›
›

Tóm tắt bài giảng Kết cấu nhà cao tầng - Nguyễn Hữu Anh Tuấn

pdf 87 trang ngocly 2990
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tóm tắt bài giảng Kết cấu nhà cao tầng - Nguyễn Hữu Anh Tuấn", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdftom_tat_bai_giang_ket_cau_nha_cao_tang_nguyen_huu_anh_tuan.pdf

Nội dung text: Tóm tắt bài giảng Kết cấu nhà cao tầng - Nguyễn Hữu Anh Tuấn

  1. TOÙM TAÉT BAØI GIAÛNG Ngaønh: Xaâ y döï ïgng daân du ïgïng vaø coân g n ghieäp Heä ñaøo taïo: Khoâng chính quy KẾTCT CẤU NHÀ CAO TẦNG - NHỮNG KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU THÔØI LÖÔÏNG: 20 TIEÁT NGUYỄN HỮU ANH TUẤN KHOA XAÂY DÖÏNG, TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC KIEÁN TRUÙC TP.HCM 1
  2. Baøi 3: NHÖÕNG NGUYEÂN TAÉC CÔ BAÛN THIEÁT KEÁ KEÁÁÁT CAÁU NHAØ CAO TA ÀNG BTCT TOAØN KHO ÁI 1.Vaät lieäu −Cöôøng ñoä chòu löïc, ñoä beàn moûi, tính bieán daïng, khaû naêng choáng chùhaùy. −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. 2.Hình-Troïng löôïngdaïng coângkeát caáu trình aûnh höôûng ñeán taûi troïng ñoäng ñaát a/Maët babangèng −ñôn giaûn, neân ñoái xöùng, traùnh duøng MB traûi daøi hoaëc coù caùc caùnh maûnh. −MB hình chöõ nhaät: thoa thoûaL/B L/B ≤ 6(vô6 (vôiùica capáp phong phoøng chochongáng ñoäng ñat ñaát ≤ 7). −MB goàm phaàn chính vaø caùc caùnh nhoû: tyû soá chieàu daøi caùnh vaø chie àu roä ng caù n h neâ n th oû a l/b ≤ 2(2 (vôùi ca áp p ho øng c ho áng ñoä ng ñ aá t ≤ 7) . 2
  3. Maët baèng 3
  4. Maët baèng 4
  5. Maët baèng 5
  6. Maët baèng 6
  7. b/Hình daïng theo phöông ñöng ñöùng −ñeàu hoaëc thay ñoài ñeàu, giaûm kích thöôùc daàn leân phía treân. −Theo chieàu cao, khoâng neân thayyò ñoåi vò trí troï ïgng taâm vaø taâm cöùng cuûa maët baèng caùc taàng. - TraTranhùnh môû roäng ô û tatangàng treân hoaëc nhoâ ra cuïc boä quaù nhieàu (nguy hieåm khi ñoäng ñat) ñaát). 7
  8. c/Chieàu cao nhaø 3.Choïn heä keát caáu chòu löïc Structural Analysis & design of Tall Buildings – Bungale S. Taranath – Mc Graw Hill, 1988 Theo Taranath B.S, ñoñoiáiô vôiùi nhaø cao taàng, heä chòu löïc baèng BTCT: 8
  9. Choïn heä keát caáu chòu löïc YeYeuâuca cauàukho khongâng gian kien kieántru trucùc −Nhaø ôû (chung cö ), khaùch saïn khoâng yeâu caàu khoâng gian lôùn → töôøng (vaùch) cöùng chòu löïc. −Nhaø coù chöchöcùcna nangêng hahanhønh chính va ø cocongâng coäng (va(vanên phophong,øng, dòch vuï ) cacanàn khoâng gian linh hoaït, caùc phoøng lôùn khoâng coù vaùch ngaên → caáu khung; khung keát hôïp vaùch cöùng, loõi cöùng. MBcoù hìn h daïng giao nhau Maët baèng chaïy daøi → khung, khung+vaùch → khung + loõi cöùng 9
  10. 4. Boá trí khe luùn, khe co giaõn, khe khaùng chaán GiaGiamûma anhûnh höông höôûng cua cuûa nhieät ñoä va ø co ngongotùtcu cuaûaBT: BT: -TaTangêng thethepùp taitaïi nôi nha nhayïy caûm vôùi nhieät ñoä: saøn maùi, saøn taàng döôùi cuøng, töôøng ñaàu hoài, vv Khe lun luùn :do leäch tang taàng lôlônùndoñòacha, do ñòa chatát thay ñoi ñoåi phöphöcùctap taïp Coù theå khoâng caàn khe luùn neáu : -Coâng trình töïa treân neàn coïcchoáng vaøo ñaù; hoaëcbaèng caùc bieän 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 nanamèm trong giôgiôiùi hanhaïn cho phephepùp. • -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 khokhoiái xaxapáp xæ nhau. PhaPhaiûi chöchöaøa moät machmaïch bebetongâtoâng giögiöaõa hai khokhoiái ñeå ñoå sau khi ñoä luùn hai khoái ñaõ oån ñònh. 10
  11. Khe khaùng chaán 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 giaûmsoá löôïng khe(co giaõn, luùn, khaùng chaán). -Khe co giaõn vaø khe khaùng chaán khoâng caàn xuyeân qua moùng, tröø tröôøng hôphôïp trutrungøng vôvôiùi khe lulunùn. 11
  12. 5. Phaân boá ñoä cöùng vaø cöôøng ñoä Ñoä cöùng choáng löïc ngang cuûa moät taàng nhaø K = (GwAw + 0,12GcAc)/H a/ Theo phöông ngang ¾Ñoä cöùng vaø cöôøng ñoä Æ boá trí ñeàu ñaën vaøñoáixöùng treân maët baèng.Taâm cöùng neân truøng hoaëc gaàn truøng vôùi taâm khoái löôïng ñeå giaûm thieåu bieán daïng xoaén do taûi troïng ngang. ¾Heä thoáng chòu löïc ngang chính Æ boá trí theo caû hai phöông. ¾Caùc vaùch cöùng theo phöông doïc khoâng khoâng neân boá trí chæ ôû moät ñaàu nhaø maø neân boá trí ôû khu vöïc giöõa nhaø hoaëc caû ôû giöõa nhaø vaø hai ñaàu nhaø. ¾Khoaûng caùch caùc vaùch cöùng: theo quy ñònh b/ Theo phöông ñöùng ¾Traùnh thay ñoåi ñoä cöùng ñoät ngoät. Ñoä cöùng coù theå ñöôïc giaûm daàn leân phía treân, tuy nhieân ñoä cöùng cuûa keát caáu ôû taàng treân phaûi khoâng nhoû hôn 70% ñäñoä cöùng cuûa keát cauá ôû tangà döôdöôiùi kevà ôôiùi no.ù Neuá 3 tangà giûiaûm ñäñoä cöùng lieân tuïc thì toång möùc giaûm khoâng vöôït quaù 50% . ¾Trong tröôøng hôïp ñoä cöùng keát caáu bò thay ñoåi ñoät ngoät, ví duï nhö duøng heä khung ôû cacacùc tatangàng döôdöôiùi vaø heä khung−vavachùch ôû cacacùc tatangàng tretrenân thì cacanàn coù caùc giaûi phaùp kyõ thuaät ñaëc bieät . 12
  13. 6. Boá trí keát caáu khung chòu löïc -Khung ñoái xöùng, ñoä sieâu tónh cao -Caùc nhòp gaàn baèng nhau -Traùnh haãng coät, thoâng taàng, coâng-son (ñoäng ñaát phöông ñöùng) -NeNeuáu tatangàng döôdöôiùi khokhongâng chechenøn gachgaïch maø taàng treân cheøn gaïch thì phaûi taêng ñoä cöùng taàng döôùi 13
  14. “ COÄT KHOÛE- DAÀM YEÁU” khi phaù hoïai, caùc khôùp deûo phaûi Keát caáu khung ñöôïc hình thaønh trong daàm tröôùc khi hình thaønh trong caùc coät. 14
  15. 7. Boá trí vaùch cöùng ¾ Khoâng neân choïn vaùch coù khaû naêng chòu taûi lôùn nhöng soá löôïng ít; maø neân phaân ñeàu ra treân maët baèng ¾ Gia coá loã cöûa vaùch ¾Ít nhaát coù 3 vaùch cöùng trong moät ñôn nguyeân, truïc 3 vaùch khoâng ñöôïc gaëp nhau taïi moät ñieåm ¾Ñoái xöùng (ñoä cöùng vaø hình hoïc); taâm cöùng truøng vôùi taâm khoái löôïng ¾ Chie àu d aø y vaù ch ≥150 mm vaø ≥ 1/20 c hie àu cao ta àng n ha ø ¾ Sô boä xaùc ñònh dieän tích vaùch : Fvaùch = 1,5 /100 dieän tích moät saøn taàng 15
  16. Vaùch cöùng trong keát caáu khung-vaùch cöùng 1.Vaùch cöùng theo phöông ngang: ñeàu ñaën, ñoái xöùng taïi vi trí gaàn ñaàu hoài, oâ thang mamay,ùy, 2.Vaùch cöùng theo phöông doïc: ôû khoûang giöõa ñôn nguyeân. Khi nhaø daøi, khoâng neân taäp trung vaùch doïc ôû hai ñaàu Æ nhieät ñoä, co ngoùt Æ boá trí maïch thi coâng 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 trong keát caáu Vaùch cöùng 1.Boá trí vaùch theo hai chieàu hay nhieàu chieàu, neân vuoâng goùc vôùi nhau 2Co2.Coù theå chia vavachùch cöcöngùng dai daøitha thanhønh nhienhieuàu ño ñoanïan ñoäc laäp, nonoiáivô vôiùi nhau baèng daàm hoaëc saøn taàng 3. Loã vaùch cöùng phaûi ñeàu ñaën töø treân xuoáng döôùi, khoâng leäch 16
  17. Baøi 4. KHAÙI NIEÄM VEÀ ÑOÄNG LÖÏC HOÏC KEÁT CAÁU 17
  18. 1.Caùc daïng taûi troïng ñoäng ñieån hình nhaø cao taàng 18
  19. Soá thathanhønh phaphanàn chuyechuyenånvòca vò canàn xem xeùt ñeå ñaïi dieän cho taùc ñoäng cuûa moïi löïc quaùn tính chuû yeyeuáucu cuaûake ketátca cauáugoila goïi laø soá baäc töï do (ñoäng löïc hoïc). dynamic degrees of freedom 2. Baäc töï do 19
  20. 3. HEÄ MOÄT BAÄC TÖÏ DO (SDOF) 20
  21. HỆ SDOF – DAO ĐỘNG TỰ DO u&o u(t) = uo cos(ωnt) + sin(ωnt) ωn DAO ĐỘNG TỰ DO KHÔNG CẢN Có thể viết lại thành u(t) = Csin(ωnt +θ) u(t) Khốilượng m được đưa k 2 2 u&o ωn uo m C = u +(u& ω ) cosθ = sinθ = khỏi vị trí cân bằng rồi thả o o n C C cho nó dao động tự do. u Phươnggy trình chuyển động: m u&& + k u = 0 u &o C Nghiệm của p/trình:u(t) = Acos(ωnt) +Bsin(ωnt) uo t ωn = k m (rad/s) -tần số vòng tự nhiên Tn A và B được xác định theo điều kiện ban đầu Chu kỳ tự nhiên Tần số tự nhiên ut=0 = uo → uo = A 2π 1 ωn Tn = (s) fn = = (Hz) u&t=0 = u&o → u&o = Bωn ωn Tn 2π 21
  22. 5. Phöông phaùp choàng chaát daïng dao ñoäng 28
  23. Baøi 6. XAÙÙÙC ÑÒNH CAÙC ÑAËC TRÖNG ÑO ÄNG LÖÏC HOÏC (chu ky ø & daï ïgng dao ñoä ägng töï nhieân) 1. Theo TCXD 229:1999 [ chæ dadanãntínhtoan tính toanù thathanhønh phaphanàn ñoäng cua cuûata taiûi trongtroïng gioù ] Aùp duïng cho coâng trình coù sô ñoà tính laø thanh coâng-xon coù khoái löôïng phaphanânbo boá ñeñeuàu (m), ngangamømô ôû ñañayùy a.Neáu ñoä cöùng khoâng ñoåi theo chieàu cao fi _ taànsoá dao ñäñoäng riâieâng thùhöù i (Hz ) 2 q _ troïng löôïng ñôn vò daøi theo chieàu cao nhaø (kN/m) α EJg 2 f = i EJ _ ñoä cöùng choáng uoán (kNm ) i 2πH 2 q g _gia toác troïng tröôøng (m/s2) H _chieàu cao nhaø (m) hj _cchie euàu cao cucuaûa ññeieåm khoái löôïng thöù j (()m) 31
  24. Theo TCXD 229:1999 * hj Tunggä ñoä cuûa ba mode ξ j = shape ñaàu tieân H * * * * Yji = sinαiξ j − shαiξ j − Bi (cosαiξ j − chαiξ j ) b.Neáu coâng trình coù tieát dieän thay ñoåi theo chieàu cao g _ gia toác troïng tröôøng (m/s2) 1 gy H yH, yj _ chåòhuyeån vò ngang ô ûñæhøûttâñû ñænh vaø ôû troïng taâm ñoïan f1 = n 2π 2 thöù j cuûa coâng trình, do löïc ngang P = 1kN ∑ Pj y j j=1 ñaët ôû ñænh coâng trình gaây ra. Pj _ troïng löôïng cuûa ñoïan coâng trình thöù j (kN) 32
  25. 2. Theo taøi lieäu Trung Quoác PP taûi troïng ngang giaû T1 = 1.7α 0 Δ Δ (m) _ chuyeån vò ñænh nhaø khi laáy troïng löôïng Gj caùc taàng laøm löïc ngang taäp trung taitaïi cacacùcmö möcùcsa sanøn α0 _ heä soá giaûm chu kyø khi xeùt aûnh höôûng cuûa töôøng gaïch cheøn Theo daïng keát caáu vaø soá taàng N 34
  26. Kinh nghieäm ( ñeå kieåm tra keát quaû) Caùc mode tieáp theo: T2 = (1/5 ÷1/3)T1 ; T3 = (1/7 ÷1/5)T1 Daïng dao ñoäng: ¾ daïng 1: khoâng coù ñieåm khoâng ôû treân ¾dangdaïng 2 : ñiem ñieåmkho khongâng ô û tretrenânva vaoøokhoa khoangûng cao ñoä (0. 72 ÷ 0.78)H ¾daïng 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 3. Theo TCXDVN 375:2006 [Thieát keá coâng trình chòu ñoäng ñaát] 3/4 Nhaø cao H< 40m : T1 = Ct H T1 = 2 d d- chuyechuyenån vò ñañanøn hohoiài taitaïi ñænh nhaø (m), do caùc löïc troïng tröôøng taùc duïng theo ppghöông ngggang ggyaây ra. 35
  27. TCXDVN 375:2006 0.075 l 2 Vôùi keát caáu coù vaùch cöùng, C = ⎛ wi ⎞ t Ac = ∑ Ai ×⎜0.2 + ⎟ coù theå laáy Ct nhö sau Ac ⎝ H ⎠ 2 Ac _ toång dieän tích höõu hieäu caùc vaùch cöùng ôû taàng ñaàu tieân, [m ] Ai _ dieän tích tieát dieän ngang höõu hieäu vaùch cöùng thöù i theo höông höôùng ñang xet xeùtô ôû tatangàng ñañauàu tietienân[m, [m2] lwi _ chieàu daøi vaùch cöùng ôû taàng ñaàu tieân theo höôùng song song löïc taùc ñoäng, [m], vôùi lwi/H ≤ 0.9 4. Myõ (ANSI, UBC) n 2 ∑Wiδi 0.05H T = 2π i=1 T = n D g∑ Fiδi i=1 H, D _ chieàu cao nhaø, kích thöôùc δi _ chåhuyeånvò titaïi cao tìtrìn hi (ù(coù troïng löôïng Wi) maët baèng nhaø theo do boä löïc ngang baát kyø ΣFi taùc duïng.Söï phaân phöông ñang xeùt phoái cuûa Fi coù theå theo hình daïng cuûa ñöôøng (tính baèng feet) ñañanøn hohoiài. g _gia toác troïng tröôøng. 36
  28. 3. Phaân tích baèng phaàn meàm phaàn töû höõu haïn 37
  29. Phaân tích baèng phaàn meàm phaàn töû höõu haïn 38
  30. Mode shape Phaân tích baèng phaàn meàm phaàn töû höõu haïn 39
  31. Baøi 7. TATAIÛI TRO TRONGÏNG VA Ø TATACÙCÑOÄNG ÑOÄNG 1.Taûi troïng gioù Taùc ñoäng cuûa gioù leân coâng trình phuï thuoäc hai nhoùm thoâng soá: ¾Caùc thoâng soá cuûa khoâng khí: toác ñoä, aùp löïc, nhieät ñoä, söï bieán ñoäng theo thô øi gi an ¾Caùc 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 Thaønh phaàn ñoäng cuûataûi troïng gioù : ƒCaàn xeùt khi nhaø nhieàu taàng cao H > 40m ƒThaønh phaàn ñoäng ñöôïc xaùc ñònh theo ppghöông töông öùng vôùi thaønh phaàn tónh ƒDo xung cuûa vaän toác gioù vaø löïc quaùn tính cuûa coâng trình.(Gioù tónh × heä soá) ƒTính gioù ñoäng vaø phaûn öùng coâng trình do gioù ñoäng öùng vôùi töøng daïng dao ñoäng ƒSô ñoà tính: thanh cocongâng-xon coù höhöuõu hanhaïn ñieñiemåm taäp trung khokhoiái löônglöôïng ƒCoù theå keå khoái löôïng chaát taïm thôøi treân coâng trình, vôùi heä soá chieát giaûm 40
  32. a. Gioù tónh Gia ù trò tiâieâuchåhuaån thøhhaønh phàhaàn tóhónh cuûûa aùùp löïc giùioù Wj = W0 k(zj) c Wj taïi ñieåm j öùng vôùi ñoä cao zj so vôùi moác chuaån Heä soá khí ñoäng c, neáu goäp chung phía ñoùn gioù vaø phía khuaát gioù, c =0,8 + 0,6 =1,4 41
  33. 2m ⎛ z ⎞ t k (z ) = 1,844⎜ j ⎟ t j ⎜ g ⎟ ⎝ zt ⎠ 42
  34. ƒXaùc ñònh caùc taàn soá vaø daïng dao ñoäng ƒNeáu f < f (taàn soá giôùi haïn) thì phaûi keå ñeán taùc duïng b. Gioù ñoäng 1 L cuûûûa caû xung vaän to ác gioù vaø löïc quaùn tính cu ûa coâng trình. ƒCaàn tính toaùn vôùi s daïng dao ñoäng ñaàu tieân, thoûa ñieàu kieän fs < fL < fs+1 δ= 0.3 : BTCT, gaïch ñaù, khung theùp coù keát caáu bao che δ =015:tha0.15 : thapùp truï, oongáng khokhoiùithe thepùp, coät theùp coù beä baèng BTCT Neáu chæ keå aûnh höôûng cuûa xung vaän toác gioù WFj _ giaù trò tieâu chuaån thaønh phaàn ñoäng cuûa taûi troïng WFj = Wj ζjν Sj gioù taùc duïng leân phaàn thöù j cuûa coâng trình, öùng vôùi Wj _ gioù tónh daïng dao ñoäng khakhacùc nhau, khi chæ keå xung vaän totocácgio gioù 2 Sj _ dieän tích ñoùn gioù cuûa phaàn j cuûa coâng trình (m ) 43
  35. Neáu chæ keå aûnh höôûng cuûa xung vaän toác gioù ν _ heä soá töông quan khoâng gian aùp löïc ñoäng cuûa taûi troïng gioù VôVôiùi da dangïng dao doäng 1 , xac xaùcñònh ñònh ν1 theo babangûng trang sau. Vôùi daïng dao doäng thöù 2 vaø thöù 3, laáy ν2 = ν2 = 1. 44
  36. Giaù trò tieâu chuaån thaønh phaàn ñoäng cuûa taûi troïng gioù Vôùi phaàûàn thöù j cuûa coâng trình (khoái luôïng Mj) vaø Wp(ji) = Mj ξi ψi yji daïngggg dao ñoäng rieâng thöù i : ξi _heä soá ñoäng löïc (khoâng thöù nguyeân) öùng vôùi daïng dao ñoäng i, phuï thuoäc thoâng soá εi (khoâng thöù nguyeân) vaø ñoä giaûm loâga cuûa dao ñoäng. 2 W0 coù thöù nguyeân N/m fi _ taàn soá dao ñoäng rieâng thöù i (Hz) 1,2W0 ε i = 940 f i 46
  37. n ∑ y jiWFj ψ _ä heä soá ñöôcï xaùc j=1 i ψ = ñònh baèng caùch chia coâng i n 2 trình thaønh n phaàn ∑ y ji M j j=1 yji _ Dòch chuyeån ngang tyû ñoái cuûa troïng taâm phaàn thöù j öùng vôùi daïng dao ñoäng rieâng thöù i, khoâng thöù nguyeân Coâng thöùc ñôn giaûn nhaát Vôùi nhaønhieeuàu taagàng coùmaëtaë baèn g ñoái xöög,ùng, ñoä cöùn g, khoái löôïng vaø beà roängmaëtñoùngioùkhoângñoåitheochieàucao,coùf1<fL cho pheùp tính aùp löïc gioù ñoäng nhö sau: z W =1.4 ξ ν ζ W Fz H 1 1 j j ξ1 vaø ν1 _ xaùc ñònh vôùi daïng dao ñoäng cô baûn (mode 1) ζj vaø Wj _ xaùc ñònh taïi ñænh nhaø (z = H) 47
  38. c. Aùp löïc (hoaëc löïc) gioù tính toaùn Wtt = Wtc γ β γ =1.2 (heä soá ñoä tin caäy) d. ÑaÑapùp ööngùng do tataiûi trongtroïng gioù s t d 2 X _ do thanh thaønh phan phaàntónh tónh X = X + X t ∑( i ) X i _ do thaønh phaàn ñoäng ôû mode thöù i i=1 d 48
  39. 2Kha2.Khaiùi nieäm veà ñoäng ñañatát Ñoäng ñaát laø hieän töôïng rung ñoäng maïnh ñoätnggäoät cuûa voû traùi ñaát do nhieàu nggyuyeân 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
  40. Medvegyev-Sponhauer-Karnik (MSK) scale Inthesociliialist countries, the MSK-64 scale was accepted. The idiidlindividual grades' - which 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. 50
  41. 5-6 ñoä Richter 1-2 ñoä Richter 3-4 ñoä Richter 7-8 ñoä Richter 51
  42. ¾phöông phaùp taûi troïng tónh töông ñöông 3.Tính toaùn taùc ñoäägng ¾phöông phaphapùp phan phaân tích phoå phaphanûnö öngùng ñoäng ñaát ¾phöông phaùp phaân tích ñoäng löïc hoïc theo lòch söû thôøi gian a. PP taûi troïng tónh töông ñöông a1. PP phaphanân phophoiái löclöïc cacatét ñañayùy Nhaø cao döôùi 40m, phaân phoái khoái löôïng vaø ñoä cöùng töông ñoái ñeàu theo caùc taàng Giaù trò tieâu chuaån cuûa Base shear FEk = α1 Geq n TrongTroïng löônglöôïng hieäu dungduïng Geq = 0.85∑GE i=1 GE _ troïng löôïng ñaïi dieän taäp trung taïi saøn taàng i Nhaø dadanân du dung:ïng: GE = Tónh tai taûi+05Hoatta + 0.5 Hoïat taiûisa sanøn Heä soá ñoäng ñaát α1 phuï thuoäc chu kyø dao ñoäng rieâng T cuûa nhaø, chu ky ø dao ñoäng ñaëc tröng T g cucuaûavu vungøng ñat, ñaát, dangdaïng ñoäng ñat ñaát 53
  43. PP phaân phoái löïc caét ñaùy Xaùc ñònh heä soá ñoäng ñaát α1 54
  44. PP phaân phoái löïc caét ñaùy Taûi troïng ñoäng ñaát Fi taäp trung taïi saøn thöù i (coù cao ñoä Hi) Gi H i Fi = n FEk (1− δ n ) ∑Gi H i i=1 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 δn _ heä soá boå sung taùc ñoäägng ngggang cuûa ñoäägng ñaát ppïhuï theâm ôû ñænh nhaø Löïc ngang phuï theâm taïi ñænh nhaø ΔFn = δn FEK 55
  45. a2. PP toå hôïp caùc daï ïgng dao ño ägäng ñeå tìm lö ïc n gan g tónh töôn g ñöôn g Nhaø cao treân 40m, phaân phoái khoái löôïng vaø ñoä cöùng phaân boá khokhongâng ñeu ñeàutheoca theo cacùcta tangàng Giaù trò tieâu chuaån F cuûa taûi troïng ñoäng ñaát ij F = α γ χ G taïi khoái löôïng i öùng vôùi daïng dao ñoäng j : ij j j ij i 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 ∑ χ jiGi γ = i=1 γj _ heä soá tham gia cuûa daïng dao ñoäng thöù j j m 2 ∑ χ jiGi j=1 m 2 PhaPhanûnö öngùng cua cuûake ketátca cauáu S = ∑ S j j=1 Sj _ phaphanûn ööngùng cucuaûa keketát cacauáu do ñoäng ñañatát ööngùng vôvôiùi dangdaïng dao ñoäng thöù i Thöôøng laáy m =3; neáu coâng trình khaù cao, ñoä cöùng khoâng ñeàu thì m = 5÷ 6 56
  46. Trong tröôøng hôïp ñoä cöùng töông ñoái bình thöôøng : - Ñoäng ñaát 7 ñoä, ñaát loïai II : FEk = (0.015 ÷ 0.03) Geq Kinh - Ñoäng ñaát 8 ñoä, ñaát loïai II : FEk = (0.03 ÷ 0.06) Geq nghieäm - 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. a3. Taùc ñoäng ñoäng ñaát theo phöông ñöùng toång troïng löôïng hieäu duïng G laáy Toång FEvk = αv max Geq eq baèng 75% toång troïng löôïng ñaïi dieän αv max = 0.65 αmax cuûa keát caáu G H F = i i F Taàng thöù i vi n Evk ∑Gi H i i=1 Caàn xeùt taûi ñoäägng 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 thathangúng ñöñöngùng cucuaûa ñoäng ñañatát. 57
  47. b. PP phaphanân tích phoå phaphanûn ööngùng coù theå aùp duïng cho coâng trình khoâng ñeàu ñaën, khoâng ñoái xöùng, nhöng phaphaiûico conønö öngùng xö û ñañanønho hoi.ài. Böôùc 1: Xaùc ñònh phaûn öùng öùng vôùi moãi daïng dao ñoäng (modal response) ñaùp öùng lôùn nhaát cuûa mode thöù n laø: Sa (ωn ) y(Tn ) max = 2 ωn chuyechuyenånvòlô vò lônùn nhanhatátcu cuaûake ketátca cauáuö öngùng vôvôiùimoden mode n φn laø mode shape thö ù n. Coù chuyeån vò, suy ra noäi löïc nhö u = y(T ) φ baøi toaùn tónh thoâng thöôøng. n n max n 58
  48. PP phaân tích phoå phaûn öùng Böôùc 2. Toå hôïp phaûn öùng töø caùc mode (modal combination) caàn keát hôïp caùc phaûn öùng do töøng mode ñeå coù ñöôïc phaûn öùng cöïc ñaïi cuûa keát caáu phöông ph apù CQC 8ξ2 (1+ r)r 3 / 2 ρnm = 2 (Complete Quadratic 1− r 2 + 4ξ2 r(1+ r)2 Combination) () r=r = ωn / ωm laø tyû soá tatanànso soá rieriengâng cucuaûamodenva mode n vaø m. F = ∑∑f n ρnmf m nm Caùc heä soá r ñeàu döông vaø nhoû hôn hoaëc baèng 1.0 fn laø noäi löïc öùng vôùi mode n Böôùc 3. Toå hôïp phaûn öùng töø caùc phöông khaùc nhau 2 2 2 F0, F90 laø cacacùcña ñapùpö öngùng do tac taùc ñoäng theo hai phöông Fmax = F0 + F90 + Fz ngang vuoâng goùc nhau, vaø Fz laø ñaùp öùng do taùc ñoäng theo phöông thaúng ñöùng coâng trình phaûi ñöôïc thieát keá ñeå coù khaû naêng khaùng chaán theo moïi phöông laø nhö nhau 59
  49. c. PP phaân tích ñoäng löïc hoïc theo lòch söû thôøi gian 3 2.5 2 1.5 1 /s2) mm 050.5 0 -0.5 Gia nen toc ( -1 -1.5 -2 -2.5 -3 Lòch sö û thôthôiøigianca gian cacùctha thanhønh phaphanànna nangêng löônglöôïng 0 102030405060 Thoi gian t (s) Gia toác neàn ñoäng ñaát Northridge 60
  50. Phuï lucluïc 61
  51. TÍNH TOAÙN KEÁT CACAUÁU 62
  52. CHUYEÅN VÒ TÖÔNG ÑOÁI GIÖÕA CAÙC TAÀNG NHAØ 63
  53. CHUYEÅN VÒ ÑÆNH NHAØ 64
  54. Baøi 8. THIETÁÁÁ KE TIET DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO BEÂTOÂNG COÁT THEÙP 65
  55. TRANGTRAÏNG THATHAIÙIGIÔ GIÔIÙIHANI HAÏN I S _noäi löïc tính toaùn trong toå hôïp baát lôïi S ≤ Su / γ0 Su _ noäi löïc giôùi haïn 1. COÄT N μN = Ac fcn Ac _ dieän tích tieát dieän coät fcn _ cöôøng ñoä chòu neùn tính toaùn cuûa beâtoâng 66
  56. CAÁU TAÏO COÁT THEÙP COÄT 67
  57. CAÁU TAÏO COÁT THEÙP COÄT 68
  58. CAÁU TAÏO COÁT THEÙP COÄT NUNUTÙT KHUNG 69
  59. CAÙÁÖÉÍÙÅÅÙCH LAÁY LÖÏC CAÉT TÍNH TOAÙN ÑEÅ KIEÅM TRA KHAÛ NAÊNG CHÒU CAÉT CUÛA COÄT * Keát caáu thoâng thöôøng : laáy V theo toå hôïp noäi löïc M t + M p * Choáng ñoäng ñaát caáp 1: V = 1.1 u u γ 0 H 0 M t + M p * Choáng ñoäng ñaát caáp 2: V = 1.1 H 0 M t + M p * Choáng ñoäng ñaát caáp 3, 4: V = H 0 t p Mu , Mu _ khaû naêng chòu moment uoán ôû tieát dieän ñaàu treân vaø ñaàu döôùi cuûa coät Mt, Mp _ moment uoán ôû tieát dieän ñaàu treân vaø ñaàu döôùi cuûa coät, (laáy töø toå hôphôïp noäi löc)löïc) H0 _ chieàu cao thoâng thuûy cuûa ñoaïn coät 70
  60. THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO BEÂTOÂNG COÁT THEÙP Tieát dieän: h = (1/12 ÷1/8)l ; h≤ ¼ l 2. DAÀM thoâng thuûy bdaàm ≥ {1/4 hdaàm ; ½ bcoät ; 250mm} * Keát caáu thoâng thöôøng : laáy V theo toå hôïp noäi löïc t p M u + M u * Choáng ñoäng ñaát caáp 1: V = 1.05 +V0 lt CAÙCH LAÁY LÖÏC CAÉT TÍNH TOAÙN M t + M p ÑEÅÅÅ KIEÅM TRA * Choáng ñoäng ñaát caáp 2: V = 1.05 +V0 l KHAÛ NAÊNG CHÒU t CAÉT CUÛA DAÀM M t + M p * Choáng ñoäng ñaát caáp 3, 4: V = +V0 lt t p Mu , Mu _ khaû naêng chòu uoán ôû tieát dieän ñaàu traùi vaø ñaàu phaûi cuûa daàm. Mt, Mp _ moment uoán ôû tieát dieän ñaàu traùi vaø ñaàu phaûi cuûa daàm, (la( layáytö töø toå hôphôïp noäi löc)löïc). V0 _ löïc caét tính toaùn khi xem daàm laø daàm ñôn giaûn chòu taûi ñöùng 71
  61. THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CACAUÁUTAO TAÏO COÁT THEÙP DAÀM Haïn cheá chieàu cao vuøng neùn x khi tính khaû naêng chòu uoán *keát caáu thoâng thöôøng: x ≤ α0h0 (khoâng phaân phoái laïi noäi löïc do bieán daïng deûo); x ≤ 070.7α0h0 (ñie(ñieuàu chænh giagiamûmmomentuo moment uonándobie do bienándangde daïng deo)ûo) *choáng ñoäng ñaát: x ≤ 0.25h0 (caáp 1); x ≤ 0.35h0 (caáp 2, 3) ÑoanÑoïan neo thang thaúng cua cuûaco cotátdockhicho doïc khi chongáng ñoäng ñañatát lneo = la + 10φ (caáp 1); lneo = la + 5φ (caáp 2) TaiTaïi vung vuøng goi goái, chong choáng ñoäng ñañatát: : A’s ≥ 05A0.5As (ca(capáp1);A 1); A’s ≥ 03A0.3As (ca(capáp23) 2,3) A , A’ _dieän tích coát theùp vuøng neùn, vuøng keùo. s s 72
  62. THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CACAUÁUTAO TAÏO COÁT THEÙP DAÀM 73
  63. THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO BEÂTOÂNG COÁT THEÙP 3. VAÙCH CÖÙNG 75
  64. THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH CÖCÖNGÙNG 76
  65. THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH CÖCÖNGÙNG 77
  66. THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH CÖCÖNGÙNG 78
  67. CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH CÖÙNG 80
  68. CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH CÖÙNG 81
  69. THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH CÖCÖNGÙNG LANH TOÂ 83
  70. THIEÁT KEÁ TIEÁT DIEÄN VAØ CAÁU TAÏO COÁT THEÙP VAÙCH CÖCÖNGÙNG LANH TOÂ 84