TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG PHẦN I: ĐỀ TÀI VÀ DANH SÁCH NHÓM 3 I. CHỦ ĐỀ : Tính động đất đối với nhà cao tầng? II. DANH SÁCH NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: 1. Nguyên Cao Nguyên 2. Nguyễn Văn Minh 3. Võ Thanh Ngân 4. Nguyễn Khoa Phong 5. Đinh Kim Phú 6. Phạm Thanh Phong 7. Phan Xuân Lâm 8. Võ Thò Hồng Lanh 9. Trần Thò Kim Loan 10. Bùi Đình Lộc NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:1 TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG PHẦN II: THUYẾT MINH I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG ĐẤT: 1. Kh¸i niƯm: §éng ®Êt , hiƯn tỵng rung ®éng ®ét ngét m¹nh cđa vá tr¸i ®Êt do sù dÞch chun c¸c m¶ng th¹ch qun hc c¸c ®øt g·y trong vá tr¸i ®Êt vµ ®- ỵc trun qua nh÷ng kho¶ng c¸ch lín díi c¸c d¹ng dao ®éng ®µn håi. §éng ®Êt chđ u liªn quan víi néi lùc kiÕn t¹o. §¹i ®a sè ®éng ®Êt x¶y ra ë ®íi hót ch×m c¸c m¶ng th¹ch qun hc ë däc c¸c ®øt g·y s©u. Nhng còng cã lo¹i ®éng ®Êt do ngo¹i lùc nh sù trỵt lë ®Êt ®¸ víi khèi lỵng lín hc sù mÊt c©n b»ng träng lùc ë nh÷ng n¬i cã hå chøa níc lín vµ s©u nh©n t¹o . N¬i ph¸t sinh dÞch chun cđa ®éng ®Êt ®ỵc gäi lµ chÊn tiªu hc lß ®éng ®Êt. Nèi t©m tr¸i ®Êt víi chÊn tiªu qua lªn mỈt ®Êt, ®êng nµy gỈp mỈt ®Êt t¹i n¬i ®ỵc gäi lµ chÊn t©m. Kho¶ng c¸ch tõ chÊn t©m ®Õn chÊn tiªu ®ỵc gäi lµ ®é s©u chÊn tiªu, ký hiƯu lµ H. Kho¶ng c¸ch tõ chÊn tiªu ®Õn tr¹m quan s¸t ( tr¹m ®Ỉt m¸y hay ch©n c«ng tr×nh ) ®ỵc gäi lµ tiªu cù ∆, kho¶ng c¸ch tõ chÊn t©m ®Õn tr¹m quan s¸t gäi lµ t©m cù D. Cêng ®é ®éng ®Êt ë mỈt ®Êt x¸c ®Þnh theo thang ®éng ®Êt hc b»ng ®¹i lỵng manhitut ( magnitude ). §éng ®Êt trªn thÕ giíi thêng tËp trung ë hai ®íi: ®íi vßng quanh Th¸i B×nh D¬ng vµ ®íi §Þa Trung H¶i qua Himalaya vßng xng Malaixia. Hai ®íi nµy còng lµ n¬i tËp trung nhiỊu nói lưa ®· t¾t vµ ®ang ho¹t ®éng. §éng ®Êt ë Chilª 1960 lµ ®éng ®Êt m¹nh nhÊt ( 8,9 ®é Richter) cã n¨ng lỵng lín gÊp tr¨m lÇn n¨ng lỵng qu¶ bom nguyªn tư ®· nỉ ë Hirosima. T¹i ViƯt nam, ®éng ®Êt chđ u tËp trung ë phÝa tròng Hµ néi, däc theo s«ng Hång, s«ng Ch¶y, s«ng §µ, s«ng C¶, ven biĨn Nam Trung bé. §éng ®Êt ë §iƯn Biªn Phđ (1-11-1935) ®¹t tíi 6,75 ®é Richter, cÊp 8-9 thang ®éng ®Êt, ®é s©u chÊn tiªu lµ 25 km. §éng ®Êt ë Tn gi¸o ( Lai Ch©u) , x¶y ra ngµy 24-6- 1989 ®¹t 6,7 ®é Richter, cÊp 8-9 , ®é s©u chÊn tiªu lµ 23 Km. NhiỊu nguyªn nh©n cđa sù ph¸t sinh ra khèi n¨ng lỵng g©y ra ®éng ®Êt nh hang ®éng bÞ xËp, c¸c m¶nh thiªn th¹ch va vµo tr¸i ®Êt, c¸c vơ thư bom h¹t nh©n ngÇm díi ®Êt, nhng nguyªn nh©n c¬ b¶n lµ sù chun ®éng t¬ng hç kh«ng ngõng cđa c¸c khèi vËt chÊt n»m s©u trong lßng ®Êt ®Ĩ thiÕt lËp mét thÕ c©n b»ng míi , thêng ®ỵc gäi lµ vËn ®éng kiÕn t¹o. §éng ®Êt x¶y ra do hËu qu¶ cđa vËn ®éng kiÕn t¹o ®ỵc gäi lµ ®éng ®Êt kiÕn t¹o. Theo thèng kª, 95% c¸c trËn ®éng ®Êt trªn thÕ giíi cã liªn quan trùc tiÕp ®Õn vËn ®éng kiÕn t¹o. Theo thut kiÕn t¹o vá tr¸i ®Êt, th¹ch qun lµ líp cøng ®ỵc t¹o chđ u lµ c¸c qn thĨ ®¸ giµu nguyªn tè Si vµ Mg nªn gäi t¾t lµ Sima cßn bªn trªn nã ®- ỵc g¾n c¸c lơc ®Þa r¶i r¸c do c¸c qn thĨ ®¸ giµu chÊt Si vµ Al nªn gäi t¾t lµ Sial t¹o nªn. BỊ dµy th¹ch qun kho¶ng 70 km ë biĨn vµ 140 km díi c¸c lơc ®Þa. Tuy bao trïm toµn bé vá tr¸i ®Êt nhng th¹ch qun kh«ng ph¶i lµ líp cã bỊ dµy ®ång ®Ịu mµ cã d¹ng kiÕn tróc ph©n m¶ng bëi c¸c vÕt ®øt s©u xuyªn thđng. Díi th¹ch qun lµ líp dung nham láng, dỴo ë nhiƯt ®é cao. Thùc tÕ nµy lµm cho c¸c m¶ng cã sù chun dÞch t¬ng ®èi víi nhau vµ dÜ nhiªn nh÷ng lơc ®Þa b¸m trªn m×nh nã còng dÞch chun theo ( thut lơc ®Þa tr«i nỉi). Ngµy nay tån t¹i 11 vÜ m¶ng mang tªn : ¸ ¢u , Ên óc, Th¸i b×nh d¬ng, B¾c Mü, Nam Mü, Phi, Nam Cùc, Philippin, Cocos, Caribª, vµ Nazca. C¸c m¶ng lín l¹i ®ỵc ph©n chia thµnh c¸c m¶ng nhá qua c¸c vÕt ®øt g·y n«ng h¬n. Cã n¨m d¹ng chun ®éng t¬ng ®èi gi÷a c¸c m¶ng khi ®éng ®Êt lµ : c¸c m¶ng t¸ch xa nhau ra, c¸c m¶ng dòi ngÇm xng s©u , c¸c m¶ng trên lªn nhau, c¸c m¶ng va vµo nhau, c¸c m¶ng róc ®ång qui vµo nhau. Trong 5 lo¹i nµy, c¸c chun ®éng dòi vµ trên t¹o ®éng ®Êt m¹nh h¬n c¶. ThÝ dơ trËn ®éng ®Êt ë Kobª, NhËt b¶n , th¸ng Giªng n¨m 1995 ®ỵc m« t¶ chun ®éng cđa c¸c m¶ng theo h×nh kÌm ®©y. NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:2 TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG Khi x¶y ra ®éng ®Êt, qu¸ tr×nh chun ®éng trỵt t¬ng ®èi gi÷a c¸c khèi vËt chÊt kh«ng chØ vËn ®éng c¬ häc ®¬n gi¶n mµ cßn cã c¶ sù tÝch l thÕ n¨ng biÕn d¹ng hc kÌm chun ho¸ n¨ng lỵng, n¨ng lỵng tõ tr¹ng th¸i nµy sang tr¹ng th¸i kh¸c dÉn ®Õn sù tÝch tơ n¨ng lỵng ë nh÷ng vïng xung u nhÊt ®Þnh trong lßng ®Êt. Khi n¨ng lỵng tÝch tơ ®Õn giíi h¹n nµo ®ã , kh«ng cßn thÕ c©n b»ng víi m«i trêng chung quanh nªn tho¸t ra díi d¹ng thÕ n¨ng chun sang ®éng n¨ng vµ g©y ra ®éng ®Êt. C¸c ®iĨm tÝch tơ n¨ng lỵng , ®iĨm chÊn tiªu, n»m s©u trong lßng ®Êt tõ 5 km ®Õn 70km. TrËn ®éng ®Êt ë Tn gi¸o ( 1983) cã ®é s©u H = 32 km. Mét sè trËn ®éng ®Êt kh¸c H = 70 km ~ 300 km. C¸c trËn ®éng ®Êt m¹nh th- êng ë ®é s©u 30 km ~ 100 km. 2. §¸nh gi¸ cêng ®é ®éng ®Êt : Cã thĨ dùa vµo hc hËu qu¶ cđa nã, hc n¨ng lỵng g©y ra trËn ®éng ®Êt Êy. Trong vßng 200 n¨m qua trªn thÕ giíi ®· ®Ị nghÞ kho¶ng 50 lo¹i thang ph©n cÊp ®o cêng ®é ®éng ®Êt. C¸c thang sau ®©y ®ỵc nhiỊu níc sư dơng : Thang Mercalli c¶i tiÕn: N¨m 1902 G. Mercalli ( Giuseppe Mercalli , ngêi ý, 1850-1914 ) ®Ị ra thang ®o cêng ®é ®éng ®Êt 12 cÊp. N¨m 1931 Wood vµ Newmann bỉ sung nhiỊu ®iỊu cho thang 12 cÊp nµy vµ thang nµy ®ỵc mang tªn MM. Thang MM ®¸nh gi¸ ®é m¹nh cđa ®éng ®Êt dùa vµo hËu qu¶ cđa nã t¸c ®éng lªn con ngêi, ®å vËt vµ c¸c c«ng tr×nh x©y dùng. Thang chia thµnh 12 cÊp, tõ cÊp I ®Õn IV lµ ®éng ®Êt u, tõ cÊp V ®Õn VI ®· t¸c ®éng ®Õn gi¸c quan con ngêi, ®¸nh thøc ngêi ngđ, ®Ìn treo trªn trÇn nhµ lay ®éng, nhµ cưa rung nhĐ vµ cã chót Ýt thiƯt h¹i. §éng ®Êt cÊp VII lµm cho ngêi ph¶i bá ch¹y khái nhµ, h háng tõ nhĐ ®Õn võa víi nhµ b×nh thêng vµ lµm háng nỈng nhµ mµ kh©u thiÕt kÕ vµ thi c«ng kÐm. Mét sè èng khãi bÞ ®ỉ. CÊp VIII lµm h háng hµng lo¹t c«ng tr×nh, ngay nh÷ng nhµ ®ỵc thiÕt kÕ vµ thi c«ng tèt.Panen sµn rêi khái dÇm ®ì. Gäi lµ ®éng ®Êt cÊp IX vµ cÊp X lµ ®éng ®Êt lµm ®ỉ hÇu hÕt c¸c nhµ. §éng ®Êt cÊp XI g©y thiƯt h¹i trªn ph¹m vi lín. CÊp XII mang tÝnh hủ diƯt kÌm theo sù thay ®ỉi ®Þa h×nh n¬i cã ®éng ®Êt. Thang MKS-64 : Thang MSK-64 n¨m 1964 ®ỵc Medvedev vµ Sponheuer vµ Karnic ®Ị xt ®Ĩ ®¸nh gi¸ ®éng ®Êt ¶nh hëng ®Õn c«ng tr×nh x©y dùng. Cêng ®é ®éng ®Êt ®ỵc ®¸nh gi¸ qua hµm sè chun dêi cùc ®¹i cđa con l¾c tiªu chn cã chu kú dao NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:3 TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG ®éng riªng T = 0,25 s. Thang KSK-64 còng cã 12 cÊp vµ quan hƯ gi÷a cÊp MSK- 64 víi phỉ biªn ®é cđa con l¾c tiªu chn nh b¶ng sau: MSK-64 Phỉ biªn ®é (mm) 5 6 7 8 9 10 0,5~1,0 1,1~2,0 2,1~4,0 4,1~8,0 8,1~16,0 16,1~32,0 Thang Richter: Thay cho viƯc ®¸nh gi¸ cêng ®é ®éng ®Êt th«ng qua hËu qu¶ cđa nã, n¨m 1935 , Richter, kü s ®Þa chÊn ngêi Hoa kú( Charle Francis Richter , 1900-1985 ) ®a ra thang ®o cêng ®é ®éng ®Êt b»ng c¸ch ®¸nh gi¸ gÇn ®óng n¨ng lỵng ®ỵc gi¶i phãng ë chÊn tiªu. ¤ng ®a ra ®Þnh nghÜa , ®é lín M ( Magnitude ) cđa mét trËn ®éng ®Êt b»ng logarit thËp ph©n cđa biªn ®é cùc ®¹i A ( µm ) ghi ®ỵc t¹i mét ®iĨm c¸ch chÊn t©m D = 100 km trªn m¸y ®o ®Þa chÊn cã chu kú dao ®éng riªng T = 0,8 sec. M = log A Quan hƯ gi÷a n¨ng lỵng E ( ergi) ®ỵc gi¶i phãng ë chÊn tiªu víi magnitude ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Log E = 9,9 + 1,9 M - 0,024 M 2 TÝnh to¸n theo c«ng thøc nµy, thu ®ỵc : M 5 6 6,5 7 7,5 8 8,6 E 0,08x10 20 2,5x10 20 14,1x10 20 80x10 20 46x10 20 2000x10 20 20000x10 2 VỊ mỈt lý thut , thang M b¾t ®Çu tõ 0 vµ kh«ng cã giíi h¹n trªn, nhng thùc tÕ cha bao giê ®o ®ỵc trËn ®éng ®Êt nµo cã M ®¹t ®Õn 9. TrËn ®éng ®Êt m¹nh t¹i Columbia ( 30-11-1906 ) vµ t¹i Sanricum, NhËt b¶n ( 2-3-1933) còng chØ ®¹t tíi 8,9. §é s©u cđa chÊn tiªu ¶nh hëng rÊt lín trong t¬ng quan gi÷a thang M vµ thang MM. TrËn ®éng ®Êt cã thang M=8 nhng s©u H>100 km th× ¶nh hëng cđa nã kh¸ réng nhng hËu qu¶ l¹i kh«ng ®¸ng kĨ. Cã trËn ®éng ®Êt t¹i Maroc M = 5,75 nhng H = 3 km ®· g©y ra cêng ®é ®éng ®Êt tíi cÊp XI ë vïng chÊn t©m. Thang n¨ng lỵng Richter cã 7 bËc ®¸nh sè tõ 2 ®Õn 8 ®é Richter. Gi÷a thang Mercalli c¶i tiÕn vµ thang Richter cã quan hƯ nh sau: Thang Richter M Thang Mercalli c¶i tiÕn MM 2 3 4 5 6 7 8 I~II III IV~V VI~VII VII~VIII IX~X XI N¨m 1981, ViƯn KiÕn tróc NhËt b¶n ®· thiÕt lËp mèi quan hƯ gi÷a thang MM , MSK-64 vµ ®Ỉt ra thang ®o ®éng ®Êt JMA cđa NhËt b¶n mµ thang nµy gåm 8 cÊp víi gia tèc cùc ®¹i cđa nỊn ®Êt W, cm/s 2 nh b¶ng sau: NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:4 TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG MM 0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII MSK 64 I II III IV V VI VI I VIII IX X XI XII JMA 0 I II III IV V VI VII Wcm/s 2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 C¸c níc thêng dïng song song hai thang lµ thang Mercalli c¶i tiÕn vµ thang n¨ng lỵng Richter nªn chóng ta hay thÊy nãi trËn ®éng ®Êt m¹nh cÊp mÊy vµ cã mÊy ®é Richter. M¹nh cÊp mÊy , hay ®ỵc hiĨu theo cÊp cđa thang Mercalli c¶i tiÕn vµ ®é Richter lµ theo thang Richter. 3.Nh÷ng trËn ®éng ®Êt tõ ®Çu n¨m 2001 cËp nhËt ®Õn ngµy 9-03-2001: Theo thèng kª cđa Trung t©m th«ng tin qc gia vỊ ®éng ®Êt cđa Hoa kú, nh÷ng trËn ®éng ®Êt x¶y ra cã thĨ g©y t¸c h¹i cho c«ng tr×nh tõ ®Çu n¨m 2001 ®· ghi ®ỵc nh díi ®©y: Ngµy Giê VÜ ®é Kinh ®é §é s©u §é m¹nh §Þa ®iĨm 2001/01/01 2001/01/09 2001/01/10 2001/01/13 2001/01/26 2001/02/13 2001/02/19 2001/02/24 06:57:04 16:49:28 16:02:43 17:33:30 03:16:40 19:28:31 22:52:30 07:23:48 6,907 B¾c 14,898 Nam 57,019 B¾c 13,063 B¾c 23,326 B¾c 4,618 Nam 21,4 B¾c 1,46 B¾c 126,613 §«ng 167,154 §«ng 153,398 T©y 88,787 T©y 70,317 §«ng 102,937 §«ng 120,8 §«ng 126,3 §«ng 33 km 111 km 33 km 39 km 22 km 36 km 12 km 33 km 7,4 7,0 6,8 7,6 6,9 7,3 5,3 7,0 Mindanao Philippines §¶o Vanuatu Alaska TrungMü Ên ®é Indonexia Vietnam B¾c BiĨnMoluca 2001/03/07 2001/03/07 2001/03/07 2001/03/07 2001/03/07 2001/03/07 2001/03/07 2001/03/07 2001/03/07 2001/03/08 2001/03/08 2001/03/08 2001/03/08 2001/03/08 2001/03/08 2001/03/08 2001/03/08 2001/03/09 2001/03/09 08:29:19 08:47:28 11:19:10 11:34:06 11:51:28 17:12:24 18:10:57 18:22:55 23:46:04 01:38:15 06:06:42 07:19:55 11:37:24 14:53:18 15:28:44 20:50:34 21:11:25 01:07:09 02:52:05 0,30B¾c 62:74 B¾c 23,18Nam 20,01 B¾c 27,91 B¾c 35,05 B¾c 7,26Nam 20,02Nam 24,15Nam 8,70Nam 53,39Nam 6,37Nam 29,87Nam 35,29B¾c 30,26Nam 36,55B¾c 5,24Nam 32,51B¾c 14,04B¾c 97,57§«ng 148,35T©y 66,75 T©y 143,81 § 102,73§ 84,81T©y 12,97T©y 178,35T©y 179,72T©y 123,87§ 160,09§ 130,71§ 178,13T©y 99,49§«ng 178,32T©y 70,97§«ng 102,28§ 69,48§«ng 144,90 § 33 km 33,0 km 33,0 km 33,0 km 33,0 km 6,7 km 10,0 km 560,9 km 400,0 km 118,3 km 84,8 km 114,5 km 33,0 km 33,0 km 300,0 5,1 3,0 4,4 4,3 4,4 3,2 5,6 4,5 4,3 5,1 4,4 5,1 5,2 4,3 4,7 5,1 5,9 5,4 4,6 Sumatra Indonªxia Alaska Achentina §¶o Mariana Trungqc Hoa kú §¶o atx¨g §¶o Fiji §¶o Fiji N Indonexia Kamchatka §¶o Banda NiuZilªn TQc NiuZilªn Apganistan Indonexia Pakist¨ng Mariana NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:5 TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG 2001/03/09 2001/03/09 02:56:59 07:10:22 6,31Nam 64,48B¾c 130,15 § 130,94T©y km 148,6 km 33,0 km 33,0 km 122,1 km 200,0 km 10,0 km 5,2 4,9 §¶o Banda Canada Chó thÝch cho b¶ng: Giê GMT. To¹ ®é theo Greenwich. Vµo håi 22h52 ngµy 19-02-2001 trªn ®Þa bµn tØnh Lai Ch©u x¶y ra trËn ®éng ®Êt g©y nªn nhiỊu ®ỵt chÊn ®éng ng¾n kÐo dµi ®Õn 6 giê s¸ng ngµy 20-02- 2001. Theo b¸o c¸o cđa Trung t©m §Þa chÊn, trËn ®éng ®Êt lóc 22h52 m¹nh 5,3 ®é Richter, sau ®ã lóc 1h24 ngµy 20-02-2001 chÊn ®éng m¹nh 3,8 ®é Richter, lóc 2h04 ngµy 20-02-2001 chÊn ®éng m¹nh 4,3 ®é Richter sau ®ã cßn mét sè ®ỵt chÊn ®éng kh¸c víi cêng ®é nhĐ. T©m ®éng ®Êt c¸ch thÞ x· §iƯn Biªn Phđ 20 km vỊ phÝa T©y ë to¹ ®é 21,4 vÜ ®é B¾c; 120,8 ®é kinh §«ng, ®é s©u 12 km. Do chÊn t©m c¸ch thÞ x· §iƯn Biªn kho¶ng 20 km nªn t¸c ®éng kh«ng m¹nh. Nhµ cưa h háng chót Ýt vµ kh«ng cã nhµ xËp. VỊ thiÕt kÕ kÕt cÊu ng«i nhµ ®· lµm t¹i §iƯn Biªn cßn ph¶i rót kinh nghiƯm v× hÇu nh Ýt nhµ lµm kiĨu khung bª t«ng cèt thÐp. ChØ cã mét vµi ng«i nhµ lµm kiĨu khung kh«ng hoµn chØnh vµ phÇn lín lµ nhµ têng g¹ch chÞu lùc ®ỵc x©y víi m¸c v÷a rÊt thÊp. Níc ta hÇu hÕt c¸c trËn ®éng ®Êt ghi l¹i ®ỵc th× chÊn t©m ®Ịu n»m tËp trung ë phÝa B¾c, däc theo c¸c vÕt ®øt g·y ®Þa chÊt vïng s«ng Ch¶y, s«ng Hång, s«ng Hång , s«ng §µ , s«ng M· , s«ng C¶ Theo sè liƯu mµ tËp Quy chn X©y dùng ViƯt nam ( tËp III ) cung cÊp th× vïng dù b¸o chÊn ®éng cùc ®¹i lµ 8 ®é MSK-64, nghÜa lµ t¬ng ®¬ng ®é 5~6 Richter. Nh÷ng n¨m qua míi ghi ®ỵc t¹i n- íc ta cùc ®¹i lµ 6,75 ®é Richter nhng phÇn lín vµo thêi ®iĨm ®éng ®Êt, nh÷ng vïng cã ¶nh hëng cđa ®éng ®Êt mËt ®é nhµ tha thít nªn thiƯt h¹i kh«ng ®¸ng kĨ. T¹i Ên ®é võa qua, trËn ®éng ®Êt th¸ng 22 th¸ng Giªng n¨m 2001chØ cã 6,8 ®é Richter mµ ®ỉ hµng tr¨m ngµn ng«i nhµ vµ lµm chÕt kho¶ng 20.000 ngêi , lµm bÞ th¬ng nỈng ®Õn 20.000 ngêi n÷a. NÕu víi ®é s©u chÊn tiªu chõng 30 km, vµ ®« thÞ c¸ch chÊn t©m trªn 20 km cã thĨ tham kh¶o mét sè kinh nghiƯm tỉng kÕt cđa kinh nghiƯm trong cÊu t¹o c¸c chi tiÕt nhµ sau khi s¬ kÕt nh÷ng trËn ®éng ®Êt lín nh t¹i Osaka ( 17 th¸ng Giªng n¨m 1995; 7,2 ®é Richter ): (i) Nhµ khung bª t«ng cèt thÐp chÞu lùc kh¸ng chÊn tèt h¬n nhµ têng g¹ch chÞu lùc. (ii) Nhµ khung bª t«ng cèt thÐp, t¹i nót khung nªn bè trÝ thÐp ®ai trong nót khung , ®ai ph©n bè theo chiỊu cét khung, viƯc tr¸nh ®ỵc nøt ë nót khung tèt. Kho¶ng c¸ch ®ai 50 mm , ®ai Φ8. NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:6 TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG (iii) Gi÷a têng chÌn vµ khung cÇn bè trÝ nh÷ng thanh thÐp r©u c¾m tõ trong cét khung ®Ĩ c©u víi têng mµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c r©u kh«ng lín qu¸ 5 hµng g¹ch. Nèi gi÷a hai cèt r©u ë hai ®Çu têng lµ thanh thÐp ch¹y theo chiỊu dµi têng. §êng kÝnh thÐp r©u Φ8 . M¹ch chøa r©u thÐp ph¶i x©y b»ng v÷a xi m¨ng kh«ng cã v«i vµ #100. Nªn ®Ỉt r©u thÐp nµy khi ®Ỉt cèt thÐp cét, ®Ĩ Ðp vµo mỈt cèp-pha, sau khi rì cèp-pha sÏ cËy cho thÐp nµy bung ra ®Ĩ c¾m vµo c¸c líp têng x©y chÌn NÕu quªn cã thĨ khoan lç s©u 100 mm vµo cét khung rèi nhÐt thÐp vµo sau nhng nhí lÊp lç chÌn b»ng v÷a cã xi m¨ng tr¬ng në ( sikagrout ). (iv) Víi nh÷ng nhµ têng g¹ch chÞu lùc ph¶i x©y b»ng v÷a cã xi m¨ng vµ chÊt l- ỵng v÷a kh«ng nhá h¬n #25. CÇn ®¶m b¶o ®é c©u gi÷a nh÷ng hµng g¹ch. Kh«ng x©y qu¸ ba hµng däc míi ®Õn mét hµng ngang vµ nªn x©y theo kiĨu ch÷ c«ng. (v) Trong mét bøc têng nªn cã Ýt nhÊt hai hµng gi»ng t¹i cao tr×nh bËu cưa sỉ, cao tr×nh lanh t« cưa. Gi»ng b»ng bª t«ng cèt thÐp #200 cã 2 cèt däc Φ8 vµ ®ai nèi 2 thanh cèt däc nµy. Cèt thÐp ®Ỉt gi÷a gi»ng. NhiỊu c«ng tr×nh h háng do xt hiƯn lùc c¾t lín trong dÇm vµ cét khung. Nh÷ng ph¸ ho¹i lo¹i nµy thêng x¶y ra t¹i phÇn cét s¸t ngay møc trªn sµn. Lý do lµ c¸c chi tiÕt ë quanh nót khung cha ®đ ®é cøng. Víi cét , ta thÊy cha cã cÊu t¹o chèng víi lùc c¾t ë vïng gÇn ch©n cét. CÇn thiÕt kÕ líi èp quanh ch©n cét. Nh÷ng thanh thÐp däc ©m qua gèi cét cđa dÇm , nªn n mãc 135 o . Nhµ nhiỊu tÇng bÞ ®éng ®Êt hay dËp n¸t cét ë tÇng trƯt vµ tÇng trªn s¸t tÇng trƯt v× c¶ khèi nhµ bÞ xo¾n. Lý do lµ tÇng trƯt thêng ph¶i lµm tho¸ng cho phßng ®ãn tiÕp, garage nªn kh«ng bè trÝ sên gia cêng cét. Còng hay thÊy cét bÞ dËp ë s¸t ch©n nh÷ng tÇng gi¶m ®é cøng theo chiỊu cao nhµ. Nh÷ng vÞ trÝ võa nªu , ch©n cét cÇn gia cêng chèng xo¾n. §Ĩ kh¸ng chÊn tèt, nªn dïng cèt thÐp v»n ( thÐp gai, thÐp gê) v× ë Kobª cho thÊy nhiỊu nhµ mµ kÕt cÊu dïng thÐp tr¬n thêng bÞ ph¸ háng. H háng thêng do xt hiƯn lùc c¾t lín trong dÇm vµ cét khung. VÞ trÝ n¬i ph¸ ho¹i thêng x¶y ra t¹i phÇn cét s¸t ngay møc trªn sµn. Nªn lµm líi thÐp nhá èp quanh ch©n cét , cét sÏ t¨ng ®é cøng nhiỊu. ThÐp däc chÞu m«men ©m dï lµ cèt v»n còng nªn n mãc 135 o , mµ nhiỊu tiªu chn cho r»ng víi thÐp v»n kh«ng cÇn n mãc. Trong khi chê ®ỵi qui ®Þnh t¹m thêi cđa Bé X©y dùng s¾p ban hµnh, chóng t«i cã mét sè khun nghÞ nh trªn kh«ng lµm t¨ng chi phÝ x©y dùng lµ bao nh trªn nhng ®¶m b¶o kh¸ng chÊn ®Õn ®é 6 Richter./. LK. II. Ý TƯỞNG MỚI CHO KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG KHI XÉT THEO TẢI ĐỘNG ĐẤT : (GSTS. NGUYỄN VĂN ĐẠT) NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:7 TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG • Người ta đã nói khá nhiều về những tiến bộ các mặt của nhà cao tầng đang phát triển rất nhanh trong cả nước, song ít thấy ai nói đến độ bền vững của những công trình nhà cao tầng khi chòu các loại tải khác nhau. • Điều này phụ thuộc chính vào năng lực của các cơ quan tư vấn thiết kế. • Hiện nay, một số doanh nghiệp đã hướng ra các cơ quan thiết kế nước ngoài. Tuy nhiên, sự cải thiện cũng chưa thật rõ rệt. TCXDVN về động đất sẽ giúp chúng ta sáng tỏ thêm điều đó. • Nhà cao tầng (NCT) thuộc loại công trình tháp. Vì vậy, trong bản thân nhà NCT có 3 loại dao động, dao động bản thân phụ thuộc vào tính chất phân bố độ cứng và khối lưọng theo chiều cao, dao động cưỡng bức do gió và dao động, biến dạng cưỡng bức do động đất. • Dao động nào cũng tạo ra biên độ tại đỉnh tháp. Biên độ này lớn thì chế độ nội lực tại chân công trình càng căng thẳng. Khi chòu tải động đất, tại chân công trình xảy ra lực trượt rất mạnh. • Tùy theo khả năng đầu tư mà mức độ chống trượt được gia tăng. • Ở nước ta, Hội đồng tư vấn về TCXD công trình chòu tải động đất đã làm việc xong, thủ tục hoàn thiện còn chờ Bộ Xây dựng. • Từ bản dự thảo, ta thấy có những ý tưởng mới cần vận dụng để có cơ sở làm tăng độ bền vững cho công trình Xây dựng nói chung và NCT nói riêng. • Theo kết quả nghiên cứu của Viện Vật lý đòa cầu nước ta, khu vực TP.HCM có “gia tốc nền” agR chỉ dưới 0.08g m/s2 tức động đất ở mức trung bình yếu. Nếp gãy sinh chấn sau khi qua Ninh Thuận, Bình Thuận thì ra dần phía biển. Do đó trận động đất nhỏ cuối 2005 chỉ gây rung ở Vũng Tàu cấp 5 và TP.HCM cấp 3 theo thang MSK64. • Trước đây có qui đònh rằng, với công trình có yêu cầu chòu tải động đất cấp 7 mới phải tính toán. Lúc đó, lực trượt ở chân công trình rất lớn và NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:8 TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG chi phí đầu tư cũng cao nên phải cân nhắc chống đỡ hoặc tỏ ra bất khả kháng. • Ngày nay, đã có khá nhiều ý kiến cho rằng dù ở cấp động đất nào cũng nên có giải pháp đề phòng tải rung và do đó mức độ đầu tư cũng từ rất thấp – vài ba phần trăm so với tổng dự toán đến cao dần theo khả năng đầu tư. • Tác dụng của tải động đất là ngẫu nhiên nên phải được xem xét bằng xác xuất thống kê và mang tính đột ngột, xung kích nên “tải tác dụng” và “tải thiết kế” đều có dạng “Phổ” (Spectrum) • “Tải tác dụng còn gọi là phổ phản ứng đàn hồi, chủ yếu phụ thuộc gia tốc nền thiết kế” ag=γ1agR, tức có kể thêm hệ số tầm quan trọng γ1. • “Tải thiết kế” còn gọi là phổ thiết kế được chọn từ tải tác dụng và hệ số ứng xử q. • Phương pháp tính toán là theo chế độ mô phỏng, mang tính chất ước lệ và không thể trắc nghiệm. Vì vậy, TCXD đã dành một phần thỏa đáng cho các giải pháp cấu tạo thực hành. Giải pháp này tuy có thiên về đònh tính, song là những chỉ dẫn quan trọng cho cơ quan thiết kế. Các chuyên gia thiết kế có thể lượng hóa ở mức độ tương đối. • Mọi người cần hiểu rằng, những giải pháp cấu tạo thực hành này không những chỉ chòu tải động đất khi có động đất mà còn chính là độ bền vững truyền thống mà xã hội đang kỳ vọng đối với NCT. • Trong phần tiếp theo, bài viết này sẽ giới thiệu những phần được TCXD chòu tải động đất quan tâm, đó là những gợi ý có giá trò đối với độ bền vững của NCT. • Như trên đã nói, trước tiên cần tăng cường khả năng chống trượt tại chân công trình .Bằng những giải pháp ít tốn kém, ta dễ dàng gia tăng gấp đôi, gấp ba khả năng chống trượt so với thiết kế bình thường. Mặt khác, có NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:9 TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG thể tạo ma sát trượt tại cao trình này. Mọi giải pháp được xét đều theo cả hai phương. • Đối với các NCT có tầng hầm thì nắp tầng hầm chính là sàn tầng trệt. Kết hợp với giải pháp mở rộng cổ móng, từ đó sẽ tạo ra hiệu quả giảm rung nhờ làm giảm đáng kể độ thanh mảnh của cột tầng trệt vốn quá lớn theo tập quán thiết kế. • Không những thế, giải pháp tổng hợp này sẽ chia xẻ sự làm việc nặng nề của nền móng NCT. • Từ ý tưởng đó, đối với nhà không có tầng hầm, cũng có thể làm cứng cao trình cốt Zéro bằng một sàn giả hoặc tạo giằng cứng cho hệ đà kiềng. Hoặc nói cách khác “mâm” ở cốt Zéro càng bền vững càng tốt nhiều mặt. • Khi thiết kế hệ khung NCT, người thiết kế mặc nhiên xem các nút là cứng hoàn toàn. Song, thực tế cấu tạo lại có một độ mềm nào đó. Vì vậy, trên toàn bộ hệ thanh xảy ra hiện tượng phân phối lại nội lực ở một bộ phận kết cấu hoặc dễ dẫn đến phá hoại khi chòu quá tải. • Để khắc phục nhược điểm này, TCXD đã có hướng dẫn cấu tạo để trả độ ngàm cứng hoàn toàn cho hệ thống nút khung đó. Đây là giải pháp cấu tạo khá tốt của TCXD này. • Đối với NCT, dùng ứng lực trước làm cứng các sàn là một giải pháp mang lại nhiều lợi ích kinh tế và kỹ thuật. Khi đó, sàn được xem là hệ thống tấm cứng (Diaphragm) nằm ngang có nhiệm vụ tiếp nhận tải gió để truyền vào các tấm cứng thẳng đứng xuống nền móng công trình. • TCXD yêu cầu các sơ đồ kết cấu phải “tường minh”. Hàm ý rằng trên lộ trình truyền lực nói trên không được tắc nghẽn. Những nơi lực truyền không trọn vẹn sẽ có một phần tải bò lưu lại nên tích tụ một phần thế năng, tiềm tàng cho sự hư hỏng và sự cố công trình như dạng khớp dẻo chẳng hạn. Khi có khớp dẻo xuất hiện thì kết cấu mất đi một bậc siêu tónh và cho đến khi số lượng siêu tónh bò cạn kiệt thì dấu hiệu sụp đổ xuất hiện. Mặt khác của giải pháp tấm ứng nằm ngang này là mức độ đầu tư khác nhau về ứng lực NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:10 [...]... công trình nhằm tăng cường độ bền vững cho các tình huống chòu tải kể cả tải động đất NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:11 TRƯỜNG ĐHKT TP HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG gây rung động Mức độ gia cường tùy thuộc vào chủ đầu tư kết hợp với sự vận dụng khéo léo của các chuyên gia thiết kế đối với TCXDVN về công trình chòu tải động đất còn khá mới mẻ này Trong bối cảnh phát triển NCT như hiện nay, Chủ đầu... các tầng nhà Cách phân bố này phụ thuộc vào tiêu chuẩn tính toán của từng nước quy đònh Hiện nay tồn tại một số cách phân bố phổ biến sau NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:25 TRƯỜNG ĐHKT TP HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG + Lực ngang tác động vào mỗi tầng của công trình tỉ lệ với khối lượng fi = V wi yi ∑ wi yi của tầng đó và chuyển vò ngang của tầng đó: Trong đó, yi là chuyển vò ngang từng tầng. .. tháp lật ngược, tỷ lệ với cao fi = V wi hi ∑ wi hi trình mỗi tầng tính từ móng hi + hiệp hội ứng dụng công nghệ (1982) đã đề nghò một phương pháp gần đúng chính xác hơn, phản ánh ảnh hưởng của mô hình nhà cao hơn : fi = V wi hik ∑ wi hik trong đó giá trò của k phụ thuộc vào chu kỳ dao động T của công trình được lấy như sau: (a) k = 1 đối với công trình có T < 0,5s (b) k = 2 đối với nhà có T > 2,5s (c)... k = 1÷ 2 được nội suy tuyến tính cho nhà có chu kỳ T = 0,5 ÷ 2,5s Sau đó các bước tính toán nội lực, ứng suất, chuyển vò được tính toán tương tự như bài toán tónh học với một lực tónh ngang tác dụng tại mỗi tầng Sử dụng phần mềm tính kết cấu Sap2000, Etabs để tính tác động của động đất theo phương pháp tải trọng ngang tương đương Trong phạm vi đề tài, chỉ giới thiệu cách tính tải trọng ngang tương đương... các vật nặng coó móc mềm 0,0 NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:34 TRƯỜNG ĐHKT TP HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG Trong phạm vi đề tài này, ta giả sử lấy hệ số chiêt giảm khối lượng là 0,5 đối vói hoạt tải m = q/g = (tt + 0,5p)/g Bước 2 gán khối lượng cho kết cấu khối lượng tập trung a) Phân tích phẳng : đối với những dạng nhà chạy dài, đối xứng và những dạng nhà khác được quy đònh trong TCXD 375:2006... xây dựng phổ phản ứng của một vùng đất, người ta phải có các số liệu ghi lại được từ các trận động đất xảy ra trong lòch sử động đất của vùng đất đó Các số liệu này thường được ghi lại dưới dạng giản đồ của gia tốc theo thời gian gọi là các băng gia tốc Đem các băng gia tốc này lần lượt kích NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:29 TRƯỜNG ĐHKT TP HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG thích lên một chuỗi các hệ... chưa được đònh nghóa Gia tốc ứng với những chu kỳ đó là hằng số và có giá trò bằng với gia tốc tại điểm được đònh nghóa gần đó nhất e Trình tự khai báo NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:33 TRƯỜNG ĐHKT TP HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG Tiếp theo các bước khai báo thông thường cho mô hình kết cấu, cần thực hiện thêm các bước sau để khai báo cho việc tính tác động của động đất lên công trình Bước 1 khai... TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:13 TRƯỜNG ĐHKT TP HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG B¶n ®å c¸c vïng bÞ ¶nh hëng víi vÞ trÝ vµ dÞch chun ®øng, ngang cđa nỊn ®Êt DÞch chun th¼ng ®øng cđa nỊn ®Êt gÇn nhµ m¸y Ford t¹i Golcuk Phỉ ph¶n øng gia tèc víi hƯ sè c¶n nhít 5% Mét sè h×nh ¶nh vỊ c¸c thiƯt h¹i cđa trËn ®éng ®Êt ë Thỉ NhÜ K× NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:14 TRƯỜNG ĐHKT TP HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG... chiều rộng và cao bằng chiều dày của vách cứng Chiều cao tiết NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:35 TRƯỜNG ĐHKT TP HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG diện thanh cánh thượng và cánh hạ gấp 2 chiều dày vách, chiều rộng tiết diện bằng chiều dày vách Kết quả chạy trên nhiều mô hình cho thấy giá trò của chu kỳ dao động gần đúng với khi nhập vách cứng nhưng hình dạng của các mode dao động ứng với các chu kỳ... dao động của hệ một bậc tự do Phương trình dao động có dạng: u = uo sin ωt Giá trò phổ vận tốc được suy từ phổ chuyển vò : Sv = ω Sd hay Sv = 2π Sd T 2 Giá trò phổ gia tốc được suy từ phổ chuyển vò : Sa = ω Sv = ω Sd a Lý thuyết tính toán Giá trò chuyển vò cực đại tổng quát của dạng dao động n: Yn = Ln S dn Mn NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1 Trang:30 TRƯỜNG ĐHKT TP HCM CĐ.NHÀ CAO TẦNG Với