Đánh giá rủi ro sụp đổ khung BTCT chịu địa chấn theo hiệu suất

I H C QU C GIA THÀNH PH H CHÍ MINH I H C BÁCH KHOA CH THEO HI Chuyên ngành: Xây d ng dân d ng công nghi p Mã s ngành: 60.58.20 LU TP H CHÍ MINH, THÁNG 02 CS CƠNG TRÌNH C HỒN THÀNH T I I H C BÁCH KHOA – -HCM Cán b ng d n khoa h c: TS Nguy n H ng Ân Cán b ch m nh n xét 1: PGS.TS Chu Qu c Th ng Cán b ch m nh n xét 2: TS H H u Ch nh Lu cs cb ov t ngày 18 tháng 01 n 2014 i h c Bác Thành ph n H cs m: PGS.TS Chu Qu c Th ng TS Nguy n H ng Ân TS H H u Ch nh TS i TS Nguy n Tr c Xác nh n c a Ch t ch H ngành sau lu ã CH T CH H NG ng Khoa qu n lý chuyên c s a ch a (n u có) NG KHOA K THU T XÂY D NG I H C QU C GIA TP HCM I H C BÁCH KHOA C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM c L p - T Do - H nh Phúc - -oOo Tp HCM, ngày 17 tháng 12 NHI M V LU CS H tên h c viên: MSHV: 11210235 sinh: 1987 : Chuyên ngành: Xây d ng Dân D ng Công Nghi p 1- Mã s : 60.58.20 TÀI: CH 2- NHI M V LU : áp d ng quy trình k thu t d a vào hi u su t c a trung tâm k thu t Thái Bình D th c hi u su t s (hay r i ro s ) c a m t nhóm cơng trình khung BTCT ch u mômen (RC-SMRF) s d ng c ng (IDA) t n (SPO2IDA) So sánh k t qu t tin c y tính hi u qu c Xem xét khía c nh SPO2IDA, nh xác c Nghiên c u ph n m MATLAB áp d ng phân tích t OPENSEES ph n m m 3- NGÀY GIAO NHI M V : 01/2013 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 12/2013 5- H VÀ TÊN CÁN B NG D N: TS NGUY N H NG ÂN NG BAN QU N LÝ CHUYÊN NGÀNH CÁN B NG KHOA K THU T XÂY D NG NG D N I L ic u tiên xin chân thành g , TS Nguy n H ng Ân, t nh ng ki n th c vô quý báu giúp h th c hi u Xin g i Th y l i bi H c viên xin chân thành c trình h c cao h c t Th y Cô truy c nh t ã gi ng d y h c viên su t i h c Bách Khoa TP.HCM Chính nh ng ki n th c quý ã t o n n t ng quan tr ng cho h c viên th c hi n lu Cu i cùng, t nh h thành lu t c b n h ã g ng bó chia s nh ng ki n th c quý báu su t khóa h c Tuy nhiên, Tp.HCM, tháng 12 , II L I CAM ình nghiên c u c a riêng tơi, có s h tr t Th ng d n, nh nghiên c u k t qu ãc tài trung th n lu i dung c công b b t c cơng trình Tp HCM, tháng 12 H c viên III M CL C DANH M C HÌNH V VII DANH M C B NG BI U XI DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ CH VI T T T XIII TÓM T T XVIII NG QUAN I.1 Gi i thi u I.2 Tình hình nghiên c u I.2.1 T I.2.2 Các nghiên c u I.3 M c tiêu c c tài LÝ THUY T 10 II.1 K thu t d a vào hi u su t (PBEE) 10 II.2 Ý ngh a vi II.3 Quy trình II.4 u su t s u su t s ng c a s không ch c ch c a cơng trình 14 c a PEER 16 u su t s 18 19 II.5.1 Phân tích l ch s ph n ng phi n (Nonlinear Response History Analysis, NL-RHA) 19 y d n (Pushover Analysis) 21 II.5.2.1 Các mơ hình phân ph i t i ngang theo FEMA-356 23 II.5.2.2 Tính toán chuy n v m c tiêu 24 IV y d n ki m soát chuy n v 25 26 II.5.3.1 Nhân r II.5.3.2 T ng n n 27 ng cong IDA b ng cách n i suy 27 nh tr ng thái gi i h II.5.3.4 T ng h ng cong IDA 30 ng cong IDA 30 II.5.3.5 Áp d ng IDA PBEE 31 31 II.5.4.1 S k t n i gi a SPO IDA c a h MDOF 33 II.5.4.2 SPO2IDA cho h m t b c t (SDOF) 35 ình tham s 35 II.5.4.2.2 S k t n i gi ng cong IDA c a h SDOF 39 ình tham s v o phân n IDA phân v x% 40 II.5.4.3 SPO2IDA cho h nhi u b c t (MDOF) 46 y d n (SPO) 47 ng cong kh ah m tb ct (ESDOF) 48 c i c a IDA phân v 50 II.5.4.3.4 Các phân v IDA cho h nhi u b c t (MDOF) 52 ÌNH KHUNG VÀ D LI T 53 III.1 Mơ hình k t c u 53 V III.2 D li t 57 HI U SU T S MÔMEN T NG S D KHUNG BTCT CH U 65 IV.1 Gi i thi u 65 yd n t 65 67 IV.4 K t lu n 71 HI U SU T S MÔMEN S D CÁC KHUNG BTCT CH U DA 72 V.1 Gi i thi u 72 V.2 Cơng trình BTCT t ng (ID1010) 72 ng cong phân v IDA 73 V.2.2 Tính tốn hi u su t s 75 V.2.3 Nh n xét 78 V.3 Cơng trình BTCT t ng (ID1024) 79 ng cong phân v IDA 80 V.3.2 Tính toán hi u su t s 82 V.3.3 Nh n xét 84 V.4 Cơng trình BTCT 12 t ng (ID1015) 85 ng cong phân v IDA 86 V.4.2 Tính tốn hi u su t s 88 V.3.3 Nh n xét 90 VI V.5 Cơng trình BTCT 20 t ng (ID1020) 91 ng cong phân v IDA 92 V.5.2 Tính tốn hi u su t s 95 V.5.3 Nh n xét 97 V.6 K t lu n 98 T LU N VÀ KI N NGH 99 VI.1 K t lu n 99 VI.2 Ki n ngh 101 M TS K T QU CT LU 103 TÀI LI U THAM KH O 104 PH L C A CÁC MÔ HÌNH KHUNG 112 A.1 M t b ng cơng trình m ng t ng quát c a khung 112 A.2 D li u mơ hình c a khung 112 PH L C B D LI U TÍNH TỐN C A CHO CÁC KHUNG BTCT NGHIÊN C U 119 B.1 Khung t ng (ID1010) 119 B.2 Khung t ng (ID1024) 138 B.3 Khung 12 t ng (ID1015) 157 B.4 Khung 20 t ng (ID1020) 176 PH PH L 196 199 VII DANH M C HÌNH V Hình II-1 Quy trình Hình II- u su t cơng trình theo PBEE 11 nh c hi u su t c a FEMA nh ng s li u hi u su t c a PEER 12 Hình II-3 Quy trình Hình II-4 u su t cơng trình theo PEER 14 i ngang theo FEMA-356 cho cơng trình (a) ; (b) ; (c) : ; (d) (Chopra [38]) 23 Hình II- ng r i r c n i suy s d ng x p x Hình II-6 T p h Hình II- ng cong IDA t ng cho b nh tr ng thái gi i h n IO CP m Hình II- ng IDA phân v tr ng thái gi i h Hình II-9 S k t n i gi Hình II- ng n n 28 ng cong IDA riêng l 29 ng 29 ng cong SPO IDA 34 ng cong kh Hình II-11 T 28 i tham s ki m soát 36 ng IDA phân v phân v s t pháp SPO2IDA v i m t SPO có ah =0.3, µc =2,ac =-2, r =0.5, µf =5 38 Hình II- ng cong kh i-tái b n- ng gi i h n có ah = ah = 43 Hình II-13 Các d ng phân ph i t i ngang theo chi u cao c a khung BTCT t ng (ID1024) nghiên c u 48 Hình II- ng cong SPO lý t Hình III-1 (a) Mơ hình tam ng xác (Chopra [17]) 49 c phát tri n b i 54 Hình III-2 M t b ng cơng trình 55 190 S B 8.79 8.94 9.07 9.21 9.33 9.45 9.56 9.66 9.75 9.83 9.90 9.96 10.01 10.05 10.08 10.10 10.11 10.11 10.11 5.60 5.74 5.88 6.02 6.17 6.32 6.47 6.62 6.77 6.93 7.09 7.25 7.41 7.57 7.73 7.89 8.06 8.14 8.14 6.01 6.11 6.20 6.28 6.36 6.43 6.50 6.57 6.62 6.67 6.72 6.76 6.79 6.82 6.84 6.85 6.86 6.86 6.86 5.58 5.73 5.87 6.01 6.16 6.31 6.46 6.61 6.77 6.92 7.08 7.24 7.40 7.56 7.73 7.89 8.06 8.14 8.14 3.92 3.97 4.01 4.06 4.10 4.13 4.17 4.20 4.23 4.26 4.28 4.30 4.32 4.33 4.34 4.34 4.35 4.35 4.35 5.60 5.74 5.89 6.03 6.18 6.33 6.48 6.63 6.78 6.94 7.09 7.25 7.41 7.57 7.73 7.90 8.06 8.14 8.14 10.11 8.14 6.86 8.14 4.35 8.14 -28(a) Các giá tr a- max N max,16% Sa 0.070 0.094 0.119 0.143 0.168 0.193 0.217 0.242 0.267 max,16% 0.490 0.588 0.683 0.776 0.869 0.962 1.054 1.146 1.239 0.003 0.005 0.007 0.009 0.010 0.012 0.012 0.016 0.017 0.003 0.005 0.007 0.009 0.011 0.014 0.014 0.017 0.018 0.485 0.586 0.676 0.771 0.852 0.951 0.951 1.146 1.208 0.492 0.595 0.689 0.796 0.880 1.083 1.083 1.208 1.270 0.003 0.005 0.007 0.009 0.010 0.012 0.014 0.016 0.017 191 0.291 0.316 0.340 0.365 0.390 0.414 0.414 0.421 0.435 0.449 0.462 0.476 0.489 0.503 0.516 0.529 0.541 0.554 0.566 0.578 0.589 0.600 0.611 0.621 0.631 0.640 0.649 0.657 0.664 0.671 0.677 0.683 0.688 0.692 0.696 0.699 0.701 1.331 1.424 1.518 1.611 1.705 1.800 1.800 1.827 1.880 1.935 1.991 2.048 2.106 2.165 2.225 2.286 2.348 2.411 2.475 2.540 2.606 2.674 2.742 2.811 2.881 2.952 3.023 3.096 3.170 3.244 3.320 3.396 3.473 3.550 3.629 3.708 3.788 0.018 0.020 0.022 0.024 0.026 0.028 0.028 0.028 0.029 0.030 0.031 0.033 0.034 0.035 0.036 0.038 0.039 0.040 0.042 0.043 0.045 0.046 0.048 0.050 0.052 0.055 0.058 0.060 0.062 0.065 0.068 0.070 0.073 0.076 0.079 0.081 0.084 0.019 0.022 0.024 0.025 0.027 0.028 0.028 0.028 0.030 0.031 0.032 0.034 0.035 0.036 0.037 0.039 0.040 0.041 0.043 0.044 0.046 0.047 0.049 0.051 0.053 0.055 0.058 0.060 0.063 0.066 0.068 0.071 0.074 0.076 0.079 0.082 0.085 1.270 1.394 1.515 1.578 1.690 1.790 1.790 1.790 1.858 1.911 1.965 2.045 2.098 2.151 2.205 2.285 2.338 2.392 2.446 2.500 2.606 2.660 2.736 2.796 2.867 2.949 3.020 3.084 3.161 3.237 3.315 3.391 3.469 3.546 3.623 3.706 3.784 1.332 1.515 1.578 1.638 1.742 1.829 1.829 1.829 1.885 1.937 1.991 2.071 2.125 2.178 2.231 2.338 2.386 2.438 2.500 2.556 2.660 2.702 2.767 2.818 2.901 2.956 3.032 3.096 3.173 3.251 3.327 3.405 3.482 3.559 3.636 3.717 3.796 0.019 0.021 0.023 0.024 0.026 0.028 0.028 0.028 0.030 0.031 0.032 0.033 0.034 0.036 0.037 0.038 0.040 0.041 0.042 0.044 0.045 0.047 0.048 0.050 0.053 0.055 0.058 0.060 0.063 0.065 0.068 0.071 0.073 0.076 0.079 0.082 0.084 192 0.702 0.703 0.703 0.703 0.703 B 3.868 3.949 3.990 3.990 3.990 -28(b) Các giá tr 0.087 0.090 0.091 0.091 0.091 a- 0.087 0.090 0.000 0.000 0.000 3.863 3.941 3.987 3.987 3.987 3.874 3.952 0.000 0.000 0.000 20 t max N max,50% Sa 0.070 0.085 0.101 0.117 0.133 0.149 0.164 0.180 0.196 0.212 0.228 0.243 0.259 0.275 0.291 0.291 0.295 0.304 0.313 0.322 0.331 0.340 0.348 0.357 0.087 0.090 0.091 0.091 0.091 max,50% 0.490 0.587 0.683 0.778 0.872 0.966 1.060 1.153 1.246 1.338 1.431 1.523 1.616 1.708 1.800 1.800 1.826 1.880 1.934 1.989 2.046 2.104 2.162 2.222 0.003 0.005 0.007 0.009 0.010 0.012 0.012 0.016 0.017 0.019 0.020 0.022 0.024 0.026 0.028 0.028 0.028 0.029 0.030 0.031 0.033 0.034 0.035 0.036 0.003 0.005 0.007 0.009 0.011 0.014 0.014 0.017 0.018 0.020 0.022 0.024 0.025 0.027 0.028 0.028 0.028 0.030 0.031 0.032 0.034 0.035 0.036 0.037 0.485 0.586 0.676 0.771 0.852 0.951 0.951 1.146 1.208 1.332 1.394 1.515 1.578 1.690 1.790 1.790 1.790 1.858 1.911 1.965 2.045 2.098 2.151 2.205 0.492 0.595 0.689 0.796 0.880 1.083 1.083 1.208 1.270 1.394 1.515 1.578 1.638 1.742 1.829 1.829 1.829 1.885 1.937 1.991 2.071 2.125 2.178 2.231 0.003 0.005 0.007 0.009 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018 0.019 0.021 0.023 0.024 0.026 0.028 0.028 0.028 0.030 0.031 0.032 0.033 0.034 0.036 0.037 193 0.365 0.373 0.381 0.389 0.397 0.404 0.411 0.418 0.425 0.431 0.437 0.442 0.447 0.452 0.456 0.460 0.464 0.467 0.470 0.472 0.474 0.475 0.476 0.477 0.477 0.477 0.477 2.283 2.344 2.407 2.471 2.536 2.602 2.669 2.737 2.806 2.875 2.946 3.018 3.091 3.165 3.239 3.315 3.391 3.469 3.547 3.626 3.705 3.786 3.867 3.949 3.990 3.990 3.990 0.037 0.039 0.040 0.042 0.043 0.045 0.046 0.048 0.050 0.052 0.054 0.057 0.060 0.062 0.065 0.068 0.070 0.073 0.076 0.079 0.081 0.084 0.087 0.090 0.091 0.091 0.091 0.038 0.040 0.041 0.043 0.044 0.045 0.047 0.049 0.051 0.053 0.055 0.058 0.060 0.063 0.066 0.068 0.070 0.073 0.076 0.079 0.081 0.085 0.087 0.090 0.000 0.000 0.000 2.231 2.338 2.392 2.446 2.500 2.595 2.660 2.736 2.796 2.867 2.930 3.007 3.084 3.161 3.237 3.315 3.379 3.456 3.546 3.623 3.695 3.784 3.863 3.941 3.987 3.987 3.987 2.285 2.386 2.438 2.500 2.556 2.606 2.702 2.767 2.818 2.901 2.949 3.020 3.096 3.173 3.251 3.327 3.391 3.469 3.559 3.636 3.706 3.796 3.874 3.952 0.000 0.000 0.000 0.038 0.039 0.041 0.042 0.044 0.045 0.046 0.048 0.050 0.053 0.055 0.057 0.060 0.063 0.065 0.068 0.070 0.073 0.076 0.079 0.081 0.084 0.087 0.090 0.091 0.091 0.091 194 B -28(c) Các giá tr a- 20 t max N max,84% Sa 0.070 0.079 0.089 0.098 0.108 0.118 0.127 0.137 0.147 0.156 0.166 0.176 0.185 0.195 0.205 0.205 0.207 0.212 0.217 0.222 0.227 0.231 0.236 0.240 0.245 0.249 0.253 0.258 0.261 0.265 0.269 max,84% 0.490 0.573 0.658 0.745 0.834 0.925 1.017 1.111 1.205 1.302 1.399 1.498 1.597 1.698 1.800 1.800 1.827 1.881 1.936 1.992 2.049 2.107 2.167 2.227 2.288 2.351 2.414 2.478 2.544 2.610 2.677 0.003 0.005 0.006 0.008 0.010 0.011 0.012 0.014 0.016 0.018 0.020 0.020 0.024 0.026 0.028 0.028 0.028 0.029 0.030 0.032 0.033 0.034 0.035 0.036 0.038 0.039 0.040 0.042 0.043 0.045 0.046 0.003 0.005 0.007 0.008 0.010 0.012 0.014 0.016 0.017 0.019 0.022 0.022 0.025 0.027 0.028 0.028 0.028 0.030 0.031 0.032 0.034 0.035 0.036 0.037 0.039 0.040 0.041 0.043 0.044 0.046 0.047 0.485 0.571 0.651 0.719 0.820 0.900 0.951 1.083 1.146 1.270 1.394 1.394 1.578 1.690 1.790 1.790 1.790 1.858 1.911 1.991 2.045 2.098 2.151 2.205 2.285 2.338 2.392 2.446 2.500 2.606 2.660 0.492 0.578 0.663 0.746 0.852 0.951 1.083 1.146 1.208 1.332 1.515 1.515 1.638 1.742 1.829 1.829 1.829 1.885 1.937 2.018 2.071 2.125 2.178 2.231 2.338 2.386 2.438 2.500 2.556 2.660 2.702 0.003 0.005 0.007 0.009 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018 0.019 0.021 0.023 0.024 0.026 0.028 0.028 0.028 0.030 0.031 0.032 0.033 0.034 0.036 0.037 0.038 0.039 0.041 0.042 0.044 0.045 0.046 195 0.272 0.276 0.279 0.282 0.285 0.287 0.290 0.292 0.294 0.296 0.297 0.299 0.300 0.301 0.302 0.302 0.302 0.302 0.302 0.302 2.745 2.815 2.885 2.956 3.027 3.100 3.174 3.248 3.323 3.399 3.476 3.553 3.631 3.710 3.789 3.869 3.950 3.990 3.990 3.990 0.048 0.050 0.052 0.055 0.058 0.060 0.063 0.065 0.068 0.070 0.073 0.076 0.079 0.081 0.084 0.087 0.090 0.091 0.091 0.091 0.049 0.051 0.053 0.055 0.058 0.061 0.063 0.066 0.068 0.071 0.074 0.076 0.079 0.082 0.085 0.087 0.090 0.000 0.000 0.000 2.736 2.796 2.867 2.949 3.020 3.096 3.173 3.237 3.315 3.391 3.469 3.546 3.623 3.706 3.784 3.863 3.941 3.987 3.987 3.987 2.767 2.818 2.901 2.956 3.032 3.109 3.186 3.251 3.327 3.405 3.482 3.559 3.636 3.717 3.796 3.874 3.952 0.000 0.000 0.000 0.048 0.050 0.053 0.055 0.057 0.060 0.063 0.065 0.068 0.070 0.073 0.076 0.079 0.081 0.084 0.087 0.090 0.091 0.091 0.091 196 PH B C a -1 So sánh k Giá tr SCa (bao g STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 t Giá tr SCa (ch ành ph ành ph ngang) Haselton et al [10] Tác gi 4.82 6.84 2.65 3.87 5.68 3.47 1.55 2.48 2.88 4.28 2.65 3.87 4.91 4.19 2.33 1.44 1.95 1.41 1.49 2.14 2.37 2.19 5.36 3.60 2.74 3.04 4.83 6.83 2.63 3.83 5.69 3.49 1.65 2.49 2.89 4.23 2.63 3.83 4.89 4.26 2.35 1.42 1.95 1.36 1.49 2.26 2.46 2.22 5.66 3.63 2.86 3.03 Sai s (%) 0.1 -0.2 -1.0 -1.3 0.2 0.6 6.6 0.6 0.3 -1.3 -1.0 -1.3 -0.5 1.6 1.2 -1.0 0.2 -4.0 0.1 5.4 3.5 1.4 5.6 0.6 4.2 -0.5 Haselton et al [10] Tác gi 4.82 2.65 3.47 1.55 2.88 2.65 4.19 1.44 1.41 1.49 2.19 3.60 2.74 2.65 1.05 5.15 1.98 1.38 1.18 3.81 1.98 2.24 1.55 3.15 1.76 2.74 4.83 2.63 3.49 1.65 2.89 2.63 4.26 1.42 1.36 1.49 2.22 3.63 2.86 2.63 1.03 5.26 2.05 1.45 1.26 3.86 2.09 2.29 1.65 3.16 1.85 2.76 Sai s (%) 0.1 -1.0 0.6 6.6 0.3 -1.0 1.6 -1.0 -4.0 0.1 1.4 0.6 4.2 -1.0 -2.6 2.0 3.9 5.2 6.1 1.2 5.7 2.3 6.6 0.2 5.3 0.5 197 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 2.65 4.28 1.55 1.05 5.15 6.15 1.98 2.24 3.01 1.38 1.18 1.88 5.51 3.81 2.99 1.98 2.24 4.34 4.19 1.55 3.87 3.15 1.76 2.91 3.23 2.74 2.99 3.04 2.37 1.49 1.67 1.05 2.16 2.39 2.69 1.88 2.74 2.63 4.29 1.65 1.03 5.26 6.26 2.05 2.22 3.03 1.45 1.26 1.82 5.49 3.86 3.06 2.09 2.29 4.36 4.26 1.65 3.89 3.16 1.85 2.89 3.16 2.76 3.06 3.09 2.46 1.49 1.63 1.03 2.15 2.43 2.69 1.82 2.86 -1.0 0.2 6.6 -2.6 2.0 1.7 3.9 -0.6 0.4 5.2 6.1 -3.0 -0.4 1.2 2.2 5.7 2.3 0.4 1.6 6.6 0.4 0.2 5.3 -0.6 -2.3 0.5 2.2 1.7 3.5 0.1 -2.6 -2.6 -0.2 1.4 0.0 -3.0 4.2 2.99 1.49 1.05 2.16 1.88 2.74 1.71 3.15 2.24 1.26 1.98 2.48 1.98 4.71 3.06 1.49 1.03 2.15 1.82 2.86 1.69 3.26 2.29 1.23 2.02 2.43 2.05 4.69 2.2 0.1 -2.6 -0.2 -3.0 4.2 -1.1 3.4 2.3 -3.0 2.4 -2.1 3.9 -0.4 198 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 3.47 2.62 1.71 3.15 3.15 2.24 2.58 1.60 1.26 2.48 1.98 3.26 2.48 1.98 2.69 5.51 4.71 3.49 2.66 1.69 3.26 3.26 2.29 2.66 1.55 1.23 2.43 2.02 3.30 2.43 2.05 2.69 5.49 4.69 0.6 1.2 -1.1 3.4 3.4 2.3 2.8 -2.9 -3.0 -2.1 2.4 1.2 -2.1 3.9 0.0 -0.4 -0.4 199 PH B D-1 B z –4.26 –4.25 –4.24 –4.23 –4.22 –4.21 –4.20 –4.19 –4.18 –4.17 –4.16 –4.15 –4.14 –4.13 –4.12 –4.11 –4.10 –4.09 –4.08 –4.07 –4.06 –4.05 tra giá tr P(Z