Phân tích ứng xử và thiết kế kết cấu bê tông cốt thép - Chương 15: Phân tích và thiết kế vách cứng bê tông cốt thép chống động đất

Nội dung chương 15 gồm có: Vách chịu lực (vách cứng), tính toán lực động đất cho vách cứng, thực hành thiết kế vách cứng btct theo ACI 318-05. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích ứng xử và thiết kế kết cấu bê tông cốt thép - Chương 15: Phân tích và thiết kế vách cứng bê tông cốt thép chống động đấtCao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: PhD Hồ Hữu ChỉnhMôn học: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Tham khảo: A. Whittaker + J.W. Wallace Chương 15: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ VÁCH CỨNG BTCT CHỐNG ĐỘNG ĐẤT15.1 VÁCH CHỊU LỰC (VÁCH CỨNG)15.1.1 Khái quát Định nghĩa: vách BTCT là cấu kiện kiểu “sàn đứng”, chỉ chịu các lực tác dụng trong mặt phẳng vách (in-plane loads), chiều rộng vách tối thiểu bằng 6 lần chiều dày (L w ≥ 6t w ) và 1/3 lần chiều cao (L w ≥ H w /3). Vách cứng thường được dùng để chống lực ngang trong công trình nhà cao tầng BTCT. Tên không chính xác: vách chịu cắt: (Shear walls) vì có thể dẫn đến các lầm lẫn như sau:  Kiểu phá hoại chính là phá hoại cắt !!!  Cường độ chịu lực vách là cường độ chống cắt !!!  Thiết kế vách đầu tiên kiểm tra khả năng chống cắt !!!  Phân phối lực có thể dựa trên độ cứng tương đối !!!  Tên chính xác nên là vách chịu lực (Structural walls). a)- Vách cứng dạng phẳng b)- Vách cứng dạng hộp Nên tránh bố trí vách cứng bất thường (irregularity) cả theo chiều cao công trình và mặt bằng nhằm tránh tác động xoắn lớn lên tổng thể công trình như các ví dụ dưới đây: a)- Công trình dạng không đều theo phương đứng (vertical irregularity)Chương 15: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ VÁCH CỨNG BTCT CHỐNG ĐỘNG ĐẤTCao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: PhD Hồ Hữu ChỉnhMôn học: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Tham khảo: A. Whittaker + J.W. Wallace b)- Công trình dạng không đều theo mặt bằng: phương án thiết kế không tốt c)- Công trình dạng đều theo mặt bằng: phương án thiết kế tốt15.1.2 Phân loại vách cứng theo chiều cao Vách cứng thường được phân loại theo kích thước hình học như sau: a. Vách cao - Flexural walls ( H w /L w  2: thiết kế chống uốn là ưu tiên do tỷ số M/V lớn) b. Vách thấp - Squat walls (0,33 < H w /L w < 1-2: thiết kế chống cắt là ưu tiên do M/V nhỏ) c. Vách đôi có dầm nối - Coupled walls d. Vách khoét lỗ - Punched wallsChương 15: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ VÁCH CỨNG BTCT CHỐNG ĐỘNG ĐẤTCao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: PhD Hồ Hữu ChỉnhMôn học: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Tham khảo: A. Whittaker + J.W. Wallace a)- Vách cao b)- Vách thấp c)- Vách đôi d)- Vách khoét lỗ15.1.3 Phân loại vách cứng theo công năng Vách cứng cũng được phân loại theo vị trí và công năng trong công trình. Ba chức năng thông dụng của vách cứng BTCT là: a. Hệ kết cấu vách chịu lực phương đứng - Bearing walls: vách chịu gần như toàn bộ tải trọng đứng. Thường gặp trong công trình nhà ở vì vách được sử dụng như các tường ngăn các căn hộ. b. Hệ kết cấu khung - giằng (hệ khung + vách cứng) - Frame walls, dual system: vách cứng chủ yếu chịu tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng, hệ khung chịu phần lớn tải trọng đứng. c. Hệ kết cấu lõi cứng - Core walls: vách cứng bao quanh hệ thống thang máy vận chuyển đứng.15.1.4 Ứng xử hệ khung-giằng (Frame-Wall Interaction)Chương 15: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ VÁCH CỨNG BTCT CHỐNG ĐỘNG ĐẤTCao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: PhD Hồ Hữu ChỉnhMôn học: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Tham khảo: A. Whittaker + J.W. Wallace VÁCH KHUNG KHUNG + VÁCH Biến dạng cắt Biến Biến Điểm phân chia dạng dạng uốn/cắt uốn cắt Biến dạng uốn a)- Chuyển vị ngang b)- Mômen uốn c)- Lực cắt Biến dạng khung - Biến dạng cắt chiếm ưu thế. - Khả năng chịu tải ngang là do độ cứng các nút khung. Biến dạng vách cứng - Cơ bản là biến dạng uốn. - Biến dạng cắt hầu như không đáng kể. - Chỉ có ở trường hợp vách rất thấp (0,33 < H w /L w < 1) thì kiểu phá hủy là biến dạng cắt. - Vách ứng xử n ...