ................................................. 119

Bảng 3.23: So sánh chênh lệch chuyển vị ngang (%) ................................................. 120

Bảng 3.24: So sánh chênh lệch lực dọc vách P3 (%) .................................................. 122

Bảng 3.25: So sánh chênh lệch lực cắt vách P3 (%) ................................................... 123

xii

Bảng 3.26: So sánh chênh lệch moment vách P3 (%) ................................................. 124

Bảng 3.27: So sánh chênh lệch lực dọc vách P4 (%) .................................................. 126

Bảng 3.28: So sánh chênh lệch lực cắt vách P4 (%) ................................................... 127

Bảng 3.29: So sánh chênh lệch moment vách P4 (%) ................................................. 129

Bảng 3.30: So sánh chênh lệch lực dọc cột C9 (%) .................................................... 130

Bảng 3.31: So sánh chênh lệch lực cắt cột C9 (%) ..................................................... 132

Bảng 3.32: So sánh chênh lệch moment cột C9 (%) ................................................... 134

Bảng 3.33: So sánh chênh lệch lực dọc cột C31 (%) .................................................. 135

Bảng 3.34: So sánh chênh lệch lực cắt cột C31 (%) ................................................... 136

Bảng 3.35: So sánh chênh lệch moment cột C31 (%) ................................................. 138

Bảng 3.36: So sánh chênh lệch lực cắt dầm B29 (%) ................................................. 139

Bảng 3.37: So sánh chênh lệch moment dầm B29 (%) ............................................... 141

Bảng 3.38: So sánh chênh lệch lực cắt dầm B123 (%) ............................................... 142

Bảng 3.39: So sánh chênh lệch moment dầm B123 (%) ............................................. 144

xiii

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Mô hình song tuyến tính của thép (Nguồn: Chopra, 1995) ........................... 16

Hình 2.1: Sơ đồ tính toán thanh công xôn .................................................................... 21

Hình 2.2: Ma trận khối lượng thu gọn .......................................................................... 22

Hình 2.3: Độ cứng tầng 1 (Chopra, 1980) .................................................................... 23

Hình 2.4: Độ cứng tầng 2 (Chopra, 1980) .................................................................... 23

Hình 2.5: Tải trọng xung hình sin ................................................................................ 26

Hình 2.6: Tải trọng gió xung đôi nửa hình sin .............................................................. 27

Hình 2.7: Tải trọng gió xung ba nửa hình sin ............................................................... 28

Hình 2.8: Tải trọng xung hình chữ nhật ....................................................................... 28

Hình 2.9: Tải trọng xung hình tam giác ........................................................................ 29

Hình 2.10: Mô phỏng vận tốc gió cấp 9-10 theo thời thời gian (Hoan. 2008) ............... 30

Hình 2.11: Vận tốc gió ở các độ cao 13; 33; 70; 160 feel (Ewing, 2005) ...................... 32

Hình 2.12: Sơ đồ thiết lập phương trình chuyển động (Chopra, 1980) .......................... 33

Hình 2.13: Kết cấu chịu tải trọng gió thay đổi theo thồi gian........................................ 33

Hình 2.14: Sơ đồ lực tác dụng lên mỗi bậc tự do .......................................................... 34

Hình 2.15: Hê kết cấu chịu tải trọng nửa hình sin......................................................... 37

Hình 3.1: Mô hình tính toán kết cấu công trình ............................................................ 44

Hình 3.2: Dao động thứ nhất theo Phương Y (Mode 1) ................................................ 46

Hình 3.3: Dao động thứ hai xoắn (Mode 2) .................................................................. 46

Hình 3.4: Dao động thứ ba Phương X (Mode 3)........................................................... 47

Hình 3.5: Mặt bằng kết cấu tầng điển hình ................................................................... 47

Hình 3.6: Biểu đồ hàm xung tải trọng gió hình SINE ................................................... 48

Hình 3.7: Khai báo xung tải trọng gió vào mô hình tính toán ....................................... 48

Hình 3.8: Trường hợp phân tích bài toán đàn hồi tuyến tính......................................... 50

Hình 3.9: Trường hợp phân tích bài toán phi tuyến hình học P-Delta ........................... 50

Hình 3.10: Trường hợp phân tích bài toán phi tuyến vật liệu ........................................ 51

Hình 3.11: Trường hợp phân tích bài toán phi tuyến vật liệu + phi tuyến hình học ....... 51

Hình 3.12: Khai báo tính toán P-Delta ......................................................................... 52

Hình 3.13: Khai báo khớp dẻo cho dầm ....................................................................... 52

Hình 3.14: Khai báo khớp dẻo cho cột ......................................................................... 53

xiv

Hình 3.15: Gán khớp dẻo plastic hinge cho dầm, cột công trình ................................... 54

Hình 3.16: Khai báo tính toán hệ số tỷ lệ độ cứng và khối lượng ................................. 54

Hình 3.17: Sử dụng phương pháp giải Newmark ......................................................... 55

Hình 3.18: Vị trí cột C9, C31 được lựa chọn để phân tích nội lực ................................ 55

Hình 3.19: Vị trí vách P1, P2 được lựa chọn để phân tích nội lực ................................ 56

Hình 3.20: Vị trí vách dầm B36, B54, B116 được lựa chọn để phân tích nội lực .......... 56

Hình 3.21: Vị trí vách P3, P4 được lựa chọn để phân tích nội lực ................................ 57

Hình 3.22: Vị trí vách dầm B29, B106, B123 được lựa chọn để phân tích nội lực ........ 57

Hình 3.23: Biểu đồ chuyển vị đỉnh công trình theo thời gian (X-DH) .......................... 58

Hình 3.24: Biểu đồ lực cắt đáy công trình theo thời gian (X-DH) ................................ 58

Hình 3.25: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (X-DH) .............................. 59

Hình 3.26: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (X-DH)............................ 59

Hình 3.27: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (X-DH) ............................ 60

Hình 3.28: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (X-DH) .......................... 60

Hình 3.29: Biểu đồ lực cắt dầm B54 – Tầng 7 theo thời gian (X-DH) .......................... 61

Hình 3.30: Biểu đồ moment dầm B54 – Tầng 7 theo thời gian (X-DH) ........................ 61

Hình 3.31: Biểu đồ lực cắt dầm B54 – Tầng 14 theo thời gian (X-DH) ........................ 62

Hình 3.32: Biểu đồ moment dầm B54 – Tầng 14 theo thời gian (X-DH) ...................... 62

Hình 3.33: Biểu đồ chuyển vị đỉnh công trình theo thời gian (X-HHVL) ..................... 63

Hình 3.34: Biểu đồ lực cắt đáy công trình theo thời gian (X-HHVL) ........................... 63

Hình 3.35: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (X-HHVL) ......................... 64

Hình 3.36: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (X-HHVL) ...................... 64

Hình 3.37: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (X-HHVL) ....................... 65

Hình 3.38: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (X-HHVL) .................... 65

Hình 3.39: Biểu đồ lực cắt dầm B54 – Tầng 7 theo thời gian (X-HHVL) ..................... 66

Hình 3.40: Biểu đồ moment dầm B54 – Tầng 7 theo thời gian (X-HHVL) .................. 66

Hình 3.41: Biểu đồ lực cắt dầm B54 – Tầng 14 theo thời gian (X-HHVL) ................... 67

Hình 3.42: Biểu đồ moment dầm B54 – Tầng 14 theo thời gian (X-HHVL)................. 67

Hình 3.43: Tình trạng hình thành khớp dẻo cột C9 (X-HHVL) .................................... 68

Hình 3.44: Tình trạng hình thành khớp dẻo cột C31 (X-HHVL) .................................. 69

Hình 3.45: Tình trạng hình thành khớp dẻo dầm B36 (X-HHVL) ................................ 70

Hình 3.46: Tình trạng hình thành khớp dẻo dầm B54 (X-HHVL) ................................ 71

Hình 3.47: Tình trạng hình thành khớp dẻo dầm B116 (X-HHVL) .............................. 72

Hình 3.48: Biểu đồ so sánh chênh lệch chuyển vị ngang .............................................. 74

Hình 3.49: Biểu đồ so sánh chênh lệch độ lệch tầng ..................................................... 75

Hình 3.50: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt đáy ....................................................... 76

Hình 3.51: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc vách P1 ............................................... 77

Hình 3.52: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt vách P1 ................................................ 79

Hình 3.53: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment vách P1.............................................. 80

Hình 3.54: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc vách P2 ............................................... 82

Hình 3.55: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt vách P2 ................................................ 83

Hình 3.56: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment vách P2.............................................. 85

Hình 3.57: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc cột C9 ................................................. 86

Hình 3.58: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt cột C9 .................................................. 88

Hình 3.59: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment cột C9 ................................................ 89

Hình 3.60: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc cột C31 ............................................... 91

Hình 3.61: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt cột C31 (%) ......................................... 92

Hình 3.62: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment cột C31 (%) ....................................... 94

Hình 3.63: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt dầm B36 .............................................. 95

Hình 3.64: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment dầm B36 ............................................ 97

Hình 3.65: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt dầm B54 .............................................. 99

Hình 3.66: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment dầm B54 .......................................... 100

Hình 3.67: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt dầm B116 .......................................... 102

Hình 3.68: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment dầm B116 ........................................ 103

Hình 3.69: Biểu đồ chuyển vị đỉnh công trình theo thời gian (Y-DH) ........................ 104

Hình 3.70: Biểu đồ lực cắt đáy công trình theo thời gian (Y-DH) .............................. 104

Hình 3.71: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (Y-DH) ............................ 105

Hình 3.72: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (Y-DH).......................... 105

Hình 3.73: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (Y-DH) .......................... 106

Hình 3.74: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (Y-DH) ........................ 106

Hình 3.75: Biểu đồ lực cắt dầm B29 – Tầng 7 theo thời gian (Y-DH) ........................ 107

Hình 3.76: Biểu đồ moment dầm B29 – Tầng 7 theo thời gian (Y-DH) ...................... 107

Hình 3.77: Biểu đồ lực cắt dầm B29 – Tầng 14 theo thời gian (Y-DH) ...................... 108

Hình 3.78: Biểu đồ moment dầm B29 – Tầng 14 theo thời gian (Y-DH) .................... 108

xvi

Hình 3.79: Biểu đồ chuyển vị đỉnh công trình theo thời gian (Y-HHVL) ................... 109

Hình 3.80: Biểu đồ lực cắt đáy công trình theo thời gian (Y-HHVL) ......................... 109

Hình 3.81: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (Y-HHVL) ....................... 110

Hình 3.82: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (Y-HHVL) .................... 110

Hình 3.83: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (Y-HHVL) ..................... 111

Hình 3.84: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (Y-HHVL) .................. 111

Hình 3.85: Biểu đồ lực cắt dầm B29 – Tầng 7 theo thời gian (Y-HHVL) ................... 112

Hình 3.86: Biểu đồ moment dầm B29 – Tầng 7 theo thời gian (Y-HHVL) ................ 112

Hình 3.87: Biểu đồ lực cắt dầm B29 – Tầng 14 theo thời gian (Y-HHVL) ................. 113

Hình 3.88: Biểu đồ moment dầm B29 – Tầng 14 theo thời gian (Y-HHVL)............... 113

Hình 3.89: Tình trạng hình thành khớp dẻo cột C9 (Y-HHVL) .................................. 114

Hình 3.90: Tình trạng hình thành khớp dẻo cột C31 (Y-HHVL) ................................ 115

Hình 3.91: Tình trạng hình thành khớp dẻo dầm B29 (Y-HHVL) .............................. 116

Hình 3.92: Tình trạng hình thành khớp dẻo dầm B106 (Y-HHVL) ............................ 117

Hình 3.93: Tình trạng hình thành khớp dẻo dầm B123 (Y-HHVL) ............................ 118

Hình 3.94: Biểu đồ so sánh chênh lệch chuyển vị ngang ............................................ 120

Hình 3.95: So sánh chênh lệch chuyển vị ngang ........................................................ 121

Hình 3.96: Biểu đồ so sánh lực cắt đáy FY ................................................................ 121

Hình 3.97: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc vách P3 ............................................. 123

Hình 3.98: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt vách P3 .............................................. 124

Hình 3.99: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment vách P3............................................ 126

Hình 3.100: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc vách P4 ........................................... 127

Hình 3.101: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt vách P4 ............................................ 129

Hình 3.102: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment vách P4 .......................................... 130

Hình 3.103: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc cột C9 ............................................. 132

Hình 3.104: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt cột C9 .............................................. 133

Hình 3.105: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment cột C9 ............................................ 135

Hình 3.106: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc cột C31 ........................................... 136

Hình 3.107: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt cột C31 ............................................ 138

Hình 3.108: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment cột C31 .......................................... 139

Hình 3.109: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt dầm B29 .......................................... 141

Hình 3.110: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment dầm B29 ........................................ 142

xvii

Hình 3.111: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt dầm B123 ........................................ 144

Hình 3.112: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt dầm B123 ........................................ 145

PHẦN MỞ ĐẦU

Đặt vấn đề:

Gió là một hiện tượng trong tự nhiên hình thành do sự chuyển động của không

khí. Nó sinh ra do nhiệt độ trên bề mặt trái đất không đều. Do bề mặt của trái đất bao

gồm bề mặt đất và biển và nghiêng theo một trục nên nó hấp thụ nhiệt độ từ mặt trời

không đều. Gió còn là những luồng không khí chuyển động trên quy mô rất lớn.Trên

bề mặt vũ trụ, gió bao gồ một khối lớn không khí chuyển động. Gió thường được phân

lọai theo quy mô về thời gian, tốc độ, lực tạo ra gió, các khu vực gió xảy ra và tác

động của chúng.

Đặc tính chủ yếu của gió là sự thay đổi tốc độ liên tục và không đều theo cả

không gian và thời gian. Tùy theo điều kiện hình thành phân loại: gió mạnh, bão, lốc.

Trong khí tượng học, cơn gió thường được gọi theo sức mạnh của nó, và hướng gió

thổi. Sự tăng tốc đột ngột của gió được gọi là cơn gió mạnh. Sự tăng tốc kéo dài

(khoảng một phút) của các cơn gió mạnh được gọi là gió động. Gió với khoảng thời

gian kéo dài hơn có những cái tên khác nhau kết hợp với tốc độ trung bình của gió,

chẳng hạn như gió nhẹ (breeze), gió mạnh (gale), bão (storm), cơn bão (hurricane), và

cơn bão lớn (typhoon). Gió xảy ra trên các phạm vi khác nhau, từ cơn bão kéo dài

hàng chục phút, cho đến gió địa phương được hình thành do sự nung nóng của bề mặt

đất liền kéo dài khoảng vài giờ, cho đến gió toàn cầu do sự khác biệt trong sự hấp thụ

năng lượng mặt trời giữa các vùng khí hậu trên trái đất. Hai nguyên nhân chính của gió

hoàn lưu khí quyển quy mô lớn là sự khác biệt nhiệt độ giữa xích đạo và các cực, và

vòng quay của Trái đất (hiệu ứng Coriolis).

Gió được tạo ra bởi sự khác biệt trong áp suất khí quyển. Khi có những sự khác

biệt trong áp suất khí quyển tồn tại, không khí sẽ di chuyển từ vùng áp suất cao hơn

đến các vùng áp suất thấp hơn, dẫn đến những cơn gió có tốc độ khác nhau.Hai yếu tố

thúc đẩy chính của mô hình gió quy mô lớn là nhiệt độ khác biệt giữa xích đạo và các

cực, sự quay của hành tinh.Tuy nhiên tác động của gió cũng có rất nhiều các tác hại

như những nơi gió thổi mạnh, gió bão đi qua có thể gây tác hại rất lớn cho những vật

nằm trên đường đi của nó. Và một trong những đối tượng dễ bị tác động của gió đó là

những công trình do con người tạo ra cụ thể là những nhà cao tầng chịu ảnh hưởng rất

nặng nề nếu trong quá trình xây dựng không được tính toán kĩ lượng về việc chịu tác

động của gió lên các nhà cao tầng sẽ dễ gây ra những hậu quả nghiêm trọng.

Gió được xác định do một điểm cân bằng lực lượng vật lý được sử dụng trong

phân tích kết cấu gió. Chúng rất có ích cho việc đơn giản hóa các phương trình chuyển

động của khí quyển và để làm đối số định lượng về sự phân bố theo chiều ngang và

chiều dọc của gió. Các thành phần gió geostrophic là kết quả của sự cân bằng giữa lực

Coriolis và lực chênh áp. Nó chảy song song với isobars và xấp xỉ với dòng chảy ở

trên lớp biên khí quyển ở vĩ độ trung . Gió nhiệt là sự khác biệt trong gió geostrophic

giữa hai mức áp suất trong khí quyển. Nó chỉ tồn tại trong một bầu không khí với

gradient nhiệt độ nằm ngang. Các thành phần gió không phải geostrophic là sự khác

biệt giữa thực tế và gió geostrophic, chúng chịu trách nhiệm cho việc "làm đầy" không

khí bằng các lốc xoáy theo thời gian. Gió gradient tương tự như các gió geostrophic

nhưng bao gồm các lực ly tâm (hoặc gia tốc hướng tâm).

Gió là một hiện tượng trong tự nhiên được hình thành do sự chuyển động của không khí. Gió tác động lên công trình xây dựng có thể được phân loại tùy theo vận tốc gió và địa hình. Những nơi có gió thổi mạnh (gió bão) đi qua có thể gây tác hại rất lớn cho những vật nằm trên đường đi của nó. Một trong những đối tượng bị gió gây tác

hại là những công trình xây dựng do con người tạo ra. Ngày nay hiện tượng biến đổi khí hậu có diễn biến phức tạp do đó tác động của gió lên công trình cũng ngày càng

nguy hiểm hơn.

Với tốc độ phát triển như hiện nay, ngày càng nhiều công trình với các tòa nhà

cao tầng/rất cao tầng đã và đang được xây dựng trên các thành phố của Việt nam; Và đặc thù của nhà cao tầng lại thường tập trung ở các khu vực gần kề, các khu trung tâm thành phố hoặc các khu dự án quy hoạch tập trung. Do đó, sự ảnh hưởng của địa hình, của nhóm các tòa nhà cao tầng đối với luồng gió lên các tòa nhà là rất lớn; Đặc biệt với các tòa nhà cao tầng, chịu ảnh hưởng mạnh của gió động, thì việc phân tích chính xác mô hình khí động học của gió lên toàn bộ bề mặt các phía của tòa nhà, đối với các hướng gió khác nhau, có ý nghĩa rất quan trọng khi xác định áp lực gió/tải trọng gió lên kết cấu toàn nhà. Tác dụng của gió lên công trình do sự va đập của luồng không khí khi gặp vật cản trên đường đi của nó. Theo thời gian tốc độ của gió luôn luôn thay

đổi và kéo theo là tác động của nó lên nhà cao tầng cũng thay đổi theo.

Gió thường yếu đi khi nó va vào một tòa nhà, nhưng có thể tạo ra một cơn gió

mạnh đột ngột xung quanh khoảng không hẹp như góc hay giữa hai tòa nhà. Một số

người có thể cho rằng tốc độ của gió sẽ giảm ở vùng trũng thấp, nơi những tòa nhà

nằm gần nhau, nhưng thật ra, những cơn gió này trở nên nhanh hơn và mạnh hơn khi

va phải một tòa nhà. Hiện tượng này khá dễ hiểu theo định lý Bernoulli, một lý thuyết

vật lý về áp suất gió giảm và gia tốc tăng lên khi nó di chuyển từ không gian lớn đến

không gian chật hẹp. Nó tương tự như dòng nước chảy nhanh hơn ở các thung lũng

hẹp so với các con sông rộng lớn.

Trong bài toán thiết kế kết cấu nhà cao tầng là một trong những công việc quan

trọng không thể thiếu đối với bất kỳ công trình nào; Hiện nay, đối với những tòa nhà

có số tầng cao không nhiều, hoặc/và có độ cao dưới 40m, thì việc phân tích áp lực gió

lên công trình theo tiêu chuẩn hiện hành TCVN 2737-1995 khá phù hợp, mặc dù mô

hình phân tích gió chủ yếu ở dạng tĩnh hoặc tựa tĩnh, và áp lực gió chủ yếu chỉ đặt lên

mặt đón gió, hút gió của tòa nhà, mà ít đánh giá ảnh hưởng của gió theo các hướng

khác, cũng như ảnh hưởng khí động của các luồng gió trong điều kiện tòa nhà đặt gần

kề tòa nhà khác/hoặc cụm các tòa nhà khác.

Ở Việt Nam trước đây, miền Bắc có thời tiết phân thành 4 mùa rõ rệt, miền

Nam thì có mùa mưa và mùa khô. Do biến đổi khí hậu mà thời tiết ngày nay đã không

còn theo quy luật đó nữa. Đã xuất hiện những đợt nắng nóng vào mùa thu, hay những

cơn bão mạnh vào mùa đông.Điều kiện tự nhiên thay đổi sẽ tác động trực tiếp đến các

công trình xây dựng. Để các công trình có thể tồn tại, phục vụ cho cuộc sống của

chúng ta, là người kỹ sư xây dựng cần phải tính toán sao cho công trình đủ khả năng

chịu đựng được các tác động đó.

Lý do chọn đề tài:

Trên thế giới, nhà cao tầng, siêu cao tầng và nhà chọc trời đã được xây dựng rất

nhiều trong đô thị các nước đã và đang phát triển. Việt Nam cũng là một đất nước phát

triển mạnh nhà cao tầng. Trong khoảng vài năm gần đây, loại hình nhà cao tầng được

xây dựng nhiều và ngày càng nhiều hơn. Đặc trưng chủ yếu của nhà cao tầng là số

tầng nhiều, độ cao lớn, trọng lượng nặng, chịu tác động của tải trọng ngang. Khi chiều

cao của công trình càng tăng thì mức độ phức tạp khi tính toán thiết kế cũng tăng theo.

Đặc biệt là việc xác định phản ứng của công trình trước các yếu tố tác động của điều

kiện bên ngoài như tải trọng gió, động đất… Với các tác động này, các cấu kiện chịu

lực thường bị nứt ở các cấp độ khác nhau nên việc thiết kế các hệ kết cấu để chúng chỉ

làm việc trong miền đàn hồi hoàn toàn không hiệu quả kinh tế và có thể được xem là

không thực tế ngoại trừ kết cấu giòn có độ cứng ngang lớn.

Năm 2017 là năm kỷ lục về số lượng các cơn bão và áp thấp nhiệt đới (16 cơn

bão và 4 áp thấp nhiệt đới) ảnh hưởng đến Việt Nam. Những cơn bão này gây ra

những thiệt hại có thể là đáng kể với các công trình xây dựng và trở nên khó lường

hơn trong tương lai. Với mật độ bão càng ngày càng dày hơn thì những tác hại do nó

gây ra sẽ càng tăng nếu không được con người quan tâm đúng mực. Đó là lý do tôi

chọn đề tài “Nghiên cứu tác động của tải trọng gió theo miền thời gian lên nhà cao

tầng có xét phi tuyến hình học và phi tuyến vật liệu”.

Mục tiêu của luận văn:

Nghiên cứu tác động của tải trọng gió theo miền thời gian lên nhà cao tầng có

xét đến phi tuyến hình học và vật liệu.

Đánh giá so sánh ảnh hưởng của phi tuyến hình học và vật liệu lên phản ứng

của nhà cao tầng chịu tải trọng gió theo miền thời gian.

Nghiên cứu phản ứng của nhà cao tầng dưới tác dụng của các hàm tải trọng gió

khác nhau (hình sin, hình tam giác…)

Sử dụng chương trình phần mềm Etabs để phân tích ứng xử phi tuyến hình học

và vật liệu của kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng gió theo miền thời gian.

Phương pháp thực hiện:

Nghiên cứu lí thuyết thông qua phân tích, tổng hợp các tài liệu trong và ngoài

nước kết hợp với các công cụ toán học, ứng dụng phần mềm Etabs để giải quyết bài

toán.

Đối tượng và phạm vi luận văn:

(cid:153) Đối tượng nghiên cứu: Chung cư Four Aces tọa lạc tại Quận 10, TP.

HCM

(cid:153) Phạm vi nghiên cứu: Nhà cao tầng bê tông cốt thép.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

Đánh giá một cách chính xác phản ứng của công trình nhà cao tầng trước tác

động của tải trọng gió theo miền thời gian.

Cấu trúc luận văn:

Ngoài các phần Mở đầu, Kết luận và kiến nghị, Tài liệu tham khảo, nội dung

chính của Luận văn “Nghiên cứu tác động của tải trọng gió theo miền thời gian lên nhà

cao tầng có xét phi tuyến hình học và phi tuyến vật liệu” gồm có ba chương:

(cid:153) Chương 1: Tổng quan về đề tài.

(cid:153) Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán tác động của tải trọng gió theo

miền thời gian lên nhà cao tầng có xét phi tuyến hình học và phi tuyến

vật liệu.

(cid:153) Chương 3: Khảo sát ví dụ tính toán Chung cư Four Aces tọa lạc Quận

10, TP. HCM chịu tác động của tải trọng gió theo miền thời gian có kể

đến phi tuyến hình học và phi tuyến vật liệu bằng phần mềm Etabs. Phân

tích và đánh giá kết quả của bài toán.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu

Chương này trình bày tổng quan tình hình nghiên cứu liên quan đến luận văn

này. Các phần sau đây được quan tâm.

1.2. Khái niệm

1.2.1. Nhà cao tầng

Theo Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế: Ngôi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố

quyết định các điều kiện thiết kế, thi công hoặc sử dụng khác với ngôi nhà thông

thường được gọi là nhà cao tầng.

Phân loại nhà cao tầng:

− Phân loại theo mục đích sữ dụng: nhà ở, nhà làm việc và các dịch vụ khác.

− Phân loại theo hình dạng:

o Nhà tháp: mặt bằng vuông, tam giác hay đa giác đều. Việc giao thông theo

phương đứng, tấp trung ở một khu vực duy nhất (khách sạn, phòng làm

việc).

o Nhà dạng thanh: mặt bằng hình chữ nhật, có nhiều đơn vị giao thông theo

phương đứng (nhà ở).

− Phân loại theo chiều cao: Theo “Nhà cao tầng bê tông cốt thép” của Võ Bá Tầm

(Nhà xuất bản đại học quốc gia 2012) nhà cao tầng có thể phân loại theo chiều

cao do Ủy ban nhà cao tầng Quốc tế như sau:

o Nhà cao tầng lọai I: từ 9 đến 16 tầng ( Chiều cao nhà <50m)

o Nhà cao tầng loại II: từ 17 đến 22 tầng ( Chiều cao nhà H = 50 -70m)

o Nhà cao tầng loại III: từ 26 đến 40 tầng (Chiều cao nhà H= 75 – 100m)

o Nhà cao tầng loại IV: hơn 40 tầng ( Chiều cao nhà H>100m), hay còn gọi là

nhà chọc trời.

1.2.2. Gió

Gió là những luồng không khi chuyển động trên quy mô lớn. Trên bề mặt trái

đất, gió bao gồm khối lớn không khí chuyển động. Gió thường được phân loại theo

quy mô về không gian, tốc độ, lực tạo ra gió, các khu vực gió xảy ra và tác động của

chúng. Không khí luôn chuyển động từ nơi khí áp cao về nơi khí áp thấp. Sự chuyển

động của không khí sinh ra gió. Gió có những khía cạnh khác nhau, một là vận tốc của

gió, hai là áp xuất dòng khí, ba là tổng năng lượng của gió.

Gió được hình thành do sự chuyển động ngang của không khí so với mặt đất.

Trong khí quyển trái đất không khí có thể chuyển động theo nhiều hướng bất kì, nhưng

duy nhất chỉ có hướng chuyển động theo chiều thẳng đứng là ở thế cân bằng, còn trong

các hướng khác đều bị tác dụng của sự chênh lệch khí áp.

Trong khí tượng học, cơn gió thường được gọi theo sức mạnh của nó và hướng

gió thổi. Sự tăng đột ngột của gió được gọi là cơn gió mạnh. Sự tăng kéo dài của các

cơn gió mạnh được gọi là gió giật.

Nguyên nhân trực tiếp hình thành gió là sự phân bố không đều của khí áp trên

bề mặt đất. Không khí ở vùng áp suất cao hơn, tức là khối lượng lớn hơn sẽ chuyển về

vùng mà áp suất đó thấp hơn, tức là khối lượng nhỏ hơn. Còn nguyên nhân cơ bản dẫn

đến sự phân bố không đồng đều của khí áp là sự phân bố không đồng đều của nhiệt độ

không khí. Nơi có nhiệt độ không khí cao, mật độ không khí sẽ thấp và theo đó khí áp

cũng thấp và ngược lại. Như vậy sự chên lệch nhiệt độ không khí tạo nên sự chênh

lệch khí áp.

Gió là tải trọng ngang chính tác động đến công trình, công trình càng cao tải

trọng gió càng lớn. Ngoài nhân tố ảnh hưởng bởi chiều cao công trình thì tiêu chuẩn

tải trọng và tác động (TCVN 2737:1995) thì tải trọng gió tác động đến công trình còn

phụ thuộc vào một số yếu tố khác như: Dạng địa hình, áp lực gió theo từng vùng, diện

tích bề mặt đón gió của công trình, cao trình của công trình so với mặt phẳng ngang,

đặc trưng hình học của công trình v.v….

Lãnh thổ Việt Nam được chia ra làm 3 dạng địa hình như sau:

− Dạng địa hình A là địa hình trống trải, không có hoặc ít có vật cản cao quá 1,5m

(Bờ biển thoáng, mặt sông, hồ lớn, đồng muối, cánh đồng không có cây

cao….).

− Dạng địa hình B (Được chọn là dạng địa hình chuẩn) là địa hình tương đối

trống trải, có một số vật cản thưa thớt cao không quá 10m (Vùng ngoại ô ít nhà,

thị trấn, làng mạc, rừng thưa hoặc rừng non, vùng trồng cây thưa….).

− Dạng địa hình C là địa hình bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản sát nhau, cao từ

10m trở lên (Trong thành phố, vùng rừng rậm….)

Công trình được xem là thuộc dạng địa hình nào nếu tính dạng địa hình đó

không thay đổi trong khoảng cách 30h khi h < 60m và 2 km khi h > 60m tính từ mặt

đón gió của công trình, h là chiều cao công trình.

Bề mặt mà trên đó khí áp bằng nhau ở tất cả mọi điểm gọi là đẳng áp. Giao

tuyến của mặt đẳng áp với mặt ngang nào đó là đường đẳng áp, tức là đường cùng áp

suất. Khí áp từ đường đẳng áp này đến đường đẳng áp khác trên cùng một mặt phẳng

có thể hạ xuống và có thể tăng lên, tạo nên hiệu áp suất, sự cân bằng khí áp ngang bị

phá vỡ, không khí bắt đầu dịch chuyển từ vùng áp suất cao hơn đến vùng áp suất thấp

hơn.

Gió được đặc trưng bằng vectơ tốc độ. Trong thực tế, tốc độ gió chỉ biểu thị đại

lượng trị số tốc độ, chính trị số này gọi là tốc độ gió, còn hướng của vectơ tốc độ là

hướng gió. Tốc độ gió có đơn vị là m/s hoặc km/h. Ngoài ra còn có bảng tốc độ gió

tính bằng cấp theo bảng Bôpho. Theo bảng này toàn bộ tốc độ gió có thể chia làm 12

cấp. Bảng Bôpho liên hệ lực của gió với những hiệu ứng khác nhau của gió như mức

độ gây sóng trên biển, sự lay động của cành và thân cây, sự lan truyền của khói…Mỗi

cấp của bảng đều mang một tên nhất định. Ví dụ, cấp không của bảng Bôpho tương

ứng với gió lặng, nghĩa là hoàn toàn không có gió. Gió cấp 4 theo bảng Bôpho gọi là

gió vừa và tương ứng với tốc độ 5-7 m/s; gió cấp 7 là gió mạnh với tốc độ 12-15 m/s;

gió cấp 9 là gió với tốc độ 18-21 m/s; gió cấp 12 là gió trong bão với tốc độ lớn hơn 29

m/s.

Người ta thường phân biệt tốc độ gió trung bình qua thời gian quan trắc ngắn và

tốc độ gió tức thời, dao động rất mạnh và có khi lớn hơn hay nhỏ hơn tốc độ gió trung

bình rất nhiều. Ở mặt đất thường thấy tốc độ gió trung bình 4-8 m/s, rất ít khi vượt qua

12-15 m/s. Khi có gió giật và cuồng phong tốc độ gió có thể vượt quá 30 m/s và trong

từng cơn gió giật đạt 65 m/s, có những cơn gió giật đạt 100 m/s. Trong các cơn xoáy

cỡ nhỏ tốc độ có thể đạt hơn 100m/s.

Tốc độ gió phụ thuộc vào sự chênh lệch khí áp hay còn gọi là gradient áp. Khi

gradient áp lớn thì tốc độ gió lớn và ngược lại. Trong trường hợp gradient quá lớn sẽ

tạo ra các trận bão, gió giật, lốc xoáy…Tốc độ gió sẽ bị giảm đi đáng kể do sự ma sát

giữa không khí và mặt đất. Khi tính toán lực gió trong TCVN 2737:1995 có xét đến

yếu tố địa hình.

1.3. Tác động của tải trọng gió

Tác động của gió lên công trình là do sự va đập của luồng không khí khi gặp

vật cản trên đường đi của nó. Theo thời gian tốc độ của gió luôn luôn thay đổi, nguyên

nhân gây nên sự mạch động của luồng gió là dòng thổi và trạng thái biển đổi của dòng

thổi.

Dòng thổi: Khi gió thổi vợt qua một công trình thì tất cả các vùng của công

trình đó đều chịu một áp lực nhất định. Vị trí của của các vùng và dịnh biên của các

giá trị tác dụng tuân theo những quy luật và có thể xác định được bằng lý thuyết hoặc

thực nghiệm. Chân công trình phái đón gió xuất hiện áp lực trội trong vùng xoáy, hiện

tượng hút gió, ở sau công trình phía khuất gió xuất hiện áp lực âm do gió hút.

Trạng thái biến đổi của dòng thổi qua công trình phụ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ

các kích thước của các măt. Góc tới của dòng thổi có thể bị biến đổi và ảnh hưởng tới

cả định tính, định lượng của áp lực gió lên công trình.

Tải trọng của gió được phân loại và xác định tùy theo trạng thái dòng tác động

lên công trình. Với mái có độ dóc lớn, ở phía đón gió chịu tác dụng của áp lực trội, ép

vào bề mặt đón, các phần còn lại chịu áp lực hút. Gía trị của áp lực hút có thể bằng

hoặc lớn hơn nhiều lần so với giá trị ép vào, đặc biệt là ở vùng biên tiếp giáp giữa mặt

đón gió với vùng thoát gió (hoặc hút gió). Tại các vùng này gió có thể đến từ mọi phía

với thời gian và góc chuyên hứng bất kì tạo thành các dải cục bộ, đột biến rất lớn.

Tải trọng của gió tác động lên công trình được xác định bằng tổng các tải trọng

tác động lên tất cả các bề mặt của nó. Khi công trình được coi là hoàn toàn kín thì chỉ

có gió mặt ngoài, khi công trình hở hoàn toàn thì chỉ có gió lên mái, còn khi công trình

chỉ có hở một phần thì lỷ lệ giữa áp lực trong và áp lực ngoài cho toàn bộ sẽ giảm

nhưng sẽ làm tăng cục bộ ở một số bộ phận và nhanh chóng dẫn đến nguyên nhân phá

hoại cục bộ công trình. Thông thường, các tác động này được phân tích theo các trục,

các hướng và thông qua các thí nghiệm khí động học để xác định các hệ số, các thông

số ảnh hưởng tương ứng với các hướng này.

Dưới tác dụng của tải trọng gió, các công trình cao, mềm, độ thanh mảnh lớn sẽ

có dao động. Tùy theo hình dáng, phân bố độ cứng của công trình mà dao động này có

thể theo phương bất kỳ trong không gian, thông thường chúng được phân tích thành

hai phương chính: phương dọc và phương ngang luồng gió, trong đó dao động theo

phương dọc là chủ yếu. Với các công trình thấp, dao động này là không đáng kể,

nhưng các công trình cao khi dao động sẽ phát sinh lực quán tính làm tăng thêm tác

dụng bình thường của tải trọng gió.

Như vậy, tác dụng theo phương luồng gió của tải trọng gió lên công trình cao

bao gồm hai thành phân: thành phần tĩnh gây nên bởi áp lực gió lên công trình có bề

mặt cản gió và thành phần động tạo thành bởi xung mạch động của tải trọng gió và lực

quán tính sinh ra khi công trình có khối lượng và bị dao động do gió thổi.

(cid:153) Thành phần tĩnh:

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió được tính theo công thức:

(1.1)

0W W *k*c

P =

Trong đó: W0 – giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng

k – hệ số thay đổi theo độ cao

c – hệ số khí động.

Bảng 1.1: Bảng áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam

( Nguồn bảng 4 – TCVN 2737:1995)

Vùng áp lực gió

III

125

155

185

W0 (daN/m2)

Bảng 1.2: Hệ số K kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình

(Nguồn: Tải trọng và tác động TCVN : 2737:1995)

Dạng địa hình

Độ cao Z, m

0,80

1,00

0,47

0,88

1,07

0,54

1,00

1,18

0,6

1,08

1,24

0,74

1,13

1,29

0,80

1,22

1,37

0,89

1,28

1,43

0,97

1,34

1,47

1,03

1,38

1,51

1,08

1,45

1,57

1,18

100

1,51

1,62

1,25

150

1,63

1,72

1,40

Đối với nhà và các công trình được xây dựng tại các vùng có địa hình phức tạp

(hẻm núi, giữa các núi song song, các cửa đèo…), giá trị áp lực gió W0 được xác định

theo công thức:

(1.2)

W 0.0613*v

2 0

2 – vận tốc gió ở độ cao 10m so với mốc chuẩn

Trong đó v0

(cid:153) Thành phần động:

Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng

với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió. Thành phần động của tải trọng

gió tác dụng lên công trình là do lực xung của vận tốc gió và quán tính công trình gây

ra. Giá trị của lực này được xác định trên cơ sở thành phần tĩnh của tải trọng gió nhân

với các hệ số có kể đến ảnh hưởng lực do xung của vận tốc gió và quán tính công

trình.

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió lên nhà cao tầng Wp ở độ

cao z được xác định như sau:

− Trường hợp 1: f1 > fL, Wp được tính theo công thức:

W W * *

vζ

(1.3)

Trong đó: f1 – tần số dao động riêng thứ nhất của công trình

fL – tần số giới hạn

Bảng 1.3: Bảng giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL

(Nguồn bảng 9 – TCVN 2737:1995)

fL (Hz)

Vùng áp lực gió

δ = 0.3

δ = 0.15

1.1

3.4

1.3

4.1

1.6

5.0

III

1.7

5.6

1.9

5.9

δ = 0.3 – đối với công trình bê tông cốt hép và gạch đá, công trinh khung thép

có kết cấu bao che

δ = 0.15 – đối với các tháp trụ, ống khói bằng thép, các thiết bị dạng cốt thép có

bê tông cốt thép

W – giá trị tiêu cuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió tại độ cao tính toán

ζ - hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z

Bảng 1.4: Bảng hệ số áp lực động của tải trọng gió ζ

(Nguồn bảng 8 – TCVN 2737:1995)

Hệ số áp lực động ζ đối với các dạng địa hình

Chiều cao z (m)

0.318

0.517

0.754

≤ 5

0.303

0.486

0.684

0.289

0.157

0.621

0.275

0.429

0.563

0.267

0.414

0.532

0.262

0.403

0.511

0.258

0.395

0.496

100

0.251

0.381

0.468

150

0.246

0.371

0.450

200

0.242

0.364

0.436

250

0.239

0.358

0.425

300

0.236

0.353

0.416

350

0.231

0.343

0.398

≥ 480

V – hệ số tuơng quan không áp dụng lực động của tải trọng gió ( xác định theo

điều 6.15 của TCVN 2737:1995)

Bảng 1.5: Bảng hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió

(Nguồn bảng 10 – TCVN 2737:1995)

Hệ số ν khi χ (m) bằng

P (m)

160

350

0.95

0.92

0.88

0.83

0.76

0.67

0.56

0.89

0.87

0.84

0.80

0.73

0.65

0.54

0.85

0.84

0.81

0.77

0.71

0.64

0.53

0.80

0.78

0.76

0.73

0.68

0.61

0.51

0.72

0.70

0.67

0.63

0.57

0.48

0.63

0.61

0.59

0.56

0.51

0.44

0.53

0.52

0.50

0.47

0.44

0.38

160

− Trường hợp 2: Trường hợp công trình (và các bộ phận kết cấu của nó) có sơ đồ

tính toán là hệ một bậc tự do, có f1 < fL, Wp được xác định theo công thức:

vζ ξ W W* * *

(1.4) Trong đó: ξ - hệ sô động lực (xác định theo mục 6.13.2 trong TCVN

2737:1995), phụ thuộc vào thông số ε và độ giảm lô-ga δ của dao động.

* W

(1.5)

ε =

940 * f

Trong đó: γ - hệ số độ tin cậy của tải trọng gió (γ = 1.2)

f1 – tần số dao động riêng thứ 1

W0 – giá trị áp lực gió tiêu chuẩn

− Trường hợp 3: f1 ≤ fL < f2, Wp được tính theo công thức:

* *

ξ ψ

(1.6)

p m =

Trong đó: f1, f2 – tần số dao động riêng thứ nhất và thứ hai của công trình fL –

tần số giới hạn (theo bảng 9 của TCVN 2737:1995).

m – khối lượng của phần công trình mà trọng tâm ở độ cao z

ξ - hệ sô động lực (xác định theo mục 6.13.2 trong TCVN

2737:1995), phụ thuộc vào thông số ε và độ giảm lô-ga δ của dao động

(1.7)

ε=

0*W γ 940* if

Trong đó: γ - hệ số độ tin cậy của tải trọng gió (γ = 1.2)

f1 – tần số dao động riêng thứ i

W0 – giá trị áp lực gió tiêu chuẩn

y – chuyển vị ngang của công trình ở độ cao z ứng với dạng dao

động riêng thứ nhất

ψ - hệ số được xác đinh bằng cách chia công trình thành từng phần,

trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió không đổi

* W

(1.8)

k 2 y M * k

ψ = ∑ ∑ Mk – khối lượng phần thứ k của công trình

yk – chuyển vị ngang của trọng tâm phần thứ k ứng với dạng dao

động riêng thứ nhất.

Wpk – thành phần động phân bố đều của tải trọng gió ở phần thứ k

của công trình được xác định theo công thức:

(1.9)

W *

* v

p k

− Trường hợp nhà nhiều tầng có độ cứng, khối lượng và bề rộng mặt đón gió

không đổi theo chiều cao, có f1 < fL, Wp được xác định theo công thức:

W 1 .4 * (

) *

* W

z h ξ

(1.10)

ph .

Trong đó: Wph – giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió ở độ cao h

của đỉnh công trình, xác định theo công thức:

W W * *

vζ

(1.11)

1.4. Phân tích phi tuyến kết cấu

1.4.1. Phi tuyến hình học

Khi phân tích các hệ kết cấu, thông thường giả thiết chuyển vị ngang là nhỏ; do

đó hệ kết cấu được mô hình hóa và tính toán trên sơ đồ không biến dạng ban đầu của

nó, tức là đã bỏ qua các ảnh hưởng thứ cấp do chuyển vị ngang gây ra. Tuy vậy, đối

với các hệ kết cấu mềm (ví dụ như hệ khung thép, khung BTCT nhiều tầng…) khi chịu

tải trọng ngang (gió, động đất…) thường có một chuyển vị ngang đáng kể. Điều này

khiến cho việc mô hình hóa và phân tích khung ở trạng thái không biến dạng là không

phù hợp với sự làm việc thực tế của kết cấu. Khi các hệ kết cấu mềm chịu tác động của

tải trọng ngang sẽ phát sinh chuyển vị ngang (Δ) lớn, các thành phần tải trọng đứng (P)

sẽ dịch chuyển theo sự chuyển dịch của kết cấu làm tăng thêm mômen gây lật tương

ứng bằng P-Δ hoặc làm gia tăng tác động ngang F, hiện tượng này được gọi là hiệu

ứng P-Delta (P-Δ) hay hiệu ứng bậc hai. Hiệu ứng này càng lớn nếu như chuyển vị

ngang và/hoặc tải trọng đứng càng lớn. Sự gia tăng tác động của các lực ngang đến

lượt nó lại tiếp tục làm tăng thêm chuyển vị ngang. Ở các hệ kết cấu rất mềm, hiện

tượng này có thể làm cho kết cấu bị mất ổn định và gây ra sụp đổ. Đa số các kết cấu

làm việc đàn hồi – dẻo đều có chuyển vị ngang lớn và kèm theo đó là hiệu ứng bậc hai

lớn. Vì vậy việc phân tích tính toán khung sẽ được tiến hành trên sơ đồ biến dạng của

khung; lúc này nó không còn là phân tích tuyến tính nữa mà là phân tích phi tuyến,

như được minh họa trong hình sau:

H1. Phân tích tuyến tính H2. Phân tích phi tuyến hình học (P-Delta)

1.4.2. Phi tuyến vật liệu

Công trình bị phá hủy phụ thuộc vào sự mất ổn định của hệ kết cấu do sự chảy

dẻo khi tải trọng tác dụng. Phân tích phi tuyến vật liệu là phân tích có kể đến ứng xử

không đàn hồi của vật liệu, khi đó quan hệ ứng suất và biến dạng không còn là hàm

tuyến tính. Phương pháp chính trong phân tích phi tuyến vật liệu kết cấu bê tông cốt

thép thường dùng là phương pháp khớp dẻo song tuyến tính. Với phương pháp này,

phần tử được giả thiết vẫn còn hoàn toàn đàn hồi giữa các đầu mút của nó, một khi sự

chảy dẻo của mặt cắt ngang được tìm thấy sẽ có một khớp dẻo tại đầu mút chảy dẻo.

Hình 1.1: Mô hình song tuyến tính của thép (Nguồn: Chopra, 1995)

1.5. Tình hình nghiên cứu liên quan luận văn

Các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước đã trình bày nhiều đề tài có liên quan

tới việc phân tích phản ứng của nhà cao tầng chịu tải trọng của sung gió theo miền thời

gian.

1.5.1. Các đề tài nghiên cứu trong nước

Luận văn “Tính toán tải trọng gió lên nhà Cao tầng theo tiêu chuẩn Châu Âu.”

của tác giả Nguyễn Mạnh Cường (2011 ), chuyên ngành Xây dựng Dân dụng và Công

nghiệp, Khoa Sau Đại học – Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội nói về tiêu chuẩn

Châu Âu lấy vận tốc gió giá trị vận trung bình 10 giây với chu kỳ lặp 50 năm, tiêu

chuẩn Châu Âu xác định hệ số thay đổi áp lực gió theo độ cao dạng địa hình. Ngoài ra,

tính toán tải trọng gió lên công trính theo Châu Âu , tùy thuộc vào kích thước công

trình thay đổi áp lực gió theo độ cao dạng địa hình sở hàm logarit có xét thêm đến ảnh

hưởng rối dòng gió. Mục đích của luận văn này là nghiên cứu để đưa ra quy trình tính

toán tải trọng gió tác dụng lên kết cấu nhà cao tầng theo phương gió thổi, nghiên cứu

các công thức chuyển đổi và điều chỉnh cần thiết khác khi áp dụng tiêu chuẩn tính toán

công trình tại Việt Nam và đánh giá, nhận xét kết quả tính toán tải trọng gió tác dụng

lên công trình tính toán theo tiêu chuẩn Châu Âu và tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành (

TCVN 2737:1995). Việc nghiên cứu tiêu chuẩn Châu Âu và đưa ra chỉ dẫn tính toán

chi tiết là rất cần thiết.Nhưng đây là một vấn đề phức tạp, để hiểu và vận ụng cho đúng

là rất khó không chỉ đối với các kỹ sư thiết kế mà còn đối với các nhà khoa học nên

cần có thời gian đầu tư nghiên cứu. Hướng nghiên cứu này nhằm làm sáng tỏ về vấn

đề vận dụng tiêu chuẩn Châu Âu để tính toán tải trọng gió vào công trình mà điển hình

là nhà cao tầng với các điều kiện đặc thù của Việt Nam.

Luận văn “ Xét sự phân bố nội lực trong vách cứng nhà cao tầng chịu tải trọng

gió” của tác giả Nguyễn Quang Tùng (2008), ngành Xây dựng Dân dụng và Công

nghiệp, Trường Đại học Bách khoa với mục đích của đề tài là tìm hiểu ảnh hưởng của

dao dộng xoắn đến hệ kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng gió bằng lý thuyết vá sử

dụng phần mềm ETABS 9.7 để khảo sát nội lực trong một số vách cứng. Do tính chất

thay đổi bất thường của gió, nên dù công trình có kết cấu đối xứng vẫn xảy ra hiện

tượng xoắn. Cho đến nay, trong tiêu chuẩn tính toán tải trọng gió của Việt Nam vẫn

chưa quan tâm nhiều đến thành phần xoắn của tải trọng gió. Vì vậy việc nghiên cứu

tìm ra ảnh hưởng của hiện tượng xoắn do gió đến sự phân bố nội lực lên vách cứng

nhà cao tầng là cần thiết, nhằm góp phần vào việc tính toán thiết kế nhà cao tầng được

an toàn, hiệu quả hơn.

Đề tài “Tính toán tải trọng gió tác dụng lên hệ mặt dựng kính theo tiêu chuẩn

Việt Nam, Hoa Kỳ và Châu Âu” của ThS. Nguyễn Mạnh Cường, ThS. Đỗ Hoàng

Lâm, ThS. Nguyễn Hồng Hải thuộc viện KHCN xây dựng và ThS. Đại úy Đặng Sỹ

Kân đại học phòng cháy chữa cháy nghiên cứu về Hệ thống tiêu chuẩn của Việt Nam

hiện chưa có hướng dẫn đầy đủ về tính toán áp lực gió lên hệ mặt dựng kính và thiết

kế kết cấu nhôm nên gây ra khó khăn nhất định trong việc thiết kế. So với tải trọng gió

thì tải trọng do động đất ở Việt Nam có xác suất xảy ra thấp trong khi trọng lượng bản

thân hệ mặt dựng kính là nhỏ nên tải trọng gió sẽ có ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn

và thiết kế hệ mặt dựng kính. Để bổ xung các nội dung chỉ dẫn còn thiếu khi tính toán

tải trọng gió tác dụng lên hệ mặt dựng kính, chúng ta có thể tham khảo sử dụng tiêu

chuẩn Hoa Kỳ, tiêu chuẩn Châu Âu... Tuy nhiên, khi áp dụng để tính toán tải trọng do

gió tác dụng lên hệ mặt dựng sẽ có nhiều điểm khác biệt so với tính toán tải trọng gió

tác dụng lên công trình. Vì vậy, việc tìm hiểu tiêu chuẩn để áp dụng cho đúng vào

trong tính toán hệ kết cấu mặt dựng kính là cần thiết.

Tại hội nghị khoa học (2006), Nguyễn Ngọc Tình và Nguyễn Quốc Lâm đã

trình bày “ Phân tích định tính tác động của lốc xoáy lên công trình xây dựng và quan

điểm phòng chống” nghiên cứu những tác động của lốc xoáy lên công trình xây dựng

là mục đích của nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó Việt Nam. Lốc xoáy ở Việt Nam

tuy không nhiều và dữ dội như một số nơi trên thế giới nhưng theo số liệu từ tài liệu

tham khảo thì lốc xoáy ở nước ta là rất đáng kể và xác suất xuất hiện của chúng lớn

hơn hầu hết các nước trên thế giới chỉ sau miền trung – tây nước Mỹ và trung tâm Ác-

hen-ti-na. Lốc xoáy ở Việt Nam thực sự đáng quan tâm, do đặc điểm địa hình cũng

như thời tiết ở nước ta có những vùng thường xuyên có lốc xoáy. Hiện nay các phương

tiện thông tin đại chúng thường xuyên đưa tin về lốc xoáy và tác hại thảm khốc của

chúng ở khắp mọi miền đất nước. Kết quả phân tích tác động của lốc xoáy giúp độc

giả giải thích được một phần về sự phá hoại kỳ lạ của lốc xoáy và từ đó đưa ra quan

điểm phòng chống giúp người dân bình tĩnh hơn trong việc đối phó với lốc xoáy khi

nó xuất hiện

Nguyễn Trọng Phước và Đỗ Kiến Quốc (1999) đã tiến hành phân tích động lực

học cho kết cấu nhà cao tầng chịu tác dụng của tải trọng gió. Đó là đề tài được trình

bày tại Hội nghị Khoa học và Công nghệ lần thứ 7 tại ĐHBK TPHCM năm 1999.

Trong nghiên cứu này, lý thuyết động lực học kết cấu được áp dụng để phân tích phản

ứng của nhà nhiều tầng khi chịu tác dụng tải trọng gió. Bài báo đã tiến hành phân tích

phản ứng cho công trình Cao ốc văn phòng cao 24 tầng. Nhiều dạng xung của tải trọng

gió như nửa xung hình sin, xung hình chữ nhật, xung hình tam giác…được áp dụng để

phân tích bài toán. Cùng với các kết quả số trong các bảng tính và đồ thị được thể hiện

trong các hình cụ thể qua đó bài báo đưa ra nhiều kết luận quan trọng. Đó là hệ số

động thu được từ các kết quả phân tích phù hợp với phương pháp tĩnh tương đương

theo TCVN. Tiếp theo đối với các mô hình 2 hoặc 3 xung liên tiếp cho kết quả hệ số

động lớn hơn qui phạm nhiều, điều này chứng tỏ tính theo qui phạm kém an toàn hơn

so với phân tích bằng lý thuyết động lực học. Những kết luận của bài nghiên cứu này

làm cơ sở để luận văn tiếp tục nghiên cứu sâu hơn hệ số động của phân tích động lực

học so với TCVN.

1.5.2. Các đề tài nghiên cứu ở nước ngoài

Theo Rimas Vaica viêm, Asst. Giáo sư công dân. Tiếng Anh; Đại học

Columbia, New York nghiên cứu Một kỹ thuật Monte Carlo được sử dụng để phân

tích đáp ứng của các cấu trúc liên tục để tải gió. Các lực gió tương ứng với lực kéo, tác

động theo hướng gió và lực nâng và hành động theo chiều gió được xem xét. Trường

vận tốc gió dao động được lấy là một quá trình ngẫu nhiên Gaussian đứng yên với giá

trị trung bình bằng không. Phương pháp miền thời gian phương thức được sử dụng để

tính toán đáp ứng với các lực ngẫu nhiên tổng quát được tạo ra bằng số trên máy tính

kỹ thuật số.Các kết quả được sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng đến phản ứng kết cấu

bằng giảm chấn khí động học, nhiễu loạn bậc cao, quán tính gió và đổ xoáy.

Đề tài “Thiết kế gió dựa trên hiệu suất của các tòa nhà cao tầng” 2012 của

Francesco Petrini a & Marcello Ciampoli Khoa Kỹ thuật kết cấu và địa kỹ thuật, Đại

học Rome ‘La Sapienza Cho biết một quy trình xác suất cho thiết kế dựa trên hiệu suất

của các tòa nhà cao tầng chịu tác động của gió được minh họa. Mục tiêu trọng tâm của

thủ tục là đánh giá tính đầy đủ của cấu trúc thông qua mô tả xác suất của một tập hợp

các biến quyết định. Rủi ro cấu trúc được quy ước bằng xác suất vượt quá giá trị liên

quan của DV tương ứng; xác suất được đánh giá bằng cách tính đến nguy cơ Aeilian

tại địa điểm, phản ứng và thiệt hại cấu trúc được tính toán và mối tương quan giữa

thiệt hại đạt được và DV liên quan. Quy trình được áp dụng cho một trường hợp ví dụ:

đánh giá yêu cầu tiện nghi cho tòa nhà 74 tầng. Tính toán xác suất được thực hiện

trong miền tần số, nhưng các thông số của trường vận tốc gió được hiệu chỉnh trên cơ

sở lịch sử thời gian của các lực đã đạt được bằng các thử nghiệm thử nghiệm trên mô

hình cứng của tỷ lệ 1: 500 của tòa nhà. Sự thoải mái của người cư ngụ có liên quan đến

nhận thức chuyển động và được đo bằng xác suất không vượt quá các giá trị ngưỡng

của gia tốc gió trên đỉnh tòa nhà.

Athulya Ullas Khoa ngành Xây dựng, Đại học Kỹ thuật Vimal Jyothi, Kannur,

Kerala, Ấn Độ với đề tài “Phản ứng của các tòa nhà có hình dạng kế hoạch khác nhau

được đưa vào gió” nghiên cứu về Gần đây đã có một sự gia tăng đáng kể trong số

lượng nhà cao tầng. Những tòa nhà này phải chịu tải trọng ngang do áp lực gió tác

động lên các tòa nhà. Áp lực gió ngang tác động lên phương thẳng đứng các bức tường

bên ngoài và khu vực tiếp xúc của các tòa nhà. Các phát triển các hình thức kiến trúc

mới của các tòa nhà và hệ thống cấu trúc linh hoạt dễ bị tác động của gió. Dành cho

hiệu suất mong muốn của các tòa nhà này, chúng tôi yêu cầu tốt hơn sự hiểu biết về sự

tương tác giữa tòa nhà và gió. Điều này bài viết trình bày một nghiên cứu so sánh về

tác dụng của gió các tòa nhà có hình dạng khác nhau như Y, Plus và V. Các tòa nhà

của hình dạng kế hoạch Y, Plus và V được mô hình hóa trong ETABS 2016 và đã

phân tích. Nó được quan sát thấy rằng các lực lượng tầng là như nhau cho tất cả các

tòa nhà, tức là lực lượng tầng không thay đổi theo hình dạng. Chuyển vị ngang được

tìm thấy tối đa cho hình chữ V tòa nhà . Sự trôi dạt tầng được quan sát tối đa cho hình

dạng Y là so với hình dạng khác và sự dịch chuyển bên và trôi dạt tầng được quan sát

tối thiểu cho hình dạng Plus xây dựng so với các tòa nhà hình chữ Y và V và do đó nó

là hình dạng ổn định nhất về cấu trúc trong số các lựa chọn hình dạng.

Mendis và cộng sự (2007) đã trình bày bài báo về tải trọng gió tác động lên nhà

cao tầng. Bài báo này đã phân tích quan điểm tính toán đơn giản của tải trọng gió tĩnh

phổ biến áp dụng để thiết kế điển hình thấp đến cấu trúc trung tầng, đối với các công

trình cao tầng thì quan điểm tính toán này không an toàn. Mặt khác phương pháp tính

toán đơn giản như vậy có thể dẫn đến kết quả sai và kết cấu làm việc dưới khả năng

chịu lực tới hạn của nó. Phương pháp phân tích tĩnh tính toán xấp xỉ với áp lực trên

đỉnh tòa nhà bởi các số liệu của áp lực gió và các hệ số áp lực trung bình. Các hệ số áp

lực trung bình được đo trong hầm gió hoặc bằng cách kiểm tra toàn diện và được cho

bởi giả thiết. Những ưu điểm của phương pháp tĩnh đó là đơn giản, đã thực hành nhiều

trước đó, các số liệu về cơn gió được sử dụng trực tiếp. Tuy nhiên phương pháp này

không thích hợp cho các kết cấu rất lớn hoặc đối với những công trình có phản ứng

động lực đáng kể. Các phân tích thu được từ bài viết này đã có giá trị cho bài luận văn.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Giới thiệu

Trong chương này trình bày toàn bộ cơ sở lý thuyết để phục vụ cho việc tính

toán và phân tích số của luận văn bao gồm các vấn đề được trình bày sau đây.

2.2. Thiết lập sơ đồ tính toán và các đặc trưng động lực học.

2.2.1. Sơ đồ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lượng

Kết cấu tòa nhà được giả thiết là cột chịu tải trọng liên kết với các sàn phía trên,

khối lượng của cột là rất bé so với khối lượng sàn nên bỏ qua khối lượng cột. Toàn bộ

khối lượng của kết cấu được tập trung ở các cao độ sàn tương ứng. Sàn được giả thiết

là cứng tuyệt đối và toàn bộ hệ này trên nền cứng. Khối lượng của từng sàn được kí

hiệu là m1, m2,…mN. Độ cứng của từng tầng được kí hiệu là k1, k2,…kN.

Sơ đồ tính toán được chọn là hệ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối

lượng. Vị trí của các điểm tập trung đặt tương ứng với cao trình trọng tâm của các kết

cấu truyền tải trọng ngang của công trình.

Hình 2.1: Sơ đồ tính toán thanh công xôn

2.2.2. Lựa chọn các ma trận tính chất của kết cấu

Việc tính toán ma trận khối lượng, ma trận độ cứng và ma trận cản cho hệ một

bậc tự do khá đơn giản nhưng với hệ vô hạn bậc tự do như hệ kết cấu nhà cao tầng thì

việc thiết lạp các ma trận này một cách chính xác rất khó khăn. Để tính toán trở nên

đơn giản hơn cần thiết lập các ma trận khối lượng và ma trận độ cứng thu gọn. Đỗ

Kiến Quốc và Lương Văn Hải ( 2010).

Để thiết lập ma trận khối lượng thu gọn cần xem khối lượng phân bố trên các

phần tử của kết cấu thu gọn về nút theo những nguyên tắc đơn giản tĩnh học. Toàn bộ

khối lượng tập trung tại các mức trong sơ đồ tính toán bằng tổng giá trị các khối lượng

của kết cấu chịu lực, kết cấu bao che, trang trí, khối lượng của các thiết bị cố định và

các khối lượng khác. Việt tính toán và tổ hợp khối lượng tập trung này tuần theo quy

định TCVN 2737:1995. Khi kể đến khối lượng tạm thời trên công trình trong việc tính

toán động lực tải trọng gió cần sử dụng hệ số chiết giảm khối lượng bằng 0.5 cho công

trình bê tông cốt thép.

Hình 2.2: Ma trận khối lượng thu gọn

Ma trận khối lượng thu gọn là một ma trận đường chéo có dạng dưới đây, trong

đó mij=0 vì gia tốc khối lượng nào chỉ gây ra lực quán tính tại khối lượng đó.

...

m 1 0

...

m 2 ...

...

m n

⎡ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦

Để thiết lập ma trận độ cứng thu gọn có thể dùng phương pháp sơ cấp chỉ xét

đến chuyển vị thẳng. Trong thực tế cho thấy phương pháp chỉ xét đến chuyển vị thẳng

đem lại khối lượng tính toán ít nhưng kết quả sai khác không lớn so với phương pháp

tương thích xét đến cả chuyển vị thẳng và chuyển vị xoay.

Ma trận độ cứng có thể được xác định bằng một trong nhiều phương pháp.

Luận văn này sử dụng phương pháp cân bằng trực tiếp. Để tính độ cứng của một tầng

cho chuyển vị tầng đó bằng 1 và tính toán như sơ đồ sau.

Hình 2.3: Độ cứng tầng 1 (Chopra, 1980)

Hình 2.4: Độ cứng tầng 2 (Chopra, 1980)

Thiết lập sơ đồ tính toán tương tự cho các tầng phía trên. Kết quả tính toán ma

trận độ cứng cho tòa nhà N tầng có dạng sau đây.

(

)

−

K K +

2 K

)

(

−

1 −

3 K

)

(

+ 2 K − ...

K + ... ...

... ...

−

⎡ ⎢ ⎢ ⎢ = ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦

Tần số và dạng dao động riêng của tòa nhà được xác định từ phương trình vị

phân thuần nhất không có cản.

(2.1)

K u

M u &&

Do tính chất tuần hoàn nên chọn nghiệm của phương trình (3.1) là:

(2.2)

u t (

)

s i n (

)

∧ u

t + ω θ

(2.3)

)

s i n (

)

= −

∧ 2 uω

t + ω θ

u t ( &&

Thay phương trình (2.2) và (2.3) vào (2.1) ta được phương trình sau đây:

−

⎡ ⎣

(3.4) ∧ ⎤ M u = ⎦

(2.4)

Vì biên độ dao động phải khác không nên từ phương trình (2.4) có được định

thức sau đây:

(2.5)

det

⎤ ⎦

Mω⎡ − ⎣ Giải phương trình (2.5) trên tìm được một vectơ tần số riêng có dạng:

(2.6)

ω 1 ω 2 ...

ω N

⎧ ⎪ ⎪ = ⎨ ⎪ ⎪ ⎩

⎫ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎭ Từ kết quả của (2.6) tìm tần số dao động tự nhiên của kết cấu theo công thức

(2.7)

1 T

ω 2 π

Ma trận cản: Để xác định ma trận cản trong thực tế hầu như không làm được.

Thông thường tính cản của kết cấu được xác định thông qua tỉ số cảnξ được xác định

bằng thực nghiệm. Sau đây trình bày phương pháp tính ma trận cản Reyleigh , Chopra

(2000).

Công thức tính ma trận cản được tính theo Reyleigh bằng tổng của hai biểu thức

ma trận và khối lượng nhân với các hệ số.

(2.8)

α 1

Xem khối lượng và độ cứng tỉ lệ với cản thông qua các hệ số

0α và 1α khi đó ta

có biểu thức liên quan sau đây.

(2.9)

c

Kα= 1

Mα= 0

c ; Trong trường hợp tổng quát công thức tính cản cho mode thứ n được tính thông

qua hệ số

0α với ma trận khối lượng.

(2.10)

Mα= 0

Tỉ số cản được tính bằng công thức sau:

(2.11)

α 2

1 ω

Từ công thức (2.11) suy ra hệ số cản

0α tính toán thông qua tỉ số cản trong bất (2.12)

kì mode.

ξ ω i

Công thức tính cản tỉ lệ độ cứng liên quan hệ số

1α tính như sau.

;

Mαω= 1

(2.13)

α 2

Hệ số 1α thể thu được tử một giá trị xác định của tỉ số cản cho một mode bất kì

(2.14)

α 1

Tỉ số cản cho mode thứ n trong hệ thống là

(2.15)

ξ n

ω n

α 0 2

α 1 2

1 ω n

Hai hệ số cản

jξ cho mode

iξ và

0α và

1α có thể được xác định từ tỉ số cản

thứ i và j. Phương trình trên được viết lại cho 2 mode đầu tiên là

1 / w

(2.16)

1 / w

1 2

⎡ ⎢ ⎣

⎤ ⎥ ⎦

α ⎧ 0 ⎨ α ⎩ 1

⎫ ⎬ ⎭

Có thể giải 2 phương trình đại số (2.16) để tính

ς ⎫ ⎧ i ⎬ ⎨ ς ⎭ ⎩ 0α và

1α .Nếu tỉ số cản bằng

nhau thì 2 hệ số này được xác định bằng công thức sau:

(2.17)

ς=

α ς= 1

;

2 w w 1 w w +

2 w w + 1

2.3. Mô tả gió bằng các tải trọng dạng xung

Tải trọng dạng xung thường là tải trọng tác dụng không theo qui luật nào ngoài

những giả định của người nghiên cứu là xung hình sin, xung hình chữ nhật, xung hình

tam giác…Tải trọng xung thường tác dụng trong một khoảng thời gian ngắn và đột

ngột vì vậy những kết quả thu được từ chuyển vị, vân tốc, gia tốc của hệ thường trong

thời gian ngắn, theo mục 2.5 tài liệu Đỗ Kiến Quốc và Lương Văn Hải (2010). Vì tải

trọng gió không tuân theo bất kì qui luật nào nên luận văn giả thiết tải trọng gió là các

xung có dạng sau đây.

Tải trọng xung đơn nửa hình sin có sơ đồ như hình dưới đây. Tại thời điểm ban

đầu giá trị của tải trọng bằng không sau đó tăng từ từ đến giá trị P0 rồi giảm xuống lại

giá trị 0 sau một chu kì.

Hình 2.5: Tải trọng xung hình sin

Hệ kết cấu chịu tác động cưỡng bức của tải trọng nửa hình sin torng suốt pha I.

Pha II hệ kết cấu dao động tự do không có tải trọng tác dụng. Biên độ của tải trọng P0

là một vectơ có N dòng 1 cột với P1, P2,…PN lần lượt là áp lực gió tĩnh tính toán được

tại các cao độ tầng 1, tầng 2, …tầng N. Bước thời gian luận văn chọn ∆t=0.01(s), giá

trị thời gian lần lượt là 0.01(s), 0.02(s),…N(s). Vectơ P0 và vectơ Pt được kí hiệu như

sau.

sin

P 0

P t

(2.18)

;

P 1 P 2 ...

P 1 P 2 ... P

P N

⎧ ⎪ ⎪ = ⎨ ⎪ ⎪ ⎩

⎫ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎭

⎧ ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎩

⎫ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎭

Kết hợp nhiều giả thiết khác nhau của chu kì tải trọng gió td luận văn có nhiều

trường hợp khác nhau của tải trọng hình sin. Từ đó làm bài toán trở nên đa dạng hơn

và luận văn có thể tính toán phản ứng của hệ với những trường hợp bất lợi nhất.

2.3.1. Tải trọng xung đôi, xung ba nửa hình sin.

Hệ kết cấu như hình 3.5 chịu tác dụng tải trọng gió có dạng xung đôi, xung ba

nửa hình sin được gải thiết thông qua trường hợp của xung đơn nửa hình sin. Sơ đồ tải

trọng gió trong trường hợp này được biểu diễn thông qua hình vẽ sau đây

Hình 2.6: Tải trọng gió xung đôi nửa hình sin

Hình 2.7: Tải trọng gió xung ba nửa hình sin

Đối với xung đôi nửa hình sin, hệ kết cấu chịu tác động cưỡng bức của tải trọng

nửa hình sin trong pha I và pha III. Pha II và pha IV hệ kết cấu dao động tự do không

có tải trọng tác dụng, Vectơ tải trọng P0 và Pt tương tự trên.

2.3.2. Tải trọng xung chữ nhật

Hình 2.8: Tải trọng xung hình chữ nhật

Trong pha I tải trọng tăng đột ngột đến giá trị P0 và giữ nguyên không đổi. Pha

II hệ dao động tự do. Biên độ của tải trọng P0 là một vectơ có N dòng 1 cột với P1,

P2,...PN lần lượt là áp lực gió tĩnh tính toán được tại các cao độ tầng 1, tầng 2, tầng N.

Vectơ P0 và vectơ Pt được kí hiệu như sau:

(2.19)

P 0

P t

P 1 P 2 ...

;

P N

P 1 P 2 ... P N

⎧ ⎪ ⎪ = ⎨ ⎪ ⎪ ⎩

⎫ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎭

⎧ ⎪ ⎪ = ⎨ ⎪ ⎪ ⎩

⎫ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎭

2.3.3. Tải trọng xung tam giác.

Hình 2.9: Tải trọng xung hình tam giác

. Trong pha I tải trọng

Biểu thức xung của tải trọng có dạng

P ( ) t

P 0

t t 1

⎛ 1 −⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

tăng đột ngột lên giá trị P0 rồi từ từ giảm xuống giá trị 0. Pha II hệ chuyển động tự do.

Tải trọng P0 là một vectơ có N dòng 1 cột vời P1, P2,…PN lần lượt là áp lực gió tĩnh tính

toán được tại các cao độ tầng 1, tầng 2,…tấng N. Vectơ P0 và vectơ Pt được kí hiệu

như sau.

;

; ...;

−

(2.20)

P 0

P 1

P N

0 .0 1 t

N t

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

P 1 P 2 ... P

P 1 P 2 ... P N

⎧ ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎩

⎫ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎭

⎧ ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎩

⎫ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎭

⎧ ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎩

⎫ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎭

2.4. Mô tả gió bằng các tải trọng theo chuỗi thời gian

Hiện nay tại trung tâm khí tượng thủy văn Miền Nam không có những thiết bị

hiện đại để đo liên tiếp vận tốc gió theo thời gian, số lần đo trung bình một ngàyTrung

tâm này thực hiện khoảng 7 lần do đó không thể đáp ứng giải quyết bài toán Động lực

học. Từ những số liệu đo đạc của trung tâm khí tượng thủy văn nhiều nhà nghiên cứu

đã mô phỏng được vận tốc gió theo chuỗi thời gian.

Nguyễn Văn Hoan (2008) dùng lý thuyết hàm ngẫu nhiên và phân phối Weibull

để mô phỏng tải trọng gió. Một vài biểu đồ mô phỏng tải trọng gió của Hoan như sau.

Hình 2.10: Mô phỏng vận tốc gió cấp 9-10 theo thời thời gian (Hoan. 2008)

Ewing (2005) sử dụng 9000 số liệu vận tốc gió đo được tại phòng thí nghiệm

Wind Engineering Research Field Laboratory của trường đại học Texas vẽ được vận

tốc gió theo chuỗi thời gian như sau:

Hình 2.11: Vận tốc gió ở các độ cao 13; 33; 70; 160 feel (Ewing, 2005)

2.5. Phương pháp số giải bài toán

Phương trình động lực học kết cấu là một phương trình vi phân cấp 2 vì vậy có

nhiều phương pháp để giải phương trình này, có 2 nhóm chính sau đây, một là nhóm

các phương pháp giải tích và thứ 2 là nhóm các phương pháp số. Luận văn này giải

quyết bài toán thành phần động tải trọng gió bằng phương pháp số. Phương pháp số là

phương pháp giải phương trình chuyển động và tìm được nghiệm dưới dạng số, các giá

trị của nghiệm gồm có chuyển vị, vận tốc, gia tốc bằng số tại các thời điểm theo thời

gian. Đỗ Kiến Quốc và Nguyễn Trọng Phước (2010).

Phương pháp số tìm giá trị số của nghiệm tại nhiều thời điểm rời rạc trên toàn

miền thời gian. Phương pháp này có thể giải các phương trình chuyển động từ đơn

giản cho đến phức tạp tương ứng với mọi dạng kết cấu, kết hợp sử dụng lập trình tính

toán bằng máy tính, kết quả của nghiệm thỏa đáng so với kết quả chính xác của hệ.

Sự chính xác của phương pháp số được tính toán bởi sự sai lệch giữa nghiệm

gần đúng giải theo phương pháp số và nghiệm chính xác của hệ. Độ chính xác nghiệm

của phương trình động lực học phụ thuộc rất nhiều vào độ lớn bước thời gian phân

tích. Vì vậy, bước thời gian phải đủ nhỏ để độ chính xác của lời giải thỏa mãn yêu cầu

đặt ra, điều này dẫn đến khối lượng và thời gian tính toán để giải phương trình là khá

lớn. Ngược lai khi bước thời gian tăng lên thì lời giải sẽ kém chính xác hơn, và tất

nhiên khối lượng tính được giảm đi. Đây là một tiêu chí quan trọng nhất để đánh giá

tính hiệu quả của phương pháp này. Có khá nhiều nhóm phương pháp số như phương

pháp Euler, phương pháp Rungge Kutta, phương pháp sai phân trung tâm, phương

pháp Newmark, phương pháp Wilson…

2.6. Phương trình chuyển động

Tòa nhà cao N tầng được lý tưởng hóa thành một kết cấu đơn giản như sau,

Chopra (1980).

Hình 2.12: Sơ đồ thiết lập phương trình chuyển động (Chopra, 1980)

Kết cấu tòa nhà được giả thiết là cột chịu tải trọng liên kết với các sàn phía trên,

khối lượng của cột là rất bé so với khối lượng sàn nên bỏ qua khối lượng cột. Toàn bộ

khối lượng của sàn được tập trung ở các cao độ sàn tương ứng. Khối lượng của từng

sàn được kí hiệu m1, m2, …mN. Độ cứng của từng tầng được kí hiệu là k1, k2,…kN.

Xét hệ kết cấu trên chịu thành phần động của tải trọng gió

Hình 2.13: Kết cấu chịu tải trọng gió thay đổi theo thồi gian

Với sơ đồ tính toán là thanh công xôn có số bâc tự do bằng số tầng. Bậc tự do

động lực học chính là số thành phần chuyển vị độc lập cần phải xét để kể đến ảnh

hưởng của tất cả lực quán tính tác dụng lên hệ. Trong trường hợp tổng quát, mọi số

, ( )u t lần lượt là các vectơ gia tốc, vận tốc và

, ( )u t&

bậc tự do của hệ là N, các vectơ ( )u t&& chuyển vị của hệ, kích thước

1N × , từng thành phần của các vectơ này lần lượt là gia

tốc, vận tốc và chuyển vị của các khối lượng tương ứng với từng bậc tự do và chúng

được biểu diễn như sau theo Đỗ Kiến Quốc và Nguyễn Trọng Phước (2010).

u t ( ) & 1 u t ( ) & 2

(2.21)

u t ( )

u t ( ) &&

u t ( ) &

u t ( ) && 1 u t ( ) && 2 ...

u t ( ) 1 u t ( ) 2 ...

;

u t ( ) N

u t ( ) && N

⎧ ⎪ ⎪ = ⎨ ⎪ ⎪ ⎩

⎫ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎭

⎧ ⎪ ⎪ = ⎨ ⎪ ⎪ ⎩

⎫ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎭

⎧ ⎪ ⎪ = ⎨ ⎪ ⎪ ( )N u t & ⎩

⎫ ⎪ ⎪ ⎬ ⎪ ⎪ ⎭

Dựa vào sự cân bằng của các lực tác dụng lên mỗi bậc tự do, phương trình cân

bằng trên mỗi bậc tự do tại thời điểm t được thiết lập là

Hình 2.14: Sơ đồ lực tác dụng lên mỗi bậc tự do

t ( )

D f

t ( )

S f

t ( )

+ +

p t ( ) 1 p t ( ) 2

(2.22)

I 2 ......

( ) t

( ) p t n

Ở đây

t , 1( )

t , 1( )Df

t và Sf 1( )

1( )p t lần lượt là các lực quán tính, lực cản, lực

đàn hồi và ngoại lực tác dụng lên khối lượng có chuyển vị u1 (t) tương ứng với bậc tự

do thứ nhất

t và

2( )p t là các lực tác dụng lên khối lượng có

t , 2( )

t , 1( )

1( )

t , ( )

chuyển vị u2 ( t ) ứng với bậc tự do thứ 2, và các lực

SNf

INf

DNf

( )

np t tương ứng với các bậc tự do thứ N, có chuyển vị là uN ( t ). Phương trình (2.22)

được viết lại dưới dạng ma trận như sau:

t ( )

p t

( )

(2.23)

( )p t

t , ( )

t và ( )

lần lượt là các vectơ lực quán tính, lực

Trong đó

t , ( )Df

cản, lực đàn hồi và tải trọng tại thời điểm t, đều có kích thước là

1N × .Các vectơ lực

trong (2.19) được biểu diễn như sau

(

)

M u t ( &&

(2.24)

(

)

( u ) && ( u ( t ) , u ( t ) )

(

)

( u ( t ) , u ( t ) )

. Thay (2.24) vào

Ở đây M là ma trận khối lượng của hệ, kích thước N N×

(2.19) viết lại dưới dạng là:

(2.25)

(

)

(

)

P t (

)

M u &&

u u , &

u &

Khi hệ ứng xử chuyển tính công thức (2.25) được viết lại đơn giản như sau

(2.26)

( )

K u t

( )

P t

( )

M u t &&

C u t &

Trong đó K, C lần lượt là các ma trận độ cứng và cản của hệ, kích thước là

. Phương trình (2.26) gọi là phương trình chuyển động trong bài toán động

N×

lực học.

2.7. Thuật toán Newmark

Phương pháp Newmark được giải bằng cách rời rạc hóa tại các thời điểm được

Đỗ Kiến Quốc và Nguyễn Trọng Phước (2010) trình bày.

Từ giá trị của nghiệm đã biết tại thời điểm i suy ra giá trị của thời điểm tại i+1

bằng các giả thiết khác nhau về sự biến thiên của gia tốc trong từng bước thời gian.

Trong đó

nu ,

nu& và

nu&& lần lượt là chuyển vị, vận tốc và gia tốc tại thời điểm tn. Thông số γvà β có thể được lựa chọn để có được độ chính xác và tính ổn định

như mong muốn. Phương pháp gia tốc trung bình

β= có độ chính xác vừa phải

1 γ = , 2

1 4

và ổn định không điều kiện cho hệ tuyến tính và phương pháp gia tốc tuyến tính

β = có độ chính xác tốt hơn nhưng ổn định có điều kiện trong hệ tuyến tính.

1 γ = , 2

1 6

β= được viết lại như sau.

Khi

1 γ = , 2

1 4

Rời rạc hóa tại từng thời điểm theo thời gian phương trình vị phân chủ đạo kết

quả nhận được

(2.29)

K u

M u &&

C u &

Thay các phương trình (2.23) và (2.24) vào phương trình (2.25)

(2.30)

K u

M u && i

C u &

Hệ phương trình thu được tại cuối mỗi bước thời gian

(2.31)

e ff

+ =

M u && i e ff

Ma trận khối lượng hiệu dụng và ma trận tải trọng hiệu dụng được tính toán

như sau:

(2.28)

M C t K γ

Δ +

Δ β

C K t u C

2 t u

)

(

−

+ Δ

−

) − Δ γ

−

) β

effM ( −

P eff

P += i

tu K − && i

&& (2.29) i

1 2

Sau khi giải phương trình (2.31) được kết quả

iu&& .Thay giá trị này vào các

và

phương trình (2.27) và (2.28) tính toán được giá trị vận tốc

1iu + . Lặp lại các

1iu +&

bước trên để tìm nghiệm trong toàn miền thời gian.

2.8. Xây dựng phổ phản ứng

Xét hệ thanh console có N bậc tự do chịu tác động tải trọng hình sin

Hình 2.15: Hê kết cấu chịu tải trọng nửa hình sin

Phương trình chuyển động của hệ:

(2.30)

K u

M u &&

C u &

≤ t

t ≥

0 s i n 0

⎧ ⎨ ⎩

Với chuyển vị tĩnh tính nằng công thức sau đây:

(2.31)

s t

F 0 K

Các tần số dao động của hệ và của tải trọng tính bằng công thức

ω =

(2.32)

ϖ = ;

2 π T

π dt

Nghiệm của phương trình (2.30) sau khi tính toán như sau.

Phổ phản ứng là đồ thị có trục đứng là hệ số động Kd và trục ngang theo tỉ số

chiều dài xung td/T. Từ nhiều chu kì tải trọng Td khác nhau ta xây dựng được phổ phản

ứng cho xung hình sin. Tương tự ta xây dựng phổ phản ứng cho nhiều xung khác nhau

như xung hình chữ nhật và xung hình tam giác.

2.5

1.5

d K

Hình 3.16 Phổ phản ứng

0.5

2.5

1.5 t1/T

Hình 3.13. Phổ phản ứng hệ số động

(Nguồn: Đỗ Kiến Quốc, Lương Văn Hải 2010)

2.9. Lý thuyết tính toán khung bê tông cốt thép có kể đến phi tuyến hình học và

vật liệu

2.9.1. Tổng quát

Bê tông cốt thép là vật liệu đàn hồi - dẻo, ngoài biến dạng đàn hồi chúng còn có

biến dạng dẻo. Trong tính toán, thông thường để đơn giản và thiên về an toàn, chỉ xét

vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi. Muốn vậy, tải trọng tác dụng phải bé, chưa

vượt quá giới hạn đàn hồi của vật liệu, quan hệ giữa ứng suất và biến dạng lúc này có

thể coi là tuyến tính. Tuy nhiên, khi tải trọng tăng lên, vượt quá giới hạn đàn hồi thì bê

tông và cốt thép đều chuyển sang giai đoạn làm việc phi tuyến, xuất hiện biến dạng

dẻo.

Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, việc tính toán nội lực có thể được tiến hành

theo sơ đồ đàn hồi hay sơ đồ khớp dẻo. Tính nội lực theo sơ đồ đàn hồi dựa trên giả

thiết cơ bản là vật liệu đàn hồi, đồng chất và đẳng hướng. Điều này không phù hợp với

vật liệu bê tông cốt thép. Mô đun đàn hồi của bê tông phụ thuộc vào giá trị ứng suất tại

thời điểm đang xét, nghĩa là phụ thuộc vào tải trọng. Do đó, biến dạng của kết cấu

không tỷ lệ bậc nhất với tải trọng. Trong tiết diện bê tông cốt thép, lượng cốt thép

không phân bố đều trên tiết diện, do đó độ cứng của cấu kiện thay đổi đáng kể khi kích

thước tiết diện không thay đổi dọc theo trục của nó. Trong vùng kéo của cấu kiện bê

tông cốt thép thường luôn luôn có khe nứt làm giảm độ cứng của cấu kiện.

Khi tính toán khung, thường coi chuyển vị là nhỏ, có thể phân tích bài toán theo

sơ đồ không biến dạng. Tuy nhiên nếu khung chịu tải trọng lớn mà phân tích bài toán

theo sơ đồ không biến dạng, bỏ qua hiệu ứng P-Delta thì sẽ gây nguy hiểm, mất an

toàn cho kết cấu vì khi đó chuyển vị là đáng kể, ảnh hưởng của P-Delta là rất lớn. Hiệu

ứng này được sinh ra khi trên kết cấu tồn tại cả lực dọc và lực ngang, nó đặc biệt quan

trọng đối với các loại kết cấu có độ cứng nhỏ, kết cấu chịu tải trọng lớn, kết cấu nhà

cao tầng.

Hiệu ứng P-Delta là hiệu ứng ở đó lực dọc gây ra mô men uốn khá lớn trong cột

do chuyển vị ngang tương đối giữa hai đầu cột lớn. Để hình dung cụ thể về hiệu ứng

P-Delta, ta xét một cột chịu tác dụng đồng thời của lực ngang và lực dọc như hình vẽ:

Hình 2.1. Hiệu ứng P-Delta

Với bài toán tuyến tính, chấp nhận giả thiết chuyển vị bé (∆=0), không xét hiệu

ứng P-Delta thì mômen uốn ở chân cột là M = Q.h. Với bài toán phi tuyến hình học, có

xét đến hiệu ứng P-Delta thì mômen uốn ở chân cột là M = Q.h + P.∆. Như vậy

momen uốn trong trường này đã tăng lên một lượng là “P.∆”. Khi tải trọng ngang lớn,

chuyển vị ∆ sẽ tăng lên, nếu lực dọc P lớn thì hiệu ứng P-Delta sẽ gây ra nguy hiểm

cho công trình nếu như không được kể đến trong tính toán.

Ngoài hiệu ứng P-Delta, người ta còn nói đến hiệu ứng P-delta (chữ “d” viết

thường để chỉ cho ký tự delta, phân biệt với Delta). Đây là hiệu ứng để kể đến sự biến

thiên của mô men uốn và độ cong dọc theo trục thanh do sự cong của thanh, nó chính

là hiệu ứng uốn dọc. Trong các tài liệu thiết kế, thường đã kể đến hiệu ứng này khi

tính toán cấu kiện thông qua hệ số uốn dọc h.

2.9.2. Lý thuyết tính toán khung bê tông cốt thép có kể đến phi tuyến hình học

Hiệu ứng P-Delta có thể được thể hiện qua hai cách. Cách thứ nhất là chỉ kể đến

hiệu ứng P-Delta khi thiết kế các cấu kiện. Lúc đó mô men uốn thiết kế sẽ được

khuếch đại thêm một lượng so với mô men uốn có được khi giải bài toán theo giả thiết

chuyển vị bé. Lượng mô men khuếch đại này phụ thuộc vào cả nội lực và dạng tải

trọng của kết cấu đang thiết kế. Cách thứ hai là xét trực tiếp bài toán phi tuyến hình

học kể luôn hiện ứng P-Delta khi phân tính nội lực. Lúc đó bài toán phân tích kết cấu

là bài toán phi tuyến, được giải trên sơ đồ biến dạng.

Hiệu ứng P-Delta sẽ làm tăng sự trượt ngang của kết cấu khung. Với việc phân

tích các khung nhà điển hình đã chỉ ra rằng, hiệu ứng này là nhỏ khi chuyển vị ngang

tương đối giữa các mức tầng nhỏ hơn 1%.

Cho đến nay ứng xử đàn dẻo được nhận định là với sự tăng cường độ của khung

thì việc kiểm soát mức độ trượt hiệu quả hơn việc tăng độ cứng của nó. Bởi vì khung

phản ứng mạnh mẽ hơn trong vùng đàn dẻo, độ cứng của khung không mang nhiều ý

nghĩa.

Xét một khung chịu tải trọng như hình vẽ:

Hình 2.3. Biến dạng của khung dưới tác dụng của tải trọng

Tải trọng ngang F làm cho hệ kết cấu bị chuyển vị ngang một lượng ∆. Tác

động của tải trọng đứng khi đó sẽ trở thành lệch tâm. Sự lệch tâm này sẽ làm xuất hiện

các mômen uốn phụ thêm tác động lên kết cấu.

AM =P.A

Cánh tay đòn A được xác định từ chuyển vị ngang sinh ra dưới tác dụng của

mômen uốn toàn phần do tải trọng ngang và tải trọng đứng gây ra.

M = F.h + P.A = Mo +AM

Trong đó:

Mo - Mômen do tải trọng ngang gây ra;

AM - Mômen phụ thêm do sự dịch chuyển của tải trọng đứng gây ra.

A phụ thuộc vào giá trị của F và P và được thể hiện thông qua quan hệ:

A =A(F,P)

Do vậy có thể viết lại biểu thức thành:

M = F.h + P.A(F,P)

Ta thấy rằng, quan hệ tuyến tính bình thường giữa tải trọng và chuyển vị đã trở

thành quan hệ phi tuyến, chuyển vị A phụ thuộc vào nội lực nhưng nội lực lại là hàm

của chuyển vị . Trong phép tính này, sơ đồ của hệ kết cấu đã bị thay đổi, do đó nó có

tên gọi là tính theo sơ đồ biến dạng hay còn gọi là tính toán bậc hai.

Bản chất của việc phân tích kết cấu có xét thêm hiệu ứng P-Delta là tiến hành

giải bài toán lặp để xác định nội lực trong kết cấu. Kết quả của lần lặp trước được lưu

lại và sử dụng làm giả thiết để giải bài toán lần sau. Giải bài toán lặp sẽ xảy ra hai khả

năng là bài toán hội tụ hoặc bài toán không hội tụ. Nếu bài toán không hội tụ thì có thể

do các nguyên nhân sau:

+ Số lần lặp quá ít

+ Sai số cho phép quá nhỏ

+ Kết cấu bị mất ổn định

2.9.3. Lý thuyết tính toán phi tuyến vật liệu

Tính toán nội lực theo sơ đồ khớp dẻo, khi tải trọng P còn nhỏ có thể coi như

kết cấu làm việc đàn hồi, quan hệ ứng suất biến dạng là đường thẳng. Khi P tăng lên,

biến dạng dẻo trong bê tông phát triển, miền bê tông chịu kéo bị nứt, khe nứt phát triển

dần lên, hầu như toàn bộ lực kéo do cốt thép chịu. Nếu lượng cốt thép không quá nhiều

thì ứng suất trong cốt thép có thể đạt đến giới hạn chảy. Khi đó nếu tiếp tục tăng tải

trọng, ứng suất trong cốt thép không tăng mà giữ nguyên ở giới hạn chảy. Momen tại

tiết diện đó không tăng và vết nứt tiếp tục mở rộng, tiết diện bị quay quanh trọng tâm

vùng nén. Khi đó sẽ xuất hiện khớp dẻo.

Khớp dẻo là liên kết khớp có thể chịu được một momen không đổi nào đó và có

thể quay được một cách hạn chế. Sau khi xuất hiện khớp dẻo, nếu tải trọng tiếp tục

tăng lên nữa, ứng suất trong cốt thép tại khớp dẻo vẫn không đổi nhưng ứng suất trong

cốt thép tại vị trí khác sẽ tiếp tục tăng lên cho đến khi hình thành các khớp dẻo tiếp

theo. Có nghĩa khớp dẻo đã gây nên sự phân phối lại nội lực trong kết cấu. Hệ kết cấu

được xem là phá hoại khi nó xuất hiện đủ số khớp dẻo làm cho nó trở thành hệ biến

hình tức thời. Trạng thái đó gọi là trạng thái cân bằng giới hạn.

Khớp dẻo có thể xuất hiện ở cột, dầm, tấm và vỏ. Lợi dụng sự phân phối nội lực

trong kết cấu siêu tĩnh có thể tiết kiệm được cốt thép, chuyển bớt lượng cốt thép ở

những tiết diện đặt quá dày sang những tiết diện đăt thưa hơn để dễ dàng bố trí cốt

thép và đổ bê tông. Khớp dẻo có liên quan mật thiết đến sự chảy dẻo của cốt thép và

biến dạng đàn hồi dẻo của bê tông.

Để xác định được tải trọng giới hạn không phụ thuộc vào thứ tự xuất hiện các

khớp dẻo và thứ tự tác dụng của tải trọng, có thể sử dụng phương pháp cân bằng giới

hạn. Giả thiết rằng sau khi hình thành các khớp dẻo, kết cấu bị tách thành các miếng

cứng, bỏ qua biến dạng của cấu kiện nằm giữa các khớp dẻo. Cho hệ kết cấu một

chuyển vị khả dĩ f, phương trình cân bằng công khả dĩ của nội và ngoại lực có dạng

tổng quát:

Trong đó:

Pi – tải trọng tập trung thứ i

q – tải trọng phân bố

yi – chuyển vị khả dĩ tại điểm đặt tải trọng tập trung thứ i

y – chuyển vị khả dĩ của phân tố dưới tải trọng phân bố

Mi – momen giới hạn thứ i

φi – góc xoay khả dĩ thứ i

Khi q là tải trọng phân bố đều thì: ∫qydl = qF

Trong đó: F – diện tích tạo bởi trục cấu kiện và các chuyển vị khả dĩ

2.10. Kết luận chương

Trong chương này đã xây dựng đươc mô hình tính toán, sơ đồ làm việc của

khung nhà cao tầng, cơ sở lý thuyết phân tích tính toán ảnh hưởng của tải trọng gió

theo miền thời gian đối với nhà cao tầng có xét đến phi tuyến hình học và phi tuyến

vật liệu.

CHƯƠNG 3: VÍ DỤ TÍNH TOÁN

3.1. Thông tin công trình

Công trình tọa lạc trong cụm 04 Chung Cư Four Aces ở Phường 7, Quận 10,

Thành phố Hồ Chí Minh. Công trình nằm ở vị trí thoáng đẹp có ba mặt tiền giáp

đường Đào Duy Từ (lộ giới 15m), đường Hòa Hảo (lộ giới 15m), đường Nguyễn Kim

(lộ giới 20m).

Chung cư Four Aces có quy mô 20 tầng, chiều cao tầng điển hình 3.4m, mặt

bằng hình chữ nhật có kích thước: 40mx32m.

Hình 3.1: Mô hình tính toán kết cấu công trình

Trong chương này, học viên sẽ tiến hành phân tích tính toán tác động của tải

trọng gió theo miền thời gian (Xung gió hình SINE) lên nhà cao tầng có xét đến ảnh

hưởng của phi tuyến hình học và phi tuyến vật liệu, nhằm đánh giá chính xác ảnh

hưởng của tải trọng gió lên công trình.

Học viên sẽ phân tích 04 trường hợp tính toán, tải trọng gió tác động theo cả 02

phương công trình:

- TH1: Phân tích bài toán đàn hồi tuyến tính (X-DH ; Y-DH).

- TH2: Có xét đến phi tuyến hình học (X-HH ; Y-HH).

- TH3: Có xét đến phi tuyến vật liệu (X-VL ; Y-VL).

- TH4: Xét đến phi tuyến hình học và phi tuyến vật liệu (X-HHVL ; Y-HHVL).

Bảng 3.1: Chu kỳ dao động công trình

TABLE: Modal Participating Mass Ratios

Case

Mode

Period

UX

UY

Sum RZ

sec

Modal

1.748

0.579

0.000

Modal

1.666

0.000

0.478

0.000

Modal

1.533

0.000

0.478

0.543

Modal

0.501

0.107

0.478

0.000

Modal

0.488

0.000

0.558

0.000

Modal

0.338

0.000

0.558

0.146

Modal

0.248

0.039

0.558

0.000

Modal

0.243

0.000

0.590

0.000

Modal

0.152

0.023

0.590

0.000

Modal

0.148

0.000

0.608

0.000

Modal

0.145

0.000

0.608

0.053

Modal

0.104

0.016

0.608

0.000

Hình 3.2: Dao động thứ nhất theo Phương Y (Mode 1)

Hình 3.3: Dao động thứ hai xoắn (Mode 2)

Hình 3.4: Dao động thứ ba Phương X (Mode 3)

Hình 3.5: Mặt bằng kết cấu tầng điển hình

3.2. Khai báo thông số đầu vào

Hình 3.6: Biểu đồ hàm xung tải trọng gió hình SINE

Hình 3.7: Khai báo xung tải trọng gió vào mô hình tính toán

Học viên lựa chọn hàm xung hình sine để mô phỏng tải trọng gió theo miền thời gian

tác động lên kết cấu công trình. Hàm sine sử dụng trong một chu kỳ có sự tăng tải và

đảo chiều tải trọng thể hiện khá tương đồng với quy luật thổi của gió.

ĐỊA HÌNH

Dạng địa hình

Áp lực gió tiêu chuẩn

(daN/m2)

Hệ số tầm quan trọng

1.2

Hệ số khí động C

1.4

2 )m(S

)kN(Wtx

2 )m(S

)kN(Wty

STORY

Z(m)

Tầng 20

1.392

0.412

61.38

119.17

138.60

269.10

Tầng 19

59.7

1.379

0.414

122.76

236.05

138.60

266.50

Tầng 18

56.4

1.365

0.416

122.76

233.64

138.60

263.79

Tầng 17

53.1

1.350

0.418

122.76

231.12

138.60

260.94

Tầng 16

49.8

1.335

0.421

122.76

228.47

138.60

257.95

Tầng 15

46.5

1.318

0.423

122.76

225.67

138.60

254.78

Tầng 14

43.2

1.301

0.426

122.76

222.69

138.60

251.43

Tầng 13

39.9

1.282

0.429

122.76

219.53

138.60

247.86

Tầng 12

36.6

1.263

0.432

122.76

216.15

138.60

244.04

Tầng 11

33.3

1.241

0.436

122.76

212.50

138.60

239.92

Tầng 10

1.218

0.440

122.76

208.55

138.60

235.46

Tầng 9

26.7

1.193

0.445

122.76

204.22

138.60

230.57

Tầng 8

23.4

1.165

0.450

122.76

199.43

138.60

225.16

Tầng 7

20.1

1.134

0.456

122.76

194.04

138.60

219.08

Tầng 6

16.8

1.098

0.464

122.76

187.88

138.60

212.12

Tầng 5

13.5

1.055

0.473

122.76

180.63

138.60

203.93

Tầng 4

10.2

1.003

0.485

122.76

171.74

138.60

193.90

Tầng 3

6.9

0.935

0.503

122.76

160.07

138.60

180.73

Tầng 2

3.6

0.832

0.533

122.76

142.38

138.60

160.75

Tầng 1

0.3

0.532

0.666

122.76

91.03

138.60

102.78

Hình 3.8: Trường hợp phân tích bài toán đàn hồi tuyến tính

Hình 3.9: Trường hợp phân tích bài toán phi tuyến hình học P-Delta

Hình 3.10: Trường hợp phân tích bài toán phi tuyến vật liệu

Hình 3.11: Trường hợp phân tích bài toán phi tuyến vật liệu + phi tuyến hình học

Hình 3.12: Khai báo tính toán P-Delta

Hình 3.13: Khai báo khớp dẻo cho dầm

Hình 3.14: Khai báo khớp dẻo cho cột

Hình 3.15: Gán khớp dẻo plastic hinge cho dầm, cột công trình

Hình 3.16: Khai báo tính toán hệ số tỷ lệ độ cứng và khối lượng

Hình 3.17: Sử dụng phương pháp giải Newmark

Hình 3.18: Vị trí cột C9, C31 được lựa chọn để phân tích nội lực

Hình 3.19: Vị trí vách P1, P2 được lựa chọn để phân tích nội lực

Hình 3.20: Vị trí vách dầm B36, B54, B116 được lựa chọn để phân tích nội lực

Hình 3.21: Vị trí vách P3, P4 được lựa chọn để phân tích nội lực

Hình 3.22: Vị trí vách dầm B29, B106, B123 được lựa chọn để phân tích nội lực

3.3. Kết quả phân tích

3.3.1. Kết quả phân tích khi công trình chịu tải trọng gió theo phương X

3.3.1.1. Ứng xử của kết cấu

Hình 3.23: Biểu đồ chuyển vị đỉnh công trình theo thời gian (X-DH)

Trường hợp phân tích X-DH, chuyển vị đỉnh công trình lớn nhất Ux =

32.55mm tại thời điểm 1.64s.

Hình 3.24: Biểu đồ lực cắt đáy công trình theo thời gian (X-DH)

Trường hợp phân tích X-DH, lực cắt đáy công trình lớn nhất Fx = 8317 kN tại

thời điểm 1.61s.

Hình 3.25: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (X-DH)

Trường hợp phân tích X-DH, lực cắt cột C9 – Tầng 7 lớn nhất V2 = 93.62 kN

tại thời điểm 2.41s.

Hình 3.26: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (X-DH)

Trường hợp phân tích X-DH, moment cột C9 – Tầng 7 lớn nhất M3 = 183.09

kNm tại thời điểm 2.41s.

Hình 3.27: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (X-DH)

Trường hợp phân tích X-DH, lực cắt cột C9 – Tầng 14 lớn nhất V2 = 104.18

kN tại thời điểm 2.41s.

Hình 3.28: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (X-DH)

Trường hợp phân tích X-DH, moment cột C9 – Tầng 14 lớn nhất M3 = 171.49

kNm tại thời điểm 2.41s.

Hình 3.29: Biểu đồ lực cắt dầm B54 – Tầng 7 theo thời gian (X-DH)

Trường hợp phân tích X-DH, lực cắt dầm B54 – Tầng 7 lớn nhất V2 = 154.66

kN tại thời điểm 1.63s.

Hình 3.30: Biểu đồ moment dầm B54 – Tầng 7 theo thời gian (X-DH)

Trường hợp phân tích X-DH, moment dầm B54 – Tầng 7 lớn nhất M3 = 197.71

kNm tại thời điểm 1.63s.

Hình 3.31: Biểu đồ lực cắt dầm B54 – Tầng 14 theo thời gian (X-DH)

Trường hợp phân tích X-DH, lực cắt dầm B54 – Tầng 14 lớn nhất V2 = 149.03

kN tại thời điểm 1.64s.

Hình 3.32: Biểu đồ moment dầm B54 – Tầng 14 theo thời gian (X-DH)

Trường hợp phân tích X-DH, moment dầm B54 – Tầng 14 lớn nhất M3 =

192.91 kNm tại thời điểm 1.64s.

Hình 3.33: Biểu đồ chuyển vị đỉnh công trình theo thời gian (X-HHVL)

Trường hợp phân tích X-HHVL, chuyển vị đỉnh công trình lớn nhất Ux =

32.73mm tại thời điểm 1.67s.

Hình 3.34: Biểu đồ lực cắt đáy công trình theo thời gian (X-HHVL)

Trường hợp phân tích X-HHVL, lực cắt đáy công trình lớn nhất FX = 7816 kN

tại thời điểm 1.61s.

Hình 3.35: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (X-HHVL)

Trường hợp phân tích X-HHVL, lực cắt cột C9 – Tầng 7 lớn nhất V2 = 79.26

kN tại thời điểm 2.43s.

Hình 3.36: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (X-HHVL)

Trường hợp phân tích X-HHVL, moment cột C9 – Tầng 7 lớn nhất M3 =

160.53 kNm tại thời điểm 2.44s.

Hình 3.37: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (X-HHVL)

Trường hợp phân tích X-HHVL, lực cắt cột C9 – Tầng 14 lớn nhất V2 = 89.27

kN tại thời điểm 2.43s.

Hình 3.38: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (X-HHVL)

Trường hợp phân tích X-HHVL, moment cột C9 – Tầng 7 lớn nhất M3 =

149.04 kNm tại thời điểm 2.43s.

Hình 3.39: Biểu đồ lực cắt dầm B54 – Tầng 7 theo thời gian (X-HHVL)

Trường hợp phân tích X-HHVL, lực cắt dầm B54 – Tầng 7 lớn nhất V2 =

258.65 kN tại thời điểm 1.66s.

Hình 3.40: Biểu đồ moment dầm B54 – Tầng 7 theo thời gian (X-HHVL)

Trường hợp phân tích X-HHVL, moment dầm B54 – Tầng 7 lớn nhất M3 =

117.15 kNm tại thời điểm 1.68s.

Hình 3.41: Biểu đồ lực cắt dầm B54 – Tầng 14 theo thời gian (X-HHVL)

Trường hợp phân tích X-HHVL, lực cắt dầm B54 – Tầng 14 lớn nhất V2 =

269.05 kN tại thời điểm 1.68s.

Hình 3.42: Biểu đồ moment dầm B54 – Tầng 14 theo thời gian (X-HHVL)

Trường hợp phân tích X-HHVL, moment dầm B54 – Tầng 14 lớn nhất M3 =

117.13 kNm tại thời điểm 1.69s.

Hình 3.43: Tình trạng hình thành khớp dẻo cột C9 (X-HHVL)

Cột C9 vẫn còn làm việc trong giai đoạn đàn hồi, chưa hình thành khớp dẻo tại

nút khung.

Hình 3.44: Tình trạng hình thành khớp dẻo cột C31 (X-HHVL)

Cột C31 vẫn còn làm việc trong giai đoạn đàn hồi, chưa hình thành khớp dẻo tại

nút khung.

Hình 3.45: Tình trạng hình thành khớp dẻo dầm B36 (X-HHVL)

Dầm B36 đã bắt đầu hình thành khớp dẻo tại nút khung nhưng vẫn đủ khả năng

chịu lực và đảm bảo an toàn sử dụng.

Hình 3.46: Tình trạng hình thành khớp dẻo dầm B54 (X-HHVL)

Dầm B54 đã bắt đầu hình thành khớp dẻo tại nút khung nhưng vẫn đủ khả năng

chịu lực và đảm bảo an toàn sử dụng.

Hình 3.47: Tình trạng hình thành khớp dẻo dầm B116 (X-HHVL)

Dầm B116 đã bắt đầu hình thành khớp dẻo tại nút khung nhưng vẫn đủ khả

năng chịu lực và đảm bảo an toàn sử dụng.

3.3.1.2. Tổng hợp số liệu và so sánh, đánh giá

Bảng 3.2: So sánh chênh lệch chuyển vị ngang (%)

Chuyển vị ngang các tầng (mm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 -32.56 -32.92 -32.41 -32.73 22.14 0.53 0.99 -0.46

Tầng 19 -30.73 -31.06 -30.56 -30.87 1.09 0.45 0.98 -0.53

Tầng 18 -28.85 -29.17 -28.68 -28.96 1.10 0.36 0.98 -0.61

Tầng 17 -26.95 -27.25 -26.76 -27.03 1.09 0.28 0.98 -0.70

Tầng 16 -25.02 -25.29 -24.82 -25.07 1.10 0.19 0.98 -0.78

Tầng 15 -23.06 -23.31 -22.86 -23.09 1.09 0.10 0.98 -0.88

Tầng 14 -21.09 -21.32 -20.88 -21.09 1.08 0.00 0.99 -0.98

Tầng 13 -19.10 -19.30 -18.89 -19.08 1.07 -0.11 0.98 -1.08

Tầng 12 -17.11 -17.29 -16.91 -17.07 1.06 -0.22 0.98 -1.19

Tầng 11 -15.13 -15.29 -14.94 -15.08 1.05 -0.34 0.96 -1.29

Tầng 10 -13.18 -13.31 -12.99 -13.12 1.03 -0.46 0.95 -1.40

Tầng 9 -11.27 -11.38 -11.10 -11.20 1.01 -0.59 0.94 -1.51

Tầng 8 -9.42 -9.51 -9.27 -9.35 0.99 -0.72 0.91 -1.61

Tầng 7 -7.66 -7.73 -7.53 -7.59 0.97 -0.87 0.88 -1.74

Tầng 6 -6.00 -6.05 -5.89 -5.94 0.95 -1.02 0.85 -1.85

Tầng 5 -4.46 -4.50 -4.37 -4.41 0.92 -1.19 0.82 -1.99

Tầng 4 -3.08 -3.11 -3.01 -3.04 0.91 -1.36 0.76 -2.11

Tầng 3 -1.88 -1.89 -1.83 -1.85 0.85 -1.55 0.76 -2.29

Tầng 2 -0.88 -0.88 -0.85 -0.86 0.68 -1.94 0.59 -2.51

Tầng 1 -0.11 -0.11 -0.11 -0.11 0.00 -2.68 0.93 -3.57

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy giữa các trường hợp phân tích

phi tuyến với trường hợp phân tích kết cấu đàn hồi, chuyển vị ngang các tầng của công

trình thay đổi không đáng kể, hầu hết chênh lệch trong khoảng 1%.

Hình 3.48: Biểu đồ so sánh chênh lệch chuyển vị ngang

Bảng 3.3: So sánh chênh lệch độ lệch tầng (%)

Độ lệch tầng (%) Chênh lệch (%)

Tầng HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL X- HHVL HHVL /DH HHVL /VL

Tầng 20 0.0557 0.0562 0.0561 0.0566 -5.23 0.72 1.62 0.89

Tầng 19 0.0569 0.0574 0.0572 0.0578 0.88 0.53 1.58 1.05

Tầng 18 0.0577 0.0583 0.0580 0.0586 1.04 0.52 1.56 1.03

Tầng 17 0.0586 0.0592 0.0588 0.0594 1.02 0.34 1.37 1.02

Tầng 16 0.0593 0.0600 0.0595 0.0602 1.18 0.34 1.52 1.18

Tầng 15 0.0599 0.0606 0.0600 0.0607 1.17 0.17 1.34 1.17

Tầng 14 0.0603 0.0610 0.0603 0.0609 1.16 0.00 1.00 1.00

Tầng 13 0.0603 0.0610 0.0602 0.0609 1.16 -0.17 1.00 1.16

Tầng 12 0.0600 0.0607 0.0598 0.0604 1.17 -0.33 0.67 1.00

Tầng 11 0.0592 0.0599 0.0589 0.0595 1.18 -0.51 0.51 1.02

Tầng 10 0.0579 0.0585 0.0575 0.0581 1.04 -0.69 0.35 1.04

Tầng 9 0.0561 0.0567 0.0556 0.0561 1.07 -0.89 0.00 0.90

Tầng 8 0.0534 0.0540 0.0528 0.0534 1.12 -1.12 0.00 1.14

Tầng 7 0.0504 0.0509 0.0497 0.0502 0.99 -1.39 -0.40 1.01

Tầng 6 0.0466 0.0470 0.0459 0.0463 0.86 -1.50 -0.64 0.87

Tầng 5 0.0420 0.0424 0.0413 0.0416 0.95 -1.67 -0.95 0.73

Tầng 4 0.0366 0.0369 0.0358 0.0362 0.82 -2.19 -1.09 1.12

Tầng 3 0.0304 0.0306 0.0297 0.0299 0.66 -2.30 -1.64 0.67

Tầng 2 0.0213 0.0215 0.0208 0.0209 0.94 -2.35 -1.88 0.48

Tầng 1 0.0024 0.0025 0.0025 0.0025 4.17 4.17 4.17 0.00

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy giữa các trường hợp phân tích

phi tuyến với trường hợp phân tích kết cấu đàn hồi, độ lệch tầng các tầng của công

trình thay đổi không đáng kể, hầu hết chênh lệch trong khoảng 1%.

Hình 3.49: Biểu đồ so sánh chênh lệch độ lệch tầng

Hình 3.50: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt đáy

Nhận xét: Từ biểu đồ thể hiện lực cắt đáy cho thấy khi bài toán xét đến phi

tuyến vật liệu, kể đến sự hình thành khớp dẻo tại nút khung, lực cắt đáy công trình cho

giá trị nhỏ hơn khi không xét từ 4% đến 5%, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học là

không đáng kể.

Bảng 3.4: So sánh chênh lệch lực dọc vách P1 (%)

Lực dọc vách P1 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HH VL X-DH X-HH X-VL X- HHVL HHVL/ DH HHVL/ VL /DH /DH

Tầng 20 -249.92 -288.24 -286.55 -287.19 15.33 14.66 14.91 0.22

Tầng 19 -538.49 -577.21 -574.27 -575.25 7.19 6.64 6.83 0.17

Tầng 18 -802.08 -841.05 -838.26 -839.51 4.86 4.51 4.67 0.15

Tầng 17 -1041.47 -1080.47 -1080.92 -1081.82 3.74 3.79 3.87 0.08

Tầng 16 -1262.98 -1300.98 -1318.89 -1319.41 3.01 4.43 4.47 0.04

Tầng 15 -1584.32 -1622.53 -1644.61 -1645.40 2.41 3.81 3.86 0.05

Tầng 14 -1931.35 -1970.78 -1993.16 -1995.25 2.04 3.20 3.31 0.10

Tầng 13 -2300.49 -2341.31 -2361.79 -2365.13 1.77 2.66 2.81 0.14

Tầng 12 -2687.48 -2729.92 -2747.37 -2752.35 1.58 2.23 2.41 0.18

Tầng 11 -3090.50 -3134.86 -3148.24 -3154.99 1.44 1.87 2.09 0.21

Tầng 10 -3506.81 -3553.21 -3561.90 -3570.69 1.32 1.57 1.82 0.25

Tầng 9 -3944.22 -3993.15 -3994.74 -4005.44 1.24 1.28 1.55 0.27

Tầng 8 -4368.73 -4419.55 -4415.33 -4428.19 1.16 1.07 1.36 0.29

Tầng 7 -4819.42 -4872.99 -4860.47 -4875.21 1.11 0.85 1.16 0.30

Tầng 6 -5281.95 -5337.46 -5315.77 -5332.82 1.05 0.64 0.96 0.32

Tầng 5 -5759.19 -5816.83 -5785.10 -5803.56 1.00 0.45 0.77 0.32

Tầng 4 -6249.27 -6308.92 -6265.50 -6285.69 0.95 0.26 0.58 0.32

Tầng 3 -6797.05 -6857.85 -6801.42 -6822.68 0.89 0.06 0.38 0.31

Tầng 2 -7418.92 -7484.13 -7409.93 -7431.13 0.88 -0.12 0.16 0.29

Tầng 1 -6864.15 -6919.41 -6868.90 -6883.40 0.81 0.07 0.28 0.21

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy giữa các trường hợp phân tích

phi tuyến với trường hợp phân tích kết cấu đàn hồi, lực dọc vách P1 thay đổi không

đáng kể, hầu hết chênh lệch dưới 5%, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài

toán phân tích rất nhỏ, không quá 0.4%.

Hình 3.51: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc vách P1

Bảng 3.5: So sánh chênh lệch lực cắt vách P1 (%)

Lực cắt vách P1 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 370.99 371.85 333.83 334.50 48.79 -10.02 -9.83 0.20

Tầng 19 217.59 217.20 191.42 191.51 -0.18 -12.03 -11.99 0.05

Tầng 18 237.36 237.13 205.89 205.44 -0.09 -13.26 -13.44 -0.22

Tầng 17 253.33 253.41 218.97 218.70 -13.56 -13.67 -0.12 0.03

Tầng 16 268.03 268.45 230.92 230.88 -13.85 -13.86 -0.02 0.16

Tầng 15 280.14 280.96 240.46 240.69 -14.16 -14.08 0.29 0.10

Tầng 14 289.31 290.56 247.31 247.85 -14.52 -14.33 0.43 0.22

Tầng 13 295.43 297.14 251.36 252.25 -14.92 -14.62 0.58 0.35

Tầng 12 298.50 300.66 252.62 253.86 -15.37 -14.95 0.73 0.49

Tầng 11 298.97 301.60 251.55 253.15 -15.86 -15.33 0.88 0.64

Tầng 10 294.59 297.61 245.93 247.84 -16.52 -15.87 1.03 0.78

Tầng 9 298.46 301.95 248.30 250.59 -16.80 -16.04 1.17 0.92

Tầng 8 269.26 272.76 218.97 221.24 -18.68 -17.83 1.30 1.04

Tầng 7 277.34 281.19 225.22 227.73 -18.79 -17.89 1.39 1.12

Tầng 6 267.80 271.70 215.09 217.60 -19.68 -18.74 1.46 1.17

Tầng 5 259.19 263.02 206.05 208.43 -20.50 -19.58 1.48 1.16

Tầng 4 243.64 247.10 191.03 193.05 -21.59 -20.76 1.42 1.06

Tầng 3 226.64 229.68 173.37 174.99 -23.50 -22.79 1.34 0.94

Tầng 2 170.36 171.93 120.77 121.13 -29.11 -28.90 0.93 0.30

Tầng 1 724.11 734.97 698.21 707.90 -3.58 -2.24 1.50 1.39

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió ảnh hưởng khá rõ ràng đến

lực cắt của vách P1, cụ thể chênh lệch từ 10% đến 20%. Khi kể đến phi tuyến vật liệu,

lực cắt của vách cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong giai

đoạn đàn hồi, càng lên cao mức độ chênh lệch càng giảm, sự ảnh hưởng của phi tuyến

hình học trong bài toán phân tích rất nhỏ, hầu hết dưới 1%.

Hình 3.52: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt vách P1

Bảng 3.6: So sánh chênh lệch moment vách P1 (%)

Moment vách P1 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 602.04 602.15 558.26 558.50 140.94 -7.27 -7.23 0.04

Tầng 19 481.98 482.38 442.11 442.28 -8.27 -8.24 0.08 0.04

Tầng 18 495.01 495.47 453.01 453.19 -8.48 -8.45 0.09 0.04

Tầng 17 495.10 495.78 451.76 452.06 -8.75 -8.69 0.14 0.07

Tầng 16 499.36 500.29 454.42 454.90 -9.00 -8.90 0.19 0.10

Tầng 15 504.52 505.77 457.93 458.63 -9.23 -9.09 0.25 0.15

Tầng 14 510.34 511.99 462.07 463.05 -9.46 -9.27 0.32 0.21

Tầng 13 516.40 518.49 466.44 467.76 -9.67 -9.42 0.41 0.28

Tầng 12 522.22 524.80 470.59 472.29 -9.89 -9.56 0.50 0.36

Tầng 11 528.45 531.57 475.20 477.31 -10.08 -9.68 0.59 0.44

Tầng 10 529.95 533.57 475.35 477.83 -10.30 -9.83 0.68 0.52

Tầng 9 545.21 549.51 487.61 490.62 -10.56 -10.01 0.79 0.62

Tầng 8 534.36 538.92 475.41 478.61 -11.03 -10.43 0.85 0.67

Tầng 7 558.18 563.33 496.29 499.93 -11.09 -10.44 0.92 0.73

Tầng 6 567.49 572.99 503.56 507.48 -11.26 -10.58 0.97 0.78

Tầng 5 579.64 585.42 513.62 517.73 -11.39 -10.68 1.00 0.80

Tầng 4 588.32 594.15 520.86 524.97 -11.47 -10.77 0.99 0.79

Tầng 3 572.20 578.09 503.51 507.61 -12.01 -11.29 1.03 0.82

Tầng 2 868.45 875.69 773.26 778.01 -10.96 -10.41 0.83 0.61

Tầng 1 306.12 309.07 287.19 289.73 -6.18 -5.35 0.97 0.88

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến moment

của vách P1, cụ thể chênh lệch từ 7% đến 11%. Khi kể đến phi tuyến vật liệu, moment

của vách cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn

hồi, càng lên cao mức độ chênh lệch càng giảm, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học

trong bài toán phân tích rất nhỏ, hầu hết dưới 1%.

Hình 3.53: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment vách P1

Bảng 3.7: So sánh chênh lệch lực dọc vách P2 (%)

Lực dọc vách P2 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 -280.21 -309.73 -297.80 -298.34 10.54 6.28 6.47 0.18

Tầng 19 -504.53 -534.24 -518.87 -519.59 5.89 2.84 2.98 0.14

Tầng 18 -740.37 -770.25 -748.17 -748.99 4.04 1.05 1.17 0.11

Tầng 17 -980.33 -1010.43 -981.10 -982.08 3.07 0.08 0.18 0.10

Tầng 16 -1215.17 -1245.42 -1209.13 -1210.22 2.49 -0.50 -0.41 0.09

Tầng 15 -1445.69 -1476.05 -1432.97 -1434.17 2.10 -0.88 -0.80 0.08

Tầng 14 -1671.40 -1701.85 -1652.24 -1653.47 1.82 -1.15 -1.07 0.07

Tầng 13 -1892.04 -1922.55 -1866.66 -1867.91 1.61 -1.34 -1.28 0.07

Tầng 12 -2107.25 -2137.78 -2075.95 -2077.18 1.45 -1.49 -1.43 0.06

Tầng 11 -2316.45 -2346.95 -2279.62 -2280.76 1.32 -1.59 -1.54 0.05

Tầng 10 -2520.29 -2550.74 -2478.05 -2479.12 1.21 -1.68 -1.63 0.04

Tầng 9 -2712.53 -2742.84 -2666.19 -2667.07 1.12 -1.71 -1.68 0.03

Tầng 8 -2903.92 -2934.11 -2853.95 -2854.71 1.04 -1.72 -1.69 0.03

Tầng 7 -3093.44 -3123.50 -3039.19 -3039.80 0.97 -1.75 -1.73 0.02

Tầng 6 -3272.32 -3302.16 -3214.98 -3215.38 0.91 -1.75 -1.74 0.01

Tầng 5 -3447.01 -3476.65 -3386.99 -3387.21 0.86 -1.74 -1.74 0.01

Tầng 4 -3616.04 -3645.50 -3554.17 -3554.20 0.81 -1.71 -1.71 0.00

Tầng 3 -3756.50 -3785.63 -3705.59 -3705.53 0.78 -1.36 -1.36 0.00

Tầng 2 -4022.32 -4054.91 -3954.10 -3955.30 0.81 -1.70 -1.67 0.03

Tầng 1 -4296.24 -4325.65 -4292.98 -4293.01 0.68 -0.08 -0.07 0.00

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, tương tự với vách P1, giữa các

trường hợp phân tích phi tuyến với trường hợp phân tích kết cấu đàn hồi, lực dọc vách

P2 thay đổi không đáng kể, đa phần chênh lệch dưới 2%, sự ảnh hưởng của phi tuyến

hình học trong bài toán phân tích rất nhỏ, không quá 0.2%.

Hình 3.54: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc vách P2

Bảng 3.8: So sánh chênh lệch lực cắt vách P2 (%)

Lực cắt vách P2 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X-DH X-HH X-VL HH/DH VL/DH X- HHVL /DH /VL

Tầng 20 -287.44 -287.83 -253.33 -253.54 0.14 -11.87 -11.79 0.08

0.17 Tầng 19 -158.45 -158.72 -134.24 -134.36 -15.28 -15.21 0.09

0.02 Tầng 18 -190.15 -190.18 -164.38 -164.27 -13.55 -13.61 -0.06

Tầng 17 -180.78 -180.69 -155.44 -155.21 -0.05 -14.02 -14.14 -0.15

Tầng 16 -184.86 -184.63 -159.49 -159.11 -0.13 -13.73 -13.93 -0.24

Tầng 15 -183.82 -183.44 -158.70 -158.18 -0.20 -13.66 -13.95 -0.33

Tầng 14 -183.44 -182.92 -158.70 -158.03 -0.28 -13.49 -13.85 -0.42

Tầng 13 -181.86 -181.20 -157.67 -156.87 -0.36 -13.30 -13.74 -0.51

Tầng 12 -179.27 -178.48 -155.89 -154.97 -0.44 -13.04 -13.56 -0.59

Tầng 11 -176.54 -175.65 -154.03 -153.01 -0.50 -12.75 -13.33 -0.66

Tầng 10 -169.72 -168.71 -148.98 -147.84 -0.60 -12.22 -12.89 -0.76

Tầng 9 -171.94 -170.95 -151.53 -150.41 -0.58 -11.87 -12.52 -0.74

Tầng 8 -154.48 -153.27 -136.87 -135.56 -0.79 -11.40 -12.25 -0.96

Tầng 7 -161.55 -160.43 -143.71 -142.48 -0.70 -11.04 -11.80 -0.85

Tầng 6 -152.85 -151.69 -136.66 -135.40 -0.76 -10.59 -11.42 -0.92

Tầng 5 -144.99 -143.86 -130.33 -129.12 -0.78 -10.11 -10.94 -0.93

Tầng 4 -146.86 -145.82 -133.69 -132.60 -0.71 -8.97 -9.71 -0.82

Tầng 3 -119.55 -118.57 -109.44 -108.42 -0.82 -8.46 -9.31 -0.93

Tầng 2 -333.99 -334.56 -319.76 -320.07 0.17 -4.26 -4.17 0.10

Hình 3.55: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt vách P2

Tầng 1 -408.31 -411.25 -375.10 -377.16 0.72 -8.13 -7.63 0.55

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến lực cắt

của vách P2, cụ thể chênh lệch từ 8% đến 13%. Khi kể đến phi tuyến vật liệu, lực cắt

của vách cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn

hồi, càng lên cao mức độ chênh lệch càng tăng, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học

trong bài toán phân tích rất nhỏ, hầu hết dưới 1%.

Bảng 3.9: So sánh chênh lệch moment vách P2 (%)

Moment vách P2 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 -358.76 -359.31 -309.43 -309.74 -13.75 -13.66 0.15 0.10

Tầng 19 -263.03 -263.76 -223.37 -223.90 -15.08 -14.88 0.28 0.23

Tầng 18 -284.65 -285.30 -244.02 -244.45 -14.27 -14.12 0.23 0.17

Tầng 17 -279.95 -280.68 -239.92 -240.41 -14.30 -14.12 0.26 0.20

Tầng 16 -286.98 -287.78 -247.16 -247.73 -13.88 -13.68 0.28 0.23

Tầng 15 -291.31 -292.23 -252.03 -252.69 -13.48 -13.26 0.32 0.26

Tầng 14 -297.25 -298.31 -258.70 -259.46 -12.97 -12.71 0.36 0.30

Tầng 13 -303.33 -304.54 -265.70 -266.61 -12.40 -12.10 0.40 0.34

Tầng 12 -308.97 -310.34 -272.68 -273.74 -11.74 -11.40 0.44 0.39

Tầng 11 -316.51 -318.07 -281.48 -282.73 -11.07 -10.67 0.49 0.44

Tầng 10 -316.67 -318.36 -284.74 -286.11 -10.08 -9.65 0.53 0.48

Tầng 9 -337.92 -340.04 -305.98 -307.72 -9.45 -8.94 0.63 0.57

Tầng 8 -324.71 -326.72 -296.59 -298.28 -8.66 -8.14 0.62 0.57

Tầng 7 -348.46 -350.79 -320.20 -322.22 -8.11 -7.53 0.67 0.63

Tầng 6 -355.23 -357.69 -328.98 -331.08 -7.39 -6.80 0.69 0.64

Tầng 5 -358.00 -360.59 -333.92 -336.10 -6.73 -6.12 0.72 0.65

Tầng 4 -391.14 -393.87 -368.58 -370.93 -5.77 -5.17 0.70 0.64

Tầng 3 -341.77 -344.25 -324.04 -326.23 -5.19 -4.55 0.73 0.67

Tầng 2 -963.70 -969.51 -931.30 -936.10 -3.36 -2.86 0.60 0.52

Tầng 1 -498.65 -501.57 -459.61 -461.61 -7.83 -7.43 0.58 0.44

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến moment

của vách P2, cụ thể chênh lệch từ 5% đến 15%. Khi kể đến phi tuyến vật liệu, moment

của vách cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn

hồi, càng lên cao mức độ chênh lệch càng tăng, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học

trong bài toán phân tích rất nhỏ, hầu hết dưới 1%.

Hình 3.56: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment vách P2

Bảng 3.10: So sánh chênh lệch lực dọc cột C9 (%)

Lực dọc cột C9 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 -398.31 -424.89 -420.45 -420.56 6.67 5.59 5.56 0.03

Tầng 19 -801.19 -827.94 -817.28 -817.50 3.34 2.04 2.01 0.03

Tầng 18 -1206.37 -1233.28 -1216.67 -1217.00 2.23 0.88 0.85 0.03

Tầng 17 -1612.91 -1640.00 -1617.33 -1617.77 1.68 0.30 0.27 0.03

Tầng 16 -2021.64 -2048.92 -2020.16 -2020.71 1.35 -0.07 -0.05 0.03

Tầng 15 -2432.90 -2460.38 -2425.50 -2426.18 1.13 -0.30 -0.28 0.03

Tầng 14 -2847.10 -2874.78 -2833.80 -2834.61 0.97 -0.47 -0.44 0.03

Tầng 13 -3264.59 -3292.48 -3245.42 -3246.37 0.85 -0.59 -0.56 0.03

Tầng 12 -3685.69 -3713.81 -3660.72 -3661.82 0.76 -0.68 -0.65 0.03

Tầng 11 -4110.72 -4139.07 -4080.07 -4081.32 0.69 -0.75 -0.72 0.03

Tầng 10 -4539.90 -4568.47 -4503.69 -4505.09 0.63 -0.80 -0.77 0.03

Tầng 9 -4973.80 -5002.61 -4932.31 -4933.88 0.58 -0.83 -0.80 0.03

Tầng 8 -5424.33 -5468.23 -5393.05 -5394.78 0.81 -0.58 -0.54 0.03

Tầng 7 -5890.41 -5934.52 -5854.56 -5856.46 0.75 -0.61 -0.58 0.03

Tầng 6 -6357.53 -6401.85 -6317.40 -6319.45 0.70 -0.63 -0.60 0.03

Tầng 5 -6825.47 -6869.97 -6781.34 -6783.53 0.65 -0.65 -0.61 0.03

Tầng 4 -7294.26 -7338.93 -7246.62 -7248.89 0.61 -0.65 -0.62 0.03

Tầng 3 -7763.05 -7807.84 -7713.05 -7715.39 0.58 -0.64 -0.61 0.03

Tầng 2 -8385.86 -8434.49 -8337.44 -8339.84 0.58 -0.58 -0.55 0.03

Tầng 1 -9092.18 -9138.35 -9040.81 -9043.24 0.51 -0.57 -0.54 0.03

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, giữa các trường hợp phân tích

phi tuyến với trường hợp phân tích kết cấu đàn hồi khi công trình chịu tải trọng gió,

lực dọc cột C9 hầu như không thay đổi, chênh lệch dưới 1%.

Hình 3.57: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc cột C9

Bảng 3.11: So sánh chênh lệch lực cắt cột C9 (%)

Lực cắt cột C9 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 154.50 154.98 135.65 136.09 -12.20 -11.92 0.31 0.32

Tầng 19 91.63 91.64 78.58 78.59 -14.25 -14.23 0.01 0.02

Tầng 18 105.02 104.88 90.93 90.81 -0.14 -13.41 -13.53 -0.13

Tầng 17 103.03 102.67 89.08 88.77 -0.35 -13.54 -13.84 -0.35

Tầng 16 104.03 103.46 90.04 89.53 -0.55 -13.45 -13.93 -0.56

Tầng 15 104.17 103.38 90.16 89.47 -0.75 -13.44 -14.11 -0.77

Tầng 14 104.18 103.18 90.17 89.28 -0.96 -13.45 -14.31 -0.99

Tầng 13 103.80 102.59 89.79 88.71 -1.17 -13.50 -14.54 -1.21

Tầng 12 103.21 101.80 89.19 87.93 -1.37 -13.58 -14.81 -1.42

Tầng 11 101.43 99.82 87.56 86.10 -1.58 -13.68 -15.11 -1.66

Tầng 10 102.83 101.07 88.51 86.91 -1.71 -13.93 -15.48 -1.80

Tầng 9 85.84 83.87 74.35 72.56 -2.29 -13.39 -15.46 -2.40

Tầng 8 116.14 114.24 101.20 99.46 -1.64 -12.86 -14.36 -1.73

Tầng 7 93.62 91.53 81.16 79.26 -2.23 -13.31 -15.34 -2.34

Tầng 6 93.52 91.43 80.89 78.98 -2.23 -13.51 -15.54 -2.35

Tầng 5 87.19 85.14 75.15 73.29 -2.36 -13.81 -15.95 -2.47

Tầng 4 88.17 86.26 75.01 73.29 -2.17 -14.93 -16.88 -2.30

Tầng 3 50.64 48.88 43.79 42.20 -3.46 -13.52 -16.67 -3.64

Tầng 2 49.33 48.22 45.83 44.74 -2.25 -7.08 -9.29 -2.38

Tầng 1 66.15 66.80 65.19 65.76 0.99 -1.44 -0.58 0.88

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến lực cắt

của cột C9, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng 13%. Khi kể đến phi tuyến vật

liệu, lực cắt của cột cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong giai

đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân tích rất nhỏ,

hầu hết dưới 3%.

Hình 3.58: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt cột C9

Bảng 3.12: So sánh chênh lệch moment cột C9 (%)

Moment cột C9 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 198.90 199.76 172.65 173.43 -13.20 -12.81 0.43 0.45

Tầng 19 159.32 160.01 137.17 137.80 -13.91 -13.51 0.43 0.46

Tầng 18 168.62 169.35 145.68 146.35 -13.60 -13.21 0.44 0.46

Tầng 17 168.13 168.87 145.25 145.92 -13.61 -13.21 0.44 0.46

Tầng 16 169.67 170.43 146.70 147.38 -13.54 -13.14 0.45 0.46

Tầng 15 170.65 171.43 147.60 148.29 -13.51 -13.11 0.45 0.47

Tầng 14 171.49 172.29 148.34 149.04 -13.50 -13.09 0.46 0.47

Tầng 13 171.87 172.68 148.63 149.34 -13.52 -13.11 0.47 0.48

Tầng 12 172.21 173.03 148.83 149.54 -13.58 -13.16 0.48 0.48

Tầng 11 169.99 170.81 146.83 147.51 -13.62 -13.22 0.48 0.47

Tầng 10 176.80 177.68 152.27 152.98 -13.88 -13.47 0.49 0.47

Tầng 9 135.52 136.24 118.10 118.69 -12.85 -12.42 0.53 0.50

Tầng 8 194.27 195.32 169.65 170.49 -12.67 -12.24 0.54 0.49

Tầng 7 183.09 184.09 159.75 160.53 -12.75 -12.32 0.54 0.49

Tầng 6 184.43 185.44 160.74 161.52 0.55 -12.85 -12.42 0.48

Tầng 5 178.86 179.84 155.79 156.57 -12.90 -12.46 0.55 0.50

Tầng 4 192.71 193.70 165.87 166.64 -13.93 -13.53 0.51 0.46

Tầng 3 102.89 103.72 92.61 93.21 -9.99 -9.41 0.80 0.65

Tầng 2 196.90 198.32 180.40 181.31 -8.38 -7.92 0.72 0.51

Tầng 1 25.02 25.34 25.02 25.29 -0.01 1.06 1.27 1.08

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến moment

của cột C9, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng 13%. Khi kể đến phi tuyến vật

liệu, moment của cột cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong

giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân tích rất

nhỏ, hầu hết dưới 0.6%.

Hình 3.59: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment cột C9

Bảng 3.13: So sánh chênh lệch lực dọc cột C31 (%)

Lực dọc cột C31 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X-DH X-HH X-VL HH/DH VL/DH X- HHVL /DH /VL

Tầng 20 -452.77 -479.34 -489.56 -489.76 5.87 8.13 8.17 0.04

Tầng 19 -883.53 -910.25 -936.93 -937.33 3.02 6.04 6.09 0.04

Tầng 18 -1318.35 -1345.23 -1387.27 -1387.88 2.04 5.23 5.27 0.04

Tầng 17 -1754.31 -1781.34 -1838.97 -1839.80 1.54 4.83 4.87 0.05

Tầng 16 -2192.54 -2219.74 -2292.85 -2293.91 1.24 4.58 4.62 0.05

Tầng 15 -2633.22 -2660.61 -2749.09 -2750.39 1.04 4.40 4.45 0.05

Tầng 14 -3076.75 -3104.32 -3207.97 -3209.51 0.90 4.27 4.31 0.05

Tầng 13 -3523.41 -3551.17 -3669.71 -3671.49 0.79 4.15 4.20 0.05

Tầng 12 -3973.49 -4001.44 -4134.48 -4136.51 0.70 4.05 4.10 0.05

Tầng 11 -4427.29 -4455.44 -4602.44 -4604.73 0.64 3.96 4.01 0.05

Tầng 10 -4884.90 -4913.24 -5073.66 -5076.21 0.58 3.86 3.92 0.05

Tầng 9 -5347.30 -5375.84 -5548.51 -5551.33 0.53 3.76 3.82 0.05

Tầng 8 -5824.46 -5868.03 -6052.60 -6055.69 0.75 3.92 3.97 0.05

Tầng 7 -6317.00 -6360.73 -6557.15 -6560.49 0.69 3.80 3.85 0.05

Tầng 6 -6811.41 -6855.29 -7062.47 -7066.05 0.64 3.69 3.74 0.05

Tầng 5 -7307.31 -7351.34 -7568.22 -7571.99 0.60 3.57 3.62 0.05

Tầng 4 -7804.74 -7848.90 -8074.22 -8078.14 0.57 3.45 3.50 0.05

Tầng 3 -8303.47 -8347.75 -8580.01 -8584.04 0.53 3.33 3.38 0.05

Tầng 2 -8807.36 -8855.47 -9093.17 -9097.29 0.55 3.25 3.29 0.05

Tầng 1 -9479.12 -9524.76 -9765.12 -9769.24 0.48 3.02 3.06 0.04

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến lực dọc

của cột C31, cụ thể chênh lệch trong khoảng từ 3% đến 6%. Khi kể đến phi tuyến vật

liệu, lực dọc của cột C31 cho giá trị lớn hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc

trong giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân tích

rất nhỏ, hầu hết dưới 0.05%.

Hình 3.60: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc cột C31

Bảng 3.14: So sánh chênh lệch lực cắt cột C31 (%)

Lực cắt cột C31 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

0.17 0.29 Tầng 20 190.18 190.73 168.88 169.16 -11.20 -11.05

0.03 Tầng 19 104.63 104.66 92.30 92.18 -11.78 -11.90 -0.13

Tầng 18 122.35 122.25 107.97 107.70 -0.08 -11.75 -11.97 -0.25

Tầng 17 118.87 118.55 104.70 104.23 -0.27 -11.92 -12.32 -0.45

Tầng 16 119.28 118.75 104.90 104.23 -0.44 -12.05 -12.62 -0.64

Tầng 15 118.34 117.60 103.90 103.02 -0.62 -12.21 -12.95 -0.84

Tầng 14 117.03 116.09 102.57 101.49 -0.81 -12.36 -13.28 -1.05

Tầng 13 115.02 113.87 100.63 99.36 -1.00 -12.51 -13.62 -1.27

Tầng 12 112.48 111.14 98.23 96.77 -1.20 -12.67 -13.97 -1.49

Tầng 11 108.36 106.82 94.53 92.89 -1.42 -12.76 -14.27 -1.73

Tầng 10 107.23 105.55 93.17 91.40 -1.56 -13.11 -14.77 -1.91

Tầng 9 86.94 85.04 76.21 74.26 -2.18 -12.35 -14.59 -2.56

Tầng 8 114.14 112.33 101.62 99.71 -1.58 -10.97 -12.65 -1.88

Tầng 7 91.21 89.21 80.96 78.90 -2.20 -11.24 -13.50 -2.54

Tầng 6 89.52 87.51 79.52 77.47 -2.25 -11.17 -13.47 -2.58

Tầng 5 82.82 80.83 73.67 71.66 -2.39 -11.05 -13.47 -2.73

Tầng 4 76.38 74.51 68.09 66.21 -2.44 -10.86 -13.31 -2.76

Tầng 3 63.70 61.98 57.30 55.58 -2.71 -10.05 -12.75 -3.00

Tầng 2 93.25 92.18 82.99 81.85 -1.15 -11.00 -12.23 -1.38

Tầng 1 95.36 96.04 89.30 89.89 0.71 -6.36 -5.74 0.66

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến lực cắt

của cột C31, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng 12%. Khi kể đến phi tuyến vật

liệu, lực cắt của cột cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong giai

đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân tích rất nhỏ,

hầu hết dưới 3%.

Hình 3.61: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt cột C31 (%)

Bảng 3.15: So sánh chênh lệch moment cột C31 (%)

Moment cột C31 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 239.60 240.57 212.13 212.73 -11.46 -11.21 0.28 0.41

Tầng 19 184.51 185.28 162.76 163.23 -11.79 -11.54 0.42 0.28

Tầng 18 196.35 197.18 173.06 173.57 -11.86 -11.60 0.42 0.29

Tầng 17 194.23 195.07 170.91 171.42 -12.01 -11.75 0.30 0.43

Tầng 16 194.53 195.40 170.90 171.43 -12.15 -11.88 0.31 0.44

Tầng 15 193.67 194.56 169.87 170.42 -12.29 -12.01 0.32 0.46

Tầng 14 192.23 193.15 168.35 168.90 -12.43 -12.13 0.33 0.48

Tầng 13 189.79 190.74 165.98 166.55 -12.55 -12.25 0.50 0.35

Tầng 12 186.83 187.80 163.12 163.72 -12.69 -12.37 0.52 0.37

Tầng 11 180.57 181.54 157.63 158.22 -12.71 -12.38 0.53 0.38

Tầng 10 183.27 184.30 159.16 159.81 -13.15 -12.80 0.56 0.40

Tầng 9 135.99 136.83 120.15 120.68 -11.65 -11.25 0.45 0.62

Tầng 8 191.04 192.25 170.16 170.93 -10.93 -10.52 0.45 0.64

Tầng 7 178.65 179.79 159.09 159.82 -10.95 -10.54 0.46 0.64

Tầng 6 177.06 178.21 157.90 158.64 -10.82 -10.41 0.65 0.47

Tầng 5 171.97 173.08 153.69 154.40 -10.63 -10.22 0.64 0.46

Tầng 4 167.51 168.58 150.08 150.78 -10.40 -9.99 0.64 0.46

Tầng 3 147.10 147.93 133.10 133.62 -9.52 -9.17 0.57 0.39

Tầng 2 278.53 279.98 248.78 249.68 -10.68 -10.36 0.36 0.52

Tầng 1 59.80 60.13 54.16 54.44 -9.43 -8.97 0.51 0.54

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến moment

của cột C31, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng từ 10% đến 12%. Khi kể đến

phi tuyến vật liệu, moment của cột cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm

việc trong giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân

tích rất nhỏ, hầu hết dưới 0.5%.

Hình 3.62: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment cột C31 (%)

Bảng 3.16: So sánh chênh lệch lực cắt dầm B36 (%)

Lực cắt dầm B36 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 -82.14 -83.01 -127.78 -129.32 1.06 55.57 57.45 1.21

Tầng 19 -82.82 -83.71 -130.27 -131.82 1.08 57.30 59.17 1.19

Tầng 18 -82.58 -83.47 -130.33 -131.87 1.08 57.83 59.70 1.18

Tầng 17 -82.91 -83.81 -131.77 -133.32 1.08 58.92 60.80 1.18

Tầng 16 -83.10 -84.00 -132.72 -134.29 1.08 59.71 61.60 1.18

Tầng 15 -83.24 -84.14 -133.26 -134.83 1.08 60.10 61.98 1.18

Tầng 14 -83.28 -84.17 -133.21 -134.76 1.08 59.95 61.83 1.17

Tầng 13 -83.19 -84.09 -132.41 -133.95 1.07 59.15 61.01 1.16

Tầng 12 -82.97 -83.86 -130.73 -132.26 1.07 57.57 59.41 1.17

Tầng 11 -82.57 -83.46 -128.10 -129.57 1.08 55.15 56.93 1.15

Tầng 10 -82.00 -82.88 -124.65 -125.98 1.08 52.01 53.63 1.07

Tầng 9 -81.13 -82.00 -119.93 -121.20 1.08 47.84 49.40 1.05

Tầng 8 -80.41 -81.04 -102.36 -103.34 0.79 27.30 28.52 0.96

Tầng 7 -79.73 -80.35 -98.38 -99.30 0.78 23.39 24.55 0.94

Tầng 6 -78.24 -78.84 -91.56 -92.39 0.77 17.02 18.09 0.91

Tầng 5 -76.56 -77.14 -83.79 -84.54 0.75 9.44 10.42 0.89

Tầng 4 -74.56 -75.10 -74.61 -75.26 0.73 0.07 0.94 0.86

0.72 0.81 Tầng 3 -72.33 -72.85 -64.36 -64.88 -11.03 -10.31

Tầng 2 -131.91 -132.42 -196.61 -197.10 0.39 49.05 49.43 0.25

Tầng 1 -137.13 -137.57 -195.27 -195.46 0.32 42.40 42.54 0.10

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió ảnh hưởng rõ rệt đến lực cắt

của dầm B36, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng từ 50% đến 60% từ tầng 10

trở lên, các tầng bên dưới chênh lệch giữa các trường hợp dao động từ 20% đến 40%.

Khi kể đến phi tuyến vật liệu, lực cắt của dầm có giá trị lớn hơn so với khi phân tích

kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong

bài toán phân tích rất nhỏ, hầu hết trong khoảng 1%

Hình 3.63: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt dầm B36

Bảng 3.17: So sánh chênh lệch moment dầm B36 (%)

Moment dầm B36 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 -153.49 -154.20 -116.89 -116.90 0.46 -23.84 -23.84 0.00

Tầng 19 -158.40 -159.22 -116.94 -116.94 -26.18 -26.17 0.52 0.00

Tầng 18 -158.51 -159.32 -116.94 -116.94 -26.23 -26.22 0.51 0.00

Tầng 17 -159.38 -160.20 -116.94 -116.95 -26.63 -26.62 0.51 0.00

Tầng 16 -160.01 -160.83 -116.95 -116.95 -26.91 -26.91 0.51 0.00

Tầng 15 -160.41 -161.24 -116.95 -116.95 -27.10 -27.09 0.51 0.00

Tầng 14 -160.50 -161.33 -116.95 -116.95 -27.14 -27.13 0.51 0.00

Tầng 13 -160.19 -161.01 -116.94 -116.95 -27.00 -26.99 0.51 0.00

Tầng 12 -159.40 -160.20 -116.94 -116.94 -26.64 -26.63 0.50 0.00

Tầng 11 -158.05 -158.84 -116.93 -116.93 -26.02 -26.02 0.50 0.00

Tầng 10 -156.10 -156.87 -116.92 -116.92 -25.10 -25.10 0.49 0.00

Tầng 9 -153.34 -154.08 -116.90 -116.91 -23.77 -23.76 0.48 0.00

Tầng 8 -142.61 -143.31 -116.85 -116.85 -18.07 -18.06 0.49 0.00

Tầng 7 -139.82 -140.48 -116.83 -116.83 -16.44 -16.44 0.47 0.00

Tầng 6 -135.04 -135.62 -116.80 -116.80 -13.50 -13.50 0.43 0.00

Tầng 5 -129.54 -130.04 -116.77 -116.77 -9.86 -9.86 0.39 0.00

Tầng 4 -123.00 -123.41 -116.73 -116.73 -5.10 -5.10 0.34 0.00

Tầng 3 -115.83 -116.15 -116.69 -116.69 0.28 0.74 0.74 0.00

Tầng 2 -170.64 -170.87 -116.98 -116.98 -31.45 -31.45 0.14 0.00

Tầng 1 -163.02 -163.06 -116.93 -116.93 -28.27 -28.27 0.02 0.00

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió ảnh hưởng khá rõ ràng đến

moment của dầm B36, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng từ 23% đến 27% từ

tầng 9 trở lên, các tầng bên dưới chênh lệch giữa các trường hợp dao động từ 5% đến

20%. Khi kể đến phi tuyến vật liệu, moment của dầm có giá trị nhỏ hơn so với khi

phân tích kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn hồi, không có sự ảnh hưởng của phi

tuyến hình học lên bài toán phân tích.

Hình 3.64: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment dầm B36

Bảng 3.18: So sánh chênh lệch lực cắt dầm B54 (%)

Lực cắt dầm B54 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X- HH/DH VL/DH X-DH X-HH X-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 -141.58 -142.54 -219.15 -221.11 54.79 56.17 0.67 0.89

Tầng 19 -143.65 -144.58 -243.04 -244.99 69.18 70.54 0.65 0.80

Tầng 18 -144.23 -145.16 -244.05 -246.00 69.21 70.56 0.64 0.80

Tầng 17 -145.29 -146.23 -249.50 -251.48 71.72 73.08 0.64 0.79

Tầng 16 -146.45 -147.39 -254.90 -256.90 74.06 75.42 0.64 0.78

Tầng 15 -147.72 -148.67 -260.90 -262.92 76.62 77.99 0.64 0.77

Tầng 14 -149.03 -149.98 -267.03 -269.05 79.18 80.53 0.64 0.76

Tầng 13 -150.34 -151.29 -273.08 -275.10 81.64 82.99 0.63 0.74

Tầng 12 -151.59 -152.54 -278.83 -280.83 83.93 85.25 0.63 0.72

Tầng 11 -152.74 -153.69 -284.01 -286.00 85.94 87.25 0.62 0.70

0.61 Tầng 10 -153.78 -154.72 -288.67 -290.64 87.72 89.01 0.68

Tầng 9 -154.55 -155.48 -291.54 -293.46 88.64 89.88 0.61 0.66

Tầng 8 -155.25 -155.95 -259.50 -261.05 67.15 68.15 0.45 0.60

Tầng 7 -154.66 -155.34 -257.18 -258.65 66.29 67.24 0.44 0.57

Tầng 6 -153.32 -153.96 -250.53 -251.85 63.40 64.27 0.42 0.53

Tầng 5 -151.61 -152.22 -242.60 -243.76 60.01 60.78 0.40 0.48

Tầng 4 -149.46 -150.03 -232.76 -233.73 55.73 56.38 0.38 0.42

Tầng 3 -146.75 -147.26 -220.59 -221.37 50.32 50.85 0.35 0.35

Tầng 2 -141.36 -141.83 -204.33 -204.92 44.54 44.96 0.33 0.29

Tầng 1 -156.55 -156.95 -211.43 -211.71 35.06 35.23 0.26 0.13

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió ảnh hưởng rõ rệt đến lực cắt

của dầm B54, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng từ 40% đến 80%. Khi kể đến

phi tuyến vật liệu, lực cắt của dầm có giá trị lớn hơn so với khi phân tích kết cấu làm

việc trong giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân

tích rất nhỏ, hầu hết trong khoảng 1%

Hình 3.65: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt dầm B54

Bảng 3.19: So sánh chênh lệch moment dầm B54 (%)

Moment dầm B54 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X-DH X-HH X-VL HH/DH VL/DH X- HHVL /DH /VL

0.00 Tầng 20 -165.34 -166.24 -116.97 -116.98 -29.25 -29.25 0.55

Tầng 19 -178.64 -179.62 -117.07 -117.08 -34.47 -34.46 0.00 0.55

Tầng 18 -179.21 -180.19 -117.07 -117.08 -34.67 -34.67 0.00 0.54

Tầng 17 -182.39 -183.38 -117.09 -117.09 -35.80 -35.80 0.00 0.54

Tầng 16 -185.59 -186.59 -117.10 -117.10 -36.90 -36.90 0.54 0.00

Tầng 15 -189.18 -190.20 -117.12 -117.12 -38.09 -38.09 0.54 0.00

Tầng 14 -192.91 -193.94 -117.13 -117.14 -39.28 -39.28 0.53 0.00

Tầng 13 -196.68 -197.70 -117.15 -117.15 -40.44 -40.44 0.52 0.00

Tầng 12 -200.35 -201.38 -117.16 -117.17 -41.52 -41.52 0.00 0.51

Tầng 11 -203.79 -204.81 -117.17 -117.18 -42.50 -42.50 0.00 0.50

Tầng 10 -207.05 -208.06 -117.19 -117.19 -43.40 -43.40 0.00 0.49

Tầng 9 -209.23 -210.21 -117.19 -117.20 -43.99 -43.99 0.00 0.47

Tầng 8 -198.41 -199.33 -117.15 -117.15 -40.95 -40.95 0.46 0.00

Tầng 7 -197.71 -198.58 -117.14 -117.15 -40.75 -40.75 0.44 0.00

100

Tầng 6 -194.14 -194.91 -117.12 -117.13 -39.67 -39.67 0.00 0.40

Tầng 5 -189.84 -190.52 -117.10 -117.11 -38.32 -38.31 0.00 0.35

Tầng 4 -184.38 -184.95 -117.07 -117.08 -36.51 -36.50 0.00 0.31

Tầng 3 -177.49 -177.94 -117.04 -117.04 -34.06 -34.06 0.00 0.25

Tầng 2 -169.26 -169.58 -117.00 -117.00 -30.88 -30.88 0.00 0.19

Tầng 1 -162.93 -163.03 -116.94 -116.95 -28.22 -28.22 0.00 0.06

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió ảnh hưởng khá rõ ràng đến

moment của dầm B54, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng từ 30% đến 40%.

Khi kể đến phi tuyến vật liệu, moment của dầm có giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích

kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn hồi, không có sự ảnh hưởng của phi tuyến hình

học lên bài toán phân tích.

Hình 3.66: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment dầm B54

Bảng 3.20: So sánh chênh lệch lực cắt dầm B116 (%)

Lực cắt dầm B116 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X-DH X-HH X-VL HH/DH VL/DH X- HHVL /DH /VL

101

Tầng 20 -162.44 -163.24 -308.60 -309.66 0.49 89.97 90.63 0.34

Tầng 19 -163.58 -164.39 -332.13 -333.33 0.49 103.04 103.77 0.36

Tầng 18 -163.20 -164.00 -329.53 -330.71 0.49 101.92 102.64 0.36

Tầng 17 -163.93 -164.74 -332.52 -333.72 0.49 102.85 103.58 0.36

Tầng 16 -164.47 -165.28 -334.30 -335.53 0.50 103.26 104.01 0.37

Tầng 15 -165.01 -165.83 -335.99 -337.24 0.50 103.62 104.37 0.37

Tầng 14 -165.47 -166.30 -337.14 -338.41 0.50 103.75 104.51 0.38

Tầng 13 -165.82 -166.64 -337.65 -338.92 0.50 103.63 104.39 0.38

Tầng 12 -166.01 -166.84 -337.34 -338.62 0.50 103.20 103.97 0.38

Tầng 11 -166.01 -166.84 -336.01 -337.31 0.50 102.40 103.18 0.39

Tầng 10 -165.84 -166.67 -333.72 -335.04 0.50 101.23 102.03 0.40

Tầng 9 -165.15 -165.97 -329.11 -330.39 0.50 99.28 100.05 0.39

Tầng 8 -165.36 -165.97 -282.96 -284.03 71.11 71.76 0.36 0.38

Tầng 7 -164.73 -165.32 -279.84 -280.87 69.88 70.51 0.36 0.37

Tầng 6 -162.70 -163.26 -271.19 -272.12 66.68 67.25 0.35 0.34

Tầng 5 -160.43 -160.96 -261.65 -262.46 63.09 63.59 0.33 0.31

Tầng 4 -157.68 -158.18 -250.20 -250.89 58.68 59.12 0.32 0.28

Tầng 3 -154.49 -154.96 -237.06 -237.62 53.44 53.80 0.30 0.24

Tầng 2 -150.76 -151.18 -222.02 -222.43 47.27 47.54 0.28 0.18

Tầng 1 -131.85 -132.20 -175.51 -175.64 33.11 33.21 0.27 0.07

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió ảnh hưởng rõ rệt đến lực cắt

của dầm B116, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng 100% từ tầng 9 trở lên, các

tầng bên dưới chênh lệch giữa các trường hợp dao động từ 50% đến 100%. Khi kể đến

phi tuyến vật liệu, lực cắt của dầm có giá trị lớn hơn so với khi phân tích kết cấu làm

việc trong giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân

tích rất nhỏ, hầu hết dưới 0.4%

102

Hình 3.67: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt dầm B116

Bảng 3.21: So sánh chênh lệch moment dầm B116 (%)

Moment dầm B116 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL X-DH X-HH X-VL HH/DH VL/DH X- HHVL /DH /VL

Tầng 20 -211.15 -211.59 -117.14 -117.14 0.21 -44.52 -44.52 0.00

Tầng 19 -231.52 -232.06 -117.26 -117.26 0.23 -49.35 -49.35 0.00

Tầng 18 -229.56 -230.09 -117.25 -117.26 0.23 -48.92 -48.92 0.00

Tầng 17 -231.16 -231.70 -117.26 -117.26 0.24 -49.27 -49.27 0.00

Tầng 16 -231.99 -232.55 -117.26 -117.27 -49.45 -49.45 0.24 0.00

Tầng 15 -232.78 -233.35 -117.27 -117.27 -49.62 -49.62 0.25 0.00

Tầng 14 -233.29 -233.87 -117.27 -117.27 -49.73 -49.73 0.25 0.00

Tầng 13 -233.45 -234.03 -117.27 -117.27 -49.77 -49.76 0.25 0.00

Tầng 12 -233.18 -233.77 -117.27 -117.27 0.25 -49.71 -49.71 0.00

Tầng 11 -232.36 -232.95 -117.27 -117.27 0.26 -49.53 -49.53 0.00

Tầng 10 -231.13 -231.72 -117.26 -117.26 0.26 -49.27 -49.26 0.00

Tầng 9 -228.35 -228.93 -117.25 -117.25 0.25 -48.65 -48.65 0.00

Tầng 8 -212.67 -213.23 -117.18 -117.18 -44.90 -44.90 0.26 0.00

Tầng 7 -211.25 -211.78 -117.17 -117.18 -44.53 -44.53 0.25 0.00

103

Tầng 6 -206.23 -206.70 -117.15 -117.15 -43.19 -43.19 0.23 0.00

Tầng 5 -200.75 -201.17 -117.12 -117.13 -41.66 -41.66 0.21 0.00

Tầng 4 -194.14 -194.49 -117.09 -117.09 -39.69 -39.69 0.18 0.00

Tầng 3 -186.57 -186.84 -117.06 -117.06 -37.26 -37.26 0.15 0.00

Tầng 2 -177.70 -177.88 -117.02 -117.02 0.10 -34.15 -34.15 0.00

Tầng 1 -156.75 -156.77 -116.89 -116.89 0.01 -25.43 -25.43 0.00

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió ảnh hưởng khá rõ ràng đến

moment của dầm B116, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng 49% từ tầng 9 trở

lên, các tầng bên dưới chênh lệch giữa các trường hợp dao động từ 25% đến 49%. Khi

kể đến phi tuyến vật liệu, moment của dầm có giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết

cấu làm việc trong giai đoạn đàn hồi, không có sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học

lên bài toán phân tích.

Hình 3.68: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment dầm B116

104

3.3.2. Kết quả phân tích khi công trình chịu tải trọng gió theo phương Y

3.3.2.1. Ứng xử của kết cấu

Hình 3.69: Biểu đồ chuyển vị đỉnh công trình theo thời gian (Y-DH)

Trường hợp phân tích Y-DH, chuyển vị đỉnh công trình lớn nhất Uy =

44.41mm tại thời điểm 1.76s.

Hình 3.70: Biểu đồ lực cắt đáy công trình theo thời gian (Y-DH)

Trường hợp phân tích Y-DH, lực cắt đáy công trình lớn nhất FY = 9172 kN tại

thời điểm 1.72s.

105

Hình 3.71: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (Y-DH)

Trường hợp phân tích Y-DH, lực cắt cột C9 – Tầng 7 lớn nhất V3 = 122.83 kN

tại thời điểm 2.64s.

Hình 3.72: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (Y-DH)

Trường hợp phân tích Y-DH, moment cột C9 – Tầng 7 lớn nhất M2 = 222.33

kNm tại thời điểm 2.64s.

106

Hình 3.73: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (Y-DH)

Trường hợp phân tích Y-DH, lực cắt cột C9 – Tầng 14 lớn nhất V3 = 129.94

kN tại thời điểm 2.64s.

Hình 3.74: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (Y-DH)

Trường hợp phân tích Y-DH, moment cột C9 – Tầng 14 lớn nhất M2 = 201.79

kNm tại thời điểm 2.64s.

107

Hình 3.75: Biểu đồ lực cắt dầm B29 – Tầng 7 theo thời gian (Y-DH)

Trường hợp phân tích Y-DH, lực cắt dầm B29 – Tầng 7 lớn nhất V2 = 114.64

kN tại thời điểm 1.75s.

Hình 3.76: Biểu đồ moment dầm B29 – Tầng 7 theo thời gian (Y-DH)

Trường hợp phân tích Y-DH, moment dầm B29 – Tầng 7 lớn nhất M3 = 207.41

kNm tại thời điểm 1.75s.

108

Hình 3.77: Biểu đồ lực cắt dầm B29 – Tầng 14 theo thời gian (Y-DH)

Trường hợp phân tích Y-DH, lực cắt dầm B29 – Tầng 14 lớn nhất V2 = 107.26

kN tại thời điểm 1.77s.

Hình 3.78: Biểu đồ moment dầm B29 – Tầng 14 theo thời gian (Y-DH)

Trường hợp phân tích Y-DH, moment dầm B29 – Tầng 14 lớn nhất M3 =

191.38 kNm tại thời điểm 1.77s.

109

HHVL

Hình 3.79: Biểu đồ chuyển vị đỉnh công trình theo thời gian (Y-HHVL)

Trường hợp phân tích Y-HHVL, chuyển vị đỉnh công trình lớn nhất Uy =

44.02mm tại thời điểm 1.79s.

Hình 3.80: Biểu đồ lực cắt đáy công trình theo thời gian (Y-HHVL)

Trường hợp phân tích Y-HHVL, lực cắt đáy công trình lớn nhất FY = 8379 kN

tại thời điểm 1.72s.

110

Hình 3.81: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (Y-HHVL)

Trường hợp phân tích Y-HHVL, lực cắt cột C9 – Tầng 7 lớn nhất V3 = 105.85

kN tại thời điểm 2.65s.

Hình 3.82: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 7 theo thời gian (Y-HHVL)

Trường hợp phân tích Y-HHVL, moment cột C9 – Tầng 7 lớn nhất M2 =

197.58 kNm tại thời điểm 2.67s.

111

Hình 3.83: Biểu đồ lực cắt cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (Y-HHVL)

Trường hợp phân tích Y-HHVL, lực cắt cột C9 – Tầng 14 lớn nhất V3 = 110.12

kN tại thời điểm 2.66s.

Hình 3.84: Biểu đồ moment cột C9 – Tầng 14 theo thời gian (Y-HHVL)

Trường hợp phân tích Y-HHVL, moment cột C9 – Tầng 14 lớn nhất M2 =

172.08 kNm tại thời điểm 2.65s.

112

Hình 3.85: Biểu đồ lực cắt dầm B29 – Tầng 7 theo thời gian (Y-HHVL)

Trường hợp phân tích Y-HHVL, lực cắt dầm B29 – Tầng 7 lớn nhất V2 =

231.14 kN tại thời điểm 1.78s.

Hình 3.86: Biểu đồ moment dầm B29 – Tầng 7 theo thời gian (Y-HHVL)

Trường hợp phân tích Y-HHVL, moment dầm B29 – Tầng 7 lớn nhất M3 =

117.27 kNm tại thời điểm 1.81s.

113

Hình 3.87: Biểu đồ lực cắt dầm B29 – Tầng 14 theo thời gian (Y-HHVL)

Trường hợp phân tích Y-HHVL, lực cắt dầm B29 – Tầng 14 lớn nhất V2 =

223.97 kN tại thời điểm 1.82s.

Hình 3.88: Biểu đồ moment dầm B29 – Tầng 14 theo thời gian (Y-HHVL)

Trường hợp phân tích Y-HHVL, moment dầm B29 – Tầng 14 lớn nhất M3 =

117.19 kNm tại thời điểm 1.84s.

114

Hình 3.89: Tình trạng hình thành khớp dẻo cột C9 (Y-HHVL)

Cột C9 vẫn còn làm việc trong giai đoạn đàn hồi, chưa hình thành khớp dẻo tại

nút khung.

115

Hình 3.90: Tình trạng hình thành khớp dẻo cột C31 (Y-HHVL)

Cột C31 vẫn còn làm việc trong giai đoạn đàn hồi, chưa hình thành khớp dẻo tại

nút khung.

116

Hình 3.91: Tình trạng hình thành khớp dẻo dầm B29 (Y-HHVL)

Dầm B29 đã bắt đầu hình thành khớp dẻo tại nút khung nhưng vẫn đủ khả năng

chịu lực và đảm bảo an toàn sử dụng.

117

Hình 3.92: Tình trạng hình thành khớp dẻo dầm B106 (Y-HHVL)

Dầm B106 đã bắt đầu hình thành khớp dẻo tại nút khung nhưng vẫn đủ khả

năng chịu lực và đảm bảo an toàn sử dụng.

118

Hình 3.93: Tình trạng hình thành khớp dẻo dầm B123 (Y-HHVL)

Dầm B123 đã bắt đầu hình thành khớp dẻo tại nút khung nhưng vẫn đủ khả

năng chịu lực và đảm bảo an toàn sử dụng.

119

3.3.2.2. Tổng hợp số liệu và so sánh, đánh giá

Bảng 3.22: So sánh chênh lệch chuyển vị ngang (%)

Chuyển vị ngang các tầng (mm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y- HH/DH VL/DH Y-DH Y-HH Y-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 -32.56 -32.92 -32.41 -32.73 22.14 -0.46 0.53 0.99

Tầng 19 -30.73 -31.06 -30.56 -30.87 1.09 -0.53 0.45 0.98

Tầng 18 -28.85 -29.17 -28.68 -28.96 1.10 -0.61 0.36 0.98

Tầng 17 -26.95 -27.25 -26.76 -27.03 1.09 -0.70 0.28 0.98

Tầng 16 -25.02 -25.29 -24.82 -25.07 1.10 -0.78 0.19 0.98

Tầng 15 -23.06 -23.31 -22.86 -23.09 1.09 -0.88 0.10 0.98

Tầng 14 -21.09 -21.32 -20.88 -21.09 1.08 -0.98 0.00 0.99

Tầng 13 -19.10 -19.30 -18.89 -19.08 1.07 -1.08 -0.11 0.98

Tầng 12 -17.11 -17.29 -16.91 -17.07 1.06 -1.19 -0.22 0.98

Tầng 11 -15.13 -15.29 -14.94 -15.08 1.05 -1.29 -0.34 0.96

Tầng 10 -13.18 -13.31 -12.99 -13.12 1.03 -1.40 -0.46 0.95

Tầng 9 -11.27 -11.38 -11.10 -11.20 1.01 -1.51 -0.59 0.94

Tầng 8 -9.42 -9.51 -9.27 -9.35 0.99 -1.61 -0.72 0.91

Tầng 7 -7.66 -7.73 -7.53 -7.59 0.97 -1.74 -0.87 0.88

Tầng 6 -6.00 -6.05 -5.89 -5.94 0.95 -1.85 -1.02 0.85

Tầng 5 -4.46 -4.50 -4.37 -4.41 0.92 -1.99 -1.19 0.82

Tầng 4 -3.08 -3.11 -3.01 -3.04 0.91 -2.11 -1.36 0.76

Tầng 3 -1.88 -1.89 -1.83 -1.85 0.85 -2.29 -1.55 0.76

Tầng 2 -0.88 -0.88 -0.85 -0.86 0.68 -2.51 -1.94 0.59

Tầng 1 -0.11 -0.11 -0.11 -0.11 0.00 -3.57 -2.68 0.93

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy giữa các trường hợp phân tích

phi tuyến với trường hợp phân tích kết cấu đàn hồi, chuyển vị ngang các tầng của công

trình thay đổi không đáng kể, hầu hết chênh lệch trong khoảng 1%.

120

Hình 3.94: Biểu đồ so sánh chênh lệch chuyển vị ngang

Bảng 3.23: So sánh chênh lệch chuyển vị ngang (%)

Độ lệch tầng (%)

Tầng Y-DH Y-HH Y-VL HH/DH VL/DH

Y- HHVL 0.0463 0.0503 0.0547 0.0595 0.0644 0.0693 0.0738 0.0780 0.0817 0.0848 0.0870 0.0881 0.0873 0.0857 0.0823 0.0767 0.0683 0.0561 0.0355 0.0028 0.0465 0.0505 0.0551 0.0600 0.0651 0.0700 0.0746 0.0788 0.0824 0.0852 0.0872 0.0883 0.0874 0.0860 0.0828 0.0776 0.0694 0.0575 0.0368 0.0029 0.0469 0.0510 0.0555 0.0605 0.0656 0.0706 0.0753 0.0796 0.0833 0.0862 0.0882 0.0893 0.0884 0.0870 0.0838 0.0785 0.0702 0.0580 0.0370 0.0029 0.0460 0.0500 0.0543 0.0591 0.0639 0.0687 0.0732 0.0773 0.0809 0.0839 0.0860 0.0871 0.0863 0.0848 0.0814 0.0760 0.0676 0.0556 0.0353 0.0028 Chênh lệch (%) HHVL /DH -0.43 -0.40 -0.73 -0.83 -1.08 -1.00 -1.07 -1.02 -0.85 -0.47 -0.23 -0.23 -0.11 -0.35 -0.60 -1.16 -1.59 -2.43 -3.53 -3.45 -1.08 -0.99 -1.45 -1.50 -1.84 -1.86 -1.88 -1.90 -1.82 -1.53 -1.38 -1.36 -1.26 -1.40 -1.69 -2.06 -2.59 -3.30 -4.08 -3.45 HHVL /VL 0.65 0.60 0.74 0.68 0.78 0.87 0.82 0.91 0.99 1.07 1.16 1.15 1.16 1.06 1.11 0.92 1.04 0.90 0.57 0.00 -27.96 0.99 0.73 0.83 0.77 0.86 0.94 1.02 1.09 1.17 1.15 1.13 1.14 1.16 1.21 1.16 1.15 0.87 0.54 0.00

Tầng 20 Tầng 19 Tầng 18 Tầng 17 Tầng 16 Tầng 15 Tầng 14 Tầng 13 Tầng 12 Tầng 11 Tầng 10 Tầng 9 Tầng 8 Tầng 7 Tầng 6 Tầng 5 Tầng 4 Tầng 3 Tầng 2 Tầng 1

121

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy giữa các trường hợp phân tích

phi tuyến với trường hợp phân tích kết cấu đàn hồi, độ lệch tầng các tầng của công

trình thay đổi không đáng kể, hầu hết chênh lệch trong khoảng 2%.

Hình 3.95: So sánh chênh lệch chuyển vị ngang

Hình 3.96: Biểu đồ so sánh lực cắt đáy FY

Nhận xét: Từ biểu đồ thể hiện lực cắt đáy cho thấy khi bài toán xét đến phi

tuyến vật liệu, kể đến sự hình thành khớp dẻo tại nút khung, lực cắt đáy công trình cho

giá trị nhỏ hơn khi không xét trong khoảng 7%, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học

là không đáng kể.

122

Bảng 3.24: So sánh chênh lệch lực dọc vách P3 (%)

Lực dọc vách P3 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL Y-HHVL HH/DH VL/DH /DH /VL

Tầng 20 -813.94 -826.88 -812.44 -813.30 1.59 -0.18 -0.08 0.11

Tầng 19 -1197.87 -1212.13 -1189.13 -1191.20 1.19 -0.73 -0.56 0.17

Tầng 18 -1576.62 -1592.02 -1562.77 -1565.94 0.98 -0.88 -0.68 0.20

Tầng 17 -1926.94 -1943.40 -1910.23 -1914.43 0.85 -0.87 -0.65 0.22

Tầng 16 -2264.74 -2282.17 -2246.70 -2251.86 0.77 -0.80 -0.57 0.23

Tầng 15 -2594.78 -2613.17 -2577.09 -2583.13 0.71 -0.68 -0.45 0.23

Tầng 14 -2921.07 -2940.24 -2905.40 -2912.39 0.66 -0.54 -0.30 0.24

Tầng 13 -3245.07 -3264.75 -3234.26 -3242.04 0.61 -0.33 -0.09 0.24

Tầng 12 -3566.59 -3586.67 -3564.10 -3572.41 0.56 -0.07 0.16 0.23

Tầng 11 -3883.32 -3903.30 -3888.28 -3896.61 0.51 0.13 0.34 0.21

Tầng 10 -4194.89 -4214.41 -4180.87 -4188.42 0.47 -0.33 -0.15 0.18

Tầng 9 -4470.05 -4488.34 -4441.53 -4447.53 0.41 -0.64 -0.50 0.13

Tầng 8 -4787.93 -4805.36 -4737.65 -4742.16 0.36 -1.05 -0.96 0.10

Tầng 7 -5050.24 -5065.97 -4982.86 -4985.20 0.31 -1.33 -1.29 0.05

Tầng 6 -5268.41 -5281.97 -5186.75 -5186.66 0.26 -1.55 -1.55 0.00

Tầng 5 -5414.77 -5425.76 -5324.26 -5321.78 0.20 -1.67 -1.72 -0.05

0.16 -1.64 Tầng 4 -5478.01 -5486.81 -5388.05 -5383.53 -1.72 -0.08

Tầng 3 -5722.94 -5739.17 -5697.64 -5702.33 0.28 -0.44 -0.36 0.08

Tầng 2 -6279.75 -6295.14 -6222.53 -6224.15 0.25 -0.91 -0.89 0.03

Tầng 1 -7094.63 -7117.75 -7007.70 -7016.94 0.33 -1.23 -1.10 0.13

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy giữa các trường hợp phân tích

phi tuyến với trường hợp phân tích kết cấu đàn hồi, lực dọc vách P3 thay đổi không

đáng kể, hầu hết chênh lệch dưới 1%.

123

Hình 3.97: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc vách P3

Bảng 3.25: So sánh chênh lệch lực cắt vách P3 (%)

Lực cắt vách P3 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL HH/DH VL/DH Y- HHVL /DH /VL

Tầng 20 -148.68 -150.27 -131.29 -132.36 1.07 -11.70 -10.97 0.82

Tầng 19 -70.98 -71.86 -67.32 -67.87 1.24 -5.17 -4.38 0.83

Tầng 18 -107.49 -105.71 -103.14 -101.15 -1.65 -4.04 -5.89 -1.93

Tầng 17 -163.27 -161.79 -156.16 -154.33 -0.91 -4.35 -5.47 -1.17

Tầng 16 -214.02 -212.92 -204.43 -202.91 -0.52 -4.48 -5.19 -0.74

Tầng 15 -261.58 -260.93 -249.80 -248.70 -0.25 -4.50 -4.92 -0.44

Tầng 14 -305.75 -305.58 -292.26 -291.68 -0.05 -4.41 -4.60 -0.20

Tầng 13 -346.53 -346.95 -332.12 -331.99 0.12 -4.16 -4.20 -0.04

Tầng 12 -384.25 -385.28 -368.76 -369.28 0.27 -4.03 -3.90 0.14

Tầng 11 -419.18 -420.95 -399.69 -400.91 0.42 -4.65 -4.36 0.30

Tầng 10 -448.72 -451.08 -425.88 -427.68 0.53 -5.09 -4.69 0.42

Tầng 9 -500.72 -504.10 -472.06 -474.67 0.68 -5.72 -5.20 0.55

Tầng 8 -468.90 -471.99 -446.47 -449.08 0.66 -4.78 -4.23 0.58

Tầng 7 -526.21 -530.05 -497.55 -500.71 0.73 -5.45 -4.85 0.64

124

Tầng 6 -552.36 -556.41 -520.33 -523.40 0.73 -5.80 -5.24 0.59

Tầng 5 -584.60 -588.49 -548.14 -550.94 0.66 -6.24 -5.76 0.51

Tầng 4 -610.30 -613.38 -568.82 -570.60 0.51 -6.80 -6.50 0.31

Tầng 3 -655.23 -656.41 -609.17 -608.81 0.18 -7.03 -7.08 -0.06

Tầng 2 -479.59 -476.32 -441.12 -436.72 -0.68 -8.02 -8.94 -1.00

Tầng 1 -948.82 -957.79 -824.49 -828.55 0.95 -13.10 -12.68 0.49

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến lực cắt

của vách P3, cụ thể chênh lệch trung bình từ 4% đến 6%. Khi kể đến phi tuyến vật

liệu, lực cắt của vách cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong

giai đoạn đàn hồi, càng lên cao mức độ chênh lệch càng giảm, sự ảnh hưởng của phi

tuyến hình học trong bài toán phân tích rất nhỏ, hầu hết dưới 1%.

Hình 3.98: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt vách P3

Bảng 3.26: So sánh chênh lệch moment vách P3 (%)

Moment vách P3 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL Y-HHVL HH/DH VL/DH /DH /VL

0.08 Tầng 20 -424.81 -426.53 -379.57 -379.87 0.40 -10.65 -10.58

125

Tầng 19 -394.83 -397.38 -352.57 -353.66 -10.70 -10.43 0.64 0.31

Tầng 18 -378.83 -382.34 -340.32 -342.33 -10.17 -9.64 0.92 0.59

Tầng 17 -328.05 -332.34 -297.57 -300.55 -9.29 -8.38 1.31 1.00

Tầng 16 -256.83 -261.55 -237.76 -241.58 -7.42 -5.94 1.84 1.60

Tầng 15 -171.07 -175.19 -165.92 -170.11 -3.01 -0.56 2.41 2.53

Tầng 14 -104.29 -104.79 -104.20 -104.72 -0.09 0.41 0.48 0.50

Tầng 13 -178.64 -174.74 -163.24 -158.23 -2.18 -8.62 -11.43 -3.07

Tầng 12 -290.48 -288.73 -265.82 -262.51 -0.60 -8.49 -9.63 -1.25

Tầng 11 -412.78 -413.42 -355.96 -354.72 -13.77 -14.07 -0.35 0.15

Tầng 10 -541.01 -544.38 -493.37 -494.98 -8.80 -8.51 0.62 0.33

Tầng 9 -728.97 -736.23 -681.44 -687.07 -6.52 -5.75 1.00 0.83

Tầng 8 -817.82 -827.63 -784.08 -792.83 -4.13 -3.06 1.20 1.12

Tầng 7 -995.54 -1009.16 -965.68 -978.26 -3.00 -1.74 1.37 1.30

Tầng 6 -1202.76 -1220.47 -1173.63 -1190.02 -2.42 -1.06 1.47 1.40

Tầng 5 -1463.21 -1484.97 -1430.27 -1450.28 -2.25 -0.88 1.49 1.40

Tầng 4 -1795.04 -1820.03 -1750.96 -1773.46 -2.46 -1.20 1.39 1.29

Tầng 3 -2330.94 -2357.07 -2261.85 -2284.54 -2.96 -1.99 1.12 1.00

Tầng 2 -2897.77 -2918.40 -2787.69 -2803.59 -3.80 -3.25 0.71 0.57

Tầng 1 -284.83 -286.10 -273.31 -273.99 -4.04 -3.81 0.45 0.25

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến moment

của vách P3, cụ thể chênh lệch dưới 10%. Khi kể đến phi tuyến vật liệu, moment của

vách cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn hồi,

sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân tích rất nhỏ, hầu hết dưới

2%.

126

Hình 3.99: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment vách P3

Bảng 3.27: So sánh chênh lệch lực dọc vách P4 (%)

Lực dọc vách P4 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL HH/DH VL/DH Y- HHVL /DH /VL

7.94 Tầng 20 -285.55 -315.14 -307.67 -308.22 10.36 7.75 0.18

3.01 Tầng 19 -616.11 -646.46 -633.49 -634.67 4.93 2.82 0.19

1.61 Tầng 18 -872.45 -903.32 -884.82 -886.53 3.54 1.42 0.19

0.89 Tầng 17 -1122.01 -1153.45 -1129.77 -1132.05 2.80 0.69 0.20

0.47 Tầng 16 -1361.11 -1393.08 -1364.72 -1367.46 2.35 0.26 0.20

0.18 Tầng 15 -1592.22 -1624.70 -1591.88 -1595.08 2.04 -0.02 0.20

Tầng 14 -1816.19 -1849.02 -1812.47 -1816.02 1.81 -0.20 -0.01 0.20

Tầng 13 -2033.41 -2066.55 -2027.06 -2030.90 1.63 -0.31 -0.12 0.19

Tầng 12 -2243.74 -2276.95 -2236.02 -2240.02 1.48 -0.34 -0.17 0.18

Tầng 11 -2446.18 -2479.34 -2436.31 -2440.13 1.36 -0.40 -0.25 0.16

Tầng 10 -2642.13 -2674.98 -2626.09 -2629.50 1.24 -0.61 -0.48 0.13

Tầng 9 -2812.72 -2844.87 -2791.91 -2794.59 1.14 -0.74 -0.64 0.10

Tầng 8 -2989.73 -3021.15 -2962.64 -2964.42 1.05 -0.91 -0.85 0.06

Tầng 7 -3168.51 -3199.15 -3133.31 -3134.19 0.97 -1.11 -1.08 0.03

127

Tầng 6 -3314.74 -3344.11 -3275.83 -3275.61 0.89 -1.17 -1.18 -0.01

Tầng 5 -3436.47 -3464.31 -3401.96 -3400.96 0.81 -1.00 -1.03 -0.03

Tầng 4 -3525.04 -3555.35 -3559.84 -3561.26 0.86 0.99 1.03 0.04

Tầng 3 -3864.08 -3896.64 -3812.52 -3815.51 0.84 -1.33 -1.26 0.08

Tầng 2 -4357.54 -4393.50 -4268.78 -4270.90 0.83 -2.04 -1.99 0.05

Tầng 1 -4456.05 -4486.50 -4400.87 -4400.85 0.68 -1.24 -1.24 0.00

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy giữa các trường hợp phân tích

phi tuyến với trường hợp phân tích kết cấu đàn hồi, lực dọc vách P4 thay đổi không

đáng kể, hầu hết chênh lệch dưới 1%.

Hình 3.100: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc vách P4

Bảng 3.28: So sánh chênh lệch lực cắt vách P4 (%)

Lực cắt vách P4 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y- HH/DH VL/DH Y-DH Y-HH Y-VL HHVL /DH /VL

Tầng 20 -190.96 -190.98 -175.99 -176.10 0.01 -7.84 -7.78 0.07

Tầng 19 -107.27 -107.05 -90.07 -89.75 -0.21 -16.04 -16.33 -0.35

Tầng 18 -145.49 -145.03 -126.46 -125.89 -0.32 -13.08 -13.47 -0.45

Tầng 17 -145.21 -144.61 -124.84 -124.08 -0.41 -14.02 -14.55 -0.61

128

Tầng 16 -155.97 -155.23 -134.00 -133.03 -0.48 -14.09 -14.71 -0.72

Tầng 15 -161.29 -160.39 -137.97 -136.82 -0.56 -14.46 -15.17 -0.84

Tầng 14 -166.61 -165.56 -142.22 -140.88 -0.63 -14.64 -15.45 -0.95

Tầng 13 -170.52 -169.34 -145.40 -143.88 -0.69 -14.73 -15.62 -1.04

Tầng 12 -172.85 -171.54 -146.92 -145.24 -0.76 -15.00 -15.97 -1.14

Tầng 11 -176.34 -174.97 -153.06 -151.36 -0.78 -13.20 -14.16 -1.11

Tầng 10 -170.74 -169.19 -152.37 -150.61 -0.91 -10.76 -11.79 -1.15

Tầng 9 -194.67 -193.43 -173.32 -171.78 -0.64 -10.96 -11.76 -0.89

Tầng 8 -158.91 -157.13 -142.44 -140.48 -1.12 -10.36 -11.60 -1.38

Tầng 7 -187.89 -186.43 -168.48 -166.78 -0.77 -10.33 -11.23 -1.01

Tầng 6 -186.67 -185.20 -168.34 -166.72 -0.78 -9.82 -10.69 -0.97

Tầng 5 -191.59 -190.28 -173.54 -172.02 -0.69 -9.42 -10.21 -0.87

Tầng 4 -214.34 -213.15 -195.59 -194.16 -0.55 -8.75 -9.41 -0.73

Tầng 3 -209.37 -208.33 -192.54 -191.19 -0.50 -8.04 -8.68 -0.70

Tầng 2 -430.46 -429.52 -401.41 -399.67 -0.22 -6.75 -7.15 -0.43

Tầng 1 -651.16 -655.50 -575.68 -577.32 0.67 -11.59 -11.34 0.28

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến lực cắt

của vách P4, cụ thể chênh lệch trung bình từ 8% đến 14%. Khi kể đến phi tuyến vật

liệu, lực cắt của vách cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong

giai đoạn đàn hồi, càng lên cao mức độ chênh lệch tăng dần, sự ảnh hưởng của phi

tuyến hình học trong bài toán phân tích rất nhỏ, hầu hết dưới 1%.

129

Hình 3.101: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt vách P4

Bảng 3.29: So sánh chênh lệch moment vách P4 (%)

Moment vách P4 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL HH/DH VL/DH Y- HHVL /DH /VL

Tầng 20 -304.41 -304.52 -260.71 -260.30 -14.36 -14.49 -0.16 0.04

Tầng 19 -180.33 -180.69 -153.44 -153.84 -14.91 -14.69 0.20 0.26

Tầng 18 -214.05 -214.76 -185.50 -186.15 -13.34 -13.03 0.33 0.35

Tầng 17 -189.90 -190.84 -166.86 -167.63 -12.13 -11.73 0.49 0.46

Tầng 16 -176.53 -177.45 -159.43 -160.26 -9.68 -9.21 0.52 0.52

Tầng 15 -158.21 -158.93 -144.92 -145.73 -8.40 -7.89 0.45 0.56

Tầng 14 -171.33 -170.12 -131.55 -130.24 -0.71 -23.21 -23.98 -1.00

Tầng 13 -190.06 -189.19 -147.58 -145.94 -0.46 -22.35 -23.21 -1.11

Tầng 12 -208.91 -208.48 -162.31 -160.95 -0.21 -22.31 -22.96 -0.84

Tầng 11 -234.71 -234.91 -190.59 -189.93 -18.80 -19.08 -0.35 0.09

Tầng 10 -243.80 -244.43 -210.82 -210.85 -13.53 -13.52 0.01 0.26

Tầng 9 -321.47 -323.77 -284.04 -285.42 -11.64 -11.21 0.72 0.49

Tầng 8 -292.67 -295.01 -264.90 -266.65 -9.49 -8.89 0.80 0.66

Tầng 7 -362.87 -366.61 -334.46 -337.72 -7.83 -6.93 1.03 0.98

Tầng 6 -411.43 -416.28 -385.39 -389.83 -6.33 -5.25 1.18 1.15

Tầng 5 -474.05 -480.15 -449.02 -454.55 -5.28 -4.11 1.29 1.23

130

Tầng 4 -604.94 -612.15 -576.19 -582.55 1.19 -4.75 -3.70 1.10

Tầng 3 -679.67 -687.28 -650.71 -657.25 1.12 -4.26 -3.30 1.01

Tầng 2 -1488.15 -1495.22 -1412.76 -1417.25 0.47 -5.07 -4.76 0.32

Tầng 1 -760.05 -764.59 -674.20 -675.80 0.60 -11.30 -11.08 0.24

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến lực cắt

của vách P4, cụ thể chênh lệch trung bình từ 6% đến 22%. Khi kể đến phi tuyến vật

liệu, lực cắt của vách cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong

giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân tích rất

nhỏ, hầu hết dưới 1%.

Hình 3.102: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment vách P4

Bảng 3.30: So sánh chênh lệch lực dọc cột C9 (%)

Lực dọc cột C9 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL Y-HHVL HH/DH VL/DH /DH /VL

Tầng 20 -413.21 -439.90 -442.40 -442.67 6.46 7.06 7.13 0.06

Tầng 19 -830.96 -857.93 -868.18 -868.71 3.24 4.48 4.54 0.06

Tầng 18 -1253.16 -1280.42 -1298.24 -1299.05 2.18 3.60 3.66 0.06

131

Tầng 17 -1679.06 -1706.64 -1732.52 -1733.64 1.64 3.18 3.25 0.06

Tầng 16 -2109.62 -2137.56 -2171.86 -2173.34 1.32 2.95 3.02 0.07

Tầng 15 -2545.22 -2573.55 -2616.65 -2618.52 1.11 2.81 2.88 0.07

Tầng 14 -2986.18 -3014.96 -3067.19 -3069.51 0.96 2.71 2.79 0.08

Tầng 13 -3432.72 -3461.98 -3523.39 -3526.06 0.85 2.64 2.72 0.08

Tầng 12 -3884.94 -3914.74 -3983.82 -3986.94 0.77 2.55 2.63 0.08

Tầng 11 -4342.93 -4373.31 -4448.56 -4452.10 0.70 2.43 2.51 0.08

Tầng 10 -4806.53 -4837.57 -4917.51 -4921.50 0.65 2.31 2.39 0.08

Tầng 9 -5276.08 -5307.86 -5390.54 -5395.01 0.60 2.17 2.25 0.08

Tầng 8 -5762.57 -5809.90 -5895.89 -5900.84 0.82 2.31 2.40 0.08

Tầng 7 -6264.53 -6312.53 -6401.65 -6407.13 0.77 2.19 2.28 0.09

Tầng 6 -6767.12 -6815.75 -6907.47 -6913.51 0.72 2.07 2.16 0.09

Tầng 5 -7269.21 -7318.42 -7412.53 -7418.99 0.68 1.97 2.06 0.09

Tầng 4 -7769.71 -7819.43 -7915.75 -7922.57 0.64 1.88 1.97 0.09

Tầng 3 -8266.15 -8316.25 -8415.34 -8422.43 0.61 1.80 1.89 0.08

Tầng 2 -8910.26 -8964.34 -9073.36 -9080.61 0.61 1.83 1.91 0.08

Tầng 1 -9625.06 -9676.76 -9788.25 -9795.59 0.54 1.70 1.77 0.07

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, giữa các trường hợp phân tích

phi tuyến với trường hợp phân tích kết cấu đàn hồi khi công trình chịu tải trọng gió,

lực dọc cột C9 thay đổi không đáng kể, chênh lệch dưới 4%.

132

Hình 3.103: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc cột C9

Bảng 3.31: So sánh chênh lệch lực cắt cột C9 (%)

Lực cắt cột C9 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL Y-HHVL HH/DH VL/DH /DH /VL

Tầng 20 0.01 -0.28 0.01 0.01

Tầng 19 -11.52 -11.60 -8.74 -8.76 0.69 -24.14 -23.96 0.23

Tầng 18 -16.01 -15.92 -13.13 -12.96 -0.55 -18.01 -19.01 -1.22

Tầng 17 -24.29 -23.94 -21.26 -20.83 -1.47 -12.50 -14.26 -2.01

Tầng 16 -32.27 -31.62 -29.12 -28.39 -9.78 -12.02 -2.48 -2.01

Tầng 15 -40.64 -39.67 -37.35 -36.33 -8.09 -10.62 -2.75 -2.41

Tầng 14 -48.97 -47.63 -45.63 -44.17 -6.81 -9.81 -3.22 -2.73

Tầng 13 -57.10 -55.40 -52.48 -50.50 -8.09 -11.55 -3.76 -2.97

Tầng 12 -64.98 -62.88 -57.86 -55.44 -3.23 -10.96 -14.68 -4.18

Tầng 11 -71.96 -69.43 -62.89 -60.06 -3.52 -12.61 -16.55 -4.51

Tầng 10 -80.55 -77.65 -69.32 -66.08 -3.60 -13.94 -17.96 -4.68

Tầng 9 -75.03 -71.51 -64.01 -60.18 -4.69 -14.69 -19.79 -5.98

Tầng 8 -105.86 -102.42 -89.82 -85.98 -3.25 -15.15 -18.79 -4.28

Tầng 7 -93.12 -89.12 -78.79 -74.46 -4.30 -15.39 -20.04 -5.49

133

Tầng 6 -93.84 -89.61 -79.25 -74.70 -4.51 -15.55 -20.40 -5.74

Tầng 5 -88.96 -84.55 -75.14 -70.47 -4.96 -15.54 -20.78 -6.21

Tầng 4 -89.23 -84.89 -75.56 -71.02 -4.86 -15.32 -20.41 -6.01

Tầng 3 -47.75 -43.72 -41.30 -37.13 -8.45 -13.52 -22.25 -10.09

Tầng 2 -49.51 -46.57 -48.67 -45.62 -5.94 -1.70 -7.85 -6.25

Tầng 1 -30.51 -31.24 -28.44 -28.71 2.39 -6.79 -5.92 0.93

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến lực cắt

của cột C9, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng từ 10% đến 20%. Khi kể đến

phi tuyến vật liệu, lực cắt của cột cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm

việc trong giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân

tích khoảng 6%.

Hình 3.104: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt cột C9

134

Bảng 3.32: So sánh chênh lệch moment cột C9 (%)

Moment cột C9 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL Y-HHVL HH/DH VL/DH /DH /VL

0.00 Tầng 20 0.00 0.00 0.00

-0.77 Tầng 19 -4.12 -4.91 -0.07 19.07 -98.26 -81.22 981.15

-8.68 Tầng 18 -12.09 -12.96 -7.91 -34.58 -28.20 7.20 9.76

Tầng 17 -24.45 -25.39 -20.08 -20.92 -17.87 -14.45 3.84 4.16

Tầng 16 -37.94 -38.98 -33.32 -34.24 -12.16 -9.73 2.74 2.76

Tầng 15 -52.53 -53.70 -47.60 -48.70 -9.40 -7.30 2.21 2.31

Tầng 14 -67.64 -68.94 -62.47 -63.46 -7.64 -6.17 1.93 1.58

Tầng 13 -82.86 -84.32 -74.40 -75.38 -10.21 -9.02 1.76 1.32

Tầng 12 -98.12 -99.77 -85.25 -86.37 -13.12 -11.98 1.68 1.31

Tầng 11 -111.98 -113.80 -95.59 -96.86 -14.63 -13.50 1.63 1.32

Tầng 10 -131.14 -133.24 -111.14 -112.65 -15.25 -14.10 1.60 1.36

Tầng 9 -114.53 -116.25 -97.34 -98.60 -15.01 -13.90 1.51 1.30

Tầng 8 -169.06 -171.61 -144.59 -146.56 -14.48 -13.31 1.51 1.36

Tầng 7 -174.84 -177.50 -151.99 -154.13 -13.07 -11.84 1.52 1.41

Tầng 6 -189.43 -192.37 -166.98 -169.37 -11.85 -10.59 1.55 1.43

Tầng 5 -200.62 -203.66 -179.87 -182.42 -10.34 -9.07 1.51 1.41

Tầng 4 -235.26 -238.42 -213.35 -215.97 -9.32 -8.20 1.34 1.23

Tầng 3 -170.57 -173.37 -164.45 -166.74 -3.59 -2.24 1.65 1.39

Tầng 2 -341.64 -343.86 -332.75 -334.24 -2.60 -2.16 0.65 0.45

Tầng 1 0.00 0.00 0.00 0.00

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến moment

của cột C9, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng từ 6% đến 17%. Khi kể đến phi

tuyến vật liệu, moment của cột cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm

việc trong giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân

tích rất nhỏ, hầu hết dưới 2%.

135

Hình 3.105: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment cột C9

Bảng 3.33: So sánh chênh lệch lực dọc cột C31 (%)

Lực dọc cột C31 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL HH/DH VL/DH Y- HHVL /DH /VL

4.81 Tầng 20 -455.16 -481.65 -477.03 -477.05 5.82 4.81 0.00

1.90 Tầng 19 -892.67 -919.25 -909.57 -909.60 2.98 1.89 0.00

0.88 Tầng 18 -1334.62 -1361.31 -1346.37 -1346.43 2.00 0.88 0.00

0.36 Tầng 17 -1779.10 -1805.91 -1785.50 -1785.58 1.51 0.36 0.00

0.04 Tầng 16 -2227.14 -2254.08 -2228.00 -2228.11 1.21 0.04 0.00

Tầng 15 -2678.95 -2706.04 -2674.07 -2674.23 1.01 -0.18 -0.18 0.01

Tầng 14 -3134.84 -3162.12 -3124.07 -3124.30 0.87 -0.34 -0.34 0.01

Tầng 13 -3595.02 -3622.51 -3578.25 -3578.58 0.76 -0.47 -0.46 0.01

Tầng 12 -4059.66 -4087.40 -4036.83 -4037.28 0.68 -0.56 -0.55 0.01

Tầng 11 -4528.91 -4556.92 -4500.02 -4500.61 0.62 -0.64 -0.62 0.01

Tầng 10 -5002.78 -5031.10 -4967.87 -4968.64 0.57 -0.70 -0.68 0.02

Tầng 9 -5481.65 -5510.31 -5440.83 -5441.81 0.52 -0.74 -0.73 0.02

Tầng 8 -5977.20 -6021.08 -5945.82 -5947.03 0.73 -0.52 -0.50 0.02

Tầng 7 -6489.03 -6533.28 -6452.32 -6453.77 0.68 -0.57 -0.54 0.02

136

Tầng 6 -7002.28 -7046.89 -6960.41 -6962.11 0.64 -0.60 -0.57 0.02

Tầng 5 -7516.37 -7561.34 -7469.56 -7471.49 0.60 -0.62 -0.60 0.03

Tầng 4 -8030.53 -8075.81 -7979.09 -7981.22 0.56 -0.64 -0.61 0.03

Tầng 3 -8543.85 -8589.38 -8488.26 -8490.53 0.53 -0.65 -0.62 0.03

Tầng 2 -9057.74 -9107.18 -9002.57 -9004.94 0.55 -0.61 -0.58 0.03

Tầng 1 -9727.53 -9774.48 -9671.13 -9673.52 0.48 -0.58 -0.56 0.02

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, giữa các trường hợp phân tích

phi tuyến với trường hợp phân tích kết cấu đàn hồi khi công trình chịu tải trọng gió,

lực dọc cột C31 thay đổi không đáng kể, chênh lệch dưới 1%.

Hình 3.106: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực dọc cột C31

Bảng 3.34: So sánh chênh lệch lực cắt cột C31 (%)

Lực cắt cột C31 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL HH/DH VL/DH Y- HHVL /DH /VL

Tầng 20 175.63 175.61 152.48 152.34 -0.01 -13.18 -13.26 -0.09

Tầng 19 100.69 100.39 84.77 84.44 -0.30 -15.81 -16.14 -0.39

Tầng 18 119.63 119.11 101.53 101.00 -0.43 -15.13 -15.58 -0.53

137

Tầng 17 118.34 117.55 99.88 99.10 -0.67 -15.60 -16.25 -0.78

Tầng 16 121.41 120.31 102.23 101.18 -0.90 -15.80 -16.66 -1.02

Tầng 15 123.31 121.87 103.51 102.17 -1.16 -16.06 -17.14 -1.29

Tầng 14 125.18 123.38 104.84 103.18 -1.44 -16.25 -17.57 -1.58

Tầng 13 126.62 124.44 105.88 103.88 -1.72 -16.38 -17.96 -1.89

Tầng 12 127.95 125.38 106.82 104.47 -2.01 -16.51 -18.35 -2.20

Tầng 11 127.74 124.76 106.73 104.01 -2.34 -16.45 -18.58 -2.55

Tầng 10 132.19 128.84 110.36 107.31 -2.53 -16.51 -18.82 -2.76

Tầng 9 111.72 107.93 94.10 90.67 -3.39 -15.77 -18.84 -3.64

Tầng 8 148.71 144.71 126.53 122.87 -2.69 -14.92 -17.38 -2.89

Tầng 7 128.05 123.79 109.15 105.29 -3.33 -14.76 -17.78 -3.54

Tầng 6 130.40 125.96 111.27 107.25 -3.41 -14.67 -17.75 -3.61

Tầng 5 128.24 123.77 109.66 105.61 -3.49 -14.49 -17.65 -3.69

Tầng 4 125.10 120.80 107.34 103.44 -3.44 -14.20 -17.31 -3.64

Tầng 3 124.74 120.87 108.45 104.95 -3.10 -13.06 -15.87 -3.23

Tầng 2 133.21 130.58 115.39 112.84 -1.97 -13.38 -15.29 -2.21

Tầng 1 208.68 209.55 192.49 193.12 0.41 -7.76 -7.46 0.33

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến lực cắt

của cột C31, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng từ 14% đến 16%. Khi kể đến

phi tuyến vật liệu, lực cắt của cột cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm

việc trong giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân

tích không đáng kể, chênh lệch dưới 3%.

138

Hình 3.107: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt cột C31

Bảng 3.35: So sánh chênh lệch moment cột C31 (%)

Moment cột C31 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL Y-HHVL HH/DH VL/DH /DH /VL

Tầng 20 214.95 215.16 184.52 184.58 -14.16 -14.13 0.03 0.10

Tầng 19 167.68 167.81 141.66 141.67 -15.52 -15.51 0.01 0.08

Tầng 18 180.31 180.43 152.32 152.32 -15.52 -15.52 0.00 0.07

Tầng 17 181.18 181.29 152.30 152.27 -15.94 -15.96 -0.02 0.06

Tầng 16 185.51 185.63 155.39 155.33 -16.24 -16.27 -0.04 0.06

Tầng 15 189.51 189.65 158.12 158.06 -16.56 -16.60 -0.04 0.07

Tầng 14 193.75 193.92 161.15 161.09 -16.83 -16.86 -0.04 0.09

Tầng 13 197.70 197.93 164.05 164.02 -17.02 -17.04 -0.02 0.11

Tầng 12 202.07 202.37 167.29 167.29 -17.21 -17.21 0.00 0.15

Tầng 11 203.16 203.52 168.36 168.39 -17.13 -17.12 0.02 0.17

Tầng 10 217.53 218.04 180.38 180.53 -17.08 -17.01 0.08 0.24

Tầng 9 166.34 166.78 140.23 140.34 -15.69 -15.63 0.07 0.27

Tầng 8 233.25 233.90 197.78 197.96 -15.21 -15.13 0.09 0.28

Tầng 7 232.13 233.01 198.13 198.53 -14.65 -14.47 0.20 0.38

139

Tầng 6 245.20 246.35 210.41 211.03 -14.19 -13.93 0.47 0.30

Tầng 5 260.06 261.48 224.19 225.03 -13.79 -13.47 0.55 0.37

Tầng 4 277.59 279.26 240.21 241.16 -13.47 -13.12 0.60 0.40

Tầng 3 312.29 313.96 273.58 274.44 -12.40 -12.12 0.53 0.31

Tầng 2 440.45 442.12 383.16 383.32 -13.01 -12.97 0.38 0.04

Tầng 1 241.00 241.53 216.40 216.80 -10.21 -10.04 0.22 0.19

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió có ảnh hưởng đến moment

của cột C31, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng từ 13% đến 17%. Khi kể đến

phi tuyến vật liệu, moment của cột cho giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm

việc trong giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học trong bài toán phân

tích rất nhỏ, hầu hết dưới 0.3%.

Hình 3.108: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment cột C31

Bảng 3.36: So sánh chênh lệch lực cắt dầm B29 (%)

Lực cắt dầm B29 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL HH/DH VL/DH Y- HHVL /DH /VL

0.57 Tầng 20 -96.12 -97.17 -133.73 -134.49 1.09 39.12 39.92

140

Tầng 19 -100.48 -101.55 -180.80 -181.72 1.07 79.95 80.86 0.51

Tầng 18 -100.71 -101.78 -179.42 -180.36 1.07 78.16 79.10 0.52

Tầng 17 -102.52 -103.61 -191.98 -193.02 1.06 87.26 88.28 0.54

Tầng 16 -104.11 -105.22 -202.09 -203.25 1.06 94.11 95.22 0.57

Tầng 15 -105.74 -106.87 -212.69 -213.99 1.07 101.14 102.37 0.61

Tầng 14 -107.26 -108.42 -222.51 -223.97 1.07 107.44 108.80 0.65

Tầng 13 -108.64 -109.82 -231.36 -232.99 1.09 112.96 114.47 0.71

Tầng 12 -109.82 -111.03 -239.06 -240.90 1.10 117.69 119.36 0.77

Tầng 11 -110.72 -111.95 -245.04 -247.06 1.11 121.32 123.15 0.82

Tầng 10 -111.47 -112.73 -250.23 -252.42 1.12 124.48 126.45 0.88

Tầng 9 -111.09 -112.35 -247.96 -250.22 1.14 123.22 125.24 0.91

Tầng 8 -114.07 -115.08 -226.87 -228.94 0.89 98.89 100.71 0.91

Tầng 7 -114.64 -115.66 -229.03 -231.14 0.89 99.78 101.62 0.92

Tầng 6 -113.10 -114.10 -220.23 -222.24 0.89 94.73 96.50 0.91

Tầng 5 -111.16 -112.13 -208.89 -210.75 0.88 87.93 89.60 0.89

Tầng 4 -108.14 -109.07 -191.82 -193.39 0.86 77.38 78.83 0.82

Tầng 3 -104.20 -105.07 -169.04 -170.24 0.83 62.22 63.37 0.71

Tầng 2 -184.91 -185.70 -361.07 -361.78 0.43 95.26 95.65 0.20

Tầng 1 -170.57 -171.09 -318.44 -318.64 0.30 86.69 86.81 0.06

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió ảnh hưởng rõ rệt đến lực cắt

của dầm B29, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng từ 80% đến 120%, tập trung

ở khu vực đoạn giữa công trình. Khi kể đến phi tuyến vật liệu, lực cắt của dầm có giá

trị lớn hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng

của phi tuyến hình học trong bài toán phân tích rất nhỏ, hầu hết dưới 1%.

141

Hình 3.109: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt dầm B29

Bảng 3.37: So sánh chênh lệch moment dầm B29 (%)

Moment dầm B29 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL HH/DH VL/DH Y- HHVL /DH /VL

Tầng 20 -142.04 -142.36 -116.88 -116.88 -17.71 -17.71 0.00 0.23

Tầng 19 -170.19 -170.62 -117.06 -117.06 -31.22 -31.21 0.00 0.26

Tầng 18 -169.51 -169.96 -117.06 -117.06 -30.94 -30.94 0.00 0.27

Tầng 17 -175.76 -176.27 -117.09 -117.10 -33.38 -33.38 0.00 0.29

Tầng 16 -180.93 -181.49 -117.13 -117.13 -35.27 -35.26 0.00 0.31

Tầng 15 -186.33 -186.96 -117.16 -117.16 -37.12 -37.12 0.00 0.34

Tầng 14 -191.38 -192.08 -117.19 -117.19 -38.77 -38.76 0.00 0.37

Tầng 13 -195.95 -196.75 -117.22 -117.22 -40.18 -40.18 0.00 0.40

Tầng 12 -199.92 -200.80 -117.24 -117.25 -41.36 -41.35 0.00 0.44

Tầng 11 -202.96 -203.91 -117.26 -117.27 -42.22 -42.22 0.01 0.47

Tầng 10 -205.66 -206.69 -117.28 -117.28 -42.98 -42.97 0.01 0.50

Tầng 9 -204.16 -205.23 -117.27 -117.28 -42.56 -42.56 0.01 0.52

Tầng 8 -204.92 -206.04 -117.26 -117.27 -42.78 -42.77 0.01 0.55

Tầng 7 -207.41 -208.56 -117.27 -117.28 -43.46 -43.46 0.01 0.55

142

Tầng 6 -202.44 -203.55 -117.24 -117.24 -42.09 -42.08 0.01 0.55

Tầng 5 -196.42 -197.44 -117.19 -117.20 -40.33 -40.33 0.01 0.52

Tầng 4 -186.91 -187.78 -117.13 -117.14 -37.33 -37.33 0.01 0.46

Tầng 3 -174.82 -175.49 -117.05 -117.05 -33.05 -33.04 0.00 0.38

Tầng 2 -255.64 -256.05 -117.60 -117.60 -54.00 -54.00 0.00 0.16

Tầng 1 -212.64 -212.69 -117.16 -117.16 -44.91 -44.90 0.00 0.02

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió ảnh hưởng rõ rệt đến

moment của dầm B29, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng từ 30% đến 40%,.

Khi kể đến phi tuyến vật liệu, moment của dầm có giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích

kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn hồi, không có sự ảnh hưởng của phi tuyến hình

học lên bài toán phân tích.

Hình 3.110: Biểu đồ so sánh chênh lệch moment dầm B29

Bảng 3.38: So sánh chênh lệch lực cắt dầm B123 (%)

Lực cắt dầm B123 (kN) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL HH/DH VL/DH Y- HHVL /DH /VL

0.29 Tầng 20 -184.46 -185.30 -307.25 -308.14 0.46 66.57 67.05

143

Tầng 19 -183.87 -184.73 -344.02 -345.00 87.10 87.63 0.47 0.28

Tầng 18 -184.97 -185.85 -347.32 -348.34 87.77 88.32 0.47 0.29

Tầng 17 -187.95 -188.85 -361.54 -362.67 92.36 92.96 0.48 0.31

Tầng 16 -190.74 -191.68 -374.54 -375.81 96.36 97.02 0.49 0.34

Tầng 15 -193.55 -194.52 -388.01 -389.44 100.47 101.21 0.50 0.37

Tầng 14 -196.18 -197.19 -400.93 -402.55 104.37 105.20 0.52 0.40

Tầng 13 -198.53 -199.60 -413.00 -414.85 108.03 108.96 0.54 0.45

Tầng 12 -200.54 -201.65 -423.92 -426.00 111.39 112.42 0.55 0.49

Tầng 11 -202.10 -203.25 -433.34 -435.63 114.42 115.55 0.57 0.53

Tầng 10 -203.22 -204.41 -441.39 -443.88 117.20 118.42 0.59 0.56

Tầng 9 -203.27 -204.49 -444.51 -447.16 118.68 119.98 0.60 0.59

Tầng 8 -204.99 -206.02 -393.89 -396.30 92.15 93.33 0.50 0.61

Tầng 7 -205.36 -206.39 -396.78 -399.20 93.21 94.39 0.50 0.61

Tầng 6 -203.59 -204.61 -390.95 -393.28 92.03 93.17 0.50 0.60

Tầng 5 -200.85 -201.81 -381.52 -383.64 89.96 91.01 0.48 0.56

Tầng 4 -196.54 -197.42 -366.15 -367.94 86.30 87.22 0.45 0.49

Tầng 3 -190.08 -190.85 -343.67 -345.00 80.80 81.50 0.41 0.39

Tầng 2 -181.12 -181.75 -313.00 -313.81 72.82 73.27 0.35 0.26

Tầng 1 -171.41 -171.88 -265.76 -265.95 55.04 55.15 0.27 0.07

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió ảnh hưởng rõ rệt đến lực cắt

của dầm B123, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng từ 80% đến 120%, tập trung

ở khu vực đoạn giữa công trình. Khi kể đến phi tuyến vật liệu, lực cắt của dầm có giá

trị lớn hơn so với khi phân tích kết cấu làm việc trong giai đoạn đàn hồi, sự ảnh hưởng

của phi tuyến hình học trong bài toán phân tích rất nhỏ, hầu hết dưới 1%.

144

Hình 3.111: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt dầm B123

Bảng 3.39: So sánh chênh lệch moment dầm B123 (%)

Moment dầm B123 (kNm) Chênh lệch (%)

Tầng HHVL HHVL Y-DH Y-HH Y-VL Y-HHVL HH/DH VL/DH /DH /VL

Tầng 20 -196.64 -197.01 -117.11 -117.11 -40.45 -40.44 0.00 0.19

Tầng 19 -220.19 -220.66 -117.26 -117.26 -46.75 -46.75 0.00 0.21

Tầng 18 -221.78 -222.27 -117.26 -117.26 -47.13 -47.12 0.00 0.22

Tầng 17 -228.72 -229.27 -117.30 -117.30 -48.72 -48.72 0.00 0.24

Tầng 16 -235.21 -235.82 -117.33 -117.33 -50.12 -50.12 0.00 0.26

Tầng 15 -241.96 -242.65 -117.36 -117.36 -51.50 -51.50 0.00 0.29

Tầng 14 -248.50 -249.28 -117.39 -117.39 -52.76 -52.76 0.00 0.31

Tầng 13 -254.68 -255.56 -117.42 -117.42 -53.90 -53.89 0.00 0.35

Tầng 12 -260.33 -261.32 -117.44 -117.45 -54.89 -54.89 0.00 0.38

Tầng 11 -265.23 -266.30 -117.46 -117.47 -55.71 -55.71 0.00 0.40

Tầng 10 -269.53 -270.68 -117.48 -117.49 -56.41 -56.41 0.00 0.43

Tầng 9 -271.38 -272.59 -117.49 -117.50 -56.70 -56.70 0.01 0.45

Tầng 8 -258.89 -260.14 -117.44 -117.45 -54.64 -54.63 0.01 0.48

Tầng 7 -261.59 -262.86 -117.45 -117.46 -55.10 -55.10 0.01 0.48

145

Tầng 6 -259.24 -260.47 -117.44 -117.44 -54.70 -54.70 0.01 0.47

Tầng 5 -255.24 -256.37 -117.41 -117.42 -54.00 -54.00 0.00 0.44

Tầng 4 -248.19 -249.15 -117.38 -117.38 -52.71 -52.71 0.00 0.39

Tầng 3 -237.01 -237.75 -117.32 -117.32 -50.50 -50.50 0.00 0.31

Tầng 2 -220.83 -221.29 -117.24 -117.24 -46.91 -46.91 0.00 0.21

Tầng 1 -187.36 -187.41 -117.05 -117.05 -37.53 -37.53 0.00 0.03

Nhận xét: Từ bảng thống kê kết quả cho thấy, việc xét đến sự hình thành khớp

dẻo tại nút khung kết cấu khi công trình chịu tải trọng gió ảnh hưởng rõ rệt đến

moment của dầm B123, cụ thể chênh lệch trung bình trong khoảng 50%,. Khi kể đến

phi tuyến vật liệu, moment của dầm có giá trị nhỏ hơn so với khi phân tích kết cấu làm

việc trong giai đoạn đàn hồi, không có sự ảnh hưởng của phi tuyến hình học lên bài

toán phân tích.

Hình 3.112: Biểu đồ so sánh chênh lệch lực cắt dầm B123

146

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

KẾT LUẬN

Đề tài nghiên cứu nhằm đánh giá chính xác ứng xử của kết cấu công trình nhà

cao tầng khi chịu tác động của tải trọng gió theo miền thời gian với việc xét đến phi

tuyến hình học và phi tuyến vật liệu trong bài toán phân tích.

Học viên đã phân tích đánh giá bài toán dựa trên các chỉ tiêu như: chuyển vị

ngang công trình, lực cắt đáy công trình, độ lệch tầng, nội lực cột, vách, dầm. Kết quả

cho thấy chuyển vị ngang các tầng, độ lệch tầng và lực dọc trong cột, vách hầu như

chênh lệch không đáng kể khi xét bài toán phi tuyến kết cấu, mức độ chênh lệch không

quá 5%. Lực cắt đáy công trình khi xét phi tuyến vật liệu thấp hơn so với phân tích đàn

hồi từ 5% đến 7%. Lực cắt và moment trong kết cấu phương đứng công trình như cột,

vách khi xét đến sự hình thành khớp dẻo ở nút khung cho ra giá trị nhỏ hơn từ 10%

đến 15% so với khi phân tích kết cấu làm việc giới hạn trong miền đàn hồi. Đối với kết

cấu dầm sự ảnh hưởng của việc phân tích phi tuyến kết cấu rõ rệt hơn khi moment ở 2

đầu dầm nhỏ hơn từ 30% đến 50%, lực cắt trong dầm lớn hơn từ 40% đến 120%.

Từ kết quả phân tích thấy rằng sự ảnh hưởng của việc xét hiệu ứng P-Delta (Phi

tuyến hình học) lên công trình này khi chịu tải trọng gió theo miền thời gian là không

đáng kể, nhìn chung mức độ chênh lệch các giá trị so với khi không xét dưới 3%.

Về sự hình thành và phát triển của khớp dẻo (Plastic hinge) tại các nút khung,

từ kết quả phân tích cho thấy, khi chịu tải trọng gió theo miền thời gian kết cấu cột vẫn

còn làm việc trong giai đoạn đàn hồi và chưa hình thành khớp dẻo. Đối với dầm, khớp

dẻo đã bắt đầu hình thành (Hinge State: B to <= C) nhưng kết cấu dầm vẫn đủ khả

năng chịu lực và vẫn nằm trong giai đoạn làm việc an toàn (Hinge Status: A to <= IO).

Phương pháp phân tích tính toán kết cấu công trình chịu tải trọng gió bằng cách

mô phỏng tải trọng gió bằng hàm xung, giá trị tải trọng thay đổi theo thời gian có

những ưu điểm như kết quả ứng xử của kết cấu với tác động của tải trọng gió được

biểu diễn theo miền thời gian, qua đó ta có thể kiểm soát được nội lực và chuyển vị

ngang của công trình tại từng thời điểm cụ thể. Nhưng phương pháp này cần phải có

công cụ hiện đại nhằm giảm bớt thời gian tính toán, khối lượng dữ liệu xuất ra khá lớn.

Đề tài mang tính thiết thực, đóng góp thêm kiến thức về ứng xử chính xác của

kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng gió theo miền thời gian khi xét đến phi tuyến vật

147

liệu và phi tuyến hình học. Góp phần nâng cao nhận thức về sự cần thiết của công tác

nghiên cứu và thiết kế nhà cao tầng chịu tải trọng gió. Đề tài là tài liệu tham khảo cho

các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật, sinh viên chuyên ngành xây dựng.

KIẾN NGHỊ

Việc áp dụng các dạng hàm xung để tính toán tải trọng gió theo miền thời gian

tác động lên công trình sao cho phù hợp cần được nghiên cứu kỹ lưỡng, nó phụ thuộc

vào quy mô, hình dáng mặt bằng kết cấu, vật liệu sử dụng cho kết cấu công trình,…

Do thời gian có hạn nên đề tài chỉ nghiên cứu và phân tích ứng xử công trình

nhà cao tầng với kết cấu chịu lực là Bê tông cốt thép. Đề tài cần được phát triển,

nghiên cứu và phân tích thêm cho nhiều dạng kết cấu chịu lực khác như: kết cấu gỗ,

kết cấu thép, kết cấu gạch đá,…cũng như phân tích ứng xử của công trình với nhiều

dạng hàm gió khác để có được cái nhìn tổng quan hơn về cách ứng xử của kết cấu

công trình khi chịu tải trọng gió.

148

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Đỗ Kiến Quốc, Nguyễn Trọng Phước (2010) - ‘Các phương pháp số trong

động lực học kết kấu’ - nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia, thành phố Hồ Chí Minh

[2] Đỗ Kiến Quốc, Lương Văn Hải (2010) - Động lực học kết cấu - nhà xuất

bản Đại Học Quốc Gia, thành phố Hồ Chí Minh.

[3] Nguyễn Trọng Phước, Đỗ Kiến Quốc (1999) – ‘Phân tích động lực học nhà

cao tầng chịu tác dụng của tải trọng gió’ - Tuyển tập các công trình khoa học Hội nghị

Khoa học và Công nghệ lần thứ 7, trường Đại Học Bách Khoa thành phố Hồ Chí

Minh.

[4] Nguyễn Văn Hoan (2008) - ‘Mô phỏng tải trọng gió để phân tích động lực

học kết cấu’ - Luận văn Thạc sĩ, trường Đại Học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh.

[5] Nguyễn Hoài Nam và Nguyễn Võ Thông (2014) - ‘Nghiên cứu giải pháp

giảm áp lực gió lên mái dốc nhà thấp tầng bằng thực nghiệm trong ống thổi khí động’ -

Luận án Tiến sĩ, Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội.

[6] Tiêu chuẩn xây dựng TCXD 229:1999 - ‘Chỉ dẫn tính toán thành phần động

của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995’.

[7] Tiêu chuẩn xây dựng 2737:1995 - ‘Tải trọng và tác động tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 2737:1995’

[8] Calotescu, I. (2012), ‘Wind Loads On Structures: Software Application’,

Technical University of Civil Engineering Bucharest.

[9] Mendis, P, Ngo, T, Haritos, N, Hira, A, Samali, A and Cheung, J (2007),

‘Wind Loading on Tall Buildings’, EJSE Special Issue, Technical University of Civil

Engineering Bucharest.

[10] Ewing, B, Kruse, J, Schroeder, L (2005), ‘Time Series Analysis Of Wind

Speed With Time-Varying Turbulence’, Wiley InterScience, No.17, pp. 119-127.