Tính toán tải trọng động đất cho công trình- 123docz.net

CHƯƠNG 7. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

7.5 Tính toán tải trọng động đất theo TCXDVN 375:2006

7.3.3 Tính toán tải trọng động đất cho công trình

Xác định loại đất nền theo điều 3.1.2, bảng 3.1 (TCVN 375:2006)

Lớp Tên đất

Bề dày

Dung trọng tự nhiên

Dung trọng

khô Dung trọng đẩy nổi

Độ ẩm tự

nhiên Chỉ số SPT

H (m)

W

kN/m3

d

kN/m3

dn

kN/m3

(%) N30

1 Sét xám trắng

dẻo mềm 12,2 20,0 16,1 - 23,98 8

2 Sét pha,

dẻo mềm 10,8 19,7 16,1 10,2 22,21 13

3 Sét xám,

dẻo cứng 7,4 20,3 16,4 10,4 23,44 15

4 Cát pha

nâu vàng 4,3 20,4 16,9 10,5 20,66 19

5 Cát hạt trung lẫn

sạn chặt vừa >40 20,4 17,3 10,8 18,05 23

Bảng 7.12 Địa chất của công trình Chỉ số SPT trung bình của đất nền : NSPT = 23

 Loại đất nền C có 15 < NSPT <50 Xác định tỷ số agR/g

Gia tốc nền ứng với vị trí xây dựng công trình tại Quận 7, Tp.Hồ Chí Minh được lấy theo phụ lục 1(TCVN 375:2006) Error: Reference source not found:

0,0846 agR  g

0,0848 0,0846.9,81 0,830 m/s2

agR  g 

Xác định hệ số tầm quan trọng được lấy theo phụ lục F,G (TCVN 375:2006) Hệ số tầm quan trọng: 1 1, 25 ( ứng với công trình nhà chung cư từ 20 - 60 tầng).

Xác định giá trị gia tốc đất nền thiết kế ag đượ tính theo điều 3.2.2.2 (TCVN 375:2006)

. 1

g gR

a a 

Gia tốc nền thiết kế:

2 2

. 1 0.830 1.25 1.04 m/s 0,08 0,7848 m/s

g gR

a a      g 

 Phải thiết kế kháng chấn.

Xác định hệ số ứng xử q của kết cấu bê tông cốt thép tra theo điều 5.2.2.2 (TCVN 375:2006)

Theo điều khoản 5.1.1.1 ,giá trị max của hệ số ứng xử q, để tính đến khả năng làm việc tán năng lượng,phải được tính cho từng phương khi thiết kế như sau:

q q k 0 w 1.5 Trong đó:

q0 – giá trị cơ bản của hệ số ứng xử ,phụ thuộc loại hệ kết cấu và tính đều đặn của mặt đứng.

kW – hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường.

Theo điều 5.2.2.2 giá trị cơ bản q0 được lấy như sau:

Đối với nhà không đều đặn theo mặt đứng, giá trị q0 cần được giảm xuống 20%.

Độ dẻo của kết cấu(thấp – vừa – cao) phải được thiết kế chi tiết theo Eurocode 8.

Vậy Hệ số ứng xử công trình là : q = 3x1.1x80%=2.64 Xây dựng phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi

Loại nền đất h TB (s) TC (s) TD

C 1.15 0.2 0.6 2.0

Bảng 7.13 - Giá trị của tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi

Phổ thiết kế không thứ nguyên của công trình được xác định theo mục 3.2.2.5 (TCVN 375:2006) qua các biểu thức sau:

T(s) Sd(T)(m/s2) T(s) Sd(T)(m/s2) T(s) Sd(T)(m/s2)

0 0.795 1.35 0.502 2.7 0.207

0.025 0.837 1.375 0.493 2.725 0.207

0.05 0.879 1.4 0.484 2.75 0.207

0.075 0.921 1.425 0.476 2.775 0.207

0.1 0.963 1.45 0.467 2.8 0.207

0.125 1.004 1.475 0.460 2.825 0.207

0.15 1.046 1.5 0.452 2.85 0.207

0.175 1.088 1.525 0.444 2.875 0.207

0.2 1.130 1.55 0.437 2.9 0.207

0.225 1.130 1.575 0.430 2.925 0.207

0.25 1.130 1.6 0.424 2.95 0.207

0.275 1.130 1.625 0.417 2.975 0.207

0.3 1.130 1.65 0.411 3 0.207

0.325 1.130 1.675 0.405 3.025 0.207

0.35 1.130 1.7 0.399 3.05 0.207

0.375 1.130 1.725 0.393 3.075 0.207

0.4 1.130 1.75 0.387 3.1 0.207

0.425 1.130 1.775 0.382 3.125 0.207

0.45 1.130 1.8 0.377 3.15 0.207

0.475 1.130 1.825 0.371 3.175 0.207

0.5 1.130 1.85 0.366 3.2 0.207

0.525 1.130 1.875 0.362 3.225 0.207

0.55 1.130 1.9 0.357 3.25 0.207

0.575 1.130 1.925 0.352 3.275 0.207

0.6 1.130 1.95 0.348 3.3 0.207

0.625 1.085 1.975 0.343 3.325 0.207

0.65 1.043 2 0.339 3.35 0.207

0.675 1.004 2.025 0.331 3.375 0.207

0.7 0.968 2.05 0.323 3.4 0.207

0.725 0.935 2.075 0.315 3.425 0.207

0.75 0.904 2.1 0.307 3.45 0.207

0.775 0.875 2.125 0.300 3.475 0.207

0.8 0.847 2.15 0.293 3.5 0.207

0.825 0.822 2.175 0.287 3.525 0.207

0.85 0.797 2.2 0.280 3.55 0.207

0.875 0.775 2.225 0.274 3.575 0.207

0.9 0.753 2.25 0.268 3.6 0.207

0.925 0.733 2.275 0.262 3.625 0.207

0.95 0.714 2.3 0.256 3.65 0.207

0.975 0.695 2.325 0.251 3.675 0.207

1 0.678 2.35 0.245 3.7 0.207

1.025 0.661 2.375 0.240 3.725 0.207

1.05 0.646 2.4 0.235 3.75 0.207

1.075 0.631 2.425 0.231 3.775 0.207

1.1 0.616 2.45 0.226 3.8 0.207

1.125 0.603 2.475 0.221 3.825 0.207

1.15 0.589 2.5 0.217 3.85 0.207

1.175 0.577 2.525 0.213 3.875 0.207

1.2 0.565 2.55 0.208 3.9 0.207

1.225 0.553 2.575 0.207 3.925 0.207

1.25 0.542 2.6 0.207 3.95 0.207

1.275 0.532 2.625 0.207 3.975 0.207

1.3 0.521 2.65 0.207 4 0.207

1.325 0.512 2.675 0.207

Bảng 7.14 - Giá trị phổ phản ứng thiết kế theo phương ngang

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

Hình 7.13 Dạng của phổ động đất b. Phổ thiết kế theo phương đứng

Theo điều 4.3.3.5.2 (TCVN 375:2006) ( thành phần thẳng đứng của tải trọng động đất chỉ cần xem xét khi avg 0.25g.

Công trình nằm ở Quận 7 vớiavg 0.9 1.04 0.936 0.25    g 2.45 m/s2 nên không cần xét đến thành phần đứng của tải động đất. Do đó, không cần xây dựng phổ phản ứng theo phương đứng.

c. Tính toán tải trọng động đất bằng phần mềm ETAB 9.7.4

Phần này trình bày cách sử dụng chương trình Etabs để khai báo tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng.

Giá trị thiết kế Ed của hệ quả tác động do động đất gây ra được xác định theo 3.2.4 (TCVN 375:2006):

, 2, ,

1 1

" " " " d " "

d k j E i k i

j i

E G P A  Q

 

    

Với 2,i được tra theo bảng 3.4 điều 3.2.4 (TCVN 375:2006)

Các hiệu ứng quán tính của tác động động đất thiết kế phải được xác định có xét đến các khối lượng liên quan tới tất cả các lực trọng trường xuất hiện trong tổ hợp tải trọng theo điều 3.2.4 (TCVN 375:2006) như sau:

, E, ,

1 1

" "

k j i k i

j i

G  Q

 

  

Trong đó: E i,   2,i

 được lấy theo bảng 4.2 điều 4.2.4 (TCVN 375:2006) Trong đồ án này các giá trị 2,i và  được lấy như sau:

2,i 0.6

 

0.8

 

Vậy E i,   2,i 0.8 0.6 0.48  Định nghĩa phổ gia tốc nền

Trong phương pháp này, tính toán các giá trị của phổ phản ứng gia tốc như trình bày ở trên và lưu vào 1 file *.txt, nội dung của file này như sau:

Hình 7.14 Giá trị phổ phản ứng ngang sau khi tính toán

Khai báo phổ phản ứng gia tốc trong Etabs theo các bước sau đây:

Vào menu Define  Response Spectrum Functions, cửa số Define Response Spectrum Functions sẽ xuất hiện

Hình 7.15 Khai báo hàm phổ

Trong mục Choose Function Type to Add, chọn Spectrum from File. Click Add New Function, cửa sổ Response Spectrum Function Definition sẽ xuất hiện

Trong mục Values are, chọn Period vs Value, click Browe để chọn file. Sau đó bấm vào Display Graph

Hình 7.16 Nhập Hàm phổ từ file tính Sau đó bấm vào Convert to User Defined

Định nghĩa trường hợp tải trọng động đất

Vào menu Define  Response Spectrum Case, cửa số Define Response Spectra sẽ xuất hiện.

Click Add New Spectrum, cửa sổ Response Spectrum Case Data sẽ xuất hiện Spectrum Case Name (tên trường hợp tải) – EQX, EQY

H ình 7.17 Khai báo tải trọng động đất EQX

Damping (hệ số hãm) – 0.05

Modal Combination (tổ hợp dạng) – CQC Directional Combination (tổ hợp hướng) – SRSS

Input Response Spectra (chỉ định hàm gia tốc nền): HAMPHO ( cho U1 vì không xét đến gia tốc theo phương đứng)

Eccentricity (độ lêch tâm gây nên xoắn) – Ecc.Ratio (All Diaph): 0

Hình 7.18 Khai báo tải trọng động đất EQY