tài liệu về động đất

TS LƯƠNG VĂN HẢI – ĐH BÁCH KHOA TP.HCM 2.Khái niệm động đất Động đất tượng rung động mạnh đột ngột vỏ trái đất nhiều nguyên nhân gây ra: chuyển động trượt tương đối khối đá, hang động bò sập, mảnh thiên thạch va vào trái đất, vụ thử bom hạt nhân phổ biến động đất chuyển động trượt tương đối khối đá Medvegyev-Sponhauer-Karnik (MSK) scale In the socialist countries, the MSK-64 scale was accepted The individual 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 1-2 độ Richter 3-4 độ Richter 7-8 độ Richter 5-6 độ Richter 3.Tính toán tác động động đất ¾phương ¾phương ¾phương pháp tải trọng tónh tương đương pháp phân tích phổ phản ứng pháp phân tích động lực học theo lòch sử thời gian a PP tải trọng tónh tương đương a1 PP phân phối lực cắt đáy Nhà cao 40m, phân phối khối lượng độ cứng tương đối theo tầng Giá trò tiêu chuẩn Base shear FEk = α1 Geq Trọng lượng hiệu dụng n Geq = 0.85∑ GE i =1 GE _ trọng lượng đại diện tập trung sàn tầng i Nhà dân dụng: GE = Tónh tải + 0.5 Họat tải sàn Hệ số động đất α1 phụ thuộc chu kỳ dao động riêng T nhà, chu kỳ dao động đặc trưng Tg vùng đất, dạng động đất PP phân phối lực cắt đáy Xác đònh hệ số động đất α1 PP phân phối lực cắt đáy Tải trọng động đất Fi tập trung sàn thứ i (có cao độ Hi) Fi = Gi H i FEk (1 − δ n ) n ∑G H i =1 i i T1 _chu kỳ dao động nhà Nếu T1 < 1.4Tg lấy δn = Nếu T1 ≥ 1.4Tg lấy δn theo bảng δn _ hệ số bổ sung tác động ngang động đất phụ thêm đỉnh nhà Lực ngang phụ thêm đỉnh nhà ΔFn = δn FEK a2 PP tổ hợp dạng dao động để tìm lực ngang tónh tương đương Nhà cao 40m, phân phối khối lượng độ cứng phân bố không theo tầng Giá trò tiêu chuẩn Fij tải trọng động đất Fij = αj γj χij Gi khối lượng i ứng với dạng dao động j : αj _ lấy theo bảng pp phân phối lực cắt đáy χij _ dòch chuyển ngang tương đối khối lượng i dạng dao động j n γj _ hệ số tham gia dạng dao động thứ j γ j = ∑χ ji Gi ∑χ ji Gi i =1 m j =1 Phản ứng kết cấu S= m S ∑ j j =1 Sj _ phản ứng kết cấu động đất ứng với dạng dao động thứ i Thường lấy m =3; công trình cao, độ cứng không m = 5÷ Kinh nghiệm Trong trường hợp độ cứng tương đối bình thường : - Động đất độ, đất lọai II : FEk = (0.015 ÷ 0.03) Geq - Động đất độ, đất lọai II : FEk = (0.03 ÷ 0.06) Geq - Lực động đất dạng dao động lớn lực động đất dạng 2; lực động đất dạng lớn lực động đất dạng a3 Tác động động đất theo phương đứng Tổng FEvk = αv max Geq αv max = 0.65 αmax Tầng thứ i Fvi = Gi H i FEvk n ∑G H i =1 i tổng trọng lượng hiệu dụng Geq lấy 75% tổng trọng lượng đại diện kết cấu i Cần xét tải động đất thẳng đứng hai chiều: hướng xuống hướng lên (làm tăng giảm tác dụng thẳng đứng trọng lượng thân kết cấu) Khi động đất cấp 9: cần xét tổ hợp bất lợi tác động ngang tác động thẳng đứng động đất b PP phân tích phổ phản ứng áp dụng cho công trình không đặn, không đối xứng, phải ứng xử đàn hồi Bước 1: Xác đònh phản ứng ứng với dạng dao động (modal response) đáp ứng lớn mode thứ n là: S (ω ) y(Tn ) max = a n ωn φn mode shape thứ n Có chuyển vò, suy nội lực toán tónh thông thường chuyển vò lớn kết cấu ứng với mode n un = y(Tn)max φn 10 CÁCH LẤY LỰC CẮT TÍNH TOÁN ĐỂ KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA CỘT * Kết cấu thông thường : lấy V theo tổ hợp nội lực t p M M + u u * Chống động đất cấp 1: V = 1.1 γ 0H0 * Chống động đất cấp 2: V = 1.1 * Chống động đất cấp 3, 4: V = Mt +M p H0 Mt +M p H0 Mut, Mup _ khả chòu moment uốn tiết diện đầu đầu cột Mt, Mp _ moment uốn tiết diện đầu đầu cột, (lấy từ tổ hợp nội lực) _ chiều cao thông thủy đoạn cột H0 22 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN VÀ CẤU TẠO BÊTÔNG CỐT THÉP DẦM Tiết diện: h = (1/12 ÷1/8)l ; h≤ ¼ lthông thủy bdầm ≥ {1/4 hdầm ; ½ bcột ; 250mm} * Kết cấu thông thường : lấy V theo tổ hợp nội lực M ut + M up * Chống động đất cấp 1: V = 1.05 + V0 lt * Chống động đất cấp 2: V = 1.05 * Chống động đất cấp 3, 4: V = Mt +M p lt Mt +M p lt + V0 CÁCH LẤY LỰC CẮT TÍNH TOÁN ĐỂ KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM + V0 Mut, Mup _ khả chòu uốn tiết diện đầu trái đầu phải dầm Mt, Mp _ moment uốn tiết diện đầu trái đầu phải dầm, ( lấy từ tổ hợp nội lực) V0 _ lực cắt tính toán xem dầm dầm đơn giản chòu tải đứng 23 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN VÀ CẤU TẠO CỐT THÉP DẦM Hạn chế chiều cao vùng nén x tính khả chòu uốn *kết cấu thông thường: x ≤ α0h0 (không phân phối lại nội lực biến dạng dẻo); x ≤ 0.7α0h0 (điều chỉnh giảm moment uốn biến dạng dẻo) *chống động đất: x ≤ 0.25h0 (cấp 1); x ≤ 0.35h0 (cấp 2, 3) Đọan neo thẳng cốt dọc chống động đất lneo = la + 10φ (cấp 1); lneo = la + 5φ (cấp 2) Tại vùng gối, chống động đất : A’s ≥ 0.5As (cấp 1); A’s ≥ 0.3As (cấp 2,3) As, A’s _diện tích cốt thép vùng nén, vùng kéo 24 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN VÀ CẤU TẠO CỐT THÉP DẦM 25 26 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN VÀ CẤU TẠO BÊTÔNG CỐT THÉP VÁCH CỨNG 27 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN VÀ CẤU TẠO CỐT THÉP VÁCH CỨNG 28 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN VÀ CẤU TẠO CỐT THÉP VÁCH CỨNG 29 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN VÀ CẤU TẠO CỐT THÉP VÁCH CỨNG 30 31 CẤU TẠO CỐT THÉP VÁCH CỨNG 32 CẤU TẠO CỐT THÉP VÁCH CỨNG 33 34 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN VÀ CẤU TẠO CỐT THÉP VÁCH CỨNG LANH TÔ 35 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN VÀ CẤU TẠO CỐT THÉP VÁCH CỨNG LANH TÔ 36 [...]... CỐT THÉP CỘT NÚT KHUNG 21 CÁCH LẤY LỰC CẮT TÍNH TOÁN ĐỂ KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA CỘT * Kết cấu thông thường : lấy V theo tổ hợp nội lực t p M M + u u * Chống động đất cấp 1: V = 1.1 γ 0H0 * Chống động đất cấp 2: V = 1.1 * Chống động đất cấp 3, 4: V = Mt +M p H0 Mt +M p H0 Mut, Mup _ khả năng chòu moment uốn ở tiết diện đầu trên và đầu dưới của cột Mt, Mp _ moment uốn ở tiết diện đầu trên và đầu... THÉP 2 DẦM Tiết diện: h = (1/12 ÷1/8)l ; h≤ ¼ lthông thủy bdầm ≥ {1/4 hdầm ; ½ bcột ; 250mm} * Kết cấu thông thường : lấy V theo tổ hợp nội lực M ut + M up * Chống động đất cấp 1: V = 1.05 + V0 lt * Chống động đất cấp 2: V = 1.05 * Chống động đất cấp 3, 4: V = Mt +M p lt Mt +M p lt + V0 CÁCH LẤY LỰC CẮT TÍNH TOÁN ĐỂ KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA DẦM + V0 Mut, Mup _ khả năng chòu uốn ở tiết diện đầu trái... α0h0 (không phân phối lại nội lực do biến dạng dẻo); x ≤ 0.7α0h0 (điều chỉnh giảm moment uốn do biến dạng dẻo) *chống động đất: x ≤ 0.25h0 (cấp 1); x ≤ 0.35h0 (cấp 2, 3) Đọan neo thẳng của cốt dọc khi chống động đất lneo = la + 10φ (cấp 1); lneo = la + 5φ (cấp 2) Tại vùng gối, chống động đất : A’s ≥ 0.5As (cấp 1); A’s ≥ 0.3As (cấp 2,3) As, A’s _diện tích cốt thép vùng nén, vùng kéo 24 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN... tác động theo hai phương ngang vuông góc nhau, và Fz là đáp ứng do tác động theo phương thẳng đứng công trình phải được thiết kế để có khả năng kháng chấn theo mọi phương là như nhau 11 c PP phân tích động lực học theo lòch sử thời gian 3 2.5 2 Gia toc nen (m/s2) 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 0 10 20 30 Thoi gian t (s) 40 50 60 Lòch sử thời gian các thành phần năng lượng Gia tốc nền động đất