ĐỀ BÀI: Cho một công trình nhà có hệ kết cấu khung chịu lực bằng BTCT liền khối. Sơ đồ mặt bằng kết cấu và sơ đồ kết cấu khung ngang nhà như hình vẽ. Sử dụng tiêu chuẩn “ Thiết kế công trình chịu động đất” TCXDVN 375:2006 để xác định tác động động đất lên công trình theo phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ phản ứng. So sánh các kết quả tính toán. Các số liệu thiết kế: N=1 l1 (m) l2 (m) a (m) h (m) 5.5 2.5 4.5 3.5 Số tầng (n) Tải trọng thường xuyên ( kể cả sàn và tường ngăn) (kNm2) Tải trọng tạm thời (kNm2) 13 5.0 3.0 Loại nền đất Gia tốc nền agR Cấp dẻo của nhà Cấp độ bền BT C 0.095g DCH B30 Dựa trên cơ sở mặt bằng nhà, cấp độ bền bê tông ta chọn tiết diện của kết cấu như sau: Cột tầng 14: 30x50 cm Cột tầng 58: 30x50 cm Cột tầng 913: 30x50 cm Dầm khung: 30x50 cm Dầm dọc nhà: 25x40 cm Chiều dày sàn: 12 cm BÀI LÀM: 1. Tính tác động động đất lên công trình theo phương pháp tĩnh lực ngang tương đương: a. Xác định chu kì dao động, dạng dao động theo Rayleigh: Kết quả tính toán thể hiện trong bảng tính dưới đây: BẢNG XÁC ĐINH CHU KÌ DAO ĐỘNG THEO RAYLEIGH Cao trình mk kNs2mm Độ cứng kNmm Fi kN Pi kN k mki Fii 13 0.3288 13 1.4390 0.681 18.707 122.799 13 0.1059 12 0.3288 12 1.3331 0.584 15.998 245.598 25 0.1018 11 0.3288 11 1.2313 0.499 13.545 245.598 36 0.1466 10 0.3288 10 1.0848 0.387 10.848 245.598 46 0.1873 9 0.3288 9 0.8975 0.265 8.077 413.878 55 0.1329 8 0.3288 8 0.7646 0.192 6.117 582.157 63 0.1082 7 0.3288 7 0.6564 0.142 4.595 582.157 70 0.1202 6 0.3288 6 0.5361 0.095 3.217 582.157 76 0.1305 5 0.3288 5 0.4056 0.054 2.028 859.592 81 0.0942 4 0.3288 4 0.3113 0.032 1.245 1137.026 85 0.0748 3 0.3288 3 0.2366 0.018 0.710 1137.026 88 0.0774 2 0.3288 2 0.1592 0.008 0.318 1137.026 90 0.0792 1 0.3288 1 0.0800 0.002 0.080 1137.026 91 0.0800 0 Tổng 2.959 85.484 Chu kì dao động riêng thứ nhất T1 (s) 1.169 Trong đó: mk: khối lượng tầng tham gia dao động Chọn công trình loại phòng hội họp, các tầng sử dụng độc lập ta có: Độ cứng ngang của nhà: ( tính với tầng 1, các tầng khác tính tương tự) Bê tông cấp độ bền B30 nên Ebt=32.5 Mpa=32.5 kNmm2 Độ cứng ngang của nhà giảm 50% độ cứng được tính theo công thức: Fi: lực ngang ở tầng thứ i ( cho lực phân bố tam giác) Pi: lực cắt ở tầng thứ i. k: chuyển vị ngang ở tầng thứ i: Chu kì dao động T1 được tính theo công thức: b. Tính toán tác động động đất: Nền đất loại C, ta có các thông số biểu diễn phổ phản ứng đàn hồi theo phương ngang. Loại nền S TB(S) TC(S) TD(S) C 1.15 0.2 0.6 2 Hệ số ứng xử: với Hệ kết cấu khung nhiêu tầng nhiều nhịp, cấp độ dẻo DCH: ; Vậy: q=5.85x1=5.85 Gia tốc nền thiết kế: Phổ phản ứng thiết kế theo phương ngang: Khi Khi Khi Khi Thay các thông số đã tính toán ta có phổ thiết kế như hình vẽ: Lực cắt đáy: T1=1.169 m=13x328.8=4274.4 kNs2m Với công trình nhiều tầng, T1=1.169