Tài liệu Vi_du_tinh_toan_tai_trong_gio_dong (1)

Tính toán tải trọng gió động Xác định dao động của công trình Để tính tải trọng gió động tác dụng lên công trình, ta cần phải tìm được các dạng dao động của công trình. Theo kết quả tính toán các dạng dao động của phần mềm Etabs9.7.2 ta được bảng các dạng dao động của công trình như sau Mode 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Period UX UY 1.942216 70.3471 0.3816 1.61404 0.3234 46.8839 1.552292 0.0879 22.4455 0.548146 10.807 0.0596 0.492408 0.4718 0.8599 0.424256 0.0017 12.0468 0.277893 1.4933 0.0779 0.258279 1.8522 0.0745 0.213242 0.0002 2.6879 0.198953 0.7008 0.0157 0.186157 0.7841 0.0194 0.159604 0.0004 1.9107 - Xét dao động của công trình theo phương ox: Từ kết quả phân tích của chương trình tính toán ta có các Mode dao động theo phương ox bao gồm: Các dạng dao động theo phương x Mode T f 1 1,94 0,52 4 0,54 1,85 - Xét dao động của công trình theo phương oy: Từ kết quả phân tích của chương trình tính toán ta có các Mode dao động theo phương oy bao gồm: Các dạng dao động theo phương y Mode 2 3 6 T 1,6 1,55 0,42 f 0,62 0,64 2,38 * Theo TCVN 2737-1995 đối với các công trình bêtông cốt thép và gạch đá ta có: δ=0,3 do đó fL= 1,3. Trong các dao động của công trình theo phương ox và oy ta xét thấy: - Xét dao động của công trình theo phương ox, chỉ cần kể đến ảnh hưởng của một dao động đầu tiên fx = 0,52 (Hz). - Xét dao động của công trình theo phương oy, dao động cần được tính toán là f1y =0,62 (Hz) và f2y=0,64 (Hz). (nhỏ hơn fL= 1,3) Khi đó giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của dạng dao động thứ i được xác định theo công thức: WP (ij ) = M j × ξi ×ψ i × yi j Trong đó: - M j : là khối lượng tầng thứ j (kN) - ξi: là hệ số động lực với dạng dao động thứ i phụ thuộc vào độ giảm lôga γ × Wo của dao động δ = 0,3 và thông số ε i = 940 × fi Trong đó: - γ : hệ số tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1,2 - W0: giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng gió. Wo=950N/m2 - fi : tần số dao động riêng thứ i. - yji: dịch chuyển ngang của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i, không thứ nguyên. - ψi : là hệ số xác định theo công thức: n ∑W Fj ψi = × y ji j =1 n ∑M j × ( y ji )2 j =1 Trong đó: - WFj - giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các dạng dao động riêng khác nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của ''xung vận tốc gió'': WFj = Wj × ζ i ×ν × S J Trong đó: - W j giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần j của công Wj = W0 ×k×c. - Sj là diện tích đón gió của tầng thứ j - ζi là hệ áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z ứng với phần thứ j của công trình. Tra bảng-8. TCVN2737-1995 - ν hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió được xác định phụ thuộc vào tham số ρ , χ và dạng dao động. 2. Xác định thành phần động của tải trọng gió theo các phương ox và oy. trình: Bảng khối lượng và chuyển dịch các tầng ứng với các dạng dao động theo phương X : Story Diaphragm T1 D1 T.LUNG DLUNG T2 D2 T3 D3 T4 D4 T5 D5 T6 D6 T7 D7 T8 D8 T9 D9 T10 D10 T11 D11 T12 D12 AP MAI DAPMAI MAI DMAI Mode 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 UX 0 0.0008 0.002 0.0031 0.0043 0.0056 0.0069 0.0081 0.0093 0.0104 0.0114 0.0123 0.0131 0.0139 0.0146 MassX 791.4756 758.6587 777.8019 855.4621 855.4621 855.4621 855.4621 855.4621 855.4621 855.4621 855.4621 855.4621 855.4621 859.2984 369.3021 Theo phương X: có fx = 0,52 (Hz). ε1 = γ × Wo = 1, 2 × 950 = 0,07 (1) 940 × 0,52 940 × f1 Từ kết quả (1) tra đồ thị, bằng phép nội suy ta xác định được ξ= 1,65 Gió theo phương trục X, tra bảng và hình vẽ ta có: ρ =B =23.2m χ = H = 49 m. Từ bảng 4 của TCXDVN 229 – 1999 ta nội suy được giá giá trị của ν1 = 0,71 Hệ số ζi được nội suy với dạng địa hình “B” cho từng mức sàn. Tính toán gió động cho sàn tầng 12. Chiều cao tính toán tầng 12 : 3,3m. Cos sàn tầng 12 : +41,1m Bề rộng đón gió :23,2m Tra bảng hệ số: k=1,287 Hệ số áp lực động: ζi =0,428 Diện tích đón gió của tầng 12 : S12 = D32 . h12 + háp mái 2 = 23, 2.3,3 = 76,56(m 2 ) giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió W j = W0 .k .c = 0,95.1,287.(0,6 + 0,8) = 1,71( KN / m2 ) WFj = Wj .ζ i .ν .S J = 1,71.0,428.0,71.76,56 = 39,78( KN ) 36 ∑W ψi = Fj × y ji j =1 36 ∑M j =1 = 4, 5 8 5 j × ( y ji ) 2 Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên tầng 32: WP (ij ) = M j × ξi ×ψ i × yi j = 855,5 × 1,65 × 4,585 × 0,0131 = 84,77( KN ) Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên tầng 32: W tt = WP (ij ) × γ × β = 84,77 × 1,2 × 1 = 101,7( KN ) Tính toán tương tự ta có: Tải trọng theo phương Ox mode 1: Tải trọng theo phương Ox (mode1) Tầng Ht (m) zj (m) T. lửng tầng 2 tầng 3 tầng 4 tầng 5 tầng 6 tầng 7 tầng 8 tầng 9 tầng 10 tầng 11 tầng 12 áp mái mái 3.9 3.3 4.2 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 4.6 3.9 7.2 11.4 14.7 18 21.3 24.6 27.9 31.2 34.5 37.8 41.1 44.4 49 bề rộng đón gió (m) 20 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 16.4 Sj (m2) Wj KN/m2 ζj ν WFj (KN) yji Mj (KN) yjiWFj y2jiMj Ψi ξi Wp(ji) (KN) Wtt (KN) 72 87 87 76.56 76.56 76.56 76.56 76.56 76.56 76.56 76.56 76.56 91.64 37.72 1.11 1.24 1.36 1.43 1.48 1.52 1.56 1.60 1.63 1.66 1.69 1.71 1.74 1.77 0.52 0.5 0.48 0.47 0.46 0.46 0.45 0.45 0.44 0.44 0.43 0.43 0.43 0.42 0.72 0.71 0.71 0.71 0.71 0.71 0.71 0.71 0.71 0.71 0.71 0.71 0.71 0.73 29.80 38.55 40.47 36.68 37.15 37.57 38.18 38.72 39.12 39.40 39.57 39.82 48.14 20.62 0.001 0.002 0.003 0.004 0.006 0.007 0.008 0.009 0.010 0.011 0.012 0.013 0.014 0.015 758.7 777.8 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 859.3 369.3 0.02 0.08 0.13 0.16 0.21 0.26 0.31 0.36 0.41 0.45 0.49 0.52 0.67 0.30 0.000 0.003 0.008 0.016 0.027 0.041 0.056 0.074 0.093 0.111 0.129 0.147 0.166 0.079 4.58 4.58 4.58 4.58 4.58 4.58 4.58 4.58 4.58 4.58 4.58 4.58 4.58 4.58 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 4.59 11.77 20.06 27.83 36.24 44.65 52.42 60.18 67.30 73.77 79.60 84.77 90.36 40.79 5.51 14.12 24.07 33.39 43.49 53.58 62.90 72.22 80.76 88.53 95.52 101.73 108.43 48.95 Tải trọng theo phương Oy (mode2) Tầng Ht (m) zj (m) T. lửng tầng 2 tầng 3 tầng 4 tầng 5 tầng 6 tầng 7 tầng 8 tầng 9 tầng 10 tầng 11 tầng 12 áp mái mái 3.9 3.3 4.2 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 4.6 3.9 7.2 11.4 14.7 18 21.3 24.6 27.9 31.2 34.5 37.8 41.1 44.4 49 bề rộng đón gió (m) 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 Sj (m2) Wj KN/m2 ζj ν WFj (KN) yji Mj (KN) yjiWFj y2jiMj Ψi ξi Wp(ji) (KN) Wtt (KN) 127.8 133.1 133.1 117.2 117.2 117.2 117.2 117.2 117.2 117.2 117.2 117.2 140.2 81.65 1.11 1.24 1.36 1.43 1.48 1.52 1.56 1.60 1.63 1.66 1.69 1.71 1.74 1.77 0.52 0.5 0.48 0.47 0.46 0.46 0.45 0.45 0.44 0.44 0.43 0.43 0.43 0.42 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 73.46 83.09 87.22 79.06 80.08 80.96 82.29 83.46 84.31 84.91 85.28 85.83 103.76 61.13 -0.001 -0.002 -0.003 -0.004 -0.005 -0.006 -0.007 -0.007 -0.008 -0.009 -0.010 -0.011 -0.012 -0.013 758.7 777.8 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 859.3 369.3 -0.04 -0.13 -0.23 -0.28 -0.36 -0.45 -0.53 -0.62 -0.71 -0.78 -0.85 -0.93 -1.23 -0.76 0.000 0.002 0.006 0.010 0.017 0.026 0.036 0.047 0.060 0.072 0.086 0.100 0.122 0.058 -12.31 -12.31 -12.31 -12.31 -12.31 -12.31 -12.31 -12.31 -12.31 -12.31 -12.31 -12.31 -12.31 -12.31 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 1.55 8.69 23.75 42.44 57.14 73.46 89.79 106.11 120.80 137.13 150.19 163.25 176.31 195.14 88.09 10.42 28.50 50.93 68.56 88.15 107.74 127.33 144.96 164.55 180.23 195.90 211.57 234.16 105.71 Tải trọng theo phương Oy (mode3) Tầng Ht (m) zj (m) T lửng tầng 2 tầng 3 tầng 4 tầng 5 tầng 6 tầng 7 tầng 8 tầng 9 tầng 10 tầng 11 tầng 12 áp mái mái 3.9 3.3 4.2 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 4.6 3.9 7.2 11.4 14.7 18 21.3 24.6 27.9 31.2 34.5 37.8 41.1 44.4 49 bề rộng đón gió (m) 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 35.5 Sj (m2) Wj KN/m2 ζj ν WFj (KN) yji Mj (KN) yjiWFj y2jiMj Ψi ξi Wp(ji) (KN) Wtt (KN) 127.8 133.1 133.1 117.2 117.2 117.2 117.2 117.2 117.2 117.2 117.2 117.2 140.2 81.65 1.11 1.24 1.36 1.43 1.48 1.52 1.56 1.60 1.63 1.66 1.69 1.71 1.74 1.77 0.52 0.5 0.48 0.47 0.46 0.46 0.45 0.45 0.44 0.44 0.43 0.43 0.43 0.42 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 73.46 83.09 87.22 79.06 80.08 80.96 82.29 83.46 84.31 84.91 85.28 85.83 103.76 61.13 0.000 0.001 0.002 0.002 0.003 0.004 0.004 0.005 0.006 0.007 0.007 0.008 0.008 0.009 758.7 777.8 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 855.5 859.3 369.3 0.03 0.09 0.14 0.17 0.23 0.30 0.36 0.43 0.49 0.55 0.61 0.67 0.81 0.54 0.000 0.001 0.002 0.004 0.007 0.012 0.017 0.022 0.029 0.036 0.044 0.052 0.052 0.029 17.65 17.65 17.65 17.65 17.65 17.65 17.65 17.65 17.65 17.65 17.65 17.65 17.65 17.65 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 8.57 24.17 38.66 53.16 70.08 89.41 106.33 123.24 140.16 157.07 173.99 188.49 189.33 91.80 10.29 29.00 46.40 63.80 84.09 107.29 127.59 147.89 168.19 188.49 208.78 226.18 227.20 110.16