TÍNH TOÁN PHẦN ĐỘNG CỦA TẢI GIÓ Phân tích dao động phần tử Xem công trình công son có hữu hạn khối lượng tập trung Xét hệ gồm công son có n điểm tập trung khối lượng có khối lượng tương ứng M1,M2, Mn, phương trình vi phân tổng quát dao động hệ bỏ qua khối lượng thanh: (1) Trong đó:  [M], [C], [K] : ma trận khối lượng, cản, độ cứng hệ : vector gia tốc, vận tốc, dịch chuyển toạ độ xác định bậc  tự hệ : véc tơ lực kích động đặt toạ độ tương ứng   Tần số dạng dao động riêng hệ xác định từ phương trình vi phân cản (bỏ qua hệ số cản C): U = [y]sin(wτ-a) Hình 6.1 Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình Theo phụ lục A TCVN 229-1999 Với n > 3, việc giải toán trở nên phức tạp, tần số dạng dao động xác định cách giải máy tính phương pháp gần công thức thực nghiệm (phương pháp Năng Lượng RayLây, phương pháp Bunop - Galookin, phương pháp thay khối lượng, phương pháp khối lượng tương đương, phương pháp dần, phương pháp sai phân) Một chương trình máy tính hổ trợ tính toán tần số dạng dao động theo lý thuyết trình bày ETABS V 9.7.4 tính dao động riêng Khai báo tải trọng tính toán mô hình etabs Thông số tính toán Phân tích dao động công trình để tìm thông số sau:  Tần số dao động (Frequencies)  Chu kì dao động (Period)  Biên độ dao động (Displacement UX, UY)  Khối lượng tham gia dao động (Participate Mass)  Phần trăm khối lượng tham gia dao động khối lượng hữu hiệu (Participate Mass Ratio ≤ 100%) Các thông số tính toán phần mềm Etabs V.9.7.4 tiến hành khai báo tải trọng tác động lên công trình Thông qua , việc khai báo kích thước tiết diện pần mềm tính toán độ cứng công trình Theo TCXD 229-1999 khối lượng phân tích thành phần tham gia dao động, để tính toán động lực lấy với hệ số sau: 1.0TT + 0.5HT Với:  TT : Tĩnh tải tác động lên công trình (trọng lượng thân ,tường bao che lớp hoàn thiện)  HT : Hoạt tải tác động lên công trình Phân tích động lực học kết cấu Khi tính toán thiết kế nhà cao tầng, người thiết kế cần đặc biệt quan tâm đến tải trọng ngang (gió, động đất) tác động vào công trình Để phân tích tính toán dao động công trình (xác định giá trị chu kỳdao động riêng, tần số dao động riêng, chuyển vị,khối lượng tham gia dao động,.) có nhiều phương pháp khác nhau, đồ án sửdụng khung không gian, giải toán theo phương pháp phần tử hữu hạn.Sử dụng phần mềm ETABS để xác định tần số dao động dạng dao động công trình Hình 6.2 Khai báo khối lượng tham gia dao động Etabs Hình 6.3 Minh họa khai báo gán sàn tuyệt đối cứng Cơ sở lý thuyết tính toán gió động Do mặt công trình không đối xứng có , ảnh hưởng dạng dao động thứ đến giá trị thành phần động tải trọng gió chủ yếu xác định tải trọng giá trị tiêu chuẩn thành động gió tác dụng lên phần tử j dạng dao động thứ i xác định theo công thức (theo mục 4.5 TCVN 229:1999): Trong đó:    - khối lượng tập trung phần công trình thứ j - hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i - hệ số xác định cách chia công trình thành nhiều phần, phạm vi phần tải trọng gió xem không đổi  - dịch chuyển ngang tỉ đối trọng tâm phần thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i Xác Định Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i xác định dựa vào Đồ thị xác định hệ số động lực cho TCXD 229:1999, phụ thuộc vào thông số độ giảm lôga dao động Do công trình bê tông cốt thép nên có Thông số xác định theo công thức: Trong đó:  - hệ số tin cậy tải trọng gió lấy 1,2 (N/m2) - giá trị áp lực gió, xác định W0 = 83 kG/m2 = 830 N/m2   - tần số dao động riêng thứ i Xác Định Hệ số xác định công thức: Trong công thức trên, giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j công trình, ứng với dạng dao động khác kể đến ảnh hưởng xung vận tốc gió, xác định theo công thức: Trong đó: -là hệ số động lực ứng với dao động phần i, phụ thuộc vào thông số εi độ giảm loga dao động , tra theo Hình 6.4 Hình 6.4 Đồ thị xác định hệ số động lực   -là diện tích mặt đón gió ứng với phần tử thứ j công trình -là hệ số tương quan không gian áp lực động tải trọng gió, phụ thuộc vào tham số , dạng dao động, tra theo Bảng 4, Bảng TCXD 299-1999 Sau xác định đầy đủ thông số , , , ta xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần động gió tác dụng lên phần tử j ứng với dạng dao động thú i WP(ji) Xác định giá trị tính toán thành phần động tải trọng gió Giá trị tính toán thành phần động gió xác định theo công thức: Trong đó:   - hệ số tin cậy tải trọng gió, lấy 1,2 - hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng giả định công trình tra Bảng 12 TCVN 2337-1995 , lấy Giá trị tính toán thành phần động tải trọng gió quy lực tập trung nhập vào tâm khối lượng tầng Kết phân tích Mode dao động Bảng 6.1 Chu kỳ dao động ứng với mode Mod e Chu kỳ Tần số UX UY RZ (s) (Hz) % % % 2.361216 0.42351 0.2912 58.1512 1.3879 2.120588 0.47156 56.193 0.5896 2.1123 1.843768 0.54236 2.686 1.152 50.118 0.652746 1.53198 0.1668 11.358 0.3545 Chu kỳ Tần số UX UY RZ (s) (Hz) % % % 0.560097 1.78540 11.407 0.4193 1.0714 0.48515 2.06121 1.7061 0.1943 9.6468 0.293276 3.40975 0.116 4.7747 0.1993 0.248863 4.01827 0.001 0.2579 0.1914 0.245472 4.07378 4.4011 0.2414 0.5157 10 0.209198 4.78016 0.7331 0.1124 3.835 0.16571 6.03463 0.0028 0.0779 0.035 0.164761 6.06939 0.0681 2.6871 0.1542 Mod e 11 12 Tùy vào mức độ nhạy cảm công trình tác dụng động lực tải trọng gió mà thành phần động tải trọng gió cần kể đến tác động thành phần xung vận tốc gió với lực quán tính công trình Mức độ nhạy cảm đánh giá qua tương quan giá trị tần số dao động riêng công trình Từ kết phân tích động lực công trình, công trình có tần số dạng dao động thứ f3 = 0,542 (Hz) , thứ f4 =1,53(Hz) ( f3 [...]... gió được phần mềm ETABS hỗ trợ, tải gió động gán vào tâm khối lượng của công trình Hình 6.8 Minh họa gán tải gió động theo chiều trục X trong ETABS Hình 6.9 Minh họa gán tải gió động theo chiều trục Y trong ETABS Do an khac Thành phần động của tải trọng gió 1 Công trình có độ cao H=61.7(m) > 40(m) nên cần phải tính thành phần động của gió 1 Sơ đồ tính toán động lực Vị trí các điểm tập trung khối lượng... Dạng dao động thứ nhất (mode 1): công trình dao động theo phương Y + Dạng dao động thứ hai (mode 2): công trình dao động theo phương X + Dạng dao động thứ ba (mode 3): công trình bị xoắn theo phương Z Với dạng dao động thứ nhất và thứ hai của công trình có fi< fL nên theo điều 4.1 của TCXDVN 229 – 1999 thì thành phần động của tải trọng gió phải kể đến tác dụng của cả xung vận tốc gió và lực quán tính của... (kN/m2) Xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j với dạng dao động thứ i được xác định theo công thức: Wp(ji) = Mjξiψiyji Trong đó: + Wp(ji) – lực, đơn vị tính toán lấy là (kN) + Mj – khối lượng tập trung của phần công trình thứ j, (kN) + ξi – hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên,... hệ số động lực Bảng 6.12 Hệ số động lực c Mode i fi (Hz) ε ξι 1 0.416 0.081 1.738 2 0.434 0.077 1.716 3 0.558 0.06 1.6 Xác định thành phần động của tải trọng gió Từ giá trị MJ ; ξI ; ; WP(Ji) theo công thức: WP(ji) = Mjξiψiyji ta xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió được xác định theo công thức: WP(Ji)tt = WP(ij)γβ Trong đó:... trị giới hạn của tần số dao động riêng fL=1.3 Xác định các dạng dao động riêng Để tính chuyển vị tỉ đối từng sàn: sau nhập mô hình vào Etabs, khai báo sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng sàn, chạy chương trình ta tìm chuyển vị tỉ đối của các sàn Kết quả chuyển vị tại các tầng được cho trong bảng sau Hình 6.13 Khai báo sàn tuyệt đối cứng (tầng 2) Bảng 6.10 Biên độ của Mode dao động Story STORY1 Mode Mode... 83(daN/m2) + c – hệ số khí động lấy theo bảng 6 trong TCVN 2737 : 1995, không thứ nguyên c = 0.8+0.6 = 1.4 + k(zj) – hệ số, không thứ nguyên tính đến sự thay đổi của áp lực gió: k(zj) phụ thuộc vào độ cao zj, mốc chuẩn để tính độ cao và dạng địa hình tính toán Các giá trị của k(zj) lấy theo TCVN 2737 : 1995 (Wj – là giá trị gió tĩnh xác định như trình bày ở phần trên) + ζj – là hệ số áp lực động của tải trọng... được cho trong bảng 3 (Trang 8 TCXD 229 : 1999) + DJ;hJ – bề rộng và chiều cao của bề mặt đón gió ứng với phần thứ J + ν - hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên xác định phụ thuộc vào tham số ; Ứng với dạng dao động thứ nhất ν = ν1 (xác định như bảng 4; 5 trang 8 và 9 trong TCXD 229 : 1999) Tra bảng 4 và 5 trong. .. Xác định hệ số động lực Hệ số động lực Thông số xác định phụ thuộc vào thông số được xác định theo công thức: = Trong đó: và độ giảm loga của dao động γ - hệ số độ tin cậy của tải gió, lấy bằng 1.2; Wo - giá trị của áp lực gió (N/m2); W0=830 (N/m2); fi - tần số dao động riêng thứ i (Hz); Từ εi tra đồ thị (Hình 2 trang 10 – TCXD 229 : 1999) ta được ξi Công trình bằng bê tông cốt thép cho trong bảng sau... gió TCVN 2737 : 1995; W0 = 83(daN/m2) c – hệ số khí động lấy theo bảng 6 trong TCVN 2737 : 1995, không thứ nguyên c = 0.8+0.6 = 1.4 k(zj) – hệ số, không thứ nguyên tính đến sự thay đổi của áp lực gió: k(zj) phụ thuộc vào độ cao zj, mốc chuẩn để tính độ cao và dạng địa hình tính toán Các giá trị của k(zj) lấy theo TCVN 2737 : 1995 Bảng 6.11 Kết quả tính áp lực gió tĩnh 3 Kz Wo C (kN/m2) Wj STORY17 2.5... (sàn nhà) Giá trị các khối lượng tập trung ở các mức trong sơ đồ tính toán bằng tổng khối lượng của kết cấu chịu lực, kết cấu bao che, trang trí và 0.5 hoạt tải Hình 6.9 Khai báo các trường hợp tải trọng Hình 6.10 Khai báo Mass Source trong Etabs Hình 6.11 Check Model trước khi chạy chương trình 2 a Xác định các đặc trưng động lực Xác định tần số dao động riêng Sau khi nhập vào mô hình làm việc với các ... trình máy tính hổ trợ tính toán tần số dạng dao động theo lý thuyết trình bày ETABS V 9.7.4 tính dao động riêng Khai báo tải trọng tính toán mô hình etabs Thông số tính toán Phân tích dao động công... tích động lực học kết cấu Khi tính toán thiết kế nhà cao tầng, người thiết kế cần đặc biệt quan tâm đến tải trọng ngang (gió, động đất) tác động vào công trình Để phân tích tính toán dao động. .. dạng dao động Theo công trình 126 NGUYỄN THỊ MINH KHAI cần tính thành phần động tải trọng gió theo phương X với biên độ dao động lấy theo dao động thứ (mode2), phương Y với biên độ dao động lấy