Tài liệu hướng dẫn chi tiết cách xác định, tính toán và mô phỏng các tải trọng và tác động lên toà nhà. Tĩnh tải, hoạt tải, tải gió, tải động đất. Chi tiết tính toán theo tiêu chuẩn Việt Nam 2737 và tiêu chuẩn tính toán động đất.
CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Chương TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 4.1 Tải trọng theo phương đứng 4.1.1 Tĩnh tải 4.1.1.1 Trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn Hình 1: Các lớp cấu tạo sàn thường STT Tổng (mm) Gạch ceramic 10 Hồ dầu Vữa lót 20 Vữa trát trần 15 Cấu tạo sàn gtc (KN/m2) 0.2 0.11 0.36 0.27 0.94 Bảng 1: Tĩnh tải sản thường g (KN/m3) 20 22 18 18 n 1.2 1.3 1.3 1.3 gtt (KN/m2) 0.24 0.143 0.468 0.351 1.202 Ghi - Đối với sàn vệ sinh có thêm lớp vữa tạo dốc dày 35 (mm) nằm phía lớp hồ dầu g gtc gtt Ghi STT Cấu tạo sàn n 2 (KN/m ) (mm) (KN/m ) (KN/m ) Gạch 10 20 0.2 1.2 0.24 ceramic Hồ dầu 22 0.11 1.3 0.143 Vữa tạo dốc 35 18 0.63 1.3 0.819 tải thiết bị 0 0.35 0.35 Vữa trát trần 15 18 0.27 1.3 0.351 Tổng 1.21 1.552 Bảng 2: Tĩnh tải sàn vệ sinh - Chú ý: Tĩnh tải trọng lượng thân sàn bê tông cốt thép gắn tính tốn sẵn phần mềm Etabs hay Safe Phần tĩnh tải tính tốn bảng phần hoàn thiện SVTH: Đoàn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 17 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 4.1.1.2 Tĩnh tải tường - Tĩnh tải tường phân bố dải tính theo cơng thức: gttt gttc n bt ht t n (kN / m) - Trong đó: ht chiều cao tường ht h hs hay ht h hd bt bề dày tường t trọng lượng riêng tường gạch, lấy theo sổ tay kết cấu với gạch thường, lỗ t 18 (kN / m3 ) n: hệ số vượt tải, lấy n = 1.2 - Theo đó, ta có bảng tính tải tường phân bố chiều dài sau: Bảng 3: Bảng xác định tĩnh tải tường bt(m) ht(m) t(kN/m3) gttc(kN/m) gttt(kN/m) 0.1 3.29 18 5.9 7.1 0.2 3.29 18 11.8 14.2 0.2 2.9 18 10.4 12.5 0.1 2.9 18 5.2 6.3 4.1.2 Hoạt tải sàn - Hoạt tải sàn phụ thuộc vào loại phịng, loại cơng trình lấy theo mục 4.3 TCVN 2737:1995 - Các hệ số vượt tải lấy theo bảng 1, TCVN 2737:1995 dẫn kèm theo chức Bảng 4: Hoạt tải phân bố sàn tải trọng tiêu chuẩn (kN/m2) Sinh hoạt ban công sảnh, hành lang ô tô, xe máy Mái bê tơng tồn phần 1.5 0.75 dài hạn 0.3 0.7 1.8 - n 1.3 1.2 1.2 1.2 1.3 qtt (kN/m2) 1.95 2.4 3.6 0.975 4.2 Tải trọng theo phương ngang 4.2.1 Tải gió - Lưu ý: Tải gió tính sau xác định dạng kết cấu cơng trình phân tích giao động xét tới Chương 5: Phân tích dao động lựa chọn hệ kết cấu cho công trình 4.2.1.1 Thành phần tĩnh tải trọng gió - Tải trọng gió tĩnh tính tốn theo TCVN 2737-1995 sau: Áp lực gió tĩnh tính tốn cao độ z so với mốc chuẩn tính theo cơng thức: Wtc W0 k c SVTH: Đoàn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 18 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Trong đó: - W0 giá trị áp lực gió lấy theo đồ phân vùng phụ lục D điều 6.4 TCVN 2737-1995 Cơng trình xây dựng T.p Hồ Chí Minh thuộc khu vực IIA, ảnh hưởng gió bão đánh giá yếu, lấy W0 0.83 kN / m2 - k: hệ số tính đến thay đổi áp lực gió theo độ cao, lấy theo bảng 5, TCVN 2737-1995 Chọn dạng địa hình B - c: hệ số khí động, mặt đón gió cd 0.8 , mặt hút gió ch 0.6 Hệ số tổng cho mặt đón gió hút gió là: c 0.8 0.6 1.4 - Hệ số độ tin cậy tải trọng gió 1.2 - Tải trọng gió tĩnh qui thành lực tập trung cao trình sàn, lực tập trung đặt tâm cứng tầng, lực gió áp lực gió nhân với diện tích đón gió Diện tích đón gió tầng tính sau: Sj h j h j 1 B - h j , h j 1 , B chiều cao tầng tầng thứ j, j-1, bề rộng đón gió Riêng tầng mái diện đón gió có 1/2 tầng Bề rộng đón gió theo phương x: Bx 21.5 (m) Bề rộng đón gió theo phương y: By 59.6 (m) sàn tầng Mái 17 16 15 14 13 12 11 10 z m 62.1 58.7 55.3 51.9 48.5 45.1 41.7 38.3 34.9 31.5 28.1 24.7 21.3 17.9 14.5 11.1 7.7 4.3 Bảng 5: Bảng xác định giá trị gió tĩnh Wtc Sx Fxtc Fxtt Sy k kN/m2 m2 kN kN m2 1.39 1.61 36.55 59.0 70.8 50.7 1.37 1.60 73.1 116.8 140.1 101.3 1.36 1.58 73.1 115.5 138.6 101.3 1.34 1.56 73.1 114.2 137.1 101.3 1.33 1.54 73.1 112.8 135.4 101.3 1.31 1.52 73.1 111.4 133.6 202.6 1.29 1.50 73.1 109.8 131.8 202.6 1.27 1.48 73.1 108.1 129.8 202.6 1.25 1.45 73.1 106.3 127.6 202.6 1.23 1.43 73.1 104.4 125.3 202.6 1.20 1.40 73.1 102.3 122.7 202.6 1.18 1.37 73.1 99.9 119.9 202.6 1.15 1.33 73.1 97.3 116.8 202.6 1.11 1.29 73.1 94.3 113.2 202.6 1.07 1.24 73.1 90.8 109.0 202.6 1.02 1.18 73.1 86.5 103.8 202.6 0.95 1.11 73.1 81.0 97.2 202.6 0.86 1.00 82.78 82.6 99.1 229.5 SVTH: Đoàn Văn Hiển - 81101155 Fytc Fytt kN 81.8 161.9 160.1 158.3 156.4 308.7 304.4 299.8 294.8 289.4 283.5 277.0 269.7 261.4 251.7 239.9 224.6 229.0 kN 98.1 194.2 192.2 190.0 187.7 370.5 365.3 359.7 353.8 347.3 340.2 332.4 323.7 313.7 302.0 287.8 269.5 274.8 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 19 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 4.2.1.2 Thành phần động tải trọng gió Được xác định dựa sở thành phần tĩnh tải gió nhân với hệ số xét tới xung vận tốc gió lực qn tính cơng trình - Cơng trình có độ cao 65.77m > 40m nên cần phải tính thành phần động tải trọng gió Để xác định thành phần động tải trọng gió cần xác định tần số dao dộng riêng công trình - Giá trị tần số dao động riêng cơng trình xét tới thành phần động tải gió mơ hình giải với khối lượng dao động: Mass source = DEAD + 0.5LIVE (hệ số chiết giảm 0.5 lấy theo TCVN 2737:1995 TCXD 229:1999) - Mô hình phân tích dao động để lấy tần số dao động diễn giải chi tiết Chương 5: Phân Tích Dao Động Lựa Chọn Hệ Kết Cấu Chịu Lực - Mặt băng cơng trình có trục đối xứng, tính theo cơng thức (4.7) (4.8) TCXD 229:1999 Tuy nhiên với mục đích sử dụng lâu dài ứng dụng cho cơng trình khác nên sinh viên chọn tính tốn theo công thức (4.3) TCXD 229:1999 - Trong TCXD 229:1999 quy định, cần xét tới giao động s dạng dao động ứng với bất đẳng thức: f s f L f s 1 Trong đó, f L tra bảng – TCXD 229:1999 Bảng 6: Giá trị giới hạn tần số giao động riêng Đối với kết cấu bê tông cốt thép lấy 0.3 , vùng gió IIA nên ta giá trị f L 1.3 ( Hz ) - Gió động cho cơng trình tính theo phương x, y Mỗi modes dao động etabs xét theo dạng dao động phương có chuyển vị lớn - Các bước tính tốn gió động thực sau: Bước 1: Xác định tần số giao động riêng etabs Bảng 7: Giá trị tần số dao động riêng cần tính tốn tần số Modes Chu kỳ Dạng dao động ghi f(Hz) 2.518 thứ theo phương x 0.397 tính 2.23 xoắn 0.448 khơng tính 1.994 thứ theo phương y 0.502 tính 0.668 thứ theo phương x 1.497 f>fL Vậy ta tính dạng dao động dạng dao động thứ theo phương x dạng thứ theo phương y SVTH: Đoàn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 20 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Bước 2: Tính giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió xét đến ảnh hưởng xung vận tốc gió WFj W j j S j Trong đó: W j : Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh áp lực gió tác dụng lên phần thứ j cơng trình (tầng thứ j cơng trình) j : Là hệ số áp lực động tải gió, cao độ ứng với thành phần j cơng trình, khơng thứ nguyên lấy theo bảng TCXD 229:1999 Bảng 8: Hệ số áp lực động tải trọng gió Theo TCVN 2737:1995 ứng với thời gian lấy trung bình vận tốc gió 3s, hệ số áp lực đơng xác định theo cơng thức z A ( z ) 0.303 10 0.07 z B ( z ) 0.486 10 0.09 z 10 0.14 C ( z ) 0.684 S j : Là diên truyền tải gió lên thành phần thứ j, xác định phân tính thành phần tĩnh tải gió : Là hệ số tương quan khơng gian áp lực động tải gió ứng với dạng dao động khác cơng trình, khơng thứ ngun Khi tính tốn với dạng dao động thứ lấy , dạng dao động lại lấy Giá trị lấy theo bảng – TCVN 229:1999 phụ thuộc vào SVTH: Đoàn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 21 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG thông số tra bảng – TCVN 229:1999 Chúng ta xác định chiều cao cơng trình, mặt đón gió mặt tính tốn để xác định hệ số Hình 2: Hệ tọa độ để xác định hệ số tương quan (m) 0.1 10 20 40 80 160 0.95 0.89 0.85 0.8 0.72 0.63 0.53 Hệ số (m) 10 20 40 80 0.92 0.88 0.83 0.76 0.87 0.84 0.8 0.73 0.84 0.81 0.77 0.71 0.78 0.76 0.73 0.68 0.72 0.7 0.67 0.63 0.63 0.61 0.59 0.56 0.53 0.52 0.5 0.47 Bảng 9: Xác định hệ số tương quan Mặt phẳng tọa độ song song với bề mặt tính tốn ρ zox D zoy 0.4L xoy D Bảng 10: Xác định giá trị , 160 0.67 0.65 0.64 0.61 0.57 0.51 0.44 350 0.56 0.54 0.53 0.51 0.48 0.44 0.38 χ H H L Với cơng trình tính, mặt phẳng tính tốn mặt đón gió zox Nên ta có D Bx / y ; H Bước 3: Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải gió tc Wp( ji ) M j i i y ji Trong đó: SVTH: Đồn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 22 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG M j : Khối lượng thành phần giao động thứ j, đơn vị T lấy từ bảng kết dao động Etabs i : Là hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên Phụ thuôc vào thông số i độ giảm loga dao động i Wo 940f i Với: o : Là hệ số độ tin cậy tải trọng gió, lấy 1.2 o W0 : Là giá trị áp lực gió tiêu chuẩn theo vùng, W0 0.83 (kN / m ) o fi : Là tần số dao động riêng thứ i (Hz), lấy bảng 4.7 Sau tính tốn hệ số i ta tra đồ thị hình 2, đường cong cho cơng trình bê tơng cốt thép để xác định giá trị hệ số động lực Hình 3: Đồ thị tra hệ số động lực i yij : Là dịch chuyển tương đối thành phần khối lượng thứ j, ứng với dạng dao động thứ i cơng trình i hệ số xác định công thức: n i y W j 1 n y j 1 ji Fj ji Mj WFj : Đã xác định bước Bước 4: Xác định giá trị tính tốn thành phần động tải trọng gió W pitt Wp(ji) Trong đó: hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng cơng trình, tra bảng – TCXD 229:1999 hệ số độ tin cậy tải trọng gió, lấy 1.2 SVTH: Đồn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 23 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Bảng 11: Hệ số Cơng trình Khu Tái Định Cư Bình Khánh có thời gian sử dụng 50 năm nên lấy hệ số Theo bước trên, thành phần động tải trọng gió tác dụng lên lên cơng trình ứng với dạng dao động theo phương tính tốn tổng hợp bảng Bảng 12: Bảng thơng số tính gió động FL = 1.3 Hz s= f1x = 2.1821 Hz 1x = 0.0154 1x = 1.28502 f1y = 1.6651 Hz 1.3266 1y = 0.0202 1y = H= 60.4 m 0.700 0.613 1x = 1y = Thời gian sử dụng cơng trình: 50 năm ==> = SVTH: Đồn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 24 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG BẢNG TÍNH GIĨ ĐỘNG ỨNG VỚI DẠNG DAO ĐỘNG ĐẦU TIÊN f1 Thông số chung tính gió Tính tốn gió động theo phương x Tính tốn gió động theo phương y z Mj Wj Sjx WFj-x WP(ij)-x Wtt Sjy WFj-y WP(ij)-y Wtt sàn tầng yijx yijy j 2 m T kN/m m kN kN kN m kN kN kN Mái 62.1 2803.4 1.61 0.412 -0.0069 36.55 17.0 66.3 79.6 -0.007 101.3 47.1 209.6 251.6 17 58.7 3090.5 1.60 0.414 -0.0065 73.1 33.8 68.9 82.6 -0.007 202.6 93.7 215.5 258.6 16 55.3 3090.5 1.58 0.417 -0.0062 73.1 33.6 65.7 78.8 -0.006 202.6 93.2 199.9 239.8 15 51.9 3090.5 1.56 0.419 -0.0059 73.1 33.4 62.5 75.0 -0.006 202.6 92.7 184.3 221.1 14 48.5 3099.5 1.54 0.422 -0.0055 73.1 33.2 58.4 70.1 -0.006 202.6 92.1 172.3 206.7 13 45.1 3109.8 1.52 0.424 -0.0051 73.1 33.0 54.4 65.2 -0.005 202.6 91.5 157.1 188.6 12 41.7 3109.8 1.50 0.427 -0.0047 73.1 32.8 50.1 60.1 -0.005 202.6 90.8 141.4 169.7 11 38.3 3121.2 1.48 0.431 -0.0043 73.1 32.5 46.0 55.2 -0.004 202.6 90.2 126.2 151.4 10 34.9 3134.4 1.45 0.434 -0.0039 73.1 32.2 41.9 50.3 -0.004 202.6 89.4 110.9 133.0 31.5 3134.4 1.43 0.438 -0.0034 73.1 32.0 36.5 43.8 -0.003 202.6 88.6 98.2 117.8 28.1 3145.8 1.40 0.443 -0.003 73.1 31.6 32.3 38.8 -0.003 202.6 87.7 82.6 99.2 24.7 3158.9 1.37 0.448 -0.0025 73.1 31.3 27.1 32.5 -0.002 202.6 86.7 70.2 84.3 21.3 3158.9 1.33 0.454 -0.0021 73.1 30.8 22.7 27.3 -0.002 202.6 85.5 57.5 69.0 17.9 3171.7 1.29 0.461 -0.0017 73.1 30.4 18.5 22.2 -0.001 202.6 84.2 44.9 53.8 14.5 3186.3 1.24 0.470 -0.0013 73.1 29.8 14.2 17.0 -0.001 202.6 82.6 32.2 38.6 11.1 3186.3 1.18 0.481 -0.0009 73.1 29.1 9.8 11.8 -7E-04 202.6 80.6 22.5 27.0 7.7 3199.1 1.11 0.498 -0.0006 73.1 28.1 6.6 7.9 -5E-04 202.6 78.0 16.2 19.4 4.3 3362.2 1.00 0.505 -0.0003 82.775 29.1 3.5 4.1 -2E-04 229.5 80.7 6.8 8.2 j-x = -2.705 j-y = -7.787 Bảng 13: Bảng tính thành phần động tải gió SVTH: Đồn Văn Hiển - 81101155 GVHD: P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 25 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 4.2.1.3 Tổ hợp nội lực gây tải trọng gió - Theo Mục 4.12 TCXD 229:1999, nội lực chuyển vị gây thành phần tĩnh động tải trọng gió xác định sau: XX t s (X ) i 1 d i Trong đó: X: momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, chuyển vị Xt: momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, chuyển vị thành phần tĩnh tải trọng gió gây X id : momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, chuyển vị thành phần động tải trọng gió gây dao động dạng thứ i s : số dạng dao dộng tính tốn - Dễ thấy s = nên X X t X1d Nói chung, kết cấu cịn làm việc giai đoạn đàn hồi, nên áp dụng nguyên lý cộng tác dụng sức bền vật liệu Từ thấy tổng nội lực, chuyển vị tác dụng thành phần tĩnh động tải trọng gió nội lực, chuyển vị gây tải trọng có giá trị tổng tải trọng hai thành phần Vậy tính tốn tổ hợp hai thành phần với 4.2.2 : Tải trọng động đất (Sử dụng khung có thiết kế kháng chấn) 4.2.2.1 Xác định mức độ thiết kế kháng chấn cho cơng trình - Cơng trình thuộc loại cơng trình nhà ở, chung cư Tra phụ lục E TCVN 9386:2012 với mức độ quan trọng cơng trình thuộc mức II, hệ số tầm quan trọng I - Cơng trình xây dựng quận – Thành Phố Hồ Chí Minh, tra Phụ lục H – TCVN 9386:2012 Bảng phân vùng gia tốc ta gia tốc tham chiếu nền: agR / g 0.0856 agR 0.8397 ag agR I 0.8397 (m / s ) Trong đó: agR / g : gia tốc tham chiếu quy đổi theo gia tốc trọng trường, tra theo phụ lục H g : gia tốc trọng trường, g 9.81 (m / s ) agR : gia tốc tham chiếu ag : gia tốc thiết kế - Theo mục 3.2.1 TCVN 9386:2012 ta có: ag 0.78 (m / s ) Động đất mạnh, cần tính tốn cấu tạo kháng chấn SVTH: Đoàn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 26 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 0.39 (m / s ) ag 0.78 (m / s ) Động đất yếu, giảm nhẹ biện pháp kháng chấn ag 0.39 (m / s ) Động đất yếu, không cần thiết kế kháng chấn - Với cơng trình Khu Tái Định Cư Bình Khánh cần tính tốn cấu tạo kháng chấn đầy đủ 4.2.2.2 Xác Định Hệ Số Ứng Xử Của Kết Cấu Là hệ số xét đến khả tiêu tán lượng kết cấu Theo mục 5.2.2.2 TCVN 9386:2012 ta có cơng thức xác định hệ số ứng xử kết cấu theo phương nằm ngang sau: q q0 k w 1.5 Trong đó: q0 : giá trị hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại kết cấu tính đặn mặt đứng Tra bảng 5.1 TCVN 9386:2012 cho hệ có đặn theo mặt đứng kết cấu: Bảng 14: Giá trị hệ số ứng xử cho hệ có đặn theo mặt đứng o Cơng trình xét có kết cấu thuộc hệ khung, hệ hỗn hợp q0 3 u l1 o u / 1 Xác định cách sử dụng giá trị xấp xỉ nêu tiêu chuẩn, phụ thuộc loại kết cấu: Kết cấu cơng trình thuộc hệ khung, hỗn hợp tương đương khung Xét với cơng trình nhiều tầng, nhiều nhịp ta có u / 1 1.3 kw : Là hệ số phản ánh dạng thường gặp hệ kết cấu có tường lấy với hệ khung kết cấu hỗn hợp tương đương khung Vậy hệ số ứng xử cho kết cấu cơng trình: q 3( u / 1 ) k w 1.3 1 3.9 4.2.2.3 Các phương pháp tính tốn động đất Có phương pháp phổ biến để tính tốn tải trọng động đất là: Phương pháp lực tĩnh ngang tương đương phương pháp phân tích phổ phản ứng - Phương pháp lực tĩnh ngang tương đương phương pháp lực quán tính động đất sinh tác động lên cơng trình theo phương nằm ngang thay lực tĩnh ngang Lực tĩnh tác động động đất đặt tập trung chân cơng SVTH: Đồn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 27 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG trình gọi lực cắt dáy, lực phân phối trở lại chiều cao cơng trình vị trí có khối lượng tập trung, thường cao trình sàn Theo TCVN 375:2006 mục 4.3.3.2: để tính theo phương pháp lực tĩnh ngang tương đương Cần thỏa yêu cầu sau: 4T (1) T1 c 2.0s (2) Tất kết cấu thẳng đứng chịu tải trọng ngang lõi, tường khung chịu tải cần phải liên tục từ móng tới đỉnh cơng trình Trị số độ cứng ngang khối lượng tất kết cấu thẳng đứng chịu tải cần giữ nguyên không đổi thay đổi giảm dần, không thay đổi đột ngột từ chân đến đỉnh cơng trình Ta nhận thấy, cơng trình Khu Tái Định Cư Bình Khánh không thỏa từ điều kiện đầu kết cấu cột thay đổi tầng lần nên khơng thích hợp để tính tốn theo phương pháp - Với phương pháp phân tích phổ phản ứng ta xét dạng dao động có đóng góp đáng kể vào dao động tổng thể nhà Do vậy, ta dùng phương pháp để tính tốn tác động động đất lên cơng trình 4.2.2.4 Trình tự tính tốn theo phương pháp phân tích phổ phản ứng a Xác định chu kỳ dao động phần mềm etabs - Theo mục 3.2.4 mục 4.2.4 TCVN 9386:2012 phân tích dao động để xét tới tác động động đất ta có hệ số tổ hợp tải trọng với tác động thay đổi thứ i tác động đồng thời hoạt tải cho: Gk , j " " E ,iQk ,i j 1 Trong đó: Gk , j : Là giá trị đặc trưng tính tải Qk ,i : Là giá trị đặc trưng hoạt tải E ,i : Các giá trị tổ hợp dùng để tính tốn hệ tác động động đất, xác định theo: E ,i 2,i SVTH: Đoàn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 28 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Bảng 15: Giá trị i Bảng 16: Giá trị - Cơng trình Khu Tái Định Cư Bình Khánh thuộc loại A, tầng xét làm việc đồng thời Hệ số xét khối lượng dao động Etabs sau: Mass source = DEAD + 0.3x0.8LIVE = DEAD + 0.24Live Bảng 17: Kết dao động tính động đất Modes Chu kỳ Dạng dao động ghi 2.419 thứ theo phương x tính 2.122 xoắn khơng tính 1.973 thứ theo phương y tính b Tính tung độ phổ thiết kế chu kỳ TiX ,Y : S d (TiX,Y ) - Nền đất khu vực thiết kế quận thuộc loại đất cát, sét Có SPT nhỏ nên thuộc loại đất D Tra bảng 3.2 TCVN 9386:2012, ta thông số đất kèm theo Bảng 18: Thông số đất loại D Loại S TB(S) TC(S) TD(S) đất D 1.35 0.2 0.8 Trong đó: S: Là hệ số TB ( S ) : giới hạn chu kỳ ứng với đoạn nằm ngang phổ phản ứng gia tốc SVTH: Đoàn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 29 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG TC ( S ) : giới hạn chu kỳ ứng với đoạn nằm ngang phổi phản ứng đàn hồi TD ( S ) : giá trị xác định điểm bắt đầu phần phản ứng chuyển vị không đổi phổ phản ứng Tung độ phổ thiết kế xét tới thành phần ngang động đất tính toán sau: T 2,5 T TB : Sd (T ) ag S TB q 2,5 TB T TC : Sd (T ) ag S q 2,5 TC ag S q T TC T TD : Sd T a g 2,5 TC TD ag S q T TD T : S d T a g Với 0.2 hệ số ứng với cận phổ thiết kế theo phương nằm ngang - Xét dạng dao động thứ theo phương x: chu kỳ T = 2.419 (s) > TD tính theo cơng thức ta S D (T1 X ) 0.1987 (m / s ) - Xét dạng dao động thứ theo phương y: chu kỳ T = 1.973 (s), tính theo cơng thức ta S D (T1Y ) 0.2947 (m / s ) c Tính khối lượng hữu hiệu M j (T ) dạng dao động thứ i theo phương x, y - Công thức xác định khối lượng hữu hiệu: M i , xy n uij, xy m j , xy j 1 n u ij, xy j 1 m j , xy d Tính tổng lực cắt chân cơng trình với dạng dao động thứ i theo phương x,y - Công thứ xác định lực cắt đáy: Fi , XY S D (Ti , xy ) M i , xy (kN ) e Phân phối tải trọng ngang lên tầng thứ j ứng với dạng dao động thứ i theo phương x,y - Công thức phân phối tải ngang: Fi ,jxy Fi , xy uij , xy m j , xy n u j 1 ij , xy (kN ) m j , xy Theo đó, lập bảng tính cho tất tầng với số dạng dao động xét Ta có kết bảng sau: SVTH: Đoàn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 30 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG **) Tính Tốn Theo Phương Pháp Phân Tích Phổ Phản Ứng Theo phương x Theo phương y ta có: TD ≤ T1 ta có: TC≤ T1 ≤ TD Sd(T) = 0.1987 Sd(T) = 0.2947 Mix Fix = 40962 Mix 38344 (T) 8139.1 Fiy = 11298 kN Bảng 19: Thơng số tính tốn chung (T) kN Bảng tính động đất theo phương pháp phân tích phổ phản ứng Thơng số chung tính tốn theo phương x tính tốn theo phương y z Mj Fjx Fjy sàn tầng uijx uijmj uij2mj uijy uijmj uij2mj m T kN kN Mái 62.1 2773.1 0.0069 19.1 0.13 787.2 -0.008 -20.80 0.16 1235.3 17 58.7 3015.9 0.0066 19.9 0.13 818.9 -0.007 -21.11 0.15 1253.9 16 55.3 3015.9 0.0063 19.0 0.12 781.7 -0.007 -19.60 0.13 1164.3 15 51.9 3015.9 0.0059 17.8 0.10 732.0 -0.006 -18.10 0.11 1074.7 14 48.5 3025 0.0056 16.9 0.09 696.9 -0.006 -16.64 0.09 988.1 13 45.1 3035.2 0.0052 15.8 0.08 649.3 -0.005 -15.18 0.08 901.4 12 41.7 3035.2 0.0048 14.6 0.07 599.4 -0.005 -13.66 0.06 811.2 11 38.3 3046.6 0.0043 13.1 0.06 538.9 -0.004 -12.19 0.05 723.8 10 34.9 3059.8 0.0039 11.9 0.05 490.9 -0.004 -11.02 0.04 654.2 31.5 3059.8 0.0035 10.7 0.04 440.6 -0.003 -9.49 0.03 563.4 28.1 3071.2 0.003 9.2 0.03 379.0 -0.003 -7.99 0.02 474.3 24.7 3084.3 0.0026 8.0 0.02 329.9 -0.002 -6.79 0.01 403.0 21.3 3084.3 0.0021 6.5 0.01 266.5 -0.002 -5.55 0.01 329.7 17.9 3097.1 0.0017 5.3 0.01 216.6 -0.001 -4.34 0.01 257.5 14.5 3111.7 0.0013 4.0 0.01 166.4 -0.001 -3.11 0.00 184.8 11.1 3111.7 0.0009 2.8 0.00 115.2 -7E-04 -2.18 0.00 129.4 7.7 3124.5 0.0006 1.9 0.00 77.1 -5E-04 -1.56 0.00 92.8 4.3 3287.6 0.0003 1.0 0.00 40.6 -2E-04 -0.66 0.00 39.1 2929 0.0001 0.3 0.00 12.0 -1E-04 -0.29 0.00 17.4 Bảng 20: Kết tính động đất theo phương pháp phổ phản ứng 4.3 Tổ Hợp Tải Trọng - Tổ hợp tải trọng với mục đích tìm tổ hợp gây bất lợi cho phận kết cấu Tổ hợp gồm có tổ hợp tổ hợp đặc biệt Nguyên tắc tổ hợp tuân theo mục 2.4 TCVN 2737:1995 mục 4.3.3.5.1 TCVN 9386:2012 - Trong luận văn sinh viên tổ hợp cho trường hợp: + Tổ hợp có xét tới thiết kế kháng chấn cho khung, tính tốn theo tiêu chuẩn Châu Âu – EUROCODE (Xét đến chương 8: thiết kế khung kháng chấn theo tiêu chuẩn Châu Âu) + Tổ hợp không xét tới thiết kế kháng chấn để tính tốn cốt thép theo tiêu chuẩn Việt Nam (Sử dụng để tính tốn cho chương 7: thiết kế khung) SVTH: Đồn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 31 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 4.3.1 Tổ hợp tải trọng không xét tới thiết kế kháng chấn 4.3.1.1 Các yêu cầu tổ hợp tải trọng Các tổ hợp bao gồm nhóm: Nhóm tính tốn cho TTGHI nhóm tính tốn cho TTGHII - Nhóm TTGHI: Nhập giá trị tính tốn tải trọng Tĩnh tải (TT): bao gồm trọng lượng thân kết cấu tính toán sẵn etabs khai báo với hệ số vượt tải 1.1, Trọng lượng lớp tĩnh tải hoàn thiện sàn, trọng lượng tường sàn, dầm tính toán chương 3: tải trọng tác động, nhập giá trị tính tốn để tính tốn theo TTGHI Hoạt tải (HT): Nhập giá trị tính tốn hoạt tải sàn trình bày phần trước Gió theo phương x (Gx): bao gồm phần gió tĩnh gió động cộng đại số lại với Gió theo phương y (Gy) - Nhóm TTGHII: Nhập vào giá trị tiêu chuẩn tải trọng Đối với nhóm này, ta nhập tải hồn tồn tương tự nhóm 1, nhiên nhập vào tải tiêu chuẩn chưa nhân với hệ số vượt tải Hệ số trọng lượng thân kết cấu khai báo etabs Cần nhập thêm trường hợp dài hạn tải trọng để tính võng nứt theo tiêu chuẩn Nguyên tắc tổ hợp bản: Khi có tĩnh tải tổ hợp với loại hoạt tải tạm thời ta lấy hệ số tổ hợp Khi tổ hợp loại hoạt tải hệ số tổ hợp lấy 0.9 nhân với giá trị hoạt tải Tải gió xét theo phương, khơng xuất phương lúc SVTH: Đoàn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 32 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 4.3.1.2 Các tổ hợp tải trọng Dựa vào nguyên tắc tổ hợp nêu, ta có bảng tổ hợp tải trọng sau: Bảng 21: Bảng tổ hợp tải trọng không xét tới thiết kế kháng chấn BẢNG TỔ HỢP TẢI TT(1) HT(2) GX (3) GY(4) TRỌNG ký hiệu tổ hợp theo TTGHI C1 1 C2 1 C3 1 C4 -1 C5 -1 C6 0.9 0.9 C7 0.9 0.9 C8 0.9 -0.9 C9 0.9 -0.9 bao tất tổ lợp tư C1 đến BaoI tổ hợp bao C9 theo TTGHII - sử dụng tải tiêu chuẩn hoạt tải toàn C10 1 phần C11 1 hoạt tải dài hạn C12 1 C13 -1 C14 1 C15 -1 BaoIIa tổ hợp bao toan phần C10+C12+13+C14+C15 BaoIIb C11+C12+13+C14+C16 tổ hợp bao dài hạn 4.3.2 Tổ hợp tải trọng xét tới thiết kế kháng chấn Tổ hợp tải trọng xét tới thiết kế kháng chấn sinh viên trình bày đầy đủ chương 8: Thiết kế khung kháng chấn theo tiêu chuẩn Châu Âu 4.4 Tài liệu tham khảo TCVN 2737:1995 Tải trọng tác động TCVN 9386:2012 Thiết kế cơng trình chống động đất TCVN 229:1999 Hướng dẫn tính tốn thành phần động tải trọng gió theo TCVN 2737:1995 Giáo trình nhà nhiều tầng – Ths Nguyễn Quốc Thơng Giáo trình kết cấu bê tơng cốt thép – P.Gs Ts Nguyễn Minh Long Giáo trình hướng dẫn thực hành thiết kế cơng trình dân dụng – P.Gs Ts Lương Văn Hải Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép – Ts Hồ Đức Duy SVTH: Đoàn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 33 CHƯƠNG 4: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG Contents Chương .17 TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG .17 4.1 Tải trọng theo phương đứng 17 4.1.1 Tĩnh tải 17 4.1.2 Hoạt tải sàn 18 4.2 Tải trọng theo phương ngang 18 4.2.1 Tải gió 18 4.2.2 : Tải trọng động đất (Sử dụng khung có thiết kế kháng chấn) 26 4.3 Tổ Hợp Tải Trọng 31 4.3.1 Tổ hợp tải trọng không xét tới thiết kế kháng chấn 32 4.3.2 Tổ hợp tải trọng xét tới thiết kế kháng chấn .33 4.4 Tài liệu tham khảo 33 SVTH: Đoàn Văn Hiển - 81101155 GVHD:P.Gs-Ts Nguyễn Minh Long 34 ... 151 .4 10 34. 9 31 34. 4 1 .45 0 .43 4 -0 .0039 73.1 32.2 41 .9 50.3 -0 .0 04 202.6 89 .4 110. 9 133.0 31.5 31 34. 4 1 .43 0 .43 8 -0 .00 34 73.1 32.0 36.5 43 .8 -0 .003 202.6 88.6 98.2 117.8 28.1 3 145 .8 1 .40 0 .44 3 -0 .003... -0 .005 -1 3.66 0.06 811.2 11 38.3 3 046 .6 0.0 043 13.1 0.06 538.9 -0 .0 04 -1 2.19 0.05 723.8 10 34. 9 3059.8 0.0039 11.9 0.05 49 0.9 -0 .0 04 -1 1.02 0. 04 6 54. 2 31.5 3059.8 0.0035 10. 7 0. 04 440 .6 -0 .003 -9 .49 ... 732.0 -0 .006 -1 8 .10 0.11 107 4. 7 14 48.5 3025 0.0056 16.9 0.09 696.9 -0 .006 -1 6. 64 0.09 988.1 13 45 .1 3035.2 0.0052 15.8 0.08 649 .3 -0 .005 -1 5.18 0.08 901 .4 12 41 .7 3035.2 0.0 048 14. 6 0.07 599 .4 -0 .005