Thiết kế nhà cao tầng chịu tác động của tải trọng gió

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện 1. Chọn tiết diện đà kiềng

+ T•ng vách nên cố định chiều cao chạy suốt t• móng đến mái và có độ cứng không đổi. + Tổng diện tích mắt cắt của các vách (lỗi) cứng có thẻ xác định theo công thức : Fvl= fvlx Fst.

Sàn tầng điển hình

Trong đó: - trọng lượng riêng lớp cấu tạo thứ .i δi - chiều dày lớp cấu tạo thứ i. Trọng lượng bản thân sàn là tải trọng phân bố đều của các lớp cấu tạo bản sàn.

Tải trọng gió tác dụng vào khung

Giá trị và phương tính toán thành phần tĩnh tải trọng gió được xác định theo các điều khoản ghi trong tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737:2023. Thành phân động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió. Thành phần động tải trọng gió tác động lên công trình là lực do xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình gây ra.

Giá trị của lực này được xác định trên cơ sở thành phần tĩnh của tải trọng gió nhân với các hệ số có kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình. Việc tính toán công trình chịu tác dụng động lực của tải trọng gió bao gồm: Xác định thành phần động của tải trọng gió và phản ứng của công trình do thành phần động của tải trọng gió gây ra ứng với t•ng dạng dao động.

Tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió Cơ sở lý thuyết

Thành phần tĩnh tính toán của tải trọng gió được qui về lực tập trung tại cao trình sàn, tính theo công thức: Theo phương X. -Công trình xây dựng tại Tp.Hồ Chí Minh thuộc vùng gió II, địa hình C. - g là hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng của gió, được xát định theo công thức:R.

- L(Zs) là thang nguyên kích thước xoáy ( chiều dài rối) tại độ cao tương Zs, xát định theo công thức. -V¿là vận tốc gió trung bình trong khoảng thời gian 3600s ứng với chu kì lập 50 năm, tại độ cao tương đương Z được xát định theo công thức s. -Công trình xây dựng tại Tp.Hồ Chí Minh thuộc vùng gió II, địa hình C.

- g là hệ số đỉnh cho thành phần cộng hưởng của gió, được xát định theo công thức:R. - L(Zs) là thang nguyên kích thước xoáy ( chiều dài rối) tại độ cao tương Zs, xát định theo công thức. -V¿là vận tốc gió trung bình trong khoảng thời gian 3600s ứng với chu kì lập 50 năm, tại độ cao tương đương Z được xát định theo công thức s.

Kết quả tải trọng gió tĩnh quy về lực tập trung tác dụng tại tâm sàn mỗi tầng theo 2 phương như bảng dưới đây.

Tính toán thành phần động của tải trọng gió

Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió. Trong tiêu chuẩn chỉ kể đến thành phần gió dọc theo phương X và phương Y bỏ qua thành phần gió ngang và momen xoắn. Việc xác định tần số và dạng đao riêng của sơ đồ tính toán trên bằng phương pháp giải tích là khá phức tạp và không thể xác định được nếu công trình có độ cứng thay đổi theo chiều cao.

Do đó trong phạm vi chuyên đề sinh viên phân tích bài toán dao động bằng sự hỗ trợ của phần mêm chuyên dụng thiết kế nhà cao tầng ETABS 9.7.4. Mô hình sơ đồ kết cấu của công trình trên phần mềm ETABS 9.7.4 và phân tích bài toán dao động theo 2 phương. - Thiết lập sơ đồ hình học không gian mô phỏng công trình thực tế: Các cột và dầm được khai báo là các phần tử frame, các vách được khai báo là các phần tử wall, các ô sàn được khai báo là các phần tử slab.

- Chia nhỏ các ô sàn, các vách cứng (mesh shell), chia nhỏ các dầm đỡ tương ứng với ô sàn (divide line). - Định nghĩa các trường hợp tải trọng (Load Cases) gồm Tĩnh tải (bao gồm: tải trọng lượng bản thân, tải hoàn thiện, tải tường) và hoạt tải (HT), tiến hành gán các tải trọng tương ứng với t•ng trường hợp tải này cho các tầng. - Tạo sàn cứng ở mỗi mức sàn (Rigid Diaphragm), xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó nhằm giảm khối lượng tính toán cho ETABS.

- Khai báo tải trọng tham gia quá trình phân tích dao động TT + 0.5HT (define mass source). - Thiết lập các thông số phân tích động (Dynamic Analysis) hiển thị 20 Mode dao động đầu tiên. + : là tần số dao động riêng ứng với dạng dao động thứ s và thứ s+1 của phương trình dao động đang xét.

- : hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào hệ số và độ giảm lô ga của dao động. - : Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể xem như không đổi. Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió ảnh hưởng xung vận tốc gió, theo phương X.

+ y : dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động thứij. : hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào hệ số và độ giảm loga của dao động.