C Đất cát, cuội sỏi chặt, chặt vừa hoặc đất sét cứng có bề dày lớn từ hàng chục tới hàng trăm mét.
c. Tổ hợp các phản ứng theo dạng chính
1. Phản ứng ở hai dạng dao động i và j (kể cả các dạng dao động tịnh tiến và xoắn) có thể xem là độc lập với nhau, nếu các chu kỳ Ti và Tj thoả mãn điều kiện sau:
Tj ≤ 0,9 . Ti (2.40)
2. Khi tất cả các dạng dao động cần thiết (xem 4.3.3.3.1(3)-(5)) đợc xem là độc lập với nhau, thì giá trị lớn nhất EE của hệ quả tác động động đất có thể lấy bằng:
2
E Ei
E =
∑
E (2.41)trong đó:
EE hệ quả tác động động đất đang xét (lực, chuyển vị, vv..);
EEi giá trị của hệ quả tác động động đất này do dạng dao động thứ i gây ra.
3. Nếu không thoả mãn, cần thực hiện các quy trình chính xác hơn để tổ hợp các phản ứng cực đại của các dạng dao động, ví dụ nh cách “ Tổ hợp bậc hai đầy đủ”.
d. Vị trí các động của tải trọng động đất theo phơng ngang và giá trị mô men xoắn
Nhằm xét tới tính không chính xác khi xác định vị trí các khối lợng và sự biến thiên không gian của chuyển động địa chấn, tâm khối lợng tính toán ở mỗi sàn thứ i đợc giả thiết đợc dịch chuyển khỏi vị trí danh nghĩa của nó trong mỗi hớng tác động với độ lệch tâm ngẫu nhiên:
0 05
ai i
e = ± , L (2.42)
trong đó:
eai- độ lệch tâm ngẫu nhiên của khối lợng tầng thứ i khỏi vị trí danh nghĩa trong cùng một hớng ở tất cả các sàn.
Li- kích thớc của sàn nhà theo hớng vuông góc tác động động đất. Lu ý: eai là phần cộng thêm vào độ lệch tâm thực tế tính toán e0.
Hệ kết cấu đợc tính toán với các trờng hợp chất tải sau:
W = G “+” ψ2,i .Qi : Tải thẳng đứng;
Sdx : Phổ thiết kế theo phơng ngang đã đợc điều chỉnh qua hệ số tầm quan trọng tác động song song với trục x-x đặt tại trọng tâm của các sàn (tải trọng động đất đặt ở trọng tâm các sàn theo phơng ngang x-x).
aix aiy ix
Sdy : Phổ thiết kế theo phơng ngang đã đợc điều chỉnh qua hệ số tầm quan trọng tác động song song với trục y-y đặt tại trọng tâm của các sàn (tải trọng động đất đặt ở trọng tâm các sàn theo phơng ngang y-y).
aiy aix iy
M = ±e .F : theo phơng tác động động đất y-y
Theo mỗi phơng chất tải, ta sẽ thu đợc các nội lực và chuyển vị (E) sau:
EW⇒ G “+” ψ2,i . Qi Tải thẳng đứng
Ex,dới ⇒Sdx“+” eaiy.Fix Theo phơng x-x
Ex,trên ⇒ Sdx “+” (-eaiy).Fix Theo phơng x-x
Ey,phải ⇒ Sdy“+” eaix.Fiy Theo phơng y-y
Ex,trái ⇒ Sdy “+” (-eaix).Fiy Theo phơng y-y
Trong đó dấu “+” có nghĩa là kết hợp với, còn Sd đợc xem là tác động động đất thiết
kế.
Hình 2.18. Sơ đồ tác động lực và các hệ quả tác động.
e. Trình tự tính toán
Tiến hành tính toán theo các bớc:
1. Khối lợng (trọng lợng) công trình đợc xác định theo công thức (2.39).
2. Xác định các chu kỳ và dạng dao động riêng của kết cấu từ việc sử dụng các phần mềm phân tích kết cấu thông dụng nh SAP2000, ETABS,... Tính toán xác định số dạng dao động cần tính cho mỗi phơng.
3. Xác định phổ thiết kế không thứ nguyên S (T )d i của nhà, tơng ứng với từng dạng dao động theo công thức từ (2.24) -(2.27), bằng cách thay chu kỳ dao động riêng
T bằng các chu kỳ dao động tơng ứng dạng dao động thứ i (Ti). Trong đó Ti là chu kỳ dao động riêng thứ i tơng ứng theo phơng tính toán trên mặt bằng nhà.
4. Xác định lực cắt tại chân công trình cho từng dạng dao động theo công thức (2.15).
5. Phân phối tải trọng ngang lên các cao trình tầng của lực cắt tại chân công trình cho từng dạng dao động, theo công thức (2.35) và chuyển tải trọng ngang tải tập trung và mô men xoắn về vị trí chất tải ngang (mục d).
6. Xác định giá trị nội lực, chuyển vị do động đất gây ra theo công thức (2.41).
2.6. Tải trọng gây ra do áp lực nớc và áp lực đất
Những kết cấu ngầm dới mặt đất phải chịu những tải trọng khác với những tải trọng tác dụng trọng tác dụng lên các kết cấu nằm trên mặt đất. Phần dới của ngôi nhà phải chịu áp lực đất xung quanh của đất và nớc dới đất. Những áp lực này vuông góc với mặt tờng và sàn của phần ngầm dới đất của công trình.
áp lực nớc tại một điểm nào đó của nền bằng tích tỷ trọng của nớc (1 T/m3) với độ sâu từ mặt nớc đến vị trí tính toán.
2
max
P = γH(T / m ). trên 1m tờng.
Tải trọng ngang lớn nhất của nớc ở dới đáy móng bằng với áp lực đẩy nổi có khuynh hớng nâng ngôi nhà lên. Cần phải tính lực đẩy nổi ở giai đoạn đầu xây dựng.
áp lực bên của đất lên tờng có thể xem tơng tự nh áp lực nớc, lấy nó bằng áp lực cột nớc tơng đơng. Khi tính toán sơ bộ, đối với đất khô có thể lấy áp lực này tơng đơng áp lực nớc 480KG/m2 cho 1m độ sâu.
2.7. Tổ hợp tải trọng
Trong quá trình sử dụng, các ngôi nhà cao tầng phải chịu nhiều loại tải trọng và nhiều loại trong chúng lại tác động đồng thời lên công trình. Tác động của các tải trọng cần phải đợc tổ hợp lại. Do đó cần phải tính toán công trình với tất cả các tổ hợp tải trọng khả dĩ.
Tổ hợp tải trọng đợc nói rõ trong tiêu chuẩn.
-Đối với các tải trọng cơ bản tổ hợp nội lực theo các tổ hợp cơ bản (TCVN 2737-1995).
-Đối với tác dụng của các tải trọng đặc biệt tổ hợp theo tiêu chuẩn của tải trọng đặc biệt đó.
Chơng 3
Tính toán kết cấu nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang 3.1. Đại cơng về tính toán nhà nhiều tầng
3.1.1. Sơ đồ tính toán
Mô hình tính toán nhà nhiều tầng đợc thiết lập trên cơ sở lý tởng hóa mô hình vật lý phức tạp của công trình. Do tính đa dạng của các giải pháp kết cấu cũng nh do sự hạn chế của kỹ thuật tính toán tại một thời điểm cụ thể nào đó nên hiện có nhiều sơ đồ tính toán khác nhau đang đợc sử dụng. Sâu đây là một số cách phân loại sơ đồ tính toán.
