Dầm cao và dầm chuyển (deep beam and transfer beam)
Chùm sáng cao
Dầm được gọi là dầm sâu khi có một trong các đặc điểm sau:
- Tỷ lệ giữa nhịp thông thuyền với chiều cao dầm nhỏ hơn hoặc bằng 4
- Trên dầm, tải trọng tập trung xảy ra trong phạm vi nhỏ hơn 2 lần chiều cao của dầm tính từ mép giá đỡ
- Biên dịch file
- Thiết kế BTCT nhà cao tầng (Mục 2.3.5: Dầm sâu) – bungales. taranath (Bản dịch tiếng Việt).
- Tài liệu nước ngoài
- Thiết kế nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép (Phần 2.3.5: Dầm sâu) – bungale s. Taranath
Dưới tác dụng của tải trọng, trong dầm hình thành một thanh nối giữa vị trí tải trọng và giá đỡ. Đối với các cấu kiện thông thường ta thường sử dụng giả thiết biến dạng phẳng để lập biểu đồ ứng suất tiết diện và giải bài toán tính toán cốt thép theo biểu đồ ứng suất ở trạng thái phá hoại. Tuy nhiên, đối với dầm, giả thiết biến dạng phẳng trong lý thuyết uốn không còn đúng nữa. Để tính toán dầm cao, hãy sử dụng phương pháp phân tích với phân bố biến dạng phi tuyến tính hoặc sử dụng mô hình giàn ảo (phương pháp thanh giằng và thanh giằng). Mô hình giàn ảo có trong các tiêu chuẩn như aci 308-08 – appendix a hay Eurocode 2 – section 6.5
Hình 1 Ví dụ về định nghĩa chùm sáng cao
Chùm truyền
Dầm chuyển là thành phần dầm phân phối lại tải trọng thẳng đứng. Do đặc điểm tải trọng nên phần lớn dầm chuyển tải là dầm cao. Trên thực tế, việc sử dụng dầm truyền linh hoạt hơn. Ở một số công trình hỗn hợp, do yêu cầu về không gian của các tầng thấp (khối thương mại) nên khoảng cách cột của các tầng dưới tương đối lớn, trong khi các chung cư ở các tầng trên yêu cầu kích thước đứng của kết cấu phải mỏng, nên hệ thống tường trên mỏng và dài. Trong trường hợp này, dầm chuyển có chức năng phân bố tải trọng từ tường lên đỉnh cột (hình 2).
Hình 2: Dầm chuyển tải dùng để phân bổ tải trọng cho cột
Ở các công trình khác, dầm chuyển cũng được đặt để phân bố đều tải trọng lên móng (Hình 3). Với hệ kết cấu này, tại mỗi chân cột chỉ cần đặt một cọc do tải trọng phân bổ đều lên cột theo sức chịu tải của cọc. Hiệu quả của phương pháp này là không tạo ra lực xuyên và mômen uốn trong đài cọc, do đó tiết kiệm chi phí đài cọc và các chi phí liên quan đến việc thi công đài cọc.
Hình 3: Dầm chuyển tải dùng để phân bổ tải trọng đều khắp móng
Hãy nhìn vấn đề bằng một ví dụ: khác với những dự án có quỹ đất hạn hẹp, dự án hyundai Hills bang bao gồm những khu chung cư đơn giản với khoảng sân chung rộng và điểm nhấn hoàn toàn khác biệt. Đặc biệt là gara nằm dưới lòng đất. Thiết kế này có lợi cho việc giải phóng các chức năng của các phần ngầm của các tòa nhà chính, để các phần ngầm của các tòa nhà này có thể phục vụ mục đích của cấu trúc ở mức độ lớn nhất. Thiết kế của hyundai Hills bang cho thấy hệ thống dầm chuyển tải dưới 2 tầng hầm tạo thành một chân đế vững chắc giúp phân bổ đều tải trọng theo phương thẳng đứng và phương ngang lên các cột nên không xảy ra hiện tượng dồn tập trung tại các vách thang máy. Các cọc được đặt trực tiếp dưới chân cột để giảm thiểu rủi ro bị thủng, dẫn đến độ dày của trụ (bè) tương đối nhỏ và tiết kiệm tối đa thép.
Lý thuyết tính toán
Về nguyên tắc, dầm cao có thể được tính toán và thiết kế thông qua mô hình giàn ảo, tuy nhiên việc áp dụng mô hình này như thế nào vào các trường hợp kết cấu khác nhau vẫn cần nghiên cứu kỹ lưỡng. Tuy đã xuất hiện từ lâu nhưng việc tính toán dầm truyền sóng vẫn là một bài toán khá mới và chưa có lời giải hoàn chỉnh. Cuốn sách bungales Thiết kế bê tông cốt thép cho nhà cao tầng trình bày các kết quả phân tích đối với dầm cao. taranathcho thấy ứng suất ở giai đoạn làm việc không có vết nứt lớn hơn gấp 2 lần so với phân tích lý thuyết uốn thông thường (sử dụng giả thiết tiết diện phẳng), kết luận này được dùng làm cơ sở để giải thích nhiều bảng bằng cách nhân đôi các giá trị ứng suất thu được và tính toán Diện tích cốt thép cần thiết được tính bằng kết quả phân tích đàn hồi trong etabs. Trước khi tính toán những hạn chế của lý thuyết, giải pháp tốt nhất để khắc phục bằng một sơ đồ kết cấu rõ ràng, và một số chuyên gia cho rằng tốt hơn (thay vì thiết kế các giàn ảo) là thiết kế một hệ thống giàn thực. phân phối tải, thì sơ đồ kết cấu trở nên rất rõ ràng và dễ xử lý.