Bài tập lớn chuyên đề kết cấu

Một bài tập lớn môn học Chuyên đề kết cấu, lĩnh vực : Xác định tải trọng gió đối với công trình cao > 40 tầng. Tài liệu giúp ích cho Sinh viên ngành kỹ thuật bậc Đại học chuẩn bị làm đồ án tốt nghiệp. Các em sẽ hiểu rõ hơn về tác động của tải trọng gió đối với nhà cao tầng, các trình tự tính toán từ dao động riêng đến giá trị tải trọng,…

Trang 1

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIĨ

I- TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH :

chiều cao H > 40 m, hoặc nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp có ( L > 36 m, tỷ số

H / L > 1,5 ) đã có trong thực tế hoặc chưa xây dựng, có BV thiết kế.

2- Bản vẽ kiến trúc : Sao chép lại 1 số bản vẽ, hình vẽ kiến trúc cần thiết (MB - MĐ - MC) có tính đặc trưng và bố cục lại hình vẽ sao cho vừa đủ các yếu tố để mô tả các nét chính của kiến trúc công trình ( Bản vẽ khổ A4 )

2- Thuyết minh một số yếu tố sau đây về công trình :

 Địa điểm xây dựng

 Đặc điểm kiến trúc công trình :

+ Giải pháp và kích thước mặt bằng công trình + Chức năng của ngôi nhà, mỗi tầng nhà + Chức năng của phòng , mỗi diện tích sử dụng của công trình + Giải pháp mặt đứng kiến trúc công trình

 Các giải pháp kỹ thuật công trình :

+ Giải pháp kết cấu thân nhà được chọn + Giải pháp kết cấu nền móng được chọn + Giải pháp thông thoáng và chiếu sáng + Giải pháp về cấp điện và máy lạnh – nước cho công trình + Giải pháp về cấp - thoát nước và phòng hoả cho công trình + Các giải pháp kỹ thuật khác nếu có

 Đặc điểm khí hậu khu vực xây dựng : Nắng, mưa, gió, bão, nhiệt độ, độ ẩm, hàm lượng muối, , vv.

 Đặc điểm địa chất công trình và địa chất thuỷ văn khu vực xây dựng

II- TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

1- Lựa chọn phương án : đề xuất một số giải pháp kết cấu chịu lực , so sánh ưu nhược điểm để lựa chọn ra phương án kết cấu hợp lý

2- Xác lập phương án KC thân nhà : Vị trí các đà , cột , vách, lõi, hộp, .vv, cần thiết và hệ thống giằng.

3- Lựa chọn vật liệu dùng cho công trình : Tên VL, các chỉ tiêu cơ lý,

4- Đặc điểm chịu lực của hệ thống kết cấu : Ứng xử của công trình dưới tác dụng của các loại tải trọng và tác động lên công trình.

SVTH: NGUYỄN HỒ TRÍ DŨNG – LỚP X03A3 Trang 1

Trang 2

5- Xác lập sơ đồ tính toán hệ kết cấu : SĐ phẳng , không gian , liên kết, có vách, có sàn, ,vv.

6- Sơ bộ chọn tiết diện : Đà dọc, đà ngang, cột phụ, cột chính , vách cứng, sàn , mái , vì kèo, , vv.

7- Các giả thiết dùng trong tính toán:

8- Phương pháp và công cụ tính toán :

9- Các tiêu chuẩn – quy phạm được áp dụng :

III- TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG RIÊNG CỦA CÔNG TRÌNH

+ Xác định tọa độ khối tâm mỗi tầng

+ Lựa chọn phần mềm sử dụng

+ Nhập sơ đồ hình học kết cấu.

+ Định nghĩa về: VL, TD, TT sẽ sử dụng.

+ Gán các thông số về: VL, TD, TT và liên kết tựa cho KC.

+ Khai báo các điều kiện biên của bài toán

+ Giải bài toán xác định tần số dao động riêng

+ Xuất các kết quả: tần số và biên độ dao động riêng

IV- XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ TÁC ĐỘNG LÊN CÔNG TRÌNH :

1- Xét tác dụng của gió lên công trình theo từng phương X, Y

2- Xác định thành phần tĩnh của gió theo từng phương X, Y

3- Xác định thành phần động của gió theo PP thực hành :

+ Xác định tần số giới hạn fL của công trình.

+ Lựa chọn các dạng dao động cần xem xét

+ Xác định thành phần động của gió theo từng phương X, Y

4- Kết quả tải trọng gió tác động lên công trình theo từng phương X, Y

V- KIỂM TRA TỔNG THỂ CÔNG TRÌNH DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA GIÓ:

1- Kiểm tra ổn định chống lật công trình.

2- Kiểm tra ổn định chống trượt công trình.

3- Kiểm tra chuyển vị ngang ở độ cao đỉnh nhà

Trang 3

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

1.1 MỞ ĐẦU

Thành phố Hồ Chí Minh, với vai trò là trung tâm kinh tế, khoa học, kỹ thuật lớn nhất nước với nhiều cơ quan đầu ngành, sân bay, bến cảng đang từng bước xây dựng cơ sở hạ tầng Kinh tế phát triển gắn liền với việc thu hút nguồn lao động từ khắp nơi trên cả nước Dân số ngày càng tăng làm nhu cầu về nhà ở tăng lên nhanh chóng Tuy nhiên quĩ đất thành phố ngày càng thu hẹp dần và giá đất ngày càng tăng Điều này gây nhiều khó khăn trong việc ổn định cuộc sống của người dân hiện nay Vì vậy trong những năm gần đây sự xuất hiện các chung cư cao tầng ngày càng nhiều nhằm đáp ứng nhu cầu nhà ở do dân số ngày càng tăng Chung

cư Hoàng Gia- Bình Thạnh được thiết kế nhằm đáp ứng nhu cầu nhà ở tại các

quận nội thành của TPHCM

1.2 ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG

Công trình được xây dựng tại phường 2, quận Bình Thạnh, là một trong những vị trítrung tâm của thành phố, thuận tiện đối với người ở và đi lại, làm việc, mua sắm và các dịch vụ khác

1.3 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU TẠI TP HỒ CHÍ MINH

Khí hậu TP Hồ Chí Minh là khí hậu nhiệt đới gió mùa được chia thành 2 mùa:

1.3.1 Mùa nắng: Từ tháng 12 đến tháng 4 có:

- Nhiệt độ cao nhất: 400C;

- Nhiệt độ trung bình : 320C;

- Nhiệt độ thấp nhất : 180C;

- Lượng mưa thấp nhất: 0,1 mm;

- Lượng mưa cao nhất: 300 mm;

- Độ ẩm tương đối trung bình: 85,5%

1.3.2 Mùa mưa: Từ tháng 5 đến tháng 11 có:

- Nhiệt độ cao nhất: 360C;

- Nhiệt độ trung bình: 280C;

- Nhiệt độ thấp nhất: 230C;

- Lượng mưa trung bình: 274,4 mm;

- Lượng mưa thấp nhất : 31 mm (tháng 11);

- Lượng mưa cao nhất : 680 mm (tháng 9);

- Độ ẩm tương đối trung bình : 77,67%;

- Độ ẩm tương đối thấp nhất : 74%;

- Độ ẩm tương đối cao nhất: 84%;

- Lượng bốc hơi trung bình: 28 mm/ngày;

- Lượng bốc hơi thấp nhất: 6,5 mm/ngày

1.3.3 Hướng gió

Trang 4

- Hướng gió chủ yếu là Đông Nam và Tây nam với vận tốc trung bình 2,5 m/s, thổi mạnh nhất vào mùa mưa Ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ (tháng 12-1)

- TP Hồ Chí Minh nằm trong khu vực ít chịu ảnh hưởng của gió bão, chịu ảnh hưởng của gió mùa và áp thấp nhiệt đới

1.4 GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG

- Tòa nhà gồm 15 tầng và một hầm với những đặc điểm sau :

+ Mỗi tầng điển hình cao 2.9 m, riêng tầng trệt cao 3.6m, tầng hầm cao 3m; + Mặt bằng hình chữ nhật 51 x 20.5 m, được thiết kế dạng hình khối, xung quanh công trình có vườn hoa tạo cảnh;

+ Tổng chiều cao công trình 47.6 m kể cả tầng hầm

- Chức năng của các tầng như sau:

+ Tầng hầm:

Tầng hầm làm nơi để xe cho cả toà nhà Bên cạnh đó tầng hầm cũng là nới chứa các hệ thống kỹ thuật cho toà nhà chung cư như máy biến áp, máy phát điện, bể nước ngầm

- Chiếu sáng:

Ngoài hệ thống đèn chiếu sáng ở các phòng và hành lang, khối nhà còn được chiếu sáng từ hệ thống lấy sáng bên ngoài (các ô cửa) Kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo để lấy sáng tối đa

- Hệ thống điện:

• + Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống điện thành phố, có bổ sung hệ thống điện dự

phòng, nhằm đảo bảo cho tất cả các trang thiết bị trong tòa nhà có thể hoạt động được trong tình huống mạng lưới điện thành phố bị cắt đột xuất Điện năng phải bảo đảm cho hệ thống thang máy, hệ thống lạnh có thể hoạt độngliên tục

• + Máy điện dự phòng 250KVA được đặt ở tầng ngầm, để giảm bớt tiếng ồn và rung động

không ảnh hưởng đến sinh hoạt

• + Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật đặt ngầm trong tường Hệ thống

ngắt điện tự động từ 1A đến 50A bố trí theo tầng và khu vực và bảo đảm antoàn khi có sự cố xảy ra

Trang 5

- Hệ thống cấp thoát nước:

• + Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố dẫn vào hồ nước ở tầng hầm qua

hệ thống bơm, bơm lên bể nước tầng mái nhằm đáp ứng nhu cầu nước cho sinh hoạt ở các tầng

• + Nước thải từ các tầng được tập trung về khu xử lý và bể tự hoại đặt ở tầng hầm

• + Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc gain, đi ngầm trong các hộp kỹ thuật

- Di chuyển và phòng hỏa hoạn:

• + Tòa nhà gồm 2 cầu thang bộ 2 thang máy chính phục vụ bảo đảm thoát người khi hỏa

hoạn

• + Tại mỗi tầng đều có đặt hệ thống báo cháy, các thiết bị chữa cháy

• + Dọc theo các cầu thang bộ đều có hệ thống ống vòi rồng cứu hỏa

• + Ngoài ra tòa nhà còn được đặt hệ thống chống sét.

SƠ BỘ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Hình 9.8: Trụ địa chất và các kích thước chọn sơ bộ

HỆ CHỊU LỰC VÀ GIẢI PHÁP KẾT CẤU

2.1 PHÂN TÍCH HỆ CHỊU LỰC CÔNG TRÌNH

Hệ chịu lực của nhà nhiều tầng là bộ phận chủ yếu của công trình nhận các loại tảitrọng truyền chúng xuống nền đất Hệ chịu lực của công trình Chung cư Hoàng Gia– Bình Thạnh được tạo thành từ các cấu kiện khung, vách cứng và móng như sau:

Trang 6

• - Hệ khung chịu lực:

Được tạo thành từ các thanh đứng ( cột ) và ngang ( sàn phẳng ) liên kết cứng tại chỗ giao nhau của chúng, các khung phẳng liên kết với nhau tạo thành khối khung không gian chịu tải trọng thẳng đứng của công trình

• - Hệ tường cứng chịu lực (vách cứng):

+ Vách cứng là cấu kiện không thể thiếu trong kết cấu nhà cao tầng hiện nay Nó là cấu kiện thẳng đứng có thể chịu được các tải trọng ngang và đứng Đặc biệt là các tải trọng ngang xuất hiện trong các công trình nhà caotầng với những lực ngang tác động rất lớn

+ Công trình được tính với tải trọng ngang là gió động do đó phần tải ngang tác dụng vào công trình rất lớn Bên cạnh hệ khung chịu lực ta còn phải bố trí hệ thống vách cứng để tăng độ cứng và chịu lực ngang này của công trình Vì lực gió động là lực khối tác động hỗn hợp theo cả 2 phương do đó cần bố trí vách cứng theo cả 2 phương của công trình và có độ cứng bằng nhau

+ Sự ổn định của công trình nhờ các vách cứng ngang và dọc Như vậy váchcứng được hiểu theo nghĩa là các tấm tường được thiết kế chịu tải trọng ngang

+ Với mặt bằng hình chữ nhật có diện tích là A x B = 20.5m x 51 m, tỉ số B/

A = 2,49 thì bên cạnh việc bố trí hệ tường cứng ngang và dọc theo chu vi thang máy tạo hệ lõi là trung tâm chịu lực 2 đầu hồi, còn bố trí hệ tường cứng ở giữa để đảm bảo độ cứng của công trình

+ Bản sàn được xem như là tuyệt đối cứng trong mặt phằng của chúng Có tác dụng tham gia vào việc tiếp thu và truyền tải trọng vào các tường cứng và truyền xuống móng

+ Thường nhà cao tầng dưới tác động của tải trọng ngang được xem như một thanh ngàm ở móng

- Hệ thống móng:

Hệ thống móng sẽ gánh đỡ toàn bộ tải trọng đứng và ngang của công trình để truyền xuống đất Vì vậy, móng phải ổn định thì phần kết cầu bên trên mới ổn định Với công trình cao tầng chịu tải trọng động đất thì giải pháp tốt nhất là sử dụng móng cọc

2.2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, ta có rất nhiều chương trình tính toán khác nhau, với các quan niệm tính toán và sơ đồ tính khác nhau Trong nội dung của Bài tập này em sử dụng phần mềm ETABS để xác định nội lực của hệ kết cấu 

Do ETABS là phần mềm phân tích thiết kế kết cấu chuyên cho Nhà Cao Tầng nênviệc đưa số liệu và xử lý số liệu đơn giản và nhanh hơn so với các phần mềm khác

2.2.1•Các giả thiết khi tính toán nhà nhiều tầng được sử dụng trong ETABS

• - Sàn là tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó và liên kết với các phần tử khung hay

vách cứng ở cao trình sàn là gối tựa của vách hay khung để tiếp thu ngoại lực tác động ( lực động đất) Không kể biến dạng cong (ngoài mặt phẳng sàn) lên các

Trang 7

phần tử Bỏ qua sự ảnh hưởng độ cứng uốn của sàn tầng này đến các sàn tầng kế bên;

• - Mọi thành phần hệ chịu lực trên từng tầng đều có chuyển vị ngang như nhau;

• - Các cột (vách cứng) đều được ngàm ở chân cột (chân vách cứng);

• - Khi tải trọng ngang tác dụng thì tải trọng tác dụng này sẽû truyền vào công trình dưới

dạng lực phân bố đều trên các cột và đối với gió động là những lực tập trung tác dụng ngay tại nút giao giữa cột và sàn Các lực này truyền sang sàn và từ đó truyền sang vách, cột;

• - Biến dạng dọc trục của sàn, của dầm xem như là không đáng kể

2.2.2 Quan niệm phần mềm cho từng cấu kiện làm việc đúng với giả thiết

Khi sử dụng các phần mềm ETABS Cần chú ý đến quan niệm từng cấu kiện của phần mềm để cấu kiện làm việc đúng với quan niệm thực khi đưa vào mô hình

- Quan niệm thanh: khi kích thước 2 phương nhỏ hơn rất nhiều so với phương còn lại;

- Quan niệm tấm, bản, vách: khi kích thước 2 phương lớn hơn rất nhiều so với phươngcòn lại;

- Quan niệm điểm: khi 3 phương có kích thuớc gần như nhau, và có kích thước rất bé;

- Khi ta chia càng mịn các cấu kiện thì kết quả sẽ càng chính xác Do phần tử hữu hạn truyền lực nhau qua các điểm liên kết của các phần tử với nhau

2.2.3 Trình tự giải toán của phần mềm ETABS

1 Xác định tất cả các nhóm đặc trưng vật liệu Nhập mô hình công trình, khai báo tiết diện kích thước hình học của các cấu kiện, các phần tử trong mô hình ;

2 Xác định tải trọng tác dụng:

- Tảûi đứng: gồm tĩnh tải, hoạt tải sàn được đặt lên các sàn;

- Tải ngang: tìm chu kỳ của các dạng dao động Xác định lực gió động tác dụng lêncông trình và lên từng tầng của công trình Nhập gió động là những lực tập trung tác dụng ở nút giao giữa cột và sàn từng tầng;

3 Kiểm tra mô hình và quá trình nhập tải ;

4 Chạy chương trình ETABS.

TÍNH TOÁN SÀN

Trang 8

Hình 3.1: Mặt bằng sàn tầng điển hình 3.2 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

3.2.1 Sơ bộ chọn kích thước sàn và cột

(1) Chiều dày sàn

- Chiều dày sàn được chọn theo điều kiện đảm bảo độ cứng của nó, có thể sơ bộchọn theo công thức sau:

hb = = 0.228 0.25 (mm)

ld = 8m nhịp cạnh dài của ô bản

- Ở đây ô bản được tính có kích thước lớn nhất là 8x6.5 m Vậy chọn chiều dày bản

hb = 0.24m

(2) Kích thước tiết diện cột

- Chọn kích thước tiết diện cột theo diện truyền tải của tải trọng đứng:

Trong đó:

+ η = 1.1 - 1.5: hệ số kể đến độ lệch tâm;

+ Rn = 130 daN/cm2 ( Bêtong M300);

+ Nmax: tải tập trung do diện tích tải sàn truyền vào cột

Đối với công trình cao tầng sàn không dầm không cần giảm tiết diện khi lên cao mà chỉ cần giảm hàm lượng thép trong cột

- Các cột A 1,D1, A 7 ,D7 có tiết diện chịu tải:

- Chịu tải phân bố đều gần đúng là : qtt = 1464 daN/m2

Bảng sơ bộ chọn tiết diện cột như sau:

Tầng Ptt (daN/

m2)

F(m2 )

N(daN)

h(cm)

Bảng 3.6: Tiết diện cột A1, D1, A7, D7

Trang 9

Bảng 3.8: Tiết diện cột B2, B3, B4, B5, B6, C2, C3,C4, C5, C6 3.2.2 Sơ đồ và phương pháp tính

Bản sàn được tính theo phương pháp khung tương đương:

- Đặc điểm kết cấu khung không gian 3 chiều được chia thành các khung phẳng vàcác đường trục trùng với đường trục các cột, theo các chiều dọc lẫn chiều ngang.Mỗi khung 2 chiều bao gồm cột và bản dầm kéo liên tục qua các cột Dầm hoặcbản dầm bao gồm một phần bản sàn được giới hạn bởi các đường tim của các ôbản liền kề với đường trục cột và kết cấu dầm hoặc mủ cột (nếu có) Sau khi tínhđược giá trị nội lực trong khung tương đương rồi đem phân phối cho dãy đầu cột vàdãy giữa nhịp theo tỉ lệ nhất định Khi tính toán khung tương đương sàn và cột đượctính toán riêng rẽ Khi đó cột được giả thiết ngàm ở đầu trên và đầu dưới Khi tínhtoán khung tương đương cần phải xác định độ cứng của các bộ phận hợp thành

Trang 10

khung như cột và bản dầm

Chiều rộng dầm ngang lấy bằng nữa tổng số hai nhịp bản kề bên cạnh vuông gốcvới phương dầm

- Về tính chất làm việc thực ra chỉ một phần bản kề với cột có cùng chuyển vị gốcvới cột ở nút khung (xem là khung phẳng) Phần bản ở xa cột có gốc xoay nhỏ hơnvà chúng phải cùng làm việc với cột thông qua biến dạng xoắn của bản Vì vậy đểkết quả giải được chính xác hơn thì phải tiến hành điều chỉnh giảm bớt độ cứng củacột hoặc bề rộng của bản sàn tham gia vào khung

- Cách điều chỉnh độ cứng của cột tương đương Kec tính theo công thức sau:

Cột tương đương gồm:

+ Cột trên và cột dưới sàn;

+ Cấu kiện chịu xoắn gắn với cột (bản sàn)

Kec =

trong đó:

+ Kec : độ cứng uốn của cột tương đương;

+ : tổng độ cứng uốn thực của cột phía trên và cột phía dưới;

+ Kt : độ cứng xoắn của cấu kiện chịu xoắn gắn với cột

+ c2: kích thước của cột;

+ l2: nhịp ngang trên mỗi mặt bên của trục cột;

+ C: hằng số liên quan đến độ cứng xoắn của bản sàn C: được tính trên cơ sở chia mặt cắt ngang của cấu kiện chịu xoắn thành cáchình chữ nhật theo hướng cực đại C công thức 14.7 của [12] sau :

Trong đó:

- x: chiều rộng hình chữ nhật;

- y: chiều dài hình chữ nhật

3.2.3 Tính toán nội lực

Tính cho sàn điển hình tầng 3 có mặt bàng như hình vẽ và các số liệu tính toán như sau:

(1) Tải trọng

- Phòng ngủ ,sinh hoạt : q1 = g + p = 1464.4 daN/m2;

- Sàn vệ sinh ,ban công : q2 = g + p = 1090 daN/m2;

- Sàn hành lang : q3 = g + p = 1124 daN/m2

Do sự chênh lệch tải trọng giữa sàn vệ sinh và hành lang không lớn nên thiên về

Trang 11

an toàn lấy : q2 = q3 =q3 = 1124 daN/m2

Hình 3.7: Tỉ lệ phân phối momen

(3) Mặt bằng tiết diện truyền tải và độ cứng cột tương đương

Hình 3.8: Mặt bằng tiết diện truyền tải

*Sơ đồ khung tương đương dùng để tính toán và tải trọng tác dụng

- Tải trọng: khung chịu tác dụng của tải trọng phân bố đều: Q = b.q

trong đó:

+ q: tải trọng phân bố đều trên sàn phụ thuộc vào công năng của phòng:

Phòng ngủ ,sinh hoạt: q1 = g + p = 1464.4 daN/m2; Sàn vệ sinh, ban công, hành lang: q3 = g + p = 1124 daN/m2

Ghi chú: với những khung chịu phần lớn tải trọng sàn q 1 , và 1 phần tải trọng q 3 thiên về an toàn lấy khung ấy chịu tải phân bố đều q 1

+ b: bề rộng (sàn) khung tính toán

Trang 12

Khungtrục

Nhịp q (daN/

m2)

b(m)

Bảng 3.16: Bảng giá trị tải trọng tác dụng lên khung

* Sơ đồ tính

- Khung trục 1 :

Hình 3.10: Sơ đồ tính khung trục 1

- Khung trục 2:

Trang 13

-Khung trục 3: nhịp trục A,B

- Khung trục 3’: nhịp trục B,C

Trang 14

Hình 3.14: Sơ đồ tính khung trục A

- Khung trục B: nhịp trục 1,2,3

Hình 3.15: Sơ đồ tính khung trục B (nhịp trục 1, 2, 3)

- Khung trục B: nhịp trục 3,4,5

Hình 3.16: Sơ đồ tính khung trục B (nhịp trục 3, 4, 5) SVTH: NGUYỄN HỒ TRÍ DŨNG – LỚP X03A3 Trang 14

Trang 15

TÍNH TOÁN CÁC DẠNG DAO ĐỘNG VÀ TẢI TRỌNG GIÓ TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH

1 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN

- Xác định các chu kỳ và tần số dao động của công trình bằng chương trình ETABS 9.04

- Kiểm tra lại chu kỳ dao động do chương trình xuất ra

- Xác định các dạng dao động riêng

- Xác định thành phần tĩnh của tải trọng gió

- Xác định thành phần động của tải trọng gió

2 TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG CÔNG TRÌNH

- Khi tính toán thiết kế nhà cao tầng, cần phải đặc biệt quan tâm đến tải trọng ngang (gió, động đất) tác động vào công trình

- Để xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình, cũng như phản ứng của công trình thì cần phải xác định tần số dao động của công trình.Vì vậy, việc xác định chính xác tần số dao động riêng của công trình là hết sức cần thiết

- Để phân tích và tính toán dao động của công trình ( xác định các giá trị chu kỳ dao động riêng tần số dao động riêng, chuyển vị, ) có thể dùng các công thức hoặc sử dụng các phần mềm phân tích kết cấu, trong bài tập này sử dụng chương trình ETABS Version 9.04 mô hình khung không gian và giải bài toán đàn hồi theo phương pháp phần tử hữu hạn

Các bước tiến hành mô hình khung không gian và tính toán dao động công trình trong ETABS Version 9.04 như sau:

2.1 Khai báo đặc trưng vật liệu

Sử dụng bê tông M#300 cho kết cấu khung và vách cứng của công trình Khai báo đặc trưng vật liệu trong ETABS, đơn vị T-m: Define – Material Properties – Chọn CONC –Modify/Show material

Trang 16

Hình 4.1 : Khai báo đặc trưng vật liệu

2.2 Khai báo tiết diện phần tử cột và dầm

Cột và dầm trong công trình được mô hình trong ETABS bằng phần tử thanh

Khai báo: Define – Frame Section – Add Rectangular …

- Dầm gồm có dầm thang và dầm hồ nước mái với kích thước đã được tiùnh toán như chương trên

- Cột công trình đã được chọn sơ bộ như phần trên với kích thước tiết diện như sau: + Cột 4 góc công trình A1, D1, A7, D7: bxh = 550x550 mm;

+ Cột biên A2,A3, A4, A5, A6, D2, D3, D4, D5, D6: bxh = 650x650 mm;

+ Cột giữa B2, B3, B4, B5, B6, C2, C3, C4, C5, C6: bxh = 550x550 mm

Tiết diện cột giữ nguyên cho tất cả các tầng, chỉ cần thay đổi hàm lượng thép trong cột

Hình 4.2 : Khai báo tiết diện cột và dầm

4.2.3 Khai báo tiết diện vách cứng và sàn

- Chiều dày vách cứng không <150mm và không < 1/20 chiều cao tầng (h = 2.9m) Chọn chiều dày vách (Wall ) là 250mm

- Chiều dày sàn (Slab) là 240mm

Khai báo: Define – Wall/Slab/Deck Section – Chọn Slab – Modify/Show Section…

Trang 17

Bảng 4.3: Khai báo tiết diện vách cứng và sàn

4.2.4 Mô hình tổng thể khung không gian

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	2,24 MB