Đang tải... (xem toàn văn)
Kết cấu xây dựng Kết cấu xây dựng là cơ kết cấu của các cấu kiện xây dựng. Kết tiếng Hán (結) có nghĩa là thắt nút, liên kết và cấu (構) có nghĩa là làm ra, tạo ra hay tác phẩm. Kết cấu hoặc tĩnh học (tiếng Anh là statics, tiếng Đức là Statik) trong tiếng Hy Lạp cổ là statike (techne) có nghĩa (nghệ thuật của) cân bằng, hoặc statikos là mang lại trạng thái cân bằng. Kết cấu xây dựng phục vụ việc tính toán và thiết kế công trình trong ngành xây dựng. Đó là một công cụ cho việc thiết kế xây dựng và cùng với lý thuyết mô hình hóa và lý thuyết cấu kiện, nó hình thành nên lý thuyết công trình.Nội dung của nó bao gồm việc tính toán các lực đỡ, nội lực và biến dạng do tác động của ngoại lực lên một hệ chịu lực của công trình xây dựng. Bên cạnh tĩnh lực còn có các tác động khác: thay đổi nhiệt độ, co ngót ẩm, từ biến, biến dạng gối. Lý thuyết độ bền vật liệu (ví dụ lý thiết đàn hồi elasticity, lý thuyết chảy plasticity) cũng thuộc về kết cấu xây dựng. Kết cấu xây dựng là cơ sở cho việc thiết kế công trình trong trạng thới giới hạn độ bền (ultra limit states ULS) và trạng thái giới hạn sử dụng (serviceability limit states SLS)
Kết cấu xây dựng Kết cấu xây dựng Bởi: Wiki Pedia Kết cấu tĩnh học (tiếng Anh statics, tiếng Đức Statik) tiếng Hy Lạp cổ statike (techne) có nghĩa (nghệ thuật của) cân bằng, statikos mang lại trạng thái cân Kết cấu xây dựng phục vụ việc tính toán thiết kế công trình ngành xây dựng Đó công cụ cho việc thiết kế xây dựng với lý thuyết mô hình hóa lý thuyết cấu kiện, hình thành nên lý thuyết công trình Nội dung bao gồm việc tính toán lực đỡ, nội lực biến dạng tác động ngoại lực lên hệ chịu lực công trình xây dựng Bên cạnh tĩnh lực có tác động khác: thay đổi nhiệt độ, co ngót ẩm, từ biến, biến dạng gối Lý thuyết độ bền vật liệu (ví dụ lý thiết đàn hồi - elasticity, lý thuyết chảy - plasticity) thuộc kết cấu xây dựng Kết cấu xây dựng sở cho việc thiết kế công trình trạng thới giới hạn độ bền (ultra limit states - ULS) trạng thái giới hạn sử dụng (serviceability limit states - SLS) Giới hạn khái niệm Khái niệm Tĩnh học, Cơ học Cơ kết cấu thường dùng lẫn lộn gắn với mặt toán học, vật lý học lý thuyết, Kết cấu xây dựng Cơ kết cấu xây dựng có mục đích ứng dụng Cơ học kết cấu vào ngành xây dựng Vì việc kiến tạo hệ chịu lực công trình thiết kế cấu kiện (xác định kích thước yêu cầu, mặt cắt, lượng cốt thép, v.v.) đặt lên hàng đầu Nhà kết cấu xây dựng nhà thiết kế xây dựng - thường Kỹ sư xây dựng Kiến trúc sư - đảm nhiệm công việc thiết kế xây dựng Nhiệm vụ Kết cuối việc thiết kế xây dựng tính kết cấu thuyết minh chứng tỏ hệ chịu lực chọn thỏa mãn tiêu chuẩn xây dựng bắt buộc Yêu cầu quan trọng kết cấu xây dựng kết cấu hệ chịu lực phải nằm trạng thái cân ổn định Một phần quan trọng kết cấu xây dựng mô hình hóa hệ chịu lực mẫu từ công trình xây dựng phức tạp (ngôn ngữ 1/4 Kết cấu xây dựng ngành gọi "bổ kết cấu") để tính toán giới hạn công sức hợp lý kinh tế Quá trình tính toán kết cấu xây dựng tiếp tục với việc xác định ngoại lực tác động (Chú thích: tác giả dùng từ [ngoại tác] thay cho tải trọng ngoại lực tác nhân lực - trọng lực, gió, động đất, v.v - có tác nhân lực khác nhiệt, biến dạng cưỡng bức, v.v.) Từ tính nội lực cấu kiện Lực tác động truyền qua cấu kiện xuống đến móng công trình Hệ chịu lực - Kết cấu xây dựng chia làm hai nhóm Hệ chịu lực * Hệ Hệ giàn (Thanh, Dầm, Cột, Khung) * Hệ chịu lực mặt, bao gồm Bản, Tấm, Vỏ cứng Màng Ngoại tác (ngoại lực, tải trọng)của hệ chịu lực kết cấu xây dựng phải ý đến bao gồm: * Trọng lực * Lực giao thông * Lực gió * Lực sử dụng * Lực nước * Lực đất * Động đất * Nhiệt * Cưỡng * v.v Các lực động (va chạm, rung, dao động, động đất, v.v.) thường tính quy chuyển sang lực tĩnh trước dùng để tính toán cho công trình xây dựng 2/4 Kết cấu xây dựng Tính toán kết cấu xây dựng Lý thuyết tính Các lý thuyết tính toán cho kết cấu dựa giả thuyết gần đúng, quan trọng phải kể đến lý thuyết bậc I, bậc II, bậc III: * Lý thuyết bậc I: tính toán lực hệ chịu lực không biến dạng Điều có nghĩa biến đổi hình học hệ chịu lực tải trọng tác động bị bỏ qua Việc chấp nhận biến dạng nhỏ không làm ảnh hưởng đến kết tính toán Khi việc ổn định hệ chịu lực có nguy bị ảnh hưởng việc tính toán thay đổi hình học hệ chịu lực biến dạng phải trọng Ngoài nhìn chung sai lệch không mong muốn hệ chịu lực so với hình học thiết kế (ví dụ độ lệch xiên cột) tiền biến dạng cấu kiện (ví dụ độ cong chịu nén) cần phải ý * Lý thuyết bậc II: việc quay cấu kiện nhỏ đủ bỏ qua Từ giả thiết tính gần sin φ = φ cos φ = * Lý thuyết bậc III: tính toán xét đến độ quay hệ chịu lực Khi ổn định hệ chịu lực (ví dụ gẫy (!?) phồng (!?), đặc biệt tính toán cho vật liệu mảnh thép, nhôm, v.v.]) người tính phải tính toán cho tiêu chuẩn đặc biệt cho loại biến dạng phá hoại Phương pháp tính Các phương pháp tính toán bản: * Phương pháp lực * Phương pháp chuyển vị o Phương pháp chuyển vị cổ điển o Phương pháp tính máy (Phần tử hữu hạn - FEM) Phân loại Kết cấu xây dựng Kết cấu xây dựng phân loại theo Vật liệu xây dựng qua có phương pháp tính toán quy trình thiết kế khác nhau: • Xây dựng khối: Bê tông, Bê tông cốt thép, Bê tông dự ứng lực, Gạch 3/4 Kết cấu xây dựng • • • • • • Xây dựng thép: Thép kim loại khác, đặc biệt Nhôm Xây dựng liên kết: Bê tông thép Xây dựng gỗ: Gỗ Xây dựng chất dẻo: Chất dẻo Xây dựng móng: đất, đá Thủy tinh Ngoài kết cấu xây dựng phân loại theo dạng công trình: • Kết cấu xây dựng cao tầng: nhà thấp tầng, nhà cao tầng, nhà công nghiệp, v.v • Kết cấu cầu: cầu giản đơn, cầu dây văng, cầu treo, v.v • Kết cấu hầm: hầm bộ, hầm qua núi, mêtrô, v.v 4/4