gio động.pdf
TRANSCRIPT
NHÀ CAO TẦNG GIÓ ĐỘNG & ĐỘNG ĐẤT Lý thuyết :
ĐỘNG ĐẤT
Đầu bài :
Nhà 14 tầng, chiều cao mỗi tầng 3.5 m, số nhịp theo hướng X = 4, Số nhịp theo hướng Y = 3, mỗi nhịp hướng X = 6 m, hướng Y = 5 m.
Dầm dọc D1 có b x h = 0.2 x 0.4 m
Dầm ngang D2 có b x h = 0.2 x 0.5 m
Cột có b x h = 0.5 x 0.5 m
Tải bản thân : Sàn, dầm, cột máy tự tính nếu nhập W
Tải hoàn thiện : q phân bố lên sàn = 0.06 T/m2
Tải tường lên các dầm q = 0.5 T/m
Hoạt tải : Các sàn từ tầng 1 đến tầng 13 có q = 0.24 T/m2
Sàn sân thượng có q = 0.09 T/m2
Gió có W0 = 83 kG/m2; địa hình vùng IIA
I. TÍNH THÔ CHƯA MESH AREA ( để xác định khối lượng từng tầng )
Vẽ dạng hình học của kết cấu ( nên tạo 1 tầng )
Khai báo vật liệu
Khai báo tiết diện dầm, cột, sàn
Gán tiết diện dầm , cột , sàn
Khai báo các trường hợp tải trọng ( TT, HT, …)
Gán tải tường lên dầm ( TT )
Gán tải trọng lớp hoàn thiện của sàn ( TT )
Gán hoạt tải sàn ( HT )
Bỏ các liên kết dưới chân cột
Chọn All trong không gian 3D, copy thành 14 tầng.
Gán liên kết ngàm dưới chân cột.
Chọn tất cả các nút của từng tầng và thay thế bằng 1001…. ( tầng 1 )
2001…. ( tầng 2 ) v.v…
Giải bài toán
Xuất kết quả sang EXEL ( Chọn JOINTS RESULT )
Tại từng tầng SUM giá trị khối lượng của các nút ta được kết quả :
Xem File : THOJOINT.XLS
Ta được khối lượng tầng 1.. 14
Tầng 1 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 2 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 3 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 4 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 5 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 6 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 7 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 8 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 9 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 10 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 11 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 12 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 13 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 14 = 19.1324 Ton s2/m ( Đây là m = M/g )
Kiểm tra bằng tính tay :
Tầng 1 : Tĩnh tải :
Sàn : 15 x 24 x 0.1 x 2.5 + 15 x 24 x 0.06 = 111.6 T
Dầm D1 + D2 : 15 x 5 x 0.2 x 0.5 x 2.5 + 4 x 24 x 0.2 x 0.4 x 2.5 = 37.95 T
Cột : 3.5 x 20 x 0.5 x 0.5 x 2.5 = 43.75 T
Tường : 15 x 5 x 0.5 + 24 x 4 x 0.5 = 85.5 T
Tổng tĩnh tải : 111.6 + 37.95 + 43.75 + 85.5 = 278.8 T
Hoạt tải : 50 % = 15 x 24 x 0.24 x 50% = 43.2 T
Tổng trọng lượng : 278.8 + 43.2 = 322 T ( Đây là M )
Tầng sân thượng: Tĩnh tải :
Sàn : 15 x 24 x 0.1 x 2.5 + 15 x 24 x 0.06 = 111.6 T
Dầm D1 + D2 : 15 x 5 x 0.2 x 0.5 x 2.5 + 4 x 24 x 0.2 x 0.4 x 2.5 = 37.95 T
Cột : 1.75 x 20 x 0.5 x 0.5 x 2.5 = 21.875 T
Tổng tĩnh tải : 111.6 + 37.95 + 21.875 = 171.425 T
Hoạt tải : 50 % = 15 x 24 x 0.09 x 50% = 16.2 T
Tổng trọng lượng : 171.425 + 16.2 = 187.625 T
II. TÍNH MỊN ( Đã MESH AREA và BẼ DẦM ) để xác định tần số dao động, các giá trị của Mode dao động, nội lực cho các trường hợp tính…
Chia sàn ( Mesh Area ) : 4,4
Bẽ gãy dầm ( Chọn All Edit Device Frame Break…
Gán sàn từng tầng tuyệt đối cứng ( Chọn các nút của từng tầng, Assign Joints Constraints Diaphragm Đặt tên Ví dụ T1….T15
Giải bài toán
Xem các dạng dao dộng cơ bản 1,2,3 của từng phương X, Y
Ví dụ :
SAP cho Phương X Phương y
Mode 1 Mode 1
Mode 2 Mode 1
Mode 3
Mode 4 Mode 2
Mode 5 Mode 2
Mode 6
Mode 7 Mode 3
Mode 8 Mode 3
Mode 9
Mode 10
Mode 11
Mode 12
Ghi lại các giá trị của Mode 1, 2 , 3 theo phương X
Xuất kết quả sang EXEL ( Chọn STRUCTURE OUTPUT ) có các kết quả :
Period : Chu kỳ
Frequency : Tần số f
CircFreq : Tần số ω
Eigenvalue : ω2
Bảng Modal Periods And Frequencies
TABLE: Modal Periods And Frequencies
OutputCase StepType StepNum Period Frequency CircFreq Eigenvalue
Text Text Unitless Sec Cyc/sec rad/sec rad2/sec2
MODAL Mode 1 3.289129726 0.304031791 1.91028808 3.649200547
MODAL Mode 2 2.577390188 0.387989372 2.437809121 5.942913309
MODAL Mode 3 2.34294347 0.426813541 2.681748573 7.191775406
MODAL Mode 4 1.059163902 0.944140938 5.932212469 35.19114478
MODAL Mode 5 0.838443978 1.192685529 7.493864193 56.15800054
MODAL Mode 6 0.762880953 1.310820511 8.236128174 67.8338073
MODAL Mode 7 0.596610475 1.676135504 10.53146997 110.9118598
MODAL Mode 8 0.477630765 2.09366748 13.15490075 173.0514138
MODAL Mode 9 0.436976683 2.288451622 14.37876561 206.7489004
MODAL Mode 10 0.395877024 2.526036972 15.87155839 251.9063656
MODAL Mode 11 0.325751989 3.069820094 19.28824851 372.0365306
MODAL Mode 12 0.296618081 3.371338652 21.18274548 448.7087062
Vậy Phương X : f1 = 0.304 ; f2 = 0.944 ; f3 = 1.676 > fL = 1.3 (3 dạng cơ bản của phương X )
Phương Y : f1 = 0.387 ; f2 = 1.192 ; f3 = 2.093 > fL = 1.3 (3 dạng cơ bản của phương Y )
Vào chương trình WINDLOAD KHONG GIAN, nhập các giá trị màu đỏ ( nên đọc trước Lý thuyết tính toán gió động ) ta dược kết quả của tải trọng gió từ tầng 1 đến 14 như sau:
Taûi tónh
Taûi ñoäng
Toång taûi
(T) (T) (T) (T) (T) (T)
x-dir y-dir x-dir y-dir x-dir y-dir
9.333765 14.934024 0.1818369 0.3343547 9.52 15.27
6.83256 10.932096 0.5289799 0.9150759 7.36 11.85
7.259595 11.615352 0.9367353 1.54859 8.20 13.16
7.534118 12.054588 1.3444907 2.1821041 8.88 14.24
7.717133 12.347412 1.7467359 2.7980206 9.46 15.15
7.93065 12.68904 2.12143 3.3787418 10.05 16.07
8.083163 12.93306 2.4685731 3.9242678 10.55 16.86
8.29668 13.274688 2.7881652 4.4257998 11.08 17.70
8.41869 13.469904 3.0636755 4.8657402 11.48 18.34
8.5407 13.66512 3.3006145 5.2440889 11.84 18.91
8.601705 13.762728 3.4934718 5.5608459 12.10 19.32
8.66271 13.860336 3.6367372 5.8072125 12.30 19.67
8.876228 14.201964 3.7359209 5.9831886 12.61 20.19
4.453365 7.125384 0.5530324 0.8882197 5.01 8.01
110.54 176.87 29.90 47.86 140.44 224.72
Nhập giá trị tải trọng gió lên các tầng ( Lực tập trung ) theo GIOX, GIOTX, GIOY, GIOTY tại một điểm bất kỳ trên sàn vì sàn tuyệt đối cứng.
Giải bài toán ta được các trường hợp :
DEAD
HT
MODAL
GIOX
GIOTX
GIOY
GIOTY
TÍNH TOÁN ĐỘNG ĐẤT Có 3 cách tính :
Tính lực tĩnh tương đương.( QPVN Exel )
Xem File EXEL kèm theo cho hướng X và Y , Lưu ý : Hướng X lấy chu kỳ ờ f1 ( trùng với MODE 1 của SAP ) , hướng Y Lấy chu kỳ f1 ( trùng với MODE2 của SAP )
Tính theo phổ động đất thiết kế ( Respond Spectrum )
Tính theo thời gian lịch sử ( Time History )
Cách 1 : Dùng chương trình Exel
Hướng X Fi (KN) ( CT.4.11)
10.69 0.0033
21.37 0.0096
32.06 0.017
42.74 0.0244
53.43 0.0317
64.12 0.0385
74.80 0.0448
85.49 0.0506
96.18 0.0556
106.86 0.0599
117.55 0.0634
128.23 0.066
138.92 0.0678
87.17 0.0689
587.74
Hướng Y Fi (KN) ( CT.4.11)
17.43 0.0038
34.86 0.0104
52.30 0.017600
69.73 0.024800
87.16 0.031800
104.59 0.038400
122.03 0.044600
139.46 0.050300
156.89 0.055300
174.32 0.059600
191.76 0.063200
209.19 0.066000
226.62 0.068000
142.21 0.069300
Cách 2 : Dùng phổ thiết kế:
Ở TCVN có phổ động đất A, B, C, D, E ( Xem TCVN )
Ví dụ ở đây Quận 7 TP HCM thuộc đất yếu , phổ động đất E
Define Function Response Spectrum Spectrum from File Chỉ đường dẫn File Phổ Động Đất thiết kế nhấp vào Browse Chọn Period vs Value , và chọn Display Graph.
Sau đó : Khai báo trường hợp tải là phodd, vào Analys Case sữa Linear thành dạng là Response Spectrum ( Modify ), Scale Factor = ag trong File EXEL