Ảnh hưởng của các dạng dao động cao lên ứng xử động của kết cấu nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ∞0∞ NGUYỄN DUY HẠ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC DẠNG DAO ĐỘNG CAO LÊN ỨNG XỬ ĐỘNG CỦA KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ∞0∞ NGUYỄN DUY HẠ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC DẠNG DAO ĐỘNG CAO LÊN ỨNG XỬ ĐỘNG CỦA KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số chuyên ngành: 58 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG Giảng viên hướng dẫn: TS PHẠM ĐÌNH TRUNG TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc GIẤY XÁC NHẬN Tôi tên là: NGUYỄN DUY HẠ Ngày sinh: 19/05/1969 Nơi sinh: Thái bình Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã học viên: 1885802080004 Tôi đồng ý cung cấp tồn văn thơng tin luận văn tốt nghiệp hợp lệ quyền cho Thư viện trường đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh Thư viện trường đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh kết nối tồn văn thơng tin luận văn tốt nghiệp vào hệ thống thông tin khoa học Sở Khoa học Cơng nghệ Thành phố Hồ Chí Minh Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng năm 2022 Ký tên NGUYỄN DUY HẠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Ý KIẾN CHO PHÉP BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Giảng viên hướng dẫn: Phạm Đình Trung Học viên thực hiện: NGUYỄN DUY HẠ Lớp: MCON018A Ngày sinh: 19/05/1969 Nơi sinh: Thái Bình Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC DẠNG DAO ĐỘNG CAO LÊN ỨNG XỬ ĐỘNG CỦA KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG Ý kiến giáo viên hướng dẫn việc cho phép học viên Nguyễn Duy Hạ bảo vệ luận văn trước Hội đồng: Học viên hoàn thành Luận văn theo Đề cương duyệt, kết Luận văn viết thành 01 báo qua phản biện chờ đăng Tạp chí Xây dựng Tơi đồng cho Học viên bảo vệ luận văn trước Hội đồng chấm Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng năm 2022 Người nhận xét PHẠM ĐÌNH TRUNG i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn “Ảnh hưởng dạng dao động cao lên ứng xử động kết cấu nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang” nghiên cứu tơi Ngoại trừ tài liệu tham khảo trích dẫn luận văn này, tơi cam đoan tồn phần hay phần nhỏ luận văn chưa công bố sử dụng để nhận cấp nơi khác Khơng có sản phẩm/nghiên cứu người khác sử dụng luận văn mà khơng trích dẫn theo quy định Luận văn chưa nộp để nhận cấp trường đại học sở đào tạo khác TP Hồ Chí Minh, Năm 2022 Nguyễn Duy Hạ ii LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tơi xin cảm ơn chân thành đến TS Phạm Đình Trung, người thầy hướng dẫn Luận văn này; Thầy tận tâm hướng dẫn, động viên tạo điều kiện tốt để thực Luận văn; Những tài liệu tham khảo kiến thức Thầy cung cấp giúp nhận định đắn việc nghiên cứu Bên cạnh đó, tơi gửi lời cảm ơn q Thầy Cô giảng dạy lớp Cao học ngành Kỹ thuật Xây dựng, Trường Đại Mở Thành phố Hồ Chí Minh truyền đạt cho nhiều kiến thức quý giá chuyên ngành; đồng thời cảm ơn bạn khóa học đồng hành tơi trải qua chương trình đào tạo Cuối cùng, tơi xin ghi nhận giúp đỡ gia đình ln bên cạnh động viên khuyến khích tơi suốt thời gian học tập vừa qua Xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, Năm 2022 Nguyễn Duy Hạ iii TĨM TẮT Động đất thảm hoạ thiên nhiên khủng khiếp nhân loại mà khoa học kỹ thuật đương đại chưa dự báo xác thời điểm địa điểm xảy Hiện nay, động đất tính tốn cơng trình xây dựng chịu tải trọng động đất chủ đề nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu Mục tiêu luận văn nghiên cứu ảnh hưởng dạng dao động cao lên ứng xử động kết cấu nhà nhiều tầng chịu gia tốc động đất Kết cấu nhà nhiều tầng chọn khảo sát mơ hình tịa nhà 30 tầng, 40 tầng, 50 tầng với mặt chữ nhật chữ L rời rạc hóa phương pháp phần tử hữu hạn tốn phân tích ứng xử động phần mềm ETABS với gia tốc trận động đất Elcentro, Santa Lucerne Phương pháp chồng chất dao động áp dụng để tìm ứng xử động thông qua đại lượng chuyển vị động, mơ men chân cột lực cắt đáy tồn miền thời gian Kết số cho thấy phản ứng động gia tăng có diện nhiều dạng dao động cao Từ khóa: Kết cấu nhà nhiều tầng, phân tích động lực học, gia tốc động đất, dạng dao động cao iv ABSTRACT Earthquakes are one of the most devastating natural disasters ever faced by humans Up to now, scientists have not accurately predicted location and time of an earthquake’s occurence Currently, earthquakes and analyzing buildings subjected to earthquake loads are subjects of interest The objective of this thesis is to study the influence of higher mode shapes on dynamic responses of multi-storey building structures subjected to ground acceleration of earthquakes The selected structure in this investigation is a analytical model of a 30-storey, 40-storey, 50-storey building with variuos plan discreted by finite element method in dynamic analysis by ETABS software and the ground acceleration of the Elcentro, Santa and Lucerne earthquakes used to dynamic analysis The method of modal superposition is applied to derive the dynamic response as displacement, bending moment and shear force in the time domain The numerical results show that the dynamic responses are still increasing in higher mode shapes considered Keywords: Multi-storey building structure, dynamic analysis, ground acceleration of earthquake, higher mode shapes v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC v DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH xi CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề .1 1.2 Mục tiêu luận văn 1.3 Nội dung luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu chương 2.2 CÁC Nghiên cứu TRÊN THẾ GIỚI .6 2.3 CÁC Nghiên cứu nước 2.4 Kết luận chương 15 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT .17 3.1 Giới thiệu chương .17 3.2 Mơ hình kết cấu 17 3.3 Khái quát động đất 25 3.4 Phương pháp CHỒNG CHẤT DẠNG DAO ĐỘNG 27 vi 3.5 Ảnh hưởng số dạng dao động 33 3.6 Phần mềm etabs 34 3.7 Kết luận chương 38 CHƯƠNG KẾT QUẢ SỐ 39 4.1 Giới thiệu chương .39 4.2 Kết cấu mặt hình chữ nhật 30 tầng 39 4.3 Kết cấu mặt hình chữ nhật 40 tầng 45 4.4 Kết cấu mặt hình chữ nhật 50 tầng 51 4.5 Kết cấu mặt hình chữ L 30 tầng 57 4.6 Kết cấu mặt hình chữ L 40 tầng 63 4.7 Kết cấu mặt hình chữ L 50 tầng 70 4.8 Kết luận chương .76 CHƯƠNG KẾT LUẬN 78 5.1 Kết luận .78 5.2 Hướng phát triển 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 81 Ghandil, M., Behnamfar, F., 2015 The near-field method for dynamic analysis of structures on soft soils including inelastic soil–structure interaction Soil Dynamics and Earthquake Engineering 75, 1–17 https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2015.03.018 Heiza, K.M., Tayel, M.A., 2012 Comparative Study of The Effects of Wind and Earthquake Loads on High-rise Buildings M A 3, 20 Hokmabadi, A.S., Fatahi, B., 2016 Influence of Foundation Type on Seismic Performance of Buildings Considering Soil–Structure Interaction Int J Str Stab Dyn 16, 1550043 https://doi.org/10.1142/S0219455415500431 Huỳnh T.D., 2020 Đánh giá ứng xử kết cấu nhà cao tầng chịu động đất theo phương pháp tĩnh lực ngang tương đương, phổ phản ứng lịch sử thời gian (Thesis) Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng Kappos, A., 2014 Earthquake Resistant Concrete Structures CRC Press Kappos, A.J., 1991 Analytical prediction of the collapse earthquake for R/C buildings: Suggested methodology Earthquake Engineering & Structural Dynamics 20, 167–176 https://doi.org/10.1002/eqe.4290200206 Lê, C.P., Nguyễn, H.P., 2016 Effects of ground on structure of constructions during earthquakes UD-JST https://doi.org/10.31130/jstud2016-2036 Lê T.T.T., 2018 Phân tích đáp ứng động lực học kết cấu chịu tác động nhiều gia tốc trận động đất (Thesis) Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng Lê V.B., 2011 Phân tích giải pháp kết cấu nhà nhiều tầng chịu động đất TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KỸ THUẬT VÀ CƠNG NGHỆ 6, 39–44 Marano, G., Morrone, E., Sgobba, S., Chakraborty, S., 2010 A fuzzy random approach of stochastic seismic response spectrum analysis Engineering 82 Structures - ENG STRUCT 32, 3879–3887 https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2010.09.001 Nainan, N., 2012 Dynamic Response of Seismo-Resistant Building Frames International Journal of Engineering Science and Technology 4, Nguyen D., n.d PHƯƠNG PHÁP PHỔ PHẢN ỨNG NHIỀU DẠNG DAO ĐỘNG VÀ TÍNH TỐN NHÀ CAO TẦNG CHỊU ĐỘNG ĐẤT THEO TCXDVN 375 : 2006 [WWW Document] dokumen.tips URL https://dokumen.tips/documents/phng-php-ph-phn-ng-nhiu-dng-dao-ng-vphn-tch-tnh.html (accessed 9.6.22) Nguyễn, Đ.M., 2010 Phương pháp phổ phản ứng nhiều dạng dao động tính tốn nhà cao tầng chịu động đất theo TCXDVN 375: 2006 Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng 4, 8–21 Nguyễn, H.H., 2015 Nghiên cứu làm việc nhà cao tầng bê tông cốt thép có tầng cứng chịu tác động động đất Việt Nam Luận án Tiến sỹ kỹ thuật Nguyễn, Hồng Hải, Nguyễn, Hồng Hà, Vũ, X.T., 2014 Phổ phản ứng chuyển vị phân tích nhà cao tầng chịu động đất Việt Nam phương pháp tĩnh phi tuyến Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 4, 3–9 Nguyễn, H.P., Phạm, Q.Đ., 2013 Experimental research on seismic retrofitting of reinforced concrete columns by continuous fiber sheets 7, 38–45 Nguyễn, L.N., 2008 Động đất thiết kế cơng trình chịu động đất: Phần NXB Xây Dựng Nguyễn, L.N., Phan, V.H., 2017 Ảnh hưởng tường chèn tới phản ứng hệ kết cấu khung bê tông cốt thép chịu động đất theo quan niệm đại MÖc lÖc 49 Nguyễn T.T., Vũ N.Q., 2017 Phân tích hệ số ứng xử kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép 46–46 83 Nguyen, V., Do, V., Doan, V., 2010 Nghiên cứu tương tác động đất kết cấu (SSI) lên cầu dây văng chịu tác động động đất theo phương pháp phổ phản ứng - Luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp [WWW Document] URL http://luanvan.net.vn/luan-van/nghien-cuu-tuong-tac-dong-giua-dat- nen-va-ket-cau-ssi-len-cau-day-vang-chiu-tac-dong-cua-dong-dat-theophuong-phap-pho-69981/ (accessed 1.11.22) Nguyễn, V.M., Đỗ, V.H., Đoàn, V.L., 2010 Nghiên cứu tương tác động đất kết cấu (SSI) lên cầu dây văng chịu tác động động đất theo phương pháp phổ phản ứng Nguyễn, X.M., Nguyễn, D.P., Nguyễn, X.T., 2011 Động đất vấn đề đặt xây dựng Việt Nam Phạm Q.V., Cao V.V., 2016 Thiết kế kết cấu BTCT chịu động đất phương pháp kiểm sốt hư hại TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ 11, 53–63 Phạm, T.T.T., Phạm, X.Đ., Nguyễn, X.H., 2014 Mơ hình hóa làm việc khung bê tông cốt thép chịu tải trọng động đất Phan H.N., Vo N.K., Nguyen H.V., Hoang H.P., 2021 Phân tích ứng xử địa chấn kiểm soát hư hại kết cấu trụ cầu bê tông cốt thép sử dụng phương pháp phân tích tĩnh động phi tuyến UD-JST 37–42 Trịnh H.V., Nguyễn V.L., 2020 Nghiên cứu phương pháp cân lực cắt đáy thiết kế cơng trình chịu tải trọng động đất CTUJSVN 56, 1–9 https://doi.org/10.22144/ctu.jvn.2020.076 vanbanphapluat.co, 2006 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 375:2006 thiết kế cơng trình chịu động đất Bộ Xây dựng ban hành [WWW Document] URL https://vanbanphapluat.co/tieu-chuan-xay-dung-viet- nam-tcxdvn-375-2006-thiet-ke-cong-trinh-chiu-dong-dat (accessed 9.6.22) ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC DẠNG DAO ĐỘNG CAO LÊN ỨNG XỬ ĐỘNG CỦA KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG Nguyen T Phuoc Ngày Nộp: 14-thg 9-2022 01:31CH (UTC+0700) ID Bài Nộp: 1899479613 Tên Tập tin: LUAN_VAN_VER.03.pdf (4.57M) Đếm từ: 25515 Đếm ký tự: 83170 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC DẠNG DAO ĐỘNG CAO LÊN ỨNG XỬ ĐỘNG CỦA KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG BÁO CÁO ĐỘC SÁNG 25 % CHỈ SỐ TƯƠNG ĐỒNG 23% NGUỒN INTERNET 10% ẤN PHẨM XUẤT BẢN 5% BÀI CỦA HỌC SINH NGUỒN CHÍNH tailieu.vn 3% tailieu.tv 3% ibst.vn 2% stce.nuce.edu.vn 1% Submitted to Ho Chi Minh City Open University 1% www.vietnamplus.vn 1% VNUA 1% lib.hpu.edu.vn 1% Nguồn Internet Nguồn Internet Nguồn Internet Nguồn Internet Bài Học sinh Nguồn Internet Xuất Nguồn Internet ... tài: ? ?Ảnh hưởng dạng dao động cao lên ứng xử động kết cấu nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang? ?? cần thiết, góp phần làm rõ ảnh hưởng tải trọng ngang động tác dụng lên cơng trình nhà cao tầng Từ... biệt kết cấu có số tầng nhiều tải trọng tác dụng nhanh dạng dao 16 động cao tham gia đáng kể vào kết cuối Vì vậy, đề tài: ? ?Ảnh ảnh hưởng dạng dao động cao lên ứng xử động kết cấu nhà nhiều tầng chịu. .. lượng dao động riêng phải xét toán kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng ngang 5 1.2 MỤC TIÊU LUẬN VĂN Kết phản ứng động kết cấu nhà nhiều tầng chịu tải trọng ngang tổ hợp từ nhiều dạng dao động,