Thuyết minh tính toán giao động công trình

I. TÍNH DAO ÑOÄNG CUÛA COÂNG TRÌNH: A. TÍNH MOMEN QUAÙN TÍNH CAÙC TÖÔØNG CÖÙNG: 1. Töôøng cöùng soá 1: + Momen tónh: (Hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh) + Tung ñoä troïng taâm maët caét töôøng cöùng soá 1: + Momen quaùn tính: Vôùi 2. Töôøng cöùng soá 2: Do töôøng soá 2 laø töôøng cöùng coù 1 loã roãng neân ta tính momen quaùn tính theo coâng thöùc cuûa GOULETAlbigeøs: (Hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh) Trong ñoù: 2c: khoaûng caùch giöõa 2 troïng taâm maûng töôøng cöùng 1 vaø 2: 2c = 4,1m  c = 2,05m m = S: momen tónh cuûa tieát dieän 1 beân loã ñoái vôùi troïng taâm G cuûa toaøn boä tieát dieän töôøng soá 2

Trang 1

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN

I TÍNH DAO ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH:

A TÍNH MOMEN QUÁN TÍNH CÁC TƯỜNG CỨNG:

x C

3

4 P2

0,3.3,8

120,3.2

* m = S: momen tĩnh của tiết diện 1 bên lỗ

đối với trọng tâm G của toàn bộ tiết diện tường số 2

Trang 2

Ta có:

2 1

2 2

Do α > 25  lấy α = 25 để tra bảng hệ số ( , )ψ ξ αo với tải trọng tam

giác: ψ =o 0,940 (lấy ở cốt 0,00± )

Trang 3

4 P2

2 34

Trang 4

2 d

Do α > 25  lấy α = 25 để tra bảng hệ số ( , )ψ ξ αo với tải trọng tam

giác: ψ =o 0,940 (lấy ở cốt 0,00± )

4 III e

4/ Tường cứng số 4:

3

4 IV

B TÍNH DAO ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH:

a/ Hình dạng dao động:

- Phương trình dao động:

Ta có tỉ số giữa chiều cao và chiều rộng công trình: H 80 10 5

B = 8 = >  dao động của công trình là loại dao động của tường cứng với biến dạng uốn là chủ yếu (biến dạng trượt có thể được bỏ qua so với biến dạng uốn)

Hình dạng dao động được mô tả theo các phương trình dao động cơ bản:

Dạng dao động 1: y1 = sinν1ξ - B1 ( cosν1ξ - chν1ξ ) – D1shν1ξ

Trong đó :

ν1 = 1,875 B1= 1,365 D1 = 1,000

ν2 = 4,694 B2= 0,980 D2 = 1,000

ν3 = 7,860 B3= 1,000 D3 = 1,000

Trang 5

Và x

H

ξ = với x : chiều cao tầng thứ k

H = 80m : chiều cao công trình

(Hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh)

b/ Chu kỳ dao động T:

2 2

1 2 3

1,8754,6947,860

ννν

m: biểu thị khối lượng phân bố trên một đơn vị chiều dài của thanh thay thế

p : khối lượng phân bổ

P = 16.8.0,9 = 115,2T: khối lượng tập trung từng tầng

h = 3,2m: chiều cao từng tầng

H = 80m: chiều cao công trình

E = 2,9.106 T/m2: module đàn hồi của bêtông

g = 9,81 m/s2: gia tốc trọng trường

I = ∑Ii : tổng momen quán tính của các tường cứng

- Chu kỳ dao động của công trình ứng với từng dạng dao động:

Trang 6

BẢNG TÍNH DAO ĐỘNG RIÊNG DẠNG 1

Tầng k h (m) ξ k = x/H ν 1 ξ k sin ν 1 ξ k cos ν 1 ξ k ch ν 1 ξ k cos ν 1 ξ k

Trang 7

Tầng k h (m) ξ k = x/H ν 3 ξ k sin ν 3 ξ k cos ν 3 ξ k ch ν 3 ξ k cos ν 3 ξ k

- ch ν ξ

B 3 (cos ν 3 ξ k

Trang 9

II TÍNH LỰC ĐỘNG ĐẤT TÁC ĐỘNG LÊN CÔNG TRÌNH:

a/ Lực động đất ngang S tổng cộng:

β : hệ số động - phải xét đến nền đất, đất yếu β tăng 50%, đất có cường

độ chịu lực trung bình tăng 25% - ở đây không giả thiết số liệu đất

1,2

ψ = : hệ số phụ thuộc vào dao động tắt dần do nội ma sát gây ra

25 k 1

k=

2 25

Trang 11

BẢNG TÍNH PHỤC VỤ CHO VIỆC TÍNH ε CỦA 3 DẠNG DAO ĐỘNG

Trang 12

LỰC ĐỘNG ĐẤT TÁC ĐỘNG LÊN TẦNG k THEO DẠNG DAO ĐỘNG 1

Tầng k P k (T) y k1 P k y k1 S k1 (T) Phân bố lực S k1 cho các tầng

Trang 13

Trang 14

Trang 15

III PHÂN BỐ LỰC ĐỘNG ĐẤT CHO CÁC TƯỜNG CỨNG:

1/ Tính ứng lực tác động ở các tường cứng (chuyển vị ngang và chuyển vị xoắn):

* Trục trung tâm quán tính của công trình:

I X I

∑

Khoảng cách giữa 2 trục:

d = X – Xo = 8,34 – 7,68 = 0,66 m(Hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh)

* Phân bố lực động đất S k cho các tường cứng:

Trang 16

PHẢN LỰC CỦA CÁC TƯỜNG CỨNG DO S ki TRONG DẠNG DAO ĐỘNG 1

Trang 17

Trang 19

* Tính ứng lực trong các tường cứng:

- Ứng lực trong các tường cứng bao gồm 2 thành phần: ứng lực do chuyển vị ngang và ứng lực

Trang 21

2/ Tính lực trượt của dầm ở tường cứng số 3:

- Tường cứng số 3 có lỗ nhỏ: α > 10 nên ta tính lực trượt của dầm thứ i theo công thức sau:

= với To: lực cắt ở đáy

S = 3,036 m3 - momen tĩnh 1 bên lỗ của tường cứng số 3

h = 3,2m - chiều cao tầng

Trang 22

LỰC TRƯỢT CỦA DẦM Ở TƯỜNG CỨNG SỐ 3 THEO TẦNG k TRONG DAO ĐỘNG 1

Trang 23

Trang 24

Trang 25

IV TÍNH MOMEN VÀ LỰC CẮT CHO TƯỜNG CỨNG SỐ 1 THEO DẠNG DAO ĐỘNG 1:

Công thức tính toán:

ek

M =T h k k

k 1

Trang 26

BẢNG TÍNH MOMEN VÀ LỰC CẮT CHO TƯỜNG CỨNG SỐ 1 THEO DẠNG DAO ĐỘNG 1

Trang 27

V TÍNH ỨNG SUẤT TRƯỢT TRONG DẦM CHO TƯỜNG CỨNG SỐ 2:

- Ứng suất trượt trong dầm được tính theo công thức:

b = 0,3m: bề rộng tường

I = 8,0657 m4: momen quán tính của tiết diện tường cứng 2

T = T +T +T ; T , a T , b T : lực cắt tương ứng các dạng dao động 1,2,3 c

(công trình cao trên 10 tầng có hệ số tương đương ε =1 0,6266 0,6> )

(Các giá trị tính toán ở bảng trang sau)

Trang 28

BẢNG TÍNH ỨNG SUẤT TRƯỢT TRONG DẦM CHO TƯỜNG CỨNG 2

Trang 29

VI KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ:

a/ Kiểm tra độ võng ở đỉnh:

- Độ võng ở đỉnh được tính bằng tổng các độ võng thành phần ở đỉnh do các lực ngang đặt tại từng tầng gây ra

- Độ võng thành phần:

S : phản lực ở từng tầng ứng với dao động thứ i.

I = 33,3162 m4: tổng độ cứng công trình

k

h : độ cao tương ứng của tầng đang xét

H = 80m: chiều cao công trình.

E = 2,9.106 T/m2 : module đàn hồi của bêtông

ik

f : độ võng ở tầng thứ k trong dao động thứ i.

- Độ võng ở đỉnh công trình :

- Công trình thỏa yêu cầu về biến dạng với yêu cầu chịu động đất cấp 8 độ Richter

Trang 30

BẢNG TÍNH ĐỘ VÕNG CHO CÔNG TRÌNH THEO TỪNG DẠNG DAO ĐỘNG

Trang 31

b/ Kiểm tra về lật:

- Chỉ cần kiểm tra với dạng dao động thứ 1 (dạng dao động có lực động đất lớn nhất)

Trang 32

LỰC TRƯỢT TRONG TƯỜNG TRONG DẠNG DAO ĐỘNG 1

Trang 33

Trang 34

T , T kb, T kc: lực trượt trong tường ứng với các dạng dao động 1, 2, 3

(Các giá trị tính toán ở bảng sau)

Trang 35

BẢNG KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU TRƯỢT CỦA CÔNG TRÌNH

Định dạng
Số trang	35
Dung lượng	1,53 MB