8.2. Tính toán tải động đất
8.2.2. Phaân tích phổ phản ứng dạng dao động
8.2.2.1. CÁC TIÊU CHÍ TRONG TCXDVN 375-2006 ĐỂ CHỌN LỰA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
a) Tiêu chí về tính đều đặn của kết cấu:
Tiêu chí về tính đều đặn theo mặt bằng.
- Kích thước theo phương ngang nhàlà BxL=30,5x19,5 (m)
- Độ cứng ngang và sự phân bố khối lượng, nhà gần như đối xứng nhau trong mặt bằng theo hai trục vuông góc. (xét tại các tầng điển hình)
- Độ mãnh theo hai phương: max
min
l 30.5
= 1.564 4
l 19.5
- Cấu kiện kháng chính của kết cấu thỏa 2 điều kiện sau:
+ Hệ chịu tải trọng ngang là lỏi thang máy và cột đều liên tục từ móng tới mái
+ Biến dạng của hệ thành phần dưới tác động của tải ngang không quá khác nhau. Điều này luôn thỏa với kết cấu khung và kết cấu tường.
Như vậy có thể xem kết cấu thỏa mãn tính đều đặn theo mặt bằng.
TỌA ĐỘ TÂM ĐẶC TRƯNG CHO NHÀ
Story Diaphragm XCM YCM XCCM YCCM XCR YCR MAI PHU M 16.350 14.425 16.350 14.425 16.283 14.104 MAI TM 22.009 11.457 22.009 11.457 15.937 12.698 T KT TKT 15.177 10.120 15.177 10.120 15.772 12.734 T12 T12 15.724 9.857 15.724 9.857 15.823 12.856 T11 T11 15.724 9.857 15.724 9.857 15.844 12.974 T10 T10 15.729 9.861 15.729 9.861 15.860 13.075 T9 T9 15.734 9.866 15.734 9.866 15.872 13.185 T8 T8 15.734 9.866 15.734 9.866 15.889 13.294 T7 T7 15.734 9.866 15.734 9.866 15.909 13.398 T6 T6 15.733 9.869 15.733 9.869 15.934 13.491 T5 T5 15.731 9.872 15.731 9.872 15.976 13.590
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 57 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO
T4 T4 15.731 9.872 15.731 9.872 16.028 13.690 T3 T3 15.731 9.872 15.731 9.872 16.086 13.778 T2 T2 15.731 9.876 15.731 9.876 16.140 13.819 T LUNG TLUNG 20.270 10.697 20.270 10.697 16.353 13.798 TRET TTRET 15.578 9.459 15.578 9.459 15.132 9.379 HAM1 HAM 15.820 8.997 15.820 8.997 15.144 9.587
Trong đó:
XCM, YCM : center of mass (tọa độ tâm khối lượng)
XCCM,YCCM : Centroids of Cumulative Mass(tọa độ tâm khối lượng tích lũy) XCR, YCR : Centers of Rigidity(tọa độ tâm độ cứng)
Tiêu chí về tính đều đặn theo mặt đứng
- Các tầng nhà không có giật cấp (riêng tầng mái do khối lượng tập trung nhỏ nên không cần xét tới)
- Hệ chịu tải trọng ngang là lỏi thang máy và cột đều liên tục từ móng tới mái b) Tiêu chí yêu cầu trong phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương khi
tính toán, phân tích dạng chính (mode):
- Nhà phải có chu kỳ dao động cơ bản T1 thỏa:
c 1
T 4T
2, 0s
Ta có T1=2,8873s < 2,0s vậy tính kháng chấn cho công trình đang xét không thể dùng phương pháp tĩnh lực ngang tương đương.
Kết luận: ngoài phương pháp tĩnh lực ngang tương đương còn có thể sử dụng phương pháp khác phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động hoặc các phương pháp phân tích phi tuyến. Tuy nhiên do còn nhiều mặt hạn chế,trong đồ án này xin phép được dùng phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động để tính toán nội lực và chuyeồn vũ cho coõng trỡnh.
c) Tiêu chí yêu cầu trong phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động.
(Căn cứ điều 4.3.3.3 TCXDVN 375-2006) - Vì lý do nhà có khối lượng đóng góp vào dao động xoắùn là đáng kể, nên số lượng tối thiểu các dạng dao động K được xét trong tính toán khi phân tích không gian cần thỏa mãn hai điều kiện:
k 3 n và
Tk 0,20 s.
Trong đó:
k - số dạng dao động đ-ợc xét tới trong tính toán;
n - số tầng ở trên móng hoặc đỉnh của phần cứng phía d-ới;
Tk - chu kỳ dao động của dạng thứ k.
Cụ thể là:
k
k 3 n 3 14 11,22 T 2,0s
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 58 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO
Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Period 2.887 2.745 2.131 0.849 0.754 0.563 0.482 0.335 0.325 0.246 0.237 0.194 - Theo điều kiện trên và theo kết quả chu kỳ dao động(bảng trên) đã tìm được, ta phải xét đến các dạng dao động từ mode 4 (T4=0,849s <2,0s) đến mode 11<3 n
8.2.2.2. ĐỊNH NGHĨA PHỔ PHẢN ỨNG THIẾT KẾ VÀO PHẦN MỀM PHÂN TÍCH KEÁT CAÁU (Define Response Spectrum Functions)
Các phổ phản ứng đã được xây dựng ở 6.3.1.7 và 6.3.1.8. Ta tiến hành định nghĩa lần lược các phổ phản ứng theo phương x,y,z vào phần mềm phân tích kết cấu với hệ số cản 5% cho tất cả các phổ phản ứng.
Phổ phản ứng theo phương X Phổ phản ứng theo phương Y Phổ phản ứng theo phương Z 8.2.2.3. ĐỊNH NGHĨA CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI ĐỘNG ĐẤT (Defined Response
Spectrum Cases)
Đối với việc tổ hợp tác động của động đất cho cả 3 thành phần, điều 4.3.3.5. của TCXDVN 375-2006 (trang 60) yêu cầu tổ hợp như sau:
a) EEdx “+” 0,30 EEdy “+” 0,30 EEdz
b) 0,30 EEdx “+” EEdy “+” 0,30 EEdz
c) 0,30 EEdx “+” 0,30 EEdy “+” EEdz
Trong đó:
“+” - có nghĩa là “tổ hợp với”
EEdx - biểu thị các hệ quả tác động do đặt tác động động đất dọc theo trục nằm ngang x đ-ợc chọn của kết cấu;
EEdy - biểu thị các hệ quả tác động do đặt tác động động đất dọc theo trục nằm ngang y vuông góc của kết cấu.
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 59 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO
EEdz - biểu thị các hệ quả tác động do tác dụng của thành phần thẳng đứng của tác động động đất thiết kế
Vậy việc định nghĩa các trường hợp tải động đất được tiến hành theo quy định nêu trên với sự góp mặt của các mode dao động từ mode 4 (T4=0,849s, f4=1,778 S-1) đến mode 11 (T11=0,237s, f11=4,219 S-1) như hình minh họa bên dưới đây:
Hàm tổ hợp GMC tại dòng Modal Combination được ETABS chỉ dẩn:
This is the General Modal Combination method that is also known as the Gupta method. This method is the same as the complete modal combination procedure described in Equation 3.31 in Gupta (1990). The GMC method takes into account the statistical coupling between closely spaced modes similar to the CQC method, and it also includes the correlation between modes with rigid-response content.
The GMC method requires that you specify two frequencies, f1 and f2 that define the rigid- response content of the ground motion. These must satisfy 0 < f1 < f2. The rigid-response parts of all modes are assumed to be perfectly correlated.
(Source: CSI Analysis Reference Manual)
GVHD: TRẦN NGỌC BÍCH TRANG 60 SVTH: NGUYỄN KHẮC HÀO