Chương 2 tải trọng tác động lên kết cấu nhà nhiều tầng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – KHOA CƠNG TRÌNH BM XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN NHÀ NHIỀU TẦNG NỘI DUNG 2.1 Các loại tải trọng tác động 2.2 Tải trọng đứng 2.3 Tải trọng gió 2.4 Tải trọng động đất 2.5 Các tải trọng tác động khác 2.1 CÁC LOẠI TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995, tải trọng phân thành: - Tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời (dài hạn, ngăn hạn đặc biệt) tủy theo thời gian tác dụng chúng - Tải trọng thường xuyên (tiêu chuẩn tính tốn) tải trọng tác dụng khơng biến đổi trình xây dưng sử dụng cơng trình - Tải trọng tạm thời tải trọng khơng có giai đoạn q trình xây dựng sử dụng 2.1 CÁC LOẠI TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Thông thường tính tốn, tải trọng chia thành nhóm tải trong: (1) Tải trọng thẳng đứng; (2) Tải trọng gió; (3) Tải trọng động đất; (4) Các loại tác động khác Tải trọng theo phương đứng Tĩnh tải : Hoạt tải : + Hoạt tải sàn : Hệ số giảm tải theo diện tích phịng : Hệ số giảm tải theo tầng : + Hoạt tải mái : + Tải trọng thiết bị : Kết cấu nhà nhiều tầng 2.1 CÁC LOẠI TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Tải trọng gió : Thành phần tĩnh : Thành phần động : Tác động động đất : - Tác động theo phương ngang : - Tác động theo phương thẳng đứng : Các loại tác động khác : - Tải trọng thi công - Tác dụng thay đổi nhiệt độ ; - Biến dạng không đàn hồi cấu kiện ; - Lún lệch Kết cấu nhà nhiều tầng 2.2 TẢI TRỌNG ĐỨNG Tải đứng chia thành: (1) Tĩnh tải (2) Hoạt Tải - Tĩnh tải tác động lên kết cấu NNT thường trọng lượng CT, trọng lượng thiết bị gắn cố định cơng trình - Hoạt tải đứng tác dụng lên kết cấu NNT thường bao gồm hoạt tải sử dụng hoạt tải thi công tác động lên sàn nhà mái nhà - Hoạt tải xác định theo tiêu chuẩn thiết theo thực tế sử dụng - Với hoạt tải phân bố sàn theo Tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 giảm xuống theo quy định sau: Kết cấu nhà nhiều tầng 2.2 TẢI TRỌNG ĐỨNG Hệ số giảm hoạt tải: Khi tính dầm chính, dầm phụ, sàn, cột móng, tải trọng tồn phần sàn giảm với hệ số: Đối với phòng ngủ, phòng ăn, phịng khách, bếp, văn phịng, phịng thí nghiệm (và phịng tương tự) có diện tích A > A1 = 9m2 : ψ A1  0,4  0,6 A/A Kết cấu nhà nhiều tầng 2.2 TẢI TRỌNG ĐỨNG Hệ số giảm hoạt tải: Khi tính dầm chính, dầm phụ, sàn, cột móng, tải trọng tồn phần sàn giảm với hệ số: Đối với phòng đọc sách, nhà hàng, phòng họp, phòng đợi, phòng khán giả, sân khấu, kho, phòng học, xưởng, ban cơng lơgia có A > A2 = 36m2: ψ A2  0,5  0,5 A/A Kết cấu nhà nhiều tầng 2.2 TẢI TRỌNG ĐỨNG Hệ số giảm hoạt tải: Khi tính lực dọc để tính cột, tường móng chịu tải từ sàn trở lên, tải trọng toàn phần sàn giảm với hệ số: Đối với phòng ngủ, phòng ăn, phòng khách, bếp, văn phòng, phịng thí nghiệm (và phịng tương tự) : ψ A1 - 0,4 ψ n1 =0,4+ n Kết cấu nhà nhiều tầng 2.2 TẢI TRỌNG ĐỨNG Hệ số giảm hoạt tải: Khi tính lực dọc để tính cột, tường móng chịu tải từ sàn trở lên, tải trọng toàn phần sàn giảm với hệ số: Đối với phòng đọc sách, nhà hàng, phòng họp, phòng đợi, phòng khán giả, sân khấu, kho, phòng học, xưởng, ban công lôgia: ψ A2 -0,5 ψ n2 =0,5+ n n - số sàn đặt tải tiết diện xét Kết cấu nhà nhiều tầng 10 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương  Điều kiện áp dụng: 4Tc T1   2,0s tính đặt Loại đất S TB (s) TC (s) TD (s) A 1,0 0,15 0,4 2,0 B 1,2 0,15 0,5 2,0 C 1,15 0,20 0,6 2,0 D 1,35 0,20 0,8 2,0 E 1,4 0,15 0,5 2,0 Tc giới hạn chu kỳ 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương  Điều kiện áp dụng: Độ cản nhớt lấy 5% 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương Xác định lực cắt đáy Fb = Sd (T1) m  • Sd (T1) tung độ phổ thiết kế chu kỳ T1; • T1 chu kỳ dao động nhà chuyển động ngang theo phương xét; • m tổng khối lượng nhà •  hệ số hiệu chỉnh, lấy sau:  = 0,85 T1 ≤ Tc với nhà có tầng  = 1,0 với trường hợp khác 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương Xác định chu kỳ dao động T1: Đối với nhà có chiều cao khơng lớn 40 m, giá trị T1 (tính giây) tính gần theo biểu thức sau: T1 = Ct H 3/4 Ct = 0,085 khung thép không gian chịu mômen; Ct = 0,075 khung bêtông không gian chịu mômen khung thép có giằng lệch tâm; Ct = 0,050 kết cấu khác; H chiều cao nhà, tính mét, từ mặt móng đỉnh phần cứng phía 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương Xác định tung độ phổ thiết kế T1: ag gia tốc thiết kế loại A (ag = l.agR); S hệ số – bảng; 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương Xác định tung độ phổ thiết kế T1: •  hệ số ứng với cận phổ thiết kế theo phương nằm ngang,  = 0,2 • Đối với thành phần thẳng đứng q=1,5 cho loại kết cấu • Theo phương ngang q xác định phụ thuộc vào hệ kết cấu, với BTCT: q = q0 kw ≥ 1,5 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương • Xác định hệ số ứng xử q • Hệ khung hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung: - nhà tầng: u/1 = 1,1; - khung nhiều tầng, nhịp: u/1 = 1,2; - khung nhiều tầng, nhiều nhịp kết cấu hỗn hợp tương đương khung: u/1 = 1,3 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương • Xác định hệ số ứng xử - Hệ số kw phản ánh dạng phá hoại thường gặp hệ kết cấu có tường lấy sau: - 1,00 với hệ khung hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung; - (1 + 0)/3 ≤ 1, không nhỏ 0,5 cho hệ tường, hệ kết cấu hỗn hợp tương đương tường kết cấu dễ xoắn đó: 0 tỷ số kích thước tường hệ kết cấu 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương  Tính khối lượng tầng mi  Gi  E ,i Qi đó: • Gi tải thường xun (tĩnh tải) tầng thứ i; • Qi tải thay đổi (hoạt tải) tầng thứ i; • E,i hệ số tổ hợp xét tới khả tác động  E ,i   2,i Qi; 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương  Phân bố lực động đất nằm ngang Fi  Fb si mi s j m j  đó: • Fi lực ngang tác dụng tầng thứ i; • Fb lực cắt đáy động đất; • si, sj chuyển vị khối lượng mi, mj dạng dao động bản; • mi, mj khối lượng tầng 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương  Phân bố lực động đất nằm ngang • Nếu xem chuyển vị ngang thay đổi tuyến tính lực Fi xác định theo công thưc sau: yi zi mi Fi  Fb z j m j  Wi fi • zi; zj độ cao khối lượng mi, mj so với điểm đặt tác động động đất V 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương  Phân bố lực động đất nằm ngang Ft F'x Wx Fx hx hx V V Wx 2.4.2 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương  Các bước tính tốn theo PP này: • Bước 1: xác định T1; • Bước 2: xác định điều kiện áp dụng; • Bước 3: xác định tung độ phổ thiết kế Sd(T) • Bước 4: xác định lực cắt đáy Fb; • Bước 5: phân phối lực cắt đáy cho tầng 2.5 CÁC TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG KHÁC • Trong trường hợp riêng, kết cấu nhà nhiều tầng tính tốn chịu tải trọng tác động khác tải thi công, tải thiết bị, nhiệt độ, từ biến co ngót vật liệu bê tông, biến dạng nền, tải trọng song, nổ… • Các tải trọng tác động cần xác định theo tài liệu chuyên ngành ... DUNG 2. 1 Các loại tải trọng tác động 2. 2 Tải trọng đứng 2. 3 Tải trọng gió 2. 4 Tải trọng động đất 2. 5 Các tải trọng tác động khác 2. 1 CÁC LOẠI TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Theo tiêu chuẩn TCVN 27 37:1995,... theo tầng : + Hoạt tải mái : + Tải trọng thiết bị : Kết cấu nhà nhiều tầng 2. 1 CÁC LOẠI TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Tải trọng gió : Thành phần tĩnh : Thành phần động : Tác động động đất : - Tác động. .. Tác động theo phương thẳng đứng : Các loại tác động khác : - Tải trọng thi công - Tác dụng thay đổi nhiệt độ ; - Biến dạng không đàn hồi cấu kiện ; - Lún lệch Kết cấu nhà nhiều tầng 2. 2 TẢI TRỌNG