Tài liệu Nghiên cứu dao động của sàn trong thiết kế nhà cao tầng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --------------------------------------- MAI ANH THƢƠNG NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA SÀN TRONG THẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG Chuyên ngành : Mã số: KỸ THUẬT XÂY DỰNG DD&CN 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS PHAN QUANG MINH Đà Nẵng – Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Mai Anh Thương MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................ Trang 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DAO ĐỘNG SÀN ...................... Trang 3 1.1. Nguyên nhân gây ra dao dộng...................................................... Trang 3 1.2. Khái niệm chung các dạng dao động và phương trình dao động....... .......................................................................................................... Trang 3 1.2.1. Dao động – chu kỳ - tần số ..................................................... Trang 3 1.2.2. Dao động điều hòa .................................................................. Trang 3 1.2.3. Dao động điều hòa tắt dần ...................................................... Trang 4 1.2.4. Dao động điều hòa cưỡng bức ............................................... Trang 4 1.3. Dao động của sàn ......................................................................... Trang 4 1.3.1. Bản sàn đơn giản 4 cạnh kê tự do Lx~ Ly .............................. Trang 5 1.3.2. Bản sàn đơn giản 4 cạnh kê tự do có Lx<< Ly ........................ Trang 5 1.3.3. Bản sàn kê 2 cạnh ................................................................... Trang 6 1.4. Các nhân tố trong phân tích dao động của sàn ............................ Trang 7 1.4.1. Nguồn dao động ...................................................................... Trang 7 1.4.2. Đường truyền dao động .......................................................... Trang 8 1.4.3. Sự cảm nhận dao động .......................................................... Trang 10 CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH DAO ĐỘNG SÀN ............................ Trang 13 2.1. Các đại lượng đánh giá dao động trong các tiêu chuẩn ............. Trang 13 2.2. Công thức tính toán tần số tương ứng của ô bản ....................... Trang 13 2.2.1. Tần số riêng và khối lượng tham gia dao động cho các tấm đẳng hướng ........................................................................................................ Trang 13 2.2.2. Tần số riêng và khối lượng tham gia dao động cho các tấm không đẳng hướng ................................................................................................ Trang 16 2.2.3. Tần số riêng và khối lượng tham gia dao động của dầm ...... Trang 17 2.2.4. Phương pháp tải trọng bản thân cho tần số riêng ................. Trang 18 2.2.5. Phương pháp DUNKERLEY cho tần số riêng ..................... Trang 18 2.2.6. Tính toán gần đúng cho khối lượng tham gia dao động ....... Trang 19 2.3. Các quy trình và phương pháp kiểm tra dao động sàn .............. Trang 20 2.3.1. Phương pháp tính theo tần số riêng – khối lượng tham gia dao động (Theo OS-RMS) ........................................................................................ Trang 20 2.3.2. Phương pháp tính theo tần số riêng – gia tốc tại điểm cực đại ........... ........................................................................................................ Trang 34 CHƢƠNG 3: THÍ DỤ TÍNH TOÁN ........................................... Trang 37 3.1. Thí dụ 1 ...................................................................................... Trang 37 3.2. Thí dụ 2 ...................................................................................... Trang 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... Trang 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................ Trang 50 NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA SÀN TRONG THẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG Học viên: Mai Anh Thương Mã số: 60.58.02.08 Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng DD&CN Khóa: K31 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt – Những kết cấu sàn được thiết kế theo trạng thái giới hạn (TTGH) thứ nhất (cường độ, độ ổn định) và trạng thái giới hạn về điều kiện sử dụng bình thường. Trong đó, TTGH về điều kiện sử dụng bình thường liên quan chủ yếu đến dao động sàn và được xác định bởi độ cứng, khối lượng, độ giảm dao động và các cơ chế kích động. Ngày nay, trước nhu cầu ngày càng cao của việc sử dụng các không gian rộng lớn, linh hoạt trong các tòa nhà cao tầng để làm khu thương mại, siêu thị, tiệc cưới,…thì việc sử dụng kết cấu sàn vượt nhịp lớn, sàn mỏng, nhẹ là yêu cầu tất yếu. Đối với kết cấu sàn mỏng như sàn làm bằng thép hoặc vật liệu composite có nhịp lớn thì việc thỏa mãn trạng thái giới hạn về điều kiện sử dụng bình thường đóng vai trò chính trong việc thiết kế. Nội dung Luận văn bao gồm xác đinh các đặc điểm của dao động sàn (tần số, khối lượng dao động, độ giảm dao động), các phương pháp đơn giản, các công cụ thiết kế để đánh giá dao động của sàn đảm bảo sự thoải mái trong quá trình sinh sống mà nguyên nhân gây ra bởi con người trong quá trình sử dụng bình thường (đi bộ ở điều kiện bình thường). Từ khóa – dao động sàn; đánh giá dao động; vật liệu composite; độ giảm dao động; tần số riêng. RESEARCH FLOOR VIBRATION IN HIGH-RISE BUILDING’S DESIGN Abstract – Floor Structures are designed for ultimate limit state and serviceability limit state criteria. Ultimate limit state are those related to strength and stability; Serviceability limit state criteria are mainly related to vibrations and hence are governed by stiffness, masses, damping and the excitation mechanisms. Nowadays, there are an increase in demand for use of large space, flexible in high-rise buildings for commercial areas, supermarkets, wedding,… use of floor structure is long span, slender, light floor is required inevitably. For slender floor structures, as made in steel or composite construction, serviceability criteria govern the design. The thesis comprehends determining dynamic floor characteristics (Natural frequency, Modal mass, damping), simple methods, design tools for assessing floor vibrations guaranteeing the comfort of occupants which are caused by people during normail use (by walking under normal conditions). Key words – Floor vibrations; assessing floor vibrations; composite construction; damping; capability expansion; Natural frequency. DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Bảng xác định độ giảm dao động của dao động 9 2.1 Bảng xác định các hệ số α, β cho các tấm đẳng hường 14 2.2 Bảng xác định tần số riêng đầu tiên của dầm 17 2.3 Bảng phân loại phản ứng sàn để đề xuất áp dụng cho những lớp 21 2.4 Bảng hệ số tắt dần cho những loại sàn sử dụng khác nhau 35 3.1 Khảo sát dao động của sàn khi thay đổi chiều dày sàn 43 3.2 Khảo sát dao động của sàn khi thay đổi tiết diện dầm 48 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1.1 Dao động tắt dần 4 1.2 Bản sàn gối tựa đơn giản ở 4 cạnh có lx~ly 5 1.3 Bản sàn gối tựa đơn giản ở 4 canh có lx< - Xem thêm -