Nghiên cứu mức độ đáp ứng kháng chấn của một số công trình hiện hữu tại thành phố Quảng Ngãi

33 6 0
  • Loading ...
1/33 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 12/04/2018, 18:17

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - TRẦN ANH CẨN NGHIÊN CỨU MỨC ĐỘ ĐÁP ỨNG KHÁNG CHẤN CỦA MỘT SỐ CƠNG TRÌNH HIỆN HỮU TẠI THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình DD&CN Mã số: 60.58.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình đƣợc hồn thành TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN QUANG HƢNG Phản biện 1: PGS TS Phan Thanh Tùng Phản biện 2: TS Đặng Công Thuật Luận văn đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp họp Trƣờng Đại học Bách Khoa vào ngày 11 tháng năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trƣờng Đại học Bách khoa - Thƣ viện Khoa Kỹ thuật xây dựng cơng trình Dân dụng & Công nghiệp, Trƣờng Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Động đất thảm họa thiên nhiên gây hậu lớn cho ngƣời Chỉ vài phút đồng hồ thành phố bị sụp đổ, khu vực bị sụt lún đơi có sóng thần Động đất lớn gây thiệt hại lớn tài sản nhân mạng Trong thiết kế xây dựng cơng trình, động đất dạng tải trọng đặc biệt Nƣớc ta từ năm 2006 ban hành tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn dựa tiêu chuẩn Eurocode (TCXDVN 375:2006) Đến nay, tiêu chuẩn đƣợc chuyển đổi thành tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 Thực tế việc quy định có hay khơng thiết kế kháng chấn cho loại cơng trình chƣa đƣợc nhắc đến Ngoài ra, theo quy định tiêu chuẩn TCVN 9386:2012, động đất đƣợc chia thành ba trƣờng hợp (theo giá trị gia tốc thiết kế ag = I x agR): - Động đất mạnh ag ≥ 0,08g, phải tính tốn cấu tạo kháng chấn; - Động đất yếu 0,04g ≤ ag < 0,08g, cần áp dụng giải pháp kháng chấn đƣợc giảm nhẹ; - Động đất yếu ag < 0,04g, không cần thiết kế kháng chấn Gia tốc thiết kế lãnh thổ Việt Nam đa số nằm phạm vi ag < 0,08g, số vùng miền có giá trị ag ≥ 0,08g Do việc tính tốn thiết kế cơng trình với tải trọng động đất thƣờng dẫn đến kết cấu cơng trình lớn, từ phát sinh chi phí lớn Do vậy, cơng trình nhà cửa nƣớc ta nói chung, thành phố Quảng Ngãi nói riêng thiết kế trƣớc 2006 hay sau này, đại đa số chƣa quan tâm đến tải trọng động đất (trừ nhà cao tầng) Trên địa bàn thành phố Quảng Ngãi chƣa ghi nhận trƣờng hợp động đất xảy Thời gian gần thƣờng xảy động đất khu vực thủy điện Sông Tranh 2, huyện Bắc Trà My số khu vực huyện Nam Trà My, tỉnh Quảng Nam (giáp ranh Quảng Ngãi) với cƣờng độ dao động từ – 4,7 độ richter Theo phụ lục H, Tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 địa bàn thành phố Quảng Ngãi có gia tốc 0,0824g Do vậy, nguy động đất xảy địa bàn thành phố lớn Xuất phát từ lý trên, thông qua việc khảo sát hồ sơ thiết kế số cơng trình đƣợc xây dựng thành phố Quảng Ngãi, đề tài tập trung đánh giá lại khả kháng chấn cơng trình này, bao gồm: Cấu tạo kháng chấn, mức độ kháng chấn so với tiêu chuẩn khả chịu lực tối đa trƣờng hợp động đất xảy Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá mức độ đáp ứng kháng chấn số cơng trình hữu thành phố Quảng Ngãi, từ đƣa số dự đốn cho tình hình xây dựng, sử dụng cơng trình địa bàn thành phố trƣờng hợp động đất xảy Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu + Đối tƣợng: Một số cơng trình có kết cấu bê tơng cốt thép đƣợc xây dựng thành phố Quảng Ngãi Các loại cơng trình trụ sở nhà làm việc với chiều cao trung bình + Phạm vi nghiên cứu: Khả kháng chấn cơng trình Phƣơng pháp nghiên cứu Căn theo hồ sơ thiết kế số cơng trình thành phố Quảng Ngãi đƣợc phê duyệt, thi cơng xây dựng Từ mơ lại hệ kết cấu số phần mềm tính tốn (Etabs, Sap2000…) Tính tốn lại với tải trọng động đất tác dụng lên cơng trình theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9386:2012 Từ đó, đánh giá mức độ đáp ứng kháng chấn cơng trình đƣợc xây dựng địa bàn Bố cục luận văn Luận văn gồm phần: Mở đầu, 03 Chƣơng phần Kết luận, kiến nghị CHƢƠNG MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ ĐỘNG ĐẤT VÀ TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT LÊN CƠNG TRÌNH 1.1 Tổng quan Động đất 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Nguyên nhân Có nhiều nguyên nhân xảy Động đất: 1.1.2.1 Nguyên nhân nội sinh 1.1.2.2 Nguyên nhân ngoại sinh: 1.1.2.3 Nguyên nhân nhân sinh: 1.1.3 Các cấp độ động đất 1.1.3.1 Thang đo Richter 1.1.3.2 Thang đo MM (Modified Mercalli) 1.1.4 Động đất thành phố Quảng Ngãi 1.2 Tác động Động đất lên công trình 1.2.1 Ảnh hƣởng Động đất đến cơng trình, tài sản ngƣời 1.2.1.1 Các dạng tác động: 1.2.1.2 Tổn thất người 1.2.2 Ứng xử kết cấu khung BTCT chịu tải trọng động đất 1.2.1.1 Khung BTCT 1.2.2.2 Sàn tường xây 1.2.2.3 Nội lực cơng trình chịu tải trọng động đất CHƢƠNG TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT VÀ THỰC TRẠNG MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐÃ THI CƠNG XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI 2.1 Tính tốn tải trọng động đất 2.1.1 Biểu diễn tổng quát tác động động đất 2.1.2 Phổ thiết kế không thứ nguyên dùng cho phân tích đàn hồi Đối với thành phần nằm ngang tác động động đất, phổ thiết kế không thứ nguyên S d (T ) đƣợc xác định công thức sau:  T 2,5  S   (  ) g  TB q  a 2.5 TB  T  TC : S d (T )  g S g q  T  TB : S d (T )  ag (2.1) (2.2)  ag 2,5 TC  S q T  g TC  T  TD : S d (T )  ag    g (2.3)  ag 2,5  TC TD   S q  T   g TD  T : S d (T )  ag    g (2.4) Trong đó: S, TB, TC, TD xác định theo bảng 2.1 T – Chu kỳ dao động hệ β = 0,2 (hệ số ứng với cận dƣới phổ thiết kế theo phƣơng ngang) Bảng 2.1 - Giá trị tham số S, TB, TC, TD (Nguồn: Bảng 3.2, 3.2.2.2 – TCVN 9386:2012) Loại S TB (s) TC (s) TD (s) đất A 1,0 0,15 0,4 2,0 B 1,2 0,15 0,5 2,0 C 1,15 0,20 0,6 2,0 D 1,35 0,20 0,8 2,0 E 1,4 0,15 0,5 2,0 2.1.3 Các phƣơng pháp tính tốn tải trọng động đất 2.1.3.1 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương 2.1.3.2 Phương pháp phân tích phổ phản ứng Phƣơng pháp phân tích phổ phản ứng dao động phƣơng pháp động lực học kết cấu sử dụng phổ phản ứng động lực tất dạng dao động ảnh hƣởng đến phản ứng tổng thể kết cấu Phổ phản ứng dạng dao động đƣợc xác định dựa tọa độ đƣờng cong phổ phản ứng thích hợp với chu kỳ dao động riêng tƣơng ứng a Điều kiện áp dụng Phƣơng pháp phân tích phổ phản ứng phƣơng pháp áp dụng cho tất loại nhà (theo 4.3.3.1 (3b) TCVN 9386:2012) b Số dạng dao động cần xét đến + Phải xét đến phản ứng tất dao động góp phần đáng kể vào phản ứng tổng thể cơng trình Điều đƣợc thỏa mãn đạt đƣợc hai điều kiện sau: - Tổng trọng lƣợng hữu hiệu dạng dao động (mode) đƣợc xét chiếm 90% tổng trọng lƣợng kết cấu - Tất dạng dao động (mode) có trọng lƣợng hữu hiệu lớn 5% tổng trọng lƣợng đƣợc xét đến Trọng lƣợng hữu hiệu W tƣơng ứng với dạng dao động thứ i, đƣợc xác định cho lực cắt đáy Fbi, tác động theo phƣơng tác động lực động đất biểu diễn dƣới dạng Fbi  S d (T1 ).W , S d (T1 ) phổ thiết kế không thứ nguyên ứng với chu kỳ dao động riêng thứ i + Nếu điều kiện (a) khơng thỏa mãn (dao động xoắn góp phần đáng kể) số lƣợng tối thiểu dao động k (các mode k) cần đƣợc xét đến tính tốn phân tích khơng gian cần thỏa mãn điều kiện sau: k 3 n (2.8) Và Tk  0, 2s (2.9) Trong đó: k: Số dạng dao động cần đƣợc xét đến tính tốn n: Số tầng móng đỉnh phần cứng phía dƣới Tk: Chu kỳ dao động riêng tƣơng ứng với dạng dao động k c Quy trình tính tốn + Xác định chu kỳ dạng dao động riêng nhà + Xác định phổ thiết kế không thứ nguyên S d (T1 ) nhà ứng với dạng dao động theo công thức từ (2.1) đến (2.4) mục 2.1.2 + Xác định tổng lực cắt chân cơng trình tƣơng ứng với dạng dao động thứ i theo phƣơng X theo công thức sau: FX ,i  S d (T1 ).WX ,i (2.10) Trong đó: FX ,i : Lực cắt đáy dạng dao động thứ I, xét theo phƣơng X (phƣơng Y tƣơng tự); WX ,i : Trọng lƣợng hữu hiệu (theo phƣơng X mặt bằng, phƣơng Y tƣơng tự) tƣơng ứng với dạng dao động thứ i, xác định theo công thức sau: WX ,i  n    X i , j W j  j 1   n  X i2, j Wj (2.11 ) j 1 Trong đó: n: Tổng bậc tự (số tầng) xét theo phƣơng X (phƣơng Y tƣơng tự) Xi,j: Chuyển vị theo phƣơng X mặt điểm đặt trọng lƣợng thứ j dạng dao động thứ i; Wj: Trọng lƣợng tập trung tầng thứ j cơng trình + Phân phối tải trọng ngang lên cao trình tầng tổng lực cắt chân cơng trình tƣơng ứng với dạng dao động thứ i theo phƣơng X, nhƣ sau: FXj ,i  FX ,i X i , j W j (2.12 n X j 1 i ,l W j ) Trong đó: FjX,i: Lực ngang tác dụng lên tầng thứ j theo phƣơng X ứng với dạng dao động riêng thứ i; Wj , Wj: Trọng lƣợng tập trung tầng thứ i, j cơng trình; Xi,j , Xi,l: Chuyển vị theo phƣơng X điểm đặt trọng lƣợng thứ j l dạng dao động thứ i; + Tổ hợp dạng dao động cần xét (k) - Phản ứng hai dạng dao động i j (kể dạng dao động tịnh tiến xoắn) xem độc lập với nhau, chu kỳ Ti Tj thỏa mãn điều kiện sau: Tj ≤ 0,9 Ti (2.13) - Khi dạng dao động xét độc lập tuyến tính giá trị lớn EE (nội lực, chuyển vị) hệ tác động động đất lấy bằng: EE  k E i 1 i (2.14) Trong đó: EE hệ tác động động đất xét (lực, chuyển vị, v.v…); EEi giá trị hệ tác động động đất dạng dao động thứ i gây - Trong trƣờng hợp phản ứng hai dạng dao động i j không độc lập với theo điều kiện (2.13) giá trị lớn tác động động đất EE EE  k k  r i 1 j 1 i, j Ei E j (2.15) Trong đó, ri,j xác định nhƣ sau: ri , j  1    2 Trong đó: i j i   j   3/2  4i j  1     i2   j2   (2.16)   T j / Ti i ,  j : hệ số cản nhớt lấy 0,05 (5%) 2.2 Thiết kế công trình chịu động đất 2.2.1 Những nguyên tắc 2.2.1.1 Tính đơn giản kết cấu 2.2.1.2 Tính đồng đều, đối xứng siêu tĩnh kết cấu 2.2.1.3 Kết cấu có độ cứng độ bền theo 02 phương 2.2.1.4 Kết cấu có độ cứng độ bền chống xoắn 2.2.1.5 Sàn tầng có ứng xử cứng 2.2.1.6 Nhà có móng thích hợp 2.2.2 Tiêu chí tính đặn kết cấu 2.2.2.1 Tiêu chí tính đặn mặt 2.2.2.2 Tiêu chí tính đặn mặt đứng 2.2.3 Chọn cấu hình kết cấu hợp lý 2.3.1 Yêu cầu vật liệu kích thƣớc 2.3.1.1 Yêu cầu vật liệu 2.3.1.2 u cầu kích thước hình học 2.3.2 Kiểm tra yêu cầu cấu tạo 2.3.2.1 Dầm 2.3.2.2 Cột 2.3.2.3 Nút dầm - cột 17 KIỂM TRA THÉP DẦM Cấp bền BT: B15 M Đoạn Tiết Tầng dầm diện (kN.m) B72 0.5L L Rb = 8.5 Eb = 23,000 h bf ' hf ' (cm) (cm) (cm) (cm) B44 0.5L As TT a ho (cm ) (cm) (cm) Trên 3Ø18 + 2Ø20 13.92 Mpa ξ αm Mgh 0.650 0.439 Kết luận (kN.m) 20 4.00 36.0 0.57 0.409 90.08 Đảm bảo -24.70 20 100 Dƣới 2Ø18 5.09 4.00 36.0 0.21 0.188 41.33 Đảm bảo 42.92 20 100 Trên 3Ø18 7.63 4.00 36.0 0.31 0.265 58.37 Đảm bảo 42.95 20 100 Dƣới 2Ø16 + 2Ø18 9.11 4.00 36.0 0.38 0.305 67.15 Đảm bảo -48.97 20 100 Trên 3Ø18 + 2Ø20 13.92 4.00 36.0 0.57 0.409 90.08 Đảm bảo -17.32 20 100 Dƣới 2Ø18 5.09 4.00 36.0 0.21 0.188 41.33 Đảm bảo -27.71 20 100 Trên 4Ø18 10.18 4.00 36.0 0.42 0.331 72.99 Đảm bảo -24.47 20 100 Dƣới 2Ø18 5.09 4.00 36.0 0.21 0.188 41.33 Đảm bảo 27.71 20 100 Trên 2Ø18 5.09 4.00 36.0 0.21 0.188 41.33 Đảm bảo 39.41 20 100 Dƣới 2Ø16 + 2Ø18 9.11 4.00 36.0 0.38 0.305 67.15 Đảm bảo -43.22 20 100 Trên 4Ø18 6.03 4.00 36.0 0.25 0.218 47.93 Đảm bảo -44.14 20 100 Dƣới 2Ø18 5.09 4.00 36.0 0.21 0.188 41.33 Đảm bảo -17.52 20 100 Trên 3Ø16 6.03 4.00 36.0 0.25 0.218 47.93 Đảm bảo -18.24 20 100 Dƣới 2Ø18 5.09 4.00 36.0 0.21 0.188 41.33 Đảm bảo 18.25 20 100 Trên 2Ø16 4.02 4.00 36.0 0.17 0.152 33.46 Đảm bảo 18.33 20 100 Dƣới 2Ø18 5.09 4.00 36.0 0.21 0.188 41.33 Đảm bảo -22.08 20 100 Trên 2Ø16 4.02 4.00 36.0 0.17 0.152 33.46 Đảm bảo -21.79 20 Dƣới 2Ø18 5.09 4.00 36.0 0.21 0.188 41.33 Đảm bảo 40 40 40 100 40 10 10 40 L 10 10 40 40 10 10 40 L Cốt thép ξR= αR = Mpa -45.49 B44 0.5L AII Rs=Rsc=280 Es= 210,000 Mpa b Mpa C.thép: 10 10 40 10 100 3.2.2.5 Kiểm tra khả chịu lực cột Xuất nội lực từ Etaps tiến hành kiểm tra khả chịu lực cột khung trục E ta có bảng 18 BẢNG KIỂM TRA THÉP CỘT Tên Tổ hợp (mm) Quy toán lệch tâm phẳng tương đương Trường hơp tính tốn Cột Tải trọng (m) (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) STORY4 C9 TH1 MAX 0.0 -107.97 -15.36 -0.11 3900 200 STORY4 C9 TH1 MAX 1.8 -104.36 -5.48 -0.25 3900 200 300 40 Theo phương Y 300 40 Theo phương Y STORY4 C9 TH1 MAX 3.5 -101.30 12.84 -0.16 3900 200 300 40 STORY4 C9 TH1 MIN 0.0 -107.57 -13.80 -0.35 3900 200 300 STORY4 C9 TH1 MIN 1.8 -104.51 -5.59 -0.26 3900 200 STORY4 C9 TH1 MIN 3.5 -101.44 12.49 -0.40 3900 STORY3 C9 TH1 MAX 0.0 -248.91 -12.65 3.39 STORY3 C9 TH1 MAX 1.8 -245.85 -3.07 STORY3 C9 TH1 MAX 3.5 -242.79 STORY3 C9 TH1 MIN 0.0 STORY3 C9 TH1 MIN STORY3 C9 STORY2 Tầng Ví trí P My = M22 Mx = M33 ltt Cy = t2 Cx = t3 a Ast m Kiểm tra (cm ) (%) LTL 9.66 1.61 Đảm bảo LTL 2.40 0.40 Đảm bảo Theo phương Y LTL 6.98 1.16 Đảm bảo 40 Theo phương Y LTL 7.94 1.32 Đảm bảo 300 40 Theo phương Y LTL 2.40 0.40 Đảm bảo 200 300 40 Theo phương Y LTL 6.61 1.10 Đảm bảo 3900 200 300 40 Theo phương Y LTB 9.66 1.61 Đảm bảo 1.21 3900 200 300 40 Theo phương Y LTRB 2.40 0.40 Đảm bảo 11.39 -0.30 3900 200 300 40 Theo phương Y LTB 6.89 1.15 Đảm bảo -249.53 -9.36 2.67 3900 200 300 40 Theo phương Y LTB 4.50 0.75 Đảm bảo 1.8 -246.46 -3.12 1.18 3900 200 300 40 Theo phương Y LTRB 2.40 0.40 Đảm bảo TH1 MIN 3.5 -243.40 10.28 -0.98 3900 200 300 40 Theo phương Y LTB 5.32 0.89 Đảm bảo C9 TH1 MAX 0.0 -399.85 -6.98 1.09 3900 200 300 40 Theo phương Y LTRB 14.08 2.35 Đảm bảo STORY2 C9 TH1 MAX 1.8 -396.79 2.76 -0.94 3900 200 300 40 Theo phương Y LTRB 4.92 0.82 Đảm bảo STORY2 C9 TH1 MAX 3.5 -393.73 8.03 -2.07 3900 200 300 40 Theo phương Y LTB 13.38 2.23 Đảm bảo STORY2 C9 TH1 MIN 0.0 -400.69 -9.20 -0.12 3900 200 300 40 Theo phương Y LTB 16.56 2.76 Đảm bảo STORY2 C9 TH1 MIN 1.8 -397.63 2.59 -1.10 3900 200 300 40 Theo phương Y LTRB 4.85 0.81 Đảm bảo STORY2 C9 TH1 MIN 3.5 -394.56 8.98 -2.97 3900 200 350 40 Theo phương Y LTB 9.40 1.34 Đảm bảo STORY1 C9 TH1 MAX 0.0 -481.22 0.05 -1.16 3900 200 350 40 Theo phương Y LTRB 6.75 0.96 Đảm bảo STORY1 C9 TH1 MAX 0.6 -480.26 2.25 0.33 3900 200 350 40 Theo phương Y LTRB 6.69 0.96 Đảm bảo STORY1 C9 TH1 MAX 1.1 -479.30 4.45 1.90 3900 200 350 40 Theo phương Y LTRB 8.19 1.17 Đảm bảo STORY1 C9 TH1 MIN 0.0 -482.58 -1.43 -1.77 3900 200 350 40 Theo phương Y LTRB 6.84 0.98 Đảm bảo STORY1 C9 TH1 MIN 0.6 -481.62 1.31 0.06 3900 200 350 40 Theo phương Y LTRB 0.00 0.00 Đảm bảo STORY1 C9 TH1 MIN 1.1 -480.66 4.06 0.06 3900 200 350 40 Theo phương Y LTRB 7.73 1.10 Đảm bảo 19 3.2.2.6 Kiểm tra chuyển vị đỉnh Chuyển vị đỉnh lớn động đất gây xuất từ Etabs 9.7.4: Δ=1,31cm=0,0131m Ta có: Δ/H=0,0131/12.95=0.001 ≤ [f] =1/500=0,002 nhƣ cơng trình đảm bảo chuyển vị Kết luận: Khi có động đất xảy cơng trình đảm bảo khả chịu lực không gây bị sụp đổ 3.3.2 Trụ sở làm việc phòng PC 46 cơng an tỉnh Quảng Ngãi 3.3.2.1 Kiểm tra cấu tạo Cấu kiện Tiêu chuẩn Cơng trình Kết luận hữu kho sỏt ỵ6a150 B trớ thộp vựng nộn 2ỵ18 Dm Phự hp ẵ thộp vựng kộo Cột Móng Đƣờng cốt đai khơng đƣợc nhỏ Ø6 Cốt đai không đặt 50mm Đƣờng cốt đai không đƣợc nhỏ Ø6 S=min(bo/ 2; 175; 8bbl ) = min( 200/2;175;144) Dầm, giằng móng phải tối thiểu nhà tầng: bwmin = 0.25m, hwmin = 0.4m 3.3.2.2.Tính tốn tải trọng động đất a Thơng số tớnh toỏn: 2ỵ18 2ỵ12 2ỵ18 Ct s dng ỉ6 Phù hợp 100 Không phù hợp Cốt đai sử dụng Ø6 Phù hợp 100 Phù hợp b =0.2m; h=0.3m Không phù hợp 20 - Địa điểm xây dựng: số 509 Quang Trung, thành phố Quảng Ngãi - Gia tốc nền: agR = 0,0824g; - Hệ số tầm quan trọng: γ1 = 1; - Loại đất thiết kế: B - Hệ số ứng xử: Do số điều kiện cấu tạo hệ kết cấu cơng trình khơng thỏa mãn nên theo mục 2.2.2 Tiêu chuẩn TCVN 9386-2012 nên lấy q = 1,5 b Phân tích dao động cơng trình Kết phân tích dạng dao động (phân tích phƣơng): THEO PHƢƠNG OX THEO PHƢƠNG OY Mode T(s) f(1/s) Mode T(s) f(1/s) 1.335 0.749 1 0.989 1.011 0.445 2.247 0.333 3.003 3 0.316 3.165 c Trọng lượng hữu hiệu mode dao động 0.300 3.333 * Phƣơng OX : STT Tầng Wj (kN) Story2 99.082 Story3 98.133 Story4 25.606 CHUYỂN VỊ CÁC MODE PHƢƠNG OX Mode Mode Mode 0.0397 -0.0692 0.0287 0.0642 0.01 -0.0501 0.0732 0.0845 0.0705 TRỌNG LƢỢNG HỮU HIỆU MODE DAO ĐỘNG ĐẦU TIÊN Mode Wi,j(kN) 210.085 20.784 0.157 21 Nhận xét: Trọng lƣợng hữu hiệu mode dao động 94,284% > 90% tổng trọng lƣợng cơng trình Do ta cần tính tải trọng động đất cho 01 mode CHUYỂN VỊ CÁC MODE PHƢƠNG Wj OY STT Tầng Mode Mode Mode (kN) 0.0389 0.0676 Story2 99.082 -0.0168 Story3 98.133 Story4 25.606 0.0644 -0.0079 0.074 -0.0789 0.0085 0.0196 TRỌNG LƢỢNG HỮU HIỆU MODE DAO ĐỘNG ĐẦU TIÊN Mode Wi,j(kN) 208.936 24.629 2.4048 Nhận xét: Trọng lƣợng hữu hiệu mode dao động 93,769% > 90% tổng trọng lƣợng cơng trình Do ta cần tính tải trọng động đất cho 01 mode d Phân phối lực động đất lên cao trình sàn tầng Kết BẢNG PHÂN PHỐI LỰC PHƢƠNG OX PHƢƠNG OY CẮT ĐÁY LÊN CAO Mode Mode TRÌNH TẦNG Chu kì dao động T1 = Phổ thiết kế Trọng lƣợng hữu hiệu Sd(T) = Wi,i = Lực cắt đáy FX,i 1.335 0.989 0.062 0.083 210.086 208.936 12.965 17.414 PHÂN PHỐI LỰC CẮT ĐÁY LÊN CAO TRÌNH TẦNG STT Tầng Wj (kN) PHƢƠNG OX PHƢƠNG OY Mode Mode 22 Story2 Story3 Story4 301 291 96.9 4.212 5.561 6.746 9.119 2.007 2.734 3.3.2.3 Tính toán kiểm tra kết cấu 3.3.2.4 Kiểm tra khả chịu lực dầm Đối với cơng trình này, tác giả chọn khung trục ( khung nhà) để tính tốn, kiểm tra Mặt cắt trạng dầm B39 ỵ6a150 2ỵ20 2ỵ20 2ỵ12 2ỵ20 2-2 ỵ6a200 2ỵ20 2ỵ12 2ỵ20 2ỵ20 3-3 Kim tra tớnh toỏn tng t ta cú kt qu ỵ6a150 2ỵ20 2ỵ20 2ỵ12 2ỵ20 4-4 23 KIM TRA THẫP DM Cp bn BT: Tần g Đoạn dầm B15 Tiết diện M b (kN.m ) (cm) -32.87 20 B39 0.5 L -40.25 20 53.08 20 53.61 20 -35.07 20 0.5 L L Eb = 23,000 Mpa h (cm) bf' (cm) -41.49 20 -28.76 20 20 56.01 20 100 100 20 -36.82 20 100 100 AsTT Rs=Rsc= 280 Mpa ξR= 0.650 Es= 210,000 Mpa αR= 0.439 a ho Mgh ξ (cm ) (cm) (cm) αm (kN.m) Kết luận Trên 4Ø20 12.57 4.00 46.0 0.41 0.328 118.09 Đảm bảo Dƣới 2Ø20 6.28 4.00 46.0 0.21 0.186 66.75 Đảm bảo Trên 2Ø20 6.28 4.00 46.0 0.21 0.186 66.75 Đảm bảo Dƣới 4Ø20 12.57 4.00 46.0 0.41 0.328 118.09 Đảm bảo Trên 4Ø20 12.57 4.00 46.0 0.41 0.328 118.09 Đảm bảo Dƣới 2Ø20 6.28 4.00 46.0 0.21 0.186 66.75 Đảm bảo Trên 4Ø20 12.57 4.00 46.0 0.41 0.328 118.09 Đảm bảo Dƣới 2Ø20 6.28 4.00 46.0 0.21 0.186 66.75 Đảm bảo Trên 2Ø20 6.28 4.00 46.0 0.21 0.186 66.75 Đảm bảo Dƣới 4Ø20 12.57 4.00 46.0 0.41 0.328 118.09 Đảm bảo Trên 4Ø20 12.57 4.00 46.0 0.41 0.328 118.09 Đảm bảo 10 100 100 10 100 100 10 100 50 AII 10 50 56.50 (cm) Cốt thép C.thép: 10 50 -33.41 hf' 100 50 B39 Mpa 50 L 8.5 50 Rb = 100 10 24 -40.49 20 -14.74 20 B39 0.5 L 100 50 100 -13.77 20 11.25 20 20 -3.42 20 100 100 -2.39 20 6.28 4.00 46.0 0.21 0.186 66.75 Đảm bảo Trên 4Ø18 10.18 4.00 46.0 0.34 0.279 100.39 Đảm bảo Dƣới 2Ø18 5.09 4.00 46.0 0.17 0.154 55.25 Đảm bảo Trên 2Ø18 5.09 4.00 46.0 0.17 0.154 55.25 Đảm bảo Dƣới 4Ø18 10.18 4.00 46.0 0.34 0.279 100.39 Đảm bảo Trên 4Ø18 10.18 4.00 46.0 0.34 0.279 100.39 Đảm bảo Dƣới 2Ø18 5.09 4.00 46.0 0.17 0.154 55.25 Đảm bảo 10 100 100 50 L 2Ø20 10 50 11.55 Dƣới 10 100 25 KIỂM TRA THÉP CỘT Xuất nội lực từ Etaps tiến hành kiểm tra khả chịu lực cột khung trục E ta có bảng Ast m (cm2) (%) LTL 6.56 1.09 Đảm bảo LTL 0.62 0.10 Đảm bảo Theo phương X LTL 0.55 0.09 Đảm bảo 40 Theo phương X LTL 5.84 0.97 Đảm bảo 300 40 Theo phương X LTL 0.49 0.08 Đảm bảo 200 300 40 Theo phương X LTL 1.11 0.18 Đảm bảo 3900 200 300 40 Theo phương X LTL 8.59 1.43 Đảm bảo 2.09 3900 200 300 40 Theo phương X LTRB 2.40 0.40 Đảm bảo -0.95 -14.02 3900 200 300 40 Theo phương X LTL 2.35 0.39 Đảm bảo -179.89 1.19 17.61 3900 200 300 40 Theo phương X LTL 4.75 0.79 Đảm bảo 1.7 -177.49 0.12 1.79 3900 200 300 40 Theo phương X LTRB 2.40 0.40 Đảm bảo TH1 MIN 3.4 -175.08 -3.07 -16.80 3900 200 300 40 Theo phương X LTL 5.28 0.88 Đảm bảo C6 TH1 MAX 0.0 -326.37 2.85 11.57 3900 200 300 40 Theo phương X LTB 6.31 1.05 Đảm bảo STORY2 C6 TH1 MAX 1.7 -323.96 0.15 -0.81 3900 200 300 40 Theo phương Y LTRB 0.62 0.10 Đảm bảo STORY2 C6 TH1 MAX 3.4 -321.56 0.36 -9.14 3900 200 300 40 Theo phương X LTRB 4.84 0.81 Đảm bảo STORY2 C6 TH1 MIN 0.0 -330.83 -1.02 6.05 3900 200 300 40 Theo phương X LTRB 2.40 0.40 Đảm bảo STORY2 C6 TH1 MIN 1.7 -328.43 -0.33 -1.55 3900 200 300 40 Theo phương Y LTRB 0.86 0.14 Đảm bảo STORY2 C6 TH1 MIN 3.4 -326.02 -2.55 -13.19 3900 200 300 40 Theo phương X LTB 7.66 1.28 Đảm bảo STORY1 C6 TH1 MAX 0.0 -434.93 1.23 7.16 3900 200 350 40 Theo phương X LTRB 4.63 0.66 Đảm bảo STORY1 C6 TH1 MAX 0.7 -433.78 0.15 1.14 3900 200 350 40 Theo phương Y LTRB 3.85 0.55 Đảm bảo STORY1 C6 TH1 MAX 1.4 -432.62 -0.12 -4.89 3900 200 350 40 Theo phương Y LTRB 3.78 0.54 Đảm bảo STORY1 C6 TH1 MIN 0.0 -441.92 -1.75 3.23 3900 200 350 40 Theo phương Y LTRB 4.33 0.62 Đảm bảo STORY1 C6 TH1 MIN 0.7 -440.76 -0.93 -0.98 3900 200 350 40 Theo phương Y LTRB 4.26 0.61 Đảm bảo STORY1 C6 TH1 MIN 1.4 -439.61 -0.93 -5.19 3900 200 350 40 Theo phương X LTRB 3.92 0.56 Đảm bảo Tên Tổ hợp Ví trí P l tt Cy = t2 Cx = t3 a Cột Tải trọng (m) (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) (mm) Quy tốn lệch tâm phẳng tương đương Trường hơp tính toán STORY4 C6 TH1 MAX 0.0 -39.95 1.89 16.47 3900 200 300 40 Theo phương X STORY4 C6 TH1 MAX 1.7 -37.55 0.67 5.27 3900 200 300 40 Theo phương X STORY4 C6 TH1 MAX 3.4 -35.14 0.07 -5.44 3900 200 300 40 STORY4 C6 TH1 MIN 0.0 -40.32 1.14 15.97 3900 200 300 STORY4 C6 TH1 MIN 1.7 -37.91 0.61 5.10 3900 200 STORY4 C6 TH1 MIN 3.4 -35.51 -0.56 -6.27 3900 STORY3 C6 TH1 MAX 0.0 -176.71 3.86 20.98 STORY3 C6 TH1 MAX 1.7 -174.30 0.40 STORY3 C6 TH1 MAX 3.4 -171.90 STORY3 C6 TH1 MIN 0.0 STORY3 C6 TH1 MIN STORY3 C6 STORY2 Tầng My = M22 Mx = M33 Kiểm tra 26 400 3.2.2.5 Kiểm tra chuyển vị đỉnh Chuyển vị đỉnh lớn động đất gây xuất từ Etabs 9.7.4: Δ=1,27cm=0,0127m Ta có: Δ/H=0,0127/11.7=0.001 ≤ [f] =1/500 = 0,002, nhƣ cơng trình đảm bảo chuyển vị Kết luận: Khi có động đất xảy cơng trình Trụ sở làm việc phòng PC 46 Công an tỉnh Quảng Ngãi đảm bảo khả chịu lực không gây bị sụp đổ 3.3.3 Nhà hiệu trƣờng THCS Trần phú 3.3.2.1 Kiểm tra cấu tạo Cấu Tiêu chuẩn Cơng trình Kết luận kiện hữu khảo sát 200 Bố trí thép vùng nén ≥ ½ Dầm Phù hợp thép vùng kéo 2Þ16 Cột Móng Đƣờng cốt đai không đƣợc nhỏ Ø6 Cốt đai không đặt 50mm Đƣờng cốt đai không đƣợc nhỏ Ø6 S=min(bo/ 2; 175; 8bbl ) = min( 200/2;175;144) Dầm, giằng móng phải tối thiểu nhà tầng: bwmin = 0.25m, hwmin = 0.4m Cốt đai sử dụng Ø6 Phù hợp 100 Không phù hợp Cốt đai sử dụng Ø6 Phù hợp 100 Phù hợp b =0.2m; h=0.3m Khơng phù hợp 3.3.3.2.Tính tốn tải trọng động đất a Thơng số tính tốn: 27 - Địa điểm xây dựng: Số 145 Phan Chu Trinh, thành phố Quảng Ngãi - Gia tốc nền: agR = 0,0824g; - Hệ số tầm quan trọng: γ1 = 1; - Loại đất thiết kế: B Hệ số ứng xử: Do số điều kiện cấu tạo hệ kết cấu cơng trình khơng thỏa mãn nên theo mục 2.2.2 Tiêu chuẩn TCVN 9386-2012 nên lấy q = 1,5 b Phân tích dao động cơng trình Kết BẢNG PHÂN PHỐI LỰC PHƢƠNG OX PHƢƠNG OY CẮT ĐÁY LÊN CAO Mode Mode TRÌNH TẦNG Chu kì dao động T1 = 0.750 0.709 Phổ thiết kế Sd(T) = 0.109 0.116 Trọng lƣợng hữu hiệu Wi,i = 239.568 250.717 Lực cắt đáy FX,i 26.319 29.098 PHÂN PHỐI LỰC CẮT ĐÁY LÊN CAO TRÌNH TẦNG STT Tầng Story2 Wj (kN) 206.24 55.309 PHƢƠNG OX PHƢƠNG OY Mode Mode 24.010 25.416 Story3 2.309 3.682 3.3.3.2 Tính tốn kiểm tra kết cấu Đối với cơng trình này, tác giả chọn khung trục ( khung nhà) để tính tốn, kiểm tra kết 28 KIỂM TRA THÉP DẦM Cấp bền BT: Tần g Đoạn dầm B15 Tiết diện B12 0.5 L L M b (kN.m ) (cm) -71.16 20 -25.88 32.60 20 20 48.60 20 -24.02 -68.34 20 20 -21.13 20 -45.63 20 B12 0.5 L 32.79 20 8.5 Eb = 23,000 h ' (cm) 40 bf (cm) 100 40 40 100 100 100 20 -10.69 20 -40.49 20 hf (cm) AII Cốt thép As TT (cm ) Rs=Rsc= 280 Mpa ξR= 0.650 Es= 210,000 Mpa αR= 0.439 a ho (cm) (cm) ξ αm Mgh (kN.m) Kết luận Trên 5Ø16 10.05 4.00 36.0 0.41 0.328 72.33 Đảm bảo Dƣới Trên 2Ø16 2Ø16 4.02 4.02 4.00 4.00 36.0 36.0 0.17 0.17 0.152 0.152 33.46 33.46 Đảm bảo Đảm bảo 10 Dƣới 4Ø16 8.04 4.00 36.0 0.33 0.276 60.88 Đảm bảo 10 Trên Dƣới 4Ø16 2Ø16 8.04 4.02 4.00 4.00 36.0 36.0 0.33 0.17 0.276 0.152 60.88 33.46 Đảm bảo Đảm bảo 10 10 100 100 10 100 100 40 L C.thép: Mpa ' 100 40 39.26 Mpa 100 100 40 Rb = Trên 4Ø16 8.04 4.00 36.0 0.33 0.276 60.88 Đảm bảo Dƣới 2Ø16 4.02 4.00 36.0 0.17 0.152 33.46 Đảm bảo Trên 2Ø16 4.02 4.00 36.0 0.17 0.152 33.46 Đảm bảo Dƣới 4Ø16 8.04 4.00 36.0 0.33 0.276 60.88 Đảm bảo Trên 3Ø16 6.03 4.00 36.0 0.25 0.218 47.93 Đảm bảo Dƣới 2Ø16 4.02 4.00 36.0 0.17 0.152 33.46 Đảm bảo 10 100 29 BẢNG KIỂM TRA THÉP CỘT Tên Tổ hợp (mm) Quy toán lệch tâm phẳng tương đương Trường hơp tính tốn Cột Tải trọng (m) (kN) (kN.m) (kN.m) (mm) (mm) (mm) STORY3 C5 TH1 MAX 0.0 -86.62 10.52 21.06 3900 200 STORY3 C5 TH1 MAX 1.6 -84.03 2.92 4.68 3900 200 300 40 Theo phương X 300 40 Theo phương X STORY3 C5 TH1 MAX 3.2 -81.44 17.18 -1.61 3900 200 300 40 STORY3 C5 TH1 MIN 0.0 -98.42 -19.34 5.90 3900 200 300 STORY3 C5 TH1 MIN 1.6 -95.84 -1.08 -0.17 3900 200 STORY3 C5 TH1 MIN 3.2 -93.25 -15.74 -10.36 3900 STORY2 C5 TH1 MAX 0.0 -195.61 11.35 13.65 STORY2 C5 TH1 MAX 1.8 -192.70 9.25 STORY2 C5 TH1 MAX 1.8 -187.92 STORY2 C5 TH1 MAX 3.2 STORY2 C5 TH1 MIN STORY2 C5 STORY2 Tầng Ví trí P My = M22 Mx = M33 ltt Cy = t2 Cx = t3 a Ast m Kiểm tra (cm ) (%) LTL 13.38 2.23 Đảm bảo LTL 2.40 0.40 Đảm bảo Theo phương Y LTL 12.25 2.04 Đảm bảo 40 Theo phương Y LTL 16.61 2.77 Đảm bảo 300 40 Theo phương Y LTRB 2.40 0.40 Đảm bảo 200 300 40 Theo phương Y LTL 14.95 2.49 Đảm bảo 3900 200 300 40 Theo phương Y LTL 11.28 1.88 Đảm bảo 13.49 3900 200 300 40 Theo phương Y LTL 8.59 1.43 Đảm bảo -8.36 12.04 3900 200 300 40 Theo phương Y LTL 6.76 1.13 Đảm bảo -185.66 9.88 -10.53 3900 200 300 40 Theo phương Y LTL 7.76 1.29 Đảm bảo 0.0 -284.21 -12.35 11.15 3900 200 300 40 Theo phương Y LTB 15.53 2.59 Đảm bảo TH1 MIN 1.8 -281.29 -12.50 -14.23 3900 200 300 40 Theo phương Y LTB 17.09 2.85 Đảm bảo C5 TH1 MIN 1.8 -220.84 -10.25 -10.30 3900 200 300 40 Theo phương Y LTL 8.57 1.43 Đảm bảo STORY2 C5 TH1 MIN 3.2 -218.58 -3.20 14.50 3900 200 300 40 Theo phương X LTL 4.29 0.72 Đảm bảo STORY1 C5 TH1 MAX 0.0 -289.75 10.75 21.30 3900 200 300 40 Theo phương X LTB 17.83 2.97 Đảm bảo STORY1 C5 TH1 MAX 1.1 -287.97 2.91 -0.35 3900 200 300 40 Theo phương Y LTRB 2.40 0.40 Đảm bảo STORY1 C5 TH1 MIN 0.0 -399.96 -8.90 -5.68 3900 200 300 40 Theo phương Y LTB 16.62 2.77 Đảm bảo STORY1 C5 TH1 MIN 1.1 -398.18 0.95 -10.20 3900 200 300 40 Theo phương X LTRB 11.35 1.89 Đảm bảo 30 3.2.2.5 Kiểm tra chuyển vị đỉnh Chuyển vị đỉnh lớn động đất gây xuất từ Etabs 9.7.4: Δ=0,83cm=0,0083m Ta có: Δ/H=0,0083/6.9=0.0012 ≤ [f] =1/500 = 0,002; nhƣ cơng trình đảm bảo chuyển vị Kết luận: Khi có động đất xảy cơng trình Nhà hiệu trƣờng THCS Trần Phú đảm bảo khả chịu lực không gây bị sụp đổ BẢNG TỔNG HỢP KẾT QUẢ KIỂM TRA CÁC CƠNG TRÌNH KHI TÍNH TỐN CĨ TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT TT Tên cơng trình Độ bền Cột Độ bền Dầm Trụ sở UBND xã Tịnh An Đảo bảo Đảo bảo Trụ sở phòng làm việc PC 46 Cơng an tỉnh Đảo bảo Đảo bảo Nhà hiệu trƣờng THCS Trần Phú Đảo bảo Đảo bảo KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đảm bảo khả chịu lực động đất xảy Đảm bảo khả chịu lực động đất xảy Đảm bảo khả chịu lực động đất xảy 31 Kết luận Trong khuôn khổ đối tƣợng luận văn này, khảo sát cho thấy cơng trình nhìn chung đảm bảo khả chịu lực có động đất xảy với gia tốc theo quy định TCVN 9386-2012 Các cơng trình đƣợc khảo sát thấp tầng (có quy mô vừa nhỏ) nên ảnh hƣởng tải động đất khơng lớn, cơng trình đƣợc thiết kế chịu tải gió nên dƣờng nhƣ đủ khả chịu tải ngang động đất gây Kiến nghị Thành phố Quảng Ngãi đƣợc thành lập năm 2005, sau 10 năm phát triển đến năm 2015 thành phố công nhận đạt chuẩn đô thị loại II Hiện sở hạ tầng thành phố đƣợc đầu tƣ mạnh mẽ, hệ thống giao thông đƣợc trọng nâng cấp, hệ thống dịch vụ cơng ích nhƣ Trƣờng học, Bệnh viện, trụ sở quan.… ngày đƣợc đầu tƣ phát triển Theo tiêu chuẩn phụ lục H TCVN 9386-2012 thành phố Quảng Ngãi có gia tốc 0,0824g thuộc khu vực có khả xảy động đất cao Do thời gian hạn chế nên luận văn kiểm tra, tính tốn 03 cơng trình thấp tầng Trên thực tế số lƣợng nhà cao tầng ngày đƣợc xây dựng nhiều, lúc ảnh hƣởng tải động đất lớn thiết kế cần quan tâm đến tải trọng động đất, cấu tạo kháng chấn để đảm bảo an tồn tính mạng, tài sản tuổi thọ cho cơng trình ... cơng trình này, bao gồm: Cấu tạo kháng chấn, mức độ kháng chấn so với tiêu chuẩn khả chịu lực tối đa trƣờng hợp động đất xảy Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá mức độ đáp ứng kháng chấn số cơng trình hữu. .. Thực trạng số cơng trình đƣợc thi công xây dựng địa bàn thành phố Quảng Ngãi 2.4.1 Tổng quan Thành phố Quảng Ngãi đƣợc thành lập năm 2005, sau 10 năm phát triển đến năm 2015 thành phố công nhận... dựng thành phố Quảng Ngãi Các loại cơng trình trụ sở nhà làm việc với chiều cao trung bình + Phạm vi nghiên cứu: Khả kháng chấn cơng trình Phƣơng pháp nghiên cứu Căn theo hồ sơ thiết kế số cơng trình
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu mức độ đáp ứng kháng chấn của một số công trình hiện hữu tại thành phố Quảng Ngãi, Nghiên cứu mức độ đáp ứng kháng chấn của một số công trình hiện hữu tại thành phố Quảng Ngãi

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay