ĐẶC TRƯNG ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU
5.3 Tính toán dao động trong công trình bằng phần mềm Etabs
Toàn bộ các kết cấu chịu lực của công trình được mô hình hoá dạng không gian 3 chiều, sử dụng các dạng phần tử khung (frame) cho cột, dầm và phần tử tấm vỏ (shell) cho sàn và vách cứng.Tính toán chu kì dao động riêng và dạng dao động riêng cho 15 dạng dao động riêng đầu tiên.
Khảo sát hình dáng dao động của 1 số mode dao động theo kết quả phân tích từ phần mềm ETABS như sau:
1.1.3 5.3.1 Xác định sơ bộ tiết diện cột và vách cứng - Xác định sơ bộ kích thước cột
Công thức tính sơ bộ tiết diện cột:
A0 = t.
b
k N
R (cm2)
(5.24) trong đó:
N- lực nén, được tính toán gần đúng như sau: N= ms.q.Fs; Fs - diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét;
ms - số sàn phía trên tiết diện đang xét (kể cả mái);
q - tải trọng tương đương tính trên mỗi m2 mặt sàn trong đó gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột, đem tính ra phân bố đều trên sàn. Giá trị q được lấy theo kinh nghiệm thiết kế.
kt - hệ số xét đến ảnh hưởng khác như moment uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột.
Xét sự ảnh hưởng này theo sự phân tích và kinh nghiệm của người thiết kế, khi ảnh hưởng của moment là lớn, độ mảnh cột lớn (lo lớn) thì lấy kt lớn, vào khoảng 1.3÷1.5. Khi ảnh hưởng của moment là bé thì lấy kt = 1.1÷1.2.
Rb- cường độ tính toán về nén của bê tông.
Kết quả được ghi trong bảng 5.1.
Bảng 5.1: Sơ bộ chọn kích thước cột
Cột Taàng
1-B; 1-E;
2-A; 2-F; 3-A;
3-B; 3-E 3-F;
4-A; 4-B; 4-E 4-F; 5-A; 5-F;
6-B; 6-E.
2-B; 2-E;
5-B; 5-E.
3-C;3-D;
5-C;5-D.
Hầm, Trệt, 1->mái 700x700 1000x1000 900x900 - Chiều dày vách cứng hv
Theo ủieàu 3.4.1 [5]:
+ Từng vách nên cố định chiều cao chạy suốt từ móng đến mái và có độ cứng không đổi.
+ Chiều dày vách cứng chọn không nhỏ hơn 150mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng.
+ Tổng diện tích mặt cắt của các vách (và lõi) cứng có thể xác định theo công thức:
Fvl = fvlxFst (5.25) trong đó:
Fst - diện tích sàn từng tầng;
fst = 0.015
=> Sơ bộ chọn chiều dày vách cứng hv = 300mm 5.3.2 Xác định tải trọng tác động lên công trình
1.1.4 a. Tĩnh tải
Trọng lượng bản thân cấu kiện
Etabs tự động tính toán với hệ số vượt tải n = 1.1.
Trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn
STT Các lớp cấu tạo gi
(kN/m3) i( )m ni gctc
(kN/m2) gctt
(kN/m2) Chọn sơ bộ tiết diện sàn, cột, vách
Xác định tải trọng tác động lên công trình Xác định khối lượng tham gia dao động
Tính toán tần số dao động riêng Kiểm tra tần số dao động riêng
ẹieàu chổnh tieỏt dieọn
Keát thuùc
Không thõa
1 Gạch ceramic 20 0.01 1.1 0.2 0.22
2 Vữa lót 18 0.03 1.2 0.54 0.648
3 Sàn BTCT 25 0.25 1.1 6.25 6.875
4 Vữa trát trần 18 0.015 1.3 0.27 0.351
5 Trần hệ thống kỹ thuật 1.1 0.3 0.33
Toồng 7.56 8.424
Trọng lượng tường xây
- Trọng lượng tường ngăn trên sàn được qui đổi thành tải trọng phân bố đều trên sàn (mang tính chất gần đúng). Tải trọng tường ngăn có xét đến sự giảm tải (trừ đi 30% diện tích lỗ cửa) tính theo công thức sau:
tqd n l h. . .t t t.70%
g A
(5.26) trong đó:
n - hệ số độ tin cậy, n = 1.3;
lt - chiều dài tường;
ht - chiều cao tường;
i- trọng lượng đơn vị tường;
Stt Loại Ht (m)
L (m)
gi
(kN/m3) n 70%Gt
(kN)
Toồng Gt
(kN)
A (m2) gt
qd
(kN/m2) 1 100 0.10 2.95 266 18 1.1 1087.5942 1638.4536
2397 3.0179 2 200 0.20 2.95 546 18 1.1 4464.8604 5595.5718
3
Lớp vữa trát mỗi
beân
0.02 2.95 266 18 1.3 550.8594
4
Lớp vữa trát mỗi
beân 0.02 2.95 546 18 1.3 1130.7114
- Riêng đối với trọng lường tường xây khi làm phần sàn không dầm thì để đánh giá được chính xác hơn sự phân bố giá trị nội lực sàn ,thì ta đưa về tải phân bố đều trên dầm ảo tại vị trí của tường
Stt Loại Ht
(m)
gi
(kN/m3) n 70%gt
(kN/m)
Toồng gt
(kN/m)
1 Tường 100 0.10 2.95 18.00 1.1 4.09 5.54
2 Tường 200 0.20 2.95 18.00 1.1 8.18 9.63
3 Lớp vữa trát
moãi beân 0.02 2.95 18.00 1.3 1.45
Tải trọng hồ nước mái
Gồm phản lực chân cột hồ nước mái truyền vào cột (bao gồm tĩnh tải và hoạt tải):
N = 632.39 kN Tải trọng cầu thang
Gồm các phản lực tại dầm thang và bản thang truyền vào lõi thang.
1.1.5 b. Hoạt tải
Nếu trên sàn có nhiều loại phòng có ptt khác nhau thì phân bố lại cho đều trên toàn bộ diện tích ô bản: ptb = 1 1 2 2
1 2
. . ...
...
p S p S S S
với: p1, S1: hoạt tải phân bố trên diện tích 1 p2, S1: hoạt tải phân bố trên diện tích 2
…….
Hoạt tải tầng điển hình Loại phòng Hệ
soỏ Dieọn tớch
(m²) HTtc
(kN/m²) HTtc quy đổi HTtt quy đổi Phòng sinh
hoạt 1.3 1815.6 1.5
1.864 2.4
Hành lang 1.2 581.4 3
Hoạt tải tầng trệt và tầng 1 Loại phòng Hệ
soá HTtc (kN/m²) HTtt (kN/m²)
cửa hàng 1.2 4 4.8
Hoạt tải tầng hầm Loại phòng Hệ
soá HTtc (kN/m²) HTtt (kN/m²)
gara 1.2 5 6
Hoạt tải tầng mái Loại phòng Hệ
soá HTtc(kN/m²) HTtt (kN/m²)
Mái 1.3 0.75 0.975
i( )m
i( )m
5.3.3 Khối lượng tham gia dao động
Khối lượng tập trung được khai báo khi phân tích dao động theo TCXD 229:1999 là 100% tĩnh tải và 50% hoạt tải
5.3.4 Tính toán tần số dao động riêng
Sử dụng Etab 9.5.0 để tính toán tần số dao động riêng của công trình Kết quả như sau:
Mode Period UX UY UZ SumUX SumUY SumUZ
1 1.6439 58.1385 0.0000 0.0000 58.1385 0.0003 0.0000 2 1.3476 0.0000 52.4279 0.0000 58.1416 52.4282 0.0000 3 1.3260 0.0165 4.8478 0.0000 58.1581 57.2760 0.0000 4 0.3832 13.9027 0.0000 0.0000 72.0608 57.2760 0.0000 5 0.3125 0.0066 0.0225 0.0000 72.0674 57.2986 0.0000 6 0.2776 0.0000 15.9667 0.0000 72.0674 73.2652 0.0000 7 0.1633 5.0238 0.0000 0.0000 77.0912 73.2653 0.0000 8 0.1392 0.0056 0.0047 0.0000 77.0968 73.2700 0.0000 9 0.1190 0.0000 5.2194 0.0000 77.0968 78.4893 0.0000 10 0.0944 2.6426 0.0001 0.0000 79.7394 78.4894 0.0000 11 0.0848 0.0103 0.0020 0.0000 79.7497 78.4915 0.0000 12 0.0725 0.0000 2.6375 0.0000 79.7497 81.1290 0.0000
Kết quả một số dạng dao động của công trình