Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Phân tích hiệu quả sử dụng gối cách chấn có độ cản cao trong công trình dân dụng

LỜI CAM ĐOAN

Học viên Nguyễn Thị Quỳnh Thơ

Sinh ngày: 20/05/1993, CMND số: 184046585, cấp ngày: 12/06/2010, tại Hà Tĩnh Quê quán: Cam Quang — Cam Xuyên — Hà Tĩnh.

Nơi ở hiện tại: Cam Quang — Cam Xuyên — Hà Tĩnh.

Công tác tại: Viện Kỹ thuật Công trình.

Xin cam đoan luận văn tot nghiệp cao hoc “Phân tích hiệu qua sử dụng goi cách chân có độ can cao trong công trình dân dụng” là do cá nhân em thực hiện, moi tham khảo đêu dùng trong các bài giảng của thây giáo và các tài liệu công khai Các sô liệu, kêt quả trong luận văn hoàn toản trung thực.

Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực của luận văn này.

Hà Nội, tháng 06/2019 Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Quỳnh Thơ

LỜI CẢM ON

Em, Nguyễn Thị Quỳnh Thơ, xin chân thành cảm ơn các thầy, cô Trường Đại học

“Thủy lợi đã tận tình giáng dạy, truyền đạt những kiến thức cho em và các học viên, đặc

biệt với sự hướng dẫn tận tình của Ts Nguyễn Anh Dũng đã giúp em hoàn thành luận

văn nay.

Em xin bày t6 sự cảm động với sự giúp đỡ của các anh, các chi, em, và của các đồng

nghiệp để hoàn thành luận văn này.

“Trong quá trình nghiên cứu làm luận văn khó tránh khỏi sai sót hoặc nghiên cứu chưa

xâu, kính mong quý thầy cô chỉ bảo và thông cảm!

Hà Nội, tháng 06/2019

1 Tính cấp thiết của đ tài 1

2 Mue tiêu nghiên cứu, I

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Nội dung nghiên cứu của đ ti 25, Phương pháp nghiên cứu 2

6 Kết quả dự kiến dat được 2

CHUONG 1: TONG QUAN VE SU DUNG GÓI CAO SU CÓ ĐỘ CAN CAO CHO VIEC BAO VỆ CONG TRINH KHOI MOI NGUY HAI ĐỘNG BAT.

1.1 Giới thiệu chung

1.2 Các nguyên tắc cơ bản và yêu cầu của một hệ cách chấn

1.3 Phân loại gối cách chấn đáy

1.4, Các công trinh ứng dụng gối HDRB

1.4.1 TELECOM - Công ty viễn thông Italian ở Aneona, aly

thể giới.

1.42, Cây cầu bắc qua Kênh Corinth ở Hy Lap.

1.43, Tượng đồng của Riace tai Reggio Calabria Italy 11.4.4, Nhà máy hóa chat ở Visp, Thụy Sĩ 14

1.455 Cầu bắc qua sông Tagus ở Santarem, Bồ Dio Nha 16

1.5 Sự cdn hit của nghiên cứu, 20

Kết luận chương 1 2

'CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CUA THIẾT BỊ CÁCH

CHAN DAY CÓ ĐỘ CAN CAO (HDRB) CHO CÔNG TRÌNH DAN DỤNG THIẾT

2.2.1 Các kiểm tra điền hình và kiếm tra thông thưởng, 292.2.2 Các kiếm tra lão hóa 32.3, Các mô hình mô phòng cỗi cao sử cỏ độ cản cao 34323 Mô hình tuyển tỉnh tương đương 362.2.4 MO hinh song tuyển tính 36

2.4, Mô hình lưu biển cai tiền của Nguyen cùng đồng nghiệp (2015) 37 24.1 Clu tạo của mô hình 7

24.2 Xác định tham số và mô phòng số 39

2.5 Mô hình gối cách chin đàn hồi có độ cân cao trong phần mềm SAP2000 43

Kết luận chương 2 45

CHƯƠNG 3: PHAN TÍCH HIỆU QUA CÁCH CHAN CUA CÔNG TRÌNH CHIU

ĐỘNG DAT SỬ DỰNG GOI CAO SU CÓ ĐỘ CAN CAO 46

3.1, Các thông số công trình phân ích động, 46

3.1.1, Phuong pháp phân tích, 46

3.1.2 Chuyển động động đất 46

32 Tính toán kích thước gỗi HDRB sử dụng cho công tinh dn dụng chịu động đất ở

Việt Nam 4

53.2.1 Tĩnh toán lợi chọn kích thước gối HDRB cho công nh nhà BTCT (11 tằng) 47 3.2.2 Tính toán lựa chon kích thước gối HDRB cho công trình nhà BTCT (08 ting) 53.

3.3 Lập mô hình tính toán 60

3.4 Phân tích kết quả tính toán công trình “Toa Telin” 61 3.4.1 Kết qua gia te từ mô hình phân ích 61

3⁄42 Kết qua lye cắt đầy từ mô hình phan tích 2

3.5.1 Kết quả gia ốc từ mô hình phân 6

3.5.2 Kết qua lực cắt đây từ mô hình phân tích 633.5 Nhận xét và đánh gid 63

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 66

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Phổ phản ứng gia tốc khí là hàm của sự giảm chấn (được định nghĩa theo

ECS cho gia tốc nn 0,8, đắt rung bình) 6

Hình 1.2 Phd phản ứng chuyển vị khi là ham của sự giảm chắn (được định nghĩa theo

ECS cho gia tốc nên 0.8g, đất trùng bình) 6 hh 1.3 Ảnh hưởng của gi cách chin đến phản ứng của kết cu 6 1.4 Mặt bằng tổng thể của Công ty Viễn thông 8 inh 1.5 Công tinh thực tế thi công 9

Hình 1.6 Chi tết gối cao su có độ cản cao 9

Hình 1.7 mặt cắt ngang của cầu qua kênh Corinth 10

Hình 1.8 Mat cắt dọc dầm 10inh 1.9 Chi tết gối HDRB cia cầu Corinth 210 Cầu Corinth trong quá tình thi công ụ

11 Thí nghiệm trên mô hình tượng đồng Riace “

17 Nhịp giữa cầu cắc qua song Tagus ở Santrem 16

Hình 1.18 Mat cắt ngang của cầu với hai HDRB 17

Hình 1.19 Chi tết bổ trí HDRB của các trụ nhịp chính "

Hình 2.1 Gối cao su có độ cản cao điễn hình 25

Hình 2.2 Biểu đồ biển dang tải trong điển hình của HDRB, 3

Hình 2.3 Cấu tạo chỉ tiết si HDRB 2s

Hinh 24 HDRB cổ định bởi hée 2

Hình 2.5 HDRB cổ định bởi baloong m

inh 2.6 Mô hình song tuyển tinh của gối cách chấn 37

Hình 2.7 Hình dang của mô hình được đề xuắc Ba nhánh của mô hình được định nghĩa

Tà ứng xuất din-déo + ứng xuất phi tui „ và ứng xuất dir phụ thuộc tốch 38Hình 3.1 Gia tốc nên động đất loại I — Kanto (1923) 46

Hình 3.2 Mặt cit ngang cin gỗi cao su 4

Hình 3.3 Mặt bằng ting điển hình toàn Telin 4

Hinh 3.4 Mặt bằng ting điển hình công tình “Toa Gamoda" _

Hình 35 Mô hình công tình “Tòa Tein” 6Hình 3.6 Mô hình công trình “Toa Gamada” 61

Hình 3.7 Kết quả so ánh gia tốc định theo phương Y tại nh thang máy ting 12 điểm

10159 giữa mô hin sử dụng g6i cách chắn và mô hình không sử dụng g ch chin6

Hình 3.8 Kết quả so sánh gia tốc đỉnh theo phương Y tại định thang máy ting 8 điểm

6605 giữa mô hình sử dụng gối cách chắn và mô hình không sử dụng gối cách chấn.63

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của gối HDRB — iu Tagus ở Santarem 18

Bảng 2.1 BiẾn dang cắt thiết kế là ham của kết quả thí nghiệm 26

Bang 2 kiểm tra điển hình và thông thường được cho trước trong dự thảo tiêu.

chun châu âu cho HDRB 31

Bảng 2.3 Các kiểm tra được cho trước trong dự thảo tiêu chun châu âu cho mẫu

nguyên của HDRB 31

Bang 24 Tham số cân bằng thu được từ thí nghiệm MSR 39

Bing 2.5 Tham số phụ thuộc tốc độ xúc định từ thí nghiệm hình sn 41 Bảng 3.1 Giá tricia ef tham số mô ta các phd phan ứng din hồi 48 Bang 3.2 Bảng 11.4-2 Hệ số vùng Fv (Theo tiêu chuẩn ASCE/SEI 7-10) 49

Bảng 33 Bảng 17.51 củatiêu chuẩn ASCE/SEI 7-10 số

Bảng 3.4 Tham số trong Nguyễn (2017) 33

Bảng 35 Tham số của mô hình song tuyến tinh công trình “Ta nhà TetinTM 33 Bảng 3.6 Tham số của mô hình song tuyến tinh công trình “Ta Gamuda” 6

Bảng 3.7 Lực cắt đáy của công trình do động dit gay ra theo phương Y 6

MỞ DAU

1 Tính cấp thiết của đề tài

6 Việt Nam, theo bản dé phân vùng đông đất chu kỳ lập 500 năm do Viện Vật lý địa

cầu lập thì ở nước ta một phần lãnh thổ phía Bắc có khả năng xảy ra động đắt mạnh

cắp VIII (theo thang MSK-1964) tương ứng với gia tốc nền từ 0,12g đến 0,24g (rong

đố g là gia tốc trọng trường), phan lãnh thổ còn lại có thé xây ra động đất trung bình,

yêu và rất yêu Từ năm 1900 đến 2006 đã ghỉ nhận được 115 trận động đất từ cắp VI +

VII ở khắp các vùng lãnh thé nước ta, 17 trận động đắt cấp VIL và một số trận động.

- Lai Châu năm 1983đất mạnh cấp VIII như ở Điện Biên Phủ năm 1935, ở Tuần Gi

Trận động đắt Điện Biên Phủ ngày 19/2/2001 xảy ra ở vũng núi Nam Oun (huộc Lio),

cách thành phổ Điện Biên khoảng 15 km về phia Tây, với độ sâu 12 km Cường độ

chin động ở vũng tâm chấn dat tới cắp VIL + VIII theo thang MSK- 1964 Trận động

đất này tuy khong gay thiệt hại về người nhưng đã làm hư hong một số nhà và công

trình ở thành phố Điện Biên Trận động dat 7 độ richter xảy ra ở Myanmar ngày.

24/3/2011 gin biên giới 3 nước Lio ~ Thái Lan ~ Myanmar đã gây ra chấn động cắp VÌ tại Hà Nội và cắp VI tại một kế chịu tải

ết nơi ở khu vực Tây Bắc Do đó, việc thi

trọng động đắt cho cng trình dẫn dụng ở các khu vực này là hết sức fn Ú

Gối cách chắn đáy đã được sử dụng cho công tinh dân dụng ở nhiều nước trên thể

giới để giảm hư hỏng cho công trình khi động đất xảy ra như Nhật Bản, Hy Lạp,

Italia, Thuy Si, Bồ Đảo Nha Ở Việt Nam, thiết kế công trình chịu động dit bằng kế và được dé cập tir

năm 2006 trong TCXDVN 375:2006, Tuy nhiên nghiên cứu về cách chin diy vẫn côn

rit han chế

cách sử dụng gối cách chắn day đã được đưa vào tiêu chuẩn th

Với lý do trên, đề tài “Phan tích hiện quả sử đụng gối cách chin có độ edn cao trong công trinh dân dụng” là đề tai mới, cin thiết nghiên cứu.

2 Mục tiêu nghiên cứu.

~_ Tim hiểu về các nguyên tắc cơ bản về yêu cầu cia một hệ cách chấn, phân loại các

loại gối cách chin đầy sử dụng cho công trình chịu động đất.

~ Tim hiểu về 9g đụng gối cách chin cao su cổ độ cin cao trong công trình din dụng

chịu động đất trên thể giới

Tim hig về cc đặc tng cơ học củ gối cách chấn cao su có độ cin cao (HDRB), = Phân tích hiệu quả cách chắn của công trình dân dụng sử dụng g6i cách chắn cao su 6 độ cin cao (với kích thước vừa tiết kế) so với công trình thông thường chịu động

3, Đồi tượng và phạm vi nghiên cứu

tượng nghiên cu: Gối cách chắn cao sucó độ cân cao (HDB)

= Pham vi nghiên cứu: Công trinh din dụng trung ting sử dụng gối cách chắn cao su

cỏ độ cản cao (HDRB) chịu động đất.

4 Nội dung nghiên cứu của để tài

= Nghiên cứu tổng quan về các đặc trưng cơ học của gối cách chin cao su có độ cân

cao (HDRB).

= Phân tích hiệu quả cách chấn của công trình dân dụng sử dụng gồi cách chấn cao su

có độ cản cao (với kích thước vừa thiết kế) so với công trình thông thường chịu động đất

5 Phương pháp nghiên cứu

~ ‘Thu thập thông tin, tải liệu nghiên cứu: Tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất

ở Việt Nam TCVN 9386:2012, Tiêu chuẩn ASCE/SEI 7-10, các bài báo khoa hoc,

giáo trình, tải liệu tham khảo liên quan đến d tài nghiền cứu.

~_ Phương phip phân ích mô hình số bằng phin mm SAP2000.

~_ Phương pháp tính toán, xử lý, tổng hợp số liệu, từ đó rút ra kết luận va kiến nghị 6 Kết quả dự kiến đạt được

Đánh giá được hiệu quả của công trình sử dụng gối cách chấn cao su có độ cản cao

HDRB khi chịu động đất

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE SỬ DỤNG GÓI CAO SU CÓ ĐỘ CAN

CAO CHO VIỆC BẢO VE CÔNG TRÌNH KHOI MOI NGUY HAI DONGDAT

1l.thiệu chung.

Sự tác động và ảnh hướng của động đất và rung động do gió luôn luôn nhắc nhớ chúng: ết phải có những cách tốt hơn và hiệu quả hơn để giảm thiểu những mồi ân này, Trận động đất gin diy xây mì ở Nonthdde, Hoà Kỹ năm 1994

thật Bản năm 1995, v.v chính là những trận động đất thể hiện sự bắt cập,

của thiết kế các kết cấu cấu trúc biện có Chính vì thé đã ảnh hưởng mạnh mẻ đến sự suy nghĩ của các kỹ sử về cách thiết kế các công trình chống lại tie động của động đất

“Theo các tiêu chuẳn hiện hành được sử đụng ở một số nước, các công trình có thé cho

phép có những hư hại nghiêm trong khi chịu các ngoại lực động lực mạnh như động

đất, miễn là sự sụp đổ được ngăn chân Theo đó, các công trình được xây đựng thông:

thường sẽ có. én dạng phi đản hồi đáng kẻ, nghĩa là chúng sẽ trở lên mềm dẻo hơn Tuy nhiên, sự giám hoặc thậm chí không có sự hư hỏng có thể sẽ rất quan trong cho

một số loại công trình, như là

~ _ Các nhà chứa vật liệu thiết bj nguy hiểm (các tất bị nguyên tử, một số nhà máy

hồn chất);

~_ Các cầu và edu cạn;

~_ Các công trình công cộng quan trọng, đặc biệt được quy hoạch cho các tình huống

khẩn cắp, thâm họa (bệnh viện, rung tâm kiểm sot khẩn ấp, trung tâm lên ge.)

= Các công tình quan trọng cho bảo vệ quốc gia:

~_ Các công trình chứa các thành phần đắt tién và thiết bị điện;

~_ Các bảo tầng, đãi tưởng niệm nghệ thuật và lich sử

Nếu thiết kế công tình theo cách tiếp cận truyỄn thống thì rất khó Khăn đáp ứng được.

sắc yêu cầu về việc không có hư hỏng ding é do động đất như đỂ cập ở trên, trong

3

một số trường hợp là không thé, Theo phương pháp truyền thống, công tình được

thiết kể dựa trên sự kháng cự của công tình nhờ vào ứng xử sau din hồi của kết cầutp cho nó có th trụ vững khi có các trận động dt ớn Đặc bi, việc ngăn chặn sự

hư hồng của các cầu kiện không chịu lực và các rang thik bi, bộ phận rên trong công

trình là việc cực kỳ khó khăn khi thiết kế theo cách tiếp cận này Thêm nữa, một số

sông trình cũng đã được thấy là không đủ khả năng chịu được động đắt lớn, và sự bổ

sung thêm theo phương pháp truyền thông (tăng cường) thì thường khó khăn và đắt đỏ

hon, và có thé không cải thiện được khả năng kháng chin một cách đầy đủ.

"uy nhiên, gin đây các phương pháp thiết kể thay thé đã được phát triển, các phương:

pháp này sẽ xem xét làm giảm khả năng hư hỏng động của công trình và đảm bảo sự

nguyên ven của cả kết cầu chịu lực cũng như không chị lực khi chịu các mức động dit rắt cao Khả năngnày dựa trên việc làm giảm tải trọng động tác dung lên công

đã cóDựa theo kinh nghiệm t

trình, thay vì làm tăng khả năng kháng cự của kết cs

sự thống nhất quốc tế là giữa các phương pháp thiết kế truyền thông và thay

chan là giải pháp day đủ tin cậy để áp dụng rộng rãi cho các công trình xây mới và bổ sung cho các kết cẫu đang tn tại của rt nhi loại công trinh như: cần, nhà và các nhà

máy khác.

1.2 Các nguyên tắc cơ bản và yêu cầu của một hệ cách chin

Cách chắn là một trong những sự phát tiễn kỹ thuật động đt trong những năm ginđây Như đã 48 cập, kỹ thuật này đã đủ hoàn thiện để sử dụng rộng rãi trong các công

trình dân dung và một số nhà máy công nghiệp.

Có nhiều ví dụ vỀ các công tình cầu, nhà và các nhà máy, kết cấu phi hạt nhân áp dung công nghệ nay đã tồn tại được ở các nước có động đắt mạnh như Nhật Bản, New

Zealand, Mỹ (đặc biệt California) và một số nước châu âu như Italy, Hy Lạp, Bồ Đảo.Nha và Thụy S

CCích chin được đặt giữa phin dé cia với phần móng của nó, các cách chắn

này sẽ có đặc tính déo cao khi có động đắt lớn xảy ra Tính déo này là để dịch chuyển

các tần số cơ bản của công trình tới giá trị nằm dưới khoảng chuyển động của nén đất.

‘Theo cách làm này thì chủ)tyễn động của đất sẽ được tách ra và trách được hiện tượng.

công hưởng giữa nén đất và phn kết cầu phía trên

VỀ nguyên tắc, một kết cu có thể cách chắn theo cả phương ngang và phương đúng

Tuy nhiên, hiện nay các ứng dụng cách chắn thường chí ấp dụng cho phương ngang.

Lý do là tải trong động theo phương đứng ít nguy biểm hơn nhiều khi so với phương

ngang (cả vỀ mức độ kích thích lẫn sự khuyết đại của kế cu); thêm nữa, sang lắc ddo hệ thông cách chin ba chiều cũng cần phải tránh Mặt khác, thiết lập các hệ cách chin ba chiều là rất phức tạp Tuy nhiên với một số loại công trì vẫn cần phải

cách chắn theo cả phương đứng, ví dụ các trung tâm máy tính.

Đối với các trận động đất lớn, các cách chấn phải có độ cứng ngang đủ để chuyển các

tn số riêng của công tình về dưới | Hz (thường giữa 0.5 và 03 Hz) đây là dải

Theo cách

mà ở đó chuyển động động của nền dit (nếu nn đắt đủ độ cứng) l

này, kết cấu được cách chấn chuyển động như một khối cứng trong mặt phẳng nằm ngang (Trong trường hợp đắt mềm, việc sử dụng cách chấn cần nghiên cứu kỹ hơn) (Cée cách chắn không chỉ làm giảm mạnh gia tốc dao động của một công tinh, mà còn làm tăng đảng kế chuyển vi công tình Tuy nhiên, để giới hạn chuyển vi ới giá tị

chấp nhận được, hệ thống2 cách chắn phải có những phần tử giảm chắn, và các phần tử

lọc (tering elements) Chống phải có khả năng tự câ bằng, nghĩa là cô khả năngcấu về vị trí ban đã

đất Did

sau mỗi định gia tốc chuyển động và cuối mỗi trận động

này đâm bảo kết cấu an toàn sau mỗi lẫn chắn động.

Cuối cùng, độ cứng ngang của các hệ cách chấn phải khá nhỏ khi có kích động lớn

(ác trận động đất lớn), nhưng phải đủ lớn khi có kích động nhỏ Các kích động nhỏ

này bị gây ra do gió, xe cô di lại hoặc động đất nhỏ Độ cứng đủ lớn sẽ đảm bảo không.

gây ra các rung động khi có kích động nhỏ [1]

ZarsTer THT

/ al

Parad @

Hình 1.1 Phổ phan ứng gia tốc khi là ham) Hình 1.2 Phổ phản ứng chuyển vị khi là ham

của sự giảm chắn (được định nghĩa theo | cia sự giảm chắn (được định nghĩa theo ECS

ECS cho gia tốc nền 0,8g, đắt trung binh) cho giatốc nền 0,8g, đắt trung bình)

Hình 1.3 Ảnh hướng của gối cách chấn đến phản ứng của kết cầu

1.3 Phân loại gối cách chấn đáy.

Hiện my, trong thiết kể có kể đến ti động của động đắt và trang bị thêm các cấu trúc

phương pháp cách chấn được áp dung rộng rãi nhờ vào tính hiệu quả kinh tế của nó

‘Theo cách tiếp cận này, có thể giảm nhủ cầu v độ dèo của các phần từ kết cấu do đó cải đặt các thiết bị cách ly giữa cầu trúc thượng ting và cầu trúc đáy Các thiết bị cách

ly à về cơ bản được phân loại thành gối loại trượi trượt và cao su nhiễu lớp vòng bi

lông dit bằng cách cung cấp trượt Gối trượt được giới thiệu dé lạc ra truyền lực lượng,

ma sát Trên mặt khác, gối cao su nhiều lớp có tính linh hoạt cao có nghĩa là để thay

đổi thời kỳ tự nhiên của các cấu trúc để tránh cộng hưởng với sự kích thí hi chúng

thường kèm theo một số tính chất giảm xóc để ngăn chặn các cấu trúc quá mức bị cô

lập và phản ứng độc lập với nhau Gối bi cao su nhiễu lớp đã thấy ngày càng nhiề

ứng dụng trong những năm gn đây là thiết bị cách ly địa chin trong cầu

Ba loại gối cao su nhiều lớp được sử dụng rộng rãi cho Mục đích này: gối cao sử tự

nhiên (NRB), g

các loại gối này, sử dụng HDRB làm thiết bị kháng chắn trong kết cấu được tăng lên

i cao su chỉ (LRB), và gối cao su có độ can cao (HDRB) Trong số,

do khuéch tan năng lượng của nó.

1.4 Các công trình ứng dụng gối HDRB trên thể giới

1.4.1, TELECOM - Công ty viễn thông Halian Ancona, Italy

“Trung tâm viễn thông của Ancona bao gồm một nhóm năm tòa nhà gdm năm, su hoặc

bảy ting được kết nổi với nhau nhưng có kết cấu độc lập Trong số các lý do khác

nhau đã thuyết phục chủ đầu tư áp dụng cách chin day, hai lý do quan trọng nhất là

~_ Những thiết bị công nghệ cao cin thiết cho hoạt động của nhân

n trong các tòa

số thể hoàn toàn được bảo vệ khỏi động đất bằng cách chin diy, do đó đảm bio

cho doanh nghiệp hoạt động liên tục và tiết kiệm chi phí sửa chữa thiệt hại rat cao.

trong trường hợp xiy ra động đất

= Việc áp dụng cách chin đáy có th tết kigm đáng kế trong kết cấu bên trên và nỀn

mồng, do dé chỉ phí của kết cấu bao gm các bộ cách chin diy rẻ hơn 7% so với kết

cấu không cách chắn.

“Trong năm 1990, một trong các công trình đã được thử nghiệm động học, đặc biệt là

thử nghiệm snap-back Dé thực hiện thử nghiệm này, công tỉnh đã được thay thể bằng

và kết cá

các kích thủy lực hoạt động giữa tường ch hạ ting, do đó áp dụng các

ich chấ

biển dạng trượt cho các bộ ¿ một tập hợp các tắm thép có thể tháo ra, được

gắn với nhau bằng một bu-lông nỗ, được lắp đặt bên cạnh mỗi đầu kích mà cuỗi cùng

đã được giải phóng và thay thé Sự nỗ đồng thời của các bu lông giải phóng chuyển vị

cưỡng bức lên đến 107 mm, cho phép công trình xoay về vị trí ban đầu của nó Thử

nghiệm này cho phép kiểm tra giá trị thực tế của giảm chắn nhớt cân bằng.

7

"Hình 1.4 Mặt bằng tổng thể của Công ty Viễn thông.

8

Hình 1.6 Chỉ tiết gối cao su có độ cản cao

Hình 1.5 Công trình thực tế

Dit liga kỹ thuật và thiết kế chính cho một công trình được tôm tt như sau

= Gia tốc nền tối đa thực tẾ 0508

= Gia te công trình tối đa thực tẾ 023

~_ Chuyển vị tương đối tối đa của kết cấu bên trên #140 mm

Chủ kỳ dao động riêng của kết cấu kháng chẩn 1,688,

= Téng khối lượng của tòa nhà 7800

Tổng độ cứng của cách chắn đáy 115,6kN / mm.

~_ Số lượng và loi cách chin đây (mỗi công tình) N.4§ kich thước 600x270

N.13 kích thước 500x270

giảm chin nhớt cân bằng khi chuyển vị 270 mm —_ 16%

“Thiết kế kết cấu của các công trình và cách chấn đáy đã được thực hiện bởi Dot Ing,Giancarlo Giuliani

142 Cây qua Kênh Corinth ở Hy Lạp

"Đường cao tốc nổi Athens với Corinth qua kênh có hai cầu song song được cấu tạo hệ

kháng chắn.

Mỗi cây cầu bao gồm một dim dự ứng lực liên tục kéo dai 32 + 110 + 32 mết cộng với

hai đi trọng 7 + Ø m, Mặt cit ngang là dim din hồi rồng có độ sâu thay đổi, giảm từ 6.0m ti try đến 3.5m ở giữa và chiều rộng 16 ấm cho một cầu và 145 cho cầu kia

(xem hình 1.7), Mỗi cây cầu được đỡ bởi ha cột trung lâm và ha trụ

Các cây cầu có bản kính cong tương đối lớn thể hiện trên mặt bằng (bán kính 400

Hệ kết cấu được dang là hg cong-xon, Mặt cất gối din hồi được th hiện ở hình 1.8 “Trên mỗi cột được thiết kế một gối đàn hồi và trên mỗi trụ cầu có 6 gối cao su có đội cân cao Các gối cầu tại mỗi trụ được bố trí theo hai hoặc ba nhóm, một nhóm ở bên

này của cầu được bố trí tại vị trí có chuyển vi cực đại để kháng hiệu ứng địa chấn

eens out

Tình 1.7 mat cắt ngang của cầu qua kênh Hình 1.8 Mặt cắt dọc dầm.

“heo yêu cu thiết kế hệ s ma sit động của gối din hồi phải thuộc khoảng từ 0,04 đến

0,10 có tính đến ảnh hưởng của sự lão hóa

~_ Giới hạn đưới được đưa ra dựa trên giá trị mô men uốn, chuyển vị ngang và sự tiêu

ao năng lượng do ma sit cia cầu không đáng kể,

~_ Giới hạn trên được đưa ra dựa trên giá trị lớn nhất của tải trọng ngang tại đỉnh cột

10

không đáng kể khi chịu ảnh hưởng của địa chắn.

Trên mỗi tụ cầu đã được thiết kể 6 gỗi din hỏi HDRB với các đặc tỉnh kỹ thuật sau

đây (xem hình 1.9):

= Kích thước gỗi cao su 315x700x800 mm

= Chiều day lớp cao su 210 mm

= Site chịu ti 9000 kN

= Độ cứng cất 4.0kN/mm

~_ Chuyển vị thiết kế #400 mm -_ Bing dạng cit lớn nhất 190%

~_ Hệ số giảm chắn nhớt tương đương (ỡ mức biển dạng cắt 100%) 165:

Hiệu suất nỗi bật của HIDRB về giảm chin va khả năng chịu được biến dang cit rit lớn

được xác định dựa trên hợp chất cao su trong các phòng thí nghiệm của Alga khi thựchiện dự án ALMR 6 California, Các đặc tinh kỹ thuật của hợp chất cao su như sau:

= Độ cứng Shore 7543

~_ Mô dun chống cắt 14 Mpa

-_ Cường độ chịu kéo 18 Mpa

~ Độ giãn đài khi bi ph hoại 500%

Modilus chống cất lớn cho phép HDRB thiết kế có độ cứng cắt dim bio yêu cầu một đàn hồi có thé

cách kinh tế nhất Bên cạnh độ giãn dài lớn khi bị phá hoại cho phép.

đảm bảo các thí nghiệm có tải trọng đúng và ngang kết hợp với bién dang do lực cắt lêntới 300%, do đồ đâm bảo biển dang do lực et 200% nếu chịu động đất

Ứng xử của gối din hỗi khi chịu nhiệt độ thấp lâm tăng độ cúng chỉ 70% và +40' và có thể có hiệu quả kéo di ít nhất 60 năm:

“Hình 1.9 Chỉ tết gối HDRB của clu Hình 1.10 Cu Corinth trong quá tinh thi

Corinh ‘ang

Đặc tính của hợp chit cao su này đã được kiểm chứng qua các thí nghiệm sơ bộ vé

mẫu cao su và các mô hình quy mô được thục hiện tại ISMES (Bergamo, Ý), MRPRA

(Anh) và Đại học California tại Berkeley [3]

“Gối dan hồi ở đỉnh cột được thiết kế chịu tải trọng thẳng đứng 55 MN và chuyển vị

"gang đạt #400 mm

Gi cao su này có đặc điểm tương tự như các loại gối đản hồi thông thường ngoại trừ

việc sử dung vật liệu it ma sắt, đáp ứng yêu cầu về kỹ thuật (ma sát từ 0,04 đến 0,10)

Gi dan hồi sử dụng vật liệu composite bao gm ba lớp: một lớp đệm bằng đồng: (a

sintered interlocking porous matrix) một hệ kết dính ngâm tắm và phủ lên với hỗn hợp

PTFE/chi; sử dụng thép Austenit rén bổ mặt tiếp xúc có đc tính trơng tư như gối cầu

thông thường ĐỀ đảm bảo gi tri ma sắt ti trọng thết kế là 75 Némm2

1.43 Tượng ding của Riace tại Reggio Calabria, aly

Những bức tượng Hy lop bằng đông tring lệ nổi tiếng thuộc thể ky thứ nhất sau công

nguyễn được tim thấy trên biển ở Riace hiện trưng bày tại Bao tầng Khảo cổ Reggio

Calabria, ¥

Mặc dù kết cấu nhà bảo tang được áp dụng theo ky thuật thiết kế hiện hành thời điểm đồ thuộc khu vục có động đắt nhưng không phải cách chin đầy

Điều này có nghĩa a trong trường hợp xảy ra động đt, oa nhàsẽ không sụp đổ nhưng

6 the bị tiệt hại nghiêm trong, Công tình phải chịu hiện trợng cộng hướng giữa gia

tốc nền lớn và trọng lượng của bản thân Trong những trường hợp như vậy, các bứctượng trong to nhà sẽ bị hư hại nghiêm trọng Nhờ tài trợ của Finmeccania cho việc

phục chế ại 3 bức tượng, ALGA đã thay đối thiết kế đ đâm bảo các bức tượng trong toàn nha được bảo vệ khi địa chấn xảy ra.

“Giám đốc Mỹ thuật Ý đưa ra các yêu cầu kỹ thuật sau như sau:

~ Giảm gia tốc địa chấn của các bức tượng dưới 0,1g

~ Khong có nguy cơ về hóa học hoặc điện hóa

= Độ tin cậy cao mã không edn bảo te

Dễ thảo dỡ hoặc thay thé.

Âu trên, HDRB là gối din hồi đáp ứng đầy đủ các yêu

Vì khối lượng của các bức tượng khá nhỏ (2000 kg bao gồm gối tựa) nên gối đản hồi phải có i tích mặt cắt ngang bé va độ dày lớn để có độ cớng đảm bảo khíng chắn.

“Gối din hồi phải được phân đoạn cả mặt ngang và đọc bằng kết cầu thép để tránh uốn

đạc hoặc xoắn như trong Hình 1.12

Hình I.11 Thí nghiệm trên mô hình tượng 1.12 Chi tiết HDRBđồng Riace

Ce bức tượng đồng là kiệt tác có gi vô giá vì vậy các thí nghiệm: dược thực hiện trước khi xây dựng trên mô hình bàn lắc của Ansaldo Ricerche

“Các đặc điểm chính của cách chấn đáy như sau

~ Tin số riêng của công trình 10Hz

= Chuyển vị thiết kế +90 mm

1.4.4, Nhà máy hóa chất ở Vip, Thụy

"Nhà mấy hóa chất thuộc vỀ ngành hóa chit tư nhân Lan đầu sử dụng HDRB cáchchấn day ở bễ chứa hình trụ dung tích 2600 m3, các côngkhác thuộc nhà máy sẽđược áp dung trong tương lai

"Bể chứa được sử dụng để lưu trữ các sản phẩm hóa chất nguy biểm và là công trình sử.

dụng cách chấn diy hiệ có.

“ich chan đáy không chỉ đảm bảo sự an toàn của kết cấu và thiệt hại về tài sản, mà đặc biệt là đễ ngăn chặn thắm họa môi trường trong trường hợp có động đắt xây ra

Thuy Si, nguy cơ địa chin không cao như ở các nước King giéng như Ý, bởi vậy cần

6 tim nhìn và báo hiệu đến các vấn đề môi trường của chủ sở hữu nhà máy

am kế

Bê chứa có kết cấu a u thép hình trụ được đỡ bởi một tắm bê tông Sàn bê

tông được d bằng 26 cột Giữa mỗi cột và tắm bê tông đã được lắp vào 26 gồi HDRB

có đường kính 300 mm và độ dày 107 mm (xem hình 1.13 và 1.14) HDRB đã thay

đổi tin số cơ bản của bể tir 2,4 Hz đến 0,5H1z (chu kỳ riêng từ 0,4 s đến 2,0 s) và tăng

giảm chắn từ 2% đến 8%, Chuyển vị ngang khi có động đắt sẽ là #120 mm.

Hình 1.15 Cách chấn đáy bể Hình 1.16 Chỉ tết gối HDRB 1.45 Cầu bắc qua sông Tagus ở Santarem, Bồ Đào Nha

‘Cay cầu bắc qua sông Tagus ở Santarem gồm phản cl nh dai $70 có một nhịp kéo cấp.«dai 246 mết (xem hình 1.17) và hai đầu cầu dài 42 mết tương ứng với 35 +54 nhịp chiathành 8 hoặc 9 khẩu độ Tổng chiều dài của cầu là 4.308 mét và rộng là 28,2 mét

Hình 1.17 Nhịp giữa cầu ede qua song Tagus ở Santarem.

Theo thiết kế, toàn bộ cầu được đỡ bởi hệ gồi HDRB và được biết đến là cầu dây vãng

xử dung kỹ thuật HDRB dia tên trên thể giới Cầu có 9 nhịp được thiết kế gồm:

= 2 HDRB cho mỗi 6 trụ giữa.

~_2 gỗi đàn hồi khống chế trượt đọc và chuyển vị ngang tại khe co giãn của 2 trụ.

= 2 gối din hồi tự do cho 2 tru còn lại

Hình 1.18 Mặt cắt ngang của edu với hai HDRB

oan dây văng gồm 7 nhịp được thiết kế

= 20 HDRB cho mỗi 2 trụ trùng tâm,

~ 2 gối dan hồi khống chế trượt dọc và chuyển vị ngang cho mỗi 2 trụ N.2 và 7 gối

dn hồi tự do cho các trụ côn lại.

Hình 1.19 Chi it bổ tí HDRB của các trụ nhịp chính

7

“Thông số kỹ thuật của HDRB như sau:

Bang 1.1 Thông số kỹ thuật của gối HDRB ~ cầu Tagus ở Santarem Các thí nghiệm được thực hiện bao gdm: thí

tới 275%

im nguyên mẫu với biến dạng

“Các thí nghiệm định kỳ: thí nghiệm tải thẳng đứng 100% HDRB; thí nghiệp tổ hợp tải

trọng thẳng đứng và ngang 200% HDRB và biển dạng cắt 20% HDRB.

Phd phản ứng được xác định bởi “Regulamento đe Seguranga e Acgoes pare Estruturas

de Edificios e Pontes” cho Ving B đã được sử dụng để phân tích động đắt [4]

Phân ích kết cấu dựa trên mô hình phần tr dim với phương pháp phẳn tử hau hạn và phân tích trên trường din hồi Ứng xử phi tuyến tính của HDRB được đưa vào mô Hình qua qué tình lập li Động đất giả định bằng hệ 3 gia tốc ứng với phổ phản ứng giá trị chuyển vị dựa trên biến độ cứng.

3 tin sé dao động chủ yếu của Nhịp trung gian là

~_f1= 0,345 Hz (chiều dọc)

~ 20/408 Hz (Xoay)

"1431 Hz (Ngang)

Cac tần số dao động sau không đáng kể.

Kết quả chuyển vĩ tối da cho 78.5 địa chấn + 650 ( từ biển và cơ ngói = 143.5 mm

chuyển vị dai và 62.8 chuyển vị ngang,

Hình 1.20 Nhịp chính cầu bắc qua Tagus ở

Kết quả chuyển vị tối đa cho 92 địa chấn + 80.0 (từ biển và co ngói) = 172 mm chuyển

vị đãi và 56 chuyển vị ngang.

Hình 1.22 Chỉ tiết HDRB Hình 1.23 Biểu đỗ độ võng của HDRB với

75% lực cát

Có thể thấy vig c sử dụng HDRB đã chuyển tin số cơ bản đến phạm vi 0.3 Hz thấp hơn nhiều so với kết cấu cứng, do đó giảm đáng kể phản ứng địa chắn Bên cạnh đó, hờ tỉnh giảm chắn của cúc gỗ lâm giảm chuyển vị tương đổi giữa mặt cẫu vì tụ

1,5, Sự cần thiết của nghiên cứu

Việc thiết kế giảm hư hỏng cho công tình chịu động đắt ở đây là hết sức cần thết bởi tác động của động dit lên các công trình trên thé giới ngày càng lớn và được quan tâm mạnh mẽ bởi mức độ hư hại công tình do nó gây ra Tiêu chuẩn Thiết kế công tình

chịu động đất TCVN 9386:2012 (tiền thân là Tiêu chuẩn TCXDVN 375:2006) [5] có

kể đến sử dụng gối cách chin diy để giảm hư hỏng cho công trình chịu động đất

nhưng ứng dung chưa thực sự triệt để.

Hiệu quả cách chấn của công trình sử dụng gối cách chin chịu động đắt đã được một số tác giả trên thé giới nghiên cứu Tử những phân tích trên cho thấy, đề tài “Phân

20

ích hiệu quả sử dụng gối cách chắn có độ cản cao trong công trình dân dụng” là in tht nghiên cửu

“KẾt luận chương 1

~ Ứng dụng của thiết kế cách gối cách chấn đáy, đặc biệt với sối cao su có độ cân cao

(HDRB), đã được chứng minh là một ky thuật rất hữu hiệu để bảo vệ cấu công

trình khỏi động đít ở nhiều nước trên thể giới

~_ Luận văn này điễn tả các hiểu biết về g6i cao su có độ cản cao (HDRB): các cơ sở lý luận và cơ sở khoa học của tiết kế cách chắn; các đặc trưng cơ học của gối HDRB.

~ 6 Việt Nam, việc ứng dụng gối cách chắn HDRB cho các công trình dân dụng còn

han chế nên việc nghiên cứu và phân ích hiệu quả sử dụng cối là cin thiết

21

C6 nhiề loại cách chắn được sản xuất với cùng một mục dich nhằm dịch chuyển chu kỹ dao động ring và hip thụ năng lượng cho công tình Gin đây có g cao sử dạng,

tắm được ứng dụng rộng rãi như là một thiết bị cách chấn cho

u, đặc biệt sau trận

ig dit Kobe năm 1995, khi mà khả năng khing chin của cúc trụ cằu có gối cao su được ghỉ nhận là rt tốc Có ba loại gối cao su dạng tắm: gối cao su tự nhiên (natural

rubber bearings), g6i cao su lõi chi (lead rubber bearings), và gỗi cao su cổ độ cân cao,(high damping rubber bearings-HDRB) Trong đó HDRB được sử dụng rộng rãi ở

Thật bản vì có tinh déo cao và khả năng giảm chin lớn.

“Trong quy tình sản xuất vật liệu cao su có độ cản cao (HDRB), một lượng lớn các

chit phụ gia (khoảng 30%) bao gồm Các-bon den, silica, dẫu và một số hạt khác được

cho vio trong quả tình lưu hóa (Kelly, 1997; Yoshida et al, 3004) để ai tién các đặc

tính mong muốn của vật liệu, như là cường độ hay khả năng giảm chắn HDRB bao gồm các lớp cao su có độ cin cao đặt xen kế với các tắm thép và chúng được liên kết

với nhau bởi quá tình lưu hóa HDRB img xử giống các loại gối đàn hồi khác như làsố thể đỡ các ải trong đứng với biển dạng không đáng kể và chị tải trọng ngang với

biển dang lớn Tuy nhiên HDRB được đặc tinh rất khác các loại gối din hồi thông thường ở khả năng giảm chấn, một gối cao su được định nghĩa là có độ cản cao khi

giảm chin nhớt tương đương lớn hơn bằng 10% (Mariori, 1998) HDRB cũng thể hiện

một đặc tính rất hữu dụng cho việc ứng dụng trong các công trình cách chắn đáy, ching tắt cứng kh chịu biến dạng nhỏ nhưng lại mềm khi có biển dạng lớn Đặc tính này cho phép công tình phản ứng cứng đối với kích đội hỏ như lực phanh và phản

ứng déo với các ích động lớn như đồng đất, Gu và Toh (2006) đánh giá rằng sự thay

dồi độ cứng ngang tương đương của HDRB là khoảng 10-25% sau 100 năm Vì vậy.

có rit it hoặc không cần bảo đưỡng cho HDRB.

2.11 Các nghiên cứu trước đây vỀ gỗi cao su có độ căn cao

HDRB đã được sử dụng rộng rãi vì có nhiễu wu điểm Tuy nhiên một số đặc tính cơ.

học quan trọng của nó nhu là ứng xử phụ thuộc tốc độ và phụ thuộc nhiệt độ vẫn là các

xắn đề khó khăn tong thục hành kỹ thuật công ình (Yoshida etal, 2004)

Ứng xử đân hồi phi tuyển và nhớt ph tuyển của HDR tại nhiệt độ phòng được biết đến tử các quan sit rong Amin và các đồng nghiệp (2002, 2006a, b) Các quan sit thí nghiệm (Dall"Asa và Ragni, 2006; Hwang và đồng nghiệp, 200) lên các gỗi cao su in dạng phụ thuộc vào lich sử chất tải và

y phụ

thuộc mạnh vào tốc độ chất tả và nhiệt độ bên ngoài môi trường Bhuiyan và đồng dạng tim cũng thé hiện các vòng tồn lực!

biên độ biển dạng Thêm nữa các vòng tròn tễ của HDRB được quan sắt th

nghiệp (2009) đã tổng quát các đặc tinh cơ học cơ han của HDRB Các cổ gắng trước

đồ tái tạo các đặc tinh cơ học tại nhiệt độ phòng trong các mô hình lưu biến phụ thuộc

‘va không phụ thuộc tốc độ cũng đã được tổng hợp ở day

Gần đây hon, Yamamato cùng đông nghiệp (2012) đã nghiên cứu ứng xử nhớt của

HDRB dưới ct tải hai phương tai nhiệt độ phòng và đề xuất ra một mô hình giải tic Tuy nhiên, không có nỗ lực nao dé đề xuất ra một mô hình mới trong việc mô phỏng

các ứng xử ở nhiệt độ thấp của HDRB.

Ảnh hưởng của nhiệt độ lên ứng xử đàn-dẻo-nhớt của cao su ít được nghiên cứu trongcác nghiên cứu hiện nay Ảnh hưởng của nhiệt độ bên ngoài môi trường và lịch sử thờigian phơi bày trong nhiệt độ thấp lên đặc tính cơ học của cao su được trình bày trong

Lion (1997) và Fuller cùng các đồng nghiệp (2004) Trong đó sự phụ thuộc lịch sir

nhiệt độ do ảnh hưởng của sự kết tỉnh lên thời gian để cao su tại nhiệt độ thấp và sự.

gia tăng liên quan trong mô đun cắt của cao su Amin cùng đồng nghiệp (2010) nhắn

mạnh lên vai trò của sự phụ thược lich sử chất tải do ảnh hưởng cơ bản Gough-loule.

“Các ghỉ chứ muộn hơn nhấn mạnh tới sự quan trong của biên nhiệt độ được xác định

chủ yêu bởi ích thước của gối cao su Chưa có cổ ging nào trong việc Gm hiểu ứng xử cơ học của vật liệu HDR cũng như gối cao su HDRB tai nhiệt độ thấp Điễu này

cho HDRD i các khu

vực lạnh và có hoạt động động dất mạnh như Hokkaido của Nhật (uận động đất

không chỉ làm giới hạn việc phát triển một mô hình lưu bi

'Tokachi năm 1968) va Alaska của mỹ (kận động đất Alaska năm 1964), ma còn giới hạn cả việc dự đoán hoạt động của các công trinh dang tổ tại ở khu vực này

2.1.2 Các đặc trưng cơ bản củasao su có độ căn cao

HDRB 6 khả năng vừa giảm chắn và vừa dịch chuyển chủ kỳ dao động của công

tình Cấu tạo của HDRB bao gồm các lớp cao su và thép xen kế nhau được ới nhau bởi sự lưu hóa G6i cao su này có đặc diém tương tự như các loại gỗi din thông thường khác là có thé đỡ được tải trọng đứng với biển dạng không đáng kế và có.

thể biến dang lớn khi chịu ti trong ngang Tuy nhiên HDRB có một số đặc tính rt

đặc biệt và khác với các loại gối thông thường như sau:

Hop chất cao su thể hiện khả năng giảm chấn Tham số thể hiện khả năng giảm chắn là

hệ số giảm chắn nhớt cân bằng C hệ số này được tính theo công thức sau:

$=anpgz OD

“Trong đó; A là điện tích của vòng trdn HỄ the area of the hysteresis loop

k là độ cứng của HDRB

4a chuyển vị ngang thiết kế

Gối cao su độ cin cao HDRB được định nghĩa là loại gối có hệ số giảm chắn nhớt cân bằng tối thiểu phải là 10%.

“Thông thường giảm chắn nhớt cân bằng là một hàm của chuyển vị Trong biểu đỗ dưới, mỗi quan hệ ứng suất ~ biển dang của một loại HDRB được ALGA phát triển

”

Hinh 2.1 Gối cao su có độ cản cao điển Hình 2.2 Biểu đồ biển dạng tải trọng điền.

Hình 2.3 Cấu tạo chỉ dắt gối HDRB

Ví đụ rong dự thảo tiêu chun châu âu cho các thiết bị chống rung động giá trị dạng cắt cho phép được xác định từ một thí nghiệm liê kết cắt với các quy định như

bảng saw

Hop chit cao su có độ cân cao được thiết kế để chịu được các biển dạng cắt rất lớn lớn hơn nhiều so với các loại gối đản hỗi thông thường Biến dang cắt thông thưởng được tính thông qua góc cắt nghiêng ÿ Đối với các gỗi din hii, giá tỷ cho phép của

25

tany thường bằng 0,7 Đối với HDRB khi thiết kế chịu động dat, giá trị của tan là 2,0.

Dé dit được khả năng này, các hợp chất cao su phải thực hiện một số quy tỉnh đặc

biệt, Ví dụ trong dự tháo.chuẩn châu âu cho các thiết bị chống rung động, giá trịbiến dang cắt cho phép được xác định từ một thí nghiệm liên kết cắt với các quy định

Bảng 2.1 Biển dang cắt thiết kế là hàm của kết quả th nghiệm

Hop chit cao su có độ cân cao (HDR) trong rit nhiều trường hợp thể hiện được một đặc tính rất hữu dụng khi áp dụng làm cách chan đáy của một số công trình: độ cứng sửa nó rit cúng đổi với biển dạng nhỏ và bị giảm đối với biển dang lớn Đặc tính này

tất hữu ích là vì

CCho phép công tình phần ứng cứng đối với các kích động nhỏ như gió hoặc lực

~ Cũng cấp tính đềo cao cho các ích động lớp giống như động đất

Su gia tăng độ cứng cho các kích động nhỏ có thể rất quan trọng như thể hiện trong

biểu dé biển dạng cắt ~ mô đun cắt cho HDR được phát triển bới ALGA.

Cổ định công trình không phải dựa vào mà sit mà vào các liên kết chủ động Đồ là

một yêu cầu rõ ràng trong haw hết các tiêu chuẳn cho gối cầu (ví dy prEN 1337.1,

CNR 10018 và DIN 4141) Ma sắt giữa gỗi đờ và kết cấu sẽ bị bỏ qua khi chịu tải

đất Bên cạnh đó HDRB sẽ truyền các ti

trọng động lớn như đường ray hoặc độtngang rit lớn vào công trình.

26

'Có hai hệ thông chuyển tải ngang này vào công trình:

- Bởi các hốc hoặc các chất Trong trường hợp này cao su không chịu ứng suất kéo

căng, tuy nhiên biển dạng cắt cho phép lớn nhất có thé bị giới hạn tới giới hạn uốncong của các tắm thép đã được lưu hóa với cao su và để ngăn chặn sự nguy hiểm củasự cuộn lại

- Bởi bu lông: Trong trường hợp này các giá trị lớn nhất của biển dạng et có thể dt được nhưng cao su bị căng bởi lục kéo và các đặc tinh cơ học của HDR bắt buộc phải đặc biệt tốt

Hinh 2.4 HDRB cổ định bởi hốc Hình 2.4 HDRB cổ định bởi bulong

2.1.3 Quy tình thit kế gi cao su có độ cần cao

“Thiết kế sơ bộ một hệ cách chin được thực hiện khá d đàng khi chấp nhận một số thiết đơn giản hóa sau:

~ Các cách chắn đầy làm việc giống hoàn toàn một lò xo khi có động đắt

- Hệ kết cầu phía trên cách chấn được xem như là một khốiứng

Khi đó công trình khi chịu ảnh hưởng động lực của động đất được xem là hệ một bậc

tự do và chu kỷ của nó có thé biễu diễn như sau:

21

Trong a6: MIàkhổi lượng của công trình

K là độ cứng toàn bộ của hệ cách chấn đây.

Khối lượng của công tình như được cách ly Người tiết kế sẽ chọn chủ kỳ riêng T

trong muốn cho công trình (hông thường giữa 2 và3 giây)

"Ngoài ra người thiết kế cũng có thé chọn dựa trên catalog cua nhà sản xuất theo các số

liệu sau

~ Giảm chan nhớt tương đương nị của các cách chan (thường giữa 10% và 16%) Giá

trị này cùng với giá tị chu ky dao động riêng mong muốn của công trình, theo tiêu

chuẩn ứng dung cho công trình chịu động đắt chúng ta có thể tinh toán được phản ứng

động và chuyển dịch ngang trong ứng D của công tình Theo một số tiêu chuẩn bao 1m Eurocode 8 [6], sự ảnh hưởng của giảm chấn nhớt tương đương có thé xem xét

theo một cách đơn giản hóa là làm giảm các phản ứng động thông qua h

n= [2X<0,55 63)a

Trong a6: { làhộ số giảm chin nhét cin bằng

Biến dạng cất thiết kế tany của cao su (thông thường là 14 cho gối có liên kết dạng

hốc hoặc chốt và là 2.0 ch gối có liên kết dạng bu lồng) Giá tỉ này cho phép tính

được chu đầy cao su của cách chin bằng cách chia chuyễn vị ngang tương ứng D cho tany Chiều diy cao su này sẽ được ting lên dé cho phép có các chuyển động đoán

trước như do nhiệt độ, từ én và co ngó

~ Mô đun cắt G của cao su cùng với độ cứng K và chiễu dày của cách chắn cho phép

tính được tổng iện ích của cách chin theo công thức sa Ga

K => 24)

28

Trong đó: _ G là mô dun cắt của cao su.

K lũ độ cứng toàn bộ của hg cach chấn đầy

‘Tai bước này người tiết kế sẽ chia ng diện tch cách chấn thành số các cách chấn đã

biết theo tác động tai trọng thựctế lên từng gối một

Mặc dù vậy kích thước của các cách chấn đơn sẽ tuân theo một số đặc điểm sau:

= Để chịu tải trọng đứng thiết kế với ứng suất cho phép thông thường trong khoảng

+ Từ 0.7 đến 1.4 Mpa khi mô đun chịu cắt từ 7 tới 15 Mpa + Từ 04 đến 0.7 Mpa khi mô dun cắt từ 4 tới 10 Mpa

~ Để ngăn chặn hiện tượng cong vénh, cin hạn chế số lượng khác nhau của các gối

cách chin và đồng thời kiểm tra các loại có giá tị trong catalog của nhà sản xuất.tích chi tiết đầy đủ cho một gối cách chắn rất phức tap và cần sử dụng các phân.

tích phần tử hữu hạn phi tuyến, việc này nằm ngoài nội dung của thảo luận này Thi kế sơ bộ của cách chin đáy phải được tgp tục tính toán chỉ tiết hơn khi đưa vào thi kế thực Thông thưởng phân tích động lực tuyến tính của công trình có cách chắn sẽ dược yêu cầu thực hiện, tuy nhiễn trong da số các trường hợp thi kết quả phân tích sẽ

không khác biệt so với thiết kế sơ bộ vài phản trăm.

2.2 Quá trình kiểm tra gối cao su

2.2.1 Các kiểm tra diém hình và kiểm tra thông thường

CCác kiểm tra phải được tiến hành để diễn ta sự phù hợp của sản phẩm với các tiêu

chuẩn ứng dụng hoặc sự thực hành cụ thể được chỉ dẫn Trong một số trường hợp đặc

biệt của HDRB, các kiếm tra bắt buộc thực hiện rất nghiêm ngặt vì một số lý do sau: - Các đặc tinh cơ học của HDR thường lớn hơn rất nhiều khi so với các yêu cầu đổi

với các loại gối din hồi thông thường Chỉ một hệ thống đảm bảo rit chính xác với tin

suất thí nghiệm mới có thé đảm bảo được chất lượng mong muốn và sự bắt biển của

kết quả

29

~ HDRB thường rộng hơn và lớn hơn g6i đàn hỏi thông thường Sự khó khăn gặp phải khi lưu hóa là rất lớn với kích thước các gỗi tăng Vi lý do này rất nhiều tiêu chun

hoặc chỉ dẫn kỹ thuật yêu cầu các kiểm tr tải trong lên 100% các sản phẩm hoàn thiện

để trắnh các hư hong do lưu hóa có thể xây ra,

Khi mà đảm bảo chất lượng là quan trong cơ bản rong sản xuất HDRB, hầu hét các tiêu chuẫn hoặc chi dẫn kỹ thuật déu yêu cẫu các nhà chế to ít nhất được chứng nhận

180 9001 Trong rit nhiễu trường hợp nhà sản xuất sẽ yêu cầu bên thứ ba thực hiệncác thí nghiệm.

“Thông thường sự khác biệt sẽ được tạo ra dựa trên các mức độ thí nghiệm sau:

~ Kiểm tra điển hình Loại kiểm tra này sẽ được thực hiện trước khi sản xuất để đánh

giá phê chuẫn một loại riêng biệt của cách chin và bắt buộc được lap lại nu bắt cử sự

thay đổi nào điễn ra trong sản phẩm xây dựng hoặc trong quá trình sản xuất Các thí

phân loại sé gồm các kiểm tra động lên các sin phim hoàn thiện Cúc miu đã được

phân loại thông thường được thực hiện bới bên thứ ba độc lập Thí nghiệm

quy đổi tý lệ thường được chấp nhận trong trường hợp yêu cầu động lực đối với các

mẫu gối thí nghiệm quá lớn và các may không đáp ứng được.

~ Kiểm tra thông thường, Loại kiểm tra này sẽ được thực hiện trong quá tình sản xuất

4 ác mình sự phù hợp cia sản phẩm với các chỉ dẫn kỹ thuật và các kết quả của

kiểm tra phân loại

“Các kiểm tra và kiểm soát được thực hiện trong quá trình kiểm duyệt và sắtHDRB có thể chia ra như sau:

~ Vật liệu thô và các kiểm soát thành phần Phải xác minh sự tuân thủ của các vật liệu

thô và thành phin theo yêu cầu đã được ghi rõ Thông thường các tắm thép được kiểm

tra bằng các chứng nhận được cung cấp bởi nhà sản xuất cùng một hệ thống đảm bio

chất lượng HDR bit buộc phải ải qua ác kiểm tra điển hình và thông thường như

bảng phía dưới, các kiểm tra này được ấy từ dự thảo tiêu chuẩn Châu Âu lên các thiết

bị kháng chắn:

30