1. Tác động của nhiệt độ lên kết cấu
Vật thể tự do khi nhiệt độ tăng có xu hướng giãn nở ra và khi nhiệt độ giảm thì co lại.
Tuy nhiên, kết cấu nhà không phải vật thể tự do, luôn bị ngăn cản việc co giãn này. Ví dụ dầm sàn bị cột, móng… ngăn cản. Khi đó sự thay đổi nhiệt độ sẽ tác gây ra nội lực và biến dạng trong kết cấu chịu lực.
Khi nhiệt độ tăng vào ban ngày, do bị cản lại xu hướng giãn nở nên trong kết cấu phát sinh nội lực nén. Ngược lại, khi nhiệt độ giảm về đêm, xuất hiện nội lực kéo. Với kết cấu bê tông cốt thép, nhiệt độ biến thiên giảm là trường hợp bất lợi hơn, do bê tông chịu kéo kém. Cần đảm bảo kết cấu có thể chịu được nội lực kéo phát sinh do thay đổi nhiệt độ này, ví dụ bố trí tăng cốt thép hoặc tăng kích thước bê tông.
2. Công thức tính toán
Công thức tính toán tải trọng nhiệt độ như sau:
ε = α*ΔT
Trong đó:
+ α là hệ số giãn nở vì nhiệt. Theo TCVN 5574:2018 ta có thể lấy α = 1,0 × 10-5 °С-1.
+ ΔT là độ biến thiên nhiệt độ (giá trị âm khi nhiệt độ giảm).
ΔT = Tmax – Tmin: chênh lệch nhiệt độ (cao nhất và thấp nhất)
Nhiệt độ biến thiên liên tục, có thể là biến thiên nhiệt độ hàng ngày (ngắn hạn) hoặc biến thiên nhiệt độ theo năm (dài hạn). Do đó, việc chọn giá trị ΔT cần được cân nhắc phù hợp.
Chúng tôi thường sử dụng độ chênh theo nhiệt độ không khí cao nhất và thấp nhất trung bình trong năm. Giá trị này được tra theo QCVN02:2022.
3. Mô hình tải trọng nhiệt độ lên kết cấu
– Sơ đồ tính toán thiết kế kết cấu nhà thông thường là hệ khung và dầm sàn, không mô hình hệ bao che. Do đó, ta sẽ gán tải trọng nhiệt độ thay đổi lên tất cả các phần tử dầm sàn.
+ Khai báo hệ số giãn nở vì nhiệt, khai bao khi khai báo vật liệu, tại mục Coefficient of Themal Expansion.
+ Trong etabs, ta chọn dầm sàn cần gắn tải nhiệt độ. Sau đó vào Assign > Shell Loads > Temperature…
Tại hộp thoại Shell Load Asignment – Temperature, ta nhập thông số ở vị trí Uniform Temperature Change. Giá trị tại đây chính là ΔT mà chúng ta tính toán.
– Kinh nghiệm cho thấy tải trọng nhiệt độ gán lên sàn cho nội lực bất lợi nhất cho cột, vách của nhà. Với tầng dưới cùng, tải trọng nhiệt độ lên cột vách gây ra nội lực lớn do liên kết ngàm chân cột.
4. Tổ hợp tải trọng có nhiệt độ
Theo TCVN 2737:2023, tải nhiệt độ được xem là tải trọng tạm thời ngắn hạn.
Combo có tải trọng nhiệt độ, các bạn vui lòng tham khảo tại bài viết này:
Tổ hợp tải trọng theo TCVN 2737:2023
Nếu các bạn còn câu hỏi, hoặc đóng góp nào cho bài viết, hãy inbox vào fanpage của chúng tôi để thảo luận nhé.