Xác định chiều dài tính toán của cột trong khung thép nhiều tầng theo TCVN 5575:2012 và EN 1993-1-1

Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019. 13 (5V): 65–74<br /> <br /> <br /> <br /> XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI TÍNH TOÁN CỦA CỘT TRONG KHUNG<br /> THÉP NHIỀU TẦNG THEO TCVN 5575:2012 VÀ EN 1993-1-1<br /> <br /> Nguyễn Minh Tuyềna,∗, Nguyễn Như Hoànga<br /> a<br /> Khoa Xây dựng dân dụng và Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng,<br /> số 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam<br /> Nhận ngày 19/10/2019, Sửa xong 31/10/2019, Chấp nhận đăng 31/10/2019<br /> <br /> <br /> Tóm tắt<br /> Phương pháp chiều dài tính toán là phương pháp được sử dụng phổ biến để kiểm tra điều kiện ổn định của cấu<br /> kiện chịu nén. Trong đó, việc xác định chính xác chiều dài tính toán của cấu kiện giữ vai trò quan trọng và có<br /> ảnh hưởng trực tiếp tới tính chính xác của kết quả. Trong bài báo, một nghiên cứu khảo sát chiều dài tính toán<br /> của cột trong khung thép nhiều tầng theo hai tiêu chuẩn TCVN 5575:2012 và EN 1993-1-1 được triển khai.<br /> Bài báo gồm hai phần chính: phần một trình bày phương pháp xác định chiều dài tính toán theo hai tiêu chuẩn,<br /> phần hai thực hiện một ví dụ bằng số. Từ kết quả khảo sát, nghiên cứu đề xuất một số hiệu chỉnh cho tiêu chuẩn<br /> hiện hành của Việt Nam.<br /> Từ khoá: kết cấu thép; phương pháp chiều dài tính toán; khung không có chuyển vị ngang; khung có chuyển vị<br /> ngang; khung thép nhiều tầng; TCVN 5575:2012; EN 1993-1-1.<br /> DETERMINATION OF THE EFFECTIVE LENGTH OF STEEL COLUMNS IN MULTI-STOREY FRAMES<br /> ACCORDING TO TCVN 5575:2012 AND EN 1993-1-1<br /> Abstract<br /> The effective length method is a commonly used method to check the stability condition of compressive mem-<br /> bers. Particularly, the accuracy of the calculated effective length plays an important role and directly affects<br /> the final results. In this paper, a study on the effective length of steel columns according to TCVN 5575:2012<br /> and EN 1993-1-1 is conducted. The paper consists of two main parts: the first part summarizes the procedures<br /> to determinate the effective length based on two standards; the second part implements a numerical example.<br /> From the observation of the results, the study proposes some adjustments to the current Vietnamese standard.<br /> Keywords: steel structures; effective length method; sway frames; non-sway frames; multi-storey frames; TCVN<br /> 5575:2012; EN 1993-1-1.<br /> c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)<br /> https://doi.org/10.31814/stce.nuce2019-13(5V)-08 <br /> <br /> <br /> 1. Đặt vấn đề<br /> <br /> Vật liệu thép kết cấu được sử dụng trong các công trình nhà cao và nhiều tầng do những ưu điểm<br /> vượt trội so với vật liệu bê tông như khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao, trọng lượng nhẹ và giảm<br /> thiểu hóa thời gian thi công. Trong kết cấu thép, điều kiện ổn định thường là một trong những điều<br /> kiện khống chế thiết kế. Một số phương pháp kiểm tra ổn định của cột đã được đề xuất và đưa vào<br /> trong các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành như phương pháp chiều dài tính toán [1–3] hoặc phương pháp<br /> phân tích trực tiếp [2, 3]. Mặc dù nhiều phương pháp tiên tiến đã được đề xuất, phương pháp chiều<br /> dài tính toán vẫn được áp dụng nhiều nhất trong thiết kế thực tế. Vì thế hiện nay, nhiều nghiên cứu<br /> <br /> ∗<br /> Tác giả chính. Địa chỉ e-mail: tuyennm@nuce.edu.vn (Tuyền, N. M.)<br /> <br /> 65<br />  Tuyền, N. M. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> <br /> về phương pháp chiều dài tính toán vẫn tiếp tục được triển khai [4–6]. Trong phương pháp này, việc<br /> xác định chính xác chiều dài tính toán của cấu kiện giữ vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp tới kết<br /> quả. Khảo sát sơ bộ nhận thấy có sự khác biệt giữa cách thức xác định chiều dài tính toán trong mỗi<br /> tiêu chuẩn. Cụ thể trong tiêu chuẩn Việt Nam, cách xác định chiều dài tính toán của cột trong khung<br /> nhiều tầng được quy định trong mục 7.5.2 [1] phụ thuộc vào đặc điểm của khung có hoặc không có<br /> chuyển vị ngang, tuy nhiên [1] không đưa ra tiêu chí cụ thể để phân loại khung. [2] đề cập đến khái<br /> niệm “braced frame” và “unbraced frame”, trong đó “braced frame” là những khung có kết cấu giằng<br /> đảm bảo độ cứng theo một số quy định cụ thể, những trường hợp còn lại được xếp vào dạng “unbraced<br /> frame”. [3] sử dụng thuật ngữ “sway frame” với tiêu chí phân loại dựa trên hệ số αcr .<br /> Tiêu chuẩn TCVN 5575:2012 [1] được biên soạn đã lâu và còn một số vấn đề bất cập, cần bổ<br /> sung, sửa đổi. Theo chủ trương của Đề án hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn, quy phạm kỹ thuật xây<br /> dựng do Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tháng 02/2018, nhiều nghiên cứu đã được triển khai [7–9].<br /> Bên cạnh những nghiên cứu tìm hiểu về các tiêu chuẩn tiên tiến, việc nghiên cứu những vấn đề còn<br /> tồn tại của tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành nhằm cập nhật, bổ sung cho phù hợp với tình hình chung<br /> của thế giới là cần thiết.<br /> Mục tiêu của bài báo nhằm xác định chiều dài tính toán của cột khung nhà nhiều tầng theo hai tiêu<br /> chuẩn TCVN 5575:2012 (gọi tắt là TCVN) và EN 1993-1-1 [3] (gọi tắt là EC). Cụ thể hơn, nghiên<br /> cứu tiến hành khảo sát hệ Tạp Tạpchiều<br /> số chíKhoa<br /> chí Khoa họcCông<br /> dàihọc<br /> tính Công nghệ<br /> toánnghệ Xây<br /> củaXây dựngNUCE<br /> cộtdựng<br /> cho NUCE<br /> một 2019<br /> 2019<br /> bài toán cụ thể là một khung thép<br /> 8 tầng 3 nhịp và so sánh kết quả tính theo cả hai tiêu chuẩn trên và đề xuất một số điều chỉnh cho<br /> TCVN 5575:2012.<br /> khung<br /> khungcó cóchuyển<br /> chuyểnvịvịngang<br /> ngangvà vàkhung<br /> khungkhôngkhôngcó cóchuyển<br /> chuyểnvịvịngang<br /> ngangkhikhichịu<br /> chịutảitảitrọng<br /> trọng (Hình<br /> (Hình<br /> 1).<br /> 1). Mục<br /> Mục 5.2.1(4)B<br /> 5.2.1(4)B trong<br /> trong [3]<br /> [3] đề<br /> đề cập<br /> cập tới<br /> tới khái<br /> khái niệm<br /> niệm<br /> 2. Phương pháp xác định chiều dài tính toán cột trong khung nhiều tầng “sway<br /> “sway mode<br /> mode failure”,<br /> failure”, được<br /> được hiểu<br /> hiểu làlà<br /> khung<br /> khungsẽsẽđượcđượcphân<br /> phânchia<br /> chiathành<br /> thànhhaihailoại<br /> loạilàlà“sway<br /> “swayframe”<br /> frame”và và“non-sway<br /> “non-swayframe”.frame”.TheoTheo<br /> 2.1. [10],<br /> Phân loại khung<br /> [10],“non-sway<br /> “non-swayframe”<br /> frame”làlàkhungkhungcó cóchuyển<br /> chuyểnvịvịtương<br /> tươngđốiđốigiữa<br /> giữacáccáctầng<br /> tầngnhỏ.<br /> nhỏ.NhưNhưvậy,<br /> vậy,<br /> có<br /> cóthể<br /> Việc thểhiểu<br /> phânhiểu các<br /> loạicác cặp<br /> cặpkhái<br /> khung là vôniệm<br /> khái cùng“khung<br /> niệm “khung có<br /> cóchuyển<br /> quan trọng chuyển<br /> do điềuvịvịnày<br /> ngang”<br /> ngang” ––“sway<br /> quyết “sway<br /> định frame”<br /> đến frame”<br /> các giảvà “khung<br /> vàthiết<br /> “khung<br /> trong các<br /> không<br /> khôngcó<br /> bài toán giải cóchuyển<br /> tíchchuyểnvịvịngang”<br /> khi thiết ngang”––“non<br /> lập công “nonsway<br /> thức xácswayframe”<br /> định frame”làlàtương<br /> hệ số tươngđương<br /> chiều dài đươngnhau<br /> tính toánnhauvề<br /> của vềbản<br /> cột bảnchất<br /> chấtcơ<br /> khung cơ nhiều<br /> nhà<br /> tầng,học.<br /> nhiều<br /> học.ĐểĐểnhịp.<br /> thống<br /> thống[1] phân<br /> nhất,<br /> nhất, chia phần<br /> những<br /> những khung<br /> phầnsauthành<br /> sau của hai<br /> củabài loại<br /> bàibáo là<br /> báochỉchỉkhung<br /> sử<br /> sửdụngcóthuật<br /> dụng chuyển<br /> thuật ngữvị“khung<br /> ngữ ngangcó<br /> “khung và khung không<br /> cóchuyển<br /> chuyển<br /> có chuyển vị ngang khi chịu tải trọng (Hình 1). Mục 5.2.1(4)B trong [3] đề cập tới khái niệm “sway<br /> vịvịngang”<br /> ngang”và và“khung<br /> “khungkhông<br /> khôngcó cóchuyển<br /> chuyểnvịvịngang”<br /> ngang”khi khiphân<br /> phânloại<br /> loạikhung.<br /> khung.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a) Khung không có chuyển vị ngang (b) Khung có chuyển vị ngang<br /> (a)<br /> (a)Khung<br /> Khungkhông<br /> khôngcó<br /> cóchuyển<br /> chuyểnvịvịngang<br /> ngang (b)<br /> (b)Khung<br /> Khungcó<br /> cóchuyển<br /> chuyểnvịvịngang<br /> ngang<br /> Hình<br /> Hình 1.1.Biến<br /> Hình 1. dạng<br /> Biến<br /> Biến dạngcủa<br /> dạng củakhung<br /> của khung khi<br /> khung khi chịu<br /> khichịu tải<br /> chịutải trọng<br /> trọng<br /> tải trọng<br /> Việc<br /> Việcphân phânloại loạikhung<br /> khungtheo<br /> theoTCVN<br /> TCVNvẫn 66chỉ<br /> vẫn chỉmang<br /> mangtính<br /> tínhđịnh<br /> địnhtính<br /> tínhtrong<br /> trongkhi khiECECcó có<br /> những<br /> nhữngtiêu<br /> tiêuchí chíđịnh<br /> địnhlượng<br /> lượngcụcụthể<br /> thểnhư<br /> nhưtrình<br /> trìnhbày<br /> bàytrong<br /> trongBảng<br /> Bảng1,1,trong đó:aacrcrlàlàhệ<br /> trongđó: hệsốsốtăng<br /> tăng<br /> thêm của tải trọng thiết kế gây ra bởi hiện tượng mất ổn định tổng thể trong<br /> thêm của tải trọng thiết kế gây ra bởi hiện tượng mất ổn định tổng thể trong giai đoạn giai đoạn<br /> đàn<br /> đànhồi<br /> hồi; ;FFcrcrlàlàlực<br /> lựctới<br /> tớihạn<br /> hạnđàn<br /> đànhồi<br /> hồiứng<br /> ứngvới<br /> vớidạng<br /> dạngmất<br /> mấtổn<br /> ổnđịnh<br /> địnhtổng<br /> tổngthể<br /> thểdựa<br /> dựatrêntrênđộ<br /> độcứng<br /> cứng<br />  Tuyền, N. M. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> <br /> mode failure”, được hiểu là khung sẽ được phân chia thành hai loại là “sway frame” và “non-sway<br /> frame”. Theo [10], “non-sway frame” là khung có chuyển vị tương đối giữa các tầng nhỏ. Như vậy, có<br /> thể hiểu các cặp khái niệm “khung có chuyển vị ngang” – “sway frame” và “khung không có chuyển<br /> vị ngang” – “non sway frame” là tương đương nhau về bản chất cơ học. Để thống nhất, những phần<br /> sau của bài báo chỉ sử dụng thuật ngữ “khung có chuyển vị ngang” và “khung không có chuyển vị<br /> ngang” khi phân loại khung.<br /> Việc phân loại khung theo TCVN vẫn chỉ mang tính định tính trong khi EC có những tiêu chí<br /> định lượng cụ thể như trình bày trong Bảng 1, trong đó: αcr là hệ số tăng thêm của tải trọng thiết kế<br /> gây ra bởi hiện tượng mất ổn định tổng thể trong giai đoạn đàn hồi; Fcr là lực tới hạn đàn hồi ứng với<br /> dạng mất ổn định tổng thể dựa trên độ cứng đàn hồi ban đầu; F Ed là tải trọng tính toán tác dụng lên<br /> kết cấu. Trong thực tế, kỹ sư khi thiết kế theo TCVN thường coi khung có bố trí giằng chéo là khung<br /> không có chuyển vị ngang và khung không có giằng chéo là khung có chuyển vị ngang. Nhưng khi sử<br /> dụng tiêu chí đánh giá theo EC, có thể xảy ra trường hợp khung mặc dù có bố trí giằng chéo nhưng<br /> vẫn được xếp vào dạng khung xoay. Một ví dụ cụ thể để minh họa cho trường hợp này được trình bày<br /> trong Mục 3.<br /> <br /> Bảng 1. Phân loại khung khi tính toán đàn hồi<br /> <br /> TCVN 5575:2012 EN 1993-1-1<br /> Điều khoản quy định<br /> Mục 7.5.2.3 Mục 5.2.1(3)<br /> Khung có chuyển vị ngang khi chịu tải Sway Frame<br /> Thuật ngữ<br /> Khung không có chuyển vị ngang khi chịu tải Non-Sway Frame<br /> Tại các nút không có liên kết chống chuyển vị ngang αcr = Fcr /F Ed < 10<br /> Tiêu chí phân loại<br /> Các nút khung có liên kết chống chuyển vị ngang αcr = Fcr /F Ed ≥ 10<br /> <br /> <br /> 2.2. Chiều dài tính toán cột khung thép nhiều tầng<br /> Chiều dài tính toán của cột được xác định theo công thức:<br /> <br /> l0 = µl (1)<br /> <br /> trong đó µ là hệ số chiều dài tính toán; l là chiều dài hình học của cột, từng đoạn của nó hoặc chiều<br /> cao của tầng.<br /> Cách xác định hệ số chiều dài tính toán theo TCVN được quy định tại mục 7.5.2.3 [1]. Ngược lại,<br /> EC không cung cấp công thức để xác định hệ số chiều dài tính toán của cột. Quy trình tính toán cùng<br /> bảng tra được ban hành trong tài liệu NCCI số SN008a [11]. Phương pháp trình bày trong [11] hoàn<br /> toàn giống phương pháp đã được trình bày trong Phụ lục E của [2]. Công thức cụ thể để xác định hệ<br /> số chiều dài tính toán theo TCVN và EC được tổng hợp và trình bày trong Bảng 2.<br /> Các hệ số p và n trong TCVN được xác định theo Bảng 3, trong đó: n1 = (Ib1 lc )/(l1 Ic ); n2 =<br /> (Ib2 lc )/(l2 Ic ); p1 = (Ii1 lc )/(l1 Ic ); p2 = (Ii2 lc )/(l2 Ic ); l, l1 , l2 là các nhịp khung; Ic , lc là mômen quán<br /> tính và chiều dài của cột khảo sát, Ib , Ib1 , Ib2 là mômen quán tính của xà liên kết với đầu trên của cột;<br /> Ii , Ii1 , Ii2 là mômen quán tính của xà liên kết với đầu dưới cột; k là số nhịp.<br /> Các hệ số η1 và η2 trong EC được xác định theo công thức sau:<br /> Kc + Kc1<br /> η1 = (2)<br /> Kc + Kc1 + Kb11 + Kb12<br /> 67<br />  Tuyền, N. M. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> Kc + Kc2<br /> η2 = (3)<br /> Kc + Kc2 + Kb21 + Kb22<br /> trong đó Kc và Kci là độ cứng đơn vị của cột (= EIc /L); Kbi j là độ cứng đơn vị của dầm (Hình 2).<br /> Trường hợp dầm xuất hiện lực nén dọc trục, Kbi j được xác định theo Bảng 4, trong đó: Nb là giá trị<br /> lực nén dọc trục trong dầm, Nb,cr là lực tới hạn của dầm khi chịu nén. Các trường hợp khác được trình<br /> bày cụ thể trong [11].<br /> <br /> Bảng 2. Hệ số chiều dài tính toán µ của cột khung nhà nhiều tầng<br /> <br /> TCVN EC<br /> s<br /> Khung không có 1 + 0,46(p + n) + 0,18pn<br /> 0,5 + 0,14(η1 + η2 ) + 0,055(η1 + η2 )2<br /> chuyển vị ngang 1 + 0,93(p + n) + 0,71pn<br /> Khi n ≤ 0,2:<br /> √<br /> (p + 0,68) n + 0,22<br /> Khung có chuyển<br /> 0,68p(p + 0,9)(n + 0,08) + 0,1n<br /> p s<br /> vị ngang 1 − 0,2(η1 + η2 ) − 0,12η1 η2<br /> Khi n > 0,2: 1 − 0,8(η1 + η2 ) + 0,6η1 η2<br /> √<br /> (p + 0,63) n + 0,28<br /> pn(p + 0,9) + 0,1n<br /> p<br /> <br /> <br /> Bảng 3. Công thức xác định hệ số p và n của khung nhiều tầng nhiều nhịp<br /> <br /> <br /> Khung không có Khung có chuyển vị ngang<br /> chuyển vị ngang Cột biên Cột giữa<br /> Ib lc k(n1 + n2 )<br /> n = n1 + n2 n= ; n= ;<br /> 2lIc k+1<br /> Tầng trên cùng<br /> Ii lc k(p1 + p2 )<br /> p = 0,5(p1 + p2 ) p= p=<br /> 2lIc k+1<br /> Ib lc k(n1 + n2 )<br /> n = 0,5(n1 + n2 ) n= ; n= ;<br /> 2lIc k+1<br /> Tầng giữa<br /> Ii lc k(p1 + p2 )<br /> p = 0,5(p1 + p2 ) p= p=<br /> 2lIc k+1<br /> Ib lc k(n1 + n2 )<br /> n = 0,5(n1 + n2 ) n= ; n= ;<br /> 2lIc k+1<br /> Tầng dưới cùng<br /> Ii lc 2k(p1 + p2 )<br /> p = p1 + p2 p= p=<br /> lIc k+1<br /> đầu trên khớp, đầu dưới ngàm:<br /> p = 50; n = 0<br /> Trường hợp đặc biệt<br /> đầu trên ngàm, đầu dưới khớp:<br /> n = 50; p = 0<br /> <br /> <br /> 68<br />  Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019<br /> <br /> Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019<br /> <br /> Tuyền, N. M. / Tạpnén.chíCác<br /> Khoatrường hợp khác<br /> học Công nghệđược trình bày cụ thể trong [7].<br /> Xây dựng<br /> Bảng<br /> nén. Các trường hợp khác được trình bày cụ thể trong [7].4. Công thức xác định độ cứng đơn vị của dầm khi có lực nén dọc trục<br /> Bảng 4. Công thức xác định độ cứng đơn vị của dầm khi có lực nén dọc trục<br /> Bảng 4. Công thức xác định độ cứng đơn vị của dầm khi có kết<br /> Liên lực nén<br /> đầudọc<br /> dầmtrục<br /> đối diện Độ cứng đơn vị của dầm Kbij<br /> LiênLiên<br /> kếtkếtđầu<br /> đầu dầm<br /> dầmđốiđối<br /> diệndiện Độ cứng đơn vị của<br /> Độdầm Kbij<br /> cứng<br /> đơn vị của dầm Kbi j I æ<br /> bij<br /> N ö<br /> I æ<br /> Ngàm ö<br /> N<br /> ! 1,0 b çç1 - 0, 4 b ÷÷<br /> Ngàm 1,0 bb ç1 - 0, 4 bb ÷ Ib<br /> Nb Lè Nb,cr ø<br /> Ngàm L çè Nbb,,ccrr ÷ø1,0<br /> 1 − 0,4<br /> L Nb,cr<br /> I æ N ö<br /> I bb æ Khớp<br /> Nbb ö 0,75 b ç1 - 1,0 b ÷<br /> !<br /> 0,75 ç1 - 1,0<br /> Ib Nb Lè ç Nb,cr ÷ø<br /> Khớp<br /> Khớp ÷÷ 1 − 1,0<br /> L çè Nbb,,ccrr0,75 ø L Nb,cr<br /> Xoay cùng chiều với nút đối diện<br /> I æ N ö<br /> !<br /> cùngchiều<br /> chiều với<br /> vớinút đốiđối<br /> diệndiện<br /> XoayXoay<br /> cùng nút I bb æ Nbb ö1,5 Ib 1 − 0,2 Nb 1,5 b ç1 - 0, 2 b ÷<br /> 1,5 ç1 - 0, 2 ÷÷ ç ÷<br /> Lè ç Nbb,,ccrr ø L Nb,cr L è N b ,cr ø<br /> <br /> <br /> nhưngngược<br /> ngược chiều vớivới<br /> nút nút Xoay<br /> đối diện bằng nhưng ngược chiều với nút đối diện<br /> !<br /> Xoay Xoay<br /> bằngbằng<br /> nhưng chiều đối diện I bb æ Nbb ö0,5 Ib 1 − 1,0 Nb I æ N ö<br /> 0,5 ç1 - 1,0 ÷ 0,5 b ç1 - 1,0 b ÷<br /> L çè Nbb,,ccrr ÷ø L Nb,cr Lç Nb,cr ÷ è ø<br /> <br /> <br /> K Kc1<br /> Về mặt bản chất, các hệ số n và η1 kể đến c1<br /> khả K c1<br /> 1<br /> năng cản trở chuyển vị xoay của K b11<br /> b11<br /> dầm tại<br /> 1 nút đầu K b12<br /> b12 1<br /> trên cột (nút 1), còn p và η2 của nút đầu 1 dưới cột<br /> K b11 K b12<br /> (nút 2). Công thức xác định chiều dài tính toán 1<br /> trong TCVN thiết lập cho trường hợp độ cứng K đơn<br /> LL<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Kcc<br /> vị của cột tại các tầng là như nhau, trong đó công Kc<br /> 2<br /> L<br /> thức trong EC có kể đến sự thay đổi độ cứng 2 đơn vị<br /> tại các tầng cũng như ảnh hưởng K<br /> K b21 của lực22 nén trongKKb22<br /> b21 b22 2<br /> dầm, sự làm việc đồng thời của bản sàn bê tông. K b21 K b22<br /> K<br /> Kc2<br /> c2 2<br /> Bên cạnh đó, với trường hợp khung nhiều nhịp có<br /> chuyển vị ngang, TCVN Hìnhcó<br /> Hình 2. kể đến<br /> 2. Các<br /> Các hệ số ảnh<br /> hệ số phân phối h<br /> phân hưởng<br /> phối h11 và h<br /> vàcủa<br /> h22 của<br /> của cột<br /> cột liên<br /> liên tục<br /> tục K c2<br /> số lượng nhịpVề trong<br /> Về mặt khung<br /> mặt bản<br /> bản chất, cònhệ<br /> chất, các<br /> các hệEC số nnchỉ<br /> số và hxét<br /> và h kểđến<br /> 11 kể đến<br /> đến khảảnhnăng<br /> khả năng cảncản trở<br /> trở chuyển<br /> chuyển vịvị xoay<br /> xoay của<br /> của<br /> Hình 2. Các 2.hệCác<br /> số phân phối h1 và h2 của<br /> η1 vàcộtηliên tục<br /> hưởng của dầm tại dầm,<br /> nút đầu cột<br /> trên tập<br /> cột trung<br /> (nút 1), còntại<br /> p nút<br /> và h<br /> dầm tại nút đầu trên cột (nút 1), còn p và h22 của nútvà<br /> các trên<br /> của nút đầu<br /> đầu dưới<br /> dưới cột Hình<br /> cột 99 (nút<br /> (nút 2).<br /> 2). Công<br /> Công hệ số<br /> thức<br /> thức phân phối 2<br /> xác định<br /> dưới của cột<br /> xác định<br /> đang chiều<br /> xét.dài<br /> chiều dài tính<br /> tính toán<br /> toán trong<br /> trong TCVN<br /> TCVN thiếtthiết lập cho<br /> lập Về<br /> chomặttrường<br /> trườngbảnhợp<br /> hợp độ<br /> độ cứng<br /> chất, các hệ<br /> cứng đơn<br /> đơnsốvị và hcột<br /> của<br /> vịncủa<br /> của 1 kểliên<br /> đếntục<br /> khả năng cản trở chuyển vị xoay củ<br /> cột tại<br /> cột tại các<br /> các tầng<br /> tầng là<br /> là như<br /> như nhau,<br /> nhau, trong<br /> trong đó<br /> đó công<br /> công thức<br /> thức<br /> dầmtrong<br /> tại EC<br /> trong nútcó<br /> EC có kể đến<br /> đến sự<br /> kể trên<br /> đầu cộtthay<br /> sự thay<br /> (nútđổi độ<br /> đổi1), cứng<br /> độcòn<br /> cứngp và h2 của nút đầu dưới cột 9 (nút 2). Công thứ<br /> đơn vị<br /> đơn vị tại<br /> tại các<br /> các tầng<br /> tầng cũng<br /> cũng như<br /> như ảnh<br /> ảnh hưởng<br /> hưởng của lực<br /> lực nén<br /> của xác nén trong dầm, sự làm việc đồng thời<br /> định chiều dài tính toán trong thời<br /> trong dầm, sự làm việc đồng TCVN thiết lập cho trường hợp độ cứng đơn vị củ<br /> 3. Ví dụ của<br /> bằng<br /> của bản số bê<br /> bản sàn<br /> sàn bê tông.<br /> tông. Bên<br /> Bên cạnh<br /> cạnh đó,<br /> đó, với<br /> với trường<br /> trường hợp<br /> hợp khung<br /> khung nhiều<br /> nhiều nhịp<br /> nhịp có<br /> có chuyển<br /> chuyển vị vị ngang,<br /> ngang,<br /> cột tại các tầng là như nhau, trong đó công thức trong EC có kể đến sự thay đổi độ cứn<br /> 3.1. Số liệu tính toán đơn vị tại các tầng cũng như ảnh hưởng của lực nén trong dầm, sự làm việc đồng th<br /> 66<br /> của bản sàn bê tông. Bên cạnh đó, với trường hợp khung nhiều nhịp có chuyển vị ngan<br /> Nhằm so sánh giá trị chiều dài tính toán theo TCVN và EC, một ví dụ bằng số được triển khai.<br /> Ví dụ sử dụng khung thép 8 tầng 3 nhịp với kích thước hình học và tải trọng như 6 Hình 3. Cột có tiết<br /> diện H350×250×8×12 không thay đổi trên suốt chiều cao công trình, dầm tất cả các tầng đều có tiết<br /> diện H400×250×6×8. Tải trọng phân bố đều trên các dầm q = 23 kN/m; tải trọng tập trung tại nút P<br /> = 200 kN. Liên kết giữa cột và dầm là cứng, liên kết hai đầu thanh giằng là khớp. Ví dụ không xét<br /> đến sự làm việc của bản sàn bê tông. Tiến hành khảo sát năm trường hợp khung khác nhau, trong đó<br /> thay đổi một số yếu tố như liên kết chân cột, bố trí hệ giằng, tiết diện thanh giằng . . . Sơ đồ của năm<br /> trường hợp khảo sát được trình bày trong Bảng 5.<br /> <br /> 3.2. Phân loại khung<br /> TCVN không đưa ra tiêu chí cụ thể để phân loại khung. Trong nghiên cứu này, những khung có<br /> bố trí thanh giằng được coi là khung không có chuyển vị ngang, ngược lại những khung không bố trí<br /> <br /> 69<br />  công trình, dầm tất cả các tầng đều có tiết diện H400´250´6´8. Tải trọng phân bố đều<br /> trên các dầm q = 23 kN/m ; tải trọng tập trung tại nút P = 200 kN. Liên kết giữa cột và<br /> dầm là cứng, liên kết hai đầu thanh giằng là khớp. Ví dụ không xét đến sự làm việc của<br /> bản sàn bê tông. Tiến hành khảo sát năm trường hợp khung khác nhau, trong đó thay<br /> đổi một số yếu tố như liên kết chân cột, bố trí hệ giằng, tiết diện thanh giằng… Sơ đồ<br /> của năm trường Tuyền,<br /> hợp khảoN. sát<br /> M. được<br /> / Tạptrình<br /> chí Khoa học Công<br /> bày trong Bảng nghệ<br /> 5. Xây dựng<br /> P q P q P q P<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 3600<br /> P q P q P q P<br /> 8,8 kN/m 6,6 kN/m<br /> 3600<br /> P q P q P q P<br /> 8,6 kN/m 6,5 kN/m<br /> 3600<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> P q P q P q P<br /> 8,4 kN/m 6,3 kN/m<br /> 3600<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> P q P q P q P<br /> 8,1 kN/m 6,1 kN/m<br /> 3600<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> P q P q P q P<br /> 7,8 kN/m 5,8 kN/m<br /> 3600<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> P q P q P q P<br /> 7,3 kN/m 5,5 kN/m<br /> 3600<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> P q P q P q P<br /> 6,4 kN/m 4,8 kN/m<br /> 4000<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 5,8 kN/m 4,4 kN/m<br /> <br /> <br /> <br /> 9000 9000 9000<br /> <br /> <br /> Hình 3. Sơ đồ khung thép 8 chí<br /> Tạp tầng 3 học<br /> Khoa nhịpCông nghệ Xây dựng NUCE 2019<br /> Hình 3. Sơ đồ khung thép<br /> Tạp8chítầng 3 nhịp<br /> Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019<br /> TạpTạp<br /> chíchí<br /> Khoa họchọc<br /> Khoa Công nghệ<br /> Công nghệXây<br /> Xâydựng<br /> dựngNUCE<br /> NUCE2019<br /> 2019<br /> Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE<br /> Bảng 5. Sơ đồ của 5 trường hợp khảo sát 2019<br /> Bảng 5. Sơ đồ của 5 trườngBảng<br /> hợp5. khảo sát<br /> Sơ đồ của 5 trường hợp khảo sát<br /> Trường hợp 7 Liên kết chân cột Tiết diện giằng Sơ đồ khung<br /> Bảng<br /> Bảng5. 5.<br /> SơSơđồđồcủa<br /> của555trường<br /> trườnghợp<br /> hợpkhảo<br /> khảosát<br /> sáta,<br /> Trường hợp Liên Bảng 5. Sơ<br /> kết chân cộtđồ của Tiếttrường<br /> diện hợp khảo<br /> giằng sát Sơ đồ khung b,<br /> <br /> <br /> Trường hợp Liên kết chân Trường<br /> cột hợphợp Liên<br /> Trường kết<br /> Liên chân<br /> Tiết<br /> kết cộtcột giằng<br /> diện<br /> chân Tiết<br /> Tiết diện<br /> diệngiằng<br /> giằng Sơ<br /> a, Sơ<br /> đồ<br /> Sơ đồ khung<br /> khung b,<br /> Trường hợp Liên kết chân cột Tiết diện giằng Sơ đồ khung<br /> a,a, b,b,<br /> a, b,<br /> Trường hợp 1 Ngàm 2 L70´6<br /> Trường hợp 1 Ngàm 2 L70´6<br /> Trường hợp<br /> Trường 1 Ngàm<br /> Ngàm 222L70´6<br /> L70´6<br /> Trường hợp 1 Ngàm Trườnghợp<br /> hợp1 1 Ngàm 2 L70×6 L70´6<br /> a, c,b, d,<br /> a, b,<br /> <br /> a, c,b, d,<br /> a, b,<br /> a, c,b, d,<br /> a, c,b,<br /> a, d,<br /> b,<br /> a, c,b,<br /> a, d,b,<br /> a, b,<br /> Trường hợp 2 Ngàm (không sử dụng giằng)<br /> Trường hợp 2 Ngàm (không sử dụng giằng)<br /> Trường hợp 2 Ngàm (khôngsửsửdụng<br /> dụng giằng)<br /> Trường hợp 2 Ngàm Trường hợp2 2 (không<br /> Trườnghợp Ngàmsử<br /> Ngàm dụng giằng)<br /> (không<br /> (không sử dụnggiằng)<br /> giằng)<br /> c, d,<br /> c, d,<br /> a, b,<br /> c, d,<br /> c, d,<br /> a, b,<br /> c, d,<br /> c, d,<br /> c,c,a, c,<br /> b,<br /> d,<br /> d,<br /> c, d,<br /> d,<br /> a,a, b,<br /> b,<br /> <br /> Trường hợp 3 Khớp 2 L70´6<br /> Trường hợp 3 Khớp 2 L70´6<br /> Trường hợp 3 Khớp Trường hợp 3<br /> Trườnghợp<br />