Đang tải... (xem toàn văn)
bài tập tính toán gió và động đất cho nhà cao tầng. TÍNH TOÁN LỰC ĐỘNG ĐẤT TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCXDVN 375:2006 VÍ DỤ 1: Một công trình bằng BTCT 12 tầng cao 38,8m, nền móng cọc khoan nhồi BTCT tựa trên nền loại B (cát, cuội sỏi rất chặt) theo TCXDVN 375:2006, gia tốc đỉnh đất nền tham chiếu tại điểm xây dựng (TPHCM) có agR = 0,0848g. Tính toán lực động đất tác dụng lên công trình theo TCXDVN 375:2006. Giả sử công trình thỏa mãn những tiêu chí về tính đều đặn theo chiều cao. Tầng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 zi (m) 3,6 6,8 10 13,2 16,4 19,6 22,8 26 29,2 32,4 35,6 38,8 Wi (kN) 17303,01 16067,08 12359,29 12359,29 12359,29 12359,29 12359,29 12359,29 12359,29 12359,29 12359,29 12359,29 Đỉnh gia tốc nền tham chiếu: agR = 0,0848 Hệ số tầm quan trọng: I = 1 (đối với công trình cấp II) Gia tốc đỉnh đất nền thiết kế: ag = I.agR = 1x0,0848x9,81 = 0,8319 (ms2) Hệ số ứng xử: q = 3,9 (khung BTCT nhiều tầng nhiều nhịp) Khung bê tông: Ct = 0,075 Chiều cao nhà: H = 38,8 Chu kỳ cơ bản T: T = Ct.H34 = 0,075x38,834 = 1,166 (s)
TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH Bài 1: Một công trình dân dụng gồm 15 tầng tầng hầm Giả thiết tường gạch xây tất dầm, tường dày 200, chiều cao tầng 3,5m, tầng hầm 3m Hoạt tải toàn phần ptp = 200kG/m2, hoạt tải sàn mái ptp.mái = 75 kG/m2, np = 1,2 Sàn có chiều dày 15cm, kích thước dầm thể hình Cột từ tầng Base đến story3 b = 80cm, h = 80cm, story3 đến story6 b = 70cm, h=70cm, story6 đến story9 b = 60cm, h = 60cm, story9 đến story12 b = 50cm, h = 50cm, story12 đến story16 b = 40cm, h = 40cm Cột trục 1-B3 5-B3 từ Base đến story16 b = 30cm, h = 30cm Vách cứng dày 25cm 7500 7500 D 2000 C V1 V1 V2 V2 24000 B3 B2 B1 2000 B2' B4 9000 400 1200 400 5000 B3' 1500 1000 1000 1500 B5 7500 7500 B A 3900 1600 2000 7500 7500 7500 7500 2000 1600 7500 3900 7500 30000 1' 1" 4' 4" Mặt công trình D30X60 C D30X60 3600 7500 4500 9000 4500 7500 D30X60 7500 3600 7500 A 3900 7500 30000 1' 4" Mặt kích thước phần tử dầm TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG Tĩnh tải tác dụng lên sàn Stt Các lớp cấu tạo sàn Gạch men Ceramic (1cm) g stc (kG/m3) (kG/m2) 2000 0,01x2000=20 1,2 24 n g stt (kG/m2) Vữa lót sàn (3cm) 1800 0,03x1800=54 1,2 64,8 Vữa trát trần (1cm) 1800 0,01x1800=18 1,2 21,6 Đường ống, thiết bị Tổng cộng: 60 B3 B D30X60 D30X60 7500 7500 D30X60 D30X60 D30X60 D30X60 D30X60 D30X60 D30X60 D30X60 D30X60 V2 D30X60 D25X40 V2 D25X40 D25X40 D25X40 V1 D30X60 3900 D30X60 D30X60 D30X60 V1 D30X60 7500 D30X60 D25X40 D30X60 D25X40 D25X40 D25X40 D30X60 D30X60 D25X40 7500 D30X60 D30X60 7500 D30X60 D25X40 D30X60 D D30X60 D30X60 D30X60 D30X60 D30X60 D30X60 D30X60 60 170,4 2 Tải trọng tường xây dầm gt = bt.ht.ng t = 0,2.(3,5-0,6).1,1 1800 = 1148,4 (kG/m) Trọng lượng thân dầm, sàn, cột chương trình tự tính Hoạt tải - Hoạt tải sàn: pstt = ptp.np = 200.1,2 = 240 (kG/m2) - Hoạt tải sàn mái: ps.máitt = ptp.mái.np = 75.1,2 = 90 (kG/m2) Khối lượng tham gia dao động - Dùng vật liệu bê tông M300, có môđun đàn hồi E = 2,9.106 T/m2 - Hệ số Poisson 0,2 Cấu trúc tổ hợp khối lượng tham gia dao động: MASS = 1TT + 0,5HT CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN (SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETABS) Bước 1: Chọn đơn vị tính Ton-m Bước 2: Tạo mô hình kết cấu Bước 3: Vẽ mô hình - Vẽ Vách cứng - Vẽ cột - Vẽ dầm - Vẽ sàn - Vẽ thêm phần tử dầm cho ô trống - Vẽ thêm phần tử sàn cho ô trống Bước 4: Định nghĩa đặc trưng vật liệu Bước 5: Định nghĩa đặc trưng hình học - Định nghĩa đặc trưng hình học dầm, cột - Định nghĩa đặc trưng hình học sàn, vách Bước 6: Gán đặc trưng hình học - Gán đặc trưng hình học cho phần tử dầm - Gán đặc trưng hình học cho phần tử cột - Gán đặc trưng hình học cho phần tử sàn - Gán đặc trưng hình học cho phần tử tường cứng Bước 7: Định nghĩa loại tải trọng Bước 8: Gán tải trọng cho kết cấu - Gán tĩnh tải tường tác dụng - Gán tĩnh tải lớp cấu tạo cho sàn - Gán hoạt tải cho sàn Bước 9: Khai báo tải trọng tham gia dao động (Mass Source) Bước 10: Gán điền kiện biên cho kết cấu Bước 11: Chia phần tử - Chia phần tử vách cứng - Chia phần tử sàn Bước 12: Khai báo sàn tuyệt đối cứng (DIAPHRAGMS) Bước 13: Khai báo bậc tự cho phép Bước 14: Thực tính toán Bài 2: Xét công trình dân dụng gồm 21 tầng tầng hầm, nhà có chiều cao 71,2 m Tầng hầm cao 3,3 m, tầng cao 4,5 m, tầng cao m, từ tầng đến tầng 21 chiều cao tầng 3,3 m Y 50x60 50x40 50x60 50x60 50x60 35x60 C1 80x60 80x60 C1 C2 C1 C3 22x60 7200 35x60 35x60 22x60 7200 50x60 50x60 50x40 35x60 35x60 C1 C2 50x60 C3 50x60 50x60 50x60 50x60 4750 270018002700 35x60 35x60 35x60 C1 C2 35x60 35x60 C2 C1 35x60 35x60 35x60 50x40 35x60 35x60 35x60 270018002700 35x60 C3 35x60 35x60 35x60 50x60 35x60 50x60 35x60 50x60 22x60 50x60 50x60 C1 50x40 23901610 3450 A 16102390 8200 4000 B 35x60 C2 C1 C2 22x60 C3 3450 C 4200 28600 4200 D 35x60 C1 4750 4000 8200 E C1 80x60 80x60 C1 C2 F C1 7200 3000 C2 7200 7200 X 7200 46200 Mặt công trình tiết diện dầm Kích thước cấu kiện: - Sàn bê tông cốt thép có chiều dày 18 cm - Tiết diện dầm hình - Cột 1: từ tầng hầm tầng có TD 90x90 cm, tầng tầng 21 có TD 80x80 cm - Cột 2: từ tầng hầm tầng có TD 90x90 cm, tầng tầng 21 có TD 80x80 cm - Cột 3: từ tầng hầm tầng có TD 100x100 cm, tầng tầng 21 có TD 90x90 cm - Lõi cứng có chiều dày 35 cm, bố trí hình Vật liệu: sử dụng bê tông cấp độ bền B25 có Rb = 14,5 MPa, Rbt = 1,05 MPa; Thép dọc AII có: Rs = Rsc = 280 MPa TÍNH TOÁN LỰC ĐỘNG ĐẤT TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCXDVN 375:2006 VÍ DỤ 1: Một công trình BTCT 12 tầng cao 38,8m, móng cọc khoan nhồi BTCT tựa loại B (cát, cuội sỏi chặt) theo TCXDVN 375:2006, gia tốc đỉnh đất tham chiếu điểm xây dựng (TPHCM) có agR = 0,0848g Tính toán lực động đất tác dụng lên công trình theo TCXDVN 375:2006 Giả sử công trình thỏa mãn tiêu chí tính đặn theo chiều cao Tầng zi 3,6 6,8 10 17303,01 16067,08 12359,29 10 11 12 13,2 16,4 19,6 22,8 26 29,2 32,4 35,6 38,8 12359,29 12359,29 12359,29 (m) Wi 12359,29 12359,29 12359,29 12359,29 12359,29 12359,29 (kN) - Đỉnh gia tốc tham chiếu: agR = 0,0848 - Hệ số tầm quan trọng: I = (đối với công trình cấp II) - Gia tốc đỉnh đất thiết kế: ag = I.agR = 1x0,0848x9,81 = 0,8319 (m/s2) - Hệ số ứng xử: q = 3,9 (khung BTCT nhiều tầng nhiều nhịp) - Khung bê tông: Ct = 0,075 - Chiều cao nhà: H = 38,8 - Chu kỳ T: T = Ct.H3/4 = 0,075x38,83/4 = 1,166 (s) - Với đất loại B có: S = 1,20; TB = 0,15 (s); TC = 0,5 (s) ; TD = 2,0 (s) T C < T < TD Nhận xét: T = 1,166 (s) < 4TC = 4x0,5 = 2(s) Và T = 1,166 (s) < 2,0 (s) Tính theo phương pháp tĩnh lực ngang tương đương - Phổ thiết kế S d (T ) : 2,5 TC 2,5 0,5 ag S q T 0,8319.1,2 3,9 1,166 0,274( m / s ) S d (T ) a 0,2.0,8319 0,166(m / s ) g - Lực cắt đáy: Fb Sd (T ).W - Phân phối tải trọng động đất theo phương ngang lên tầng: Fi Fb ziWi z jW j