Bảng xác định tọa độ trọng tâm của đường bao tính toán và các đoạn thành phần móng M1.. Bảng xác định tọa độ trọng tâm của đường bao tính toán và các đoạn thành phần móng M3.. Bảng xác đ
Trang 1THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHU CĂN HỘ - THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ CAO TẦNG
ANH QUÂN GREEN VIEW ( PHỤ LỤC TÍNH TOÁN )
S K L 0 0 7 7 4 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
GVHD: ThS NGUYỄN TỐNG SVTH: NGUYỄN ANH QUÂN MSSV: 16149227
Trang 2THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHU CĂN HỘ - THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ CAO TẦNG
ANH QUÂN GREEN VIEW (PHỤ LỤC TÍNH TOÁN)
GVHD: Th.S NGUYỄN TỔNG SVTH: NGUYỄN ANH QUÂN MSSV: 16149227
KHÓA: 2016
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2021
Trang 3TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHU CĂN HỘ - THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ CAO TẦNG
ANH QUÂN GREEN VIEW
(PHỤ LỤC TÍNH TOÁN) GVHD: Th.S NGUYỄN TỔNG SVTH: NGUYỄN ANH QUÂN MSSV: 16149227
KHÓA: 2016
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 01 nằm 2021
Trang 42 TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 8
2.1 Xác định hệ số Mass Source – khối lượng tham gia giao động 8
2.2 Phân tích dao động trong tính toán tải trọng động đất 9
2.3 Tính toán động đất theo phương pháp phổ phản ứng dao động 10
2.4 Phổ thiết kế Sd(T) theo phương ngang 10
2.5 Phổ thiết kế Sd(T) theo phương đứng 11
2.6 Lực cắt đáy 11
2.7 Đặc trưng tính toán động đất 14
2.7.1 Đặc trưng đất nền công trình 14
2.7.2 Phân loại công trình 14
2.7.3 Phổ thiết kế 14
2.7.4 Hệ số ứng xử q đối với các tác động động đất theo phương nằm ngang 15
2.7.5 Kết quả tính toán 16
3 THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH 22
3.1 Phân tích nội lực sàn 22
3.2 Tính toán 25
3.3 Kiểm tra chuyển vị toàn phần có kể đến sự hình thành vết nứt 57
3.3.1 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt 57
3.3.2 Tính toán độ võng sàn có xuất hiện vết nứt sàn 58
4 THIẾT KẾ DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH (TCVN 5574-2018) 68
4.1 Mặt bằng dầm 68
4.2 Tính toán chi tiết dầm tầng điển hình 69
4.2.1 Cấu tạo kháng chấn đối với cốt đai 71
4.2.2 Tính toán đoạn neo, nối cốt thép 71
4.2.2.1 Neo cốt thép 71
4.2.2.2 Nối cốt thép 72
4.2.3 Kết quả tính toán dầm 72
5 THIẾT KẾ VÁCH ĐƠN (Phương pháp vùng biên chịu moment) 95
5.1 Lý thuyết tính toán 95
5.1.1 Tính toán vùng biên 95
5.1.2 Tính toán vùng bụng 96
5.1.3 Tính toán cốt thép ngang 96
5.1.4 Cấu tạo kháng chấn 96
5.1.5 Kết quả tính toán vách đơn trục A & 14 97
6 THIẾT KẾ VÁCH LÕI 120
6.1 Vật liệu thiết kế (Mục 2.1.4 – Chương 2) 120
Trang 56.4 Kết quả tính toán vách lõi PLOITHANG 122
7 THIẾT KẾ MÓNG 124
7.1 Tính toán – thiết kế chi tiết móng M1 124
7.1.1 Kích thước và phản lực đầu cọc móng M1 124
7.1.2 Kiểm tra phản lực đầu cọc 124
7.1.3 Kiểm tra ổn định nền dưới đáy khối móng quy ước 124
7.1.4 Kiểm tra lún dưới đáy khối móng quy ước 127
7.1.5 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 128
7.1.6 Tính toán cốt thép đài móng M1 132
7.2 Tính toán – thiết kế chi tiết móng M3 133
7.2.1 Kích thước và phản lực đầu cọc móng M3 133
7.2.2 Kiểm tra phản lực đầu cọc 133
7.2.3 Kiểm tra ổn định nền dưới đáy khối móng quy ước 133
7.2.4 Kiểm tra lún dưới đáy khối móng quy ước 136
7.2.5 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 136
7.2.6 Tính toán cốt thép đài móng 140
7.3 Tính toán – thiết kế chi tiết móng M4 141
7.3.1 Kích thước và phản lực đầu cọc móng M4 141
7.3.2 Kiểm tra phản lực đầu cọc 142
7.3.3 Kiểm tra ổn định nền dưới đáy khối móng quy ước 142
7.3.4 Kiểm tra lún dưới đáy khối móng quy ước 144
7.3.5 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 145
7.3.6 Tính toán cốt thép đài móng 149
7.4 Tính toán – thiết kế chi tiết móng M5 149
7.4.1 Kích thước và phản lực đầu cọc móng M5 149
7.4.2 Kiểm tra phản lực đầu cọc 150
7.4.3 Kiểm tra ổn định nền dưới đáy khối móng quy ước 150
7.4.4 Kiểm tra lún dưới đáy khối móng quy ước 152
7.4.5 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 153
7.4.6 Tính toán cốt thép đài móng 157
7.5 Tính toán – thiết kế chi tiết móng M2 158
7.5.1 Kích thước và phản lực đầu cọc móng M2 158
7.5.2 Kiểm tra phản lực đầu cọc 159
7.5.3 Kiểm tra ổn định nền dưới đáy khối móng quy ước 159
7.5.4 Kiểm tra lún dưới đáy khối móng quy ước 160
7.5.5 Tính toán cốt thép đài móng 161
7.6 Tính toán – thiết kế chi tiết móng M6 162
7.6.1 Kích thước và phản lực đầu cọc móng M6 162
Trang 67.6.4 Kiểm tra lún dưới đáy khối móng quy ước 165
7.6.5 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 165
7.6.6 Tính toán cốt thép đài móng 169
8 PHẦN NÂNG CAO :THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH (SÀN PHẲNG) 171
8.1 Phân tích nội lực sàn 171
8.2 Tính toán 174
8.3 Kiểm tra chuyển vị toàn phần có kể đến sự hình thành vết nứt 195
8.3.1 Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt 195
8.3.2 Tính toán độ võng sàn có xuất hiện vết nứt sàn 196
TÀI LIỆU THAM KHẢO 206
Trang 7Bảng 1.2 Đánh giá dạng dao dộng công trình với những mode có fL < 1.3 Hz 2
Bảng 1.3 Thông số tính toán cần thiết cho các mode 4
Bảng 1.4 Kết quả tính toán thành phần động của tải trọng gió cho mode 3 1-5 Bảng 1.5 Kết quả tính toán thành phần động của tải trọng gió cho mode 4 1-6 Bảng 2.1 % khối lượng tham gia dao động theo các phương X, Y 9
Bảng 2.2 Các giá trị kiến nghị các tham số mô tả phổ phản ứng thiết kế theo phương đứng 11
Bảng 2.3 Khối lượng tầng, tâm cứng, tâm khối lượng 12
Bảng 2.4 Thang phân chia cấp động đất 14
Bảng 2.5 Bảng giá trị các tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi 14
Bảng 2.6 Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử q0 cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng 15
Bảng 2.7 Kết quả tổng hợp các hệ số tính động đất 16
Bảng 2.8 Kết quả lực cắt đáy với Mode 3 (Phương Y) 16
Bảng 2.9 Kết quả lực cắt đáy với Mode 4 (Phương X) 17
Bảng 2.10 Kết quả lực cắt đáy với Mode 6 (Phương Y) 19
Bảng 2.11 Kết quả lực cắt đáy với Mode 7 (Phương X) 20
Bảng 3.1 Kết quả tính toán thép sàn phương X 25
Bảng 3.2 Kết quả tính toán thép sàn phương Y 40
Bảng 3.3 Kết quả tính toán kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt sàn 57
Bảng 3.4 Tổng hợp moment tại từng vị trí 59
Bảng 3.5 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại giữa nhịp 59
Bảng 3.6 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại gối trái 60
Bảng 3.7 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại vị trí iL1 61
Bảng 3.8 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại vị trí iL2 62
Bảng 3.9 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại vị trí i’R2 63
Bảng 3.10 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại vị trí i’R1 65
Bảng 3.11 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại gối phải 66
Bảng 5.1 Kết quả tính toán thép vách P01 98
Bảng 5.2 Kết quả tính toán thép vách P03 99
Bảng 5.3 Kết quả tính toán thép vách P04 100
Bảng 5.4 Kết quả tính toán thép vách P05 102
Bảng 5.5 Kết quả tính toán thép vách P06 103
Bảng 5.6 Kết quả tính toán thép vách P07 104
Bảng 5.7 Kết quả tính toán thép vách P08 106
Bảng 5.8 Kết quả tính toán thép vách P09 107
Bảng 5.9 Kết quả tính toán thép vách P10 108
Bảng 5.10 Kết quả tính toán thép vách P11 110
Bảng 5.11 Kết quả tính toán thép vách P12 111
Bảng 5.12 Kết quả tính toán thép vách P13 112
Bảng 5.13 Kết quả tính toán thép vách P14 114
Bảng 5.14 Kết quả tính toán thép vách P15 115
Bảng 5.15 Kết quả tính toán thép vách P16 117
Bảng 5.16 Kết quả tính toán thép vách P17 118
Trang 8Bảng 7.1 Bảng phản lực truyền xuống móng M1 124
Bảng 7.2 Bảng xác định góc ma sát trung bình của các lớp đất 125
Bảng 7.3 Bảng xác định dung trọng trung bình trong khối móng quy ước M1 126
Bảng 7.4 Bảng tính lún khối móng quy ước của móng M1 128
Bảng 7.5 Bảng tính lực F xuyên thủng của móng M1 129
Bảng 7.6 Bảng xác định lực tới hạn Fb,ucủa móng M1 129
Bảng 7.7 Bảng xác định tọa độ trọng tâm của đường bao tính toán và các đoạn thành phần móng M1 131
Bảng 7.8.Bảng xác định momen quán tính của các đoạn thành phần 131
Bảng 7.9 Bảng xác định momen tập trung tới hạn móng M1 131
Bảng 7.10 Kiểm tra xuyên thủng móng M1 131
Bảng 7.11.Bảng tính cốt thép 2 phương của móng M1 132
Bảng 7.12 Bảng phản lực truyền xuống móng M3 133
Bảng 7.13 Bảng xác định góc ma sát trung bình của các lớp đất 133
Bảng 7.14 Bảng xác định dung trọng trung bình trong khối móng quy ước M1 134
Bảng 7.15 Kích thước khối móng quy ước: 134
Bảng 7.16 Xác định áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng quy ước: 135
Bảng 7.17 Xác định áp lực tiêu chuẩn nền R 135II Bảng 7.18 Bảng tính lún khối móng quy ước của móng M3 136
Bảng 7.19 Bảng tính lực F xuyên thủng của móng M3 137
Bảng 7.20 Bảng xác định lực tới hạn Fb,ucủa móng M3 138
Bảng 7.21 Bảng xác định tọa độ trọng tâm của đường bao tính toán và các đoạn thành phần móng M3 139
Bảng 7.22.Bảng xác định momen quán tính của các đoạn thành phần 139
Bảng 7.23 Bảng xác định momen tập trung tới hạn móng M3 140
Bảng 7.24 Kiểm tra xuyên thủng móng M3 140
Bảng 7.25.Bảng tính cốt thép 2 phương của móng M3 141
Bảng 7.26 Bảng phản lực truyền xuống móng M4 141
Bảng 7.27 Bảng xác định góc ma sát trung bình của các lớp đất 142
Bảng 7.28 Bảng xác định dung trọng trung bình trong khối móng quy ước M4 143
Bảng 7.29 Kích thước khối móng quy ước: 143
Bảng 7.30 Xác định áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng quy ước: 143
Bảng 7.31 Xác định áp lực tiêu chuẩn nền R 143II Bảng 7.32 Bảng tính lún khối móng quy ước của móng M4 145
Bảng 7.33 Bảng tính lực F xuyên thủng của móng M4 146
Bảng 7.34 Bảng xác định lực tới hạn Fb,ucủa móng M4 146
Bảng 7.35 Bảng xác định tọa độ trọng tâm của đường bao tính toán và các đoạn thành phần móng M4 148
Bảng 7.36.Bảng xác định momen quán tính của các đoạn thành phần 148
Trang 9Bảng 7.39 Bảng tính cốt thép 2 phương của móng M4 149
Bảng 7.40 Bảng phản lực truyền xuống móng M5 150
Bảng 7.41 Bảng xác định góc ma sát trung bình của các lớp đất 150
Bảng 7.42 Bảng xác định dung trọng trung bình trong khối móng quy ước M5 151
Bảng 7.43 Kích thước khối móng quy ước: 151
Bảng 7.44 Xác định áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng quy ước: 151
Bảng 7.45 Xác định áp lực tiêu chuẩn nền R 152II Bảng 7.46 Bảng tính lún khối móng quy ước của móng M3 153
Bảng 7.47 Bảng tính lực F xuyên thủng của móng M5 154
Bảng 7.48 Bảng xác định lực tới hạn Fb,ucủa móng M5 155
Bảng 7.49 Bảng xác định tọa độ trọng tâm của đường bao tính toán và các đoạn thành phần móng M5 156
Bảng 7.50.Bảng xác định momen quán tính của các đoạn thành phần 156
Bảng 7.51 Bảng xác định momen tập trung tới hạn móng M5 157
Bảng 7.52 Kiểm tra xuyên thủng móng M5 157
Bảng 7.53.Bảng tính cốt thép 2 phương của móng M5 157
Bảng 7.54 Bảng phản lực truyền xuống móng M8 158
Bảng 7.55 Bảng xác định góc ma sát trung bình của các lớp đất 159
Bảng 7.56 Bảng xác định dung trọng trung bình trong khối móng quy ước M5 159
Bảng 7.57 Kích thước khối móng quy ước: 159
Bảng 7.58 Xác định áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng quy ước: 159
Bảng 7.59 Xác định áp lực tiêu chuẩn nền R 160II Bảng 7.60 Bảng tính lún khối móng quy ước của móng M2 161
Bảng 7.61.Bảng tính cốt thép 2 phương của móng M2 161
Bảng 7.62 Bảng phản lực truyền xuống móng M6 163
Bảng 7.63 Bảng xác định góc ma sát trung bình của các lớp đất 163
Bảng 7.64 Bảng xác định dung trọng trung bình trong khối móng quy ước M6 163
Bảng 7.65 Kích thước khối móng quy ước: 164
Bảng 7.66 Xác định áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng quy ước: 164
Bảng 7.67 Xác định áp lực tiêu chuẩn nền R 164II Bảng 7.68 Bảng tính lún khối móng quy ước của móng M3 165
Bảng 7.69 Bảng tính lực F xuyên thủng của móng M6 166
Bảng 7.70 Bảng xác định lực tới hạn Fb,ucủa móng M5 167
Bảng 7.71 Bảng xác định tọa độ trọng tâm của đường bao tính toán và các đoạn thành phần móng M6 168
Bảng 7.72.Bảng xác định momen quán tính của các đoạn thành phần 168
Bảng 7.73 Bảng xác định momen tập trung tới hạn móng M6 168
Bảng 7.74 Kiểm tra xuyên thủng móng M6 169
Bảng 7.75.Bảng tính cốt thép 2 phương của móng M6 169
Bảng 8.1 Kết quả tính toán thép sàn phương X 174
Trang 10Bảng 8.5 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại giữa nhịp 197
Bảng 8.6 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại gối trái 198
Bảng 8.7 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại vị trí iL1 199
Bảng 8.8 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại vị trí iL2 200
Bảng 8.9 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại vị trí i’R1 201
Bảng 8.10 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại vị trí i’R2 203
Bảng 8.11 Tính độ võng sàn kể đến sự hình thành vết nứt tại gối phải 204
Trang 11Hình 3.1 Kết cấu sàn phẳng tầng điển hình 22
Hình 3.2 Biểu đồ màu moment M11 22
Hình 3.3 Biểu đồ màu moment M22 23
Hình 3.4 Biểu đồ phân bố dòng ứng suất trên các ô sàn 23
Hình 3.5 Strip theo phương X 24
Hình 3.6 Strip theo phương Y 24
Hình 4.1 Mặt bằng dầm 68
Hình 4.2 Biểu đồ nội lực dầm B1 (DX01 – A) 69
Hình 4.3 Cốt thép ngang và cốt đai trong vùng tới hạn của dầm 71
Hình 5.1 Sơ đồ nội lực tác dụng lên vách đơn 95
Hình 5.2 Mặt bằng vách tầng điển hình 97
Hình 6.1 Tọa độ trọng tâm lõi Ploithang 120
Hình 7.1 Chi tiết móng M1 124
Hình 7.2 Kích thước và phản lực đầu cọc ứng với tổ hợp baomax 124
Hình 7.3 Khối móng quy ước của móng M1 125
Hình 7.4 Mặt bằng tiết diện tháp chống xuyên của móng M1 129
Hình 7.5 Tính mô men quán tính của một cạnh song song với trục X 131
Hình 7.6 Tính mô men quán tính của một cạnh song song với trục Y 131
Hình 7.7 Giá trị momen của 2 phương móng M1 132
Hình 7.8 Chi tiết móng M3 133
Hình 7.9 Kích thước và phản lực đầu cọc ứng với tổ hợp baomax 133
Hình 7.10 Khối móng quy ước của móng M1 134
Hình 7.11 Mặt bằng tiết diện tháp chống xuyên của móng M1 137
Hình 7.12 Tính mô men quán tính của một cạnh song song với trục X 139
Hình 7.13 Tính mô men quán tính của một cạnh song song với trục Y 139
Hình 7.14 Giá trị momen của 2 phương móng M3 141
Hình 7.15 Chi tiết móng M4 141
Hình 7.16 Kích thước và phản lực đầu cọc ứng với tổ hợp baomax 141
Hình 7.17 Khối móng quy ước của móng M4 142
Hình 7.18 Mặt bằng tiết diện tháp chống xuyên của móng M4 145
Hình 7.19 Tính mô men quán tính của một cạnh song song với trục X 147
Hình 7.20 Tính mô men quán tính của một cạnh song song với trục Y 147
Hình 7.21 Giá trị momen của 2 phương móng M4 149
Hình 7.22 Chi tiết móng M5 149
Hình 7.23 Kích thước và phản lực đầu cọc ứng với tổ hợp baomax 149
Hình 7.24 Khối móng quy ước của móng M5 151
Hình 7.25 Mặt bằng tiết diện tháp chống xuyên của móng M5 154
Hình 7.26 Tính mô men quán tính của một cạnh song song với trục X 156
Hình 7.27 Tính mô men quán tính của một cạnh song song với trục Y 156
Hình 7.28 Giá trị momen của 2 phương móng M5 157
Hình 7.29 Chi tiết móng M8 158
Hình 7.30 Kích thước và phản lực đầu cọc ứng với tổ hợp baomax 158
Trang 12Hình 7.34 Tính mô men quán tính của một cạnh song song với trục X 168
Hình 7.35 Tính mô men quán tính của một cạnh song song với trục Y 168
Hình 7.36 Giá trị momen của 2 phương móng M6 169
Hình 8.1 Kết cấu sàn phẳng tầng điển hình 171
Hình 8.2 Biểu đồ màu moment M11 171
Hình 8.3 Biểu đồ màu moment M22 172
Hình 8.5 Strip theo phương X 172
Hình 8.6 Strip theo phương Y 173
Trang 13Trong TCXD 229 -1999, quy định cần tính toán thành phần động của tải trọng gió ứng với s dạng dao động đầu tiên, với tần số giao động riêng cơ bản thứ s thỏa mãn bất đẳng thức:
N L N 1
f f f + Giá trị fL phụ thuộc vào vùng áp lực gió và độ giảm lô ga Đối với vùng áp lực gió II.A và độ giảm lô ga =0.3(Công trình bê tông cốt thép) thì giá trị fL = 1.3 Hz ( )
Hệ số Mass Source: 100% Tĩnh tải +50% Hoạt tải
Sử dụng phần mềm ETABS khảo sát dao động của công trình
Bảng 1.1 % khối lượng tham gia dao động theo các phương X, Y, Z
TABLE: Modal Participating Mass Ratios
Trang 14Case Mode Period Frequency f N Đánh giá
Trang 15Hình 1.1 Biểu đồ dạng dao động các mode tính toán
Với f , giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j ứng fLvới dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:
( ) j i i ji
P ji
Trong đó:
• Mj – Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j, (T);
• i – Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc vào thông
số và độ giảm lô ga của dao động i , tra hình 2 trong TCXD 229 – 1999:
0 i
i
W940f
=
Trong đó:
o – Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2;
o W0 – Giá trị của áp lực gió,tra bảng 4 TCVN 2737 - 1995 ( 2)
Tren dline Error
Tren dline Error
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
-0.010 0.000
UX
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
-0.0050 0.0000
UY
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
-0.01 0 0.01
UX
Trang 16o Wj– Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng lên tầng thứ j, (kN);
o j– Hệ số áp lực động của tải trọng gió thay đổi theo độ cao, tra bảng 3 TCXD 229 – 1999 Sử dụng đường công số 1 có = 0.3 (Đối với các công trình bê tông cốt thép) để tính;
o i– Hệ số tương quan không gian ứng với dạng dao động thứ i, i phụ thuộc vào 2 tham số và , tra bảng 4 và 5 TCXD 229 – 1999 Khi tính toán với dạng dao đông thứ nhất thì lấy bằng i, còn đối với các dạng dao động còn lại thì =1
Bảng 1.3 Thông số tính toán cần thiết cho các mode
Trang 20quan trọng nhất khi thiết kế các công trình cao tầng Do đó, bất kỳ công trình xây dựng nào nằm
ở phân vùng có động đất đều phải tính toán tải trọng động đất
Tính toán lực động đất theo tiêu chuẩn TCVN 9386 – 2012 (Thiết kế công trình chịu động đất) Theo TCVN 9386 – 2012, có 2 phương pháp tính toán tải trọng động đất là phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phân tích phổ phản ứng đàn hồi dao động Để tính toán lực động đất, ta cần xác định các thông số được trình bày trong các bước sau:
Bước 1: Phân tích dao động công trình
• Xác định hệ số Mass Source
• Lựa chọn phương pháp phân tích động đất phù hợp
Bước 2: Xác định các đặc trưng tính toán động đất
• Gia tốc đỉnh agR
• Dạng đất nền
• Mức độ và hệ số tầm quan trọng I.
• Bản chất dao động: Mức độ phân tán năng lượng thông qua hệ số ứng sử q
• Xác định khối lượng tham gia dao động và số lượng mode được đưa vào tính toán thông
qua bước phân tích trên
• Phân phối lực động đất lên các tầng
Bước 5: Tổ hợp giá trị tải trọng động đất
• Động đất theo phương X(DDX) được tổ hợp như sau:
DDY = DDY + DDY + + DDY
2.1 Xác định hệ số Mass Source – khối lượng tham gia giao động
Theo Mục 3.2.4 trong TCVN 9386 – 2012, các hiệu ứng quán tính của tác động động đất thiết
kế phải được xác định có xét đến khối lượng liên quan tới tất cả các lực trọng trường xuất hiện trọng tổ hợp tải trọng như sau:
Trang 21• “+” – Có nghĩa là tổ hợp với
• = E,i 2,i – Hệ số tổ hợp tải trọng đối với tác động thay đổi thứ i (Trong Mục 4.2.4 TCVN 9386 – 2012)
• – Giá trị tra bảng (Bảng 4.2 TCVN 9386 – 2012)
• 2,i – Giá trị tra bảng (Bảng 3.4 TCVN 9386 – 2012)
Công trình đang xét gồm các tác động chính là loại A (Bảng 3.4 TCVN 9386 – 2012) và các tầng được sử dụng đồng thời nên = 0.8 (Bảng 4.2 TCVN 9386 – 2012)
→ Hệ số Mass Source: 1TT 0.8 0.3HT + A
2.2 Phân tích dao động trong tính toán tải trọng động đất
Các điều kiện để áp dụng tính toán tải trọng động đất bằng phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương (Điều 4.3.3.2 TCVN 9386 – 2012):
• Có các chu kỳ dao động cơ bản T1 theo hai hướng chính nhỏ hơn các giá trị sau:
C 1
4.T 4 0.6 2.4sT
2.0s
= =
(Với TC=0.6sứng với loại đất nền C)
• Thỏa mãn những tiêu chí tính đều đặn theo mặt đứng (Mục 4.2.3.3 TCVN 9386 – 2012)
→ Với chu kỳ dao động T1= 3.669s công trình thiết kết không thỏa mãn các yêu cầu của phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương Do đó dùng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động là hợp lý
Bảng 2.1 % khối lượng tham gia dao động theo các phương X, Y
Chú ý: “…” là các giá trị rất nhỏ không tính toán và sẽ được trình bày trong phụ lục
Điều kiện xác định số lượng mode được đưa vào tính toán theo mỗi phương (Mục 4.3.3.3.1 TCVN 9386 – 2012) (Chỉ cần thỏa mãn 1 trong 2 điều kiện bên dưới):
Trang 22• Tất cả các dạng dao động có khối lượng hữu hiệu lớn hơn 5% của tổng khối lượng đều được xét đến
Nếu các yêu cầu trên không 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 2 điều kiện sau:
• k – Số dạng dao động được xét tới trong tính toán;
• n – Số tầng ở trên móng hoặc đỉnh của phần cứng phía dưới;
• Tk – Chu kỳ dao động của dạng thứ k
Với kết quả phân tích từ bảng trên, ta tính toán cho các mode với phương dao động sau:
2.3 Tính toán động đất theo phương pháp phổ phản ứng dao động
Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động là phương pháp động lực học kết cấu sử dụng phổ phản ứng động lực của tất cả các dạng dao động ảnh hưởng đến phản ứng tổng thể kết cấu Phương pháp phân tích phổ phản ứng là phương pháp có thể áp dụng cho tất cả các loại nhà
2.4 Phổ thiết kế Sd(T) theo phương ngang
Đối với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế S Td( ) được xác định bằng các biểu thức sau (Mục 3.2.2.5 TCVN 9386 – 2012):
Trang 23• ag– Gia tốc nền thiết kế ( ag = agR I)
• TB – Giới hạn dưới của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
• TC – Giới hạn trên của chu kỳ, ứng với đoạn nằm ngang của phổ phản ứng gia tốc
• TD – Giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phổ phản ứng
• S – Hệ số nền
• q – Hệ số ứng xử của kết cấu
• – Hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang, = 0.2.
2.5 Phổ thiết kế Sd(T) theo phương đứng
Đối với các thành phần theo phương thẳng đứng của tải trọng động đất, phổ thiết kế theo phương đứng được xác định bằng các biểu thức như ở phổ thiết kế theo phương ngang
Trong đó:
• Gia tốc nền thiết kế theo phương ngang ag được thay bằng gia tốc nền thiết kế avg
• S được lấy bằng 1
• Các tham số khác được định nghĩa như trong phổ ngang
Bảng 2.2 Các giá trị kiến nghị các tham số mô tả phổ phản ứng thiết kế theo phương đứng
• Wi – Trọng lượng hữu hiệu tương ứng với dạng dao động thứ i Wi %Mass W j
Tác động động đất phân phối lên các tầng như sau:
• yij – Chuyển vị tỷ đối của tầng j ứng với dạng dao động thứ i cho mỗi phương Lấy từ bảng Building Modes
• Wj – Khối lượng tầng thứ i
Trang 24Story
phrag
tive Y
Trang 25TANG 10 D1 1614.63 1614.63 42.23 36.94 26009.48 26009.48 42.84 37.04 39.07 33.54 TANG 9 D1 1614.63 1614.63 42.23 36.94 27624.12 27624.12 42.80 37.03 39.03 33.49 TANG 8 D1 1614.00 1614.00 42.24 36.94 29238.12 29238.12 42.77 37.03 38.97 33.45 TANG 7 D1 1614.51 1614.51 42.23 36.94 30852.63 30852.63 42.74 37.02 38.91 33.45 TANG 6 D1 1614.63 1614.63 42.23 36.94 32467.26 32467.26 42.72 37.02 38.87 33.46 TANG 5 D1 1614.63 1614.63 42.23 36.94 34081.89 34081.89 42.69 37.02 38.84 33.52 TANG 4 D1 1614.63 1614.63 42.23 36.94 35696.53 35696.53 42.67 37.01 38.83 33.62 TANG 3 D1 1700.51 1700.51 42.98 35.97 37397.03 37397.03 42.69 36.97 38.81 33.81 TANG 2 D1 1455.44 1455.44 41.24 37.08 38852.47 38852.47 42.63 36.97 38.75 33.86 TANG 1 D1 1516.72 1516.72 42.40 37.29 40369.20 40369.20 42.62 36.98 38.76 32.73
Trang 26Công trình nằm tại Thị xã Dĩ An, Tỉnh Bình Dương
2.7.2 Phân loại công trình
Theo phụ lục F “Phân cấp, phân loại công trình xây dựng” trong TCVN 9386 – 2012 thì công trình được xếp vào công trình cấp I
Ứng với công trình cấp I như trên, theo Phụ lục E “Mức độ và hệ số tầm quan trọng” trong TCVN 9386 – 2012 thì hệ số tầm quan trọng =I 1.25.
Căn cứ vào Bảng 3.1 “Các loại nền đất” TCVN 9386 – 2012, đất nền của công trình là nền
Trang 27→ Cần phải tính toán và cấu tạo kháng chấn theo quy định TCVN 9386 – 2012
2.7.4 Hệ số ứng xử q đối với các tác động động đất theo phương nằm ngang
Khả năng kháng chấn của hệ kết cấu trọng miền ứng xử phi tuyến thường cho phép thiết kế kết cấu với các lực động đất bé hơn so với các lực ứng với phản ứng đàn hồi tuyến tính
Để tránh phải phân tích trực tiếp các kết cấu không đàn hồi, người ta kể đến khả năng tiêu tán năng lượng chủ yếu thông qua ứng xử dẻo của các cấu kiện và các cơ cấu kahsc bằng cách phân tích đàn hồi dựa trên phổ phản ứng được chiết giảm từ phổ phản ứng đàn hồi, vì thế phổ này được gọi là “phổ thiết kế” Sự chiết giảm được thực hiện bằng cách đưa vào hệ số ứng xử q
Theo mục 5.2.2.2 TCVN 9386 – 2012, giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q để tính đến khả năng tiêu tán năng lượng, phải được tính cho từng phương khi thiết kế như sau:
• kw – Hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường chịu lực
Bảng 2.6 Giá trị cơ bản của hệ số ứng xử q0 cho hệ có sự đều đặn theo mặt đứng
Loại kết cấu
Đều đặn trên mặt bằng
Kết cấu không đều đặn Trên mặt
bằng
Trên mặt đứng
h / l 1
Trang 28chiều cao tường, vì vậy giá trị sẽ lớn do đó có thể lấy giá trị lớn nhất của 0 kw = để tính toán 1
Hệ số ứng xử q với tác động theo phương ngang của công trình: q = q k0 w = = 3 1 3
Giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng TD 2.0 s
2.7.5 Kết quả tính toán
Bảng 2.8 Kết quả lực cắt đáy với Mode 3 (Phương Y)
Mode
Chu kỳ dao động, T(s)
Phương dao động
Giá trị phổ thiết kế, S d
Trang 29Phương dao động
Giá trị phổ thiết kế, Sd (m/s 2 )
% TGDD
Lực cắt đáy Fb (Ton.m/s 2 )
Trang 31Lực cắt đáy Fb (Ton.m/s 2 )
Trang 32Phương dao động
Giá trị phổ thiết kế, Sd (m/s 2 )
Trang 34Sử dụng phần mềm SAFE v16.0.2 để mô hình sàn và phân tích nội lực đối với mặt bằng tầng sàn điển hình
Hình 3.1 Kết cấu sàn phẳng tầng điển hình
Hình 3.2 Biểu đồ màu moment M11
Trang 35Hình 3.4 Biểu đồ phân bố dòng ứng suất trên các ô sàn
Trang 36Hình 3.6 Strip theo phương Y
Trang 37Áp dụng công thức tính toán cốt thép đối với cấu kiện chịu uốn:
R b h M