CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN NHÀ CAO TẦNG CHỊU TÁC ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT
2.7. Kiểm tra chuyển vị
2.7.1.2 Chuyển vị lệch tầng
Yêu cầu “hạn chế hư hỏng" được xem là thỏa mãn, nếu dưới tác động động đất có một xác suất xảy ra lớn hơn so với tác động động đất thiết kế tương ứng với “yêu cầu
DUT.LRCC
không sụp đổ” mà các chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng được giới hạn
Việc kiểm tra bổ sung về hạn chế hư hỏng có thể được yêu cầu trong trường hợp nhà có tầm quan trọng đối với việc bảo vệ dân sự hoặc chứa những thiết bị có độ nhạy lớn.
Hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầngcần tuân thủ các hạn chế sau:
Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn được gắn vào kết cấu:
d .r 0.005h (2.36)
Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu dẻo:
d .r 0.0075h (2.37)
Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu được cố định sao cho không ảnh hưởng đến biến dạng kết cấu hoặc các nhà không có bộ phận phi kết cấu:
d .r 0.01h (2.38)
Trong đó:
dr là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng; được xác định như là hiệu của các chuyển vị ngang trung bình ds tại trần và sàn của tầng đang xét h là chiều cao tầng
là hệ số chiết giảm xét đến chu kỳ lặp thấp hơn của tác động động đất liên quan đến yêu cầu hạn chế hư hỏng.
Giá trị của hệ số chiết giảm cũng có thể phụ thuộc vào mức độ quan trọng của nhà. Việc sử dụng hệ số này chính là ngầm giả thiết rằng phổ phản ứng đàn hồi của tác động động đất mà theo đó phải thỏa mãn “yêu cầu hạn chế hư hỏng” có cùng dạng với phổ phản ứng đàn hồi của tác động động đất thiết kế ứng với “yêu cầu không sụp đổ"
CHÚ THÍCH: Các giá trị khác nhau của phụ thuộc vào các nguy cơ động đất và vào mức độ quan trọng của công trình khuyến nghị như sau: = 0.4 cho các mức độ quan trọng I và II và = 0.5 cho các mức độ quan trọng III và IV
DUT.LRCC
2.8 Theo phương pháp phổ phản ứng:
2.8.1. Mặt bằng không đều đặn
(5) P Nhà được xếp loại là có hình dạng đều đặn trong mặt bằng phải thỏa mãn điều kiện. Độ mảnh = Lmax/Lmin của mặt bằng nhà và công trình không được lớn hơn 4, trong đó Lmax và Lmin lần lượt là kích thước lớn nhất và bé nhất của mặt bằng nhà theo hai phương vuông góc.
Theo công trìnhTa có: Lmax =32,4m, Lmin =2,625m, nên = Lmax/Lmin =32,4/2,625 = 12,343 >4 không thỏa mãn điều kiện đều đặn nên mặt mặt bằng không đều đặn.
Hình 2.1 Mặt bằng công trình 2.8.2. Mặt bằng dễ xoắn:
(6) Tại mỗi tầng và đối với mỗi hướng tính toán x và y, độ lệch tâm kết cấu e0
và bán kính xoắn r phải thỏa mãn 2 điều kiện dưới đây, các điều kiện này viết cho phương y:
e0x ≤ 0,30 . rx (2.39)
DUT.LRCC
rx ≥ ls (2.40) trong đó:
e0x là khoảng cách giữa tâm cứng và tâm khối lượng, theo phương x, vuông góc với hướng tính toán đang xét;
rx là căn bậc hai của tỉ số giữa độ cứng xoắn và độ cứng ngang theo phương y (“bán kính xoắn");
ls là bán kính quán tính của khối lượng sàn trong mặt bằng (căn bậc hai của tỉ số giữa mômen quán tính độc cực của khối lượng sàn trong mặt bằng đối với tâm khối lượng của sàn và khối lượng sàn).
Những định nghĩa về tâm cứng và bán kính xoắn r được cho ở từ (7) đến (9).
(7) Trong nhà một tầng, tâm cứng được định nghĩa là tâm cứng ngang của tất cả các cấu kiện kháng chấn chính. Bán kính xoắn r được định nghĩa là căn bậc hai của tỉ số giữa độ cứng xoắn tổng thể đối với tâm cứng ngang và độ cứng ngang tổng thể trong một phương, có xét tới tất cả các cấu kiện kháng chấn chính trong phương đó.
(8) Trong nhà nhiều tầng, chỉ có thể định nghĩa gần đúng tâm cứng và bán kính xoắn. Để phân loại tính đều đặn của kết cấu trong mặt bằng và để phân tích gần đúng các hiệu quả xoắn có thể đưa ra một định nghĩa đơn giản nếu thỏa mãn hai điều kiện sau:
a) Toàn bộ các hệ chịu tải trọng ngang như lõi, tường hoặc khung, cần liên tục từ móng lên tới mái nhà.
b) Biến dạng của các hệ thành phần dưới tác động của tải trọng ngang không quá khác nhau. Điều kiện này có thể xem là thỏa mãn trong trường hợp dùng các hệ khung và hệ tường. Nói chung, điều kiện này không thỏa mãn ở hệ kết cấu hỗn hợp.
(9) Ở các hệ khung và hệ tường mảnh với biến dạng uốn là chủ yếu, vị trí của tâm cứng và bán kính xoắn của tất cả các tầng có thể xác định như của mômen quán tính của các tiết diện ngang của những cấu kiện thẳng đứng. Ngoài biến dạng uốn, nếu biến dạng cắt cũng đáng kể thì có thể xét tới chúng bằng cách sử dụng mômen quán tính tương đương của tiết diện ngang đó.
2.8.3. Tâm sàn tuyệt đối cứng:
- Giá trị sàn tuyệt đối cứng có chuyển vị trên sàn
DUT.LRCC
Story Diaphragm Mass X Mass Y XCM YCM YCCM XCR YCR
ton ton m m m m m
STORYM D1 544.6572 544.6572 17.2412 12.3639 12.3639 18.1515 2.5354 STORYTT D1 591.6267 591.6267 17.3429 12.174 12.2651 18.2217 2.8132 STORY13 D1 597.8776 597.8776 17.3864 12.129 12.2181 18.2024 3.0724 STORY12 D1 598.0522 598.0522 17.388 12.1265 12.1947 18.1761 3.3127 STORY11 D1 598.0522 598.0522 17.388 12.1265 12.1808 18.1416 3.549 STORY10 D1 582.1406 582.1406 17.3323 12.44 12.2237 18.0958 3.7706 STORY9 D1 598.0522 598.0522 17.388 12.1265 12.2096 18.0367 4.0762 STORY8 D1 598.0522 598.0522 17.388 12.1265 12.199 17.9605 4.4492 STORY7 D1 597.8776 597.8776 17.3841 12.129 12.1911 17.8636 4.9227 STORY6 D1 597.6994 597.6994 17.3836 12.1315 12.1851 17.7428 5.5373 STORY5 D1 589.0965 589.0965 17.3616 12.3167 12.1971 17.6244 6.3285 STORY4 D1 594.2764 594.2764 17.3652 12.3321 12.2084 17.5567 7.2168 STORY3 D1 594.3404 594.3404 17.3717 12.3297 12.2178 17.6035 8.4994 STORY2 D1 590.5604 590.5604 17.3738 12.3386 12.2264 17.8375 10.0982 STORY1 D1 563.1844 563.1844 17.3594 12.3996 12.2374 17.4581 11.6023
Bảng 2.3
Bảng 2.4 Bảng giá trị Diaphram Rigid Trong đó:
+ MassX, MassY: Khối lượng Diaphram theo phương X,Y + XCM, YCM: Tọa đội tâm khối lượng
+ XRC, YRC: Tọa độ tâm cứng
- Giá trị sàn khi không tuyệt đối cứng có chuyển vị trên sàn
Story Diaphragm Mass X Mass Y XCM YCM XCCM YCCM XCR YCR
ton ton m m m m m m
STORYM D1 0 0 17.2412 12.3639 0 0
STORYTT D1 0 0 17.3429 12.174 0 0
STORY13 D1 0 0 17.3864 12.129 0 0
STORY12 D1 0 0 17.388 12.1265 0 0
STORY11 D1 0 0 17.388 12.1265 0 0
STORY10 D1 0 0 17.3323 12.44 0 0
STORY9 D1 0 0 17.388 12.1265 0 0
STORY8 D1 0 0 17.388 12.1265 0 0
STORY7 D1 0 0 17.3841 12.129 0 0
STORY6 D1 0 0 17.3836 12.1315 0 0
STORY5 D1 0 0 17.3616 12.3167 0 0
STORY4 D1 0 0 17.3652 12.3321 0 0
STORY3 D1 0 0 17.3717 12.3297 0 0
STORY2 D1 0 0 17.3738 12.3386 0 0
STORY1 D1 0 0 17.3594 12.3996 0 0
Bảng 2.5 Bảng giá trị Diaphram Semi Rigid
DUT.LRCC
So sánh 2 trường hợp:
Ta thấy |𝑢1−𝑢2|
𝑢1 × 100% ≤ 15% nên coi sàn tuyệt đối cứng 2.8.4. Dạng dao động
(3) Các yêu cầu cho trong mục (2)P có thể thỏa mãn nếu đạt được một trong hai điều kiện sau:
- Tổng các khối lượng hữu hiệu của các dạng dao động được xét chiếm ít nhất 90 % tổng khối lượng của kết cấu;
- Tất cả các dạng dao động có khối lượng hữu hiệu lớn hơn 5 % của tổng khối lượng đều được xét đến.
CHÚ THÍCH: Khối lượng hữu hiệu mk ứng với dạng dao động k, được xác định sao cho lực cắt đáy Fbk, tác động theo phương tác động của lực động đất, có thể biểu thị dưới dạng Fbk = Sd(Tk)mk. Có thể chứng minh rằng tổng các khối lượng hữu hiệu (đối với tất cả các dạng dao động và đối với một hướng cho trước) là bằng khối lượng kết cấu.
(4) Khi sử dụng mô hình không gian, những điều kiện trên cần được kiểm tra cho mỗi phương cần thiết.
(5) Nếu các yêu cầu quy định trong (3) không thể thỏa mãn (ví dụ trong nhà và công trình mà các dao động xoắn góp phần đáng kể) thì số lượng tối thiểu các dạng dao động k được xét trong tính toán khi phân tích không gian cần thỏa mãn cả hai điều kiện sau:
n
k3 (2.41)
Và
Tk ≤ 0,20 s (2.42)
trong đó:
k là số dạng dao động được xét tới trong tính toán;
n là số tầng ở trên móng hoặc đỉnh của phần cứng phía dưới;
Tk là chu kỳ dao động của dạng thứ k.
- Ta có theo điều kiện (1) số lượng tối thiểu dao động k3 n =>k3 1310,81 Số lần dao động là 11 và chu kỳ dao động dạng thứ 11
DUT.LRCC
Story Diaphragm Load Case/Combo UX UY RZ
STORYM D1 Modal 11 0.004079 0.003094 0.000912
STORYTT D1 Modal 11 0.004544 0.002614 0.000745
STORY13 D1 Modal 11 0.004325 0.00205 0.000533
STORY12 D1 Modal 11 0.00362 0.001361 0.0003
STORY11 D1 Modal 11 0.002419 0.000578 0.000058
STORY10 D1 Modal 11 0.000586 -0.000244 -0.000183
STORY9 D1 Modal 11 -0.001267 -0.001064 -0.000389
STORY8 D1 Modal 11 -0.003102 -0.001797 -0.000554
STORY7 D1 Modal 11 -0.004741 -0.00238 -0.000665
STORY6 D1 Modal 11 -0.005988 -0.002762 -0.000717
STORY5 D1 Modal 11 -0.006538 -0.00288 -0.000707
STORY4 D1 Modal 11 -0.006455 -0.002686 -0.000624
STORY3 D1 Modal 11 -0.005269 -0.002058 -0.000463
STORY2 D1 Modal 11 -0.003455 -0.001247 -0.000282
STORY1 D1 Modal 11 -0.001358 -0.000493 -0.000105
Bảng 2.6 Dao động thứ 11
Ta lại có điều kiện (2): Tk ≤ 0,20 s, với Tk =22.3,140.0040790,0097026(s)
=>thỏa mãn 2 điều kiện (1), (2)
DUT.LRCC
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA CÔNG TRÌNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT