Phân tích các yêu cầu về thiết kế kháng chấn đối với cột liên hợp thép – bê tông theo các tiêu chuẩn khác nhau

Abstract

Cột liên hợp thép - bê tông (steel-concrete composite columns) ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các công trình chịu tải trọng động đất. Điều này cho thấy việc chuẩn hóa các tiêu chuẩn tính toán, thiết kế kháng chấn là thực sự cần thiết. Đề tài nghiên cứu này tập trung phân tích các yêu cầu về tính toán, thiết kế kháng chấn cho cột composite theo tiêu chuẩn của các nước tiên tiến như Hoa Kỳ, Châu Âu và Australia/New Zealand. Trong đó, mỗi quốc gia bao gồm nhiều tiêu chuẩn có tính liên đới khác nhau được sử dụng. Trong nghiên cứu này, các chi tiết thiết kế liên quan đến yêu cầu kháng chấn của từng tiêu chuẩn đã được phân tích. Cụ thể là, phân loại cấp độ dẻo, giới hạn cường độ vật liệu, tiết diện và cấu tạo. Các yêu cầu theo các tiêu chuẩn nêu trên được thống kê đầy đủ để phục vụ việc so sánh, phân tích. Kết quả phân tích các yêu cầu này đã chỉ ra những ưu, nhược điểm của mỗi tiêu chuẩn được đề cập. Chẳng hạn, tiêu chuẩn Hoa Kỳ có ít yêu cầu về cấu tạo, tiêu chuẩn Châu Âu có giới hạn về cường độ vật liệu được sử dụng khá thấp. Trong khi đó, tiêu chuẩn Australia/New Zealand được ban hành sau so với hai tiêu chuẩn trên nên đã tiếp thu và áp dụng những cải tiến rất đáng kể. Nghiên cứu này đã thực hiện việc tính toán cụ thể một công trình 9 tầng khi sử dụng hai loại cột khác nhau: cột ống thép nhồi bê tông và cột thép hình bọc bê tông. Qua tính toán và phân tích, khả năng chịu lực của cột composite theo tiêu chuẩn từng nước đã được đánh giá. Hơn nữa, kết quả nghiên cứu cũng cho thấy độ dẻo của cột composite chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như cường độ chịu nén của bê tông, bố trí thép đai, thép hình, thép dọc, v.v. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẻo của cột composite đều được các tiêu chuẩn đề cập trong các yêu cầu của mình. Từ kết quả nghiên cứu, tác giả đề xuất một số kiến nghị nhằm hoàn thiện hơn nữa việc tính toán, thiết kế kháng chấn cho cột composite cùng các tiêu chuẩn liên quan. Đối với tiêu chuẩn Hoa Kỳ, cần bổ sung chi tiết hơn các quy định về cấu tạo cho cột composite. Đối với tiêu chuẩn Châu Âu, cần nâng cao giới hạn cường độ bê tông để tăng khả năng chịu lực của cột composite và phù hợp hơn với sự cải tiến của vật liệu. Riêng Việt Nam, chúng ta cần nghiên cứu, xây dựng một tiêu chuẩn riêng dành cho kết cấu composite. Trong đó, cần tiếp thu một cách có chọn lọc các yếu tố tiến bộ từ các tiêu chuẩn quốc tế.