Phân tích khả năng kháng chấn của công trình sử dụng các bể chứa trong đó có xét đến sự tương tác giữa chất lỏng và thành bể

Luận văn thạc sĩ phân tích khả năng kháng chấn của công trình sử dụng các bể chứa trong đó có xét đến sự tương tác giữa chất lỏng và thành bể kỹ thuật đường ống và bể chứa thiết kế bồn chứa xăng dầu tính toán bồn áp lực thiết kế bồn dầu tính kết cấu bể chứa nước vì sao thiết bị áp lực có dạng hình cầu tải trọng bể nước mái tiêu chuẩn thiết kế bể nước mái phần mềm tính toán bể nước file excel tính toán bể nước ngầm kết cấu bể nước ngầm tính toán đẩy nổi bể nước bố trí thép bể nước ngầm bố trí thép đáy bể nước thiết kế be nước ngầm bằng sap2000 tính toán bể nước mái luận văn thạc sĩ phân tích khả năng kháng chấn của công trình sử dụng các bể chứa trong đó có xét đến sự tương tác giữa chất lỏng và thành bể kỹ thuật đường ống và bể chứa thiết kế bồn chứa xăng dầu tính toán bồn áp lực thiết kế bồn dầu tính kết cấu bể chứa nước vì sao thiết bị áp lực có dạng hình cầu tải trọng bể nước mái tiêu chuẩn thiết kế bể nước mái phần mềm tính toán bể nước file excel tính toán bể nước ngầm kết cấu bể nước ngầm tính toán đẩy nổi bể nước bố trí thép bể nước ngầm bố trí thép đáy bể nước thiết kế be nước ngầm bằng sap2000 tính toán bể nước mái luận văn thạc sĩ phân tích khả năng kháng chấn của công trình sử dụng các bể chứa trong đó có xét đến sự tương tác giữa chất lỏng và thành bể kỹ thuật đường ống và bể chứa thiết kế bồn chứa xăng dầu tính toán bồn áp lực thiết kế bồn dầu tính kết cấu bể chứa nước vì sao thiết bị áp lực có dạng hình cầu tải trọng bể nước mái

TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com ĈҤI HӐC QUӔC GIA THÀNH PHӔ HӖ CHÍ MINH TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA BÙI PHҤM ĈӬC TѬӠNG PHÂN TÍCH KHҦ NĂNG KHÁNG CHҨN CӪA CƠNG TRÌNH SӰ DӨNG CÁC Bӆ CHӬA TRONG ĈÓ CÓ XÉT ĈӂN SӴ TѬѪNG TÁC GIӲA CHҨT LӒNG VÀ THÀNH Bӆ CHUYÊN NGÀNH : XÂY DӴNG DÂN DӨNG VÀ CÔNG NGHIӊP Mà SӔ NGÀNH : 60 58 20 LUҰN VĂN THҤC SƬ TP HӖ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2010 TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com CƠNG TRÌNH ĈѬӦC HOÀN THÀNH TҤI TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP HӖ CHÍ MINH CÁN BӜ HѬӞNG DҮN KHOA HӐC: TS LѬѪNG VĂN HҦI CÁN BӜ CHҨM NHҰN XÉT 1: CÁN BӜ CHҨM NHҰN XÉT 2: Luұn văn thҥc sƭ ÿѭӧc bҧo vӋ tҥi HӜI ĈӖNG CHҨM BҦO Vӊ LUҰN VĂN THҤC SƬ TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA, Ngày tháng năm 2010 TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA KHOA KӺ THUҰT XÂY DӴNG CӜNG HOÀ Xà HӜI CHӪ NGHIà VIӊT NAM Ĉӝc Lұp - Tӵ Do - Hҥnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm 2010 NHIӊM VӨ LUҰN VĂN THҤC SƬ Hӑ tên hӑc viên: BÙI PHҤM ĈӬC TѬӠNG Giӟi tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 20/12/1984 Nѫi sinh: Gia Lai Chuyên ngành: Xây dӵng dân dөng công nghiӋp MSHV: 02108500 1- TÊN Ĉӄ TÀI PHÂN TÍCH KHҦ NĂNG KHÁNG CHҨN CӪA CƠNG TRÌNH SӰ DӨNG CÁC Bӆ CHӬA TRONG ĈÓ CÓ XÉT ĈӂN SӴ TѬѪNG TÁC GIӲA CHҨT LӒNG VÀ THÀNH Bӆ 2- NHIӊM VӨ LUҰN VĂN: Khҧo sát mӝt cách tәng quát ÿһc trѭng riêng cӫa bӇ chӭa chҩt lӓng, ÿһc biӋt nhҩn mҥnh ÿӃn sӵ tѭѫng tác giӳa chҩt lӓng thành bӇ Qua ÿó, ӭng dөng vào viӋc phân tích khҧ kháng chҩn cӫa cơng trình sӱ dөng bӇ nѭӟc mái nhѭ thiӃt bӏ cҧn dҥng chҩt lӓng 3- NGÀY GIAO NHIӊM VӨ: 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ: 5- HӐ VÀ TÊN CÁN BӜ HѬӞNG DҮN: TS LѬѪNG VĂN HҦI Nӝi dung ÿӅ cѭѫng Luұn văn thҥc sƭ ÿã ÿѭӧc Hӝi Ĉӗng Chuyên Ngành thông qua CÁN BӜ HѬӞNG DҮN TS LѬѪNG VĂN HҦI TRѬӢNG BAN QUҦN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com LӠI CҦM ѪN Ĉҫu tiên, tác giҧ muӕn gӣi lӡi cҧm ѫn chân thành ÿӃn tҩt cҧ thҫy ÿã nhiӋt tình giҧng dҥy tҥo ÿiӅu kiӋn nghiên cӭu thӡi gian tác giҧ hӑc tұp ӣ chѭѫng trình ÿào tҥo sau ÿҥi hӑc cӫa Khoa Kӻ Thuұt Xây Dӵng, trѭӡng Ĉҥi Hӑc Bách Khoa Thành Phӕ Hӗ Chí Minh Ĉây mӝt nhӳng cѫ hӝi quý báu nhҩt mà tác giҧ tӯng có ÿѭӧc Và hӃt, tác giҧ mong muӕn bày tӓ lòng biӃt ѫn sâu sҳc ÿӃn thҫy TS Lѭѫng Văn Hҧi ngѭӡi ÿã trӵc tiӃp hѭӟng dүn ÿi tác giҧ toàn bӝ chһng ÿѭӡng vӯa qua ÿӇ tác giҧ có thӇ hồn thành ÿѭӧc luұn văn Thҫy ÿã tҥo mӑi ÿiӅu kiӋn tӕt nhҩt nhanh chóng nhҩt giúp ÿӥ tác giҧ có tӯng tài liӋu tham khҧo cNJng nhѭ uӕn nҳn tӯng câu chӳ Và hӃt thҫy ÿã truyӅn thө mӝt tinh thҫn hăng say làm viӋc ÿӇ tác giҧ có thӇ tiӃp tөc cӕ gҳng cho nhӳng nghiên cӭu tѭѫng lai Cuӕi cùng, tác giҧ muӕn dành cho cha mҽ lòng kính trӑng thiӃt tha nhӳng cha mҽ ÿã hy sinh dành cho Nhӳng lӡi dҥy bҧo cӫa cha mҽ ÿã làm hành trang cho tác giҧ bѭӟc vào cuӝc sӕng vӟi nhӳng quyӃt tâm cao nhҩt ÿӇ ÿi ÿӃn ngày hôm Dүu rҵng luұn văn ÿã ÿѭӧc thӵc hiӋn vӟi tҩt cҧ sӵ nӛ lӵc cӫa bҧn thân cӝng vӟi sӵ giúp ÿӥ cӫa gia ÿình, bҥn bè ÿӗng nghiӋp Nhѭng kiӃn thӭc hҥn chӃ chҳc chҳn khơng tránh khӓi nhӳng sai sót hay khiӃm khuyӃt Cho nên tác giҧ mong muӕn nhұn ÿѭӧc lӡi góp ý chân thành cӫa tҩt cҧ thҫy cô hay ÿӝc giҧ ÿӇ luұn văn có thӇ ÿѭӧc hồn thiӋn hѫn TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com TÓM TҲT LUҰN VĂN ThiӃt kӃ kháng chҩn ÿã ÿang rҩt ÿѭӧc quan tâm ÿӇ chӕng lҥi ҧnh hѭӣng cӫa gió hay ÿӝng ÿҩt, nhҩt ÿӕi vӟi cơng trình ngày cao tҫng nhѭ hiӋn ThiӃt bӏ kháng chҩn sӱ dөng chҩt lӓng vӟi nhiӅu ѭu ÿiӇm nhѭ giá thành rҿ, tӕn chi phí bҧo trì, dӉ lҳp ÿһt, không chiӃm không gian sӱ dөng, ӭng dөng ÿѭӧc cho hҫu hӃt loҥi cơng trình nhҩt có thӇ dùng làm bӇ chӭa nѭӟc mái ÿã ÿѭӧc áp dөng ӣ nhiӅu nѫi thӃ giӟi Tuy thiӃt bӏ rҩt phù hӧp vӟi ÿiӅu kiӋn thӵc tӃ cӫa ViӋt Nam nhѭng hҫu nhѭ chѭa ÿѭӧc ӭng dөng cơng trình xây dӵng Luұn văn ÿã bѭӟc ÿҫu khҧo sát tәng quát ÿһc trѭng yӃu cӫa thiӃt bӏ kháng chҩn sӱ dөng chҩt lӓng nhѭ tҫn sӕ tӵ nhiên cӫa chҩt lӓng bӇ, biên ÿӝ dao ÿӝng cӫa sóng chҩt lӓng, sӵ tiêu tán lѭӧng lӵc cҳt ÿáy hình thành bӇ Và qua sӵ so sánh giӳa lý thuyӃt tính tốn bҵng lӡi giҧi giҧi tích vӟi phѭѫng pháp phҫn tӱ hӳu hҥn kӃt hӧp vӟi nghiên cӭu trѭӟc ÿây, kӃt quҧ cho thҩy thông sӕ ÿһc trѭng cӫa thiӃt bӏ kháng chҩn dҥng hoàn toàn có thӇ ÿѭӧc ÿiӅu khiӇn kӃt cҩu chӏu tҧi trӑng bҩt kǤ Sӵ tѭѫng tác giӳa chҩt lӓng thành bӇ mӝt nhӳng ÿiӇm ÿѭӧc nhҩn mҥnh luұn văn Các nghiên cӭu trѭӟc ÿây thѭӡng bӓ qua tính chҩt ÿӇ ÿѫn giҧn tính tốn bҵng cách giҧ thiӃt thành bӇ tuyӋt ÿӕi cӭng giúp tiӋn lӧi cho viӋc thiӃt kӃ, nhiên ÿã có nhӳng tác hҥi không nhӓ xҧy thӵc tӃ sӵ tѭѫng tác Nhӳng hѭ hӓng kӃt cҩu xuҩt phát tӯ sӵ ÿѫn giҧn hóa ÿó trӣ thành mөc tiêu ÿӇ tѭѫng tác chҩt lӓng thành bӇ ÿѭӧc khҧo sát luұn văn Khҧ kháng chҩn cӫa cơng trình có sӱ dөng thiӃt bӏ kháng chҩn bҵng chҩt lӓng chӏu ÿӝng ÿҩt ÿѭӧc phân tích bҵng cách khҧo sát cơng trình sӱ dөng bӇ nѭӟc mái nhѭ thiӃt bӏ kháng chҩn ÿó có xét ÿӃn sӵ tѭѫng tác giӳa chҩt lӓng thành bӇ KӃt quҧ chӍ rҵng không nhӳng chuyӇn vӏ ÿӍnh, gia tӕc quán tính giҧm ÿi mà cҧ thành phҫn nӝi lӵc cơng trình cNJng ÿѭӧc giҧm mӝt cách ÿáng kӇ TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com MӨC LӨC TӘNG QUAN 1.1 Giӟi thiӋu vӅ thiӃt bӏ kháng chҩn bҵng chҩt lӓng TLD 1.2 Các nghiên cӭu ÿã thӵc hiӋn 1.3 Mөc ÿích hѭӟng nghiên cӭu 19 1.4 Tóm tҳt luұn văn 20 NGUYÊN LÝ LÀM VIӊC VÀ CÁC ĈҺC TRѬNG CӪA TLD 2.1 Cѫ chӃ hoҥt ÿӝng cӫa thiӃt bӏ TLD .21 2.2 Dao ÿӝng tҫn sӕ dao ÿӝng tӵ nhiên cӫa sóng chҩt lӓng bӇ 23 2.3 Các thơng sӕ cҫn phân tích tính tốn thiӃt kӃ TLD 28 2.3.1 Biên ÿӝ dao ÿӝng sóng bӅ mһt cӫa chҩt lӓng 28 2.3.2 HӋ sӕ cҧn cӫa sóng chҩt lӓng 30 2.3.3 Lӵc cҳt ÿáy bӇ 32 2.4 Phân tích ÿһc trѭng ÿӝng lӵc hӑc cho chҩt lӓng bҵng phѭѫng pháp sӕ 34 2.5 Nhұn xét .45 SӴ TѬѪNG TÁC CHҨT LӒNG THÀNH Bӆ 3.1 Tәng quan vӅ sӵ tѭѫng tác chҩt lӓng thành bӇ 46 3.1.1 Sӵ khác giӳa bӇ cӭng bӇ mӅm 47 3.1.2 Ma trұn khӕi lѭӧng phө trӧ 50 3.1.3 Các tính chҩt ÿһc trѭng cӫa bӇ chӭa chҩt lӓng dҥng mӅm 52 3.2 Áp dөng phѭѫng pháp PTHH ÿӇ xét tѭѫng tác chҩt lӓng thành bӇ 56 3.3 Ҧnh hѭӣng cӫa sӵ tѭѫng tác chҩt lӓng thành bӇ ÿӃn tҫn sӕ tӵ nhiên chҩt lӓng .59 3.4 Ҧnh hѭӣng cӫa sӵ tѭѫng tác chҩt lӓng thành ÿӃn ÿһc trѭng khác cӫa bӇ 63 TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com 3.4.1 Khi bӇ khơng chӏu ngoҥi lӵc kích ÿӝng 65 3.4.2 Khi bӇ chӏu ngoҥi lӵc kích thích ÿiӅu hòa .67 3.4.3 Ҧnh hѭӣng cӫa sӵ tѭѫng tác chҩt lӓng thành bӇ ÿӃn momen nӝi lӵc 70 3.4.4 Ҧnh hѭӣng cӫa sӵ tѭѫng tác chҩt lӓng thành ÿӃn lӵc cҳt ÿáy bӇ .72 3.5 Nhұn xét .74 KHҦ NĂNG KHÁNG CHҨN CHO CƠNG TRÌNH SӰ DӨNG TLD 4.1 Tәng quan vӅ viӋc sӱ dөng TLD thiӃt kӃ kháng chҩn .76 4.2 Các nghiên cӭu ÿã thӵc hiӋn vӅ giҧm chҩn cho nhà cao tҫng .78 4.3 Các phѭѫng pháp sӕ ÿӇ phân tích ÿӝ ÿӝng lӵc hӑc kӃt cҩu .82 4.3.1 Phѭѫng pháp Runge Krutta .83 4.3.2 Phѭѫng pháp Newmark 86 4.3.3 Nhұn xét kӃt luұn vӅ phѭѫng pháp sӕ 88 4.4 Tӕi ѭu tham sӕ thiӃt kӃ thiӃt bӏ TLD 89 4.5 Ĉánh giá khҧ kháng chҩn cӫa TLD 92 4.5.1 Ví dө minh hӑa 94 4.5.2 Ĉáp ӭng dao ÿӝng ÿiӅu hòa cӫa cơng trình khơng sӱ dөng TLD .96 4.5.3 Phân tích ÿӝ cho khung chѭa sӱ dөng thiӃt bӏ kháng chҩn 97 4.5.4 Ĉáp ӭng dao ÿӝng ÿiӅu hòa cӫa cơng trình có sӱ dөng TLD 98 4.5.5 Phân tích ÿӝ cho khung sӱ dөng thiӃt bӏ kháng chҩn TLD 102 4.5.6 So sánh nӝi lӵc khung không sӱ dөng sӱ dөng TLD 105 4.5.7 Bài toán thiӃt kӃ thiӃt bӏ kháng chҩn TLD 112 4.6 Nhұn xét 115 KӂT LUҰN VÀ HѬӞNG NGHIÊN CӬU TIӂP THEO iii TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com CHѬѪNG TӘNG QUAN 1.1 Giӟi thiӋu vӅ thiӃt bӏ kháng chҩn sӱ dөng chҩt lӓng Vҩn ÿӅ thiӃt kӃ kháng chҩn cho nhà cao tҫng ÿѭӧc quan tâm rҩt nhiӅu ӣ nѭӟc thӃ giӟi nhiӅu thұp niên qua Ӣ ViӋt Nam, vҩn ÿӅ ngày ÿѭӧc kӻ sѭ cNJng nhѭ nhà nghiên cӭu trӑng nhiӅu hѫn nhӳng năm gҫn ÿây Vì lý dân sӕ môi trѭӡng nên sӕ lѭӧng cơng trình cao tҫng ÿã tăng lên rҩt nhiӅu NӃu nhѭ trѭӟc ÿây ngѭӡi ta chӍ nghƭ tӟi viӋc tăng cѭӡng ÿӝ bê tông hay thép ÿӇ thӓa mãn ÿiӅu kiӋn chӏu lӵc xu thӃ nhӳng thұp niên vӯa qua ngѭӡi ta sӱ dөng vұt liӋu nhҽ hѫn, mҧnh hѫn ÿӇ cơng trình xây dӵng ÿѭӧc cao hѫn Tuy nhiên cơng trình ngày cao mà nhҽ ÿi lҥi dүn ÿӃn viӋc ҧnh hѭӣng cӫa tҧi trӑng ÿӝng tác dөng lên cơng trình tăng cao Do vұy thiӃt bӏ nhҵm giҧm chҩn ÿӝng nhѭ gió hay ÿӝng ÿҩt cҫn phҧi ÿѭӧc ÿѭa vào sӱ dөng Và tӯ ÿây ÿã mӣ mӝt chân trӡi nghiên cӭu mӟi ÿáp ӭng cho mөc tiêu ÿiӅu khiӇn dao ÿӝng cӫa kӃt cҩu (Yao, 1972) Các thiӃt bӏ kháng chҩn hiӋn có rҩt nhiӅu loҥi nhѭ thiӃt bӏ cách chҩn ÿáy, thiӃt bӏ kháng chҩn chӫ ÿӝng, thiӃt bӏ kháng chҩn bӏ ÿӝng, thiӃt bӏ kháng chҩn bán tӵ ÿӝng … (Soong & Spencer, 2002) ThiӃt bӏ kháng chҩn bҵng chҩt lӓng Tuned Liquid Dampers (TLD) nhѭ ӣ hình 1.1 mӝt nhӳng thiӃt bӏ kháng chҩn dҥng bӏ ÿӝng, tӭc không cҫn sӱ dөng thêm lѭӧng hay vұt ÿiӅu khiӇn trình hoҥt ÿӝng TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com Hình 1.1 – Thi͇t b͓ kháng ch̭n b̹ng ch̭t l͗ng d̩ng b͋ chͱa NӃu so sánh vӟi thiӃt bӏ kháng chҩn khác TLD có mӝt sӕ khía cҥnh ÿһc biӋt chҷng hҥn: ƒ Có thӇ kӃt hӧp sӱ dөng thiӃt bӏ TLD làm bӇ nѭӟc sinh hoҥt nhѭ ӣ hình 1.2 ƒ Tӕn rҩt chi phí ÿӇ xây dӵng bҧo trì so vӟi thiӃt bӏ khác ƒ Khơng chiӃm nhiӅu không gian sӱ dөng ƒ Thѭӡng ÿѭӧc lҳp ÿһt ӣ mái nên không làm ҧnh hѭӣng ÿӃn mӻ quan kiӃn trúc ƒ Ngoài viӋc lҳp ÿһt thiӃt bӏ dӉ dàng TLD ngày phә biӃn, ÿһc biӋt có thӇ ӭng dөng cho nhiӅu dҥng cơng trình có kích thѭӟc lӟn nhӓ khác bҵng cách thay ÿәi kích thѭӟc cӫa bӇ chӭa Trong ngành xây dӵng dân dөng cơng trình cao tҫng ÿҫu tiên thӃ giӟi ӭng dөng TLD cho thiӃt kӃ kháng chҩn One Wall Center ӣ Vancouver, British Columbia (hình 1.3) Cơng trình có 48 tҫng vӟi bӇ chӭa nѭӟc rҩt ÿһc biӋt, mӛi bӇ có khoҧng 50.000 gal (189.250 L) nѭӟc nҵm tҫng Penthouse cӫa cơng trình TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com Hình 1.2 – Tòa nhà One Rincon Hill cao 68 t̯ng cơng trình ÿ̯u tiên ͧ Hoa KǤ s͵ dͭng b͋ n˱ͣc sinh ho̩t nh˱ thi͇t b͓ kháng ch̭n Có nhiӅu cách ÿӇ phân loҥi TLD nhѭng mӝt cách phә biӃn phân theo cao ÿӝ mӵc chҩt lӓng Theo ÿó thiӃt bӏ TLD có thӇ ÿѭӧc phân làm hai loҥi chính: (1) mӝt loҥi dùng mӵc nѭӟc nơng (2) loҥi lҥi dùng mӵc nѭӟc sâu Khi tӹ sӕ chiӅu cao mӵc chҩt lӓng bӅ rӝng bӇ theo phѭѫng kích thích cӫa ngoҥi lӵc nhӓ hѫn 0.15 lҫn xem nhѭ bӇ có mӵc nѭӟc nơng ngѭӧc lҥi bӇ có mӵc nѭӟc sâu TLD có mӵc nѭӟc nơng sӁ tiêu tán lѭӧng thơng qua cѫ chӃ chuyӇn ÿӝng cӫa sóng ӣ bӅ mһt dүn ÿӃn hiӋn tѭӧng sóng vӥ Ĉӕi vӟi TLD có mӵc nѭӟc sâu vách ngăn (Baffle) hoһc (Screen) thѭӡng ÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ ÿiӅu khiӇn dao ÿӝng sóng Do vұy sӵ tiêu tán lѭӧng TLD có mӵc nѭӟc sâu lҥi phө thuӝc vào cѫ chӃ hoҥt ÿӝng cӫa chҩt lӓng, vӏ trí cӫa vách ngăn, kích thѭӟc dҥng vách ngăn TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com 4.5.5 Phân tích ÿӝ cho khung sӱ dөng thiӃt bӏ kháng chҩn TLD Phҫn xét cơng trình chӏu tҧi trӑng ÿӝng ÿҩt El Centro vӟi bѭӟc mô phӓng tѭѫng tӵ nhѭ ӣ mөc 4.5.3 nhѭng lúc bҩy giӡ TLD ÿѭӧc sӱ dөng ӣ ÿӍnh cơng trình Phѭѫng pháp Newmark vүn ÿѭӧc dùng ÿӇ phân tích tốn ĈӇ thҩy ÿѭӧc tác dөng cӫa cơng trình thiӃt kӃ kháng chҩn sӱ dөng TLD chuyӇn vӏ khung, dao ÿӝng sóng chҩt lӓng cNJng nhѭ dao ÿӝng khung thành phҫn nӝi lӵc xuҩt hiӋn khung sӁ ÿѭӧc trình bày 4.5.5.1 So sánh chuyӇn vӏ khung Khi có ÿӝng ÿҩt, cơng trình sӁ bӏ chuyӇn ÿӝng qua lҥi dѭӟi tác dөng cӫa lӵc qn tính lӵc có chiӅu ngѭӧc vӟi chiӅu truyӅn ÿӝng cӫa gia tӕc nӅn Cơng trình dao ÿӝng kéo theo TLD dao ÿӝng làm chҩt lӓng bӇ cNJng dao ÿӝng nhѭng có chiӅu dao ÿӝng cӫa sóng chҩt lӓng ngѭӧc vӟi chiӅu chuyӇn ÿӝng cӫa cơng trình sóng chҩt lӓng làm kéo ngѭӧc TLD vӅ vӏ trí cNJ, ÿó cơng trình cNJng bӏ kéo theo Sӵ tѭѫng tác kӃt cҩu – bӇ chӭa – chҩt lӓng (hình 4.11) nhѭ diӉn liên tөc làm giҧm dao ÿӝng cӫa hӋ có ÿӝng ÿҩt xҧy ChuyӇn vӏ sóng theo phѭѫng X Dao ÿӝng ÿӍnh khung theo phѭѫng X Hình 4.11 – S͹ t˱˯ng tác giͷa dao ÿ͡ng khung – TLD – sóng ch̭t l͗ng TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com Phân tích ÿѭӧc tiӃn hành tѭѫng tӵ nhѭ mөc 4.5.4 cho hӋ khung vӟi TLD có thành tuyӋt ÿӕi cӭng TLD có thành mӅm ÿӇ xét tѭѫng tác chҩt lӓng – thành bӇ, qua ÿó cho thҩy mӭc ÿӝ ҧnh hѭӣng cӫa sӵ tѭѫng tác ÿӃn khҧ kháng chҩn cӫa TLD KӃt quҧ thu ÿѭӧc thӇ hiӋn qua ÿӗ thӏ sau: Sóng bӅ mһt TLD 2.5 2.0 1.5 Biên ÿӝ (m) 1.0 0.5 0.0 -0.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 Thӡi gian (s) Dao ÿӝng sóng Dao ÿӝng ÿӍnh khung Hình 4.12 – So sánh dao ÿ͡ng ng˱ͫc pha cͯa sóng ch̭t l͗ng – cơng trình Ĉѭӡng màu ÿӓ biӇu thӏ cho chuyӇn vӏ ÿӍnh khung xҧy ÿӝng ÿҩt ÿѭӡng màu xanh biӇu thӏ cho dao ÿӝng sóng chҩt lӓng bӇ Sӵ dao ÿӝng ngѭӧc pha cӫa chuyӇn vӏ sóng bӇ so vӟi chuyӇn vӏ ÿӍnh khung làm giҧm chuyӇn vӏ cho cҧ hӋ TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com ChuyӇn vӏ ÿӍnh cӫa cơng trình 0.8 0.6 Biên ÿӝ (m) 0.4 0.2 0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 Thӡi gian (s) Không sӱ dөng TLD TLD có thành tuyӋt ÿӕi cӭng Hình 4.13 – Phân tích q ÿ͡ cơng trình ch͓u ÿ͡ng ÿ̭t s͵ dͭng không s͵ dͭng TLD ChuyӇn vӏ ÿӍnh cӫa công trình sӱ dөng TLD có bӅ dày thành khác 0.8 0.6 Biên ÿӝ (m) 0.4 0.2 -0.2 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -0.4 -0.6 -0.8 Thӡi gian (s) T 0.001 T 0.0011 T 0.0012 T 0.005 Hình 4.14 – Kh̫ kháng ch̭n cͯa TLD xét ÿ͇n t˱˯ng tác ch̭t l͗ng – thành b͋ TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com Nhұn xét TLD phҧi ÿѭӧc thiӃt kӃ cho sӵ cӝng hѭӣng phҧi xҧy nhҵm phát huy tӕi ÿa ÿѭӧc dao ÿӝng sóng chҩt lӓng bӇ Ĉây vҩn ÿӅ mҩu chӕt cҫn giҧi quyӃt viӋc thiӃt kӃ thiӃt bӏ nhiên hiӋn chѭa có phѭѫng pháp tӕi ѭu ngồi phѭѫng pháp thӱ hay gӑi phѭѫng pháp tính lһp Ĉӗ thӏ 4.12 thӇ hiӋn sӵ hoҥt ÿӝng cӫa TLD, ÿó tҫn sӕ dao ÿӝng tӵ nhiên cӫa khung bҵng tҫn sӕ dao ÿӝng cӫa TLD hiӋn tѭӧng cӝng hѭӣng xҧy làm cho sóng chҩt lӓng bӇ dao ÿӝng vӟi biên ÿӝ cӵc ÿҥi ngѭӧc pha vӟi dao ÿӝng cӫa khung dѭӟi mӝt ngoҥi lӵc tác ÿӝng vào cơng trình Sóng chҩt lӓng ÿóng vai trò nhѭ lӵc qn tính ÿҭy hӋ kӃt cҩu vӅ vӏ trí ban ÿҫu Ĉӗ thӏ 4.13 cho thҩy hiӋu quҧ kháng chҩn cӫa thiӃt bӏ TLD hoàn toàn ÿѭӧc khҷng ÿӏnh ThiӃt bӏ giúp cho cơng trình giҧm ÿi dao ÿӝng mӝt cách ÿáng kӇ, cө thӇ trѭӡng hӧp cơng trình chӏu ÿӝng ÿҩt El Centro nhӡ có thiӃt bӏ kháng chҩn ÿã giúp giҧm 50% dao ÿӝng cӫa kӃt cҩu biên ÿӝ dao ÿӝng cӫa hӋ khung ÿã ÿѭӧc әn ÿӏnh Sӵ tѭѫng tác chҩt lӓng – thành bӇ cҫn phҧi ÿѭӧc xét ÿӃn trình thiӃt kӃ TLD bӣi có khҧ làm thay ÿәi dao ÿӝng cӫa cơng trình nhѭ thӇ hiӋn ӣ ÿӗ thӏ 4.14 Sӵ thay ÿәi tùy thuӝc vào ÿӝ cӭng cӫa thành bӇ, ÿӝ cӭng cӫa thành bӇ nhӓ hѫn mӝt giӟi hҥn ÿó chuyӇn vӏ ÿӍnh cӫa kӃt cҩu có khơng có TLD nhѭ Trong trѭӡng hӧp nӃu ÿӝ dày thành bӇ nhӓ hѫn 1mm dao ÿӝng cӫa khung có khơng có TLD nhѭ 4.5.6 So sánh nӝi lӵc khung không sӱ dөng sӱ dөng TLD Bӣi cơng trình ÿѭӧc xét ÿӃn ví dө khung phҷng nӝi lӵc cҫn ÿѭӧc quan tâm chӍ lӵc cҳt ngang FY momen uӕn MZ, ӣ ÿây FY MZ ÿѭӧc xét cho cӝt cӫa khung Thӡi ÿiӇm xem xét nӝi lӵc khung cơng trình ÿã trҧi qua ÿӝng ÿҩt dao ÿӝng әn ÿӏnh giҧ thiӃt không cҧn, tӯ nhұn ÿӏnh ÿó thӡi ÿiӇm t=50s ÿѭӧc lӵa chӑn TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com Momen khung sӱ dөng TLD t0.0015 ĈӍnh cӝt 24 21 Cao ÿӝ khung (m) 18 15 12 -30000 -25000 -20000 -15000 -10000 -5000 5000 Mz (Nm) Mz trái 10000 Chân cӝt Mz phҧi Hình 4.15 – So sánh momen s͵ dͭng TLD t0.0015 có xét t˱˯ng tác ch̭t l͗ng – thành b͋ Momen khung sӱ dөng TLD t0.033 ĈӍnh cӝt 24 21 Cao ÿӝ khung (m) 18 15 12 -35000 -30000 -25000 -20000 -15000 -10000 -5000 Mz (Nm) Mz trái 5000 10000 Chân cӝt Mz phҧi Hình 4.16 – So sánh momen s͵ dͭng TLD tuy͏t ÿ͙i cͱng TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com Momen trái khung có xét tѭѫng tác chҩt lӓng thành bӇ ĈӍnh cӝt 24 21 Cao ÿӝ khung (m) 18 15 12 -70000 -60000 -50000 -40000 -30000 -20000 -10000 10000 t 0.0015 t 0.002 30000 Chân cӝt Mz (Nm) t 0.0014 20000 t 0.033 Ko dùng TLD Hình 4.17 – So sánh momen trái khung khơng có s͵ dͭng TLD có xét t˱˯ng tác Momen phҧi khung có xét tѭѫng tác chҩt lӓng thành bӇ ĈӍnh cӝt 24 21 Cao ÿӝ khung (m) 18 15 12 -70000 -60000 -50000 -40000 -30000 -20000 -10000 10000 Chân cӝt Mz (Nm) t 0.0014 t 0.0015 t 0.002 20000 t 0.033 Ko dùng TLD Hình 4.18 – So sánh momen ph̫i khung khơng có s͵ dͭng TLD có xét t˱˯ng tác TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com Xét TLD2 có kích thѭӟc L u h 2.5m u 0.15m vӟi ký hiӋu T 2.5 u 0.15 u t vӟi t ÿӝ dày cӫa thành bӇ, ÿó: ƒ Khӕi lѭӧng TLD bao gӗm khӕi lѭӧng thành bӇ khӕi lѭӧng chҩt lӓng cao 0.15m, tѭѫng tӵ TLD1 Theo công thӭc hӋ sӕ tѭѫng quan ÿӅ xuҩt ӣ chѭѫng bӇ có thӇ xem tuyӋt ÿӕi cӭng Trӑng lѭӧng bӇ là: PTank  PFluid P 4.85 u 0.033 u 0.3 u 9.81u 7800  2.5 u 0.15 u 9.81u 1000 7352.76N 0.83% u  Pkhung  Ptank ƒ Tҫn sӕ dao ÿӝng tӵ nhiên cӫa bӇ theo cơng thӭc giҧi tích gҫn ÿúng fn Vұy ƒ Zn 2S fw fs Tӹ sӕ 2S Sg 2a tanh( Sh 2a ) 0.242( Hz ) 0.83 h L 0.15 2.5 nên có thӇ xem bӇ có mӵc nѭӟc sâu 16.67 Khi ÿó khҧ kháng chҩn cӫa thiӃt bӏ ÿѭӧc thӇ hiӋn qua hình 4.19 nhѭ sau: TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com Khҧ kháng chҩn cӫa TLD 0.6 0.4 Biên ÿӝ (m) 0.2 0.0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 -0.2 -0.4 -0.6 Thӡi gian (s) Có sӱ dөng TLD Khơng sӱ dөng TLD Hình 4.19 – Chuy͋n v͓ ÿ͑nh cͯa cơng trình có khơng s͵ dͭng TLD2 Tӯ ÿӗ thӏ hình 4.19 có thӇ thҩy ÿѭӧc mӝt cách rõ ràng rҵng khҧ kháng chҩn cӫa TLD2 rҩt so vӟi TLD1 mһc dù cҧ hai thiӃt bӏ ÿӅu ÿѭӧc chӑn cho thӓa mãn ÿiӅu kiӋn thiӃt kӃ nhѭ ÿã trình bày ӣ mөc Tuy sӵ khác giӳa hai thiӃt bӏ rҩt bé nhѭng TLD1 dao ÿӝng cӝng hѭӣng vӟi khung TLD2 chѭa ÿҥt ÿѭӧc ÿiӅu mһc dù TLD2 cNJng có dao ÿӝng khác pha so vӟi dao ÿӝng khung TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com Mz trái khung ĈӍnh cӝt 24 21 18 Cao ÿӝ (m) 15 12 -70000 -60000 -50000 -40000 -30000 -20000 -10000 10000 20000 30000 40000 50000 60000 Mz (Nm) Không TLD Chân cӝt TLD Hình 4.20 – So sánh momen thành trái khung t̩i thͥi ÿi͋m t=50s Mz phҧi khung 24 21 18 Cao ÿӝ (m) 15 12 -70000 -60000 -50000 -40000 -30000 -20000 -10000 10000 20000 30000 Mz (Nm) Khơng TLD TLD Hình 4.21 – So sánh momen thành ph̫i khung t̩i thͥi ÿi͋m t=50s 40000 50000 TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com Nhұn xét Qua ÿӗ thӏ trên, có thӇ dӉ dàng thҩy rҵng khҧ kháng chҩn cӫa TLD1 tӕt hѫn cӫa TLD2 rҩt nhiӅu ĈiӅu xҧy chӫ yӃu TLD1 làm viӋc cӝng hѭӣng vӟi khung, tҫn sӕ tӵ nhiên cӫa TLD1 tҫn sӕ tӵ nhiên cӫa khung có xét TLD gҫn bҵng (sai khác 10%) Trong ÿó TLD2 có tҫn sӕ tӵ nhiên khơng gҫn lҳm so vӟi tҫn sӕ khung có TLD (sai khác 40%) Tӯ ÿó làm cho ÿӝ lӟn cӫa chuyӇn vӏ ÿӍnh momen nӝi lӵc khung giҧm ÿi ÿáng kӇ TLD1 giúp giҧm ÿi 40% ÿӝ lӟn chuyӇn vӏ ÿӍnh ÿó cӫa TLD2 chӍ giҧm ÿi 20% TLD1 giúp giҧm ÿi 70% ÿӝ lӟn cӫa momen nӝi lӵc khung, ÿó TLD2 chӍ giҧm ÿi rҩt chӍ khoҧng 15% Có thӇ tóm tҳt sӵ so sánh TLD1 TLD2 thông qua bҧng 4.2 sau B̫ng 4.2 – So sánh kh̫ kháng ch̭n cͯa hai thi͇t b͓ TLD & TLD2 So sánh Không sӱ dөng TLD TLD1 TLD2 fTLD ( Hz ) 0.344 0.242 mtank ( N ) 10078.75 7352.76 fTLD  frame ( Hz ) 0.29 0.26 0.23 0.58 0.2 0.45 -68000 -13000 -45000 ChuyӇn vӏ ÿӍnh max (m) dao ÿӝng әn ÿӏnh ӣ thӡi ÿiӇm t=50s Momen chân cӝt trái max TLD1 làm cho momen nӝi lӵc lӟn nhҩt ӣ phҫn bөng cӫa cơng trình, ÿó TLD2 momen lӟn nhҩt tұp trung ӣ phҫn chân cӝt ÿӍnh cơng trình ĈiӅu dүn ÿӃn lѭu ý thiӃt kӃ cơng trình có thiӃt bӏ kháng chҩn sӱ dөng chҩt lӓng cҫn phҧi quan tâm ÿӃn momen nӝi lӵc ÿӇ tӯ ÿó có biӋn pháp bӕ trí thép hӧp lý TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com 4.5.7 Bài toán thiӃt kӃ thiӃt bӏ kháng chҩn TLD Sau phân tích vӅ TLD ÿã ÿѭӧc thӵc hiӋn qua mөc nói trên, có thӇ khҷng ÿӏnh rҵng TLD rҩt có ý nghƭa thӵc tiӉn hồn tồn có thӇ áp dөng vào thӵc tӃ, ÿһc biӋt ÿӕi vӟi cơng trình xây dӵng dân dөng ӣ ViӋt Nam hiӋn Bӣi khu vӵc ÿӏa lý cӫa ViӋt Nam vùng có xҧy ÿӝng ÿҩt, thiӃt kӃ kháng chҩn nӃu sӱ dөng phѭѫng án tăng cѭӡng ÿӝ chӏu lӵc cӫa kӃt cҩu hoһc sӱ dөng thiӃt bӏ kháng chҩn dҥng khác sӁ gây lãng phí rҩt lӟn Cho nên phѭѫng án sӱ dөng bӇ nѭӟc mái nhѭ thiӃt bӏ kháng chҩn cho nhà cao tҫng mӝt nhӳng biӋn pháp có thӇ xem hӧp lý ĈӇ thҩy ÿѭӧc sӵ ÿѫn giҧn viӋc thiӃt kӃ TLD, mөc sӁ trình bày mӝt ví dө thiӃt kӃ kháng chҩn cho cơng trình cao tҫng chӏu ÿӝng ÿҩt El Centro tiӃp tөc ÿѭӧc lӵa chӑn ÿӇ làm dӳ liӋu gia tӕc nӅn phân tích tốn, phѭѫng pháp sӕ Newmark ÿѭӧc dùng ÿӇ phân tích chuyӇn ÿӝng cӫa cơng trình miӅn thӡi gian Cơng trình cө thӇ nhѭ sau: Cơng trình có nhӏp 3m gӗm 15 tҫng, mӛi tҫng cao 5m vӟi ÿһc trѭng ƒ Dҫm cӝt có tiӃt diӋn nhѭ bҵng b u h 0.6 u 0.8(m u m) ƒ Vұt liӋu thép E ƒ Khӕi lѭӧng riêng cӫa thép U s 2.1e11 N / m , Q 0.3 7800  kg / m3 Trӑng lѭӧng tәng cӝng cӫa cơng trình là: Pkhung bu hu LuJ u g 0.6 u 0.8 u182 u1000 u 9.81 6684612.48 N (4.42) ÿó L tәng chiӅu dài dҫm cӝt cơng trình Tҫn sӕ dao ÿӝng tӵ nhiên cѫ bҧn cӫa hӋ chѭa sӱ dөng TLD là: f 0.70873Hz (4.43) TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com TLD ÿѭӧc thiӃt kӃ cho thӓa mãn ÿiӅu kiӋn ƒ Khӕi lѭӧng cӫa TLD bҵng khoҧng 1/100 khӕi lѭӧng cӫa hӋ ƒ Tҫn sӕ dao ÿӝng tӵ nhiên cӫa sóng chҩt lӓng bҵng tҫn sӕ cӫa cơng trình ƒ HӋ sӕ tiêu tán lѭӧng ÿҥt giá trӏ cӵc ÿҥi Vì hiӋn tѭӧng sóng vӥ ÿѭӧc bӓ qua chҩt lӓng sӱ dөng cho TLD nѭӟc, nên lѭӧng tiêu tán bӇ xem nhѭ bҵng hҵng sӕ sinh hӋ sӕ cҧn nhӟt cӫa chҩt lӓng (Q 8.94 Pa.s ) Trӑng lѭӧng cӫa TLD cҫn thiӃt kӃ là: PTLD Pkhung 100 6685 N (4.44) mà trӑng lѭӧng TLD bҵng PTLD J g u bt u h f fTLD 2S 9810 u bt u h f (4.45) lҥi có: §Sh · ă | f khung bt â bt Sg 0.70873 (4.46) Lúc tốn thiӃt kӃ hai ҭn sӕ bӅ rӝng TLD bt chiӅu cao mӵc nѭӟc h f , lúc ÿó cNJng có hai phѭѫng trình ÿӇ tìm nghiӋm (4.45) (4.46) Giҧi hӋ hai phѭѫng trình thu ÿѭӧc nghiӋm gҫn ÿúng là: bt hf 1.2m 0.5m (4.47) Khi ÿó TLD có: fTLD 0.749 Hz (4.48) Bài tốn phân tích q ÿӝ ÿѭӧc tiӃn hành cho cơng trình khơng sӱ dөng có sӱ dөng TLD ÿӇ có kӃt quҧ chuyӇn vӏ ÿӍnh phҧi Mz cӝt trái Ĉӗ thӏ so sánh ÿѭӧc biӇu diӉn nhѭ sau: ... vӋ tҥi HӜI ĈӖNG CHҨM BҦO Vӊ LUҰN VĂN THҤC SƬ TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA, Ngày tháng năm 2010 TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA KHOA KӺ THUҰT XÂY DӴNG ... HOÀ Xà HӜI CHӪ NGHIà VIӊT NAM Ĉӝc Lұp - Tӵ Do - Hҥnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm 2010 NHIӊM VӨ LUҰN VĂN THҤC SƬ Hӑ tên hӑc viên: BÙI PHҤM ĈӬC TѬӠNG Giӟi tính: Nam Ngày, tháng, năm