Sự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắt

Sự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắtSự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắtSự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắtSự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắtSự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắtSự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắtSự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắtSự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắtSự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắtSự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắtSự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắtSự làm việc, vấn đề mô hình hóa và thiết kế của hệ khung, vách chịu cắt

Sự làm việc, vấn đề mơ hình hóa thiết kế hệ khung-vách chịu cắt DUCTHUAN311_TRY TO WIN Asian Center for Engineering Computations and Software, ACECOMS, AIT Bài toán • Bài tốn mơ hình hố phân tích – – – – Truyền tải trọng cho vách chịu cắt Mơ hình hố vách chịu cắt 2D Mơ hình hố vách chịu cắt 3D Tương tác vách chịu cắt hệ khung • Bài tốn thiết kế bố trí cốt thép – – – – Tính tốn cốt thép chịu uốn Tính tốn cốt thép chịu cắt Bố trí cốt thép lỗ mở góc Thiết kế chi tiết liên kết vách chịu cắt dạng ô Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS Vách chịu cắt-Một số quan niệm sai lầm  Due to misleading name “Shear Wall” – (lí do sai lầm đặt tên “shear wall”)  The dominant mode of failure is shear  Strength is controlled by shear  Designed is governed primarily by shear  Force distribution can be based on relative stiffness Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS Vách chịu cắt hay cột Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS Vách chịu cắt hay khung Vách Vách hay khung ? Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design Khung AIT - Thailand ACECOMS Sự làm việc khung vách Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS Sự làm việc vách khung giằng Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS Vách khung Sự làm việc vách Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design Sự làm việc khung AIT - Thailand ACECOMS Tương tác khung vách Interaction forces Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS Khung hệ khung-vách A-1 A-2 A-3 B-4 Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design B-1 B-2 B-3 B-4 AIT - Thailand ACECOMS … What is Sway • Appreciable relative moment of two ends of column Sway  T   B T lc • Sway Limits lc B a ) EI Bracing walls  EI Columns PU  b) E  0.05 VU lC Frame considered as “Non-Sway” Mm c)  1.05 M Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS … More on Sway • Braced Column (Non-Sway) • Most building columns may be considered “Non-Sway” for gravity loads • More than 40% of columns in buildings are “Non-Sway” for lateral loads • Moment Magnification for “Sway” case is more significant, more complicated and more important • Unbraced Column (Sway) Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS Calculation of  ns (Non-Sway) Cm  ns  Pu 1 0.75 PC Moment curvature Coefficient Applied column load Critical buckling load  ( EI ) PC  ( KlU ) Flexural Stiffness Effective Length Factor Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS The Cm Factor The Moment and Stress Amplification Factors are derived on the basis of pinended columns with single moment curvature (Cm = 1.0) For other Moment Distribution, the correction factor Cm needs to be computed to modify the stress amplification Cm = 0.4 to 1.0 Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design M1 Cm 0.6  0.4 0.4 M2 M1 M1 M2 M2 M1/M2 Positive M1/M2 Negative M1 is the smaller End Moment M2 is the larger End Moment AIT - Thailand ACECOMS More about Cm Factor M1 M2 M2 M1 M1 M1 = M2 = M M1 =M M2 = M M1= -M M2 = M M1  M2 Cm = 1.0 M2 M1 0 M2 Cm = 0.6 M1 1 M2 Cm = 0.2 Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design M1 M2 M1 =0 M2 = M M1 0 M2 Cm = 0.6 AIT - Thailand ACECOMS Effective Length Factor, K • To account for “Axial-Flexural Buckling” • Indicates the “total bent” length of column between inflection points • Can vary from 0.5 to Infinity • Most common range 0.75 to 2.0 0.5 1.0 0.5 - 1.0 Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design 2.0 1.0 -  AIT - Thailand ACECOMS … Determination of K • Members Part of Framed Structure Unbraced Frames Braced Frames (smaller of) 20  Gm K 20  Gm K 0.9 (1 Gm ) for Gm  for Gm 2 K 0.7  0.05 (GT  GB ) 1.0 k 0.85  0.05 Gm 1.0  ( EI / LC ) Columns G  ( EI / L) Beams K G G Increase, K Increases Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design GT Top End GB Bottom End Gm Minimum of GT and GB AIT - Thailand ACECOMS … Determination of K • Isolated Members Bottom End Top End Fix Pin Free Fix 0.5 0.8 2.0 Pin 0.8 1.0 Unstable Free 2.0 Unstable Unstable Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS … More about Factor K  ( EI / lC )   ( EI / l ) K  Columns Beams  Increase, K Increases •How about “I” Gross? Cracked? Effective? •ACI Rules B1 C2 B2 Beams I = 0.35 Ig, Column I = 0.7Ig C1 B3 E ( I C1  I C 2) Example  T  E ( I B1  I B ) Lc B4 C3 E for column and beams may be different Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS Determination of Stiffness EI EI  or  • Ab 0.2 EC I g  Es I se 1 d h yb 0.4 EC I g 1 d b Attempt to include, – Cracking, Variable E, Creep effect – Geometric and material non linearity • • Ig Ig = Gross Moment of Inertia Ise = Moment of Inertia of rebars   d = Effect of creep for sustained loads = Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design bh  12 I se  Ab yb2 Pud/Pu AIT - Thailand ACECOMS Slenderness procedure for Buildings  PU  Q VU lC  PU PU  PU  PU T PU1 PU2 PU3 PU4 lC VU1 VU1 VU1   T   B VU1 B VU VU  VU  VU lC Clear storey height  average If Q 0.05 : Non  sway case Q  0.05 : Sway Case Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS BS Moment Magnification • Basic Equation for Slender Columns M m M i  Nau Initial Moment form elastic analysis Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design Madd, Additional moment due to deflection AIT - Thailand ACECOMS Calculation of Deflection au Load correction factor au  a Kh Column Dimension along deflection Length Correction Factor Applied column load N uz  N K 1 N uz  N bal Axial capacity at balanced conditions Axial Capacity for M = N uz 0.45 f cu Ac  0.95 Asc f y a   le    2000  b  Effective Length = lo (From Table 3.21 and 3.22) Smaller dimension Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS Some Special Cases M V Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design P M AIT - Thailand ACECOMS Some Special Cases P V Soft Hard (e) P L1 d L L1 h1 L1 h1 Le = ? h2 L2 (a) L2 (b) Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design (c) (d) AIT - Thailand ACECOMS ... • Bài tốn mơ hình hố phân tích – – – – Truyền tải trọng cho vách chịu cắt Mơ hình hố vách chịu cắt 2D Mơ hình hố vách chịu cắt 3D Tương tác vách chịu cắt hệ khung • Bài tốn thiết kế bố trí cốt... thép chịu uốn Tính tốn cốt thép chịu cắt Bố trí cốt thép lỗ mở góc Thiết kế chi tiết liên kết vách chịu cắt dạng ô Shear Wall Behavior, Modeling, Analysis and Design AIT - Thailand ACECOMS Vách chịu. .. khung -vách- Kết luận – Vách biến dạng chủ yếu uốn – Giả thuyết phổ biến bỏ qua khả chịu lực ngang khung dẫn đến sai số lớn – Việc đánh giá tương tác khung -vách làm cho việc thiết kế kinh tế – Vách thiết