Kết Nối Sap 2000 Với Excel Tính Toán Khung Và Móng Làm Việc Đồng Thời Với Nền (NXB Xây Dựng 2011) - Đặng Tỉnh, 134 Trang

C hư ơng IIPHƯƠNG PHÁP THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH HỆ s ố NỂN G iái bài toán íính khung và m óng làm việc đồng thời vói nền hoặc hệ m óng bẳng trưc giao, đảm bảo chính xác đến mức độ nào, phẩn qu

T h S Đ Ặ N G T ỈN H é

EXCEL TÍNH TOÁN KHUNG VÀ MÓNG LÀM VIỆC DỒNG THỜI VỚI NÊN

(Tái bản)

N H À X U ẤT BẢN XẢY D ự N G

HÀ N Ó I -2 0 1 1

LÒI NÓI ĐẦU

T in h k h u n g n h à (n h ấ t là tin h k h u n g kh ô n g g ia n đ ỗ ì với các công trin h cao tầ n g có k ể đ ế n y ế u tô 'ả n h hư ở ng của gió động v à đ ộ n g đất), c h ỉ tín h

k h u n g n g à m cứ n g với m ó n g là kh ô n g đ ú n g với s ự là m việc th ự c t ế của cóng tr in h , bởi v i m ó n g có độ cứ n g tương đương hữ u h ạ n với k h u n g , m ậ t

k h á c n ề n đ ấ t là m ộ t n ền đ à n hồi, có độ ỉún th a y đ ổ i theo công tr in h nên

kh ô n g t h ể tin h toán là tu yệt đ ô i cứng được.

Việc tin h to á n k h u n g và m ó n g công trìn h là m việc đ ồ n g thờ i với n ển là

p h ù hỢp với s ự là m việc th ự c tê' của công trinh, đ ố i với n h à x â y chen,

đ á m hảo được a n toàn cho các công trìn h lâ n cận

T ín h k h u n g và m ó n g cõng tr in h là m việc đồng th ờ i với nền, p h ả i xác

đ ịn h đưỢc k ệ sô' n ền K (theo hệ s ố nền W inkler) N ế u h ệ s ỗ 'n ề n K, xác

đ ịn h c à n g c h in h xác t h i kết q u ả tín h k h u n g càng đ ả m b ảo độ tin cậy cao.

C u ố n sá c h n êu lên m ộ t s ố p h ư ơ n g p h á p xác đ ịn h h ệ sô 'n ền th ịn h h à n h ,

p h â n tic h đ á n h g iá ưu nhược đ iể m củ a các p h ư ơ n g p h á p đó, đ ồ n g thời

tá c g iả n ê u lèn m ộ t cách xá c đ ịn h h ệ sô 'n ền đơn g iả n có cơ sở k h o a học,

đ ả m bảo đ ộ c h ín h x á c cao, p h ù hợp với s ự là m việc th ự c t ế củ a công trìn h

K ế t n ô i ch ư ơ n g tr in h S A P 2 0 0 0 vói E X C E L là p h ù h ợ p với s ự p h á t triế n m ạ n h m ẽ củ a n g à n h công nghệ th ô n g tin, p h ù hỢp với x u hướng

"T ự đ ộ n g h oá th iế t k ế hết cấu công trin h " h iện nay.

T in h k h u n g và n ển tnúng cồhg tr in h ỉàrn việc âồng thờ i với các sơ đ ồ :

■ T in h k h u n g k h ô n g g ia n ỉiển với m óng băng;

■ T ín h k h u n g k h ô n g g ia n liền với m óng cọc.

■ T ín h k h u n g k h ô n g g ia n liền với m ó n g cọc uà m ó n g băng.

C uốn sá c h g iớ i th iệ u toàn bộ p h ầ n lý th u y ế t và các v í d ụ tín h toán

th ự c tế, là m tà i liệu cho các k ỹ s ư th iế t k ế k ế t cấu công tr in h và các sin h viên n g à n h X ả y d ự n g tro n g việc n ghiên cứu, học tập.

T ác g iả m o n g n h ậ n được s ự đ ó n g g óp p h ê b in h c ù a b ạ n đọc.

T á c g ỉá

- Không thay-đổi theo c ộ t : Ví dụ : $A 1

- K hông thay đổi theo hàng : Ví dụ : A$1

' K hông {hay đổi theo cột và liàiig : Ví dụ : $AS1

1.3.9 H à m đ iể u k h iể n : C ó 3 mầu :

- IF(biểu thức,<công v iệcl> ,< cô n g việc 2>)

N ếu biểu thức nhân giá trị TRUE, thực hiện công việc 1, ngược lại (biểu thức nhân giá trị FALSE), thực hiện công việc 2

- IF ((A N D (biểu thức l, biểu thức 2), <công việc 1>, <công viêc 2>)

N ếu biểu thức 1 và biểu thức 2 nhận giá trị T R U E , thực hiộn cổ n g việc 1,ngược ỉại thực hiện công việc 2

- IF((O R (biểu thức 1 biểu thức 2), <cống việc 1>, <cồng việc 2>)

N ếu biểu thức l hoặc biểu thức 2 nhận giá trị TO U E, thực hiện cô n g việc

1 ngược lại thực hiện còng việc 2

1.3.10 T im tổ n g với n h ié u điều kiện :

V í d ụ : Tim tổng các số lón hcfn 0 và nhỏ hem 5

Sưmif(data, ”> 0 ”)- Sum if(data, ”>=5")

1.3.11 X ếp theo th ứ tự tro n g 1 cột từ nhò đ ế n UVn h o ặ c ngư ợc l.ại

Đ ặt con Irò bôi đen cột đó, vào DataNsorí và chọn cách sắp xếp

- c: Sò' thứ tự cùa cột irong mảng đế xác định giá trị trả về của hàin;

- d; N hận m ột irong hai giã trị

+ T R Ư E ; M àng được ghi theo thứ tư tãng dần 1, 2, 3

+ FALSE: M ảng không cần thiết được sẳp xếp

0 )ié u dài (cm)

a - giá Irị cần tìm kiếm trong mảng;

b - m ảng chứa giá trị cần tìm kiếm;

c - nhận m ột trong 3 giá trị (-1 ,0 , 1) Trong đó :

ỉ - Hàm M A TCH nhận giá trị lem nhất hoặc nhỏ nhất (diẻu kiện m ảng b xếp theo thứ tự tăng dần)

0 - H àm M A TCH nhân giá trị đầu lièn có giá trị bẳng a

1 - Hàm M ATCH sẽ tìm vị trí ô có giá trị nhò nhất và lớn hơn hoặc bẳng a(điéu kiện m ảng b đưọc xếp theo giá trị giảm dán : True, false, z, a , 2,

- c; Số thứ tự của hàng trong m àng để xác định giá trị trả vể củ a hàm;

- d; Nhận m ột trong hai giá t r ị :

+ T R U E : M àng được ghi theo thứ tự tàng dần I, 2, 3

+ FA LSE : M ảng không cán thiết đirợc sáp xếp

V í dụ 4 : T im tiết diện thanh dầm, cột trong chirơng trình Sap 2000.

Tại ỏ B3 ta đánli công thức :

Sau dó kéo con trỏ xuống h ết d ò n g 32, ta được số liệu chiểu rông, chiểư

dài tiết diẽn cấu kiộn ghi trong bàng

1.8 H À M Đ ẾM

1.8.1 Đ ếm sô' lượng c á c ô c h ứ a g iá tr ị sô : C O U N T(D ata)

Trong đó :

D aia : Là I m áng; ví dụ ; CO U N T($B $ 16 :$ G $ 2 1)

1.8.2 Đ ếm s ố lư ợng c á c 6 k h ô n g p h ả i là T e x t ; ISN O NTEX T(A )

Trong đó : A là l ỏ; - N ếu kết q u ả là True : ỏ khống phải là Text;

- N ếu k ết q u ả là False ; ô là Text;

1.8.3 Đ ếm s ố lượng c á c ô là T e x t ; ISTEXT(A)

T rong dó : A là 1 ô; - N ếu kết q u ả là True : ỏ là Texi;

- N ếu k ết q u à là False : ô không phải là Text;

1.8.4 Đ ếm s ố lượng c á c õ với n h iề u h ơ n 2 d iều kiện

C O U N TIF(D ata, ”> 0” )-(D ata,”> = 5 ” ); nghĩa là : Sò' lưcnig các ỏ trong

m ảng D ata lớn hơn 0 và nhỏ hơn 5;

1.9 M À N G C Ô N G THỨC

N hập bằng tổ hợp phím : C T R L + S H IF T + E N T E R

1.9.1 T ín h tổ n g că n b ậ c 2

V í d u 5 :

Như ví d ụ cù a m ục 1 8 1 , tại ô BI 16 đánh công thức :

= SUM<1FCB11I;B115 = M A X (B 111:BI 15), B 1U :B 115, 0 )) sau đó bấm CTRL+SHIFT+EN TCR

1.9.3.2 N h iề u đ iế u k iệ n :

T ính tổng các phần tử lón hơn không và nhỏ hon 5 cùa m ột m ảng :

V í d ụ : Có m àng của ví đ ụ trong m ục 1.8.3.1., Tại ó E18 đánh công íhức :

=SU M (IF(D 13:F17>0, D 13:F17, 0)-SU M (IF(D I3;F17>=5, D I3:F 17, 0)) sau

Tại ô F15 đánh công thức : =F12+F13+F14 Sau dó bấm

T O O LS -)• OPTIONS CA LCU LA TIO N IN TERA TION

Cuối cùng tại ô F14 đánh công thức : =5% *F15 và ta có kếf quii ghi trong báng 1.7 :

C hư ơng II

PHƯƠNG PHÁP THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH HỆ s ố NỂN

G iái bài toán íính khung và m óng làm việc đồng thời vói nền hoặc hệ

m óng bẳng trưc giao, đảm bảo chính xác đến mức độ nào, phẩn quan trọng phụ thuộc vào cách xác định hệ số nển

2.1 PH LO N G PHÁP TH Í N G HIỆM

Có nhiểu phưcmg pháp xác dịnh hệ số nền, phưcmg pháp ỉhí nghiệm tại hiện trường là chính xác nhất M ột bàn nén vuông có kích thước Im X Im , clìấl lái, tìm quan hệ giữa ứng suát gây lún và độ lún

ỉlin h 2.1: Quan hệ ^iữa ữiiịị SIKÌÌ và clộ lún

Hệ sô' nén xác dịnh bằng công ihức :

2.2 M Ộ T SỐ PHUONG PHÁP THỤC HÀNH

Số liệu thí nghiệm hệ số nén không phải lúc nào người thiết k ế c ũ n g có bời vì nếu có tài liệu khoan địa chất hoặc xuyỗn tĩnh cũng chỉ cung cấp số liệu liên quan đến việc tính cường độ và biến dạng (phân loại đất, dung trọng

tự nhiên y, góc m a sát trong (p, lực tính c, hệ số rỗng e, hệ số ép lún a,

m ôđun biến dạng E , cường dộ tiêu chuẩn R ‘S v.v,,,.)

Hiện nay, để x ác dịnh hê số nền, người thiết k ế thường dùng hai phương pháp sau đây:

M ột sô' nhà th iết k ế dựa vào cưèmg độ tiêu chuẩn của lóp đất dưới đáy

m óng (lấy bằng 1-2 lần giá trị cường dỏ tiêu chuẩn của đất R’‘ thứ nguyên

0,1 -0 ,5

2 Đất chặt vừa

Cát đã đắp từ Sòi đắp Sét ẩm

0 5 - 5

3 Đác chội

Cát chặt dă dáp lừ lủu Sỏi chặt dắp từ lâu Cuội

Séi ít ầĩĩ)

5 - 10

Bảng 2.1.

4, Đất rất chặt Cát, sét đựơc nén chặt lìhân tạo,

3 ĐAÌ cứng vừa - Cát bụi độ chại vừa và chại (5 < 0>8) 1,4

- Cál hạl nhỏ> thò vừa vả Ihô, không phụ

Báng 2.3 T rị số hệ số ncn K cũa diVt (ỉieo mục 2.2.1 (tliam kháo)

lệ chỉ là phương pháp định lượng íưcmg đối, khống có cơ sờ khoa học

Cá híii phương pháp đều không dựa vào ứng suAÌ gỉly lún và độ lún tươiig ứng là phương pháp lý Ihuyct cơ bản đirợc nêu ò m ục 2.1 Cá hai phưưng pháp dểu không để cẠp được ánh hướng cù a các lớp đất nam dưới lớp dấi dặi móng (nếu lớp đất đặt m óng c ó chiểu dày quá m òng)

2.3.1 C ơ sơ Iv th u y ế t

Dựa vào cách tính lún theo phương pháp lớp iưcmg đương :

Trong biêu thức 2.2 :

s - độ lún của m óng (cm);

ơ - img suất gây lún (kG /cm ’);

- chiểu dày lớp tươiig đương (chiểu sâu ảnh hường lún, hình 2.2);

an - hệ số nén tươiig đối (theo biểu thức 2.3)

- hệ số IIỎ hỏng, phụ ihụôc vào loại đất (lấy theo bảng 2.3);

E - m ổđun biến dạng tiêu chuẩn cùa đất, đựơc xác đ ịnh tổng báo cáo khảo sát địa chất công trình;

p - hệ số, tính theo biểu thức 2.4 hoặc tra bảng 2.3;

Bàiig 2.3 T rị số |i, p và A của các ỉoại đ ất

Nếu không có tài liệu th í nghiệm , có thể xác định m ôđun biến dạng tiêu chuẩn cùa đất E " theo b ản g 2.4 hoặc bảng 2.5, căn cứ vào phân loại đấi, hệ sô' rỗng, dộ chặt c ù a đ ất (với đất cá t) và độ sệt I (vói đất loại sét).

Bảng 2.4 T rị sổ E** của đất loại cát

T rong đó : hi - ch iều d ày lóp đất th ứ i;

Z| - khoảng cách từ trọng tâm lớp đất thứ i đến đỉnh tam giác

g ây lún c ó chiểu cao 2h,j (hình 2.2)

T ù biểu thức 2-lOa đến biểu thức 2,10d, ta nhận thấy rằng có thể xác định

độ lún s cùa m óng vuòng đối vói tất cà các loại đất xấp xỉ bằng :

Từ biểu thức 2.1, ứng suất gây lún trong giai đoạn đàn hổi ơ„,„ có thể lấy gẩn dúng bằng 1/2 ứng suất gãy lún và đ ộ lún trong giai doạn đ àn hổi bằng 1/4 đ ộ lún ch o phép s.

Biểu thức xác đinh hệ sổ nền viết thành :

T rong dó ;

E - m ôđun biến dạng tiêu chuẩn cù a đát dưới đáy m óng (kG /cm ');

b - chiều rộng củ a thanh tiếp đất (cm);

Nếu trong phạm vi chiều sâu 2b (3b -đối với đâì sét pha và 4 b đối vóri đất sét)

kẻ lừ d á y móng có nhiểu lớp đất hình 2.3, hệ sô' nển xác định bằng biếu thức:

K ế t lu ậ n : K hi á p dụng các biêu íhức 2.12 và 2.12a là đùng phưcmg pháp

thực hành để xác dịnh hệ số nến khi không có kết q u ả th í nghiệm nén tại hiện trường So với phương pháp tra bảng chì dựa vào phân loại đất và độ chặt hoặc chỉ dựa vào cưcmg đô tiêu chuẩn của nén đất dưới đ áy m óng thì phương pháp này gần với kết quả (hí nghiệm hơn Vì nó đã căn cứ vào bản chất cúa hệ số nền W inkler là quan hệ giữa ứng suất và độ lún (thông qua

m ỏđun biến dạng) Ngoài ra còn đề cập đến ảnh hường cùa các lớp dất dưói

d áy m óng

Đ ể tính toán khung và m óng làm việc đổng thời với nền đất, m a trận độ cứng cù a íhanh tiếp đất, phẩn ảnh hường cùa nển trị số K = K b đựơc lấy theo biếu thức 2.14 hoặc 2.14a :

Nếu sử dụng các chương trình mẫu tính dẩm và bàn trẽn nền đ àn hồi thì trị

sò K b (t/m") là s ố liệu đưa vào để tính toán được lấy bằng 2E (đất m ột lc^) hoặc 2E|h(đất c ó nhiểu lớp)

m ụ c từ 2.2 đến 2.3 cùa chương này

s „ - diện chịu tải cùa phản lực nển cho một nút được lấy bằng trung bình cộ n g khoảng cách các đoạn móng bãng nối các nút liển kề với n ú t đang xét, nhân với bề rộng cùa m óng tiếp đất tương ứng.2.4.2 H ệ s ố n ề n d ố i với m ó n g cọc

Hệ số nền đưa vào chương trình SAP2000, tính khung và m óng làm việc đồng thời với n ền , đối với m óng cọc dược xác định bằng biểu thức 2.16

K , = (2.16)Trong đó :

- tải trọng nén tiêu chuẩn ư ên đầu cọc (T), tính bằng tổng phản lực nển tại vị trí các cọc ư o n g dài d o chương trình SA P2000 đưa

ra, được k ế t nối với E X C EL để kiểm ư a sức chịu tải của cọc và

dộ lún của m óng cọc s^;

s, - độ lún của m óng cọc (m ), tucfng ứng vói lực nén tiêu chuẩn tại chân cột trong biểu thức 2.16

C h ư ơ n g III

TÍNH TOÁN GIÓ ĐỘNG VÀ ĐỘNG ĐẤT

3.1 T ÍN H G IÓ Đ Ộ N G (Theo TCV N 2737-1995)

3.1.1 G iá tr ị tiê u c h u ẩ n th à n h p h ầ n dộng khi f, > fi,

Đối với cóng trình và các bộ phận kết cấu có tần số dao động riêng cơ bản fi(Hz) lớn hơn giá trị giới hạn của tần số dao động riêng Íl trong bảng 3.1 dược xác định theo công thức ;

- giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng;

k - h ệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo dộ cao;

c - hệ sô' khí dộng

ị - hệ số áp lực động ciảa tải trọng gió ở độ cao z lấy theo bảng 3.2;

V - h ệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió, xác định theo bảng 3.3, phụ thuộc vào chiểu dài và chiẻu cao của m ặt đ ón gió

Bảng 3.1 Giá trị giới hạn của lÀn số dao dộng riêng Ti

5Vùng áp lực gió

Báng 3.3 Hệ sô tương quan không gian áp lực động V

p (m ) - chiều dài cùa m ặt đón gió cõng trình

ỵ (m ) - chiểu cao cùa công trình.

Đối với các dạng dao động thứ 2 và thứ 3, hình 3.2, lấy V = l.

3 Ỉ.2 G iá t r ị tiê u c h u ẩ n Ih à n h p h á n động khỉ f, <

Đối vcfi công trình và các bộ phận kết cấu có tẩn số dao động riêng cơ bản

fi < fj_ < f,, với í, là tần số dao đông riêng thứ 2 của công trình được xácđịnh íheo cồng thức :

W p = m x ệ x \ j í x y ( 3 3 )

Trong đó :

m - khối lượng của phần công trình mà trọng tâm có độ cao Z;

ị - hệ số động lục, tra biểu đổ theo dường cong 1 hoặc 2, hình 3.1,

phụ thuộc hệ số e

9 4 0 x f ị

0 đây; Ỵ - hệ sô' độ tin cậy cùa tải trọng gió, lấy bằng 1,2;

g iá trị tiêu chuẩn của áp lực gió (N /m '), xác định theo vùng gió;

Mk ■ khối lượng phần th ứ k của công trình tại m ức sàn m ỗi tầng, lấy

bằng toàn bộ tĩnh tải và 50% hoạt tải đ ạt trên sàn đó;

- dịch chuyển ng an g của trọng tâm phần thứ k, ứng với dạng dao động riêng th ứ nhất;

Wpj^- thành phần đ ộ n g phân b ố đểu cùa tải trọng gió ở phần thứ k cùa

công trình, xác định theo cô n g thức (3.1)

dao động thứ ( s - 1);

Ep^s) - giá trị hệ quả tác động thành phần động, ứng với dạng

d ao động th ứ s

DAO DONG THEO PHUONG C raEƯ DAl NHA

DANG M O DONQ ì HU i DANO DAO DỮNQ THU 2 OANQ DAP _DONO _ 3 (CHU :<v T = a e 9 2 »> (CMU KV T s Ỡ 9 » 4 S> KV T s 0 S 8 9 0 >

DAO DONG THEO PHUONG CHIEƯ RONG NHA

O M iứ OAO OOHG THU i DANO DAO DOHC THU 2 DONQ DAO DỮNO THU 3

Xi** - là nội lực, chuyển vị do thành phần dộng cùa tải trọng

gió gãy ra klii dao dộng ở dạng thứ i;

s - số d ạn g d ao động tính loán

3.2 TÍN H Đ Ộ N G ĐẤT (Theo TCXDVN 375:2006)

Tuỳ theo lín h chất và quy m ô công trình, địa điểm xây dựng, việc tính toán thiết k ế cỏng trình chịu ảnh hường cùa động đất theo các số liệu khác

nhau Theo T C X D V N 375:2006, các kết cấu nhà được phân Ihành 2 loại dểu dặn và khổng dếu đặn.

3.2.1.T iéu ch í vé tính đ éu đạn của côn g trình

3 2 1 1 T iê u c h í về tín h đ ể u đ ậ n tr o n g m ậ t bằng

- Vé độ cúĩig ngang và sự phân bô' khối lượng, nhà phải gần đối xứng

trong m ật phẳng theo hai trục vuông góc

- H ình dạng m ặt bằng ph ải gọn, m ỗi sàn phải được giới hạn bằng m ột đa giác đều N ếu m ặt bằng có ch ỗ lõm thì diện tích giữa hên ngoài của sàn và

đa giác lồi bao quanh sàn không vượt q u á 5% diện tích sàn.

- Đ ộ cứng trong m ặt phẳng cùa sàn phải khá iớn so với d ộ cứng ngang cùa các cấu kiện (hẳng đứng chịu lực, để biến dạng củ a sàn ít ảnh hường tới sự phân b ố lực giữa c á c cấu kiện thẳng đứng chịu lực

- Đ ộ m ảnh A = L „ „ / L„i„ của m ặt bằng nhà và công trình khống được lớn hơn 4 irong đ ó và L„,n lần lượi là kích thước lớn nhất và bé nhất của

m ặt bằng nhà theo hai phương vuông góc

3.2.1.2 T iêu c h í vé' tín h đ ể u đ ậ n th e o m ặ t đ ứ n g

- Tất cả các hệ kết cấu chịu tải trọng ngang như lõi, tường hoảc khung, phải lién tục từ m óng tói m ái cùa nhà hoặc tới đỉnh của vùng có giật cấp của nhà nếu c ó giãt cấ p tại các d ô cao khác nhau

* Các dộ cúng ngang ỉẫn khối lượng cù a các tầng riêng rẽ phải g iữ nguyèn không đổi hoặc giảm lừ từ , không thay dổi đột ngột từ m óng tới đình nhà đang xét

- Đ ối với các n h à có giạt cấ p liên tiếp m à vẫn giữ được tính đối xứng Irục,

sự giậi cấp tại bất kỳ tầng nào cũng không được lớn hcfn 20% kích thước cùa

m ạt bằng kể dưới theo hướng giật cấp

■ Đ ối với nhà giặt cấp m ột lần nẳm trong phần thấp hcfn 15% chiéu ca o H của hệ kết cấu chính kể từ m óng, kích thước chỗ lùi vào khòng được lớii hơii 50% kích thước m ặt bằng ngay phía dưói

3 2 1 3 M ứ c đ ộ và h ệ s ố tầ m q u a n trọ n g

N hà và công trình được phân thành 5 m ức độ q u an trọng, phụ thuộc vào hậu q u ả cùa sự sụ p đ ổ do động đất gây ra N ó quyết định bời tính chấí cùa công trình, khi tín h toán lấy hệ số tầm quan trọng Yi

Đ ối với các công trình có yèu cầu hạn chế hư hòng, có thể lấy hộ số

Đát cát, cuội sỏi rất chật hoặc dấ( séi rất cứng có

bé dày ít nhất hàng chục mét (ính chỉl cơ học tăng dán theo độ sâu

(3.11)Trong đó :

Sj(T) - phổ phản ứng đ àn hổi;

T - chu kỳ dao động cù a hệ tuyến tính m ột bậc tự do;

3g - gia tốc nển thiết k ế trên nền loại A(3g= Y1 SgR);

Tg • giới h ạn dưới cù a ch u kỳ , úng với đoạn nằm ngang cùa phổ phản ứng gia tốc;

Tp - giới hạn trên củ a ch u kỳ, ứng vái đoạn nằm ngang của phổ phản útig gia tốc;

Tq - giá trị xác định điểm bắt đ ầu cùa phần phàn ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng;

s - hệ số nển;

(các giá trị s, Tg ,Tc ,Tp lấy theo bảng 3.5, phụ thuộc các loại địa hình)T) - hệ số điều chỉnh đô cản tính bẳng biểu thức (3.12)

Trong đó : 4 * tỷ số cản nhới cùa kết cấu, tính bằng phần trăm ; giá trị

tham chiếu r\ = 1 đối với độ cản nhót 5%

Bàng 3.5 Gíá trị của các tham số mô tả các phổ phản ứng d àn hồi

H ình 3.3: Dạng của phổ phàn ứng đàn hối s.2 2 2 P h ổ p h â n ứ n g ch u y ển vị đàn hói

Phổ phản ứng chuyển vị đàn hổi S|x(T), nhận được bằng cách biến đổi trực tiếp phổ phản ứng gia tốc đàn hổi Sc(T) theo biểu thức sau :

2

Sdc(T) = Sc(T) T

2 n

(3.13)

3.2.2.3 P h ổ p h ấ n ứ n g đán h ố i theo phư ơng th ẳ n g đ ứ n g :

T hành phần thẳng đứng cùa tác động dộng đất phải dược thể hiện bằng phổ phản ứng đàn hổi Svc(T), được xác định bằng cách sừ dụng các biểu thức từ (3.14) đến (3.17)

(3.17)

Trong đó : G iá trị các tham s ố avg.Tg, Tc, T|3 m ô tả các phổ thẳng đứng được cho trong bảng 3.6; r) tính bời biểu thức (3.12)

Bảng 3.6 G iá trị các tham số phổ phản ứng d àn hồi theo phirơng th ản g dứng

Te< T < Tp; Soc(T) = 0 ,0 2 5 a s Tc-To [2.5ti + ^ T - T ẹ >

I Tf - T eJ

(I- 2 ,5 n )] (3.19)

T > T p ; Sdc(T) = <1, (3.20)Trong đó : - giá trị chuyển vị nền thiết kế, xem trong m ục 3.2.2.4 (biểuthức 3.18)

s, Tc.Tp cho trong bảng 3.5 ; T| tính bời biểu thức (3.12); chu kỳ Tg và Tp cho trong bảng 3.7

Bảng 3.7 Các chu kỳ kiểm soát bổ sung dối vớỉ phổ chuyển vị

G iá trị các tham số a g ,s , Tc và T[J như dã định nghĩa trong 3.2.2.1;

S^(T) - phổ thiết kế;

p - hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết k ế theo phưcmg nằm ngang, p = 0,2

Đối vói thành phán thảng đứng cùa tác động động đất, phổ thiết k ế cũng cho bời các biểu thức từ (3.21) đến (3.24), với gia tốc nền thiết k ế theo phương íhẳng đứng được thay bằng giá trị a^; s lấy bằng 1,0 còn các tham số khác như đ ã định nghĩa trong 3.2.2.3

+ N hà m ột tầng : q„ = 3,3;

+ N hà nhiều tầng, m ột nhịp : = 3,6;

+ N hà nhiều tầng, nhiều nhịp : = 3,9;

- hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến ừ o n g hệ k ết cấu có tưcmg, có thẻ lấy =1.0 vói hệ khung v à h ệ k ế t cấu hỗn hợp tương đương khung.

- Đ ối vói tác động động đ ấ t theo phưong thẳng đứng, hệ số ứng xừ q nói chung có thể lấy nhỏ hcm hoặc bằng 1,5 cho m ọi loại vật liệu và hệ kết cấu

Ghi chú : Đối với các nhà không đều đặn theo mặt đứng, giá trị của hệ s ố ứng xừ

q được nhân với hệ sô'0,8.

3.2.4 P hân tích kết cấu :

Nói chung có thể xem h ệ k ế t cấu gồm m ột số kết cấu chịu tải trọng ngang

và đứngđược liên kết vcfi nhau q u a các tãm cứng

K hi các sàn nhà có th ể được xem là cứng trong m ặt phảng của chúng thì các khối lượng và m ô m en quán tính của m ỗi sàn có thể tập trung tại trọng tâm

Đ ối vói các n h à tuân th eo các tiêu ch í về tính đều đặn trong m ặt bằng, có thể phân tích bằng cách sử d ụ n g hai m ô hình phẳng, m ỗi m ô hình cho m ột phưcmg chính

Tuỳ thuộc vào các đặc trưng kết cấu của nhà, có tìiể sử dụng m ột ưong hai phương pháp phân tích đ àn hổi tuyến tính sau :

- Phưcmg pháp “Phân tích tĩnh lực ngang tương đương” đối với các nhà thoả m ãn các tiêu chí về tính đ ều đ ặn trong m ặt bằng và m ặt đứng

- Phương pháp “Phân tích p hổ phản ứng dạng d ao động” là phưcmg pháp

có thể áp dụng cho lát c ả các loại nhà

3.2.4.1 P h ư ơ n g p h á p p h â n tíc h ã n h lự c n g a n g tư ơ n g đ ư ơ n g :

Phương pháp này được áp dụng khi kết cấu n h à đ áp ứng cà hai đ iều kiên :

a) Có các chu kỳ dao động cơ bản T I theo hai phương chính nhỏ hơn các giá trị sau :

T, < 2,0sTrong đó Tc cho trong 3.2.2.1

b) Thoả m ãn các tiêu c h í về tính đ ều đặn trong m ặt bằng và m ật đứng

3.2.4.2 L ự c c ắ t đáy :

Lực cắt đ áy động đ ất Fb được xác đ ịnh theo biểu thức 3.27

T ro n g đ ó :

S j(T |) - tung đ ộ cùa phổ thiết k ế (xem 3.2.3) tại chu kỳ T,;

T | - chu kỳ dao động cơ bàn của nhà do chuyển động ngang theo phucmg

đ an g xét;

m - tổng khối lượng của nhà ờ trên móng, có thể lấy bằng tổng khối lượng tĩnh tải + 50% hoại tải sàn gồm khối lượng người, đ ồ đạc trên sàn tính tương đương phân b ố đều, đối với cỏng trình d ân dụng (theo TCX D

Fb - lực cầt đáy d o động đất tính theo biểu thức 3.27;

S| Sj - lần lượi l à chuyển v ị c ủ a các k h ố i lượng m j , m j trong dạng dao

động cơ bản;

niị, nij - khối lượng của các tầng, tính như giá trị m trong biểu thức

3.27, nhưng tính cho mổi tầng i,j;

3.2.4.4 T ổ h ợ p các p h á n ứ n g dạng dao động

Khi lấl cả các dang dao đông cần thiết được xem là đ ô c lâp với nhau, thì

g iá trị lớn nhất cùa hệ quả tác động động đất Eg có thể lấy bằng :

T rong đ ó : - giá trị hệ q u ả tác dộng cùa động đất d ạn g d ao dộng thứ i

g ây ra {mỗi phưcmg có Ihể lấy ba dạng dao động c ơ bản, xem m ục 3.1.3, hình 3.2 củachưcm g này)

3.2.4.5 H iệ u ứ n g xo ắ n

Khi sử dụng m ỏ hình không gian dể phân tích, m ôm en xoắn M,i xung quanh trục thảng đứng ở m ỗi tầng thứ i được tính bằng biểu thức :

M - e , F , (3.30)Trong đó :

Mjị - M ỏm en xoắn tác dụng tại tầng th ứ i quanh irục thẳng đứng của tầng;e„ • đ ộ lệch tâm ngẫu nhiên cùa khối iượng tẩng thứ i, tính theo biểu thức :

Phải xét tới phản ứng của tấ t cả các dạng dao động góp phẩn đáng kể vào phản ứng tổng thể của nhà N ói chung m ỗi phương sừ dụng 3 dạng dao động

c ơ bản : D ạng d ão động thứ nh ất - không cất trục nhà theo phương thẳng đứng; dạng d ao dộng thứ hai - cắt trục nhà theo phương thẳng đ ú n g tại một điểm ; dạng d ao đông thứ ba - cắt trục n h à theo phương thẳng đihìg tại hai điểm , (xem m ục 3.1.3, hình 3.2 cùa chưcmg này)

Ghi chứ : Thành phần thẳng đứiig của tải trọng động đất không phái xét đến khi các bộ phận kết cấu nằm ngang hoặc gần như nồm ngang có nhịp bằng hoặc lớn hơn 20m hoặc các rhành phán kết cáu dạng cớ/igjcôn nâm ngang hoặc gần iilỉU /lầm lìgaiìg dài hơn 5m:

3.2.5 T ổ hợp tảí írọng

Đ ối với các cô n g trình có kể đến tác động cùa lải trọng động đấi, theo TCV N 2737 - 1995 “Tải trọng và tác động”, T ổ h c^ tải trọng có tải trọng động đất tham g ia gọi là T ổ hợp tải trọng đặc biệt, được lấy như sau :

T ổ hợp tải trọng dăc biệt gồm các tải trọng thường xuyên, tài trọng tạm thời (hoạt tải) và m ộ t trong các tải trọng d ặc biệt (tài trọng dông đất)

- T ổ hợp tải trọng dặc b iệ t c ó m ộ t tải trọng tạm thời thì giá trị tài trọng tạm thời được lấy toàn bộ;

- Tổ hợp tài trọng đặc biệt có hai tải trọng tạm thời trờ lên thì giá irỊ tải trọng đặc biệt được láy không giảm , giá trị tạm thời nhân vói hệ số 0,8i

G hi chú : Trong lổ hợp tải trọng đặc biệi có lái irọng động đất cho phép kiìóng

k ề đến tải trọng gió.

Chuofng IV

4,1 M Ó N G CỌC BÊ TÔ N G C ố T THÉP

4.1.1 T ín h to á n sức ch ịu tả i củ a cọc

4 Ỉ I I X á c đ ịn h sức ch ịu tả i của cọc theo độ b én c ủ a vật liệu

Súc chịu tải của cọc iheo d ô bền cùa vât liệu làm cọc, xác định theo công thức:

T rong đ ó :

R„ - cường độ chịu nén cùa bê tông:

- cường độ chịu kéo cùa cốt thép;

Fj, • diện tích tiết diện cọc (Fj, = d xd , trong đó : d là cạnh cọc vuông);

F_, - diện tích tiết diện cốt thép dọc đật trong cọc;

(J> ■ hê s ố xét tới ảnh hường cùa uốn doc, phu thuỏc đô m ảnh X = — , lấy

dtheo bảng 4.1 (Thông thưcmg thiết kế lựa chọn sức chịu tải tín h toán cù a cọc theo dẵt nền; do dó để an toàn lây (p = 0,85)

d - bề rông của cạnh cọc vuông;

4.1.1.2 X á c đ ịn h sứ c ch ịu tả i của cọc theo đất n ền

Sức chịu tải của cọc m a sát hay cọc treo theo đất nẻn được xác định theo cổng thức: