Microsoft PowerPoint Ket cau nha cao tang 1 KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG NHỮNG KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU KHOA XAÂY DÖÏNG, TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA TP HCM TS LÖÔNG VAÊN HAÛI 2 Baøi 3 NHÖÕNG NGUYEÂN TAÉC CÔ BAÛN THI[.]
TS LƯƠNG VĂN HẢI KHOA XÂY DỰNG, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BAÙCH KHOA TP.HCM KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG - NHỮNG KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU Bài 3: NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN THIẾT KẾ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG BTCT TOÀN KHỐI 1.Vật liệu −Cường độ chịu lực, độ bền mỏi, tính biến dạng, khả chống cháy −Mác Bêtông ≥ 300 (BTCT thường), ≥ 350 (BTCT ứng lực trước.) −Dùng thép cường độ cao, dùng thép hình kết cấu hỗn hợp thép−BTCT -Trọng lượng kết cấu ảnh hưởng đến tải trọng động đất 2.Hình dạng công trình a/Mặt −đơn giản, nên đối xứng, tránh dùng MB trải dài có cánh mảnh −MB hình chữ nhật: thỏa L/B ≤ (với cấp phòng chống động đất ≤ 7) −MB gồm phần cánh nhỏ: tỷ số chiều dài cánh chiều rộng cánh nên thỏa l/b ≤ (với cấp phòng chống động đất ≤ 7) Mặt Mặt Mặt Mặt b/Hình dạng theo phương đứng −đều thay đồi đều, giảm kích thước dần lên phía −Theo chiều cao, không nên thay đổi vị trí trọng tâm tâm cứng mặt tầng - Tránh mở rộng tầng nhô cục nhiều (nguy hiểm động đất) c/Chiều cao nhà 3.Chọn hệ kết cấu chịu lực Structural Analysis & design of Tall Buildings – Bungale S Taranath – Mc Graw Hill, 1988 Theo Taranath B.S, nhà cao tầng, hệ chịu lực BTCT: Chọn hệ kết cấu chịu lực Yêu cầu không gian kiến trúc −Nhà (chung cư ), khách sạn không yêu cầu không gian lớn → tường (vách) cứng chịu lực −Nhà có chức hành công cộng (văn phòng, dịch vụ …) cần không gian linh hoạt, phòng lớn vách ngăn → cấu khung; khung kết hợp vách cứng, lõi cứng Mặt chạy dài → khung, khung+vách MBcó hình dạng giao → khung + lõi cứng Bố trí khe lún, khe co giãn, khe kháng chấn Giảm ảnh hưởng nhiệt độ co ngót BT: -Tăng thép nơi nhạy cảm với nhiệt độ: sàn mái, sàn tầng cùng, tường đầu hồi, vv Khe lún :do lệch tầng lớn, địa chất thay đổi phức tạp … Có thể không cần khe lún : -Công trình tựa cọc chống vào đá; biện pháp khác chứng minh độ lún công trình không đáng kể •-Việc tính lún có độ tin cậy cao thể độ chênh lún phận nằm giới hạn cho phép • -Thi công phần cao tầng trước, phần thấp tầng sau, có tính mức độ chệnh lệch lún hai khối đề làm xong độ lún hai khối xấp xỉ Phải chừa mạch bêtông hai khối để đổ sau độ lún hai khối ổn định 10 33 Theo tài liệu Trung Quốc PP tải trọng ngang giả T1 = 1.7α Δ Δ (m) _ chuyển vị đỉnh nhà lấy trọng lượng Gj tầng làm lực ngang tập trung mức sàn α0 _ hệ số giảm chu kỳ xét ảnh hưởng tường gạch chèn Theo dạng kết cấu số tầng N 34 Kinh nghiệm ( để kiểm tra kết quả) Các mode tiếp theo: T2 = (1/5 ÷1/3)T1 ; T3 = (1/7 ÷1/5)T1 Dạng dao động: ¾ dạng 1: điểm không ¾dạng : điểm không vào khoảng cao độ (0.72 ÷ 0.78)H ¾dạng : điểm không vào khoảng cao độ (0.85 ÷ 0.9)H điểm không vào khoảng cao độ (0.42 ÷ 0.5)H Theo TCXDVN 375:2006 [Thiết kế công trình chịu động đất] Nhà cao H< 40m : T1 = Ct H3/4 T1 = d d- chuyển vị đàn hồi đỉnh nhà (m), lực trọng trường tác dụng theo phương ngang gây 35 TCXDVN 375:2006 Với kết cấu có vách cứng, lấy Ct sau 0.075 Ct = Ac l ⎞ ⎛ Ac = ∑ Ai × ⎜ 0.2 + wi ⎟ H⎠ ⎝ Ac _ tổng diện tích hữu hiệu vách cứng tầng đầu tiên, [m2 ] Ai _ diện tích tiết diện ngang hữu hiệu vách cứng thứ i theo hướng xét tầng đầu tiên, [m2] lwi _ chiều dài vách cứng tầng theo hướng song song lực tác động, [m], với lwi/H ≤ 0.9 Mỹ (ANSI, UBC) 0.05 H T= D H, D _ chieàu cao nhà, kích thước mặt nhà theo phương xét (tính feet) n T = 2π ∑W δ i =1 n i i g ∑ Fiδ i i =1 δi _ chuyển vị cao trình i (có trọng lượng Wi) lực ngang ΣFi tác dụng.Sự phân phối Fi theo hình dạng đường đàn hồi g _gia tốc trọng trường 36 Phân tích phần mềm phần tử hữu hạn 37 Phân tích phần mềm phần tử hữu hạn 38 Phân tích phần mềm phần tử hữu hạn Mode shape 39 Bài TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Tải trọng gió Tác động gió lên công trình phụ thuộc hai nhóm thông số: ¾Các thông số không khí: tốc độ, áp lực, nhiệt độ, biến động theo thời gian ¾Các thông số vật cản: hình dạng, kích thước, độ nhám bề mặt, hướng vật cản so với chiều gió vật cản kế cận Tải trọng gió gồm hai thành phần (hiệu ứng) tónh động Theo TCVN 2737-1995 TCXD 229:1999 Thành phần động tải trọng gió : Cần xét nhà nhiều tầng cao H > 40m Thành phần động xác định theo phương tương ứng với thành phần tónh Do xung vận tốc gió lực quán tính công trình.(Gió tónh × hệ số) Tính gió động phản ứng công trình gió động ứng với dạng dao động Sơ đồ tính: công-xon có hữu hạn điểm tập trung khối lượng Có thể kể khối lượng chất tạm thời công trình, với hệ số chiết giảm 40 a Gió tónh Giá trị tiêu chuẩn thành phần tónh áp lực gió Wj điểm j ứng với độ cao zj so với mốc chuẩn Wj = W0 k(zj) c Hệ số khí động c, gộp chung phía đón gió phía khuất gió, c = 0,8 + 0,6 = 1,4 41 ⎛ zj k t ( z j ) = 1,844⎜⎜ g ⎝ zt ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ mt 42 b Gió động Xác định tần số dạng dao động Nếu f1 < fL (tần số giới hạn) phải kể đến tác dụng xung vận tốc gió lực quán tính công trình Cần tính toán với s dạng dao động đầu tiên, thỏa điều kiện fs < fL < fs+1 δ= 0.3 : BTCT, gạch đá, khung thép có kết cấu bao che δ =0.15 : tháp trụ, ống khói thép, cột thép có bệ BTCT Nếu kể ảnh hưởng xung vận tốc gió WFj = Wj ζjν Sj Wj _ gió tónh gió WFj _ giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng dạng tác dụng lên phần thứ j công trình, ứng với dao động khác nhau, kể xung vậ n tốc gió Sj _ diện tích đón gió phần j công trình (m ) 43 Nếu kể ảnh hưởng xung vận tốc gió ν _ hệ số tương quan không gian áp lực động tải trọng gió Với dạng dao dộng 1, xác định ν1 theo bảng trang sau Với dạng dao dộng thứ thứ 3, lấy ν2 = ν2 = 44 Tải FULL (86 trang): https://bit.ly/3IXd84e Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net 45 Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió Với phần thứ j công trình (khối lïng Mj) dạng dao động riêng thứ i : Wp(ji) = Mj ξi ψi yji ξi _hệ số động lực (không thứ nguyên) ứng với dạng dao động i, phụ thuộc thông số εi (không thứ nguyên) độ giảm lôga dao động W0 có thứ nguyên N/m2 fi _ tần số dao động riêng thứ i (Hz) Tải FULL (86 trang): https://bit.ly/3IXd84e Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net εi = 1,2W0 940 f i 46 n ψi _ hệ số xác định cách chia công trình thành n phần ψi = ∑y j =1 n ∑y j =1 ji W Fj ji Mj yji _ Dịch chuyển ngang tỷ đối trọng tâm phần thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i, không thứ nguyên Công thức đơn giản Với nhà nhiều tầng có mặt đối xứng, độ cứng, khối lượng bề rộng mặt đón gió không đổi theo chiều cao, có f1