1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

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

176 16 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Phân Tích Ảnh Hưởng Của Tải Trọng Nhiệt Đến Ứng Xử Của Nhà Cao Tầng Có Kiến Trúc Phức Tạp Kích Thước Lớn
Tác giả Trần Phát Đạo
Người hướng dẫn TS. Nguyễn Hồng Ân
Trường học Trường Đại Học Kinh Tế Công Nghiệp Long An
Chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng
Thể loại luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản 2020
Thành phố Long An
Định dạng
Số trang 176
Dung lượng 15,65 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN (15)
    • 1.1. S Ự CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI (15)
    • 1.2. L ỢI ÍCH , Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI (0)
    • 1.3. M ỤC TIÊU NGHIÊN CỨU (17)
      • 1.3.1. Mục tiêu tổng quát (17)
      • 1.3.2. Mục tiêu cụ thể (17)
    • 1.4. Đ ỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU (18)
    • 1.5. P HẠM VI NGHIÊN CỨU (18)
    • 1.6. P HƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (19)
  • CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT (21)
    • 2.1. G IỚI THIỆU (21)
    • 2.2. Đ ẶT VẤN ĐỀ (21)
    • 2.3. B IẾN DẠNG (8)
      • 2.3.1. Biến dạng do nhiệt độ (22)
        • 2.3.1.1. Biến dạng của hồ xi măng do nhiệt độ (22)
        • 2.3.1.2. Biến dạng của cốt liệu do nhiệt độ (23)
        • 2.3.1.3. Biến dạng của bê tông do nhiệt độ (24)
      • 2.3.2. Biến dạng nhiệt nhất thời (24)
    • 2.4. C Ơ CHẾ PHÁ HỦY CẤU TRÚC BÊ TÔNG (25)
      • 2.4.1. Biến đổi hóa học (25)
        • 2.4.1.1. Phản ứng lý hóa (25)
        • 2.4.1.2. Ảnh hưởng tới độ dẫn nhiệt (26)
      • 2.4.2. Sự không tương đồng giữa biến dạng hồ xi măng và cốt liệu (26)
    • 2.5. B Ố TRÍ KHE CO GIÃN CHO CÔNG TRÌNH (28)
      • 2.5.1. Khe nhiệt (28)
      • 2.5.2. Khe lún (32)
      • 2.5.3. Cấu tạo (32)
    • 2.6. T RƯỜNG NHIỆT ĐỘ VÀ ỨNG SUẤT NHIỆT TRONG BÊ TÔNG (34)
      • 2.6.1. Lý thuyết về quá trình truyền nhiệt và ứng suất do hiệu ứng nhiệt (34)
        • 2.6.1.1. Phương trình vi phân chủ đạo của quá trình truyền nhiệt (34)
        • 2.6.1.2. Các thông số tính toán nhiệt (35)
        • 2.6.1.3. Quan hệ giữa trường ứng suất và nhiệt độ (38)
      • 2.6.2. Quy trình phân tích trường nhiệt độ và ứng suất trong bê tông khối lớn (38)
    • 2.7. Đ IỀU KIỆN TỰ NHIÊN , THỦY VĂN KHU VỰC DỰ ÁN (39)
      • 2.7.1. Đặc điểm tự nhiên (39)
      • 2.7.2. Khí hậu, thủy văn (40)
        • 2.7.2.1. Khí hậu (40)
        • 2.7.2.2. Thủy văn (42)
      • 2.7.3. Cảnh quan thiên nhiên (42)
  • CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ MÔI TRƯỜNG ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA CÔNG TRÌNH (43)
    • 3.1. G IỚI THIỆU CÔNG TRÌNH (43)
    • 3.2. G IẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC (43)
    • 3.3. G IẢI PHÁP THIẾT KẾ KẾT CẤU (46)
    • 3.4. T ẢI TRỌNG NHIỆT ĐỘ (48)
    • 3.5. T Ổ HỢP TẢI TRỌNG (50)
    • 3.6. P HẦN MỀM PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN (51)
    • 3.7. K ẾT QUẢ PHÂN TÍCH (52)
      • 3.7.1. Ứng suất trong sàn (52)
      • 3.7.2. Kết quả phân tích nội lực của hệ vách (67)
  • CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ (0)
    • 4.1. K ẾT LUẬN (99)
    • 4.2. K IẾN NGHỊ (100)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (101)

Nội dung

TỔNG QUAN

S Ự CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Đất nước ta đang trong thời kỳ đổi mới và hội nhập quốc tế, với sự phát triển kinh tế nâng cao mức sống của người dân Nhu cầu về nghỉ dưỡng, thư giãn và giải trí ngày càng tăng, trở thành một ngành có hiệu quả kinh tế lớn Do đó, việc tìm kiếm, sắp xếp và tổ chức các mô hình nghỉ dưỡng là nhiệm vụ quan trọng hiện nay.

Tỉnh Bình Thuận, nằm ở miền Nam Trung Bộ, là một trong những tỉnh ven biển quan trọng của Việt Nam, vì vậy các cơ quan quản lý sẽ tập trung vào những mục tiêu phát triển bền vững và khai thác tiềm năng du lịch biển.

- Phát huy lợi thế đặc thù về ở nghỉ dƣỡng, du lịch biển

- Phát triển ngành du lịch sinh thái tại địa phương

- Bảo vệ môi trường cảnh quan thiên nhiên (hệ sinh thái biển, )

Định hướng phát triển du lịch bền vững theo hướng công nghiệp hóa và hiện đại hóa nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân, góp phần thu hẹp khoảng cách về đời sống và sinh hoạt giữa đô thị và các vùng nông thôn.

Để đảm bảo sự phát triển bền vững, cần phải đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã hội, đồng thời bảo vệ môi trường sinh thái Việc quản lý và sử dụng đất đai một cách hiệu quả cũng góp phần quan trọng vào việc đảm bảo an ninh quốc phòng.

Xây dựng và phát triển hệ thống hạ tầng kỹ thuật bao gồm giao thông, cấp thoát nước, xử lý nước thải, cấp điện và thông tin liên lạc, đồng thời cải tạo môi trường cảnh quan, nhằm kết nối du lịch với dịch vụ du lịch tại địa phương.

- Cụ thể hóa chủ trương phát triển du lịch, kinh tế - xã hội và đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng của Tỉnh

Xác định khung kết cấu hạ tầng xã hội và hạ tầng kỹ thuật là yếu tố then chốt để đảm bảo phát triển bền vững Điều này cần dựa trên quy hoạch chung và kế thừa một cách chọn lọc các quy hoạch của huyện Hàm Thuận.

Nam, quy hoạch chi tiết các khu chức năng đƣợc phê duyệt, các dự án đã điều chỉnh và đang triển khai theo chủ trương của cấp thẩm quyền

Cơ sở tổ chức lập quy hoạch chi tiết sẽ bao gồm việc đề xuất danh mục các chương trình đầu tư và dự án chiến lược Đồng thời, cần kiểm soát phát triển và quản lý đô thị, cũng như điều chỉnh quy hoạch huyện Hàm Thuận Nam theo phê duyệt của cấp thẩm quyền để đảm bảo tính phù hợp với quy hoạch tổng thể của tỉnh Bình Thuận.

Quy hoạch xây dựng lại cần gắn liền với việc cải tạo và nâng cấp các khu vực hiện có, đồng thời đảm bảo sự khớp nối đồng bộ về hạ tầng kỹ thuật và kiến trúc Mục tiêu là nâng cao điều kiện môi trường sống và cải thiện cảnh quan chung, tạo ra một không gian sống chất lượng và hài hòa.

Đồ án không chỉ tập trung vào việc phát triển không gian kiến trúc cảnh quan phục vụ nhu cầu du lịch sinh thái, mà còn hướng đến việc nắm bắt xu hướng phát triển đô thị chung Mục tiêu là tạo ra khu dân cư đạt tiêu chuẩn, đáp ứng tốt nhất cho đời sống của người dân địa phương.

Khu căn hộ THANH LONG BAY được thiết kế với hình dáng uốn lượn và chiều cao thay đổi, tạo nên điểm nhấn kiến trúc độc đáo cho quần thể khu du lịch nghỉ dưỡng tương lai.

Theo TCVN 5574:2012, đối với công trình bê tông và bê tông cốt thép toàn khối, khoảng cách tối đa giữa các khe co giãn nhiệt không cần tính toán là 25m Đồng thời, theo Eurocode 2, Mục 2.3.3, nếu khoảng cách dưới 30m, ảnh hưởng của nhiệt và co ngót có thể được bỏ qua trong phân tích kết cấu; tuy nhiên, nếu khoảng cách vượt quá 30m, cần phải thực hiện tính toán và kiểm tra.

Công trình THANH LONG BAY được thiết kế với kết cấu BTCT toàn khối, có chiều dài vượt quá 300m, lớn hơn gấp 10 lần so với tiêu chuẩn Việt Nam và Châu Âu, tuy nhiên, việc cắt khe nhiệt không thể thực hiện.

Nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp và kích thước lớn là cần thiết để tìm ra quy luật chung cho giải pháp xử lý kết cấu Việc này giúp đảm bảo tính bền vững và an toàn cho các công trình trong điều kiện thực tế.

Đề tài này hỗ trợ các nhà thiết kế trong việc áp dụng phương pháp thích hợp để phân tích và ước lượng chính xác các ứng xử của kết cấu chịu lực chính trong các công trình nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp và kích thước lớn, vượt ra ngoài quy định của các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành.

1.3.1 Mục tiêu tổng quát Để đạt đƣợc hiệu quả kinh tế cao, hạn chế sự cố nứt kết cấu công trình do thay đổi nhiệt độ môi trường và phù hợp với điều kiện khí hậu của Việt Nam, cần phải nắm rõ những đặc tính của kết cấu bê tông cốt thép, ứng suất tác dụng do nhiệt độ môi trường lên kết cấu có chiều dài lớn và kết cấu phức tạp…hay nói cách khác phải phân tích rõ ràng những ứng xử của kết cấu nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn khi chịu tác động bởi tải trọng nhiệt trong điều kiện môi trường khí hậu ở Việt Nam

M ỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

1.3.1 Mục tiêu tổng quát Để đạt đƣợc hiệu quả kinh tế cao, hạn chế sự cố nứt kết cấu công trình do thay đổi nhiệt độ môi trường và phù hợp với điều kiện khí hậu của Việt Nam, cần phải nắm rõ những đặc tính của kết cấu bê tông cốt thép, ứng suất tác dụng do nhiệt độ môi trường lên kết cấu có chiều dài lớn và kết cấu phức tạp…hay nói cách khác phải phân tích rõ ràng những ứng xử của kết cấu nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn khi chịu tác động bởi tải trọng nhiệt trong điều kiện môi trường khí hậu ở Việt Nam

Sự phân bố lại ứng suất trong kết cấu bê tông cốt thép do tác động của nhiệt độ môi trường là một vấn đề phổ biến cần được phân tích Việc này giúp đánh giá tính phù hợp của các giải pháp xử lý và áp dụng tính toán cho các bài toán thực tế trong điều kiện kiến trúc tại miền Đông Việt Nam.

Nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng của tải trọng nhiệt do môi trường đến ứng xử của kết cấu bê tông cốt thép có kích thước lớn

Để đánh giá tính hiệu quả của giải pháp xử lý và áp dụng các phép tính cho bài toán thực tế, cần xem xét kiến trúc được lựa chọn trong bối cảnh khí hậu Việt Nam.

Tìm hiểu về các lý thuyết và tiêu chuẩn thiết kế giúp đánh giá tác động của tải trọng nhiệt độ môi trường lên kết cấu chịu lực của công trình là rất quan trọng Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền và an toàn của công trình, do đó việc áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế phù hợp sẽ đảm bảo khả năng chịu đựng và ổn định của kết cấu trước các biến đổi nhiệt độ.

Phân tích tác động của tải trọng nhiệt độ môi trường đến ứng suất và biến dạng của các kết cấu chịu lực chính trong công trình, bao gồm cột, vách, dầm chuyển và hệ sàn bê tông cốt thép (BTCT), là rất quan trọng, đặc biệt đối với các công trình có kích thước lớn và kiến trúc phức tạp Việc hiểu rõ các yếu tố này giúp cải thiện độ bền và an toàn cho công trình.

Nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng đáng kể đến ứng suất, nội lực và biến dạng của kết cấu công trình, đặc biệt khi không thể cắt khe nhiệt trong các tổ hợp tải trọng thiết kế Việc đánh giá mức độ ảnh hưởng này là cần thiết để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả trong thiết kế kết cấu Các yếu tố như sự thay đổi nhiệt độ có thể dẫn đến sự biến dạng không mong muốn, ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của công trình Do đó, cần phải xem xét kỹ lưỡng các tác động của nhiệt độ để có biện pháp thiết kế phù hợp, đảm bảo độ bền và ổn định cho kết cấu.

Đánh giá tính khả thi của phương án kiến trúc công trình lớn là rất quan trọng trong giai đoạn thi công và khi đưa vào sử dụng Sự thay đổi nhiệt độ môi trường có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất và độ bền của công trình Do đó, việc phân tích các yếu tố này giúp đảm bảo rằng thiết kế kiến trúc đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật và an toàn trong suốt vòng đời của dự án.

Đ ỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu này tập trung vào việc tính toán ứng xử của kết cấu nhà cao tầng tại khu căn hộ Thanh Long Bay, huyện Hàm Thuận Nam, tỉnh Bình Thuận, do Công ty Cổ phần Trung Sơn Bắc làm chủ đầu tư Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn, nghiên cứu phân tích hệ kết cấu chịu lực chính của tòa nhà có kiến trúc đặc biệt với chiều dài liên tục trên 300m và chiều cao khoảng 100m Đề tài mô phỏng và đánh giá tác động của sự thay đổi nhiệt độ môi trường đến ứng suất và biến dạng của các kết cấu chịu lực chính như cột, vách, dầm chuyển và hệ sàn BTCT trong bối cảnh công trình có kích thước lớn và kiến trúc phức tạp.

P HẠM VI NGHIÊN CỨU

Thực hiện nghiên cứu với công trình thực tế đang trong giai đoạn thiết kế ý tưởng chịu tác động bởi nền nhiệt độ tại tỉnh Bình Thuận, Việt Nam

Sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn như ETABS và SAFE để mô phỏng và đánh giá tác động của biến đổi nhiệt độ môi trường đối với ứng suất và biến dạng của các kết cấu chịu lực chính trong công trình, bao gồm cột, vách, dầm chuyển và hệ sàn bê tông cốt thép, đặc biệt cho các công trình có kích thước lớn và kiến trúc phức tạp.

Phân tích tính toán hệ kết cấu chịu lực chính của tòa nhà có kiến trúc đặc biệt là rất quan trọng, đặc biệt khi tòa nhà có chiều dài liên tục trên 300m và chiều cao khoảng 100m Việc này đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy định xây dựng hiện hành.

P HƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu lý thuyết về phân bố ứng suất và biến dạng trong kết cấu chịu lực chính của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp và kích thước lớn dưới tác động của tải trọng nhiệt là rất quan trọng Việc hiểu rõ sự phân bố này giúp tối ưu hóa thiết kế và đảm bảo an toàn cho công trình trong điều kiện nhiệt độ biến đổi.

Dựa trên số liệu thủy văn và tải trọng, cùng với các cơ sở lý thuyết và tài liệu tham khảo liên quan, việc phân tích và đánh giá cụ thể cho kết cấu công trình chịu tác động của tải trọng nhiệt là rất cần thiết.

Sử dụng phần mềm ETABS và SAFE để mô phỏng kết cấu chịu lực chính của công trình, bao gồm cột, vách, dầm chuyển và hệ sàn BTCT, dưới tác động của tải trọng nhiệt.

1.7 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Tại Việt Nam, việc xây dựng nhà cao tầng bằng kết cấu bê tông cốt thép ngày càng gia tăng, nhưng điều này cũng kéo theo nhiều vụ cháy lớn gây thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản Một trong những vụ cháy đáng chú ý là tại chung cư Carina ở TP Hồ Chí Minh, nơi nhiệt độ đám cháy có thể đạt tới 600 o C, và thậm chí lên đến 1.027 o C nếu có sự tham gia của vật liệu dễ cháy như gỗ Những kết cấu bê tông như dầm, cột và sàn phải chịu đựng sức nóng khủng khiếp này trong suốt thời gian xảy ra cháy.

Sau khi đám cháy được dập tắt, câu hỏi đặt ra là liệu các cấu kiện bê tông có đảm bảo an toàn để sử dụng hay không, và nếu không, cần phải sửa chữa như thế nào Để trả lời cho hai câu hỏi này, cần phải hiểu rõ về trạng thái ứng xử và cơ chế phá hủy của cấu kiện bê tông dưới tác động của nhiệt độ cao Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra quá trình ứng xử và phá hủy của bê tông khi chịu tác động của nhiệt độ cao từ các đám cháy.

Nghiên cứu tại Việt Nam về ứng xử của bê tông dưới tác động nhiệt độ trong các công trình lớn như đập thủy điện và hạ tầng giao thông là rất quan trọng Nhiệt độ tối đa trong bê tông khối lớn có thể lên tới khoảng 70 o C, tuy nhiên, con số này vẫn thấp hơn nhiều so với nhiệt độ của một đám cháy (1.027 o C) Do đó, bài viết sẽ tổng hợp các nghiên cứu quốc tế về ứng suất và quá trình phá hủy của bê tông khi chịu nhiệt độ cao Tổng quan này sẽ là nền tảng cho các nghiên cứu sâu hơn về kết cấu bê tông chịu lửa và nhiệt độ cao trong xây dựng tại Việt Nam.

Nghiên cứu về ứng xử của kết cấu công trình dưới tác động của tải trọng nhiệt độ môi trường vẫn còn hạn chế cả ở trong nước và quốc tế Đây chính là mục tiêu chính của đề tài nghiên cứu này.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

G IỚI THIỆU

Bê tông xi măng là vật liệu xây dựng phổ biến cho các công trình cao tầng như chung cư và văn phòng, nơi có nguy cơ cháy nổ cao Khi chịu tác động của nhiệt độ cao từ đám cháy hoặc môi trường, bê tông thể hiện những trạng thái ứng xử phức tạp, dẫn đến sự phá hủy của các cấu kiện Để tái sử dụng các cấu kiện bê tông này, cần hiểu rõ cơ chế phá hủy dưới tác động của nhiệt độ cao.

Bài viết này tổng hợp các nghiên cứu toàn cầu về ứng xử của bê tông khi chịu tác động của nhiệt độ cao, dựa trên lý thuyết truyền nhiệt và truyền chất, cũng như biến dạng và cơ chế phá hủy của bê tông Đồng thời, bài viết cũng trình bày những nghiên cứu ban đầu về bê tông chịu nhiệt độ cao do đám cháy nổ tại Việt Nam.

B IẾN DẠNG

2.4 Giãn nở và co ngót nhiệt của hồ xi măng và cốt liệu 12 2.5

Cơ chế phá hủy bê tông do sự không tương đồng biến dạng tại giao diện tiếp xúc của hồ xi măng/cốt liệu ở nhiệt độ cao

2.7 Cấu tạo mô hình khe nhiệt 15

2.8 Xử lý sự cố khi không có khe nhiệt 16

2.9 Khe nhiệt cho công trình cầu đường 16

Quy trình phân tích trường nhiệt độ, ứng suất trong bê tông khối lớn bằng phương pháp PTHH 24

3.7 Mô hình không gian kết cấu công trình 32

3.8 Gán tải trọng nhiệt độ vào trong mô hình phân tích kết cấu 36 3.9 Biểu đồ ứng suất S11 – Top Face Tầng 8 (TT+HT) 37 3.10 Biểu đồ ứng suất S11 – Top Face Tầng 8 (TT+HT+To) 37 3.11 Biểu đồ ứng suất S11 – Bottom Face Tầng 8 (TT+HT) 38 3.12 Biểu đồ ứng suất S11 – Bottom Face Tầng 8 (TT+HT) 38 3.13 Biểu đồ ứng suất S22 – Top Face Tầng 8 (TT+HT) 39

Số hiệu hình Tên hình Trang

3.14 Biểu đồ ứng suất S22 – Top Face Tầng 8 (TT+HT+To) 39 3.15 Biểu đồ ứng suất S22 – Bottom Face Tầng 8 (TT+HT) 40 3.16 Biểu đồ ứng suất S22 – Bottom Face Tầng 8 (TT+HT+To) 40 3.17 Biểu đồ ứng suất Smax – Top Face Tầng 8 (TT+HT) 41 3.18 Biểu đồ ứng suất Smax – Top Face Tầng 8 (TT+HT+To) 41 3.19 Biểu đồ ứng suất Smax – Bottom Face Tầng 8 (TT+HT) 42

3.20 Biểu đồ ứng suất Smax – Bottom Face Tầng 8

3.21 Biểu đồ ứng suất Smin – Top Face Tầng 8 (TT+HT) 43 3.22 Biểu đồ ứng suất Smin – Top Face Tầng 8 (TT+HT+To) 43 3.23 Biểu đồ ứng suất Smin – Bottom Face Tầng 8 (TT+HT) 44

3.24 Biểu đồ ứng suất Smin – Bottom Face Tầng 8

Số hiệu hình Tên hình Trang

Số hiệu hình Tên hình Trang

3.73 Lực dọc Vách C14-2000x250-15 Tầng 14-18 77 3.74 Lực dọc Vách C14-2000x250-15 Tầng 14-18 77 3.75 Lực dọc Vách C14-2000x300-14 Tầng 14-18 78 3.76 Moment Vách C14-2000x300-14 Tầng 14-18 78 3.77 Lực dọc Vách A19-1500x250-14 Tầng 19-23 79

3.79 Lực dọc Vách A19-2000x250-6 Tầng 19-23 80 3.80 Moment Vách A19-2000x250-6 Tầng 19-23 80

Số hiệu bảng Tên bảng Trang

2.1 Thay đổi của hệ số giãn nở nhiệt của hồ xi măng theo thời gian ở nhiệt độ môi trường với độ ẩm tương đối 8

2.2 Các phản ứng lý hóa chính trong bê tông dưới tác động của nhiệt độ cao 10

3.1 Biến trình ngày của nhiệt độ không khí ( o C ) 34

3.2 So sánh Ứng suất của Shell F5672 Tầng 8 qua hai trường hợp phân tích 45

3.3 Tổng hợp độ chênh lệch ứng suất sàn tầng 08 giữa 02 trường hợp 51

3.4 Tổng hợp độ chênh lệch ứng suất sàn tầng 13 giữa 02 trường hợp 51

3.5 Tổng hợp độ chênh lệch ứng suất sàn tầng 18 giữa 02 trường hợp 51

3.6 Tổng hợp độ chênh lệch ứng suất sàn tầng 23 giữa 02 trường hợp 52

3.7 So sánh nội lực Vách A4-1500x250-12 qua 02 trường hợp phân tích 53

3.8 So sánh nội lực Vách B4-3000x250-2 qua 02 trường hợp phân tích 54

3.9 So sánh nội lực Vách B4-3000x300-13 qua 02 trường hợp phân tích 55

3.10 So sánh nội lực Vách B4-3000x250-6 qua 02 trường hợp phân tích 56

3.11 So sánh nội lực Vách B4-3000x300-9 qua 02 trường hợp phân tích 57

3.12 So sánh nội lực Vách C4-3000x250-3 qua 02 trường hợp phân tích 58

3.13 So sánh nội lực Vách C4-3000x300-12 qua 02 trường hợp phân tích 59

3.14 So sánh nội lực Vách B9-3000x300-2 qua 02 trường hợp phân tích 60

3.15 So sánh nội lực Vách B9-2000x250-5 qua 02 trường hợp phân tích 61

3.16 So sánh nội lực Vách B9-2000x300-5 qua 02 trường hợp phân tích 62

Số hiệu bảng Tên bảng Trang

3.17 So sánh nội lực Vách B9-2000x300-13 qua 02 trường hợp phân tích 63

3.18 So sánh nội lực Vách B9-2000x300-18 qua 02 trường hợp phân tích 64

3.19 So sánh nội lực Vách B9-2500x250-2 qua 02 trường hợp phân tích 65

3.20 So sánh nội lực Vách B9-2500x300-3 qua 02 trường hợp phân tích 66

3.21 So sánh nội lực Vách C9-2500x300-4 qua 02 trường hợp phân tích 67

3.22 So sánh nội lực Vách C9-2500x300-18 qua 02 trường hợp phân tích 68

3.23 So sánh nội lực Vách A14-1500x250-6 qua 02 trường hợp phân tích 69

3.24 So sánh nội lực Vách A14-1500x250-7 qua 02 trường hợp phân tích 70

3.25 So sánh nội lực Vách A14-2000x250-14 qua 02 trường hợp phân tích 71

3.26 So sánh nội lực Vách A14-2000x250-15 qua 02 trường hợp phân tích 72

3.27 So sánh nội lực Vách B14-2000x250-11 qua 02 trường hợp phân tích 73

3.28 So sánh nội lực Vách B14-2000x250-9 qua 02 trường hợp phân tích 74

3.29 So sánh nội lực Vách A14-2000x250-15 qua 02 trường hợp phân tích 75

3.30 So sánh nội lực Vách B14-2500x250-1 qua 02 trường hợp phân tích 76

3.31 So sánh nội lực Vách C14-2000x250-15 qua 02 trường hợp phân tích 77

3.32 So sánh nội lực Vách C14-2000x300-14 qua 02 trường hợp phân tích 78

3.33 So sánh nội lực Vách A19-1500x250-14 qua 02 trường hợp phân tích 79

3.34 So sánh nội lực Vách A19-2000x250-6 qua 02 trường hợp phân tích 80

3.35 So sánh nội lực Vách A19-2000x250-7 qua 02 trường hợp phân tích 81

3.36 So sánh nội lực Vách A19-2500x250-10 qua 02 trường hợp phân tích 82

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Số thứ tự Từ viết tắt Viết đầy đủ

2 BTCT Bê tông cốt thép

3 PTHH Phần tử hữu hạn

4 QCVN Quy chuẩn Việt Nam

5 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

6 TH1 Tổ hợp tải trọng 1

7 TH2 Tổ hợp tải trọng 2

1.1 Sự cần thiết của đề tài Đất nước ta hiện nay đang trong thời kỳ đổi mới, hội nhập quốc tế ngày càng sâu rộng, sự phát triển kinh tế trong những năm qua đã nâng cao mức sống của đại bộ phận người dân Việt Nam, các nhu cầu về ở nghỉ dưỡng, thư giản giải trí của người dân cũng dần phát triển và là một trong những ngành mang lại hiệu quả kinh tế rất to lớn Vì thế việc tìm kiếm sắp xếp và tổ chức các mô hình ở nghỉ dƣỡng luôn là một nhiệm vụ quan trọng

Tỉnh Bình Thuận, nằm ở miền Nam Trung Bộ, là một trong những tỉnh ven biển của nước ta, do đó, các cơ quan quản lý sẽ tập trung vào những mục tiêu phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.

- Phát huy lợi thế đặc thù về ở nghỉ dƣỡng, du lịch biển

- Phát triển ngành du lịch sinh thái tại địa phương

- Bảo vệ môi trường cảnh quan thiên nhiên (hệ sinh thái biển, )

Định hướng phát triển du lịch bền vững cần tập trung vào công nghiệp hóa và hiện đại hóa, nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân Điều này sẽ giúp giảm thiểu khoảng cách về đời sống và sinh hoạt giữa khu vực đô thị và nông thôn.

Để phát triển kinh tế xã hội bền vững, cần chú trọng bảo vệ môi trường sinh thái, đảm bảo an ninh quốc phòng và quản lý hiệu quả việc sử dụng đất đai.

Xây dựng và phát triển hệ thống hạ tầng kỹ thuật như giao thông, cấp thoát nước, xử lý nước thải, cấp điện và thông tin liên lạc là yếu tố quan trọng để cải thiện môi trường cảnh quan, đồng thời thúc đẩy du lịch và phục vụ du lịch tại địa phương.

- Cụ thể hóa chủ trương phát triển du lịch, kinh tế - xã hội và đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng của Tỉnh

Xác định khung kết cấu hạ tầng xã hội và hạ tầng kỹ thuật là yếu tố quan trọng để đảm bảo phát triển bền vững Việc này cần được thực hiện dựa trên quy hoạch chung và kế thừa một cách chọn lọc từ quy hoạch huyện Hàm Thuận.

Nam, quy hoạch chi tiết các khu chức năng đƣợc phê duyệt, các dự án đã điều chỉnh và đang triển khai theo chủ trương của cấp thẩm quyền

Để đảm bảo sự phát triển bền vững, việc lập quy hoạch chi tiết cho huyện Hàm Thuận Nam là cần thiết, bao gồm việc đề xuất danh mục các chương trình đầu tư và dự án chiến lược Đồng thời, cần kiểm soát phát triển và quản lý đô thị, điều chỉnh quy hoạch đã được cấp thẩm quyền phê duyệt để phù hợp với quy hoạch tổng thể của tỉnh Bình Thuận.

Quy hoạch xây dựng lại cần gắn liền với việc cải tạo và nâng cấp các khu vực hiện có, đảm bảo sự kết nối đồng bộ về hạ tầng kỹ thuật Mục tiêu là nâng cao điều kiện môi trường sống và cải thiện cảnh quan chung.

Bên cạnh việc phát triển không gian kiến trúc cảnh quan phục vụ nhu cầu du lịch sinh thái, đồ án còn hướng tới việc nắm bắt xu hướng phát triển đô thị tổng thể Mục tiêu là tạo ra khu dân cư đạt tiêu chuẩn, đáp ứng tốt nhất cho đời sống của người dân địa phương.

Khu căn hộ THANH LONG BAY được thiết kế với hình dáng uốn lượn và chiều cao biến đổi, tạo nên điểm nhấn kiến trúc độc đáo cho quần thể khu du lịch nghỉ dưỡng tương lai.

Theo TCVN 5574:2012 về kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối, khoảng cách tối đa giữa các khe co giãn nhiệt cho phép trong công trình BTCT có kết cấu bản đặc toàn khối hoặc bán lắp ghép là 25m mà không cần tính toán Ngoài ra, theo Tiêu chuẩn Eurocode 2, Mục 2.3.3, nếu khoảng cách dưới 30m, có thể bỏ qua ảnh hưởng của nhiệt và co ngót trong phân tích kết cấu; tuy nhiên, nếu khoảng cách vượt quá 30m, cần phải thực hiện tính toán và kiểm tra.

Công trình THANH LONG BAY được thiết kế bằng bê tông cốt thép toàn khối với chiều dài kết cấu trên 300m, vượt xa quy định của Tiêu chuẩn Việt Nam và Châu Âu hơn 10 lần, nhưng vẫn không thể cắt khe về nhiệt.

C Ơ CHẾ PHÁ HỦY CẤU TRÚC BÊ TÔNG

Tiếp xúc với nhiệt độ cao dẫn đến suy giảm hóa học trong bê tông, ảnh hưởng đến các phản ứng lý hóa trong quá trình gia nhiệt Những thay đổi vi cấu trúc hóa học của vật liệu sẽ làm biến đổi các tính chất nhiệt, thủy lực và cơ học của bê tông, gây ra các phản ứng hóa học quan trọng.

Bảng 2.2 Các phản ứng lý hóa chính trong bê tông dưới tác động của nhiệt độ cao

2.4.1.2 Ảnh hưởng tới độ dẫn nhiệt Độ dẫn nhiệt: Độ dẫn nhiệt của bê tông giảm khi nhiệt độ tăng do sự suy giảm của vi cấu trúc Các vi nứt cản trở sự truyền nhiệt Hàm lượng nước, loại cốt liệu, loại xi măng và công thức bê tông là những loại các tham số chính ảnh hưởng đến sự thay đổi của độ dẫn nhiệt Sự thay đổi độ dẫn nhiệt có thể đo đƣợc khi sự tăng nhẹ đầu tiên khoảng 15% trong khoảng từ 50 đến 90 o C (liên quan đến sự tăng độ dẫn nhiệt của nước) trước khi giảm, vì bê tông bắt đầu mất nước do bốc hơi

2.4.2 Sự không tương đồng giữa biến dạng hồ xi măng và cốt liệu

Sự biến thiên của hồ xi măng và cốt liệu bê tông do nhiệt độ gây ra được thể hiện rõ trong Hình 2.4 Trong khi cốt liệu liên tục giãn nở theo sự tăng nhiệt độ, hồ xi măng lại có sự giãn nở ban đầu nhưng sau đó lại co ngót mạnh khi nhiệt độ đạt mức cao Sự đối lập này giữa hồ xi măng và cốt liệu cho thấy ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất của bê tông.

Hình 2.4 Giãn nở và co ngót nhiệt của hồ xi măng và cốt liệu [8]

Hình 2.5 Cơ chế phá hủy bê tông do sự không tương đồng biến dạng tại giao diện tiếp xúc của hồ xi măng/cốt liệu ở nhiệt độ cao

Sự biến thiên trái ngược giữa hồ xi măng và cốt liệu tạo ra ứng suất kéo tại hồ xi măng và ứng suất nén tại cốt liệu, dẫn đến biến dạng trong bê tông Bài viết tổng quan về trạng thái ứng suất và sự phá hủy của bê tông dưới nhiệt độ cao, phân tích biến dạng nhiệt của cả hồ xi măng và cốt liệu khi chịu tải trọng cơ học Bốn nguyên nhân chính gây phá hủy kết cấu bê tông dưới nhiệt độ cao, trong đó gradient nhiệt và áp lực nước lỗ rỗng là hai nguyên nhân quan trọng nhất, gây bong vỡ bề mặt bê tông Các phản ứng lý hóa trong bê tông khi nhiệt độ tăng cao làm suy giảm cường độ, ảnh hưởng đến tính chất cơ học của các thành phần như C-S-H và portlandit Để hiểu rõ hơn về các nguyên nhân này, cần thực hiện nghiên cứu chuyên sâu và mô phỏng mô hình Tổng quan này là nền tảng cho các nghiên cứu về kết cấu bê tông chịu lửa và nhiệt độ cao tại Việt Nam.

B Ố TRÍ KHE CO GIÃN CHO CÔNG TRÌNH

Khe biến dạng, hay còn gọi là khe nở, khe lún, là khoảng hở hẹp được thiết kế để tách biệt các phần của công trình, nhằm hạn chế nứt nẻ do biến dạng Có ba loại khe biến dạng chính: khe nhiệt, khe lún và khe kháng chấn.

Khe co giãn, hay còn gọi là khe giãn nở, là yếu tố quan trọng trong các công trình lớn với chiều dài từ 50 đến 60m, giúp giảm thiểu hiện tượng co giãn của kết cấu do tác động của nhiệt độ môi trường Việc sử dụng khe co giãn là cần thiết để bảo vệ sự ổn định và bền vững của công trình.

Hình 2.6 Cấu tạo khe nhiệt

Khe nhiệt đóng vai trò quan trọng trong xây dựng, giúp các công trình bê tông chống lại sự giãn nở và co lại do thay đổi nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng, bê tông nở ra, trong khi khi nhiệt độ giảm, nó co lại, dẫn đến nguy cơ xuất hiện vết nứt và biến động trong cấu trúc Khe nhiệt tạo ra khoảng hở cần thiết, cho phép các bộ phận như tường, sàn và mái dãn nở tự do, từ đó giữ cho công trình ổn định và an toàn Do đó, kỹ sư xây dựng cần tính toán chính xác độ giãn nở của khe nhiệt để lắp đặt hợp lý, vì sai sót trong tính toán có thể ảnh hưởng lớn đến thẩm mỹ và độ an toàn của công trình.

* Cấu tạo của khe nhiệt và khi nào cần bố trí khe nhiệt?

Khe nhiệt trong cấu trúc công trình chỉ cần cắt qua thân mà không cần cắt qua hầm và móng, nhằm phân chia công trình thành các phần từ móng đến mái Tại vị trí móng, khe nhiệt được thiết kế chung, trong khi tại vị trí tường, cần phải tách rời.

Trong các công trình xây dựng, đặc biệt là nhà cao tầng, việc sử dụng khe nhiệt là rất quan trọng để hạn chế sự chia cắt công trình, tránh hư hỏng do dao động địa chấn Khi kích thước mặt bằng công trình vượt quá tiêu chuẩn cho phép mà không có biện pháp đảm bảo an toàn, việc bố trí khe nhiệt là cần thiết Khe nhiệt thường có bề rộng nhỏ hơn 50mm, phổ biến là từ 20 đến 30mm.

Cấu tạo mô hình khe nhiệt cho nhà cao tầng phụ thuộc vào hệ kết cấu chịu lực và kết cấu tường ngoài Đối với tường ngoài lắp ghép, khoảng cách tối đa giữa hai khe co giãn là 65m, trong khi với tường ngoài liền khối, khoảng cách cho phép là 45m.

Hình 2.8 Xử lý sự cố khi không có khe nhiệt

* Bề rộng của khe nhiệt và cách xử lý khe nhiệt?

Bề rộng của khe nhiệt: bề rộng của khe nhiệt còn phụ thuộc vào vị trí của công trình

Nếu công trình có vị trí bình thường (không có tác dụng của động đất, lún, ) thì thông thường khe nhiệt có bề rộng nhỏ hơn 50mm

Khi công trình cầu đường nằm ở khu vực có nguy cơ động đất, bề rộng khe nhiệt cần phải lớn hơn tổng chuyển vị ngang của hai đỉnh công trình do tác động của tải trọng động đất Việc này giúp ngăn chặn va chạm giữa các phần của công trình trong quá trình rung lắc do sang chấn.

Cách xử lý khe nhiệt sau khi hoàn thiện công trình là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả Cần áp dụng các biện pháp thích hợp để lấp khoảng hở lớn của khe nhiệt, đồng thời đảm bảo dãn nở tự do Ngoài ra, việc chống thấm và chống dột cho khe nhiệt cũng cần được thực hiện đúng quy cách để bảo vệ công trình.

Khe lún được hình thành trong các công trình có sự chênh lệch đáng kể giữa các khối nhà, chẳng hạn như khi kết hợp giữa khối thấp tầng và khối cao tầng Ngoài ra, khe lún cũng được áp dụng trong các công trình xây dựng trên nền đất có sức chịu tải không đồng đều.

* Khe nhiệt và khe kháng chấn chỉ cần cắt qua thân (không cắt qua hầm và móng)

* Khe lún: cắt qua thân hầm và móng Khoảng cách khe lún quy phạm là > 24 (m)

Khi thiết kế nhà cao tầng, việc phân chia công trình bằng khe co giãn, khe chống động đất và khe lún là rất quan trọng để điều chỉnh hình dáng và kích thước mặt bằng Tuy nhiên, các giải pháp kết cấu và thi công cần được cân nhắc kỹ lưỡng để hạn chế sự chia cắt, vì điều này có thể gây bất lợi cho kết cấu công trình Đầu tiên, tải trọng lớn của công trình khiến việc thi công móng ở hai bên khe lún gặp khó khăn Thứ hai, dao động do địa chấn có thể gây ra xô đẩy, làm hư hỏng công trình.

Việc chia cắt công trình cần hạn chế, nhưng cần thiết trong một số trường hợp Đối với khe co giãn, cần bố trí khi kích thước mặt bằng công trình vượt quá giá trị cho phép theo tiêu chuẩn mà không có biện pháp kết cấu an toàn Khoảng cách giữa hai khe co giãn ở nhà cao tầng phụ thuộc vào hệ kết cấu chịu lực và tường ngoài Cụ thể, với hệ khung vách BTCT toàn khối, khoảng cách cho phép là 65m nếu tường ngoài lắp ghép và 45m nếu tường ngoài liền khối Đối với khe lún, cần lưu ý rằng sự chênh lệch giữa các bộ phận công trình có thể gây hư hỏng, và không nên bố trí khe lún trong những trường hợp nhất định.

+ Công trình tựa trên nền cọc, nền đá hoặc trên các nền đƣợc gia cố đảm bảo độ lún của công trình là không đáng kể

Việc tính toán lún với độ tin cậy cao giúp đảm bảo độ chênh lún giữa các bộ phận nằm trong giới hạn cho phép Khe phòng chống động đất được bố trí tại các công trình thiết kế chống động đất trong những trường hợp cần thiết.

+ Kích thước mặt bằng vượt giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn

+ Nhà có tầng lệch tương đối lớn

+ Độ cứng và tải trọng của các bộ phận nhà chênh lệch nhau

Việc tạo khe co giãn, khe phòng chống động đất và khe lún cần tuân theo các nguyên tắc sau:

+ Các khe co giãn, khe phòng chống động đất và khe lún nên bố trí trùng nhau

Khe phòng chống động đất cần được thiết kế dọc theo chiều cao của ngôi nhà Nếu không cần thiết phải có khe lún, nên tránh việc cắt qua móng và thay vào đó, sử dụng giải pháp gia cố thêm móng tại vị trí của khe phòng chống động đất.

Khi thiết kế công trình chống động đất, cần tuân thủ các yêu cầu về khe co giãn và khe lún Độ rộng của các khe này phải được xác định dựa trên chuyển vị của đỉnh công trình do chuyển dịch móng gây ra Công thức tính chiều rộng tối thiểu của khe lún và khe phòng chống động đất là: δ min = V1 + V2 + 20mm.

V1 và V2 đại diện cho chuyển dịch ngang cực đại theo phương vuông góc với khe giữa hai bộ phận công trình Tại đỉnh của khối kề khe, chiều cao của nó nhỏ hơn chiều cao của hai khối bên cạnh.

Công trình nhà 100m dài thì biến dạng do giãn nở nhiệt cỡ 2,5cm (TCVN5574-2012):

T RƯỜNG NHIỆT ĐỘ VÀ ỨNG SUẤT NHIỆT TRONG BÊ TÔNG

Kết cấu bê tông khối lớn có thể gây ra sự thay đổi đáng kể về thể tích do tích tụ nhiệt thủy hóa xi măng, dẫn đến ứng suất kéo trong bê tông Khi ứng suất này vượt quá giới hạn kéo, bê tông sẽ bị nứt Sự thay đổi thể tích này xuất phát từ nhiều yếu tố, bao gồm quá trình co khô do mất nước và sự co nở nhiệt không đều do chênh lệch nhiệt độ giữa các phần của khối bê tông Do đó, việc chống nứt nhiệt cho bê tông khối lớn là cần thiết để kiểm soát sự phân bố nhiệt độ và ứng suất trong khối bê tông.

Sự hình thành và phân bố trường nhiệt độ trong bê tông khối lớn phụ thuộc vào các yếu tố nội tại như số lượng và loại phần tử, thông số nhiệt của vật liệu, loại và hàm lượng xi măng, cũng như các tính chất về nhiệt của nguyên vật liệu và nhiệt độ bê tông khi đổ Bên cạnh đó, các yếu tố bên ngoài như điều kiện môi trường, phương pháp bảo dưỡng, và các ràng buộc nhiệt cũng ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình này Trong thi công các công trình có khối tích lớn như dầm, sàn chuyển, và móng nhà siêu cao tầng, lượng nhiệt thủy hóa xi măng rất lớn, dẫn đến sự phân bố nhiệt độ và ứng suất phức tạp Tuy nhiên, việc xác định trường nhiệt độ và ứng suất của những kết cấu này gặp nhiều khó khăn do số lượng phần tử và các thông số điều kiện biên lớn.

2.6.1 Lý thuyết về quá trình truyền nhiệt và ứng suất do hiệu ứng nhiệt

2.6.1.1 Phương trình vi phân chủ đạo của quá trình truyền nhiệt

Quá trình truyền nhiệt ba chiều trong môi trường bất đẳng hướng được mô tả bởi phương trình:

(2.1) trong đó: ρ: khối lƣợng thể tích của bê tông, [kg/m 3 ]; C: tỷ nhiệt của bê tông,

Nhiệt độ tại tọa độ (x,y,z) tại thời điểm t được ký hiệu là T(x,y,z,t) và được đo bằng độ Celsius [0 C] Các hệ số dẫn nhiệt của vật liệu theo các phương x, y, z lần lượt được ký hiệu là λ x, λ y, λ z Ngoài ra, nhiệt sinh ra trong một đơn vị thể tích được biểu thị bằng q, đơn vị là [kcal/m³].

Tại biên nhiệt độ không đổi T = T 0 : T (x, y, z, t) = T 0 với t > 0 (2.2) Tại biên truyền nhiệt:

Trong nghiên cứu truyền nhiệt, các ký hiệu nx, ny, nz đại diện cho cosin chỉ phương của mặt truyền nhiệt Nhiệt sinh ra trong một đơn vị thể tích tại thời điểm t được ký hiệu là q(t) và được đo bằng kcal/m³ Hệ số đối lưu, ký hiệu h c, được tính bằng kcal/m².h.°C.

T ∞ : nhiệt độ tại mặt đối lưu, [ 0 C]

2.6.1.2 Các thông số tính toán nhiệt a Nguồn nhiệt và tăng nhiệt độ đoạn nhiệt của bê tông

Xi măng pooclăng thông thường có chứa các thành phần khoáng clinke như

C 3 S, C 2 S, C 3 A, và C 4 AF khi tác dụng với nước sẽ xảy ra phản ứng thủy hóa, sinh ra nhiệt Tốc độ phản ứng và lượng nhiệt phát ra phụ thuộc vào hàm lượng xi măng và thành phần khoáng Bê tông có tính dẫn nhiệt thấp, khiến nhiệt thủy hóa không kịp thoát ra ngoài và tích tụ trong khối bê tông Tốc độ tỏa nhiệt tỷ lệ thuận với tỷ số diện tích bề mặt thoát nhiệt trên thể tích bê tông, do đó, đối với bê tông khối lớn, tốc độ thoát nhiệt chậm hơn nhiều so với các cấu trúc bê tông thông thường Quá trình trao đổi nhiệt trong bê tông khi xảy ra phản ứng thủy hóa và đóng rắn có thể xem là quá trình đoạn nhiệt, với lượng nhiệt thoát ra từ phản ứng thủy hóa xi măng là nguồn nhiệt cho quá trình truyền nhiệt trong bê tông Đại lượng q trong công thức (2.1) thể hiện nguồn nhiệt trên một đơn vị thể tích Tại hội thảo năm 1985 ở Tokyo, Tanabe đã đưa ra công thức xác định nguồn nhiệt đơn vị q và quy luật tăng nhiệt độ đoạn nhiệt trong bê tông, được Hiệp hội kỹ sư xây dựng Mỹ - ASCE công nhận vào năm 1986.

Trong nghiên cứu này, nhiệt sinh ra trong một đơn vị thể tích bê tông được ký hiệu là q, đo bằng kcal/m³ Khối lượng thể tích của bê tông được biểu thị bởi ρ, tính bằng kg/m³ Tỷ nhiệt của bê tông, ký hiệu là C, được đo bằng kcal/kg.°C Thời gian được tính bằng t, đơn vị là ngày Hệ số α thể hiện mức độ thủy hóa của bê tông, trong khi K là nhiệt độ tối đa của bê tông trong điều kiện đoạn nhiệt.

[ 0 C]; T ad : nhiệt độ của bê tông trong điều kiện đoạn nhiệt ở tuổi t (ngày), [ 0 C]

Để tính toán nguồn nhiệt q và xác định trường nhiệt độ trong khối bê tông, cần biết giá trị K và α Tuy nhiên, việc xác định K và α rất phức tạp do quá trình sinh nhiệt kéo dài và phụ thuộc vào nhiều yếu tố Nghiên cứu thực nghiệm cho thấy K và α phụ thuộc trực tiếp vào hàm lượng xi măng, loại xi măng sử dụng, và nhiệt độ vữa bê tông khi đổ Cụ thể, với cùng một loại xi măng, khi hàm lượng xi măng và nhiệt độ vữa bê tông tăng, K và α cũng sẽ tăng theo Do đó, để giảm nhiệt độ trong khối bê tông, cần giảm hàm lượng xi măng và nhiệt độ ban đầu của vữa bê tông Nhiệt độ tại tâm khối bê tông trong điều kiện đoạn nhiệt có thể được xác định bằng phương pháp thực nghiệm theo công thức (2.6).

Trong đó, t là tuổi bê tông tính bằng ngày; Q(t) tương đương với T ad là nhiệt độ đoạn nhiệt của bê tông ở tuổi t, tính bằng độ C; Q ∞ là nhiệt độ tối đa của bê tông trong điều kiện đoạn nhiệt, cũng tính bằng độ C; r AT và s AT là các thông số thể hiện tốc độ thay đổi nhiệt độ; và t0,Q là tuổi bê tông bắt đầu nâng nhiệt, được tính bằng ngày.

Các đại lượng Q∞, r AT, s AT và t 0,Q trong công thức (2.6) được xác định là hàm số của nhiệt độ bê tông khi đổ, cũng như hàm lượng xi măng tùy thuộc vào loại xi măng được sử dụng Nhiệt độ bê tông khi đổ, hay còn gọi là nhiệt độ ban đầu, đóng vai trò quan trọng trong quá trình thi công.

Theo [8, 9] nhiệt độ bê tông khi đổ đƣợc tính theo nhiệt độ và hàm lƣợng của các thành phần bê tông khi trộn, xác định theo công thức (2.7):

(2.7) trong đó: T m : Nhiệt độ bê tông sau khi đƣợc trộn với các vật liệu đã làm mát ( 0 C); C s :

Tỷ nhiệt của xi măng và cốt liệu được xác định với C s = 0,2, bao gồm các yếu tố như khối lượng (kg/m³) và nhiệt độ (°C) của cốt liệu (W g , T g), xi măng (W c , T c) và nước (W m , T m).

Nhiệt độ thực tế có thể vượt quá giá trị tính toán theo công thức 8 do nhiều yếu tố như nhiệt thủy hóa của xi măng, nhiệt ma sát trong quá trình trộn, và hiện tượng nóng cơ học từ máy trộn, cùng với ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường.

Nhiệt độ môi trường có tác động trực tiếp đến nhiệt độ tối đa và quá trình giảm nhiệt độ của bê tông trong quá trình đổ Để tính toán, nhiệt độ môi trường thường được xác định dựa trên nhiệt độ trung bình hàng ngày trong vòng 3 năm tại công trường hoặc thông qua số liệu quan trắc khí tượng tại khu vực thi công.

Tại biên không thay đổi nhiệt độ, nhiệt độ được xác định theo nhiệt độ trung bình cố định tại mặt tiếp xúc, chẳng hạn như nền đất trong thi công đài móng, với giá trị là nhiệt độ trung bình năm Ngược lại, tại biên đối lưu, nhiệt độ sẽ phụ thuộc vào loại cốp pha, thời gian tháo khuôn, vật liệu bảo dưỡng cũng như phương pháp và thời gian bảo dưỡng.

2.6.1.3 Quan hệ giữa trường ứng suất và nhiệt độ

Theo [5], mối quan hệ giữa ứng suất nhiệt và nhiệt độ trong khối bê tông thể hiện trong công thức:

Công thức (2.8) chỉ ra rằng ứng suất nhiệt tại điểm khảo sát, ký hiệu là {σ}, tỷ lệ thuận với chênh lệch nhiệt độ ΔT; khi ΔT tăng, ứng suất nhiệt trong bê tông cũng tăng, dẫn đến nguy cơ nứt nhiệt do ứng suất vượt quá giới hạn bền kéo của bê tông Do đó, để ngăn chặn nứt cho bê tông khối lớn, việc kiểm soát chênh lệch nhiệt độ ΔT trong giới hạn cho phép là rất quan trọng.

2.6.2 Quy trình phân tích trường nhiệt độ và ứng suất trong bê tông khối lớn

Phân tích nhiệt độ và ứng suất trong bê tông khối lớn được thực hiện bằng phương pháp PTHH, với nhiều phần mềm hỗ trợ như ANSYS, ABAQUS, SAFE, và ETABS Nghiên cứu này sử dụng phần mềm SAFE và ETABS để khảo sát mô hình tính toán, quy trình thực hiện gồm 6 bước được mô tả trong sơ đồ khối.

Hình 2.10 Quy trình phân tích trường nhiệt độ, ứng suất trong bê tông khối lớn bằng phương pháp PTHH

Đ IỀU KIỆN TỰ NHIÊN , THỦY VĂN KHU VỰC DỰ ÁN

Địa hình Bình Thuận chủ yếu là đồi núi thấp và đồng bằng ven biển hẹp, kéo dài theo hướng đông bắc - tây nam Khu vực này được phân hóa thành bốn dạng địa hình chính: đất cát và cồn cát ven biển chiếm 18,22%, đồng bằng phù sa chiếm 9,43%, vùng đồi gò chiếm 31,65% và vùng núi thấp chiếm 40,7% tổng diện tích đất tự nhiên.

Vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo này đặc trưng bởi nhiều nắng và gió, không có mùa đông và là nơi khô hạn nhất cả nước Khí hậu tại đây được phân chia thành hai mùa rõ rệt: mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 và mùa khô.

Mùa khô ở khu vực này diễn ra từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, tuy nhiên, thực tế mùa mưa chỉ tập trung chủ yếu vào ba tháng 8, 9 và 10 Do đó, mùa khô thực sự thường kéo dài hơn so với thời gian dự kiến.

Bình Thuận sở hữu 10 loại đất với 20 tổ đất khác nhau, trong đó có các kiểu rừng như rừng gỗ lá rộng, rừng rụng lá, và rừng hỗn giao lá kim Ngoài ra, vùng đất này còn có sự đa dạng về khoáng sản, bao gồm vàng, wolfram, chì, kẽm, nước khoáng và các loại phi khoáng khác Đặc biệt, nước khoáng, sét và đá xây dựng tại Bình Thuận có giá trị thương mại và công nghiệp cao.

Bình Thuận có hệ thống sông ngòi ngắn và không ổn định về lượng nước, với dòng chảy mạnh trong mùa mưa và tình trạng khô hạn vào mùa nắng Tỉnh này nổi bật với bốn con sông lớn.

Lũy, sông Lòng Sông, sông Cái và Sông Cà Ty

Sông Lòng Sông bắt nguồn từ dãy núi giữa hai tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận, chảy theo hướng Bắc-Nam dọc theo ranh giới giữa hai quận Tuy Phong và Phan Lý Chàm Tổng chiều dài của sông khoảng 40 km, từ nguồn đến cửa biển.

Sông Lũy bắt nguồn từ cao nguyên Tuyên Đức, chảy dài 40 km theo hướng Bắc-Nam đến ranh giới quận Hòa Đa Sau đó, sông rẽ hướng Tây-Đông và tiếp tục kéo dài hơn 20 km Với lòng sông hẹp và quanh co, Sông Lũy thường gặp phải tình trạng lụt lội vào mùa mưa.

Sông Cái phát nguồn từ cao nguyên Lâm Đồng chảy qua địa phận Thiện Giáo, rồi chảy theo hướng Bắc-Nam và dài khoảng 40 cây số

Sông Cà Ty phát nguồn từ cao nguyên phía Tây và chảy theo hướng Đông-Nam, dài

Khu vực này có khí hậu nhiệt đới gió mùa với đặc điểm ít mưa, nóng ẩm và ít bão lớn Nơi đây nhận được nhiều ánh nắng và cường độ ánh sáng mạnh Khí hậu được chia thành hai mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau.

Cao đều trong năm, nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 27 o C

Số giờ nắng trung bình trong năm 2919 giờ

Mùa mƣa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10 hàng năm, chiếm hơn 80% lƣợng tổng lƣợng mƣa Mƣa tập trung nhiều nhất vào tháng 7 và tháng 9

Lƣợng mƣa trung bình khoảng 739 mm/năm (Suất bảo đảm 50% )

* Lƣợng bốc hơi, độ ẩm:

- Lƣợng bốc hơi cao nhất xảy ra vào các tháng mùa khô Lƣợng bốc hơi trung bình tháng và năm cụ thể trong bảng sau:

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII NĂM

- Lƣợng bốc hơi trung bình 1467,3 mm/năm

- Độ ẩm trung bình không khí 83,9 %

Hàng năm có 2 loại gió chính ảnh hưởng đến khí hậu là:

- Hai mùa gió đi theo hai mùa mƣa và khô

- Về mùa mƣa từ tháng 5 đến tháng 10, gió thịnh hành là Tây Nam Mùa khô từ tháng

11 đến tháng 4 năm sau gió thịnh hành là Đông Bắc

- Tốc độ gió trung bình đạt 3,5 m/s

- Khu vực này ít chịu ảnh hưởng của bão lớn, tuy nhiên giông, gió giật, quét và lốc xoáy là các hiện tượng thường xảy ra

Hệ thống thuỷ văn của huyện có lượng nước lớn, nhưng thường gây lũ vào mùa mưa và cạn kiệt vào mùa khô, ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống của người dân Trong mùa mưa, dòng chảy chiếm tới 70% tổng lượng nước cả năm, trong khi các khe suối nhỏ chỉ có nước vào mùa này Để khai thác hiệu quả nguồn nước phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt, cần xây dựng trạm bơm trên các con sông lớn và hệ thống hồ đập chứa nước để điều tiết lượng nước giữa các khu vực và mùa.

- Khu đất có địa hình kéo dài

Khu vực này đang phát triển với một số dự án đã được phê duyệt Quy hoạch chi tiết xây dựng tỷ lệ 1/500, nhằm tạo ra một quần thể du lịch nghỉ dưỡng đa dạng và tiện nghi trong tương lai Các dự án nổi bật bao gồm Khu du lịch Ngọn Hải Đăng và Khu du lịch Hòn Lan của Công ty Cổ phần Xây dựng Mới.

PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ MÔI TRƯỜNG ĐẾN PHẢN ỨNG CỦA CÔNG TRÌNH

Ngày đăng: 01/04/2022, 20:21

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[8] JSCE (2007), Standard specifications for concrete structures – 2007 “Materials and Construction” Sách, tạp chí
Tiêu đề: Materials and Construction
Tác giả: JSCE
Năm: 2007
[13] SAP2000, Guidelines for Nonlinear Analysis of Bridge Structures in California. Berkeley, CA: Pacific Earthquake Engineering Research (PEER) Center Sách, tạp chí
Tiêu đề: Guidelines for Nonlinear Analysis of Bridge Structures in California
[1] Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 02:2009/BXD Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng Khác
[2] Nguyễn Tiến Đích (2010), Công tác bê tông trong điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam, NXB Xây dựng, Hà Nội Khác
[3] Hồ Ngọc Khoa (2011), Nghiên cứu biến dạng lớp của kết cấu bê tông, thi công theo phương pháp toàn khối, trong thời gian đầu đóng rắn, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp trường, Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội Khác
[4] Bazenov IU.M., Bạch Đình Thiên, Trần Ngọc Tính (2004), Công nghệ bê tông, NXB Xây dựng, Hà Nội Khác
[5] J.E Akin (1994), Finite Element for Analysis and Design, Academic Press Khác
[6] B. Gebhart (1993), Heat Condtion and Mass Diffusion, McGraw-Hill Khác
[7] JCI, VCA (2011), Hướng dẫn kiểm soát nứt trong bê tông khối lớn – phiên bản 2008, VCA, Hà Nội Khác
[9] P. P. Bamforth, D.Chisholm, J.Gibbs, T.Harrison, Bamforth, D.Chisholm, J.Gibbs, Properties of Concrete for use in Eurocode 2, The Concrete centre Khác
[10] TCVN 9386-2012, Thiết kế công trình chịu động đất, Tiêu chuẩn quốc gia Khác
[11] TCVN 2737 – 1995, Tải trọng và tác động, Tiêu chuẩn quốc gia Khác
[12] Chu Quốc Thắng (1997), Phương pháp Phần tử hữu hạn, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội Khác
[15] TCVN 5574:2012, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Khác
[16] Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống, Nguyễn Xuân Liên, Trịnh Kim Đạm, Nguyễn Xuân Liên, Nguyễn Phấn Tấn (2001), kết cấu bê tông cốt thép (phần cấu kiện cơ bản), Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội Khác
[17] Ngô Thế Phong, Lý Trần Cường, Trịnh Kim Đạm, Nguyễn Lê Ninh (1996), kết cấu bê tông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa), Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội Khác
[18] Nguyễn Đình Cống (2008), sàn bê tông cốt thép toàn khối, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội Khác
[19] Trịnh Kim Đạm, Lê Bá Huế (2006), khung bê tông cốt thép, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội Khác
[20] Ngô Thế Phong, Lý Trần Cường, Đinh Chính Đạo, Phan Quang Minh (2005), kết cấu bê tông cốt thép (phần kết cấu đặc biệt), Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội Khác
[21] Nguyễn Đình Cống (2009), thực hành tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo TCVN 356:2005, Nhà xuất bản Xây Dựng Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 2.1 Biến thiên của biến dạng theo nhiệt độ của các loại đá cốt liệu khác  nhau [3] - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 2.1 Biến thiên của biến dạng theo nhiệt độ của các loại đá cốt liệu khác nhau [3] (Trang 24)
Hình 2.4 Giãn nở và co ngót nhiệt của hồ xi măng và cốt liệu [8] - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 2.4 Giãn nở và co ngót nhiệt của hồ xi măng và cốt liệu [8] (Trang 27)
Hình 2.7 Cấu tạo mô hình khe nhiệt - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 2.7 Cấu tạo mô hình khe nhiệt (Trang 30)
Hình 2.8 Xử lý sự cố khi không có khe nhiệt - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 2.8 Xử lý sự cố khi không có khe nhiệt (Trang 31)
Hình 2.9 Khe nhiệt cho công trình cầu đường - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 2.9 Khe nhiệt cho công trình cầu đường (Trang 31)
Hình 2.10 Quy trình phân tích trường nhiệt độ, ứng suất trong bê tông khối lớn bằng phương  pháp PTHH - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 2.10 Quy trình phân tích trường nhiệt độ, ứng suất trong bê tông khối lớn bằng phương pháp PTHH (Trang 39)
Hình 3.5 Mặt bằng công trình - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 3.5 Mặt bằng công trình (Trang 46)
Hình 3.7 Mô hình không gian kết cấu công trình - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 3.7 Mô hình không gian kết cấu công trình (Trang 48)
Hình 3.23  Biểu đồ ứng suất Smin – Bottom Face Tầng 8 (TT+HT) - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 3.23 Biểu đồ ứng suất Smin – Bottom Face Tầng 8 (TT+HT) (Trang 59)
Hình 3.25 Lực dọc Vách A4-1500x250-12 Tầng 4-8 - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 3.25 Lực dọc Vách A4-1500x250-12 Tầng 4-8 (Trang 68)
Bảng 3.8 So sánh nội lực Vách B4-3000x250-2 qua 02 trường hợp phân tích - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Bảng 3.8 So sánh nội lực Vách B4-3000x250-2 qua 02 trường hợp phân tích (Trang 69)
Hình 3.29 Lực dọc Vách B4-3000x300-13 Tầng 4-8 - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 3.29 Lực dọc Vách B4-3000x300-13 Tầng 4-8 (Trang 70)
Hình 3.31 Lực dọc Vách B4-3000x250-6 Tầng 4-8 - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 3.31 Lực dọc Vách B4-3000x250-6 Tầng 4-8 (Trang 71)
Hình 3.33 Lực dọc Vách  B4-3000x300-9  Tầng 4-8 - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 3.33 Lực dọc Vách B4-3000x300-9 Tầng 4-8 (Trang 72)
Hình 3.35 Lực dọc Vách C4-3000x250-3 Tầng 4-8 - (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của tải trọng nhiệt đến ứng xử của nhà cao tầng có kiến trúc phức tạp kích thước lớn
Hình 3.35 Lực dọc Vách C4-3000x250-3 Tầng 4-8 (Trang 73)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w