TÍNH GẦN ĐÚNG KHUNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG

TÍNH GẦN ĐÚNG KHUNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG TÍNH GẦN ĐÚNG KHUNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG TÍNH GẦN ĐÚNG KHUNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG TÍNH GẦN ĐÚNG KHUNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI:

TÍNH GẦN ĐÚNG KHUNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG

PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG

NHÓM 3

Lưu Bá Vượt

Nguyễn Xuân Bách

Trần Văn Chiến

Ngô Văn Phong

Nguyến Hữu Vương

Tính gần đúng khung chịu tải trọng ngang

Phân tích gần đúng chuyển vị ngang

4.4.1 Sự phân bố tải trọng ngang vào các khung

4.4.1.1 Mặt bằng kết cấu đối xứng, chịu tải đối xứng, không bị xoắn.

 Từ giả định sàn cứng tuyệt đối → chuyển vị ngang của các khung là như nhau, hệ kết cấu sẽ

chuyển vị ngang

Tổng lực cắt ngang ở mỗi tầng sẽ phân bổ vào các khung theo tỉ lệ độ cứng chịu cắt tầng (GA) của

mỗi khung

4.4.1 Sự phân bố tải trọng ngang vào các khung

4.4.1.1 Mặt bằng kết cấu đối xứng, chịu tải đối xứng, không bị xoắn.

 Độ cứng (GA) của khung tại tầng thứ i được xác định như sau:

Trong đó:

hi là chiều cao của tầng thứ i

G=Id/L) tổng độ cứng tất cả các dầm có nhịp L của sàn I

A =Ic/L) tổng độ cứng tất cả các cột tầng i

E modun đàn hồi của vật liệu

Ic, Id : momen quán tính của tiết diện cột và dầm

 

4.4.1 Sự phân bố tải trọng ngang vào các khung

4.4.1.2 Mặt bằng không đối xứng

 Tải ngang tác động vào hệ kết

cấu không đối xứng sẽ gây ra

xoắn trong mặt phẳng và lực

cắt ngang → hệ kết cấu sẽ có

chuyển vị ngang và bị xoắn

 Tọa độ tâm cứng của các cột:

4.4.1 Sự phân bố tải trọng ngang vào các khung

4.4.1.2 Mặt bằng không đối xứng

Lực cắt ngang Qji tác dụng vào khung thứ j thuộc tầng thứ i

Trong đó:

Qi- tổng lực cắt tầng i

ei- độ lệch tâm của Qi

(GA)j- độ cứng kháng cắt của khung j

cj- khoảng cáchtừ tâm khung j đến tâm cứng

4.4.2 Phân tích nội lực trong khung chịu tải trọng gió ngang bằng phương pháp poral methol

Phương pháp dùng thích hợp cho nhà có chiều cao đến 25 tầng và có tỉ số chiều cao nhà trên bề rộng nhà lớn hơn 4

Trong phương pháp này khung siêu tĩnh nhiều tầng, nhiều nhịp được phân thành một hệ các khung một nhịp, một tầng dựa trên các giả thiết sau:

- Tải trọng ngang sẽ gây ra điểm uốn tại vị trí giữa nhịp dầm và giữa chiều cao cột Điểm uốn của các cột tầng trệt nằm ở vị trí 2/3 chiều cao cột

- Lực ngang ở giữa cao trình tầng được phân vào các cột theo tỉ lệ với khoảng cách nhịp giữa các cột

4.4.2 Phân tích nội lực trong khung chịu tải trọng gió ngang bằng phương pháp poral methol

4.4.3 Ví dụ :

Bước 2: tách riêng rẽ thành từng khung:

 

4.4.3 Ví dụ :

Bước 3: giải nội lực từng khung 3 khớp:

W'3*1.8 -N1*6 = 0 => N1 = 14.4 kN W'3*1.8 -N2*6 = 0 => N'2= 14.4 kN V1*1.8-N1*3= 0 => V1= 24 KN V'2*1.8-N'2*3= 0 => V'2= 24 KN

 

 

W''3*1.8 -N''2*4 = 0 => N''2 = 14.4 kN W''3*1.8 -N3*4 = 0 => N3= 14.4 kN V''2*1.8-N''2*2= 0=> V''2= 16 KN V3*1.8-N3*2= 0 => V3= 16 KN

4.4.3 Ví dụ :

Các khung còn lại giải tương tự:

4.4.3 Ví dụ :

So sánh kết quả pp portal với pp giải bằng ETABS:

Chuyển vị ngang trong kết cấu khung cứng có độ mảnh nhỏ chủ yếu gây ra bởi gió, chuyển vị ngang do gió này có thể phân thành hai thành phần:

o Thành phần 1: chuyển vị xoay cảu nút khung do dầm chịu uốn (a)

o Thàng phần 2: chuyển vị gây ra do cột chịu uốn (b)

Chuyển vị ngang trong kết cấu khung có độ mảnh lớn nó gây ảnh hưởng đến uốn tổng thể trong toàn bộ khung, kết quả gây ra sự biến dạng dọc trục của các cột một cách đáng kể Nếu khung

có chiều cao tỉ lệ với chiều rộng nhỏ hơn 4:1 thì uốn tổng thể so với chuyển vị ngang tại cao trình tầng thường ít hơn 10% do gió gây ra

Theo công thức tính chuyển vị ngang cho phép xác định từng thành phần cấu kiện riêng lẻ dầm chịu uốn, cột chịu uốn, khung chịu uốn như công sô

4.5.1 Chuyển vị ngang do dầm khung bị uốn

 Tách một phần khung ở cao trình sàn thứ i gồm dầm sàn,một nửa cột phía trên và một nửa cột bên dưới như H 4.8 để cô lập ảnh hưởng dầm chịu uốn giả định phần cột khảo sát được xem như thẳng

4.5.1 Chuyển vị ngang do dầm khung bị uốn

 Góc xoay trung bình của nút khung có thể xem gần đúng bằng:

 Tổng momen tại các nút :

4.5.1 Chuyển vị ngang do dầm khung bị uốn

 Tổng độ cứng xoay của các nút ∑θ :

 Tổng độ cứng xoay của các nút ∑θ do chuyển vị của dầm (H.4.8):

4.5.2 Chuyển vị ngang gây ra do cột bị uốn:

Giả sử rằng chỉ có cột bị uốn và dầm thì thẳng (không bị uốn), chuyển vị ngang của khung tại tầng thứ i:

4.5.2 Chuyển vị ngang gây ra do cột bị uốn:

Vậy chuyển vị ngang của tầng thứ i gây ra bởi sự xoay của các nút:

Nếu các dầm và cột ở tầng i-1 tương tự như các dầm vàcột ở tầng i Gọi lực cắt trung bình của Qi và Qi-1 là Qi ta được:

4.5.3 Chuyển vị ngang do uốn tổng thể.

 Mặt dù các thành phần chuyển vị ngang do uốn tổng thể gây ra có thể tương đối nhỏ với gối đỡ từ uốn nghiêng tăng theo chiều cao tầng, càng lên cao độ cứng càng giảm  Chuyển vị ngang do uốn tổng thể tăng dần theo chiều cao → các tầng trên cao có chuyển vị ngang do uốn tổng thể đóng một vai trò đáng kể trong chuyển vị ngang của tòan nhà.

 Chuyển vị ngang do uốn tổng thể có thể uớc tính bằng cách xem nhà như một công son có momen quán tính bằng momen quán tính của các tiết diện cột đối với trục đi qua trọng tâm của các tiết diện:

 

4.5.3 Chuyển vị ngang do uốn tổng thể.

 Nếu dùng biểu đồ momen uốn để xây dựng biểu đồ M/EI, trong đó phần diện tích Ao của biểu đồ giới hạn giữa đáy và giữa chiều cao tầng thứ i cho giá trị trung bình của độ dốc của tầng thứ i do uốn tổng thể gây ra Ta có:

0

 Thành phần chuyển vị ngang của tầng thứ i cho bởi

 

Do điểm uốn của tầng trệt cách nền một khoảng

bằng 2/3h, do đó chuyển vị ngang của tầng trệt

là:

Tổng chuyển vị ngang ở tầng thứ n của toà nhà

là:

Chú y: Kiểm tra chuyển vị ngang của nhà cao tầng nên kiểm tra cho vị trí cao nhất của tầng và tầng trung

gian nơi có vị trí cấu kiện bị giảm yếu Chuyển vị ngang phải nằm trong giá trị cho phép

4.5.4 Chuyển vị ngang của tầng và tổng chuyển vị ngang

4.5.4 Chuyển vị ngang của tầng và tổng chuyển vị ngang

Chuyển vị ngang tương đối của mỗi tầng thứ i:

 Tham số thể hiện độ cứng chống cắt của kết cấu khung trên chiều cao trung bình của tâng điển hình Tham

số này rất hữu dụng khi xem xét phân bổ tải trọng vào khung chịu uốn và suej tương tác theo phương ngang của khung với vách

 Kí hiệu GA được sử dụng bởi vì nó nó tương ứng với độ cứng dầm cứng chịu cắt của một dầm công sô có tiết diện A và mo đun độ cứng G Hình 4.11a là một đoạn có chiều cao bằng chiều cao tầng của dầm tương đương và hình 4.11b là đoạn khung tương ứng

Hình 4.11

 Độ võng đoạn công sô tương đương chụi một lực cắt Q

 δ =

 Độ cứng chống cắt của đoạn công sô cho bởi

 δ = =

 Trong đó là góc nghiêng GA là lực cắt cần thiết để gây ra độ nghiêng một đơn vị kết cấu

 Nếu bỏ qua chuyển vị ngang của khung gây ra do uốn tổng thể của thanh công sô tương đương , độ cứng kháng cắt của phần khung tương ứng cho bởi

GA= = =

 

1. Tính toán gần đúng khung chịu tải trọng ngang:

Phân bố tải trọng vào khung

Dùng phương pháp portal tính gần đúng nội lực trong khung

Vị trí điểm uốn nằm ở giữa dầm cột

Ở tầng cuối vị trí điểm uốn nằm ở 2/3 chiều cao cột

2. Phân tích gần đúng chuyển vị ngang:

Chuyển vị do dầm khung chịu uốn

Chuyển vị do cột khung chịu uốn

Chuyển vị do uốn tổng thể

CẢM ƠN CÁC BẠN ĐÃ LẮM NGHE

NHÓM 3