TÍNH TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ PHẢN ỨNG THEO QUY TRÌNH CỦA TIÊU CHUẨN TCXDVN 375- 2006.

Tính tải trọng động đất bằng phơng pháp phân tích phổ phản ứng theo quy trình của Tiêu chuẩn TCXDVN 375- 2006. I. Đặt vấn đề: Phơng pháp phân tích phổ phản ứng (RSM) đợc áp dụng khá hiệu quả để phân tích nội lực và biến dạng của kết cấu dới tác dụng của động đất. Đặc biệt trong trờng hợp công trình có khối lợng hay độ cứng thay đổi theo chiều cao, hay có sự đóng góp đáng kể của dạng dao động bậc cao. Tiêu chuẩn TCXDVN 375: 2006 quy định việc cần thiết áp dụng phơng pháp phân tích phổ phản ứng đối với hầu hết các trờng hợp kết cấu nhà có chu kỳ dao động riêng bậc một lớn hơn 2giây. Nội dung này là một cách tiếp cận TCXDVN 375: 2006 để tính tải trọng động đất bằng phơng pháp phân tích phổ phản ứng theo quy trình giản lợc. II. Trình tự xác định tải trọng động đất bằng phơng pháp phân tích phổ phản ứng theo TCXDVN 375:2006. Bớc 1. Xác định các đặc trng dao động riêng của hệ kết cấu: Chu kỳ dao động riêng T k và tọa độ ik , của tầng thứ i ứng với dạng dao động thứ k. Ngày nay, công cụ tính toán khá mạnh, do đó nên dùng mô hình không gian với giả thiết các bản sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của chúng. Các đặc trng này có thể đợc xác định theo chơng trình phân tích kết cấu nh Sap 2000, Etabs Bớc 2: Xác định phổ gia tốc thiết kế )(TS d trong phân tích đàn hồi: Theo quan điểm hiện đại, các hệ kết cấu đợc phép chịu tải trọng động đất trong miền không đàn hồi. Để tránh phải thực hiện tính toán trực tiếp các kết cấu không đàn hồi ngời ta dùng phổ thiết kế )(TS d . Phổ )(TS d chính là phổ phản ứng đàn hồi đợc thu nhỏ lại thông qua hệ số ứng xử q của kết cấu. Đối với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ )(TS d đợc xác định theo biểu thức sau: += 3 25.2 3 2 S)( qT T aTS B gd khi B TT 0 (1) q 2.5 S)( gd aTS = khi CB TTT < (2) = g C g d a T T Sa TS q 2.5 )( khi DC TTT < (3) 1 = g DC g d a T TT q Sa TS 2 5.2 )( khi TT D < (4) Trong đó: g a - gia tốc nền thiết kế trên nền loại A; S - hệ số nền; T - chu kỳ dao động của hệ đàn hồi có một bậc tự do; B T - giới hạn dới của chu kỳ ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc; C T - giới hạn trên của chu kỳ ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc; D T - giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng chuyển vị không đổi trong phổ phản ứng; q - hệ số ứng xử; - hệ số ứng với cận dới của phổ thiết kế theo phơng nằm ngang. Đối với thành phần thẳng đứng của tác động động đất, phổ thiết kế đợc xác định theo các biểu thức (1) đến (4) ở trên, trong đó gia tốc nền thiết kế theo phơng g a đợc thay bằng gia tốc nền thiết kế theo phơng thẳng đứng vg a ; S đợc lấy bằng 1,0 còn các tham số khác đợc định nghĩa nh trong biểu thức từ (1) đến (4). 1. Gia tốc nền thiết kế và các vùng động đất Theo TCXDVN 375: 2006, tùy theo nguy cơ động đất của mỗi vùng mà lãnh thổ quốc gia đợc chia thành các vùng động đất khác nhau. Nguy cơ động đất trong mỗi vùng đợc mô tả dới dạng một tham số là đỉnh gia tốc nền tham chiếu gR a trên nền loại A. Đỉnh gia tốc nền tham chiếu gR a đợc xác định nh sau: gaa gR *= (5) Trong đó: a là gia tốc nền theo địa danh hành chính cho trong phụ lục I TCXDVN 375: 2006 (giá trị gia tốc nền a cho trong bảng phụ lục đợc xem là giá trị đại diện cho cả vùng địa danh). g là gia tốc trọng trờng, g=9,81 m/s 2 Đỉnh gia tốc nền quy ớc trên lãnh thổ Việt nam tơng ứng với chu kỳ lặp quy ớc T NCR = 475 năm hoặc xác suất vợt quá quy ớc P NCR = 10% trong 50 năm với yêu cầu không sụp đổ. Chu kỳ lặp quy ớc này đợc gán cho một hệ số tầm quan trong 0,1= I . Đối với các chu kỳ lặp khác với chu kỳ lặp quy ớc, gia tốc nền thiết kế g a trên nền loại A sẽ bằng gR a nhân với hệ số tầm quan trọng I : gRIg aa . = (6) 2 Trong biểu thức trên I là hệ số tầm quan trọng. Trong TCXDVN 375: 2006 nhà và công trình đợc phân thành 5 mức độ quan trọng khác nhau, hệ số tầm quan trọng I cho mỗi mức độ quan trọng của công trình đợc cho trong phụ lục F. Mức độ quan trọng Công trình Hệ số tầm quan trọng I Đặc biệt Công trình có tầm quan trọng đặc biệt, không cho phép h hỏng do động đất - Đập bêtông chịu áp chiều cao >100m; - Nhà máy điện có nguồn nguyên tử; - Nhà để nghiên cứu sản xuất thử các chế phẩm sinh vật kịch độc, các loại vi khuẩn, mầm bệnh thiên nhiên và nhân tạo (chuột dịch, dịch tả, thơng hàn .v.v); - Công trình cột, tháp cao hơn 300 m; - Nhà cao tầng cao hơn 60 tầng. Thiết kế với gia tốc lớn nhất có thể xảy ra I Công trình có tầm quan trọng sống còn với việc bảo vệ cộng đồng, chức năng không đợc gián đoạn trong quá trình xảy ra động đất - Công trình thờng xuyên đông ngời có hệ số sử dụng cao: công trình mục I-2.a, I-2.b, I-2.d, I-2.h, I-2.k, I-2.l, I-2.m có số tầng, nhịp, diện tích sử dụng hoặc sức chứa phân loại cấp I; - Công trình mà chức năng không đợc gián đoạn sau động đất: Công trình công cộng I-2.c diện tích sử dụng phân loại cấp I; - Công trình mục II-9.a, II-9.b; công trình mục V- 1.a, V-1.b phân loại cấp I; - Kho chứa hoặc tuyến ống có liên quan đến chất độc hại, chất dễ cháy, dễ nổ: công trình mục II- 5.a, II-5.b, mục II-5.c phân loại cấp I, II; - Nhà cao tầng cao từ 20 tầng đến 60 tầng, công trình dạng tháp cao từ 200 m đến 300 m. 1,25 II Công trình có tầm quan trọng trong việc ngăn ngừa hậu quả động đất, nếu bị sụp đổ gây tổn thất lớn về ngời và tài - Công trình thờng xuyên đông ngời, có hệ số sử dụng cao: công trình mục I-2.a, I-2.b, I-2.d, I-2.h, I- 2.k, I-2.l, I-2.m có nhịp, diện tích sử dụng hoặc sức chứa phân loại cấp II; - Trụ sở hành chính cơ quan cấp tỉnh, thành phố, các công trình trọng yếu của các tỉnh, thành phố đóng vai trò đầu mối nh: Công trình mục I-2.đ, I-2.g, I- 2.h có nhịp, diện tích sử dụng phân loại cấp I, II; - Các hạng mục quan trọng, lắp đặt các thiết bị có giá trị kinh tế cao của các nhà máy thuộc công trình 1,00 3 Mức độ quan trọng Công trình Hệ số tầm quan trọng I sản công nghiệp mục II-1 đến II-4, từ II-6 đến II-8; từ II-10 đến II-12, công trình năng lợng mục II-9.a, II- 9.b; công trình giao thông III-3, III-5; công trình thuỷ lợi IV-2; công trình hầm III-4; công trình cấp thoát nớc V-1 tất cả thuộc phân loại cấp I, II; - Các công trình quốc phòng, an ninh; - Nhà cao tầng cao từ 9 tầng đến 19 tầng, công trình dạng tháp cao từ 100 m đến 200 m. III Công trình không thuộc mức độ đặc biệt và mức độ I, II, IV - Nhà ở mục I-1, nhà làm việc mục I-2.đ, nhà triển lãm, nhà văn hoá, câu lạc bộ, nhà biểu diễn, nhà hát, rạp chiếu bóng, rạp xiếc phân loại cấp III; - Công trình công nghiệp mục II-1 đến II-4, từ II-6 đến II-8; từ II-10 đến II-12 phân loại cấp III diện tích sử dụng từ 1000 m 2 đến 5000 m 2 ; - Nhà cao từ 4 tầng đến 8 tầng, công trình dạng tháp cao từ 50 m đến 100 m; - Tờng cao hơn 10 m. 0,75 IV Công trình có tầm quan trọng thứ yếu đối với sự an toàn sinh mạng con ngời - Nhà tạm : cao không quá 3 tầng; - Trại chăn nuôi gia súc 1 tầng; - Kho chứa hàng hoá diện tích sử dụng không quá 1000 m 2 - Xởng sửa chữa, công trình công nghiệp phụ trợ; thứ tự mục II-1 đến II-4, từ II-6 đến II-8; từ II-10 đến II-12 phân loại cấp IV; - Công trình mà sự h hỏng do động đất ít gây thiệt hại về ngời và thiết bị quý giá. Không yêu cầu tính toán kháng chấn 2. Nhận dạng các loại nền đất và các tham số S, T B , T C , T D Giá trị của các loại nền đất và các tham số S, T B , T C , T D mô tả dạng phổ phản ứng đàn hồi phụ thuộc vào loại nền đất. Tiêu chuẩn TCXDVN375: 2006 phân nền đất thành 5 loại A, B, C, D và E. Các loại nền này đợc mô tả bằng các mặt cắt địa tầng và các tham số cho trong bảng 3.1 - TCXDVN375: 2006. 4 Loại Mô tả Các tham số v s,30 (m/s) N SPT (nhát/30cm) c u (Pa) A Đá hoặc các kiến tạo địa chất khác tựa đá, kể cả các đất yếu hơn trên bề mặt với bề dày lớn nhất là 5m. >800 - - B Đất cát, cuội sỏi rất chặt hoặc đất sét rất cứng có bề dày ít nhất hàng chục mét, tính chất cơ học tăng dần theo độ sâu. 360-800 >50 >250 C Đất cát, cuội sỏi chặt, chặt vừa hoặc đất sét cứng có bề dày lớn từ hàng chục tới hàng trăm mét. 180-360 15-50 70 - 250 D Đất rời trạng thái từ xốp đến chặt vừa (có hoặc không xen kẹp vài lớp đất dính) hoặc có đa phần đất dính trạng thái từ mềm đến cứng vừa. <180 <15 <70 E Địa tầng bao gồm lớp đất trầm tích sông ở trên mặt với bề dày trong khoảng 5-20m có giá trị tốc độ truyền sóng nh loại C, D và bên dới là các đất cứng hơn với tốc độ truyền sóng v s > 800m/s. S 1 Địa tầng bao gồm hoặc chứa một lớp đất sét mềm/bùn (bụi) tính dẻo cao (PI> 40) và độ ẩm cao, có chiều dày ít nhất là 10m. < 100 (tham khảo) - 10-20 S 2 Địa tầng bao gồm các đất dễ hoá lỏng, đất sét nhạy hoặc các đất khác với các đất trong các loại nền A-E hoặc S 1 . Đối với 5 loại nền đất A, B, C, D và E giá trị các tham số S, T B , T C và T D mô tả dạng phổ phản ứng đàn hồi theo phơng nằm ngang đợc cho trong bảng 3.2 - TCXDVN375: 2006. Đối với nền đất loại đặc biệt S 1 và S 2 cần thực hiện các nghiên cứu riêng để xác định các tham số S, T B , T C và T D . Loại nền đất S T B (s) T C (s) T D (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 3. Hệ số ứng xử q 3.1. Giá trị hệ số ứng xử q: 5 Hệ số ứng xử q còn đợc gọi là hệ số làm việc q xét tới khả năng phân tán năng lợng của kết cấu, biểu thị một cách gần đúng tỷ số giữa lực động đất mà kết cấu phải chịu khi giả thiết phản ứng của nó hoàn toàn đàn hồi với độ cản nhớt %5= , và lực động đất đợc dùng để thiết kế kết cấu theo một mô hình phân tích đàn hồi quy ớc mà vẫn tiếp tục đảm bảo cho kết cấu một phản ứng thỏa mãn các yêu cầu đặt ra. Giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q trong đó có xét tới ảnh h- ởng của độ cản nhớt 5% của nhà bê tông cốt thép ứng với các cấp độ dẻo khác nhau đối với tác động động đất theo phơng ngang đợc xác định cho mỗi hớng thiết kế theo biểu thức sau: 5,1 0 = W kqq (7) Trong đó: w k - hệ số phản ánh dạng phá hoại thờng gặp trong hệ kết cấu có tờng chịu lực. Hệ số w k đợc lấy nh sau: 00,1= w k đối với các hệ khung và hệ hỗn hợp tơng đơng khung. 13/)1( 0 += w k nhng không bé hơn 0,5 đối với các hệ tờng chịu lực, hệ t- ơng đơng tờng và hệ dễ xoắn. trong đó 0 là tỷ số hình dạng thờng gặp của các tờng chịu lực ( )/ ww lh của hệ kết cấu. Nếu các tỷ số hình dạng ww lh / của tất cả các tờng i của hệ kết cấu không khác nhau nhiều, tỷ số hình dạng 0 có thể xác định theo biểu thức sau: = wi wi l h 0 (8) trong đó: wi h - chiều cao tờng thứ i; wi l - chiều dài tiết diện tờng thứ i. q 0 - giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại kết cấu sử dụng và tính đều đặn trên chiều cao của công trình. Đối với các công trình nhà đều đặn trên chiều cao, giá trị q 0 đợc xác định theo bảng 5.1 - TCXDVN375: 2006. Loại kết cấu Cấp dẻo kết cấu trung bình Cấp dẻo kết cấu cao Hệ khung, hệ hỗn hợp, hệ tờng kép 3,0 u / 1 4,5 u / 1 Hệ không thuộc hệ tờng kép 3,0 4,0 u / 1 Hệ dễ xoắn 2,0 3,0 Hệ con lắc ngợc 1,5 2,0 Sau đây là một số vấn đề lu ý khi xác định hệ số q 0 : 6 Đối với các nhà không đều đặn trên chiều cao, hệ số q 0 cần giảm xuống 20%. Tỷ số u / 1 biểu thị sự vợt độ bền của hệ kết cấu do d thừa liên kết (bậc siêu tĩnh). Đây là tỷ số giữa tác động động đất gây ra cơ cấu phá hoại dẻo đầy đủ và tác động động đất tạo ra khớp dẻo đầu tiên. Các giá trị u và 1 đợc xác định bằng cách lần lợt lấy lực cắt đáy ở cơ cấu phá hoại dẻo tổng thể và lực cắt đáy lúc xuất hiện khớp dẻo đầu tiên xác định theo phân tích đẩy dần chia cho lực cắt đáy do động đất thiết kế gây ra. Khi hệ số u / 1 không đợc xác định bằng tính toán, đối với các nhà đều đặn trong mặt bằng, có thể sử dụng các giá trị gần đúng của u / nh sau: a. Hệ khung hoặc hệ hỗn hợp tơng đơng khung: - Các công trình nhà một tầng: u / = 1,1; - Các hệ khung một nhịp, nhiều tầng: u / = 1,2; - Các hệ khung nhiều nhịp, nhiều tầng hoặc các kết cấu hỗn hợp tơng đơng khung: u / = 1,3. b. Các hệ tờng chịu lực hoặc hỗn hợp tơng đơng tờng chịu lực: - Các hệ tờng chi có hai tờng không ghép theo phơng ngang: u / = 1,0; - Các hệ tờng không ghép khác: u / = 1,1; - Các hệ hỗn hợp tơng đơng tờng hoặc hệ tờng ghép: u / = 1,2. Đối với nhà không đều đặn trên mặt bằng, khi không thực hiện tính toán các giá trị u /, có thể lấy giá trị gần đúng u / là trung bình cộng của 1,0 và giá trị cho ở trên. Giá trị q 0 cho các hệ con lắc ngợc có thể lấy tăng lên, nếu ứng với giá trị đó có thể bảo đảm đợc rằng trong vùng tới hạn của kết cấu có sự phân tán năng lợng lớn hơn. Nếu áp dụng kế hoạch đảm bảo chất lợng đặc biệt trong thiết kế, cấu tạo, cung cấp vật t và thi công ngoài hệ thống kiểm soát chất lợng thông thờng, thì có thể cho phép lấy giá trị q 0 lớn hơn nhng không vợt quá 20% các giá trị cho trong bảng 5.1 - TCXDVN375: 2006. 3.2. Phân cấp các công trình theo độ dẻo: Tiêu chuẩn TCXDVN375: 2006 phân các công trình xây dựng thành ba cấp dẻo khác nhau: - Cấp dẻo DCL (cấp dẻo hạn chế hoặc thấp) ứng với các công trình đợc thiết kế với khả năng phân tán năng lợng và độ dẻo hạn chế không tuân theo các quy định củ tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn. Các công trình nhà thuộc cấp dẻo này chỉ nên xây dựng trong các vùng động đất yếu. 7 - Cấp dẻo DCM (cấp dẻo trung bình); - Cấp dẻo DCH (cấp dẻo cao). Các cấp dẻo DCM và DCH đợc quy định theo khả năng phân tán năng l- ợng của các công trình nhà. Hai cấp dẻo này ứng với các công trình nhà đợc thiết kế, tính toán và cấu tạo theo các quy định riêng về kháng chấn theo TCXDVN375: 2006. Các quy định này cho phép kết cấu phát triển các cơ cấu phá hoại ổn định kèm theo khả năng phân tán năng lợng trễ lớn dới tác động của các tải trọng lặp lại đổi chiều mà không bị phá hoại dòn. 3.3. Phân loại các hệ kết cấu chịu lực bằng BTCT Đối với các nhà bê tông cốt thép, Tiêu chuẩn TCXDVN375: 2006 phân loại các hệ kết cấu chịu lực nh sau: a) Hệ khung: Hệ kết cấu mà trong đó các khung không gian chịu cả tải trọng ngang lẫn tải trọng thẳng đứng mà khả năng chịu cắt của chúng tại chân đế nhà vợt quá 65% tổng khả năng chịu lực cắt của toàn bộ hệ kết cấu. b) Hệ tờng chịu lực: là hệ kết cấu mà trong đó các tờng thẳng (thuộc loại tờng kép hoặc không phải tờng kép) chịu phần lớn cả tải trọng ngang lẫn tải trọng thẳng đứng, mà khả năng chịu cắt của chúng tại chân đế nhà vợt 65% khả năng chịu cắt của toàn bộ hệ kết cấu. Tờng đợc định nghĩa là cấu kiện thẳng đứng chịu tải có tỷ số các kích thớc tiết diện ngang chiều dài (lw) trên chiều rộng (bw) lớn hơn 4. Tờng ghép là tờng tạo thành từ hai hoặc nhiều tờng đặc (không có các lỗ cửa hoặc không ghép) đợc liên kết một cách đều đặn trên chiều cao bằng các dầm lanh tô có khả năng làm giảm đợc ít nhất 25% tổng mômen uốn ở chân của các tờng đặc nếu chúng làm việc tách rời nhau. Hệ tờng chịu lực đợc chia thành hai loại: hệ tờng chịu lực dẻo và hệ tờng có kích thớc lớn bằng bê tông có ít cốt thép. - Hệ tờng chịu lực dẻo là các hệ tờng đợc ngàm tại chân đế nhằm ngăn chuyển vị xoay tơng đối của chân đế đối với phần còn lại của hệ kết cấu, nó đợc tính toán thiết kế và cấu tạo để làm tiêu tán năng lợng trong vùng khớp dẻo hình thành do uốn khi không có lỗ mở hoặc lỗ thủng lớn ngay phía trên chân đế của nó. - Hệ tờng có kích thớc lớn bằng bê tông ít cốt thép là hệ các tờng có kích thớc tiết diện ngang lớn, nghĩa là kích thớc chiều ngang lw ít nhất bằng giá trị nhỏ nhất trong hai giá trị 4m hoặc 2/3hw, ở đó đợc dự đoán sẽ phát triển vết nứt hạn chế và sự làm việc không đàn hồi dới tác dụng của tải trọng động đất thiết kế. c) Hệ hỗn hợp: Hệ kết cấu mà trong đó khung không gian chịu chủ yếu các tải trọng thẳng đứng khả năng chịu tải trọng ngang đợc phân bố một phần cho hệ khung và một phần cho các tờng chịu lực, tờng kép hoặc không phải tờng kép. Phụ thuộc vào sự làm việc của nó dới tác động của tải trọng, hệ này đợc phân thành hai loại: - Hệ hỗn hợp tơng đơng khung: là hệ hỗn hợp trong đó khả năng chịu cắt của hệ thống khung tại chân đế nhà lớn hơn 50% tổng khả năng chịu cắt của toàn bộ hệ kết cấu. 8 - Hệ hỗn hợp tơng đơng tờng: là hệ kết cấu hỗn hợp mà trong đó khả năng chịu cắt của hệ tờng tại chân đế của nhà lớn hơn 50% tổng khả năng chịu cắt của toàn bộ hệ kết cấu. - Hệ con lắc ngợc: là hệ trong đó ít nhất 50% khối lợng của nó nằm trong phạm vi 1/3 chiều cao kết cấu kể từ đỉnh hoặc trong đó sự phân tán năng lợng chủ yếu xảy ra ở chân một cấu kiện duy nhất của công trình. - Hệ dễ xoắn (hệ lõi): là hệ tờng hoặc hệ hỗn hợp không có độ cứng chịu xoắn tối thiểu theo quy định. Bớc 3: Xác định lực cắt ứng với dạng dao động thứ k ( bk F ) Theo mỗi hớng đợc phân tích, ứng với mỗi dạng dao động, lực cắt đáy động đất Fbk phải đợc xác định theo biểu thức sau: kkdbk mTSF *)(= (9) Trong đó: S d (T k ) - Tung độ của phổ tkế tại chu kỳ T k T k - Chu kỳ dao động thứ k của nhà và công trình; m k - Khối lợng hiệu dụng của nhà và công trình ở trên móng hoặc ở trên đỉnh của phần cứng phía dới, đợc tính theo công thức: = = n i kii n i kii k m m m 2 , 2 1 , . . (10) Trong đó: i m - Khối lợng phần công trình đặt tại điểm thứ i. ki, - Tọa độ của trọng tâm phần công trình thứ i ứng với dạng dao động thứ k (lấy ra từ kết quả phân tích dao động bằng phần mềm Sap 2000, Etabs ) Bớc 4: Phân bố lực động đất theo phơng ngang ( ik F , ). Tác động động đất phải đợc xác định bằng cách đặt các lực ngang F k,i vào tất cả các tầng ở hai mô hình phẳng. jj ii bkik ms ms FF * * * = (11) trong đó: F i,k Lực ngang tác dụng tại tầng thứ i ứng với dao động thứ k; F b Lực cắt đáy động đất tính theo (1); s i ; s j Lần lợt là tọa độ của các khối lợng m i ; m j trong các dạng dao động; m i ; m j Khối lợng của các tầng. 9 Bớc 5: Kiểm tra các yêu cầu trong phơng pháp phân tích phổ phản ứng Tức là phải xét tới phản ứng của tất cả các dạng dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể của nhà. Điều này đợc thực hiện nếu thoả mãn một trong hai điều kiện sau: - Tổng khối lợng hữu hiệu của các dạng dao động đợc xét chiếm ít nhất 90% tổng khối lợng kết cấu. - Tất cả các dạng dao động có khối lợng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng khối lợng đều đợc xét đến. Bớc 6 : Xác định nội lực và chuyển vị trong hệ kết cấu dới tác dụng của các lực phân bố ki F , cho từng dạng dao động. Sử dụng các chơng trình phân tích kết cấu chuyên dụng Sap2000, Etabs để tìm nội lực do lực phân bố ki F , ứng với mỗi dạng dao động gây ra. Bớc 7 : Chuyển vị hay nội lực trong hệ kết cấu đợc xác định theo phơng pháp RSS. = = n k kii EE 1 2 , (12) Bớc 8. Các tổ hợp tác động động đất với các tác động khác Khi các tải trọng đứng tác động đồng thời với các tác động động đất, giá trị tính toán E d của các hệ quả tác động khi thiết kế kháng chấn đợc xác định nh sau: +++= 1 1 ,,2, """""" j i iikijkd PEQGE (13) Trong đó: ""+ nghĩa là tổ hợp với G - tĩnh tải; Q - tải trọng tạm thời; i,2 - hệ số tổ hợp các tải trọng tạm thời gần nh thờng xuyên xác định theo bảng 3.4 - TCXDVN 375: 2006. E i - giá trị thiết kế của tải trọng động đất (tính ở bớc 7) P - giá trị thiết kế của tác động ứng lực trớc (nếu có). Tác động 2 Tải trọng đặt lên nhà, loại Loại A: Khu vực nhà ở, gia đình 0,3 10 [...]... báo tải trọng động đất do các mode dao động gây ra: - Theo phơng X: DDX1; DDX2; DDX3; - Theo phơng Y: DDY1; DDY2; DDY3 - Gán tải trọng động đất do mỗi mode dao động gây ra vào tâm khối lợng 22 23 24 6 Tổ hợp nội lực do tải trọng động đất gây ra: Tổ hợp nội lực do tải trọng động đất gây ra theo phơng X Tổ hợp nội lực do tải trọng động đất gây ra theo phơng Y 7 Tổ hợp tác động động đất với các tác động. .. trong phơng pháp phân tích phổ phản ứng Bớc 6: Xác định nội lực và chuyển vị trong hệ kết cấu dới tác dụng của các lực phân bố Fi ,k cho từng dạng dao động Bớc 7 : Chuyển vị hay nội lực trong hệ kết cấu đợc xác định theo phơng pháp RSS Bớc 8 Các tổ hợp tác động động đất với các tác động khác 11 Ví dụ áp dụng Tính tải trọng động đất tác dụng lên một trờng học cao 6 tầng, có kết cấu khung chịu lực bằng bê... định các dạng dao động riêng Sau đây là trình tự xác định các dạng dao động riêng của kết cấu công trình khi thực hiện bằng phần mềm ETABS 1 Dựng hệ kết cấu khung không gian của công trình 2 Định nghĩa các tải trọng: Trong đó: DEAD là trọng lợng bản thân cấu kiện thuộc khung; LIVE là hoạt tải sàn, mái TTSAN là tĩnh tải do trọng lợng các lớp vật liệu cấu tạo sàn; TUONG là tĩnh tải do trọng lợng tờng gây... 0,252 Phần trăm khối lợng hiệu dụng 1Y = 84,37 % 2Y = 9,678 % 3Y = 3,46 % 14 Bớc 2: Xác định phổ gia tốc thiết kế Công trình đợc xây dựng ở khu vực huyện Từ Liêm - Hà Nội, theo TCXDVN 375 : 2006 Thiết kế công trình chịu động đất, thì nền đất thuộc nền loại C Giá trị của phổ phản ứng mô tả đàn hồi đối với nền đất loại C: S = 1,15 ; TB(s) = 0,2 ; TC(s) = 0,6 ; TD(s) = 2,0 Hệ số gia tốc nền đo đợc tại... Loại F: Khu vực giao thông, trọng lợng xe 30kN 0,6 Loại G: Khu vực giao thông, 30kN trọng lợng xe 160kN 0,3 Loại H: Mái 0 Sơ đồ tóm tắt các bớc thực hiện Bớc 1 Xác định các đặc trng dao động riêng của hệ kết cấu Bớc 2: Xác định phổ gia tốc thiết kế S d (T ) trong phân tích đàn hồi Bớc 3: Xác định lực cắt ứng với dạng dao động thứ k ( Fbk ) Bớc 4: Phân bố lực động đất theo phơng ngang ( Fk ,i ) Bớc... hợp tải trọng động đất THEO phơng ngang X Tầng THEO phơng ngang y z F1X F2X F3X F1Y F2Y F3Y (m) (T) (T) (T) (T) (T) (T) 21 1 3.5 9.7 17.9 17.0 9.1 19.0 21.4 2 7 23.8 33.6 16.9 20.6 33.0 18.6 3 10.5 36.9 30.3 -7.0 30.9 28.1 -10.6 4 14 47.5 9.1 -20.6 39.1 6.9 -24.4 5 17.5 55.0 -17.9 -4.0 44.6 -18.5 -2.9 6 21 42.5 -26.1 15.1 34.1 -24.6 17.8 5 Khai báo và gán tải trọng động đất vào công trình - Khai báo tải. .. lực cắt đáy Fbk = S d (Tk ) * mk Số phần trăm hiệu dụng của chu kỳ của chu kỳ này là 3,84% 6 Vậy mk 3 X = mi 3 X = 569x3,84% = 21,85T i =1 Từ đó ta tính đợc lực cắt đáy ứng với dạng dao động thứ ba theo phơng x-x: Fb 3 X = S d (T3 X ).mk 3 X = 0,797.21,85 = 17,41T 4 Phân bố lực động đất theo phơng ngang Theo phơng ngang y-y: Đối với dạng dao động thứ nhất (tại mode 1), chu kỳ T = 1,287 s z mk si mi... trọng lợng tờng gây ra 3 Khai báo các loại tải trọng trong phân tích dao động riêng: 13 4 Khai báo sàn tuyệt đối cứng: 5 Chạy chơng trình: Run Analysis 6 Kết quả: Theo phơng X-X: Dạng dao động Chu kỳ T(s) Bậc nhất Bậc hai Bậc ba T1X = 1,043 T2X = 0,337 T3X = 0,192 Phần trăm khối lợng hiệu dụng 1 X = 82,69 % 2 X = 10,34 % 3 X = 3,84 % Theo phơng Y-Y: Dạng dao động Chu kỳ T(s) Bậc nhất Bậc hai Bậc ba... trên nền loại A ( agR = a.g ) a- Gia tốc nền theo địa danh hành chính a =0,1081 g - Gia tốc trọng trờng, g=9,81m/s2 agR = a.g = 0,1081ì10 = 1, 081 m/s2 1 - Hệ số tầm quan trọng Tra phụ lục F về mức độ và hệ số tầm quan trọng, TCXDVN 375 : 2006 1 = 1, 0 ag = 1.agR = 1, 0 ì1, 081 = 1, 081 m/s2 2 Hệ số ứng xử của kết cấu q: q - hệ số ứng xử, lấy theo bảng 5.1 TCXDVN 375: 2006, với hệ khung nhiều tầng,... * mk 16 Số phần trăm hiệu dụng của chu kỳ của chu kỳ này là 3,46% 6 Vậy mk 3Y = mi 3Y = 569x3,46% = 19,69T i =1 Từ đó ta tính đợc lực cắt đáy ứng với dạng dao động thứ ba theo phơng y-y: Fb 3Y = S d (T3Y ).mk 3Y = 0,797.19,69 = 15,69T 3.2 Theo phơng X-X a Đối với dạng dao động thứ nhất (tại mode 2), chu kỳ T=1,043s Vì TC = 0,6s < T = 1,043s < TD = 2s nên Sd(T) đợc tính nh sau: S d ( T ) = ag S 2,5 . TCXDVN 375: 2006 để tính tải trọng động đất bằng phơng pháp phân tích phổ phản ứng theo quy trình giản lợc. II. Trình tự xác định tải trọng động đất bằng phơng pháp phân tích phổ phản ứng theo. Tính tải trọng động đất bằng phơng pháp phân tích phổ phản ứng theo quy trình của Tiêu chuẩn TCXDVN 375- 2006. I. Đặt vấn đề: Phơng pháp phân tích phổ phản ứng (RSM) đợc áp. đầu của phần phản ứng chuyển vị không đổi trong phổ phản ứng; q - hệ số ứng xử; - hệ số ứng với cận dới của phổ thiết kế theo phơng nằm ngang. Đối với thành phần thẳng ứng của tác động động