.4 Câc dạng dao động riíng cơ bản của cơng trình

Bảng chu kỳ tầng số dao động xuất ra :

Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ

Hình 6.5 Biểu đồ dạng dao động câc mode tính tơn

Dựa văo kết quả nhận được từ chương trình ta thấy. Do đó, ta chỉ tính phần động của gió cho dạng dao động đầu tiín.

b) Thănh phần động của tải trọng gió tâc dụng lín cơng trình

Wpj=Mj.ξi.ψi. yji.

(*) Trong đó:

ξi - hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ ngun, phụ

thuộc văo thơng sớ vă độ giảm loga của dao động.

yji- dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tđm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động thứ i ,khơng thứ ngun.

ψi -hệ sớ được xâc định bằng câch chia công trình thănh n phần, trong

mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi. Xâc định hệ số ψi :

Hệ số ψi được xâc định theo công thức.

; Trong đó:

WFj- giâ trị tiíu chuđ̉n thănh phần động của tải trọng gió tâc dụng lín phần thứ j của cơng trình, ứng với câc dạng dao động khâc nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tớc gió ,có thứ ngun lă lực , xâc định theo cơng thức:

WFj=Wj.ζi.υ .Sj

Với: Wj- giâ trị tiíu chuđ̉n thănh phần tĩnh của âp lực gió, tâc dụng lín phần thứ j của cơng trình.

Wj = Wo ¿ k(zj) ¿ cj (kN/m2).

ν -hệ số tương quan không gian âp lực động của tải trọng gió ứng với câc dạng dao động khâc nhau của công trình. Với dạng dao động riíng thứ nhất nín ν=ν1 lấy theo bảng 4, còn đới với câc dạng dao động cịn lại ν=1 .

Xâc định hệ số động lực ξi : Hệ số động lực xâc định phụ thuộc văo thông số ε1

vă độ giảm loga của dao động. Ở đđy cơng trình bằng bí tơng cớt thĩp nín có δ =0.3. Tra đồ thị hình 2-TCXD229-1999.

Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ

Thông số εi xâc định theo công thức: εi=√γ.WO

940 .fi .

Trong đó:

γ -hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2 fi- tần sớ dao động riíng thứ i

Wo= 0,83 (kN/m2) Thănh phần động của tải trọng:

- Bảng tính gió động theo phương X ở dao động 1: Phụ lục 4, bảng 1. - Bảng tính gió động theo phương Y ở dao động 1: Phụ lục 4, bảng 2. - Bảng tính gió động theo phương X ở dao động 2: Phụ lục 4, bảng 3. - Bảng tính gió động theo phương Y ở dao động 2: Phụ lục 4, bảng 4. 6.5. Xâc định nội lực.

6.5.1. Phương phâp tính tơn- Sử dụng phần mềm Etabs 2017. - Sử dụng phần mềm Etabs 2017.

- Mô hình công trình với sơ đồ không gian. - Khai bâo đầy đủ đặc trưng vật liệu, tiết diện.

- Khai bâo câc trường hợp tải trọng tâc dụng lín cơng trình. - Tổ hợp tải trọng.

6.5.2. Câc trường hợp tải trọng

Căn cứ văo kết quả xâc định tải trọng mục 6.3 ta khai bâo câc trường hợp tải trọng: - TT ( tĩnh tải); HT ( hoạt tải).

- GTX ( gió tĩnh theo chiều dương trục X ); GTXX ( gió tĩnh ngược chiều GTX). - GTY ( gió tĩnh theo chiều dương trục Y); GTYY (gió tĩnh ngược chiều GTY). - GDX1 ( gió động theo chiều dương trục X mode 1 );GDXX1(ngược chiều GDX1).

- GDY1 ( gió động theo chiều dương trục Y mode 1); GDYY1 ( ngược chiều GDY1).

6.5.3. Tổ hợp tải trọng

Mômemdo tĩnh tải gđy ra Mômemdo hoạt tải gđy ra

Hình 6.6 Biểu đồ momen6.6. Kiểm tra ổn định tổng thể cơng trình 6.6. Kiểm tra ổn định tổng thể cơng trình

6.6.1. Kiểm tra chuyển vị đỉnh

Theo TCVN 5574-2014, chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu của nhă cao tầng đối với kết cấu khung - vâch khi phđn tích theo phương phâp đăn hồi phải thoả mên điều kiện:

  [] = = =64,866 (mm).

Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ

Hình 6.7 Chuyển vị đỉnh theo phương X

Hình 6.8 Chuyển vị đỉnh theo phương Y

Kết luận: Chuyển vị đỉnh công trình theo hai phương X,Y nằm trong giới hạn cho

phĩp.

6.6.2. Kiểm tra chuyển vị lệch tầng

Theo TCVN 5574-2018, chuyển vị ngang tại mỗi tầng tầng đối với kết cấu qui định tại bảng M.4.

Bảng 6.18: Bảng kiểm tra chuyển vị lệch tầng

6.6.3. Kiểm tra ổn định lật

Theo TCVN 198-1997, nhă cao tầng bí tơng cớt thĩp có tỷ lệ chiều cao chia chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng chống lật.

Tỷ lệ momen gđy lật do tải trọng ngang phải thoả điều kiện: MCL 1.5MGL

Trong đó:

+ MCL lă momen chống lật công trình. + MGL lă momen gđy lật của công trình.

Công trình có chiều cao 47.95(m), bề rộng 16 (m). Ta có nín khơng cần kiểm tra điều kiện ổn định chống lật cho cơng trình

6.7. Tính tơn dầm khung trục 16.7.1. Nội lực tính tơn 6.7.1. Nội lực tính tơn

Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ

- Tại mỗi tiết diện có hai giâ trị Mmax ,Mmin. - Cớt thĩp chịu moment đm dùng Mmin để tính. - Cớt thĩp chịu moment dương dùng Mmax để tính. - Nội lực dầm khung được cho trong phụ lục 1. * Vật liệu:

- Bí tơng B25: Rb = 14,5 (MPa); Rbt = 1,05(MPa); Eb = 30.103(MPa). - Cốt thĩp dọc chịu lực dùng AII: RS=RSC=280(MPa); RSW=225(MPa). - Cốt thĩp đai dùng AI: RS = RSW = 225(MPa).

6.7.2. Tính tơn cốt thĩp dọc a) Với tiết diện chiu momen đm

Cânh nằm trong vùng chịu kĩo nín ta tính tơn với tiết diện chữ nhật 30x70cm đặt cốt đơn.

Giả thiết trước chiều dăy của lớp bítơng bảo vệ  a Tính:

αm= M Rb.b.h02

+ Nếu αm≤αR : thì tính ζ=0,5.[1+√1−2.αm]

Diện tích cớt thĩp u cầu:

ASTT= M

RS.ζ.h0(cm

2

)

+ Nếu αm>αR : thì tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền nĩn của

bítơng hoặc đặt cớt kĩp.

b) Với tiết diện chịu momen dương

Cânh nằm trong vùng chịu nĩn nín ta tính tơn với tiết diện chữ T.

Bề dăy cânh >0,1h nín bề rộng mỗi bín cânh , tính từ mĩp bụng dầm khơng được lớn hơn 1/6 nhịp cấu kiện vă lấy không lớn hơn 1/2 khoảng câch câc dầm dọc.

Xâc định vị trí trục trung hoă:

Trong đó: : bề rộng cânh chữ T : : bề dăy cânh.

Mf: giâ trị mômen ứng với trường hợp trục trung hoă đi qua mĩp dưới của cânh.

+ Nếu M ¿ Mf thì trục trung hoă qua cânh, việc tính tơn như đới với tiết diện

chữ nhật xh.

+ Nếu M > Mf thì trục trung hoă qua sườn.

Tính :

Nếu αm≤αR : thì từ αm tra phụ lục ta được ξ

Diện tích cớt thĩp u cầu:

Nếu αm>αR : thì ta tính với trường hợp tiết diện chữ T đặt cốt kĩp.

+ Kiểm tra hăm lượng cốt thĩp. μmin ¿

μt= AS

bho ¿ μma x .

Hợp lí: 0,8% ¿ μt ¿ 1,5%.Thông thường với dầm lấy μmin =0,15%.

Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ

Hình 6.9 Tính tơn chọn thĩp6.7.3. Tính tơn cốt thĩp ngang TCVN 5574-2018 6.7.3. Tính tơn cốt thĩp ngang TCVN 5574-2018

a) Tính tơn cấu kiện bí tơng cớt thĩp theo dải BT giữa câc tiết diện nghiín Điều kiện: Q

Trong đó:

Q lă lực cắt trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện;

b1 lă hệ số, kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thâi ứng suất

của bí tơng trong dải nghiíng, lấy bằng 0,3.

Khi điều kiện trín khơng thoả mên thì cần tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bítơng.

Điều kiện: Q (*) Trong đó:

Q lă lực cắt trín tiết diện nghiíng với chiều dăi hình chiếu C lín trục dọc

cấu kiện, được xâc định do tất cả câc ngoại lực nằm ở một phía của tiết diện nghiíng đang xĩt; khi đó, cần kể đến tâc dụng nguy hiểm nhất của tải trọng trong phạm vi tiết diện nghiíng;

Qb lă lực cắt chịu bởi bí tơng trong tiết diện nghiíng;

Qsw lă lực cắt chịu bởi cớt thĩp ngang trong tiết diện nghiíng

Lực cắt Qb được xâc định theo cơng thức:

nhưng không lớn hơn 2,5Rbt bh0 vă không nhỏ hơn 0,5Rbt bh0,

Trong đó b 2 lă hệ số, kể đến ảnh hưởng của cốt thĩp dọc, lực bâm dính vă đặc

điểm trạng thâi ứng suất của bí tơng nằm phía trín vết nứt xiín, lấy bằng 1,5.

Lực cắt Qsw đối với cốt thĩp ngang nằm vuông góc với trục dọc cấu kiện được xâc định theo công thức

Qsw  sw qswC

sw lă hệ số, kể đến sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dăi hình chiếu của tiết diện nghiíng C,

qsw lă lực trong cớt thĩp ngang trín một đơn vị chiều dăi cấu kiện, được xâc định theo cơng thức:

Cần tiến hănh tính tơn đới với một loạt tiết diện nghiíng, nằm dọc theo chiều dăi cấu kiện, với chiều dăi nguy hiểm nhất của hình chiếu tiết diện nghiíng C. Khi đó, chiều dăi hình chiếu C trong công thức lấy không nhỏ hơn h0 vă không lớn hơn 2h0.

Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ

Cho phĩp tính tơn câc tiết diện nghiíng theo điều kiện mă không cần xem xĩt câc tiết diện nghiíng khi xâc định lực cắt do ngoại lực:

Trong đó:

Q1: lă lực cắt trong tiết diện thẳn góc do ngoại lực

Khi tiết diện thẳng góc, mă trong đó kể đến lực cắt Q1, nằm gần gối tựa ở khoảng câch a nhỏ hơn 2,5h0, thì tính tơn theo điều kiện với việc nhđn giâ trị Qb,1 đê được xâc định theo công thức với hệ số bằng 2,5 (a /ho), nhưng lấy giâ trị Qb,1 không lớn hơn 2,5Rbt bh0 .

Khi tiết diện thẳng góc, mă trong đó kể đến lực cắt Q1, nằm ở khoảng câch a nhỏ hơn h0, thì tính tơn theo điều kiện với việc nhđn giâ trị Qsw,1 đê được xâc định theo công thức với hệ sớ bằng a /h0 .

6.7.4. Bố trí cốt thĩp

- Cớt thĩp dầm sau khi tính ra được bớ trí tuđn theo câc yíu cầu cấu tạo của cấu kiện chịu uốn.

- Việc cắt, ́n, neo cớt thĩp cũng tuđn theo câc u cầu cấu tạo như qui định. - Khi hăm lượng cốt thĩp μt < μmin . Lấy As = μmin .bho.

6.8. Tính tơn cột khung trục 1

6.8.1. Nội lực tính tơn vă tổ hợp nội lực cột

Mỗi phần tử được tính tơn tại hai mặt cắt đầu cột vă chđn cột. Do sự lăm việc khơng gian của cột nín ta cần xâc định câc cặp nội lực sau dễ tính thĩp:

|Mmaxx |; Mtuy;Ntu Mtux;|Mmaxy |; Ntu

Mtux ; Mtuy; Nmax

6.8.2. Vật liệu

- Bí tơng B25: Rb = 14,5 (MPa); Rbt = 1,05(MPa); Eb = 30.103(MPa). - Cốt thĩp dọc chịu lực dùng AIII: RS=RSC=365(MPa); RSW=365(MPa). - Cốt thĩp đai dùng AI: RS = RSW = 225(MPa).

6.8.3. Tính tơn cốt thĩp dọc * Ngun tắc tính tơn:

Dùng phương phâp gần đúng dựa trín việc biến đổi trường hợp nĩn lệch tđm xiín thănh nĩn lệch tđm phẳng tương đương để tính cớt thĩp.

Xĩt tiết diện có câc cạnh Cx, Cy

Điểm đặt tải eax Cx Cy Mx My eay

Hình 6.10 Sơ đồ tính tơn cộtĐiều kiện để âp dụng phương phâp năy lă: Điều kiện để âp dụng phương phâp năy lă:

+ 0,5 ¿

Cx

Cy≤2 (tất cả câc cột đều thỏa mên)

Cốt thĩp được đặt theo chu vi, phđn bố đều hoặc mật độ cớt thĩp trín cạnh b có thể lớn hơn.

Tiết diện chịu lực nĩn N, mômen uốn Mx, My, độ lệch tđm ngẫu nhiín eax, eay. Sau khi xĩt ́n dọc theo 2 phương, tính được hệ sớ x, y Mơmen đê gia tăng Mx1; My1.

Tuỳ theo tương quan giữa giâ trị Mx1, My1 với câc kích thước câc cạnh mă đưa về một trong hai mơ hình tính tơn (theo phương X hoặc Y).

Mơ hình Theo phương X Theo phương Y

Điều kiện y y x x C M C M 1  1 x x y y C M C M 1 1 

Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ

Kí hiệu

h = Cx; b = Cy h = Cy; b = Cx M1 = Mx1; M2 = My1 M1 = My1; M2 = Mx1

ea = eax + 0,2.eay ea = eay + 0,2.eax Giả thiết chiều dăy lớp đệm a, tính h0 = h-a; Z = h-2a

Chuđ̉n bị câc số liệu Rb, Rs, Rsc, R như đối với trường hợp nĩn lệch tđm phẳng. Tiến hănh tính tơn theo trường hợp đặt cớt thĩp đới xứng.

Xâc định x1: x1 =

N Rb.b

Xâc định hệ số chuyển đổi m0

Khi x1≤h0 thì m0=1−0,6 .x1

h0

Khi x1>h0 thì m0 = 0,4.

Tính mơmen tương đương (đổi nĩn lệch tđm xiín ra nĩn lệch tđm phẳng).

M=M1+m0.M2.h

b

Độ lệch tđm e1=

M

N . Với kết cấu siíu tĩnh e0 = max(e1,ea)

e = e0 +

h

2 - a

Tính tơn độ mảnh theo hai phương λx=

lox ix ;

λ=max(λx; λy)

Dựa văo độ lệch tđm e0 vă giâ trị nĩn giâ trị x1 để phđn biệt câc trường hợp tính tơn.

Trường hợp 1: Nĩn lệch tđm rất bĩ khi ε=

e0 h0≤0,30 tính tơn gần như nĩn đúng tđm. Hệ số ảnh hưởng độ lệch tđm γe : γe= 1 (0. 5−ε).(2+ε) Hệ sớ ́n dọc phụ thím khi xĩt nĩn đúng tđm:

ϕe=ϕ+(1−ϕ).ε

0,3

Khi  ≤ 14 lấy  = 1; khi 14<  < 104 thì lấy  theo công thức:

 = 1,028 – 0,00002882 – 0,0016 Diện tích toăn bộ cớt thĩp Ast:

Ast≥

γe.N

ϕe −Rbbh Rsc−Rb

Trường hợp 2: Khi ε=

e0

h0>0,30 đồng thời x1>R.h0 tính tơn theo trường hợp nĩn lệch tđm bĩ.

Xâc định chiều cao vùng nĩn:

x=(ξR+ 1−ξR 1+50 .ε02).h0

Trong đó: ε0=

e0 h

Diện tích toăn bộ cớt thĩp Ast:

Ast=

N.e−Rbbx(h0−x

2)

k.RSC.Z

Trong đó: k = 0,4 lă hệ số xĩt đến trường hợp cốt thĩp đặt toăn bộ. Trường hợp 3: khi ε=

e0

h0>0,30 đồng thời x1 ≤ R.h0 tính tơn theo trường hợp nĩn lệch tđm lớn.

Diện tích toăn bộ cớt thĩp Ast:

Ast=N.(e+0,5x1−h0)

k.RS.Z

Trong đó: k = 0,4 lă hệ số xĩt đến trường hợp cốt thĩp đặt toăn bộ. Khi tính được cớt thĩp, tính hăm lượng cớt thĩp:

Thiết kế trụ sở chi nhânh vă văn phịng cho th Techcombank Cần Thơ

Trong đó: μmin lấy theo độ mảnh λ=

l0

r cho theo bảng sau (theo TCXDVN 356- 2005):

`<17 17÷35 35÷83 >83

0,05 0,1 0,2 0,25

μmax : khi cần hạn chế việc sử dụng quâ nhiều thĩp người ta lấy μmax =3%. Để

đảm bảo sự lăm việc chung giữa thĩp vă bítơng thường lấy μmax =6%. 6.8.4. Tính tơn cốt đai

Kiểm tra điều kiện : Qmax<0,6.Rbt.b.h0 thì bí tơng đủ khả năng chịu cắt nín cớt đai đặt theo cấu tạo.

Trong đó:

Rbt cường độ chịu kĩo của bí tơng

Kiểm tra với cột có lực cắt lớn nhất khung trục 1 ứng với tiết diện tương ứng với nó.

Qmax=293,55 (kN) <0,6.Rbt.b.h0

Do đó tất cả câc cột khung trục 1 đều đặt cốt đai theo cấu tạo 8200 6.8.5. Bố trí cốt thĩp cột

Sau khi tính tơn được cớt thĩp, ta tiến hănh chọn thĩp vă bớ trí.Việc bớ trí thĩp cột tuđn theo câc u cầu cấu tạo cớt thĩp của cấu kiện chịu nĩn.

Một sớ u cầu trong cấu tạo khâng chấn :

Yíu cầu về cốt thĩp dọc:

Phải bớ trí ít nhất một thanh trung gian giữa câc thanh thĩp ở góc dọc theo mỗi mặt cột để bảo đảm tính toăn vẹn của nút dầm-cột.

Câc vùng trong khoảng câch lcr kể từ cả hai tiết diện đầu mút của cột khâng chấn chính phải được xem như lă câc vùng tới hạn.

Hăm lượng cớt thĩp từ u cầu đảm bảo độ dẻo kết cấu cục bộ chịu tải trọng động đất theo TCVN 9386-2012:

+ Hăm lượng cốt thĩp vùng kĩo tới thiểu dọc theo chiều dăi dầm chính:

r l0   min 

fctm = 2.6 - cường độ chịu kĩo trung bình của bí tơng B30 ở tuổi 28 ngăy (Mpa)