Nhà cao tầng - Phần II Kết cấu và nền móng - Chương 7

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

0
251
lượt xem
132
download

Nhà cao tầng - Phần II Kết cấu và nền móng - Chương 7

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo giáo trình Nhà cao tầng - Phần II Kết cấu và nền móng - Chương 7 Nguyên lý tính toán nhà cao tầng

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nhà cao tầng - Phần II Kết cấu và nền móng - Chương 7

  1. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh cã thÓ xem nh− hÖ hép trong hép ( h×nh 6 .4a, 6.5b,d ). Còng nh− c¸c hÖ chÞu lùc khung - v¸ch , nªn bè trÝ c¸c lâi ,hép c©n x−ng trªn mÆt b»ng vµ kh«ng bè trÝ lâi lÖch mét bªn nh− trªn h×nh (6 .15d ). ViÖc thiÕt kÕ èng trong èng cÇn tho¶ m·n c¸c yªu cÇu sau: - Tû sè gi÷a chiÒu cao vµ chiÒu réng cña èng cÇn lín h¬n 3. - Kho¶ng c¸ch gi÷a cét èng ngoµi kh«ng nªn lín h¬n chiÒu cao tÇng vµ nªn nhá h¬n 3m. MÆt c¾t cét ngoµi cÇn dïng d¹ng ch÷ nhËt hoÆc ch÷ T. DiÖn tÝch cña cét gãc cã thÓ dïng v¸ch gãc h×nh ch÷ L hoÆc èng gãc. - Kho¶ng c¸ch gi÷a èng trong vµ èng ngoµi khi kh«ng tÝnh ®Õn ®éng ®Êt kh«ng nªn lín h¬n 12m, tr−êng hîp ng−îc l¹i kh«ng nªn lín h¬n 10m. Khi cÇn v−ît qua giíi h¹n nµy cÇn dïng c¸c hÖ dÇm sµn cã ®é cøng lín vµ bª t«ng øng lùc tr−íc, hoÆc sµn bª t«ng- thÐp kÕt hîp. Th«ng th−êng gi÷a èng trong vµ èng ngoµi kh«ng bè tri cét ®Ó t¹o thuËn sö dông c¸c kh«ng gian lín. T¹i c¸c gãc th−êng bè trÝ c¸c cét ,èng ,hoÆc v¸ch cã ®é cøng lín h¬n ®é cøng uèn cña khung, cét èng ngoµi biªn nh−ng kh«ng nªn qu¸ 50 lÇn. Ch−¬ng 7 Nguyªn lý TÝnh to¸n kÕt cÊu nhμ cao tÇng. 7.1 C¸c kh¸i niÖm chung . 7 .1.1 Gi¶ thiÕt tÝnh to¸n . TÝnh to¸n kÕt cÊu nhµ cao tÇng lµ viÖc x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i øng suÊt – biÕn d¹ng trong tõng hÖ, tõ bé phËn cho ®Õn tõng cÊu kiÖn chÞu lùc d−íi t¸c ®éng cña mäi lo¹i t¶i träng. ë ®©y chóng ta chñ yÕu xÐt ®Õn ph¶n øng cña hÖ kÕt cÊu th¼ng ®øng khung, v¸ch, lâi d−íi t¸c ®éng cña c¸c lo¹i t¶i träng ngang. HÇu nh− trong c¸c lo¹i nhµ cao ®Õn 30 tÇng ®Òu kÕt hîp sö dông c¶ 3 hÖ chÞu lùc khung – v¸ch – lâi. ViÖc lùa chän vµ gi¶ thiÕt s¬ ®å tÝnh to¸n ph¶i lµm sao võa phï hîp víi thùc tÕ bè trÝ, cÊu t¹o c¸c kÕt cÊu chÞu lùc cßn ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÒ sù cïng lµm viÖc cña c¸c hÖ kÕt cÊu ®ã rÊt kh¸c nhau vÒ ®é cøng, h×nh d¹ng, kÝch th−íc. Mçi gi¶ thiÕt th−êng chØ phï hîp víi tõng m« h×nh tÝnh to¸n ,kh«ng cã gi¶ thiÕt chung cho mäi s¬ ®å tÝnh to¸n. Gi¶ thiÕt nµo ph¶n ¸nh ®−îc mèi quan hÖ truyÒn lùc gi÷a c¸c hÖ víi nhau th«ng qua gi¶i ph¸p thiÕt kÕ, cÊu t¹o cô thÓ trong c«ng nghÖ x©y l¾p sÏ ®−îc xem lµ phï hîp vµ cho ta nh÷ng kÕt qu¶ ®¸ng tin c©y. Còng cÇn ph©n biÖt gi÷a ®é chÝnh x¸c 20 doxuanbinh@gmail.com
  2. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh trong s¬ ®å kÕt cÊu víi ®é chÝnh x¸c trong m« h×nh to¸n häc, hai vÊn ®Ò nµy kh«ng ph¶i lu«n thèng nhÊt. Tuy nhiªn cã thÓ nªu mét sè gi¶ thiÕt th−êng ®uîc sö dông trong tÝnh to¸n nhµ cao tÇng sau ®©y : Gi¶ thiÕt ng«i nhµ lµm viÖc nh− mét thanh conxon cã ch©n ngµm víi ®é cøng t−¬ng ®−¬ng ®é cøng cña c¸c hÖ kÕt cÊu hîp thµnh. Gi¶ thiÕt nµy ®¬n gi¶n nh−ng kh«ng ph¶n ¸nh ®óng thùc tÕ chÞu lùc cña c¶ hÖ. Gi¶ thiÕt nµy thuËn tiÖn cho s¬ ®å x¸c ®Þnh c¸c ®Æc tr−ng ®éng cña c«ng tr×nh. - Gi¶ thiÕt mçi hÖ kÕt cÊu chØ cã thÓ tiÕp thu mét phÇn t¶i träng ngang tû lÖ víi ®é cøng uèn ( xo¾n) cña chóng, nh−ng ®−îc liªn kÕt chÆt chÏ víi c¸c hÖ kh¸c qua c¸c thanh gi»ng cã cã liªn kÕt khíp hai ®Çu. §é cøng cña c¸c thanh gi»ng cã gi¸ trÞ lín ®Ó cã thÓ xem nh− kh«ng bÞ biÕn d¹ng co hoÆc d·n dµi. C¸c gi»ng ngang nµy chÝnh lµ m« h×nh cña hÖ kÕt cÊu dÇm sµn cã ®é cøng lín v« cïng trong mÆt ph¼ng n»m ngang. - Gi¶ thiÕt vÒ c¸c hÖ chÞu lùc cïng cã mét d¹ng ®uêng cong uèn. Gi¶ thiÕt nµy chØ thÝch hîp cho c¸c nhµ chØ cã mét hÖ khung hoÆc v¸ch hoÆc lâi. Cßn ®èi víi nhµ hÖ khung – v¸ch – lâi th× ®−êng cong uèn cña mçi hÖ kh¸c nhau, trong cïng 1 s¬ ®å tÝnh to¸n. 7.1.2 ¶nh h−ëng cña kÕt cÊu sµn ®Õn sù lµm viÖc cña c¸c hÖ chÞu lùc th¼ng ®øng. Víi gi¶ thiÕt sµn cøng tuyÖt ®èi trong mÆt ph¼ng, chØ lµ sù t−¬ng ®èi. Trong thùc tÕ x©y dùng kÕt cÊu sµn nhµ cã nhiÒu lo¹i. Sµn bª t«ng ®æ liÒn khèi, sµn bª t«ng l¾p ghÐp, sµn bª th«ng thÐp, sµn nhiÒu líp tõ c¸c vËt liÖu kh¸c nhau. Mçi lo¹i sµn ®Òu cã liªn kÕt cÊu t¹o riªng vµ kh«ng ph¶i løc nµo còng cã kh¶ n¨ng nh− mét kÕt cÊu liÒn khèi, chØ cã c¸c chuyÓn vÞ th¼ng ho¹c xoay chø kh«ng cã biÕn d¹ng gãc. Víi kÕt cÊu sµn cã dÇm bª t«ng ®æ liÒn khèi dïng gi¶ thiÕt sµn cøng tuyÖt ®èi lµ phï hîp h¬n c¶. Trong nhµ cao tÇng th−êng dïng c¸c l−íi cét kÝch th−íc lín tõ 6 ®Õn 10m, nh−ng chiÒu cao tÇng l¹i h¹n chÕ ®Õn møc cã thÓ. Sù tr¸i nguîc nµy th−êng ®uîc gi¶i quyÕt b»ng viÖc øng dông c¸c kÕt cÊu sµn kh«ng dÇm hay gäi lµ sµn ph¼ng . B¶n sµn ®−îc kª trùc tiÕp lªn c¸c ®Çu cét, t−êng, v¸ch , lâi vµ th−êng dïng bª t«ng øng lùc tr−íc ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng chèng uèn, vâng, vµ nøt. §· cã nh÷ng nghiªn cøu chøng tá, øng víi c¸c gi¸ trÞ ®é cøng nhÊt ®Þnh cña sµn cÇn ph¶i xÐt tíi biÕn d¹ng cña sµn trong tÝnh to¸n 21 doxuanbinh@gmail.com
  3. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh Vai trß cña sµn cøng ®Æc biÖt quan träng khi nhµ cã hÖ khung v¸ch hoÆc khung - lâi. VÝ dô trong hÖ khung – v¸ch, nhµ sÏ cã ®−êng cong uèn nh− trªn h×nh (7.1c). §−êng cong uèn cña hÖ khung cã d¹ng trªn h×nh (7.1a) t¹i ch©n ngµm cã lùc c¾t lín nhÊt vµ gãc nghiªng lín nhÊt. Ng−îc l¹i, tuêng cøng hoÆc lâi cøng cã ®−êng cong uèn nh− thanh conxon, vµ gãc nghiªng lín nhÊt l¹i ë vÞ trÝ ®Ønh t−êng. Song ®Ó ®¹t ®−îc sù ®ång ®iÖu trong biÕn d¹ng uèn cho toµn hÖ th× trong c¸c liªn kÕt sÏ xuÊt hiÖn nh÷ng ph¶n øng, néi lùc kh¸c nhau vÒ gi¸ trÞ vµ vÞ trÝ (h×nh 7.1c) . KÝch th−íc chiÒu dµi c¸c mòi tªn chØ ®é lín cña c¸c ph¶n lùc. Vµ nhê vai trß cña hÖ gi»ng ngang mµ hÖ khung d−êng nh− ®Èy ngang hÖ v¸ch cøng ë phi¸ trªn vµ co nã l¹i ë phÝa d−íi. KÕt qu¶ lùc c¾t sinh ra do t¶i träng ngang ®−îc hÖ khung tiÕp thu phÇn lín ë phÝa trªn cßn v¸ch, lâi tiÕp thu phÇn lín ë phÝa d−íi. Trong c¸c ng«i nhµ lâi hoÆc hép th× kh«ng nh÷ng ®é cøng cña sµn mµ khi cã c¸c tÇng cøng (d¹ng dµn hoÆc dÇm kiÓu Virendel cã chiÒu cao b»ng a) b) c) chiÒu cao tÇng) H×nh 7.1 a)Khung, b) V¸ch(lâi), c) S¬ ®å biÕn d¹ng cña hÖ th«ng qua c¸c liªn kÕt(gi»ng) ®Æt ë c¸c møc sµn ¶nh h−ëng râ rÖt ®Õn ®−êng cong uèn vµ c¸c gi¸ trÞ vµ d¹ng biÓu ®å m«-men uèn (h×nh8.2, ch−¬ng8). Trong tr−êng hîp tæng qu¸t ,khi chÊp nhËn nh÷ng gi¶ thiÕt nªu trªn th× mäi bé phËn kÕt cÊu bè trÝ rêi r¹c trong c«ng tr×nh ®Òu cïng chÞu lùc vµ tu©n theo mét quy luËt nhÊt ®Þnh trong mét hÖ kÕt cÊu thèng nhÊt, kÓ c¶ tr−êng hîp c¸c v¸ch,lâi, khung bÞ gi¶m yÕu ë nh÷ng tÇng d−íi ( h×nh7.2). Trong s¬ ®å nµy, t¶i träng ngang t¸c ®éng vµo c«ng tr×nh cã thÓ ®−îc xem nh− tæng c¸c thµnh phÇn t¶i träng do c¸c kÕt cÊu ®¬n vÞ tiÕp nhËn t−¬ng øng víi ®é cøng uèn cña chóng. 22 doxuanbinh@gmail.com
  4. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh q q1 q2 a) b) c) H×nh 7.2 S¬ ®å kÕt cÊu chÞu t¶i träng ngang. b,c) S¬ ®å liªn kÕt vµ t¶i träng thµnh phÇn 7.1.3 S¬ ®å tÝnh to¸n . C¨n cø vµo nh÷ng gi¶ thiÕt tÝnh to¸n cã thÓ ph©n chia thµnh c¸c s¬ ®å tÝnh to¸n theo nhiÒu c¸ch kh¸c nhau : a. S¬ ®å ph¼ng tÝnh to¸n theo hai chiÒu : C«ng tr×nh ®−îc m« h×nh ho¸ d−íi d¹ng nh÷ng kÕt cÊu ph¼ng theo hai ph−¬ng mÆt b»ng chÞu t¸c ®éng cña t¶i träng trong mÆt ph¼ng cña chóng. Gi÷a c¸c hÖ ®−îc gi»ng víi nhau bëi c¸c d·y liªn kÕt khíp hai ®Çu vµ ë ngang møc sµn c¸c tÇng ( h×nh 7.3) b) 2xK hungky V ¸ch V 1y V ¸ch V 1y qy V 1x a) V1y V1x Kx V2y Ky Ky qx Kx V1y V1x V 1x 2xK hungkx qx 2xV ¸chV 1x qx H ×nh 7.3. a) m Æt b»ng kÕt cÊu hÖ khung-v¸ch, b) S ¬ c) ®å tÝnh to¸n theo ph − ¬ng trôc y; c) S ¬ ®å tÝnh to¸n theo ph − ¬ng trôc x C¸c s¬ ®å tÝnh to¸n trªn ®©y ®−îc dïng phæ biÕn cho hÖ kÕt cÊu khung – v¸ch ph¼ng. Trong tr−êng hîp dïng c¸c v¸ch h×nh ch÷ L, H, T, v.v. thiªn vÒ an toµn vÉn cã thÓ chØ xÐt tíi mét c¸nh cña v¸ch theo mét trong hai ph−¬ng cïng trong mÆt ph¼ng khung ®ang xÐt. 23 doxuanbinh@gmail.com
  5. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh §«i khi trong hÖ khung – v¸ch – lâi víi tæng ®é cøng cña lâi nhá h¬n tæng ®é cøng v¸ch vµ khung, còng cã thÓ sö dông s¬ ®å tÝnh to¸n theo 2 ph−¬ng . b. S¬ ®å tÝnh to¸n ba chiÒu : C«ng tr×nh ®−îc m« h×nh nh− mét hÖ khung vµ tÊm kh«ng gian chÞu t¸c ®éng ®ång thêi cña mét hÖ lùc kh«ng gian 3 chiÒu (h×nh 7.4) S¬ ®å tÝnh to¸n ba chiÒu th−êng sö dông cho tÝnh to¸n nhµ cã mÆt b»ng phøc t¹p. Dïng s¬ ®å nµy ®Ó tÝnh to¸n cã thÓ cho ta h×nh ¶nh tr¹ng th¸i øng suÊt biÕn d¹ng cña tõng hÖ kÕt cÊu víi nh÷ng liªn kÕt theo 3 chiÒu. Tuy nhiªn ®ßi hái khèi l−îng tÝnh to¸n kh¸ lín nhÊt lµ khi sè tÇng nhiÒu. Theo c¸c gi¶ thiÕt vÒ liªn kÕt vµ c¸c quan niÖm vÒ kh¶ n¨ng tiÕp thu c¸c t¶i träng ngang cña tõng hÖ, cßn cã thÓ ph©n chia thµnh c¸c s¬ då khung - gi»ng vµ s¬ ®å gi»ng. Trong s¬ ®å khung - gi»ng (h×nh 7.5a) ta quan niÖm sù cïng chÞu t¶i träng ngang cña c¸c hÖ tu©n theo quy luËt ph©n phèi theo ®é cøng cña tõng hÖ theo tõng ph−¬ng t¸c ®éng cña t¶i träng. Trong a) S¬ ®å khung b) S¬ ®å gi»ng c) S¬ ®å khung-gi»ng thùc tÕ kh«ng Ýt gÆp nh÷ng hÖ chÞu lùc chñ yÕu lµ v¸ch hoÆc lâi. Sù tham gia chÞu t¶i H×nh 7.5 a) S¬ ®å khung; b) S¬ ®å gi»ng; c) S¬ ®å khung gi»ng träng ngang cña c¸c hÖ khung nÕu cã lµ kh«ng ®¸ng kÓ ,cã thÓ bá qua nªn ta gäi s¬ ®å nµy lµ s¬ ®å gi»ng ( h×nh 7.5b). Còng nh− vËy c¸c hÖ lâi, hép còng cã thÓ tÝnh to¸n theo s¬ ®å gi»ng. 7.1.4 C¸c ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n. Dùa theo c¸c s¬ ®å tÝnh to¸n chóng ta cã thÓ sö dông nhiÒu ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau trong c¬ häc kÕt cÊu vµ trong to¸n häc ®Ó x¸c ®Þnh c¸c néi lùc vµ chuyÓn vÞ trong hÖ vµ tõng cÊu kiÖn kÕt cÊu chÞu lùc. 24 doxuanbinh@gmail.com
  6. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh C¸c ph−¬ng ph¸p trong c¬ häc kÕt cÊu nh− ph−¬ng ph¸p lùc, ph−¬ng ph¸p chuyÓn vÞ, ph−¬ng ph¸p lùc – chuyÓn vÞ vÉn ®−îc sö dông cã hiÖu qu¶ vµ cho nh÷ng kÕt qu¶ tin cËy cho tõng tr−êng hîp cô thÓ. C¸c ph−¬ng ph¸p biÕn ph©n, ph−¬ng ph¸p sai ph©n h÷u h¹n ®Ó gi¶i c¸c hÖ ph−¬ng tr×nh vi ph©n bËc cao còng vËy cßn ®−îc sö dông ®Ó gi¶i c¸c s¬ ®å gi»ng, khung gi»ng phøc t¹p. Trong sè c¸c ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n nhµ cao tÇng, ngµy nay ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n (PTHH) ®−îc sö dông réng r·i h¬n c¶ v× hÇu hÕt trong c¸c phÇn mÒm ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n thùc hiÖn trªn m¸y tÝnh ®Òu xuÊt ph¸t tõ ph−¬ng ph¸p nµy. C¸c kÕt cÊu ng«i nhµ ®−îc chia thµnh nh÷ng phÇn tö nhá d¹ng thanh hay b¶n, vµ sè phÇn tö cã thÓ lµ hµng ngh×n tuú theo sè tÇng nhµ. Do vËy sè l−îng c¸c Èn sè lµ c¸c néi lùc vµ chuyÓn vÞ còng t¨ng theo Ýt nhÊt lµ 3 lÇn sè phÇn tö. Nhê cã m¸y tÝnh, khi khèi l−îng tÝnh to¸n sè häc kh«ng cßn lµ vÊn ®Ò trë ng¹i n÷a, th× viÖc gi¶i c¸c ph−¬ng t×nh ®¹i sè tuyÕn tÝnh bËc cao còng ®−îc gi¶i quyÕt nhanh chãng vµ chÝnh x¸c. Nh÷ng phÇn mÒm m¹nh hiÖn nay cho phÐp chóng ta ®i s©u nghiªn cøu tr¹ng th¸i øng suÊt biÕn d¹ng cña c¸c hÖ kÕt cÊu phøc t¹p víi c¸c s¬ ®å tÝnh to¸n kh«ng gian phï hîp víi sù lµm viÖc thùc cña c«ng tr×nh. Tuy nhiªn kÕt qu¶ cña bµi to¸n cßn phô thuéc vµo kü n¨ng cña ng−êi sö dông c¸c ch−¬ng tr×nh , nªn nh÷ng kÕt qu¶ nhËn ®−îc tõ m¸y lu«n ph¶i ®−îc kiÓm tra theo c¸c ®iÒu kiÖn : - C©n b»ng lùc. - TÝnh liªn tôc cña c¸c chuyÓn vÞ. - Sù phï hîp víi c¸c tiªu chuÈn quy ph¹m thiÕt kÕ hiÖn hµnh. Trong c¸c phÇn tiÕp theo sÏ giíi thiÖu lÇn l−ît c¸c s¬ ®å vµ ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n c¬ b¶n hiÖn ®ang ®−îc sö dông réng r·i trong vµ ngoµi n−íc khi thiÕt kÕ kÕt cÊu nhµ cao tÇng. C¸c b−íc tÝnh to¸n . C¨n cø vµo gi¶i ph¸p kiÕn tróc vµ bè trÝ mÆt b»ng c¸c kÕt cÊu chÞu lùc cã thÓ tiÕn hµnh tÝnh toan theo c¸c b−íc sau ®©y: Chän s¬ ®å tÝnh to¸n. b. X¸c ®Þnh c¸c lo¹i t¶i träng. X¸c ®Þnh c¸c ®Æc tr−ng h×nh häc vµ ®é cøng cña kÕt cÊu. Ph©n phèi t¶i träng ngang vµo c¸c hÖ chÞu lùc. X¸c ®Þnh néi lùc, chuyÓn vÞ trong tõng hÖ tõng cÊu kiÖn. KiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn bÒn, chuyÓn vÞ vµ c¸c ®Æc tr−ng ®éng. 25 doxuanbinh@gmail.com
  7. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh KiÓm tra æn ®Þnh côc bé vµ æn ®Þnh tæng thÓ c«ng tr×nh. 7.2. X¸c ®Þnh t¶i träng. T¶i träng t¸c ®éng lªn nhµ vµ c«ng tr×nh bao gåm : T¶i träng th¼ng ®øng bao gåm. TÜnh t¶i lµ t¶i träng t¸c ®éng th−êng xuyªn th−êng cã vÞ trÝ,ph−¬ng, chiÒu t¸c ®éng vµ gi¸ trÞ kh«ng ®æi trong qu¸ tr×nh sö dông.§ã lµ träng l−îng b¶n th©n kÕt cÊu chÞu lùc, c¸c kÕt cÊu bao che, c¸c líp c¸ch ©m, c¸ch nhiÖt v.v... Ho¹t t¶i lµ t¶i träng t¸c ®éng kh«ng th−êng xuyªn nh− ng−êi vµ vËt dông trong nhµ . T¶i träng ngang bao gåm T¶i träng gÝã do t¸c ®éng cña khÝ hËu vµ thêi tiÕt thay ®æi theo thêi gian , ®é cao, vµ ®Þa ®iÓm d−íi d¹ng ¸p lùc trªn c¸c mÆt høng giã hoÆc hót giã cña ng«i nhµ. T¶i träng ®éng ®Êt lµ mét trong nh÷ng t¶i träng ®Æc biÖt lµ c¸c lùc qu¸n tÝnh ph¸t sinh trong c«ng tr×nh khi nÒn ®Êt chuyÓn ®éng. T¶i träng ®éng ®Êt cã thÓ t¸c ®éng ®ång thêi theo ph−¬ng th¼ng ®øng vµ ph−¬ng ngang .Trong tÝnh to¸n kÕt cÊu nhµ cao tÇng th−êng chØ xÐt tíi t¸c ®éng ngang cña t¶i träng ®éng ®Êt. Ngoµi ra cßn c¸c t¶i träng ®Æc biÖt kh¸c ph¸t sinh do ho¹t ®éng cña con ng−êi nh− ho¶ ho¹n, ch¸y næ, m¸y mãc, xe cé, thiÕt bÞ va ®Ëp vµo c«ng tr×nh. D−íi ®©y sÏ xem sÐt cô thÓ hai lo¹i t¶i träng c¬ b¶n th−êng t¸c ®éng vµo nhµ vµ c«ng tr×nh lµ t¶i träng th¼ng ®øng vµ t¶i träng ngang do giã vµ ®éng ®Êt. 7.2 .1 T¶i träng th¼ng ®øng T¶i träng th¼ng ®øng t¸c ®éng lªn hÖ kÕt cÊu chÞu lùc cña nhµ bao gåm hai lo¹i : tÜnh t¶i do träng l−îng b¶n th©n kÕt cÊu chÞu lùc vµ kÕt cÊu bao che; vµ ho¹t t¶i lµ t¶i träng sö dông t¸c ®éng th−êng xuyªn hoÆc ng¾n h¹n trªn sµn vµ m¸i nhµ. TÜnh t¶i ®−îc x¸c ®Þnh theo kÝch th−íc h×nh häc, t¶i träng khèi vËt liÖu dông cho kÕt cÊu chÞu lùc vµ kh«ng chÞu lùc trong nhµ vµ c«ng tr×nh. Ho¹t t¶i ®−îc lÊy theo quy ®Þnh trong c¸c tiªu chuÈn thiªt kÕ cña tõng n−íc. Trong tiªu chuÈn thiÕt kÕ T¶i träng vµ t¸c ®éng TCVN 2737-1995 quy ®Þnh c¸c gi¸ trÞ t¶i träng sö dông tiªu chuÈn ph©n bè ®Òu trªn sµn vµ cÇu thang 26 doxuanbinh@gmail.com
  8. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh c¸c lo¹i nhµ vµ c«ng tr×nh (phô lôc 1). Ngoµi nh÷ng gi¸ trÞ nªu trong tiªu chuÈn cßn cã thÓ sö dông c¸c gi¸ trÞ t¶i träng th−êng gÆp sau ®©y trong nhµ cao tÇng : - C¸c t−êng ng¨n cè ®Þnh, v¸ch ng¨n t¹m thêi, ®Æt trªn sµn cã thÓ tÝnh gÇn ®óng nh− t¶i träng ph©n bè ®Òu vµ ph¶i lÊy theo t¸c dông thùc tÕ. NÕu lµ v¸ch ng¨n b»ng vËt liÖu nhÑ cÇn lÊy kh«ng Ýt h¬n 75 daN/m2 . - M¸i b»ng sö dông cã trång c©y trªn m¸i lÊy kh«ng Ýt h¬n 500 daN/m2 . M¸i b»ng nhµ cao tÇng cßn cã thÓ sö dông lµm b·i ®ç m¸y bay trùc th¨ng. T¶i träng lín nhÊt khi trùc th¨ng cÊt h¹ c¸nh cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc: Q = kP/S (7.1) Trong ®ã: k - hÖ sè ®éng lùc lÊy b»ng 3; P - träng l−îng cña trùc th¨ng c¨n cø vµo lo¹i m¸y bay sö dông. Khi kh«ng cã sè liÖu chÝnh x¸c, träng l−îng cña trùc th¨ng lo¹i nhá lÊy b»ng 20- 30kN, trùc th¨ng lo¹i trung b×nh tõ 30 ®Õn 50kN ; S - diÖn tÝch chÞu lùc trong ph¹m vi kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c b¸nh xe (m2) lÊy theo sè liÖu thùc tÕ hoÆc lÊy b»ng 2x2m cho lo¹i nhá vµ 2x3m cho lo¹i trung b×nh. Theo TCVN2737-95 quy ®Þnh viÖc gi¶m t¶i sö dông cho hai tr−êng hîp sau ®©y: - Khi tÝnh dÇm , dÇm khung ,b¶n sµn ,cét vµ mãng chÞu t¶i träng tõ mét sµn, th× t¶i träng sö dông toµn phÇn øng víi c¸c môc 1,2,3,4,5,b¶ng 3 tiªu chuÈn ®Òu ®−îc nh©n víi hÖ sè ψA1 = 0,4 +0,6 √ A/A1 ( 7. 2 ) khiA > A1 = 9m2 víi A lµ diÖn tÝch truyÒn t¶i . §èi víi c¸c phßng nªu ë c¸c môc 6,7,8,9,10,12,14(b¶ng 3 TCVN) vµ ψ = 0,5 + 0,5 √ A/A ( 7. 3 ) 2 khi A>A1= 36 m .. - Khi x¸c ®Þnh lùc däc trong cét, t−êng vµ mãng chÞu t¶i träng tõ 2 sµn trë lªn , gi¸ trÞ toµn phÇn t¶i träng ë c¸c môc 1,2,3,4,5 cña tiªu chuÈn ®−îc phÐp gi¶m b»ng c¸ch nh©n víi hÖ sè ψn1 = 0,4 + (ψ A1 - 0,4 )/√ n ( 7.4 ) vµ hÖ sè ψ = 0,5 + (ψ A2 - 0,5 )/ √ n (7.5) víi c¸c phßng nªu ë môc 6,7,8,10,12,14 b¶ng 3 tiªu chuÈn 27 doxuanbinh@gmail.com
  9. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh ë ®©y ψA1,ψA2 lÊy nh− trong c¸c c«ng thøc ( 7.2),(7. 3). n - sè sµn ®Æt t¶i trªn tiÕt diÖn ®ang xÐt . Trong nhµ cao tÇng x¸c suÊt xuÊt hiÖn ®ång thêi t¶i träng sö dông trªn toµn bé c¸c sµn lµ rÊt thÊp vµ thùc tÕ cho thÊy cã sù gi¶m dÇn ë c¸c tÇng trªn. Trong nhiÒu tiªu chuÈn n−íc ngoµi còng ®Òu quy ®Þnh c¸c hÖ sè gi¶m t¶i khi tÝnh to¸n c¸c cÊu kiÖn th¼ng ®øng chÞu lùc. VÝ dô, theo tiªu chuÈn Ph¸p NFP 06-001 trong tr−êng hîp t¹i c¸c tÇng ( trõ s©n th−îng ) ®Òu cã cïng gi¸ trÞ t¶i träng sö dông th× m«Ü tÇng ®−îc phÐp gi¶m 10% vµ giíi h¹n tæng céng kh«ng qu¸ 50% vµ ®−îc lÊy nh− sau : - §èi víi s©n th−îng Q0 - §èi víi tÇng 1 kÓ tõ trªn xuèng Q ; - §èi víi tÇng 2 kÓ tõ trªn xuèng 0,9(Q -Qr) + Qr ; - §èi víi tÇng 3 kÓ tõ trªn xuèng 0,8 ( Q - Qr ) + Qr ; - §èi víi tÇng 4 kÓ tõ trªn xuèng 0,7 ( Q - Qr ) + Qr ; - §èi víi tÇng 5 kÓ tõ trªn xuèng 0,6 ( Q - Qr ) + Qr ; - §èi víi tÇng 6 kÓ tõ trªn xuèng 0,5 ( Q - Qr ) + Qr ; ë ®©y : Qr - t¶i träng sö dông t¹i tÇng ®ang xÐt . Tuy nhiªn ho¹t t¶i th−êng kh«ng lín so víi t¶i träng b¶n th©n ( b»ng 15 ®Õn 20% ) nªn khi thiªn vÒ an toµn cã thÓ kh«ng xÐt tíi c¸c hÖ sè gi¶m t¶i. Trong tÝnh to¸n khung nhiÒu t©ng nhiÒu nhÞp ,nhÊt lµ hÖ khung kh«ng gian cßn cho phÐp kh«ng xÐt tíi c¸c ph−¬ng ¸n chÊt t¶i bÊt lîi ( ho¹t t¶i) trªn c¸c sµn. ¶nh h−ëng ®é lÖch t©m cña t¶i träng th¼ng ®øng Khi tÝnh to¸n theo c¸c s¬ ®å khung ,v¸ch t¶i träng th¼ng ®øng xem nh− t¸c ®éng ®óng t©m .Nh−ng trong thùc tÕ t¶i träng th¼ng ®øng t¸c ®«ng lÖch t©m trong c¸c tr−êng hîp do thay ®æi tiÕt diÖn cét, do t¶i träng sµn truyÒn vµo t−êng, v¸ch chØ ë mét phÝa vµ cã ®é sai lÖch trong qu¸ tr×nh x©y dùng. §èi víi c¸c kÕt cÊu khung cét cho phÐp chØ xÐt tíi ®é lÖch t©m khi kiÓm tra tiÕt diÖn, tÝnh to¸n cèt thÐp. 28 doxuanbinh@gmail.com
  10. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh §èi víi t−êng ,v¸ch cøng ®é lÖch t©m cã thÓ x¶y ra ë c¶ hai ph−¬ng: trong mÆt ph¼ng vµ theo h−íng vu«ng gãc víi mÆt t−êng. §é lÖch t©m theo h−íng th¼ng gãc g©y ra nh÷ng m« men uèn phô còng cã thÓ chØ xÐt tíi khi kiÓm tra tiÕt diÖn nh− tr−êng hîp cét khung. §é lÖch t©m trong mÆt ph¼ng cña t−êng, v¸ch do t¶i träng truyÒn tõ dÇm ,sµn truyÒn vµo kh«ng trïng víi ®−êng träng t©m cña v¸ch hay cña tõng nh¸nh v¸ch vµ cña tr−êng hîp c¸c nh¸nh v¸ch chÞu c¸c phÇn t¶i träng kh¸c biÖt nhau nhiÒu vÒ gi¸ trÞ. Trong tr−êng hîp nµy ta cã thÓ xem t¸c dông lÖch t©m cña t¶i träng th¼ng ®øngtrong mÆt ph¼ng v¸ch ( h×nh 7. 6 a ) t−¬ng ®−¬ng víi t¸c dông phèi hîp cña t¶i träng ph©n bè ®óng t©m vµ m« men ph©n bè ( h×nh 7. 6 b ). M« men ph©n bè theo ®¬n vÞ chiÒu cao q nhµ x¸c ®Þnh nh− sau : q mtd td M mi t® = q 0 ei ( 7. 6 ) z (z) e ë ®©y : qi0= Σ Qi tÇng / H Qi tÇng - t¶i trängth¼ng ®øng t¸c dông lªn cÊu kiÖn i theo diªn tÝch truyÒn t¶i t−¬ng øng cña tõng tÇng ; a) b) c) H - ChiÒu cao nhµ . H×nh 7.6 T¶i träng ®øng t¸c dông lÖch t©m M« men lÖch t©m g©y ra m« men uèn Mi t®( z) = mi t® . z ( h×nh 7.6 c ) víi ®Æc ®iÓm cña biÓu ®å kh«ng cã lùc c¾t. T¶i träng ph©n bè ®Òu t¸c dông ®óng t©m lªn v¸ch nÕu ®−îc liªn kÕt khíp víi c¸c hÖ chiu lùc kh¸c ( khung gi»ng ) sÏ chØ g©y ra nÐn ®Òu vµ kh«ng ¶nh h−ëng ®ªn c¸c hÖ kÕt cÊu kh¸c . Nh−ng nÕu c¸c nh¸nh cña v¸ch ®−îc liªn kÕt víi nhau hoÆc víi c¸c cét khung b»ng c¸c liªn kÕt tr−ît ( nh÷ng lanh t« trªn lç c−¶ cã chiÒu cao lín , hoÆc xµ ngang trong c¸c khung liÒn v¸ch chñ yªó chèng c¾t ) th× phÇn t¶i träng chÝnh t©m nµy vÉn cã thÓ ¶nh h−ëng tíi c¸c hÖ chÞu lùc kh¸c ( khung, khung - v¸ch ) vµ g©y nªn nh÷ng biÕn d¹ng kh«ng gian cña toµn hÖ .§iÒu nµy cã thÓ x¶y ra nÕu tû sè gi÷a t¶i träng qi 0 trªn diÖn tÝch tiÕt diªn ngang cña cÊu kiªn th¼n ®øng ®−îc gäi lµ t¶i träng riªng t¸c dông vµo c¸c nh¸nh v¸ch hay cét kh«ng b»ng nhau ( h×nh 7.7a) 29 doxuanbinh@gmail.com
  11. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh qi0 qi0+1 ------ ≠ -------- ( 7.7 ) Ai Ai+1 ë ®©y : A = EF ®é cøng däc trôc ; E - M« ®un biÕn d¹ng ; F - diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cÊu kiÖn th¼ng ®øng ®ang sÐt. Trong tr−êng hîp nµy mçi nh¸nh t−êng cã xu h−íng biÕn d¹ng kh¸c nhau d−íi t¸c dông cña c¸c t¶i träng riªng kh¸c nhau. Nh−ng c¸c liªn kÕt tr−ît c¶n trë c¸c biÕn d¹ng nµy vµ g©y ra biÕn d¹ng cña toµn hÖ .VÝ dô cho tr−êng hîp ®iÓn h×nh v¸ch cã mét d·y lç cöa víi hai nh¸nh chÞu c¸c t¶i träng nh− trªn h×nh( II-7b) ta lu«n cã thÓ ®−a vÒ tr−êng hîp c¸c t¶i träng riªng b»ng nhau vµ c¸c m« men lÖch t©m cña chóng lµ mit® vµ qi0+1 - β qi 0 m0 i +1 = Δqi . a = -------------------- a ( 7. 8 ) +β ë ®©y : A i+1 β = ---------- ( 7. 9 ) Ai qi0 + qi0+1 qi0 + qi0+1 - Δq = ------------- - qi = qi +1 - -------------- β ( 7. 10 ) + 0 0 1+ β 1+ β a - kho¶ng c¸ch gi÷a t©m c¸c nh¸nh cña v¸ch. biÓu ®å m« men M (z) = mt® .z còng cã d¹ng nh− biÓu ®å Mt® trªn t® h×nh ei ei+1 (7.7) q0 q0 q0 mi i+1 i q0 7.2.2. T¶i träng giã . b) i+1 q0 T¸c ®éng cña giã thÓ q0 t® i+1 i i m t® hiÖn d−íi d¹ngc¸c ngo¹i lùc i+1 c) ph©n bè vµ t¨ng dÇn theo chiÒu δq δq cao c«ng tr×nh. Th«ng th−êng quy −íc tõ mÆt ®Êt hoÆc tõ cao d) q® ®é san nÒn c«ng tr×nh ®Õn chiÒu i,i+1 q q i i+1 cao 10m ¸p lùc giã ®−îc xem lµ ph©n bè ®Òu vµ cµng lªn cao a a) biÓu ®å ¸p lùc giã cã d¹ng a ®−êng cong tho¶i, nªn cã thÓ H×nh 7.7 S¬ ®å c¸c m¶ng t−êng cïng biÕn d¹ng thay b»ng h×nh thang (h×nh 7.10) d−íi t¸c dông cña t¶i träng th¼ng ®øng lÖch t©m 30 doxuanbinh@gmail.com
  12. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh ¸p lùc giã th−êng t¸c ®éng th¼ng gãc víi mÆt ngoµi ng«i nhµ vµ c«ng tr×nh vµ ®−îc xem lµ tÜnh ®èi víi nhµ cao d−íi 40m Khi chiÒu cao nhµ trªn 40m ngoµi ¸p lùc tÜnh cßn ph¶i xÐt tíi thµnh phÇn ®éng cña giã do dao ®éng cña nhµ vµ c«ng tr×nh. Theo TCVN-2737-95 gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn tÜnh cña t¶i träng giã ë ®é cao so víi mèc chuÈn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc W = W0.k.c , ( 7. 11 ) trong ®ã Wo - gi¸ trÞ ¸p lùc giã lÊy theo b¶n ®å ph©n vïng l·nh thæ Theo TCVN 2737-95 ,l·nh thæ ViÖt nam ®−îc chia thµnh n¨m vïng I,II, III,IV,vµ V t−¬ng øng 65, 95, 125, vµ 185 daN/m2. §èi víi nhµ vµ c«ng tr×nh x©y dùng ë c¸c ®Þa ®iÓm ®Æc biÖt thuéc vïng nói, vïng biÓn, h¶i ®¶o víi ®Þa h×nh phøc t¹p gi¸ trÞ ¸p lùc giã W0 ph¶i lÊy theo sè liÖu thèng kª ®¸ng tin cËy cña nhiÒu n¨m ®o ®¹c hiÖn tr−êng hoÆc ë ®Þa ®iÓm gÇn nhÊt. Khi ®ã ¸p lùc giã W x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Wo = 0,0613 v0 2 , ( 7. 12 ) ë ®©y: v0 - vËn tèc giã (m/s) ë ®é cao 10m so víi víi mèc chuÈn (vËn tèc trung b×nh trong kho¶ng thêi gian 3 gi©y bÞ v−ît trung b×nh mét lÇn trong 20 n¨m) t−¬ng øng víi ®Þa h×nh d¹ng B ; k - hÖ sè tÝnh ®Õn sù thay ®æi ¸p lùc giã theo ®é cao so víi mèc chuÈn vµ d¹ng ®Þa h×nh x¸c ®Þnh theo b¶ng phô lôc 2 . c- hÖ sè khÝ ®éng lÊy theo b¶ng phô lôc 2 Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã Wp ë ®é cao Z ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: a) §èi víi c«ng tr×nh vµ c¸c bé phËn kÕt cÊu c«ng tr×nh cã tÇn sè dao ®éng riªng c¬ b¶n f(Hz) lín h¬n gi¸ trÞ giíi h¹n cña tÇn sè dao ®éng riªng f quy ®Þnh ë b¶ng phô lôc 2 ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Wp = Wζν , ( 7. 13 ) Trong ®ã: W - gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn tÜnh t¶i träng giã ë ®é cao tÝnh to¸n x¸c ®Þnh theo ( II - 6 ); ξ - hÖ sè ¸p lùc ®éng cña t¶i träng giá ®ä cao Z lÊy theo b¶ng phô lôc ν - hÖ sè t−¬ng quan kh«ng gian ap lùc ®éng cña t¶i träng giã. HÖ sè nµy ®−îc lÊy theo bÒ mÆt tÝnh to¸n cña c«ng tr×nh trªn ®ã x¸c ®Þnh c¸c t−¬ng quan ®éng. BÒ mÆt tÝnh to¸n gåm cã phÇn bÒ mÆt t−êng ®ãn giã, khuÊt giã, 31 doxuanbinh@gmail.com
  13. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh t−êng bªn, m¸i vµ c¸c kÕt cÊu t−¬ng tù mµ qua ®ã ¸p lùc giã truyÒn lªn c¸c bé phËn kÕt cÊu c«ng tr×nh. x NÕu bÒ mÆt kÕt cÊu c«ng z tr×nh cã d¹ng h×nh ch÷ nhËt vµ H−íng giã ®−îc ®Þnh h−íng song song víi c¸c trôc c¬ b¶n ( h×nh 7.8 ) th× hÖ y a h sè ν x¸c ®Þnh theo b¶ng phô lôc b theo c¸c tham sè ρ vµ χ 0 2 ®−îc x¸c ®Þnh theo b¶ng phô H×nh 7.8 hÖ to¹ ®é x¸c ®Þnh hÖ sè t−¬ng quan ν lôc 2. b) §èi víi c¸c nhµ cã mÆt b»ng ®èi xøng cã f1< fL vµ mäi c«ng tr×nh cã fL < f2 víi f2 lµ tÇn sè giao ®«ng riªng thø hai cña c«ng tr×nh ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Wp = m.ξ.ψ.y, ( 7. 14 ) trong ®ã : m- khèi l−îng cña phÇn c«ng tr×nh mµ träng t©m cao z; ξ - hÖ sè ®éng lùc ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ®å thÞ ë h×nh phô thuéc vµo th«ng sè ε vµ ®é giµm l«- ga δ cña dao ®éng √ γ . W0 ε = ---------------- ( 7. 15 ) 940. f1 Trªn h×nh (7.9) ®−êng cong 1 øng v¬i c«ng tr×nh bª t«ng, g¹ch ®¸, c¸c c«ng tr×nh b»ng khung thÐp cã kÕt cÊu bao che ( δ = 0,3 ); ®−êng cong 2 øng víi c¸c th¸p, trô b»ng thÐp , èng khãi , c¸c thiÕt bÞ d¹ng cét b»ng thÐp, cã bÖ b»ng bª t«ng cèt thÐp (δ= 0,15 ) . γ = 1,2 -hÖ sè ®é tin cËy cña t¶i träng giã cho nhµ vµ c«ng tr×nh cã thêi gian sö dông gi¶ ®Þnh lµ 50 n¨m. Khi thêi gian sö dông gØa ®Þnh kh¸c ®i th× ph¶i nh©n víi hÖ sè cho trong b¶ng phô lôc 2 W0- gi¸ trÞ ¸p lùc giã tiªu chuÈn ; y - chuyÓn vÞ ngang cña c«ng tr×nh ë ®é cao z øng víi d¹ng dao ®éng riªng thø nhÊt ( ®èi víi nhµ cã mÆt b»ng ®èi xøng cho phÐp lÊy y b»ng chuyÓn vÞ do t¶i träng ngang ph©n bè ®Òu ®Æt tÜnh g©y ra). ψ - hÖ sè ®−îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch chia c«ng tr×nh thµnh tõng phÇn ,trong ph¹m vi mçi phÇn t¶i träng giã kh«ng ®æi ta cã 32 doxuanbinh@gmail.com
  14. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh ∑ yk wpk ψ = -------------- (7.16) ∑ y k Mk 2 Mk - khèi l−îng thø k cña c«ng tr×nh, ®−êng cong "1" øng víi c¸c c«ng tr×nh bª t«ng cèt thÐp vµ g¹ch ®¸; yk - chuyÓn vÞ ngang cña träng t©m phÇn thø k øng víi d¹ng dao ®æng riªng thø nhÊt; Wpk- thµnh phÇn ®éng ph©n bè ®Òu cña t¶i trong giã ë phÇn thø k cña c«ng tr×nh x¸c ®Þnh theo c«ng thøc ( 7. 18 ). ξ 3 2 2 1 1 ε 0 0.05 0.10 0.15 0.20 H×nh 7.9 §å thÞ x¸c ®Þnh hÖ sè ®éng lùc ξ Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng t¶i träng giã ë ®é cao z x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Wp = 1,4 z . ξ .Wph ( 7. 17 ) h trong ®ã : Wph- gi¸ trÞ tiªu chuÈn thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã ë ®é cao H cña ®Ønh c«ng tr×nh x¸c ®Þnh theo c«ng thøc ( 7.13 ). C¸c c«ng tr×nh cã fs < fL cÇn tÝnh to¸n ®éng lùc cã kÓ ®Õn s d¹ng dao ®éng ®Çu tiªn , ®−îc x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn fs < fL < fs+1 ( 7.18 ) Theo tiªu chuÈn hiÖn hµnh c¸c gi¸ trÞ t¶i träng giã thay ®ái hái liªn tôc theo chiÒu cao nhµ vµ c«ng tr×nh vµ biiªñ ®å t¶i träng giã cã d¹ng ®−êng gÉy khóc ( h×nh II-10) kÓ tõ ®iÓm c¸ch ®Õ nhµ vµ c«ng tr×nh 10m. §Ó tiÖn viÖc tÝnh to¸n ®−êng gÉy khóc ®−îc thay b»ng ®−êng th¼ng víi c¸c gi¸ trÞ q ë ®Ønh nhµ vµ aq ë ®Õ nhµ xuÊt ph¸t tõ ®iÒu kiÖn c©n b¨ng diªn tÝch vµ vÞ trÝ träng t©m cña hai biÓu ®å theo c¸c quan hÖ sau ®©y: 33 doxuanbinh@gmail.com
  15. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh 2H - 3C 2F a = ------------ (7 .19a) , q = ---------- (7 .19b) 3C - H ( 1+ a ) H trong ®ã : C = S/H - vÞ trÝ träng t©m biÓu ®å ; S- m«-men tÜnh ®èi víi ®Õ nhµ ; F - diÖn tÝch biÓu ®å gÉy khóc . C¸c c«ng thøc (7. 19a), (7. 19b) lu«n tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®−a c¸c biÓu ®å g·y khóc vÒ d¹ng h×nh thang t−¬ng øng víi c¸c gi¸ trÞ m«-men ngµm vµ lùc c¾t ngang t¹i ®Õ nhµ lµ kh«ng ®æi. Thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã phô thuéc vµo chu kú "T "dao ®éng riªng cña ng«i nhµ. Tuy nhiªn viÖc x¸c ®Þnh chÝnh x¸c nh÷ng gi¸ trÞ cña T kh«ng ph¶i lóc nµo còng cÇn thiÕt bëi ®é chÝnh x¸c nµy Ýt ¶nh h−ëng ®Õn thµnh phÇn ®éng cña t¶i träng giã. Theo tÝnh q to¸n, thiÕt kÕ vµ x©y dùng hµng lo¹t nhµ H qz cao tÇng ë n−íc ngoµi cho phÐp tÝnh 1 theo c«ng thøc gÇn ®óng sau ®©y: 2 T =0,021H ( 7. 20 ) H q2 ë ®©y: H T- chu kú dao ®éng riªng H q1 cña ng«i nhµ tÝnh b»ng gi©y (sec); c 20m H- chiÒu cao nhµ tÝnh tõ ®Õ ®Õn 10m ®Ønh nhµ b»ng mÐt,(m). aq T−¬ng tù nh− x¸c ®Þnh t¶i träng giã tÜnh theo biÓu ®å h×nh thang H×nh 7.10 (h×nh7.10) c¸c gi¸ trÞ thµnh phÇn ®éng 1. BiÓu ®å ¸p lùc giã tiªu chuÈn tÝnh to¸n cña ¸p lùc giã ®−îc x¸c ®Þnh 2. BiÓu ®å ¸p lùc giã quy vÒ d¹ng h×nh thang t−¬ng ®−¬ng nh− sau: T¹i ®Ønh nhµ : qp = W0 ( 1+ ξ ).k.c.1,2 ( 7. 21) T¹i ®Õ nhµ : qp = 0,65 W0 .c. 1,2 , ( 7. 22) ë ®©y : W0 - ¸p lùc giã tiªu chuÈn lÊy theo b¶ng ph©n vïng t¶i träng giã, 1,2 - hÖ sè v−ît t¶i, 34 doxuanbinh@gmail.com
  16. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh k - hÖ sè t¨ng ¸p lùc giã theo chiÒu cao. c - hÖ sè khÝ ®éng lÊy theo tiªu chuÈn, ξ - hÖ sè ¸p lùc ®éng tÝnh t¹i ®Ønh nhµ theo d¹ng ®Þa h×nh (b¶ng , phô lôc 2 ) . T¹i bÊt kú t¹i ®iÓm nµo trªn chiÒu cao ng«i nhµ còng ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: q(x) = qp ( 1 + a - 1 .x ) / H ( 7. 23) x - to¹ ®é tÝnh tõ ®Ønh nhµ, 7. 2.3 T¶i träng ®éng ®Êt A. C¸c kh¸i niÖm chung §éng ®Êt hoÆc ®Þa chÊn lÇ nh÷ng rung ®éng tù nhiªn cña vá tr¸i ®Êt cã ph−¬ng h−íng vµ c−êng ®é thay ®æi theo thêi gian. Trong thêi gian ®éng ®Êt , chuyÓn ®éng cña nÒn ®Êt lµm ph¸t sinh ra c¸c lùc qu¸n tÝnh ë c¸c bé phËn c«ng tr×nh. Bëi vËy ®éng ®Êt kh«ng chØ ¶nh h−ëng trùc tiÕp tíi nÒn mãng c«ng tr×nh mµ cßn g©y dao ®éng , biÕn d¹ng lín kÕt cÊu th©n nhµ dÉn tíi nøt nÎ ,h− háng, ph¸ ho¹i côc bé hoÆc toµn bé ng«i nhµ. ViÖc thiÕt kÕ kh¸ng chÊn (chèng ®éng ®Êt) lµ nh»m b¶o vÖ, h¹n chÕ ®Õn møc thÊp nhÊt t¸c h¹i do ®éng ®Êt g©y ra cho nhµ vµ c«ng tr×nh x©y dùng trong vïng cã ®éng ®Êt. Tr−íc hÕt chóng ta h·y xem xÐt mét sè kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ ®éng ®Êt sau ®©y: - Sãng ®Þa chÊn lµ sãng ®µn håi vËt lý h×nh thµnh do viÖc gi¶i phãng n¨ng l−îng tõ ®iÓm ( chÊn tiªu ) ph¸t ra n¨ng l−îng do ®éng ®Êt . - C−êng ®é ®éng ®Êt. §Ó ®¸nh gi¸ c−êng ®é ®éng ®Êt ng−êi ta dùa vµo hËu qu¶ cña nã ®èi víi nhµ vµ c«ng tr×nh hoÆc n¨ng l−îng g©y ra trËn ®éng ®Êt Êy. HiÖn nay trªn thÕ giíi sö dông nhiÒu thang ®o c−êng ®éng ®Êt, trong sè ®ã hai thang sau ®©y ®−îc dïng phæ biÕn nhÊt. Thang MSK-64 §Ó ®¸p øng víi yªu cÇu kü thuËt trong lÜnh vùc x©y dùng, xÐt tíi møc ®é ¶nh h−ëng cña ®éng ®Êt tíi c«ng tr×nh, n¨m 1964 Medvedev cïng Sponheuer vµ Karnic ®· ®Ò ra thang ®o c−êng ®é ®éng ®Êt MSK-64. §Ó x©y dùng thang MSK - 64 c¸c t¸c gi¶ tr−íc hÕt ph©n lo¹i t¸c dông ph¸ ho¹i cña ®éng ®Êt ®Õn c¸c c«ng trÜnh x©y dùng, sau ®ã ®¸nh gi¸ c−êng ®é ®éng ®Êt qua hµm chuyÓn dÞch cùc ®¹i cña con l¾c tiªu chuÈn cã chu kú dao ®éng riªng T= 0,25sec. 35 doxuanbinh@gmail.com
  17. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh Thang MSK-64 cã 12 cÊp. Tõ cÊp 1 ®Õn cÊp 6 lµ ®éng ®Êt nhÑ kh«ng g©y ¶nh h−ëng lín ®Õn nhµ vµ c«ng tr×nh. Tõ cÊp 7 ®Õn cÊp 9 lµ ®éng ®Êt m¹nh cÇn ®−îc xÐt ®Õn trong thiÕt kÕ nhµ, c«ng tr×nh. Tõ cÊp 10 trë lªn lµ ®éng ®Êt cã møc ®é huû diÖt. Thang Richter Thay cho viÖc ®¸nh gi¸ c−êng ®é th«ng qua viÖc ®¸nh gi¸ hËu qu¶ cña nã, n¨m 1935 Ch. Richter ®· ®Ò ra thang ®o c−êng ®é ®éng ®Êt b»ng cach ®¸nh gi¸ gÇn ®óng n¨ng l−îng ®−îc gi¶i phãng ë chÊn tiªu . Theo ®Þnh nghÜa ,®é lín M (Magnitud)cña mét trËn ®éng ®Êt b»ng logarit thËp ph©n cña biªn ®é cùc ®¹i A(μm) ghi ®−îc t¹i mét ®iÓm c¸ch chÊn t©m D = 100km trªn m¸y ®o ®i¹ chÊn cã chu kú dao ®éng riªng T= 0,8 sec M = logA Quan hÖ gi÷a n¨ng l−îng (Egi) ®−îc gi¶i phãng ë chÊn tiªu víi Magnitud ®−îc tÝnh theo c«ng thøc LogE = 9,9 1,9M - 0,024M2 VÒ mÆt lý thuyÕt thang M. Richter b¾t ®Çu b»ng con sè 0 vµ kh«ng cã giíi h¹n trªn. Nh−ng cho ®Õn nay ng−êi ta ch−a ®o ®−îc trËn ®éng ®Êt nµo cã M ®¹t ®Õn 9. B¶n ®å ph©n vïng ®éng ®Êt §Ó dù b¸o c¸c trËn ®éng ®Êt cã thÓ x¶y ra trong t−¬ng lai vµ lµm c¬ së cho viÖc x©y dùng tiªu chuÈn kh¸ng chÊn, ë mçi quèc gia ®Ìu ph¶i nghiªn cøu t×nh h×nh ®éng ®Êt trong kho¶ng thêi gian dµi tíi ngh×n n¨m vµ lËp ra hai lo¹i b¶n ®å ph©n vïng ®éng ®Êt : b¶n ®å ph©n vïng ®éng ®Êt l·nh thæ, vµ b¶n ®å vi ph©n vïng ®éng ®Êt. Trªn c¸c b¶n ®å thÓ hiÖn c¸c ®Æc tr−ng ®éng ®Êt løn nhÊt cã thÓ s¶y ra vµ t¸c ®éng cña nã ®Õn c¸c c«ng tr×nh x©y dùng, ¶nh h−ëng cña nÒn ®Êt, gia tèc cùc ®¹i vµ chu kú tréi cña nÒn ®Êt, t−¬ng t¸c ®éng lùc cña nÒn - c«ng tr×nh. B¶n ®å ph©n vïng ®éng ®Êt trªn toµn l·nh thæ n−íc ta ®· ®−îc ®−a vµo bé Quy chuÈn x©y dùng ViÖt nam tõ n¨m 1997 ( phô lôc 3 ). Theo c¸c sè liÖu trªn b¶n ®å th× ®éng dÊt cÊp 6,7,8 tËp trung ë c¸c tØnh phÝa b¾c, cßn ë c¸c vïng miÒn trung vµ vïng duyªn h¶i phÝa nam th× ®éng ®Êt cÊp 6vµ 7 theo thang MSK- 64. Theo tiªu chuÈn thiÕt kÕ nhµ vµ c«ng tr×nh trong vïng ®éng ®Êt tíi cÊp 7 cã thÓ kh«ng ph¶i tÝnh to¸n theo t¶i träng ®éng ®Êt , nh−ng ph¶i dïng c¸c biÖn ph¸p cÊu t¹o . 36 doxuanbinh@gmail.com
  18. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh B. C¸c ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh t¶i träng ®éng ®Êt ViÖc x¸c ®Þnh t¶i träng ®éng ®Êt ( lùc qu¸n tÝnh ) t¸c dông lªn c«ng tr×nh mét c¸ch chÝnh x¸c lµ mét viÖc lµm rÊt khã kh¨n v× phô thuéc nhiÒu vµo tÝnh chÊt chuyÓn ®éng ®Þa chÊn, c¸c tÝnh chÊt ®éng häc c«ng tr×nh vµ cña nÒn ®Êt. HiÖn nay trong c¸c tiªu chuÈn thiÕt kÕ kh¸ng chÊn cña c¸c n−íc ®Ìu sö dông mét trong hai ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh t¶i träng ®éng ®Êt sau ®©y: - Ph−¬ng ph¸p ®éng lùc: x¸c ®Þnh trùc tiÕp tr¹ng th¸i øng suÊt - biÕn d¹ng c¸c kÕt cÊu chÞu t¶i tõ c¸c gia tèc do ghi ®−îc chuyÓn ®éng cña nÒn ®Êt khi ®éng ®Êt s¶y ra. B¶n ®å ph©n vïng ®éng ®Êt phÇn lôc ®Þa l·nh thæViÖt nam víi chu kú lÆp ≤ 1000 n¨m 37 doxuanbinh@gmail.com
  19. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh - Ph−¬ng ph¸p tÜnh lùc : thay thÕ c¸c lùc ®éng ®Êt thùc t¸c dông lªn c«ng tr×nh b»ng c¸c lùc tÜnh ¶o cã hiÖu øng t−¬ng ®−¬ng nªn cßn gäi lµ ph−¬ng ph¸p t¶i träng ngang thay thÕ . Tõ n¨m 1997 trë vÒ tr−íc, khi b¶n ®å ph©n vïng ®éng ®Êt trªn toµn l·nh thæ c¶ n−íc ch−a ®−îc c«ng bè chÝnh thøc trong bé Quy chuÈn x©y dùng ViÖt nam, c¸c ng«i nhµ cao tÇng, c¸c c«ng tr×nh quan träng.®Òu ®−îc thiªt kÕ kh¸ng chÊn víi ®éng ®Êt c©p 7, 8, 9 theo tiªu chuÈn cña Liªn x« cò (CHuΠ II- 7 - 81). HiÖn nay, ngoµi tiªu chuÈn trªn ®©y cßn cã thÓ mét sè tiªu chuÈn kh¸ng chÊn n−íc ngoµi kh¸c. D−íi ®©y sÏ tr×nh bÇy c¸ch x¸c ®Þnh t¶i träng ®éng ®Êt theo tiªu chuÈn cña CHLB Nga vµ cña Hoa kú. A. X¸c ®Þnh t¶i träng ®éng ®Êt theo tiªu chuÈn cña CHLB Nga (CHu∏II-7 81*) Tiªu chuÈn thiÕt kÕ kh¸ng cña CHLB Nga CHuΠ II-7-81* lµ tiªu chuÈn cña Liªn x« cò ®· ®−îc biªn so¹n bæ xung vµ cã hiÖu lùc tõ n¨m 1998. §éng ®Êt cã thÓ t¸c ®éng lªn nhµ theo ph−¬ng bÊt kú trong kh«ng gian . Nhµ cao tÇng th−êng cã h×nh d¸ng mÆt b»ng vµ mÆt ®øng ®¬n gi¶n, nªn t¶i träng ®éng ®Êt ®−îc xem nh− t¸c ®éng theo hai ph−¬ng theo c¸c trôc däc vµ ngang cña nhµ. Tuy nhiªn, khi mÆt b»ng nhµ phøc t¹p cÇn chän ph−¬ng tÝnh to¸n bÊt lîi nhÊt. T¸c ®éng cña t¶i träng ®éng ®Êt theo ph−¬ng th¼ng ®øng cña nhµ cã thÓ kh«ng xÐt tíi. Theo tiªu chuÈn, ®èi víi c¸c kÕt cÊu c«ng-xon n»m ngang hoÆc xiªn, kÕt cÊu vßm, dµn khÈu ®é tõ 24m trë lªn x©y dùng trong vïng ®éng ®Êt cßn ph¶i tÝnh to¸n theo ph−¬ng th¼ng ®øng. Theo tiªu chuÈn ,t¶i träng ®éng ®Êt ®−îc x¸c ®Þnh theo ph−¬ng ph¸p tÜnh lùc hay t¶i träng ngang thay thÕ. T¶i träng ®éng ®Êt tÝnh to¸n ngang theo ph−¬ng ®· chän trªn tÇng thø k ë d¹ng dao ®éng thø i, ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Sik = K1. K2. So ik , ( 7. 24 ) Trong ®ã K1 - HÖ sè xÐt tíi sù h− háng cho phÐp trong ng«i nhµ, c«ng tr×nh, ®−îc lÊy b»ng : 1 - khi kh«ng cho phÐp cã biÕn dang d− vµ c¸c h− háng côc bé (lón, nøt,...), ®ång thêi kh«ng v−ît qu¸ 1,5; 38 doxuanbinh@gmail.com
  20. http://www.ebook.edu.vn ®ç xu©n b×nh 0,25- khi cho phÐp cã biÕn d¹ng d−, cã nøt vµ h− háng côc bé, g©y khã kh¨n cho sö dông b×nh th−êng c«ng tr×nh, nh−ng vÉn an toµn cho ng−êi, cho c¸c thiÕt bÞ trong nhµ vµ c«ng tr×nh; 0,12 - cho phÐp cã biÕn d¹ng d− lín, nøt, h− háng tõng bé phËn, lµm ng−ng trÖ t¹m thêi sö dông c«ng tr×nh ( nhµ c«ng, n«ng nghiÖp mét tÇng K2 - HÖ sè kÕt cÊu lÊy b»ng : 1+ 0,1 ( n - 5 ) cho nhµ khung, bl«c lín cã sè tÇng lín h¬n 5; 0,9 - cho nhµ tÊm lín hay t−êng bª t«ng ®æ liÒn khèi cã sè tÇng Ýt h¬n 5, vµ khi n > 5 th× lÊy b»ng 0,9 + 0,75 ( n- 5). Soik- gi¸ trÞ t¶i träng ®éng ®Êt øng víi d¹ng dao ®éng riªng thø i cña c«ng tr×nh ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Soik = Qk. A. βi.Kw.nik ( 7. 25 ) ë ®©y: Qk- träng l−îng tÇng nhµ thø k tÝnh ngang møc sµn cã xÐt tíi c¸c hÖ sè gi¶m t¶i. A - hÖ sè lÊy b»ng 0,1; 0,2; 0,4 øng víi ®éng ®Êt c©p 7, 8, 9 thang MSK- βi - 64. hÖ sè ®éng lùc, phô thuéc vµo chu kú giao ®«ng riªng vµ vµo lo¹i ®Êt nÒn vµ cã thÓ tÝnh theo c¸c c«ng thøc d−íi ®©y hoÆc theo ®å thÞ ( h×nh II ). Cho ®Êt nÒn lo¹i I (nÒn ®¸ gèc ch−a bÞ phong ho¸, ®¸ hßn lín, chøa kh«ng qu¸ 30% ®Êt sÐt vµ c¸t lÊy theo ®å thÞ 1 (h×nh 7.4); khi Ti≤ 0,08s βi =1+ 15Ti khi 0,08s 0,38s Cho ®Êt lo¹i II, III -®¸ gèc phong ho¸ m¹nh, ®¸ hßn lín, c¸t s¹n, sái chÆt ®Õn chÆt võa, c¸t h¹t nhá cã chiÒu dµy b»ng hoÆc nhá h¬n 30m - lÊy theo ®å thÞ 2 (h×nh 7. 4 ) Khi Ti ≤ 0,1s βi = 1+15Ti Khi 0,1s < Ti≤ 0,4s βi = 2,5s ( 7. 27 ) βi=1/Ti Khi Ti > 0,4s Cho ®Êt lo¹i II, III nh− trªn nh−ng cã chiÒu dÇy lín h¬n 30m lÊy theo ®å thÞ sè3( h×nh 7.4 ) khiTi≤ 0,2s βi = 1+ 7,5Ti khi 0,2 < Ti ≤ 0,76s βi = 2,5 ( 7. 28 ) 39 doxuanbinh@gmail.com

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản