tính toán tải trọng ngang nhà cao tầng

TÍNH TỐN TẢI TRỌNG NGANG NHÀ CAO TẦNG PHẠM VĂN MẠNH Khoa Xây dựng – Đại học Kiến trúc Tp.HCM TẢI TRỌNG NGANG GIĨ Gió tĩnh ĐỘNG ĐẤT Gió động A1 Gió tĩnh (TCVN 2737-1995) Giá trị áp lực tiêu chuẩn gió tĩnh độ cao hj : W j = c × k j × W0 c : hệ số khí động; tra bảng phụ thuộc hình dạng cơng trình k j : hệ số thay đổi áp lực gió theo độ cao hj ; tra bảng W : giá trị áp lực gió tra bảng theo vùng miền Phân loại vùng miền xem phụ lục E PHẠM VĂN MẠNH – Khoa XD – ĐH Kiến trúc Tp.HCM A2 Gió ng (TCVN 2737-1995; TCXD 229:1999) Các loại cơng trình bắt buộc phải tính gió động: Nhà cao tầng có độ cao ≥ 40m Nhà cơng nghiệp nhịp cao ≥ 36m; H/L>1,5 Cơng trình có độ mảnh lớn Tr ụ, tháp, ống khói, giàn giá lộ thiên PHẠM VĂN MẠNH – Khoa XD – ĐH Kiến trúc Tp.HCM Các thành phần gió động Gió động = Xung vận t ốc gió + Lực qn tính cơng trình Tùy vào tính chất ch t ccủa a cơng trình mà gió ch kkể đến n tác động xung vận tốc gió hay hai Wp = hàm số (W, M , ζ , ξ , υ , dạng dao động riêng) PHẠM VĂN MẠNH – Khoa XD – ĐH Kiến trúc Tp.HCM Xác định tính chất cơng trình Tính chất cơng trình phụ thuộc vào tương quan tần số dao động riêng thứ f tần số giới hạn f L Bảng 9- Giá trị giới hạn tần số dao động riêng f L ( Cơng trình BTCT, gạch đá, khung thép có kết cấu bao che ) Cơng trình BTCT, gạch đá, khung thép có kết cấu bao che PHẠM VĂN MẠNH – Khoa XD – ĐH Kiến trúc Tp.HCM Xác định tính chất cơng trình Tương quan tần số dao động riêng thứ f tần số giới hạn f L f1 fL CT có độ cứng lớn, nhạy cảm với lực động Chỉ cần kể đến xung vận tốc gió f1 < fL CT mềm, nhạy cảm với lực động Phải kể đến xung vận tốc gió lực qn tính f s < f L< f s+ Trong tính tốn phải kể đến s dao động riêng PHẠM VĂN MẠNH – Khoa XD – ĐH Kiến trúc Tp.HCM Các bước tính tốn gió động Wp = hàm số (W, M , ζ , ξ , υ , dạng dao động riêng) Mơ hình hóa cơng trình Xác định tính chất cơng trình Tính tốn gió tĩnh W Tính tốn gió động Wp PHẠM VĂN MẠNH – Khoa XD – ĐH Kiến trúc Tp.HCM Mơ hình hóa cơng trình để tính tải ngang ‫׃‬ ‫׃‬ y3i Tầng (M3) Tầng (M2) Tầng (M1) Xác định dạng dao động riêng Kh i lượng tham gia dao động: y2i y1i M= Gtc + γcgPtc Chuyển vị không thứ nguyên tầng (j) tương ứng với dạng dao động thứ (i) : yji Tần số dao động riêng dạng dao động thứ (i) : fi γcg : HS chiết giảm khối lượng t ạm thời; Đa số trường hợp nhà cao t ầng γcg=0.5; xem bảng TCXD 229:1999 PHẠM VĂN MẠNH – Khoa XD – ĐH Kiến trúc Tp.HCM Mơ hình hóa cơng trình để tính tải ngang Xác định nh dạng dao động riêng q Các mode dao động phải xác định theo phương riêng biệt X Y q Đối với nhà có tâm cứng không trùng tâm khối lượng Ł tồn mode xoắn Ł bỏ qua làm đồ án Mode Mode Mode (f 1) (f 2) Phương X (f 3) Mode Mode Mode (f 1) (f 2) (f 3) Phương Y PHẠM VĂN MẠNH – Khoa XD – ĐH Kiến trúc Tp.HCM Chất tải gió động lên cơng trình Tải gió động ~ lực qn tính Đặt vào tâm khối lượng PHẠM VĂN MẠNH – Khoa XD – ĐH Kiến trúc Tp.HCM Hệ tải trọng gió E(W)= E(Wtĩnh) + E(Wđộng) s 2 2 E W = E W + E W + + E ( ) ( ) ( ) (Ws ) E(Wđộng) = ∑ i i =1 PHẠM VĂN MẠNH – Khoa XD – ĐH Kiến trúc Tp.HCM B Động đất (TCXDVN 375-2006) Phương đứng Tác động động đất Tác động ngang z y Phương X x Chú ý: Tác động động đất theo phương khác đồng thời PHẠM VĂN MẠNH – Khoa XD – ĐH Kiến trúc Tp.HCM Các bước tính tác động ngang động đất Nhận dạng đất Mơ hình hóa cơng trình Biểu diễn phổ thiết kế Xác nh tính chất cơng trình Tính tốn t i động đất PHẠM VĂN MẠNH – Khoa XD – ĐH Kiến trúc Tp.HCM Nhận dạng đất C¸ c tham số Loạ i Mô tả s,30(m/s) (nhá t/30cm) cu (Pa) !SPT A đá cá c kiến tạ o địa chất c tựa đá , kể cá c đất yếu trê n bề mặt vớ i bỊ dµy lí n nhÊt lµ 5m >800 - - B đất cá t, cuội sỏi chặt đất sÐt rÊt cøng cã bỊdµy Ýt nhÊt hµng chơc mÐt, tính chất học tăng dần theo độ sâu 360-800 >50 >250 C đất cá t, cuội sỏi chặt, chặt vừa đất sét cứng có bề dày lớ n từ hàng chục tớ i hàng trăm mét 180-360 15-50 70 250 D đất rời trạ ng thá i từ xốp đến chặt vừa (có không xen kẹp vài lớ p đất dính) có đa phần đất dính trạ ng thá i từ mềm đến cứng vừa