Đang tải... (xem toàn văn)
MỘT SỐ VẤN ĐỀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHƯA ĐƯỢC SÁNG TỎ, ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH. MỘT SỐ VẤN ĐỀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHƯA ĐƯỢC SÁNG TỎ, ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH. MỘT SỐ VẤN ĐỀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHƯA ĐƯỢC SÁNG TỎ, ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH. MỘT SỐ VẤN ĐỀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHƯA ĐƯỢC SÁNG TỎ, ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH. MỘT SỐ VẤN ĐỀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHƯA ĐƯỢC SÁNG TỎ, ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH. MỘT SỐ VẤN ĐỀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHƯA ĐƯỢC SÁNG TỎ, ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH. MỘT SỐ VẤN ĐỀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHƯA ĐƯỢC SÁNG TỎ, ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH.
một số vấn đề tính toán thiết kế cha đợc sáng tỏ, ảnh hởng đến chất lợng công trình SOME UNCLARIFIED POINTS IN DESIGN CALCULATION IMPACTING ON THE QUALITY OF THE WORKS ABSTRACT: In the report, the author has briefly stated the main causes resulting in occurence and break-down of the works Of which the author has deeply analyzed some causes due to the design that hasn t fully dealt with: - Irrational selection of calculation plan - Lack of calculation for compactability between house and foundation - Inaccurate determination of foundation coefficient in the structure calculation problem in the elastic form - Unclear points in loading compound - Omission of impact of retaining wall invertical rigid foundation under horizontal loading Finally, the author recommends the Ministry of Construction to add some more sufficient codes, standards of design Một số nguyên nhân chủ yếu Có nhiều nguyên nhân khác dẫn đến cố h hỏng công trình Theo kể dới số nguyên nhân dễ thấy: Công tác đo đạc địa hình, khảo sát địa kỹ thuật, khảo sát đánh giá trạng công trình cần cải tạo cha phản ánh thực tế khu vực xây dựng Công tác tính toán thiết kế số vấn đề cha đợc làm sáng tỏ, cha đợc quy phạm Việt Nam đa vào áp dụng Công tác thẩm định, giám định để lọt lới số sai phạm không nhỏ Công tác thi công xây lắp giá bỏ thầu thấp nên số khâu cha làm hồ sơ thiết kế Đa vật t chất lợng vào công trình, giảm bớt khối lợng vật liệu số khâu khó nhìn thấy Công tác giám sát thi công quan t vấn giám sát cha sâu sát cha có mặt thờng xuyên trờng nể nang cha cơng xử lý trờng hợp sai phạm kỹ thuật đơn vị thi công Chủ đầu t cha có đội ngũ cán kỹ thuật ngành nghề đủ mạnh để giám sát chất lợng công trình phó thác cho quan t vấn giám sát cán kỹ thuật bên xây lắp (bên B) 7 Thất thoát chi phí thoái thác đợc, quan hệ cần thiết (mà hay gọi dầu mỡ bôi trơn) để cỗ máy hoạt động công trình đợc trơn tru từ khởi công đến kết thúc Các định mức chi phí thiết kế thẩm định, giám sát thi công nhân công xây lắp thấp so với mặt khu vực giới Trong nguyên nhân dễ thấy nói trên, sâu phân tích nguyên nhân thứ 2 việc tính toán thiết kế kết cấu công trình số vấn đề cha đợc làm sáng tỏ, ảnh hởng đến chất lợng công trình 2.1 Chọn sơ đồ tính toán cha sát với làm việc thực tế kết cấu Trong bớc thiết kế kết cấu công trình, chọn sơ đồ tính toán hợp lý khâu quan trọng Song số sơ đồ tính toán hành cha đợc hợp lý: 2.1.1 Sơ đồ coi chân cột đợc ngàm cứng vào đất (không có chuyển vị thẳng đứng, chuyển vị ngang, chuyển vị xoay ) cha với thực tế Trong biểu thức thiết lập mối quan hệ kết cấu bên với đất móng cột trờng hợp hệ số đồng cho thấy móng có chuyển vị chuyển vị xoay Y= R Kn (1) = M Km (2) Trong đó: Y - Độ lún móng R - Phản lực dới đáy móng Kn - Độ cứng chống lún Kn = CzF - Góc xoay móng M - Mô men đế móng Km - Độ cứng chống xoay Km = CJ Cz, C - Hệ số theo phơng đứng, xoay F - Diện tích đáy móng J - Mo men quán tính móng theo phơng làm việc Theo biểu thức (1) (2) chân cột chôn vào đất Muốn chuyển vị thẳng đứng chuyển vị xoay hệ số độ cứng Kn, Km tiến đến vô tức hệ số Cz, C tiến đến vô Đó trờng hợp chân cột chôn ngàm vào lớp đá cứng có hệ số C z = 100.000 ữ1500.000T/m3 Thông thờng móng nhà chôn đất sét, đất cát độ chặt trung bình có hệ số bé nên coi nh ngàm cứng đợc Tính toán kết cấu bên theo sơ đồ ngàm cứng chân cột theo sơ đồ ngàm đàn hồi nội lực có khác từ 1,5 ữ lần xem ví dụ số 2.1.2 Sơ đồ cắt rời phần kết cấu bên móng bên dới chân cột để tính móng sơ đồ cha hợp lý Dới tác dụng dạng tải trọng theo sơ đồ đợc coi ngàm chân cột tìm nội lực trờng hợp Sau tổ hợp tìm đợc cặp nội lực bất lợi chân cột, ngời thiết kế thờng lấy kết tổ hợp làm ngoại lực tác dụng lên móng để thiết kế móng Móng móng đơn, móng cọc móng băng, tuỳ theo loại đất Tính toán móng theo sơ đồ cắt rời theo sơ đồ không cắt rời cho kết Nội lực kết cấu bên khác đến 1,5 lần xem ví dụ Kết tính lún móng đơn biến dạng móng băng cho thấy chân cột có lún không Sự lún không móng chân cột gây nội lực kết cấu bên Yếu tố phân phối lại nội lực cho kết cấu bên lún không gây thờng bị bỏ qua 2.1.3 Các nút khung kết cấu bên coi nh tuyệt đối cứng cha hợp lý Kết nghiên cứu số tác giả cho thấy nút khung không cứng tuyệt đối mà có độ mềm định gọi ngàm đàn hồi [1] Độ đàn hồi nút bao nhiêu, cần có thí nghiệm chứng minh rút dẫn để áp dụng Tính toán kết cấu coi nút tuyệt đối cứng dẫn đến mômen nút lớn mô men bụng gần lần xem ví dụ 2.2 Cha tính toán tơng tác nhà Nh nêu, sơ đồ tính xem chân cột ngàm cứng vào đất nền, cắt rời phần móng chân cột để tính móng (đợc quy phạm chấp nhận) cha phản ánh làm việc thực kết cấu dẫn đến sai số phần kết cấu bên sai số phần móng bên dới lớn xem ví dụ Đúng đắn tính toán sơ đồ làm việc đồng thời nhà Các công trình nghiên cứu làm việc đồng thời nhà đầy đủ nhiều tác giả nớc cho kết đáng tin cậy Song cha đợc đa vào tiêu chuẩn quy phạm xây dựng 2.3 Hệ số cha đợc nghiên cứu kỹ tính toán Kết cấu Hiện hệ số toán tính làm việc đồng thời kết cấu bên vấn đề cha đợc thống nhất, phạm vi áp dụng hệ số số loại đất rộng loại đất trị số hệ số đầu cuối khác xa (chênh từ lần đến 15 lần) Thờng tuỳ thuộc vào kinh nghiệm tác giả thiết kế Tác giả chọn hệ số sát với thực tế cho kết tính toán tiệm cận với xác nhiêu Chúng nêu dới số hệ số có số sách : 2.3.1 Chọn hệ số theo độ chặt đất: [2] Đặc trng lớp đất Đất chặt: sét ớt nhuyễn (dẻo chảy) Hệ số 0,1ữ 0,5 kg/cm3 (100 ữ 500T/M3) Đất chặt vừa: sét ẩm (dẻo, mềm) 0,5ữ5 kg/cm3 (500 ữ 5.000T/M3) 5ữ10kg/cm3 (5000 ữ 10.000T/M3) Đất chặt: sét ẩm (dẻo cứng) 10ữ20 kg/cm3 (10.000 ữ 20.000T/M3) Đất chặt: sét cứng 20ữ100kg/cm3 (20.000 ữ100.000T/M3) Đất cứng: đá vôi, sa thạch Đá: đá cứng tốt 2.3.2 Chọn hệ số theo cờng độ đất: [3] Đất có R Hệ số 1kg/cm2 2.000T/M3 kg/cm2 4.000 T/M3 kg/cm2 5.000 T/M3 100ữ1.500kg/cm3 (100.000 ữ1.500.000T/M3) kg/cm2 6.000 T/M3 kg/cm2 7.000 T/M3 Chúng nêu dới ví dụ dầm đàn hồi với lực tác dụng lên dầm kết tổ hợp chân cột bệ khung bên đất sét xám xanh dẻo mềm có hệ số biến thiên từ 500ữ5.000T/M3 Kết tính toán cho thấy loại đất tác giả chọn hệ số 500T/M 3, tác giả chọn 5.000T/M3 cho kết chênh 30% ữ 40% (xem ví dụ 4) 2.4 Tổ hợp tải trọng cha đợc thống tính toán Hiện tính toán nội lực trờng hợp đặt tải riêng rẽ theo chơng trình phần mềm nớc, nớc cho kết giống (nếu đầu vào) nhng tổ hợp nội lực từ trờng hợp đặt tải riêng lẻ để chọn cặp nội lực bất lợi cho tiết diện kết cấu kết khác nhau, tuỳ thuộc vào quy phạm nớc kinh nghiệm ngời thiết kế 2.4.1 Tổ hợp tải trọng số nớc có khác nhau: Trong thông th hớng dẫn quản lý áp dụng tiêu chuẩn quy phạm kỹ thuật xây dựng, Bộ xây dựng cho phép tự nguyện áp dụng tiêu chuẩn quy phạm số nớc nh: Châu âu, Mỹ, Anh, Pháp, Đức, Nga, Nhật, úc Khi áp dụng tiêu chuẩn nớc cho kết khác nhau: Thép dầm chênh từ 1,5 ữ 1,7 lần, thép cột chênh từ 1,5 ữ lần Sở dĩ có chênh lớn nh cách tổ hợp tải trọng hệ số tổ hợp nớc có khác (Xem ví dụ 5) 2.4.2 Tổ hợp hoạt tải ngắn hạn sàn cha đợc sáng tỏ: Hiện việc tổ hợp tải trọng tạm thời ngắn hạn sàn cho đảm bảo xuất giá trị bất lợi tiết diện hệ kết cấu vấn đề cha đợc sáng tỏ Có tác giả đặt tải trọng tạm thời ngắn hạn cách tầng, cách nhịp Có tác giả đặt lệch tầng, lệch nhịp Cũng có tác giả đặt toàn lên tất sàn Đặt tải trọng tạm thời ngắn hạn theo tác giả nêu cha quét hết trờng hợp bất lợi tiết diện kết cấu Vấn đề cần đợc nghiên cứu để đa quy luật tổ hợp tải trọng tạm thời sàn cho đảm bảo xuất giá trị cực đại tất tiết diện kết cấu 2.5 Bỏ qua tờng chèn khung bê tông cốt thép tính khung gây lãng phí Hiện kết cấu chịu lực khung bê tông cốt thép có tờng chèn khung loại kết cấu thịnh hành nớc ta, kể nhà thấp tầng cao tầng Trong tính toán coi tờng xây chèn nh kết cấu bao che, bỏ qua khả chịu lực ngang tờng xây chèn Qua nhiều công trình nghiên cứu tờng chèn khung nhiều tác giả cho thấy mô men cột khung bê tông cốt thép giảm đáng kể Hiện nớc ta nhà thấp tầng từ đến tầng phổ biến Việc bỏ qua khả chịu nén tờng khung chịu tải trọng ngang gây lãng phí, nội lực khung có chèn gạch giảm từ 26 lần (xem ví dụ 6) Một số kiến nghị Qua vấn đề nêu mục II cho thấy khâu tính toán thiết kế kết cấu công trình số điểm cha đợc xác nh mong muốn, chênh từ 1,5 ữ 35% thiên an toàn không an toàn Với mục đích mong muốn công tác thiết kế kết cấu công trình tiệm cận đến độ xác, kiến nghị với Bộ xây dựng số điểm sau đây: Quy phạm cho phép tính toán kết cấu công trình theo làm việc đông thời nhà Nghiên cứu hoàn chỉnh quy luật tổ hợp tải trọng theo Tiêu chuẩn Việt Nam Tiến hành thí nghiệm để tìm xác hệ số cho loại đất Việt Nam để áp dụng vào công tác tính toán làm việc đồng thời nhà Nghiên cứu độ mềm nút khung lý thuyết thực nghiệm để đa vào quy phạm áp dụng Ví dụ 1: Tính khung nhà tầng nhịp theo sơ đồ không kể làm việc đồng thời với có kể đến làm việc đồng thời nhà với Tài liệu tham khảo ợõỷộ ỡồũợọ ủữáũ ớùợữớợủũỹ ố úủũợốóốõợủũỹ ẹ. éợủốửờốố èóốóúỗ 1961 2 Lê Đức Thắng, Bùi Anh Định, Phan Trờng Phiệt, Thiết kế móng, Nhà Xuất Giáo dục, Hà nội, 1998 . ệỷũợõốữ, .ẩ ởỡũợõ, è.ị ỏồởồõ, ẻủớợõớố ố ễúớọỡồớũỷ ẩỗọũồởỹủũõợ ứờợở" èợủờõ, a - Sơ đồ tải trọng tác dụng ẻủớợõớố ỗọớốộ ẹốẽ 2.02.01.83 "ỷủứ 1970 ố ủợợúổồớốộ, ..ồồỗớửồõ,è.ẩ.ợỏúớợõ-ùủọợõ, ẻ. ẹõốớợõ ẹùõợữớốờ ùợồờũốợõựốờ ùợỡỷứởồớớỷừ, ổỷởỷừ ố ợỏựồớũõồớớỷừ ỗọớốộ ố ủợúổồớốộ, ẻủớợõớố ố ụúớọỡồớũỷ, ậồớốớóọ 1964 Trần Kim Chơng, éủữáũ ỡớợóợýũổớỷừ, ỡớợóợùợởồũớỷừ ỡ ủợùợũốõ-ởỵựốừủ ủợõỡồủũớợ ủ úùúóốỡ ợủớợõớốồỡ ợợớồổ 1986 b - Nội lực theo sơ đồ không kể làm việc đồng thời nhà với c - Có kể làm việc đồng thời nhà với (trờng hợp móng đơn) Hình Ví dụ 2: Tính móng băng liền với khung cắt rời khung a - Nội lực móng băng liền với khung b- Nội lực móng băng cắt rời khung Hình Ví dụ 3: Tính dầm liên tục nhịp theo phơng pháp cổ điển theo phơng trình hành a - Tải trọng tác dụng lên dầm liên tục b - Kết tính toán theo phơng pháp cổ điển c- Kết tính toán thep SAP-2000 Hình Ví dụ 4: Tính dầm đàn hồi loại đất nhng chọn hệ số khác a Sơ đồ tải trọng tác dụng lên dầm b - Kết nội lực với hệ số 500T/M3 c - Kết nội lực với hệ số 5000T/M3 Hình Ví dụ 5: Cho dạng kết cấu tầgn nhịp tải trọng tác dụng gồm tĩnh tải, hoạt tải, gió Tính toán kết cấu theo tiêu chuẩn EUROCODE2-1992, BS 8110.89, ASSHTO Concrete 97, NZS 3101-95, CSA A23.3.94, ACI 318-99, Việt Nam Hình a Theo tiêu chuẩn EUROCODE2-1992 8110.89 c- Theo tiêu chuẩn ASSHTO Concrete 97 e - Theo tiêu chuẩn CSA A23.3.94 g - Theo tiêu chuẩn Việt Nam b Theo tiêu chuẩn BS d Theo tiêu chuẩn NZS 3101-95 f - Theo tiêu chuẩn ACI 318-99 Kết tính toán cốt thép khung tầng, nhịp theo tiêu chuẩn số nớc T T a b c d e f g Theo tiêu chuẩn số nớc EUROCODE2-1992 BS 8110.89 ASSHTO Concrete 97 NZS 3101-95 CSA A23.3.94 ACI 318-99 Tiêu chuẩn Việt Nam Thép cột dới Biên 10,63 10,12 11,25 16,35 24,09 17,99 14,60 Thép cột Giữa 15,36 14,57 11,25 24,53 34,21 Biên 29,82 29,29 27,83 41,73 31,33 35,71 22,40 20,20 Giữa 22,6 20,77 17,33 29,48 23,02 24,69 18,80 Dầm tầng (cm2) Giữa 15,84 17,65 14,56 14,5 16,96 15,54 10,50 Gối 25,01 24,03 21,46 25,15 23,13 17,10 Dầm tầng (cm2) Giữa 18,48 20,14 16,05 16,18 19,83 17,76 12,70 Gối 21,57 22,21 18,46 18,59 20,15 20,41 12,90 Ví dụ 6: Tính kết cấu khung nhà tầng nhịp tờng đầu hồi khung bê tông cốt thép có kể đến tờng trèn 22 không kể tờng trèn a Sơ đồ kết cấu khung BTCT chèn gạch tầng nhịp b Sơ đồ tính toán có kể đến c Sơ đồ kết cấu không kể tờng gạch chèn khung khung d Kết tính toán theo sơ đồ khung chèn e - Kết tính toán theo sơ đồ khung không chèn Hình Tài liệu tham khảo chèn ợõỷộ ỡồũợọ ủữáũ ớùợữớợủũỹ ố úủũợốóốõợủũỹ ẹ. éợủốửờốố èóốóúỗ 1961 Lê Đức Thắng, Bùi Anh Định, Phan Trờng Phiệt Thiết kế móng Nhà Xuất Giáo dục, Hà Nội, 1998 . ệỷũợõốữ, .ẩ ởỡũợõ, è.ị ỏồởồõ ẻủớợõớố ố ễúớọỡồớũỷẩỗọũồởỹủũõợ "ỷủứ ứờợở" èợủờõ, 1970 ẻủớợõớố ỗọớốộ ố ủợợúổồớốộ, ẹốẽ 2.02.01.83 . ồồỗớửồõ, è.ẩ ợỏúớợõ - ùủọợõ, ẻ. ẹõốớợõ ẹùõợữớốờ ùợồờũốợõựốờ ùợỡỷứởồớớỷừ, ổỷởỷừ ố ợỏựồớũõồớớỷừ ỗọớốộ ố ủợúổồớốộ ẻủớợõớố ố ụúớọỡồớũỷ ậồớốớóọ 1964 Trần Kim Chơng éủữáũ ỡớợóợýũổớỷừ, ỡớợóợùợởồũớỷừ ỡ ủợùợũốõ-ởỵựốừủ ủợõỡồủũớợ ủ úùúóốỡ ợủớợõớốồỡ ợợớồổ 1986