NHA NHIEU TANGP docx

Muïc luïc
I:Nội dung yêu cầu: 2
II:Số liệu tính toán: 2
III:Tính hệ trục quán tính chính từng vách: 3
1.Vách số I: 3
2.Vách số II: 3
3.Vách số III: 4
4.Vách số IV: 4
IV: Xác định hệ quán tính chính cả hệ: 5
1.Trọng tâm cả hệ: 5
2.Hệ quán tính chính cả hệ: 6
V: Tính áp lực gió tác động lên công trình: 7
1.Thành phần gió tĩnh: 7
2.Thành phần gió động: 7
VI: Tính tải trọng động đất tác dụng lên công trình: 11
VII: Phân tải về từng vách ở mỗi tầng đối với tải trọng do động đất: 13
KHOA CÔNG NGHỆ BÀI TẬP NHÀ NHIỀU TẦNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỚP XÂY DỰNG KHOÁ 3O
BÀI TẬP
NHÀ NHIỀU TẦNG (STT: 26)
MSMH: CN347
I:Nội dung yêu cầu:
1. Tính hệ trục quán tính chính từng vách.
2. Xác định hệ quán tính chính cả hệ.
3. Tính áp lực gió tác động lên công trình.
4. Tính tải trọng động đất tác dụng lên công trình.
5. Phân tải về từng vách ở mỗi tầng đối với tải trọng do động đất.
II:Số liệu tính toán:
Số thứ tự theo danh sách lớp: 26.
Sử dụng sơ đồ 2.
III

III
IV
II
I
I
SÔ ÑOÀ 2
680068008160816068006800
680068008160816068006800
200
200
43520
43520
GVHD: DƯƠNG NGUYỄN HỒNG TOÀN Trang 2 SVTH: LƯU BÁ PHÚC (1041212)
KHOA CÔNG NGHỆ BÀI TẬP NHÀ NHIỀU TẦNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỚP XÂY DỰNG KHOÁ 3O
Số liệu lấy theo cột 6.
STT Số tầng m (T) n (m) W
0
(kg/m
2
) Cấp động đất Chiều cao tầng
6 17 650 6.8 95 9 3.5
Chú ý:Vách dày: 0.2 m.
Bê tông mac 300.
III:Tính hệ trục quán tính chính từng vách:
1.Vách số I:
68006800
200
I
200

x
X
Y
6600200
1
2
1,11m
 Xác định trọng tâm I:
A = 0,2
×
6,6 + 0,2
×
13,6= 0,2
×
20,2(m
2
)
0
04.4
0
===
∑
∑
i
ii
A
xA
x
11.1
04.4

4.3*2,0*6,6
===
∑
∑
i
ii
A
yA
y
 Moment quán tính I:
3
3
1
109
12
2.0*6.13
−
×==
x
I
m
4
;
8.4
12
6.6*2.0
3
2
==
x

I
m
4
)*()*(
2
22
1
21
AdIAdII
xxx
+++=
m
4

1.15)32.1*29.28.4()72.2*11.1109(
223
=+++×=
−
m
4
9.41
12
6.13*2.0
3
1
==
y
I
m
4

;
3
3
2
104.4
12
2.0*6.6
−
×==
y
I
m
4
9.41104.49.41
321
=×+=+=
−
yyy
III
m
4
2.Vách số II:
GVHD: DƯƠNG NGUYỄN HỒNG TOÀN Trang 3 SVTH: LƯU BÁ PHÚC (1041212)
200
II
16520
KHOA CÔNG NGHỆ BÀI TẬP NHÀ NHIỀU TẦNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỚP XÂY DỰNG KHOÁ 3O
A= 16.52 x 0.2 = 3.264 m
2

.
Moment quán tính của vách II:
45.72
12
52.16*2.0
12
33
===
bh
I
x
m
4
3
33
108.10
12
2.0*52.16
12
−
×===
bh
I
y
m
4
3.Vách số III:
III
200
13600

A= 0.2 x 13.6 = 2.72 m
2
.
Moment quán tính của vách III:
3
33
109
12
2.0*6.13
12
−
×===
bh
I
x
m
4
9.41
12
6.13*2.0
12
33
===
bh
I
y
m
4
4.Vách số IV:
 Diện tích của vách IV:

⇒
A
1
= 8.36 x 16.52 – 7.96 x 16.12 = 9.792 m
2
.
⇒
A
2
= 7.96 x 0.2 = 1.592 m
2
.
⇒
A
IV
= A
1
+ A
2
= 9.792 + 1.592 =11.384 m
2
 Moment quán tính của vách IV:
8.126
12
96.7*12.16
12
36.8*52.16
33
1
=−=

x
I
m
4
4.8
12
96.7*2.0
3
2
==
x
I
m
4
2.1354.88.126
21
=+=+=
xxx
III
m
4
GVHD: DƯƠNG NGUYỄN HỒNG TOÀN Trang 4 SVTH: LƯU BÁ PHÚC (1041212)
KHOA CÔNG NGHỆ BÀI TẬP NHÀ NHIỀU TẦNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỚP XÂY DỰNG KHOÁ 3O
3.362
12
12.16*96.7
12
52.16*36.8
33

1
=−=
y
I
m
4
3
3
2
103.5
12
2.0*96.7
−
×==
y
I
m
4
3.362103.53.362
321
=×+=+=
−
yyy
III
m
4
IV
X
Y
2008160200

200 8160 200 8160 200
1
2
IV: Xác định hệ quán tính chính cả hệ:
1.Trọng tâm cả hệ:
IVIIIIII
IVIVIIIIIIIIIIII
i
ii
AAAA
xAxAxAxA
A
xA
x
+++
+++
==
∑
∑
22
22

14.3
384.11264.372.2*204.4*2
0*384.11)96.14(*264.396.14*72.2*2)96.14(*04.4*2
−=
+++
+−++−
=
m

IVIIIIII
IVIV
i
ii
AAAA
yA
A
yA
y
+++
==
∑
∑
22

65.1
168.28
08.4384.11
==
x
m
GVHD: DƯƠNG NGUYỄN HỒNG TOÀN Trang 5 SVTH: LƯU BÁ PHÚC (1041212)
KHOA CÔNG NGHỆ BÀI TẬP NHÀ NHIỀU TẦNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỚP XÂY DỰNG KHOÁ 3O
IV
II
SÔ ÑOÀ 2
680068008160816068006800
680068008160816068006800
200

43520
43520
Y
X
Y
X
2,43 m
3,14 m
1,11m
2
1
200 6600
Y
X
200
I
200
13600
200
III
13600
200
III
16520
II
200
68006800
200
I
200

X
Y
6600 200
1
2
1,11 m
11,82 m 18,1 m
18,9 m22,2 m
2.Hệ quán tính chính cả hệ:
)*(
2
∑
+=
iixiX
AdII
m
4
)()()()()()(
22'222'2
IVIVIVIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
AdIAdIAdIAdIAdIAdI +++++++++++=










×++×++×++
×++×++×+
=
−
−
)384.1143.22.135()264.365.145.72()72.261.1610*9(
)72.231.1310*9()04.42.228.4()04.49.188.4(
2223
2322
= 4960 m
4

)*(
2
∑
+=
iiyiY
AdII
m
4
)()()()()()(
22'222'2
IVIVIVIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
AdIAdIAdIAdIAdIAdI +++++++++++=
)()()(2)(2
2222
IVIVIVIIIIIIIIIIIIIIIIII
AdIAdIAdIAdI +++++++=










×++×+×
+×++×+
=
−
)384.1114.33.362()264.382.11108.10(
)72.21.189.41(*2)04.482.119.41(*2
223
22
= 4009 m
4

GVHD: DƯƠNG NGUYỄN HỒNG TOÀN Trang 6 SVTH: LƯU BÁ PHÚC (1041212)
KHOA CÔNG NGHỆ BÀI TẬP NHÀ NHIỀU TẦNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỚP XÂY DỰNG KHOÁ 3O
V: Tính áp lực gió tác động lên công trình:
Áp lực gió tác dụng vào công trình bao gồm gió tĩnh và gió động.
1.Thành phần gió tĩnh:
-Xác định theo công thức: W
t
= W
0
×
n

×
c
×
k (kg/m
2
)
-Trong đó:
+W
0
= 95 (kg/m
2
)
+ n: hệ số tin cậy, lấy n = 1,2
+ c: hệ số khí động,đối gió đẩy c = 0,8 và gió hút c = - 0,6.
+ k: hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo cao độ z và dạng địa hình,
tra theo bảng 5 TCXD 2737-1995 ứng với dạng địa hình B. Biểu đồ gió tĩnh
có dạng bậc thang, được xác định giá trị mỗi tầng.
2.Thành phần gió động:
Công trình càng cao thì chuyển vị ngang do gió càng lớn.
Gió gây dao động cho công trình, dao động này kết hợp dao động riêng của
gió tạo gió giật (xung).
Chiều cao công trình: H = 17
×
3,5 = 59,5m > 40m

Ta phải tính gió động
theo công thức sau:
W
p
=

ξςν
H
z
4,1
W
t

(kg/m
2
)
-Trong đó:
 W
t
: giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao tính .
 z :độ cao đang xét (m).
 H: chiều cao nhà, H = 59,5 m.
 ξ: hệ số động lực được xác định bằng đồ thị phụ thuộc thông số ε và đọ giảm
lôga của dao động
Với ε =
1
0
940 f
W
γ
Mà f
1
= 1/T
1
T
1

tính gần đúng theo công thức sau: T
1
=0,021H= 0,021x 59,5= 1,25 (s).
⇒ f
1
=1/1,25= 0,8 < f
L
=1,3
GVHD: DƯƠNG NGUYỄN HỒNG TOÀN Trang 7 SVTH: LƯU BÁ PHÚC (1041212)
KHOA CÔNG NGHỆ BÀI TẬP NHÀ NHIỀU TẦNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỚP XÂY DỰNG KHOÁ 3O
f
L
: tra trong bảng 9 trong TCVN 2737 – 1995 ứng với δ = 0,3 vùng áp lực
gió II.
γ=1,2 hệ số độ tin cậy ⇒ε =
8,0940
9502,1
x
x
= 0,045
Dựa vào đồ thị → ξ= 1,6
+ ζ:hệ số áp lực động của tải trọng gió theo độ cao z (m) ứng với thành
phần của công trình . Lấy trong bảng 3 theo TCVN 2737-1995.
+ ν:hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió lấy theo bề
mặt tính toán của công trình.Lấy theo bảng 4 theo TCVN 2737-1995.
Bảng 3 – Hệ số áp lực động ζ
Chiều cao z(m)
Hệ số áp lực động đối với các dạng địa hình
A B C

≤
5 0,318 0,517 0,754
10 0,303 0,486 0,684
20 0,289 0,457 0,621
40 0,275 0,429 0,563
60 0,267 0,414 0,532
80 0,262 0,403 0,511
100 0,258 0,395 0,496
150 0,251 0,381 0,468
200 0,246 0,371 0,450
250 0,242 0,364 0,436
300 0,239 0,358 0,425
350 0,236 0,353 0,416
≥
480 0,231 0,343 0,398
-Xác định hệ số ν:
Chọn bề mặt tính toán song song với mặt tọa độ zoy, ta có:



==
=+==
mH
mxxxB
5,59
52,4328,62,148,6
χ
ρ
Tra bảng 4 TCXD 229-1999 ta được:
+Cố định χ = 40m

ρ = 40m
→
ν = 0,67
ρ = 43,52m
→
ν = 0,67 +
)4052,43(
4080
67,059,0
−×
−
−
= 0,663
ρ = 80m
→
ν = 0,59
+Cố định χ = 80m
GVHD: DƯƠNG NGUYỄN HỒNG TOÀN Trang 8 SVTH: LƯU BÁ PHÚC (1041212)
KHOA CÔNG NGHỆ BÀI TẬP NHÀ NHIỀU TẦNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỚP XÂY DỰNG KHOÁ 3O
ρ = 40m
→
ν = 0,63
ρ = 43,52m
→
ν = 0,63 +
)4052,43(
4080
63,056,0
−×

−
−
= 0,624
ρ = 80m
→
ν = 0,56
+Xác định giá trị tính toán của ν: (cố định
ρ
= 43,52m)
χ = 40m
→
ν = 0,663
χ = 59,5m
→
ν = 0,663 +
)405,59(
4080
663,0624,0
−×
−
−
= 0,644
χ = 80m
→
ν = 0,624
Vậy



==

=
mH
m
1,48
4,44
χ
ρ

→
ν = 0,644
Vậy:
W
p
=
ξςν
H
z
4,1
W
t

=1,4x1,6x0,644xζ
H
z
W
t

=1,443ζ
H
z

W
t

(kg/m
2
)
Bảng 4 – Hệ số tương quan không gian ν (TCXD 229-1999)
ρ
(m)
Hệ số ν khi χ bằng (m)
5 10 20 40 80 160 350
0,1 0,95 0,92 0,88 0,83 0,76 0,67 0,56
5 0,89 0,87 0,84 0,80 0,73 0,65 0,54
10 0,85 0,84 0,81 0,77 0,71 0,64 0,53
20 0,80 0,78 0,76 0,73 0,68 0,61 0,51
40 0,72 0,72 0,70 0,67 0,63 0,57 0,48
80 0,63 0,63 0,61 0,59 0,56 0,51 0,44
160 0,53 0,53 0,52 0,50 0,47 0,44 0,38
BẢNG TÍNH TẢI TRỌNG GIÓ TÁC ĐỘNG VÀO CÔNG TRÌNH
GVHD: DƯƠNG NGUYỄN HỒNG TOÀN Trang 9 SVTH: LƯU BÁ PHÚC (1041212)
0.00
7.0m
14m
21m
28m
35m
42m
49m
56m
59.5m

GIÓ TĨNH GIÓ ĐỘNG ÁP LỰC GIÓ TỔNG CỘNG
KHOA CƠNG NGHỆ BÀI TẬP NHÀ NHIỀU TẦNG
BỘ MƠN KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỚP XÂY DỰNG KHỐ 3O
Áp lực gió tổng cộng: q = q
t
+ q
đ
Biểu đồ áp lực gió có dạng hình bậc thang
+ =
GVHD: DƯƠNG NGUYỄN HỒNG TỒN Trang 10 SVTH: LƯU BÁ PHÚC (1041212)
KHOA CÔNG NGHỆ BÀI TẬP NHÀ NHIỀU TẦNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỚP XÂY DỰNG KHOÁ 3O
VI: Tính tải trọng động đất tác dụng lên công trình:
Những công trình cao bằng tường cứng , có tỉ số giữa chiều cao và chiều rộng tương
đối nhỏ H/B < 5 (59,5/43,52= 1,37 < 5) .
Hình dạng dao động và chu kỳ dao động riêng với công thức gần đúng sẽ là:
Phương trình dao động là:
y
i
= sinν
i
ξ - B
i
(cosν
I
- chν
i
ξ) - D
i
shν

1
ξ.
Chu kỳ dao động là:
T
i
=
)1(
2
2
22
2
i
i
H
EI
mH
ν
λ
ν
π
+
AG
EIK
=
λ
A:Diện tích chịu trượt (A = 28,168 m
2
)
G: mođun đàn hồi chịu trượt.(G = 290000 kg/cm
2

).
⇒
2420
109,2168,28
174009109,2
9
9
==
xx
xxx
λ
2
2
1
1
i
i
H
ν
λ
ν
ν
+
=
(
8,1
1
=
ν
)

Giới hạn sử dụng
5,1
2
<
H
λ
(0,683<1,5 thỏa)
⇒T

=
s
x
91,2)8,1
5,59
2420
1(
4009*109,2
650000
8,1
5,59*2
2
292
2
=+
π
Hệ số B
1
và D
1
2

/ H
λ
0,000 0,250 0,500 0,750 1,000 1,250 1,500
B
1
1,365 0,500 0,413 0,340 0,275 0,238 0,205
D
1
1,000 0,250 0,188 0,154 0,131 0,115 0,100
⇒ B
1
= 0,36 ; D
1
= 0,163
 Lực ngang tổng cộng.
 S
i
= K
s
β
i
ε
i
ψP
(Với điều kiện: nếu S
i
< 0.02P thì lấy S
i
= 0.02P)
 Lực động đất ngang đặt tại tầng k:


∑
=
ki
ki
iki
y
y
SS
Với :
2
11
ξνξν
ξν
−
+
=
ee
ch
i
2
11
ξνξν
ξν
−
−
=
ee
sh
i

Trong đó:
Bêtông mác 300 có E = 290000 kg/cm
2

 P: tổng khối lượng trên một tầng P = m = 650 T
GVHD: DƯƠNG NGUYỄN HỒNG TOÀN Trang 11 SVTH: LƯU BÁ PHÚC (1041212)
KHOA CÔNG NGHỆ BÀI TẬP NHÀ NHIỀU TẦNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỚP XÂY DỰNG KHOÁ 3O
 I : môment quán tính nhỏ nhất của hệ vách cứng, lấy I
min
= I
y
= 4009
m
4


H
z
=
ξ
; z_độ cao tính toán (m) ;
 H = 59.5 m _chiều cao nhà
K
s
= 0.1(động đất cấp 9)_hệ số động đất
Cấp động đất 7 8 9
K
s
0,025 0,050 0,10

 β
I
= f
i
= 1/T
i
_hệ số động (β
1
= f
1
= 1/T =1/2.91 =0,34)

( )
( )
∑
∑
=
2
2
ki
ki
i
yn
y
ε
hệ số tương đương
 Ψ = 1,2 (CT bê tông cốt thép):hệ số phụ thuộc dao động tắt dần do nội
ma sát gây ra.
Bảng VI.1 :với ν
1

= 1,8 B1 = 0,36 D1 = 0,163
ε
1
=
9579,617
4872,9
2
×
= 0,76
 Kiểm tra điều kiện:
76,0
1
=
ε
S
1
= 0,1x0,34x0,76x1,2x(17x650) = 343 T
S
1
= 343 T > 0.02P = 0,02 x17x 650 = 221 T
→
S
1
= 343 T
GVHD: DƯƠNG NGUYỄN HỒNG TOÀN Trang 12 SVTH: LƯU BÁ PHÚC (1041212)
KHOA CÔNG NGHỆ BÀI TẬP NHÀ NHIỀU TẦNG
BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỚP XÂY DỰNG KHOÁ 3O
VII: Phân tải về từng vách ở mỗi tầng đối với tải trọng do động đất:
Ta có công thức phân như sau:









+=
∑∑
ii
i
i
ii
xI
dx
I
HIR
1
Theo trục X ta có d = 3.14
Vách I (m
4
) x (m) x
2
I x
2
I 41.9 -11.82 139.71 5853.95
I' 41.9 -11.82 139.71 5853.95
II 10.8*10
-3
-11.82 139.71 1.51

III 41.9 18.1 327.61 13726.86
III' 41.9 18.1 327.61 13726.86
IV 362.3 3.14 9.86 3572.133
∑
529.91 42735.26
BẢNG GIÁ TRỊ TẢI TRÊN TỪNG VÁCH CỦA TỪNG TẦNG
GVHD: DƯƠNG NGUYỄN HỒNG TOÀN Trang 13 SVTH: LƯU BÁ PHÚC (1041212)