Sau đó, các phân tích ứng xử kết cấu công trình chuyển vị, biến dạng, ứng suất, nội lực… khi chịu tải trọng động đất chịu động đất gần đứt gãy Near-fault và xa đứt gãy Far-Fault bằng phư
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG * * * LÊ THÀNH TRUNG NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT GẦN VÀ ĐỘNG ĐẤT XA SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI THEO MIỀN THỜI GIAN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐỒNG NAI, NĂM 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG * * * LÊ THÀNH TRUNG NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT GẦN VÀ ĐỘNG ĐẤT XA SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI THEO MIỀN THỜI GIAN CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ NGÀNH: 8580201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN HỒNG ÂN ĐỒNG NAI, NĂM 2023 LỜI CẢM ƠN Học viên chân thành gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Hồng Ân, người Thầy tận tình hướng dẫn, truyền đạt nhiều kiến thức quý báo chuyên môn thực tế trình học viên thực luận văn tốt nghiệp Học viên xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô trực tiếp giảng dạy lớp Thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng Thầy Cô truyền đạt kiến thức q giá, có tính ứng dụng cao suốt khố học vừa qua, tảng vững để học viên hoàn thành luận văn Tiếp theo, học viên gửi lời cảm ơn đến tác giả dày công nghiên cứu, công bố cung cấp tài liệu có liên quan đến đề tài luận văn để học viên tham khảo trình thực đề tài Cuối xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến cha, mẹ anh chị em ln quan tâm chăm sóc động viên học viên Chân thành cảm ơn bạn học viên Cao học Xây Dựng khích lệ tinh thần để học viên theo đuổi hồn thành tốt khóa học Xin chân thành cám ơn! Đồng Nai, ngày 26 tháng năm 2023 Tác giả Lê Thành Trung LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Đồng Nai, ngày 26 tháng năm 2023 Tác giả Lê Thành Trung TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong luận văn này, chuyển động mặt đất gần xa phay đứt gãy lựa chọn tương ứng với độ mạnh khác Sau đó, phân tích ứng xử kết cấu cơng trình (chuyển vị, biến dạng, ứng suất, nội lực…) chịu tải trọng động đất chịu động đất gần đứt gãy (Near-fault) xa đứt gãy (Far-Fault) phương pháp phân tích theo miền thời gian Kết cho thấy ứng xử cơng trình chịu động đất gần có khác biệt lớn so với ứng xử động đất xa Qua phân tích cho thấy chuyển động mặt đất động đất gần phay đứt gãy chuyển động mạnh với xung lượng lớn Hơn nữa, chuyển động mặt đất động đất gần loại xung động với thời gian xung kéo dài Xung động đặc điểm bật trận động đất gần chuyển động mạnh; gia tốc đỉnh tăng nhanh; tốc độ cao chuyển vị lớn gây ảnh hưởng lớn so với động đất xa Bằng cách sử dụng phương pháp giải theo miền thời gian, nghiên cứu xác định phản ứng động kết cấu cơng trình thời gian thực Kết nghiên cứu cho thấy phức tạp ứng xử kết cấu trường hợp động đất gần động đất xa đánh giá dự đốn cách xác thơng qua phương pháp giải theo miền thời gian Tóm lại, luận văn tập trung vào nghiên cứu ứng xử kết cấu cơng trình chịu động đất gần động đất xa cách sử dụng phương pháp giải theo miền thời gian Nghiên cứu áp dụng phương pháp để xác định phản ứng động kết cấu thời gian thực đưa kết luận phương pháp giải theo miền thời gian công cụ hiệu để đánh giá ảnh hưởng động đất lên cơng trình kết cấu MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN TĨM TẮT LUẬN VĂN DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT PHẦN MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỘNG ĐẤT VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA CHUYỂN ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Các công trình nghiên cứu trước 1.2.1 Dự đoán biến dạng hệ bậc tự (SDF) không đàn hồi 1.2.2 Phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến kết cấu đối xứng 10 1.2.3 Phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến cho cấu trúc không đối xứng 17 1.3 Trận động đất gần đứt gãy 20 1.3.1 Các đặc trưng chuyển động đất 20 1.3.2 Trận động đất gần đứt gãy việc dự đoán chuyển động 21 1.3.3 Sự khác trận động đất gần đứt gãy trận động đất khác25 Tóm tắt chương 27 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MƠ HÌNH PHỔ, HÀM DẠNG ĐỘNG ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THEO MIỀN THỜI GIAN 28 2.1 Khái niệm số thông số kỹ thuật động đất 28 2.1.1 Giản đồ gia tốc 28 2.1.2 Đỉnh gia tốc (PGA) 28 2.1.3 Cường độ Arias (IA) 28 2.1.4 Khoảng thời gian hiệu dụng 29 2.1.5 Phổ lượng (PSD) 29 2.1.6 Mô hình phổ lượng Kanai Tajimi 30 2.1.7 Mơ hình phổ lượng Clough Penzien hiệu chỉnh 32 2.2 Mối quan hệ đỉnh gia tốc cường độ 33 2.3 Hàm dạng giản đồ gia tốc 33 2.3.1 Hàm dạng hình thang 33 2.3.2 Hàm dạng cong trơn Shinozuka − Sato 34 2.3.3 Hàm dạng cong trơn Saragoni − Hart 35 2.3.4 Hàm dạng kết hợp 36 2.3.5 Hàm dạng theo phổ phản ứng đàn hồi 37 2.3.6 Nhận xét hàm dạng giản đồ gia tốc 38 2.4 Phân tích phi tuyến theo miền thời gian NL-RHA 38 2.5 Tiêu chuẩn Thiết kế cơng trình chịu động đất Việt Nam 40 2.5.1 Giá trị gia tốc thiết kế ag 40 2.5.2 Phổ phản ứng đàn hồi 40 2.6 Mô giản đồ gia tốc theo phương pháp tổng hàm dạng sóng sin 44 2.6.1 Giới thiệu phương pháp 44 2.6.2 Phổ phản ứng thiết kế 45 2.7 Hệ số mơ hình khung 47 2.7.1 Hệ số độ dẻo (μ) 47 2.7.2 Hệ số độ cứng (α) 49 2.7.3 Ma trận cản Reyleigh 49 Tóm tắt chương 52 Chương 3: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT GẦN VÀ ĐỘNG ĐẤT XA SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI THEO MIỀN THỜI GIAN 53 3.1 Mơ hình số liệu tính tốn 53 3.1.1 Lựa chọn mơ hình khảo sát 53 3.1.2 Mơ hình hóa cơng trình 54 3.1.3 Tải trọng tác dụng 56 3.1.4 Trường hợp phân tích 56 3.2 Phổ gia tốc 58 3.3 Chuyển vị tầng 59 3.4 Chuyển vị lệch tầng 62 3.5 Lực cắt lên tầng 65 3.6 Moment lên tầng 68 3.7 Lực cắt đáy 71 3.8 Nội lực phần tử cột C1 72 3.8.1 Biểu đồ nội lực cột C1 72 3.8.2 Nhận xét 82 Tóm tắt chương 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các thông số mô hình phổ lượng Kanai − Tajimi 30 Bảng 2.2 Các loại theo TCVN 9386:2012 41 Bảng 2.3 Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi theo TCVN 9386:2012 43 Bảng 3.1 Thông số vật liệu bê tông 54 Bảng 3.2 Dữ liệu Trận động đất gần 57 Bảng 3.3 Dữ liệu Trận động đất xa 57 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình phân phối lực theo FEMA-356 cho cơng trình tầng Los Angeles 11 Hình 1.2 Phân phối lực sn* = mn , n = 1, cho ba 'mode' tòa nhà tầng SAC-Los Angeles (Chopra, 2007) 14 Hình 1.3 Hình mơ tả hướng xung gây gãy, chuyển vị đứt gãy kiểu phá hoại trượt 22 Hình 1.4 Sơ đồ hiệu ứng hướng đứt gãy cho kiểu đứt gãy trượt đứng Sự đứt gãy tâm chấn lan truyền với vận tốc khoảng 80% vận tốc sóng cắt 24 Hình 1.5 Ghi nhận vận tốc theo thời gian đứt gãy vng góc (FN) đứt gãy song song (FP) Ghi nhận điểm vận tốc theo phương ngang hai ghi nhận gần đứt gãy 26 Hình 2.1 Phổ lượng phương ngang bồi tích 29 Hình 2.2 Phổ lượng Kanai − Tajimi cho chuyển động phương ngang ‒ bồi tích (alluvium), bồi tích đá (alluvium on rock) đá (rock) 31 Hình 2.3 Phổ lượng Kanai − Tajimi cho chuyển động phương đứng ‒ bồi tích (alluvium), bồi tích đá (alluvium on rock) đá (rock) 31 Hình 2.4 Mơ hình phổ lượng Kanai ‒ Tajimi đề xuất mô hình phổ lượng Clough ‒ Penzien hiệu chỉnh 32 Hình 2.5 Hàm dạng hình thang với t1 = s , t2 =15 s , Tw = 20 s 34 Hình 2.6 Hàm dạng Shinozuka − Sato ( B1 = 0.045 , B2 = 0.05 ) 34 Hình 2.7 Hàm dạng Saragoni − Hart ( = 0.2, = 0.05 ) 35 Hình 2.8 Hàm dạng kết hợp 36 Hình 2.9 Hàm dạng theo phổ phản ứng 37 Hình 2.10 Phổ phản ứng đàn hồi cho loại từ A đến E (độ cản 5%) theo TCVN 9386:2012 43 Hình 2.11 Mơ hình hệ bậc tự (SDOF) 45 Hình 2.12 Dao động SDOF chịu gia tốc 45 Hình 2.13 Đường cong khả cấu kiện 48