21
Một khung thép 16 tầng 4 nhịp có sơ đồ nhƣ Hình 3.1 Mơ hình khung nghiên cứu. Chiều cao tầng 1 là 4.57 m và các tầng còn lại là 3.66 m. Bƣớc nhịp là 9.14 m. Cột thép ở 2 biên là giống nhau và có dạng hình chữ I với tiết diện thay đổi theo chiều cao, cụ thể là W14x426, W14x398, W14x342, W14x283, W14x257, W14x176, W14x145, W14x132, W14x120. Các cột thép giữa cịn lại cũng tƣơng tự và có tiết diện theo chiều cao lần lƣợt là W14x550, W14x500, W14x455, W14x426, W14x398, W14x370, W14x311, W14x283, W14x233, W14x132. Dầm thép sàn giống nhau ở mỗi tầng và tiết diện bố trí giảm dần theo cao độ từ tầng 1 đến tầng 16 nhƣ sau W36x160, W36x150, W36x160, W36x150, W36x132, W36x116.
Bảng 3.1 Đặc trƣng hình học các thanh dầm cột sử dụng trong mơ hình phân tích Cấu
kiện
Ký hiệu thép
Area d bf tf tw Jx Zx rx Jy Zy ry
in2 in in in in in4 in3 in in4 in3 in
Cột W14x426 125,00 18,67 16,70 3,04 1,88 6600 707 7,26 2360 283 4,34 W14x398 117,00 18,29 16,59 2,85 1,77 6000 656 7,16 2170 262 4,31 W14x342 101,00 17,54 16,36 2,47 1,54 4900 559 6,98 1810 221 4,24 W14x283 83,30 16,74 16,11 2,07 1,29 3840 459 6,79 1440 179 4,17 W14x257 75,60 16,38 16,00 1,89 1,18 3400 415 6,71 1290 161 4,13 W14x176 51,80 15,22 15,65 1,31 0,83 2140 281 6,43 838 107 4,02 W14x145 42,70 14,78 15,50 1,09 0,68 1710 232 6,33 677 87 3,98 W14x132 38,80 14,66 14,73 1,03 0,65 1530 209 6,28 548 75 3,76 W14x120 35,30 14,48 14,67 0,94 0,59 1380 190 6,24 495 68 3,74 W14x550 162,00 20,24 17,20 3,82 2,38 9430 931 7,63 3250 378 4,49 W14x500 147,00 19,60 17,01 3,50 2,19 8210 838 7,48 2880 339 4,43 W14x455 134,00 19,02 16,84 3,21 2,02 7190 756 7,33 2560 304 4,38 W14x426 125,00 18,67 16,70 3,04 1,88 6600 707 7,26 2360 283 4,34 W14x398 117,00 18,29 16,59 2,85 1,77 6000 656 7,16 2170 262 4,31 W14x370 109,00 17,92 16,48 2,66 1,66 5440 607 7,07 1990 241 4,27 W14x311 91,40 17,12 16,23 2,26 1,41 4330 506 6,88 1610 199 4,20 W14x283 83,30 16,74 16,11 2,07 1,29 3840 459 6,79 1440 179 4,17 W14x233 68,50 16,04 15,89 1,72 1,07 3010 375 6,63 1150 145 4,10 W14x132 38,80 14,66 14,73 1,03 0,65 1530 209 6,28 548 75 3,76 Dầm W36x160 47,00 36,01 12,00 1,02 0,65 9750 542 14,40 295 49 2,50 W36x150 44,20 35,85 11,98 0,94 0,63 9040 504 14,30 270 45 2,47 W30x132 38,90 30,31 10,55 1,00 0,62 5770 380 12,20 196 37 2,25 W30X116 34,20 30,01 10,50 0,85 0,57 4930 329 12,00 164 31 2,19
22
3.2. Phân tích đẩy dần với nút khung cứng
Để kiểm tra tính đúng đắn của việc mơ hình trong phần mềm OpenSees thì việc mơ hình với nút khung cứng sẽ đƣợc mơ hình trong cả phần mềm Sap 2000 v19 để phân tích dao động riêng của mơ hình và phân tích đẩy dần với tiêu chuẩn Fema sẽ đƣợc thực hiện để so sánh và đánh giá. Nếu các kết quả thu đƣợc từ việc mơ hình với trƣờng hợp nút khung cứng trong OpenSees là đán tin cậy chúng ta mới thực hiện bƣớc tiếp theo là nghiên cứu mơ hình có xét đến biến nút khung nửa cứng và nút khung nửa cứng dầm khớp dẻo trong mơ hình phân tích.
3.2.1. Mơ hình trong OpenSees
a. Định nghĩa các phần tử
Để thực hiện mơ hình bài tốn trong OpenSess trƣớc tiên chúng ta cần khai báo thuộc tính của các nút (node) chính là thuộc tính của các nút khung trong sơ đồ khung trên bao gồm tọa độ nút và khối lƣợng theo các phƣơng của mỗi nút. Khối lƣợng của mỗi nút đƣợc tính bằng một nửa tổng khối lƣợng của cột trên, cột dƣới, dầm trái và dầm phải cắt nhau tại nút đó. Các nút khung trong mơ hình chọn phân tích đƣợc đánh số từ 1, 2…đến 165.
node $nodeTag (ndm $coords) <-mass (ndf $massValues)> Hình 3.2 Cú pháp câu lệnh khai báo nút trong OpenSees [16]
Trong đó
$nodeTag : Ký hiệu nút (ndm $coords): Tọa độ nút
23