Tóm tắt bài giảng Kết cấu nhà cao tầng - Những khái niệm mở đầu trình bày nội dung của các bài: những nguyên tắc cơ bản thiết kế kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép toàn khối, khái niệm về động lực học kết cấu, xác định các đặc trưng động lực học, tải trọng và tác động, thiết kế tiết diện và cấu tạo bê tông cốt thép.
TOÙM TAÉT BAØI GIAÛNG
g g g ï g ï g y
Ngaønh: Xaây döïng daân duïng vaø coâng nghieäp äp Heä ñaøo taïo: Khoâng chính quy
1
l/b 2 ( ù h h ø ñ ä h û h á hi ùi à ä â á
2
1.Vaät lieäu −Cöôøng ñoä chòu löïc, ñoä beàn moûi, tính bieán daïng, khaû naêng choáng chaùy. h ù −Maùc Beâtoâng ≥ 300 (BTCT thöôøng), ≥ 350 (BTCT öùng löïc tröôùc.) −Duøng theùp cöôøng ñoä cao, coù theå duøng theùp hình trong keát caáu hoãn hôïp theùp−BTCT. -Troïng löôïng keát caáu aûnh höôûng ñeán taûi troïng ñoäng ñaát 2.Hình daïng coâng trình a/Maët bang a/Maët baèng −ñôn giaûn, neân ñoái xöùng, traùnh duøng MB traûi daøi hoaëc coù caùc caùnh maûnh. −MB hình chö nhaät: thoa L/B ≤ 6 (vôi cap phong chong ñoäng ñat ≤ MB hình chöõ nhaät: thoûa L/B ≤ 6 (vôùi caáp phoøng choáng ñoäng ñaát ≤ 7). −MB goàm phaàn chính vaø caùc caùnh nhoû: tyû soá chieàu daøi caùnh vaø chieàu roäng caùnh neân thoûa l/b ≤ 2 (vôùi caáp phoøng choáng ñoäng ñaát ≤ 7) ) ñ á .
3
Maët baèng
4
Maët baèng
5
Maët baèng
6
Maët baèng
b/Hình daïng theo phöông ñöng phöông ñöùng
ò y
7
−ñeàu hoaëc thay ñoài ñeàu, giaûm kích thöôùc daàn leân phía treân. −Theo chieàu cao, khoâng neân thay ñoåi vò trí troïng ï g taâm vaø taâm cöùng cuûa maët baèng caùc taàng. - Traùnh môû roäng ôû taàng Tranh mô roäng ô tang treân hoaëc nhoâ ra cuïc boä quaù nhieàu (nguy hieåm khi ñoäng ñat). khi ñoäng ñaát)
c/Chieàu cao nhaø
Structural Analysis & design of Tall Buildings – Bungale S. Taranath – Mc Graw Hill, 1988
3.Choïn heä keát caáu chòu löïc
8
Yeâu caàu khoâng gian kieán truùc Yeu cau khong gian kien truc −Nhaø ôû (chung cö ), khaùch saïn khoâng yeâu caàu khoâng gian lôùn →töôøng (vaùch) cöùng chòu löïc. −Nhaø coù chöùc naêng haønh chính vaø coâng coäng (vaên phoøng, dòch vu …) caàn Nha co chöc nang hanh chính va cong coäng (van phong, dòch vuï …) can khoâng gian linh hoaït, caùc phoøng lôùn khoâng coù vaùch ngaên →caáu khung; khung keát hôïp vaùch cöùng, loõi cöùng.
h
i
Maët baèng chaïy daøi →khung, khung+vaùch
MB ù hì h d MBcoù hình daïng giao nhau →khung + loõi cöùng
9
Choïn heä keát caáu chòu löïc
Giam anh höông cua nhieät ñoä va co ngot cua BT: -Tang thep taïi nôi nhaïy Giaûm aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä vaø co ngoùt cuûa BT: -Taêng theùp tai nôi nhay caûm vôùi nhieät ñoä: saøn maùi, saøn taàng döôùi cuøng, töôøng ñaàu hoài, vv
4. Boá trí khe luùn, khe co giaõn, khe khaùng chaán
Khe lun :do leäch tang lôn, do ñòa chat thay ñoi phöc taïp … Khe luùn :do leäch taàng lôùn do ñòa chaát thay ñoåi phöùc tap
ï ï g g g ë
10
Coù theå khoâng caàn khe luùn neáu : -Coâng trình töïa treân neàn coïc choáng vaøo ñaù; hoaëc baèng caùc bieän ä phaùp khaùc chöùng minh ñöôïc ñoä luùn coâng trình khoâng ñaùng keå. •-Vieäc tính luùn coù ñoä tin caäy cao theå hieän ñoä cheânh luùn giöõa caùc boä phaän nam trong giôi haïn cho phep. boä phaän naèm trong giôùi han cho pheùp. • -Thi coâng phaàn cao taàng tröôùc, phaàn thaáp taàng sau, coù tính möùc ñoä cheänh leäch luùn hai khoái ñeà khi laøm xong thì ñoä luùn hai khoái xaáp xæ nhau Phaûi chöøa moät mach beâtoâng giöõa hai khoái ñeå khoi xap xæ nhau. Phai chöa moät maïch betong giöa hai khoi ñe ñoå sau khi ñoä luùn hai khoái ñaõ oån ñònh.
Nhaø coù “caùnh” daïng chöõ L, T, U, H, Y … thöôøng hay bò hö hoûng hoaëc bò ñoå khi gaëp ñoäng ñaát maïnh ⇒boá trí khe khaùng chaán taùch rôøi phaàn caùnh ra khoûi coâng trình. Caùc khe khaùng chaán phaûi ñuû roäng ñeå khi dao ñoäng caùc phaàn cuûa coâng trình ñaõ ñöôïc taùch ra khoâng va ñaäp vaøo nhau
-Neân ñieàu chænh maët baèng, duøng caùc bieän phaùp thi coâng vaø caáu taïo ñeå giaûm soá löôïng khe(co giaõn, luùn, khaùng chaán).
á
û
á
-Khe co giaõn vaø khe khaùng chaán khoâng caàn xuyeân qua moùng, tröø tröôøng hôïp trung vôi khe lun. hôp truøng vôùi khe luùn.
11
Ñoä cöùng choáng löïc ngang cuûa moät taàng nhaø
g
g
g
g
K = (GwAw + 0,12GcAc)/H
döôùi k à ôùi
ù N á 3 t à
á ôû t à
û k át
i
û
12
-Khung ñoái xöùng, ñoä sieâu tónh cao
-Caùc nhòp gaàn baèng nhau
-Traùnh haãng coät, thoâng taàng, coâng-son (ñoäng ñaát phöông ñöùng)
13
-Neáu taàng döôùi khoâng cheøn gach -Neu tang döôi khong chen gaïch maø taàng treân cheøn gaïch thì phaûi taêng ñoä cöùng taàng döôùi
6. Boá trí keát caáu khung chòu löïc
“ COÄT KHOÛE- DAÀM YEÁU”
khi phaù hoïai, caùc khôùp deûo phaûi ñöôïc hình thaønh trong daàm tröôùc khi hình thaønh trong caùc coät.
14
Keát caáu khung
à
Í
ù h 150
1/20 hi
à d ø
Chi
t à
à
ø
(cid:190) Khoâng neân choïn vaùch coù khaû naêng chòu taûi lôùn nhöng soá löôïng ít; maø neân phaân ñeàu ra treân maët baèng (cid:190) Gia coá loã cöûa vaùch (cid:190)Ít nhaát coù 3 vaùch cöùng trong moät ñôn nguyeân, truïc 3 vaùch khoâng ñöôïc gaëp nhau taïi moät ñieåm (cid:190)Ñoái xöùng (ñoä cöùng vaø hình hoïc); taâm cöùng truøng vôùi taâm khoái löôïng (cid:190) Chieàu daøy vaùch ≥150 mm vaø ≥ 1/20 chieàu cao taàng nhaø h ø (cid:190) Sô boä xaùc ñònh dieän tích vaùch :
7. Boá trí vaùch cöùng
15
ï
1.Vaùch cöùng theo phöông ngang: ñeàu ñaën, ñoái xöùng taïi vi trí gaàn ñaàu hoài, o thang may, … oâ thang maùy, … 2.Vaùch cöùng theo phöông doïc: ôû khoûang giöõa ñôn nguyeân. Khi nhaø daøi, khoâng neân taäp trung vaùch doïc ôû hai ñaàu (cid:198) nhieät ñoä, co ngoùt (cid:198) boá trí maïch thi coâng g 3.Vaùch cöùng phöông doïc neân boá trí thaønh nhoùm: chöõ L, T, 4.Vaùch chaïy suoát chieàu cao nhaø; coù theå giaûm daàn (khoâng ñoät ngoät) chieàu daøy vaùch
Vaùch cöùng trong keát caáu khung-vaùch cöùng
16
Vaùch trong keát caáu Vaùch cöùng 1.Boá trí vaùch theo hai chieàu hay nhieàu chieàu, neân vuoâng goùc vôùi nhau 2.Co the chia vach cöng dai thanh nhieu ñoïan ñoäc laäp, noi vôi nhau 2 Coù theå chia vaùch cöùng daøi thaønh nhieàu ñoan ñoäc laäp noái vôùi nhau baèng daàm hoaëc saøn taàng 3. Loã vaùch cöùng phaûi ñeàu ñaën töø treân xuoáng döôùi, khoâng leäch
17
1.Caùc daïng
taûi troïng ñoäng
ñieån hình
nhaø cao taàng
18
19
2. Baäc töï do
20
)( tu )(
) )
=
u o o
t sin( ( ω n n
u ω &+ o t cos( ) ( ) n n ω n
HỆ SDOF – DAO ĐỘNG TỰ DO
tu
sin(C)(
=
t ) θω + n
Có thể viết lại thành
ạ
)(tu
k
C C
2 ) )
cos cos
sin sin
=
+ +
θ θ
=
θ θ
=
m m
2 u u o o
u ( ( u & o o
ω ω n n
u ω & n o C
u o C
Khối lượng m được đưa khỏi vị trí cân bằng rồi thả khỏi vị trí cân bằng rồi thả cho nó dao động tự do.
u
0=
+ ukum &&
g
y
ộ g Phương trình chuyển động:
ou&
C
tu
cos(
sin(B)
)
A)( =
Nghiệm của p/trình:
t ω + n
t ω n
ou
t
mk
- tần số vòng tự nhiên
(rad/s)
n =ω
nT
A và B được xác định theo điều kiện ban đầu
Chu kỳ tự nhiên
Tần số tự nhiên
u
u o
Ao
u t
=→==0
(s)
(Hz)
=
f n
u & o
u ωBo & n
u & 0 t
=→==
2 π2 π T = n ω n
1 ω 1 ω n = T 2 π n
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Aùp duïng cho coâng trình coù sô ñoà tính laø thanh coâng-xon coù khoái löôïng phan bo ñeu (m), ngam ô ñay phaân boá ñeàu (m), ngaøm ôû ñaùy
=
fi f
2
EJg q
2α i 2π H
à â i á d ñ ä i (Hz) i (H )
31
o öôï g ö j ( fi _ taàn soá dao ñoäng rieâng thöù h ù f q _ troïng löôïng ñôn vò daøi theo chieàu cao nhaø (kN/m) EJ _ ñoä cöùng choáng uoán (kNm2) g _gia toác troïng tröôøng (m/s2) H _chieàu cao nhaø (m) hj chieàu cao cuûa ñieåm khoái löông thöù j (m) ) j _c eu cao cua ñ e
Theo TCXD 229:1999
h j j =*ξ Hjξ H
g
Y
sin
sh
ch
=
−
( cos
ji
* − ξαξα j
* j
i
i
B i
)* − ξαξα j
* j
i
i
Tung ñoä cuûa ba mode ä shape ñaàu tieân
gy gy
H
=
f 1
n
1 1 2 π
yP j
2 j
∑
j
1 =
å t â û t ñ ø g _ gia toác troïng tröôøng (m/s2) yH, yj ò
h _ chuyeån vò ngang ôû ñænh vaø ôû troïng taâm ñoïan û ñæ h thöù j cuûa coâng trình, do löïc ngang P = 1kN ñaët ôû ñænh coâng trình gaây ra.
32
_ troïng löôïng cuûa ñoïan coâng trình thöù j (kN) Pj
33
=
Δ
T 1
7.1 α 0
Δ (m) _ chuyeån vò ñænh nhaø khi laáy troïng löôïng Gj caùc taàng laøm löïc ngang
taäp trung taïi cac möc san taäp trung tai caùc möùc saøn
_ heä soá giaûm chu kyø khi xeùt aûnh höôûng cuûa töôøng gaïch cheøn α0
34
Caùc mode tieáp theo: T2 = (1/5 ÷1/3)T1 ; T3 = (1/7 ÷1/5)T1
Daïng dao ñoäng: (cid:190) daïng 1: khoâng coù ñieåm khoâng ôû treân (cid:190)daïng 2 : ñiem khong ô tren vao khoang cao ñoä (0.72 ÷ 0.78)H (cid:190)dang 2 : ñieåm khoâng ôû treân vaøo khoaûng cao ñoä (0 72 ÷ 0 78)H (cid:190)daïng 3 : ñieåm khoâng ôû treân vaøo khoaûng cao ñoä (0.85 ÷ 0.9)H vaø
ñieåm khoâng ôû döôùi vaøo khoaûng cao ñoä (0.42 ÷ 0.5)H
2
d
T 1 =
ø C Nhaø cao H< 40m : T1 = Ct H3/4 3/4
35
2
.0 0
C
=
t
2.0
=
×
+
A c
A i
∑
l wi H
⎛ ⎜ ⎝
⎞ ⎟ ⎠
075 075 A c
Ac _ toång dieän tích höõu hieäu caùc vaùch cöùng ôû taàng ñaàu tieân, [m2 ] Ai _ dieän tích tieát dieän ngang höõu hieäu vaùch cöùng thöù i theo höôùng ñang xeùt ôû taàng ñaàu tieân [m2] theo höông ñang xet ô tang ñau tien, [m ]
lwi _ chieàu daøi vaùch cöùng ôû taàng ñaàu tieân theo höôùng song song
löïc taùc ñoäng, [m], vôùi lwi/H ≤ 0.9
n
iW
2 δ i
∑
i
H
T
=
2 π π
1 = n
T = T
g
iF
δ i
05.0 D
∑
i
1 =
36
37
38
Phaân tích baèng phaàn meàm phaàn töû höõu haïn
Mode shape
39
Phaân tích baèng phaàn meàm phaàn töû höõu haïn
i
Taùc ñoäng cuûa gioù leân coâng trình phuï thuoäc hai nhoùm thoâng soá: (cid:190)Caùc thoâng soá cuûa khoâng khí: toác ñoä, aùp löïc, nhieät ñoä, söï bieán ñoäng th theo thôøi gian th øi (cid:190)Caùc thoâng soá cuûa vaät caûn: hình daïng, kích thöôùc, ñoä nhaùm cuûa beà maët, höôùng cuûa vaät caûn so vôùi chieàu gioù vaø caùc vaät caûn keá caän. Taûi troïng gioù goàm hai thaønh phaàn (hieäu öùng) tónh vaø ñoäng
Theo TCVN 2737-1995 vaø TCXD 229:1999
û û à
g p g g g p
40
Thaønh phaàn ñoäng cuûa taûi troïng gioù : (cid:131)Caàn xeùt khi nhaø nhieàu taàng cao H > 40m p (cid:131)Thaønh phaàn ñoäng ñöôïc xaùc ñònh theo phöông töông öùng vôùi thaønh phaàn tónh (cid:131)Do xung cuûa vaän toác gioù vaø löïc quaùn tính cuûa coâng trình.(Gioù tónh × heä soá) (cid:131)Tính gioù ñoäng vaø phaûn öùng coâng trình do gioù ñoäng öùng vôùi töøng daïng dao ñoäng (cid:131)Sô ñoà tính: thanh coâng-xon coù höõu han ñieåm taäp trung khoái löông Sô ño tính: thanh cong xon co höu haïn ñiem taäp trung khoi löôïng (cid:131)Coù theå keå khoái löôïng chaát taïm thôøi treân coâng trình, vôùi heä soá chieát giaûm
h ø h h à
h å
ó h
l
ù
û
ù
â
Wj = W0 k(zj) c
Heä soá khí ñoäng c, neáu goäp chung phía ñoùn gioù vaø phía khuaát gioù, c = 0,8 + 0,6 = 1,4
41
2
tm
z
j
=
( zk t
j
z
g t
⎛ ⎜ 844,1) ⎜ ⎝
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
42
û û á û
(cid:131)Xaùc ñònh caùc taàn soá vaø daïng dao ñoäng (cid:131)Neáu f1 < fL (taàn soá giôùi haïn) thì phaûi keå ñeán taùc duïng cuûa caû xung vaän toác gioù vaø löïc quaùn tính cuûa coâng trình. (cid:131)Caàn tính toaùn vôùi s daïng dao ñoäng ñaàu tieân,
L
s
δ= 0.3 : BTCT, gaïch ñaù, khung theùp coù keát caáu bao che
δ=0.15 : thap truï, ong khoi thep, δ 0 15 : thaùp tru oáng khoùi theùp
coät theùp coù beä baèng BTCT
thoûa ñieàu kieän fs < fL < fs+1 s+1
WFj _ giaù trò tieâu chuaån thaønh phaàn ñoäng cuûa taûi troïng
WFj = Wj ζjν Sj j
gio gioù
taùc duïng leân phaàn thöù j cuûa coâng trình, öùng vôùi
daïng Wj _ gioù tónh
dao ñoäng khac nhau, khi chæ ke xung vaän toc gio dao ñoäng khaùc nhau khi chæ keå xung vaän toác gioù
43
Sj _ dieän tích ñoùn gioù cuûa phaàn j cuûa coâng trình (m2)
44
ν _ heä soá töông quan khoâng gian aùp löïc ñoäng cuûa taûi troïng gioù Vôùi dang dao doäng 1 xaùc ñònh ν theo baûng trang sau Vôi daïng dao doäng 1, xac ñònh ν1 theo bang trang sau. Vôùi daïng dao doäng thöù 2 vaø thöù 3, laáy ν2 = ν2 = 1.
45
û à
Vôùi phaàn thöù j cuûa coâng trình (khoái luôïng Mj) vaø daïng dao ñoäng rieâng thöù i : g g g
ξi _heä soá ñoäng löïc (khoâng thöù nguyeân) öùng vôùi daïng dao ñoäng i, phuï thuoäc
W0 coù thöù nguyeân N/m2 fi _ taàn soá dao ñoäng rieâng thöù i (Hz)
2,1
=ε i
940 940
W 0 if f
46
thoâng soá εi (khoâng thöù nguyeân) vaø ñoä giaûm loâga cuûa dao ñoäng.
n
jiWy
Fj
j j
1 =
i
2 My ji
j
ä ï ψi _ ψi
∑ 1ψ = n ∑
j
1 =
heä soá ñöôc xaùc ñònh baèng caùch chia coâng trình thaønh n phaàn
yji _ Dòch chuyeån ngang tyû ñoái cuûa troïng taâm phaàn thöù j öùng vôùi
daïng dao ñoäng rieâng thöù i, khoâng thöù nguyeân
a eu a g co ö g, ñoä cö g, aë ba g ño
W
4.1=
Fz
W ζνξ 11 j
j
z z H
Vôùi nhaø nhieàu taàng coù maët baèng ñoái xöùng, ñoä cöùng, khoái
o öôï g a be
löông vaø beà
ô
roäng maët ñoùn gioù khoâng ñoåi theo chieàu cao, coù f1 47 ξ1 vaø ν1 _ xaùc ñònh vôùi daïng dao ñoäng cô baûn (mode 1)
ζj vaø Wj _ xaùc ñònh taïi ñænh nhaø (z = H) γ=1.2 (heä soá ñoä tin caäy) Wtt = Wtc γ β
γ β s 2 t
t _ do thanh phan tónh
do thaønh phaàn tónh XX
XX
= + d
d
i i _ do thaønh phaàn ñoäng ôû mode thöù i Xt
Xt
Xd i 1
= 48 ä g ä g y Ñoäng ñaát laø hieän töôïng rung ñoäng maïnh
ñoät ngoät cuûa voû traùi ñaát do nhieàu nguyeân
nhaân gaây ra: chuyeån ñoäng tröôït töông ñoái
cuûa caùc khoái ñaù, caùc hang ñoäng bò saäp,
caùc maûnh thieân thaïch va vaøo traùi ñaát, caùc
vuï thöû bom haït nhaân... phoå bieán nhaát laø
ñoäng ñaát do chuyeån ñoäng tröôït töông ñoái
cuûa caùc khoái ñaù. 49 h i li h MSK 64 d Th i di d i I
In the socialist countries, the MSK-64 scale was accepted. The individual grades' - which
hi h
number are also 12 - characterisation is extended to the phenomena of nature, to the
buildings and to the senses and the environment of people. Strongest earthquake in
Hungary until now, had the grade of 8 9.
Hungary until now had the grade of 8-9 50 51 52 Nhaø cao döôùi 40m, phaân phoái khoái löôïng vaø ñoä cöùng töông ñoái ñeàu theo caùc taàng n G G eq
eq E
E å Giaù trò tieâu chuaån cuûa Base shear FEk = α1 Geq ∑
∑=
85.0 1
=i Troïng löôïng hieäu duïng
Trong löông hieäu dung Heä soá ñoäng ñaát α1 phuï thuoäc chu kyø dao ñoäng rieâng T cuûa nhaø,
chu ky dao ñoäng ñaëc tröng Tg cua vung ñat, daïng ñoäng ñat
chu kyø dao ñoäng ñaëc tröng Tg cuûa vuøng ñaát, dang ñoäng ñaát 53 GE _ troïng löôïng ñaïi dieän taäp trung taïi saøn taàng i
Nha dan duïng: GE = Tónh tai + 0.5 Hoïat tai san
Nhaø daân dung: G
Tónh taûi + 0 5 Hoat taûi saøn löïc caét PP phaân phoái
ùñaùy 54 g Xaùc ñònh heä soá ñoäng ñaát α1
1 löïc caét PP phaân phoái
ñaùy
ù i i F 1( ) = F
i Ek δ−
n HG
i
n i i HG∑
∑
HG 1i
= g g p g
Taûi troïng ñoäng ñaát Fi taäp trung taïi saøn thöù i (coù cao ñoä Hi)
i p ï ä g ä T1 _chu kyø dao ñoäng cô baûn cuûa nhaø
Neáu T1 < 1.4Tg thì laáy δn = 0
Neáu T1 ≥ 1.4Tg thì laáy δn theo baûng
ä g g g
g
n _
δn _ heä soá boå sung taùc ñoäng ngang cuûa ñoäng ñaát phuï theâm ôû ñænh nhaø 55 Nhaø cao treân 40m, phaân phoái khoái löôïng vaø ñoä cöùng phaân boá
khong ñeu theo cac tang
khoâng ñeàu theo caùc taàng αj _ laáy theo baûng nhö pp phaân phoái löïc caét ñaùy
χij _ dòch chuyeån ngang töông ñoái cuûa khoái löôïng i trong daïng dao ñoäng j n G χ
ji i 1 i j γ
γj _ heä soá tham gia cuûa daïng dao ñoäng thöù j 2χ
2
jiG i ∑
== m
∑
∑ 1
=j m Giaù trò tieâu chuaån Fij cuûa taûi troïng ñoäng ñaát Fij = αj γj χij Gi taïi khoái löôïng i öùng vôùi daïng dao ñoäng j : S
S 2
jS
S Phan öng cua ket cau
Phaûn öùng cuûa keát caáu j 1
= Sj phaûn öùng cuûa keát caáu do ñoäng ñaát öùng vôùi dang dao ñoäng thöù i
Sj _ phan öng cua ket cau do ñoäng ñat öng vôi daïng dao ñoäng thö i
Thöôøng laáy m =3; neáu coâng trình khaù cao, ñoä cöùng khoâng ñeàu thì m = 5÷ 6 56 Trong tröôøng hôïp ñoä cöùng töông ñoái bình thöôøng :
- Ñoäng ñaát 7 ñoä, ñaát loïai II : FEk = (0.015 ÷ 0.03) Geq
q
- Ñoäng ñaát 8 ñoä, ñaát loïai II : FEk = (0.03 ÷ 0.06) Geq
- Löïc ñoäng ñaát cuûa daïng dao ñoäng 1 lôùn hôn löïc ñoäng ñaát cuûa
daïng 2; löïc ñoäng ñaát cuûa daïng 2 lôùn hôn löïc ñoäng ñaát cuûa daïng 3. toång troïng löôïng hieäu duïng Geq
laáy
baèng 75% toång troïng löôïng ñaïi dieän
cuûa keát caáu Toång FEvk = αv max Geq i F = F
vi Evk HG
i
n αv max = 0.65 αmax i i HG∑
∑
HG i =1 ä g g g g g g Caàn xeùt taûi ñoäng ñaát thaúng ñöùng caû hai chieàu: höôùng xuoáng vaø höôùng leân
(laøm taêng hoaëc giaûm taùc duïng thaúng ñöùng cuûa troïng löôïng baûn thaân keát caáu) Khi ñoäng ñaát caáp 9: caàn xeùt toå hôïp baát lôïi cuûa taùc ñoäng ngang vaø taùc ñoäng
thang ñöng cua ñoäng ñat.
thaúng ñöùng cuûa ñoäng ñaát 57 Taàng thöù i coù theå aùp duïng cho coâng trình khoâng ñeàu ñaën, khoâng ñoái xöùng,
nhöng phai con öng xö ñan hoi.
nhöng phaûi coøn öùng xöû ñaøn hoài. ñaùp öùng lôùn nhaát cuûa mode thöù n laø: )
) n = )T(y
n max (S
(S ω
ω
a
2
ω
n chuyen vò lôn nhat cua ket cau öng vôi mode n
chuyeån vò lôùn nhaát cuûa keát caáu öùng vôùi mode n Böôùc 1: Xaùc ñònh phaûn öùng öùng vôùi moãi daïng dao ñoäng (modal response) 58 un = y(Tn)max φn Böôùc 2. Toå hôïp phaûn öùng töø caùc mode (modal combination) /
/
23
23 r)r
) + ρ = nm 2 2 r )r (r
1 − 4
ξ+ + 2 1
2
(
(
8
8
1
ξ
ξ
)
22 f F = nm n m n m F = + + F
max 2
F
z 2
F
0 2
F
90 F0, F90 la cac ñap öng do tac ñoäng theo hai phöông
laø caùc ñaùp öùng do taùc ñoäng theo hai phöông
F
ngang vuoâng goùc nhau, vaø Fz laø ñaùp öùng do taùc ñoäng
theo phöông thaúng ñöùng Böôùc 3. Toå hôïp phaûn öùng töø caùc phöông khaùc nhau 59 3 2.5 2 1.5 1 0.5
0 5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 0 10 20 40 50 60 60 61 62 63 CHUYEÅN VÒ TÖÔNG ÑOÁI GIÖÕA CAÙC TAÀNG NHAØ Ò 64 CHUYEÅN VÒ ÑÆNH NHAØ 65 TRAÏNG THAI GIÔI HAÏN I
TRANG THAÙI GIÔÙI HAN I =μ
μ
N N
fA
c cn 66 Ac _ dieän tích tieát dieän coät
á
fcn _ cöôøng ñoä chòu neùn tính toaùn
cuûa beâtoâng
g 67 68 69 p
p
u * Keát caáu thoâng thöôøng : laáy V theo toå hôïp noäi löïc V 1.1 = t
t
MM
MM
+
u
H
γ
0 0 p t +
MM * Choáng ñoäng ñaát caáp 1: V 1.1 = H 0 p * Choáng ñoäng ñaát caáp 2: V = t +
MM
0H * Choáng ñoäng ñaát caáp 3, 4: 70 Tieát dieän: h = (1/12 ÷1/8)l ; h≤ ¼ lthoâng thuûy bdaàm ≥ {1/4 hdaàm ; ½ bcoät ; 250mm} p
p
u * Keát caáu thoâng thöôøng : laáy V theo toå hôïp noäi löïc V 05.1 V = + 0 t
t +
MM
MM
+
u
l t p * Choáng ñoäng ñaát caáp 1: t
MM
+ V 05.1 V = + 0 l t * Choáng ñoäng ñaát caáp 2: p t
MM
+ V = + 0V l t * Choáng ñoäng ñaát caáp 3, 4: 71 *keát caáu thoâng thöôøng: x ≤ α0h0 (khoâng phaân phoái laïi noäi löïc do bieán daïng deûo);
x ≤ 0.7α0h0 (ñieu chænh giam moment uon do bien daïng deo)
x ≤ 0 7α h (ñieàu chænh giaûm moment uoán do bieán dang deûo) *choáng ñoäng ñaát: x ≤ 0.25h0 (caáp 1); x ≤ 0.35h0 (caáp 2, 3) Ñoïan neo thang cua cot doïc khi chong ñoäng ñat
Ñoan neo thaúng cuûa coát doc khi choáng ñoäng ñaát lneo = la + 10φ (caáp 1); lneo = la + 5φ (caáp 2) 72 Taïi vung goi, chong ñoäng ñat : A s ≥ 0.5As (cap 1); A s ≥ 0.3As (cap 2,3)
Tai vuøng goái choáng ñoäng ñaát : A’ ≥ 0 5A (caáp 1); A’ ≥ 0 3A (caáp 2 3)
As, A’s _dieän tích coát theùp vuøng neùn, vuøng keùo. 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87c. Aùp löïc (hoaëc löïc) gioù tính toaùn
troïng
trong
d Ñaùp öùng do taûi
d. Ñap öng do tai
gioù
)∑
)∑
(
(
X
X
2.Khai nieäm ve ñoäng ñat
2 Khaùi nieäm veà ñoäng ñaát
Medvegyev-Sponhauer-Karnik (MSK) scale
id l
l
5-6 ñoä Richter
1-2 ñoä Richter 3-4 ñoä Richter
7-8 ñoä Richter
ä g
ñoäng ñaát
3.Tính toaùn taùc ñoäng (cid:190)phöông phaùp taûi troïng tónh töông ñöông
(cid:190)phöông phaùp phaân tích phoå phaûn öùng
(cid:190)phöông phap phan tích pho phan öng
(cid:190)phöông phaùp phaân tích ñoäng löïc hoïc theo
lòch söû thôøi gian
a. PP taûi troïng tónh töông ñöông
a1. PP phan phoi löïc cat ñay
a1 PP phaân phoái löc caét ñaùy
Löïc ngang phuï theâm taïi ñænh nhaø ΔFn = δn FEK
g
a2. PP toå hôïp caùc daïng dao ñoäng ñeå tìm löïc ngang tónh töông ñöông
ï g
ä g
ïp
g
g
g
ï
∑
∑=
=
Kinh
nghieäm
a3. Taùc ñoäng ñoäng ñaát theo phöông ñöùng
b. PP phan tích pho phan öng
b. PP phaân tích phoå phaûn öùng
la mode shape thö n.
φ laø mode shape thöù n
φn
Coù chuyeån vò, suy ra noäi löïc nhö
baøi toaùn tónh thoâng thöôøng.
PP phaân tích phoå phaûn öùng
caàn keát hôïp caùc phaûn öùng do töøng mode ñeå coù ñöôïc phaûn öùng cöïc ñaïi cuûa keát caáu
höô
phöông phap CQC
h ù CQC
(Complete Quadratic
Combination)
∑∑ ρ
f
laø noäi löïc öùng vôùi mode n
(
1
r = ω / ω
r = ωn / ωm la ty so tan so rieng cua mode n va
laø tyû soá taàn soá rieâng cuûa mode n vaø
m.
Caùc heä soá r ñeàu döông vaø nhoû hôn hoaëc baèng 1.0
fn
coâng trình phaûi ñöôïc thieát keá ñeå coù khaû naêng khaùng chaán theo moïi phöông laø nhö nhau
c. PP phaân tích ñoäng löïc hoïc theo lòch söû thôøi gian
)
2
s
/
m
m
(
n
e
n
c
o
t
i
a
G
Lòch sö thôi gian cac thanh phan nang löôïng
Lòch söû thôøi gian caùc thaønh phaàn naêng löông
30
Thoi gian t (s)
Gia toác neàn ñoäng ñaát Northridge
Phuï luïc
Phu luc
TÍNH
TOAÙN
KEÁT
CAÁUCAU
Baøi 8.
Á
Ä
Á
THIET KE TIET DIEÄN VA
Ø
Á
CAÁU TAÏO BEÂTOÂNG COÁT THEÙP
S ≤ Su / γ0
S _noäi löïc tính toaùn trong toå hôïp baát lôïi
Su _ noäi löïc giôùi haïn
1. COÄT
1 COÄT
CAÁU TAÏO COÁT THEÙP COÄT
CAÁU TAÏO COÁT THEÙP COÄT
CAÁU TAÏO COÁT THEÙP COÄT
NUT KHUNG
NUÙT KHUNG
Ù
Ö
Á
É
Ù
Å
Å
CAÙCH LAÁY LÖÏC CAÉT TÍNH TOAÙN ÑEÅ KIEÅM TRA
Í
KHAÛ NAÊNG CHÒU CAÉT CUÛA COÄT
p _ khaû naêng chòu moment uoán ôû tieát dieän ñaàu treân vaø ñaàu döôùi cuûa coät
t, Mu
Mu
Mt, Mp
_ moment uoán ôû tieát dieän ñaàu treân vaø ñaàu döôùi cuûa coät,
(lay tö to hôïp noäi löïc)
(laá
töø toå hôp noäi löc)
_ chieàu cao thoâng thuûy cuûa ñoaïn coät
H0
THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO BEÂTOÂNG COÁT THEÙP
2. DAÀM
Å
CAÙCH LAÁY LÖÏC
CAÉT TÍNH TOAÙN
ÑEÅ KIEÅM TRA
Å
KHAÛ NAÊNG CHÒU
CAÉT CUÛA DAÀM
p _ khaû naêng chòu uoán ôû tieát dieän ñaàu traùi vaø ñaàu phaûi cuûa daàm.
t, Mu
Mu
Mt, Mp _ moment uoán ôû tieát dieän ñaàu traùi vaø ñaàu phaûi cuûa daàm,
( lay tö to hôïp noäi löïc).
( laáy töø toå hôp noäi löc)
V0 _ löïc caét tính toaùn khi xem daàm laø daàm ñôn giaûn chòu taûi ñöùng
THIEÁT KEÁ
TIEÁT DIEÄN VAØ
CAÁU TAO
CAU TAÏO
COÁT THEÙP
DAÀM
Haïn cheá chieàu cao vuøng neùn x khi tính khaû naêng chòu uoán
THIEÁT KEÁ
TIEÁT DIEÄN VAØ
CAÁU TAO
CAU TAÏO
COÁT THEÙP
DAÀM
THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO BEÂTOÂNG COÁT THEÙP
3. VAÙCH CÖÙNG
THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH
CÖÙNGCÖNG
THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH
CÖÙNGCÖNG
THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH
CÖÙNGCÖNG
CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH CÖÙNG
CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH CÖÙNG
THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH
CÖÙNGCÖNG
LANH TOÂ
THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH
CÖÙNGCÖNG
LANH TOÂ
