Hiệu ứng bậc 2 là sự xét đến nội lực gia tăng trong cấu kiện dưới tác dụng lệch trục của tải trọng thẳng đứng. Dưới tác dụng của tải trọng động đất và do sự cho phép làm việc ngoài giới hạn đàn hồi, kết cấu thường có chuyển vị ngang lớn, các tải trọng thẳng đứng do đó không nằm ở vị trí ban đầu mà chuyển dịch sang vị trí mới làm gia tăng nội lực trong các cấu kiện. Bài viết đề cập đến quy định kiểm tra điều kiện P-Delta trong tình huống thiết kế kháng chấn theo quy định của TCVN 9386:2012
Công thức xác định
Hiệu ứng bậc 2 (P-Delta) được đánh giá thông qua hệ số độ nhạy θ = (Ptot * dr)/(Vtot * h) trong đó Ptot là tổng trọng lực tại tầng đang xét và tất cả các tầng ở trên nó, Vtot là tổng lực cắt tầng do động đất gây ra tại tầng đang xét, dr là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng, và h là chiều cao tầng đang xét
Công thức xác định θ có thể viết lại như sau: θ = q * drif * (Ptot/Vtot) trong đó q là hệ số ứng xử của kết cấu, drif là chuyển vị lệch tầng (chuyển vị tương đối chia chiều cao tầng) được lấy trong mô hình phân tích đàn hồi dưới tác dụng của phổ thiết kế
Điều kiện khống chế
Phụ thuộc giá trị hệ số độ nhạy θ :
- Khi θ ≤ 0.1 : không cần xét đến hiệu ứng bậc 2
- Khi 0.1 < θ ≤ 0.2 : các hiệu ứng bậc 2 có thể được xét đến một cách gần đúng bằng cách nhân các hệ quả tác động với hệ số bằng 1/(1-θ)
- Giá trị θ không được lớn hơn 0.3
Để hạn các hiệu ứng bậc 2 ở mức thấp nhất, hệ kết cấu cần được thiết kế với độ cứng ngang lớn, khi đó giá trị drif sẽ giảm xuống kéo theo sự giảm xuống của giá trị θ
Áp dụng trong thực hành
Trong thực hành sử dụng phần mềm Etabs, bạn có thể tìm thấy các giá trị Ptot và Vtot trong bảng Story Shears (sử dụng menu Display > Show Tables sau khi phân tích xong kết cấu)
Để xác định Ptot, bạn cần tạo một tổ hợp các giá trị tiêu chuẩn của tải trọng thẳng đứng, trong đó hệ số tổ hợp của hoạt tải cần xác định phụ thuộc phòng chức năng theo quy định tại mục 3.2.4 của TCVN 9386:2012
Vtot được xác định dưới tác dụng của các tải trọng (tổ hợp) theo phương X và phương Y
Bảng tính toán kiểm tra sẽ được xác định cho từng phương X và Y
Bạn có thể tham khảo bảng tính của KetcauSoft tại đây: Bảng tính kiểm tra điều kiện P-Delta trong tình huống thiết kế kháng chấn
Khi 0.1 < θ ≤ 0.2, để đơn giản hóa có thể thay đổi hệ số tổ hợp của tải động đất tăng lên bằng cách nhân với giá trị 1/(1-θ)
Quan tâm Zalo KetcauSoft để theo dõi các bài viết và tài liệu mới
