Nghiên cứu đề xuất quy trình thiết kế kháng chấn theo tính năng cho công trình xây dựng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆPVÀPTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦYLỢI NGUYỄN THỊ THU NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH THIẾT KẾ KHÁNG CHẤN THEO TÍNH NĂNG CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀĐÀOTẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀPTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN THỊ THU NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH THIẾT KẾ KHÁNG CHẤN THEO TÍNH NĂNG CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG Chun ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 8580201 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN ANH DŨNG HÀ NỘI, 2022 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, khơng chép từ nguồn với hình thức Việc tham khảo nguồn tàiliệu đãđượcthựchiệnđềuđượctríchdẫnvàghinguồntàiliệuthamkhảotheođúngquyđịnh Tác giả Luận văn Nguyễn Thị Thu LỜI CẢM ƠN Được phân công Khoa Cơng trình, trường Đại học Thủy lợi đồng ý giáo viên hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Anh Dũng, thực đề tài:“Nghiên cứu đề xuất quy trình thiết kế kháng chấn theo tính cho cơngtrình xây dựng" Để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệuTrườngĐạihọcThủyLợivàcácthầycơlàthànhviênhộiđồngxétduyệtvà bảo vệ tạo điều kiện để em thực đề tài nghiên cứu tâm huyết để cung cấp ý kiến có giá trị để nghiên cứu trở nên hoàn thiệnhơn Em gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô Giảng viên Bộ môn Xây dựng dân dụng công nghiệp, Khoa cơng trình, Trường Đại học Thủy lợi có nhữngýkiếnđónggóp,cungcấptàiliệuthamkhảovàgiúpđỡđểemhồnthành nghiên cứunày Với lịng biết ơn sâu sắc mình, em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Anh Dũng tận tình bảo, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn nâng cao lực nghiên cứu khoa học Trân trọng cảm ơn! Hà Nội,ngày tháng năm2022 Tác giả Nguyễn Thị Thu MỤC LỤC MỞĐẦU CHƯƠNG 1.TỔNGQUAN 1.1 Tổng quan vềđộngđất 1.1.1 Sự hình thành động đất có nguồn gốc từ hoạt độngkiếntạo 1.1.2 Cường độđộng đất 1.1.3 Thang cường độđộngđất 16 1.1.4 Động đất lãnh thổViệtNam 18 1.2 Phương pháp thiết kế kết cấu chịu tải trọngđộngđất 20 1.2.1 Phương pháp thiết kế kháng chấn theo tiêu chuẩnhiệnhành .20 1.2.2 Phươngphápthiếtkếkhángchấndựatheotínhnăng(performance-basedseismicdesign) 22 1.2.3 ThựctrạngtínhtốnthiếtkếtheophươngphápkhángchấntheotínhnăngtạiViệtNam 25 Kết luậnchương1 28 CHƯƠNG2.CƠSỞTHIẾTKẾKHÁNGCHẤNDỰATHEOTÍNHNĂNG .29 2.1 Xác định mục tiêu tính củacơngtrình 29 2.1.1 Mức nguy củađộngđất 29 2.1.2 Mức tính năngcơngtrình 29 2.1.3 Xác định mức tính năngcơngtrình 30 2.1.4 Mục tiêu tínhnăng 30 2.2 Phương pháp phân tích tĩnhphituyến 31 2.2.1 Phươngpháp N2 31 2.2.2 Phương pháp phổkhảnăng 34 2.2.3 Phương pháp hệ sốchuyển vị 37 2.2.4 Quan hệ lực – chuyển vị phân tích phi tuyến kết cấu bê tơngcốtthép 41 2.3 Quy trình thiết kế kháng chấn dựa theotínhnăng 42 2.3.1 Các bước quy trìnhthiếtkế 43 2.3.2 Đánh giá mục tiêu tính mứcsửdụng .44 2.3.3 Lựa chọn động đấtđầuvào 44 2.3.4 Phương phápphântích .45 2.3.5 Đánh giátínhnăng .45 2.4 Đánh giá mục tiêu tính mức ngăn ngừasụpđổ 45 2.4.1 Lựa chọn động đấtđầuvào 45 2.4.2 Phương phápphântích .46 2.4.3 Đánh giátínhnăng .46 2.5 Tiêu chí chấp thuận cấu kiện bê tôngcốtthép 47 Kết luậnchương2 50 CHƯƠNG 3: VÍ DỤ MƠ HÌNH SỐ THIẾT KẾ KHÁNG CHẤN KHUNG BÊ TÔNGCỐTTHÉP 51 3.1 Tổng quan cơng trình khung bê tơngcốtthép 51 3.1.1 Phân tích khung bê tơng cốt thép theo phương pháp khổ khả với cơng trìnhnhưsau 51 3.1.2 Tính tải trọng động đất theoTCVN 9386-2012 51 3.1.3 Lập mô hình phân tích khung bê tơngcốtthép 56 3.2 Tính tốn tải trọng động đất tác động lêncơngtrình .64 3.2.1 Tính tốn lực động đất phân bố lên tầng theo phương X theo phương phápphân tích tĩnh lực ngangtươngđương .64 3.2.2 Tính tốn lực động đất phân bố lên tầng theo phương ngang theo phổ phảnứngđànhồi 74 Kết luậnchương3 85 KẾT LUẬN VÀKIẾN NGHỊ .86 DANH MỤC TÀI LIỆUTHAMKHẢO .87 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Các mảng kiến tạo củathạch .4 Hình Sơ đồ trượt chìm mảng sống núi đại dương mảng lục địa biểu thị khốinhô tách dãn sống núi, đới hút chìm, biên đứt gãy trượt ngang cung núi lửa rìalụcđịa Hình Sơ đồ đụng độ đối đầu mảng Ấn-ÚcvàÁ-Âu .6 Hình 4.a, Biên mảng trượt nhìn nghiêng; B, Biên mảngtrượtngang Hình a, Đứt gãy thuận; b, Đứtgẫynghịch Hình Trượt trái trượtbằngphải Hình Một số hình ảnh hậu động đất gây ởViệtNam .19 Hình Sơ đồ tuyến tính hóa theo phương pháp N2 32 Hình 2 Xác định chuyển vị mục tiêu cho hệ bậc tự dotương đương 33 Hình Sơ đồ tuyến tính hóa theo phương pháp phổkhảnăng 35 Hình Sơ đồ tuyến tính hóa theo phương phápchuyểnvị 37 Hình Quan hệ lực – biến dạng cấu kiện bê tơng cốt théptheo[12] 42 Hình Quy trình thiết kế kháng chấn theo tínhnăng[11,17] 43 Hình Dạng phổ phản ứngđànhồi 54 Hình Phổ phản ứng đàn hồi cho loại đất từ A-E ( độcản5%) 55 Hình 3 Lập mơ hình 2DkhungBTCT .57 Hình Kíchthước khung 57 Hình Gán liên kết ngàmchokhung 58 Hình Khungmơhình 58 Hình Khai báo vật liệu bêtơngB25 59 Hình Khai báo vật liệuthépCB240(AI) .60 Hình Khai báo vật liệu thépCB400(AIII) 60 Hình 10 Khai báo tiết diện dầm kíchthước300x650 .61 Hình 11 Khai báo tiết diệncột 400x400 61 Hình 12 Khai báotảitrọng 62 Hình 13 Khung gántiếtdiện 62 Hình 14 Hình ảnh gán cấutạosàn 63 Hình 15 Hình ảnh khai báo tải trọng tham giagiaođộng 63 Hình 16 Hình ảnh phổ ngang thiết kếfile *txt 65 Hình 17 Tạo phổ ngangthiết kế .66 Hình 18 Biểu diễn gán phổ ngangthiếtkế .66 Hình 19 Tổ hợp lực theo phổ ngangthiết kế 67 Hình 20 Tổ hợp tải trọngtĩnh tải 68 Hình 21 Tổ hợp tảitrọng1 69 Hình 22 Tổ hợp tảitrọng2 69 Hình 23 Lực dọc khungcủa TH1 70 Hình 24 Momen khungcủa TH1 70 Hình 25 Lực dọc khungcủa TH2 71 Hình 26 Momen khungcủa TH2 71 Hình 27 Gán cốt thép chocột khung .73 Hình 28 Gán cốt thép chodầmkhung .74 Hình 29 Hình ảnh phổ ngang đàn hồifile*txt 76 Hình 30 Khai báo phổ ngangđànhồi 76 Hình 31 Biểu diễn gán phổ ngang đàn hồivào khung .77 Hình 32 Khai báoPushoverX 77 Hình 33 Khai báo khớp dẻo M3cho dầm 78 Hình 34 Khai báo khớp dẻo M3cho dầm 78 Hình 35 Khai báo khớp dẻo PMMcho cột 79 Hình 36 Khai báo khớp dẻo PMMchocột .79 Hình 37 Gán khớp dẻo cho tồn dầmvàcột .80 Hình 38 Gán khớp dẻo cho toàn dầmvàcột .80 Hình 39 Thơng số khớp dẻocủa dầm 81 Hình 40 Thơng số khớp dẻocủa cột 81 Hình 41 Đường cong khả khung BTCT5tầng 82 Hình 42 Đường cong hệ số chuyển vị theoFEMA356 82 Hình 43 Ứng xử khung Bước đẩy dần thứ 29 điểmtínhnăng 83 Hình 44 Ứng xử khung Bước đẩy dần thứ 30 điểmtínhnăng 83