Đặt vấn đề Động đất là tác động tự nhiên ảnh hưởng lớn đến công trình xây dựng và các kết cấu hạ tầng kỹ thuật v.v. Đây là một trong những thiên tai để lại hậu quả nặng nề về con người lẫn kinh tế ở nhiều nước trên thế giới. Đối với các khu vực đô thị lớn đông dân, động đất lớn sinh ra sẽ gây thiệt hại nhiều về người, tài sản và cơ sở hạ tầng kỹ thuật. Quá trình phát triển của xã hội, trong các thập niên gần đây, ở nước ta ngày càng có nhiều công trình cao tầng xây dựng với quy mô và tầm quan trọng lớn. Vì vậy, việc tính toán thiết kế cho các công trình chịu tác động động đất là cần thiết. Theo quyết định số 09/2005/QĐ-BXD [1] ngày 07 tháng 4 năm 2005 của Bộ Xây dựng [1], việc thiết kế chịu động đất cho các công trình xây dựng ở Việt Nam có thể thực hiện theo tiêu chuẩn nước ngoài. Trước năm 2006, thiết kế kháng chấn thường được sử dụng ở nước ta là tiêu chuẩn SNIP II-7-81* [3] của Liên Xô (cũ) hay Liên bang Nga ngày nay, tiêu chuẩn UBC 1997 [4] tuy được thay thế bằng tiêu chuẩn IBC 2006 (ASCE7-05) [5] của Hoa Kỳ nhưng vẫn được dùng để tính toán cho một số nhà cao tầng ở nước ta như Keangnam Ha Noi Landmark Tower, Lotte Center Ha Noi, The One. Ở nước ta hiện nay tải trọng động được thiết kế theo là tiêu chuẩn TCXDVN 375:2006 [6] nay đổi thành tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 [6] được chuyển dịch trên cơ sở tiêu chuẩn EN 1998-1:2005 [7]. Tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 là tiêu chuẩn chính thống của nước ta áp dụng trên phạm vi cả nước về thiết kế kết cấu chịu động đất. Tuy nhiên, đối với các công trình cao tầng có chu kỳ dao động riêng cơ bản lớn hơn 4s, việc lựa chọn tiêu chuẩn và tính toán tác động động đất lên công trình hiện nay còn gặp nhiều khó khăn. Tiêu chuẩn SNIP II7-81* của Nga áp dụng cho công trình cao dưới 75m, đối với các công trình có chiều cao lớn hơn 75m thì tính toán rất phức tạp. Tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 áp dụng cho các công trình có chu kỳ dao động cơ bản < 4s, còn trên 4s thì phải xây dựng phổ chuyển vị. Tiêu chuẩn UBC 1997 cho phép tính toán công trình có chu kỳ dao động đến 10s. Do đó, tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 và tiêu chuẩn UBC 1997 được lựa chọn do có thể tính toán cho công trình có chu kỳ dao động lên đến 10s (nhà từ 60 đến 100 tầng). Tiêu chuẩn UBC 1997 được biên soạn và áp dụng ở Mỹ nên có những đặc trưng khác với Việt Nam, đặc biệt là số liệu đầu vào để xác định tải trọng động đất. Tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 sử dụng đầu vào là đỉnh gia tốc nền tham chiếu chu kỳ lặp 500 năm trên nền loại A. Chính vì thế, mục tiêu của luận văn này là việc tính toán nhà cao tầng chịu động đất theo TCVN 9386:2012 và UBC 1997 như thế nào khi áp dụng đầu vào động đất là đỉnh gia tốc nền tham chiếu agR của Việt Nam. Mục tiêu này có ý nghĩa thực tiễn khi thiết kế các kết cấu cao tầng có chu kỳ dao động riêng cơ bản lớn hơn 4s (cao hơn 40 tầng). Tình hình nghiên cứu và sự cần thiết của luận văn Việc tính toán tác động của tải trọng động đất lên nhà cao tầng là quan trọng nhằm đảm bảo an toàn cho công trình. Song tính toán theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9386:2012 cho công trình có chu kỳ dao động cơ bản lớn hơn 4s còn ít áp dụng. Trước đây hầu hết các quy trình tính toán đang được áp dụng đều do các kỹ sư tự tìm hiểu và nghiên cứu trong các tiêu chuẩn nước ngoài như tiêu chuẩn Hoa Kỳ UBC 1997. Do đó việc tính toán nhà cao tầng chịu động đất theo TCVN 9386:2012 và tiêu chuẩn UBC 1997 như thế nào và số liệu đầu vào lấy theo TCVN 9386:2012 hay QCVN 02:2009/BXD [2] ra sao là hết sức cần thiết. Mục đích nghiên cứu của đề tài Mục đích của đề tài là nghiên cứu, tính toán tác động (lực) động đất theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 và tiêu chuẩn UBC 1997 cho một số công trình bê tông cốt thép (BTCT) cụ thể có chu kỳ dao động lớn hơn 4s (trên 40 tầng), từ đó rút ra những nhận xét và kiến nghị khi tính toán động đất theo TCVN 9386:2012 và tiêu chuẩn UBC 1997 đối với nhà và công trình xây dựng ở Việt Nam trong trường hợp cần thiết phải áp dụng tiêu chuẩn này. Nội dung nghiên cứu của luận văn Nội dung nghiên cứu của luận văn bao gồm: - Nghiên cứu phương pháp tính toán động đất trong TCVN 9386:2012 và UBC 1997: + Số liệu đầu vào của hai tiêu chuẩn; + Vùng động đất; + Một số loại nền cơ bản; + Hệ số tầm quan trọng (I); + Hệ số ứng xử (q); + Hệ số giảm cường độ (R); + Phổ phản ứng. - Xây dựng phổ đàn hồi cho công trình có chu kỳ dao động cơ bản > 4s thông qua phổ chuyển vị theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012. - Xây dựng phổ thiết kế theo tiêu chuẩn UBC 1997. - Cách phân bố lực động đất theo chiều cao và giới hạn của phương pháp lực tĩnh ngang tương đương. - Tính toán các ví dụ; - Các kết luận và kiến nghị. Giới hạn nghiên cứu Luận văn nghiên cứu phương pháp tính toán tải trọng động đất theo phương ngang đối với kết cấu nhà cao tầng theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 & tiêu chuẩn UBC 1997. Đối tượng nghiên cứu - Kết cấu nhà cao tầng chịu tác động động đất. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết để hiểu rõ bản chất của phương pháp tính động đất theo TCVN 9386:2012 & tiêu chuẩn UBC 1997, từ đó có thể áp dụng vào thiết kế công trình. - Thu thập các thông tin, số liệu về tính toán nhà cao tầng hiện nay. - Nghiên cứu lý thuyết bằng mô hình số, phương pháp phần tử hữu hạn. - Áp dụng tính toán một số công trình cụ thể. Cấu trúc luận văn Trên cơ sở mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu, ngoài phần mở đầu, phần kết luận và tài liệu tham khảo, luận văn sẽ được bố trí thành 3 chương. Cụ thể như sau: Chương I: Tổng quan về động đất và sự cần thiết phải tính toán động đất trong nhà cao tầng ở nước ta. Chương II: Các phương pháp tính toán công trình chịu động đất theo TCVN 9386:2012 & UBC 1997. Chương III: Tính toán nhà cao tầng chịu tải trọng động đất bằng phương pháp phổ phản ứng TCVN 9386:2012 và tiêu chuẩn UBC 1997. Kết luận & kiến nghị
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI CAO SĨ DŨNG TÍNH TỐN NHÀ CAO TẦNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN TCVN 9386:2012 VÀ UBC 1997 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Hà Nội - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI CAO SĨ DŨNG KHÓA: 2015- 2017 TÍNH TỐN NHÀ CAO TẦNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN TCVN 9386:2012 VÀ UBC 1997 Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÁN BỘ DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN ĐẠI MINH Hà Nội - 2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng đào tạo sau đại học, các Thầy Cô giáo và ngoài trường Kiến trúc Hà Nội tạo điều kiện và giúp đỡ để luận văn hoàn thành Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến T.S Nguyễn Đại Minh, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và dẫn khoa học có giá trị giúp hoàn thành luận văn Cuối cùng, xin bày tỏ lòng cảm ơn người thân gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên tơi quá trình học tập và thực hiện luận văn Mặc dù tác giả cố gắng để hoàn thiện luận văn, tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp quý báu quý Thầy Cô và các bạn Tác giả Luận văn Cao Sĩ Dũng LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan Luận văn thạc sĩ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Kết nêu luận văn trung thực, thông tin, số liệu sử dụng luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả Luận văn Cao Sĩ Dũng MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng biểu Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU .1 Đặt vấn đề Tình hình nghiên cứu cần thiết luận văn .2 Nội dung nghiên cứu luận văn Giới hạn nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu .3 Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn .4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG ĐẤT 1.1 KHÁI NIỆM VỀ NHÀ CAO TẦNG .5 1.1.1 Một số khái niệm về nhà cao tầng 1.1.2 Sự cần thiết phải tính tốn tải trọng động đất cho nhà cao tầng Việt Nam 1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG ĐẤT .8 1.2.1 Một số khái niệm về động đất 1.2.2 Các đặc trưng chuyển động nền đất 1.2.3 Đánh giá độ mạnh động đất 13 1.2.4 Động đất lãnh thổ Việt Nam .20 1.2.5 Các phương pháp tính tốn động đất .21 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT TÁC DỤNG LÊN CƠNG TRÌNH THEO TCVN 9386:2012 VÀ UBC 1997 32 2.1 TÍNH TỐN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT THEO TCVN 9386:2012 32 2.1.1 Một số khái niệm, định nghĩa 32 2.1.2 Phương pháp tính theo tĩnh lực ngang tương đương .44 2.1.3 Phương pháp phổ phản ứng .46 2.1.4 Phương pháp tĩnh phi tuyến (đẩy dần) 49 2.1.5 Phương pháp tích phân theo lịch sử thời gian 51 2.2 TÍNH TỐN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT THEO UBC 1997 52 2.2.1 Một số khái niệm .52 2.2.2 Phương pháp tính theo tĩnh lực ngang tương đương .56 2.2.3 Phương pháp phổ phản ứng .59 CHƯƠNG 3: VÍ DỤ TÍNH TỐN CAO TẦNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN TCVN 9386:2012 VÀ TIÊU CHUẨN UBC 1997 .62 3.1 VÍ DỤ TÍNH TOÁN .62 3.1.1 Ví dụ 1: Tính tốn động đất nhà 15 tầng 64 3.1.2 Ví dụ 2: Tính tốn động đất nhà 25 tầng 64 3.1.3 Ví dụ 3: Tính tốn động đất nhà 35 tầng 64 3.1.4 Ví dụ 4: Tính tốn động đất nhà 45 tầng 64 3.1.5 Ví dụ 5: Tính tốn động đất nhà 55 tầng 64 3.2 BIỂU ĐỒ MÔ MEN, LỰC CẮT 65 3.2.1 Biểu đồ phân bố lực tầng, lực cắt, mô men - Nhà 15 tầng .65 3.2.2 Biểu đồ phân bố lực tầng, lực cắt, mô men - Nhà 25 tầng .66 3.2.3 Biểu đồ phân bố lực tầng, lực cắt, mô men - Nhà 35 tầng .68 3.2.4 Biểu đồ phân bố lực tầng, lực cắt, mô men - Nhà 45 tầng .69 3.2.5 Biểu đồ phân bố lực tầng, lực cắt, mô men - Nhà 55 tầng .71 3.2.6 Nhận xét biểu đồ .72 3.3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 KẾT LUẬN 73 KIẾN NGHỊ 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 1.5 Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Bảng 2.6 Bảng 2.7 Bảng 2.8 Bảng 2.9 Bảng 2.10 Bảng 2.11 Một số cơng trình nhà cao tầng nước ta Thang cường độ động đất Mercalli sửa đổi Thang cường độ động đất JMA Thang cường độ động đất MSK -64 Đặc trưng cấp cường độ động đất theo thang 14 15 16 MSK – 64 Phân loại đất Giá trị giới hạn hệ số ứng xử q cho hệ 34 17 38 kết cấu thông thường Giá trị các tham số S, TB, TC, TD, TE và TF Các giá trị cho cơng trình Giá trị để tính toán Ei Bảng phân vùng động đất Phân loại Hệ số tầm quan trọng Hệ số động lực đất Ca 43 44 44 53 54 54 55 Hệ số động lực Cv 55 Giá trị hệ số chu kỳ gần 59 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Hình Vị trí phát sinh động đất Bản đồ phân vùng gia tốc lãnh thổ Việt Nam Chu kỳ 1.2 Hình lặp 500 năm cho đất, loại A Dao động hệ bậc tự tác dụng gia tốc 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình u0 (t ) Đồ thị minh họa phổ phản ứng gia tốc kết cấu Hệ n bậc tự Dạng phổ phản ứng đàn hồi Phổ chuyển vị 25 26 41 42 2.3: Hình 2.4 Hình 2.5 Hình Biểu đồ quan hệ lực cắt đáy và chuyển vị đỉnh 50 Đường quan hệ lực – biến dạng khớp dẻo Bản đồ phân vùng động đất theo UBC 1997 51 53 Sơ đồ tính 63 3.1 Hình Nhà 15 tầng: biểu đồ phân bố lực động đất lên các tầng theo 3.2 Hình PP tĩnh lực ngang tương đương Nhà 15 tầng: biểu đồ phân bố lực cắt tại các tầng (theo PP 3.3 Hình tĩnh lực ngang tương đương) Nhà 15 tầng: biểu đồ phân bố lực mô men tại các tầng (theo 3.4 PP tĩnh lực ngang tương đương) Nhà 25 tầng: biểu đồ phân bố lực động đất lên các tầng theo Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 PP phổ Nhà 25 tầng: biểu đồ phân bố lực cắt tại các tầng theo PP phổ Nhà 25 tầng: biểu đồ phân bố lực mô men tại các tầng theo PP phổ Nhà 35 tầng: biểu đồ phân bố lực động đất lên các tầng theo PP phổ Nhà 35 tầng: biểu đồ phân bố lực cắt tại các tầng theo PP phổ Nhà 35 tầng: biểu đồ phân bố lực mô men tại các tầng theo PP phổ Nhà 45 tầng: biểu đồ phân bố lực động đất lên các tầng theo PP phổ 21 24 66 66 67 68 68 69 69 70 70 70 63 CHƯƠNG 3: VÍ DỤ TÍNH TỐN CAO TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN TCVN 9386:2012 VÀ TIÊU CHUẨN UBC 1997 3.1 VÍ DỤ TÍNH TỐN Sau đây, tác giả xin trình bày số ví dụ tính tốn tải trọng động đất tác dụng lên nhà có chiều cao tầng khác theo hai tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 UBC 1997 Từ có kết luận, so sánh hai tiêu ch̉n Ta xem cơng trình conson có độ cứng EI khối lượng phân bố tương đối đều ngàm vào mặt móng EI EI EI EI w w w w h EI w H=n*h Các thơng số cơng trình: 15 TẦ NG 25 TAÀ NG 35 TAÀ NG 45 TAÀ NG Hình 3.1: Sơ đồ tính 55 TẦ NG 64 - H: Tổng chiều cao cơng trình, H = n*h - W: Tổng trọng lượng cơng trình, khối lượng M=W/g - h: Chiều cao tầng - w: Trọng lượng tầng, w=W/n - EI: Độ cứng chống uốn công trình - n: Số tầng - Gia tốc nền địa điểm xây dựng agR/g - Đất nền loại C, D (Phân loại theo TCVN 9386:2012) Do kết cấu bê tơng cốt thép nên có hai cách tính chu kỳ dao động riêng: (i): T1 = 0.1*n; (ii): T1 = Ct*H3/4 (trong Ct = 0.075) Chu kỳ dao động riêng xác định sau (theo phương pháp giải tích kiểm chứng lại máy tính đối với dao động consol chiều cao H, độ cứng EI khối lượng tập trung tầng nhau) [14]: T2 = 0.1596005T1; T3 = 0.0569854T1; T4 = 0.0290819T1; T5 = 0.0175934T1; T6 = 0.011777T1; T7 = 0.008432T1; (3.1) Về mặt ly thuyết cần lấy dạng dao động đủ 90% khối lượng toàn nhà, dạng dao động từ thứ trở bé, cụ thể sau: Tại dạng dao động thứ i ứng với chu kỳ Ti trọng lượng hữu hiệu là: 2 W� �n �n � il � � � il � � � n � W �l 1 � Wi �l n1 n W n il2 � � il n l 1 l 1 (3.2) m Do tính chất trực giao dạng dao động nên: W i W (3.3) i 1 Khi tính tốn lực động đất nhận trọng lượng hữu hiệu sau: Dạng dao động Trọng lượng hữu hiệu 0.63W 0.142 0.08W 0.018 0.031 0.0046W W W W Tổng trọng lượng hữu hiệu Weff (5 dạng dao động) xấp xỉ 0.9W = 90%W 65 Vì thế, lấy dạng dao động vào tính tốn Để tổng qt tốn động lực học động đất thực sau [14]: T1 = 0.1n (s); T2, T3, T4, T5 tính theo (3.1) Các dạng dao động xác định theo công thức [3.1]: cosh n L cos n L n ( x) C1 cosh n x cos n x (sinh n x sin n x) sinh n L sin n L (3.4) Trong đó: C1 số, 0.5; L=H; x=z/H (z cao trình tầng) nH = 1.8751; 4.6941; 7.8548; 10.996 với n = 1, 2, (3.5) Với n > nH (2n-1)/2 (3.6) Như vậy, hàm n(x) không phụ thuộc vào EI, m, W, H, h 3.1.1 Ví dụ 1: Tính tốn động đất nhà 15 tầng (xem phụ lục Luận văn) 3.1.2 Ví dụ 2: Tính tốn động đất nhà 25 tầng (xem phụ lục Luận văn) 3.1.3 Ví dụ 3: Tính tốn động đất nhà 35 tầng (xem phụ lục Luận văn) 3.1.4 Ví dụ 4: Tính toán động đất nhà 45 tầng (xem phụ lục Luận văn) 3.1.5 Ví dụ 5: Tính tốn động đất nhà 55 tầng (xem phụ lục Luận văn) 66 3.2 BIỂU ĐỒ MÔ MEN, LỰC CẮT 3.2.1 Biểu đồ phân bố lực tầng, lực cắt, mô men - Nhà 15 tầng Hình 3.2: Nhà 15 tầng: biểu đồ phân bố lực động đất lên các tầng theo PP tĩnh lực ngang tương đương Hình 3.3: Nhà 15 tầng: biểu đồ phân bố lực cắt tại các tầng (theo PP tĩnh lực 67 ngang tương đương) Hình 3.4: Nhà 15 tầng: biểu đồ phân bố lực mô men tại các tầng (theo PP tĩnh lực ngang tương đương) 3.2.2 Biểu đồ phân bố lực tầng, lực cắt, mô men - Nhà 25 tầng 68 Hình 3.5: Nhà 25 tầng: biểu đồ phân bố lực động đất lên các tầng theo PP phổ Hình 3.6: Nhà 25 tầng: biểu đồ phân bố lực cắt tại các tầng theo PP phổ 69 Hình 3.7: Nhà 25 tầng: biểu đồ phân bố lực mô men tại các tầng theo PP phổ 3.2.3 Biểu đồ phân bố lực tầng, lực cắt, mô men - Nhà 35 tầng Hình 3.8: Nhà 35 tầng: biểu đồ phân bố lực động đất lên các tầng theo PP phổ 70 Hình 3.9: Nhà 35 tầng: biểu đồ phân bố lực cắt tại các tầng theo PP phổ Hình 3.10: Nhà 35 tầng: biểu đồ phân bố lực mô men tại các tầng theo PP phổ 3.2.4 Biểu đồ phân bố lực tầng, lực cắt, mô men - Nhà 45 tầng Hình 3.11: Nhà 45 tầng: biểu đồ phân bố lực động đất lên các tầng theo PP phổ 71 Hình 3.12: Nhà 45 tầng: biểu đồ phân bố lực cắt tại các tầng theo PP phổ Hình 3.13: Nhà 45 tầng: biểu đồ phân bố lực mô men tại các tầng theo PP phổ 72 3.2.5 Biểu đồ phân bố lực tầng, lực cắt, mô men - Nhà 55 tầng Hình 3.14: Nhà 55 tầng: biểu đồ phân bố lực động đất lên các tầng theo PP phổ Hình 3.15: Nhà 55 tầng: biểu đồ phân bố lực cắt tại các tầng theo PP phổ 73 Hình 3.16: Nhà 55 tầng: biểu đồ phân bố lực mô men tại các tầng theo PP phổ 3.2.6 Nhận xét biểu đồ Theo biểu đồ phân bố lực động đất, lực cắt mơ men giá trị lực động đất tính theo UBC 1997 với hệ số vùng khơng tính trực tiếp từ gia tốc nền lớn so với TCVN 9386:2012 UBC 1997 với hệ số vùng tính trực tiếp từ gia tốc nền Biểu đồ phân bố lực động đất lên tầng (nhà 15 tầng) theo tiêu chuẩn trên, lực động đất Fi nhà 15 tầng tăng tuyến tính theo chiều cao nhà, giá trị lực cắt, mô men tầng nhà 15 tầng đường cong trơn dọc theo chiều cao nhà Kết tính tốn cho thấy giá trị lực động đất, mơ men tính theo phương pháp tĩnh lực ngang tương đương TCVN 9386:2012 lớn so với UBC 1997 hệ số vùng tính trực tiếp từ gia tốc nền Nhưng giá trị lực cắt tính theo UBC 1997 với hệ số vùng tính trực tiếp từ gia tốc nền nhỏ so với TCVN 9386:2012 74 Với nhà 25 tầng nhìn chung biểu đồ phân bố lực động đất, lực cắt mô men biến đổi theo chiều cao, giá trị khơng tuyến tính Giá trị lực động đất tính theo TCVN 9386:2012 nhỏ khơng nhiều so với UBC 1997 với hệ số vùng tính trực tiếp từ gia tốc nền Nhà 35 tầng 55 tầng giá trị lực động đất tính theo UBC 1997 với hệ số vùng tính trực tiếp từ gia tốc nền nhỏ TCVN 9386:2012 Lực cắt khoảng 1/32/3 chiều cao cơng trình giá trị lực cắt tính theo UBC 1997 (hệ số vùng tính trực tiếp từ gia tốc nền) lớn so với TCVN 9386:2012, đoạn lại tính theo TCVN 9386:2012 lớn Mơ men đoạn từ chân cơng trình đến 1/2 chiều cao cơng trình tính theo TCVN 9386:2012 nhỏ tính theo UBC 1997 (tính hệ số vùng tính thẳng từ gia tốc nền) Biểu đồ lực động đất tác dụng lên nhà 45 tầng theo TCVN 9386:2012 UBC 1997 (tính hệ số vùng từ gia tốc nền) tương đối sát nhau, giá trị lực cắt mô men phân bố lên tầng theo TCVN 9386:2012 nhỏ 3.3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Luận văn trình bày sở ly thuyết cách xác định phổ chuyển vị đàn hồi SDe(T) cách biến đổi trực tiếp phổ phản ứng gia tốc đàn hồi cho S e(T) cho kết cấu có chu kỳ dao động lớn T > 4s theo TCVN 9386:2012 Tiêu chuẩn UBC 1997 tiêu chuẩn Mỹ áp dụng tính tốn cho cơng trình có chu kỳ giao động lên đến 10s (tương đương nhà 100 tầng) sử dụng nhiều quốc gia giới Song tiêu chuẩn UBC 1997 biên soạn áp dụng Mỹ nên có đặc trưng khác với Việt Nam, đặc biệt đầu vào để xác định tải trọng động đất phân vùng theo vùng ứng với trị số gia tốc nền tham chiếu 0,075g, 0,15g, 0,20g, 0,30g 0,40g Trong phân vùng động đất Việt Nam lấy trực tiếp agR, ví dụ agR = 0,1097g Do việc sử dụng UBC 1997 tính tốn nhà cao tầng chịu tác động động đất thực với số liệu đầu vào Việt Nam 75 Ngoài ra, luận văn làm ví dụ tính tốn động đất theo TCVN 9386:2012 theo UBC 1997 đối với nhà cao tầng có tính đều đặn theo chiều cao với số tầng 15, 25, 35, 45 55 tầng thực theo phương pháp tĩnh lực ngang tương đương phương pháp phổ phản ứng Các nhận xét so sánh về mô-men, lực cắt theo từng phương pháp đối với loại nhà trình bày mục 3.2.6 Qua ví dụ tính tốn cho thấy kết tính tốn lự động đất theo tiêu ch̉n UBC 1997 theo hệ số vùng (hệ số Z) lớn so với TCVN 9386:2012, thực chất lấy trị số gia tốc nền lớn (làm tròn) KIẾN NGHỊ Đối với nhà dưới 20 tầng tính tốn động đất ta dùng phương pháp tĩnh lực ngang tương đương để tính Do phương pháp đơn giản dễ kiểm sốt cho kết tính thiên về an tồn Luận văn trình bày việc tính tốn nhà cao tầng, có chu kỳ dao động T > 4s, chịu động đất theo TCVN 9386:2012 thông qua việc xây dựng phổ chuyển vị phụ lục A TCVN 9386:2012, sau chuyển lại gia tốc nền Để tiện cho việc tính tonhs thiết kế sau này, thiết lập vùng phổ gia tốc cho cơng trình cao lên đến 100 tầng TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Xây dựng, (2005), Quyết định số 09/2005/QĐ-BXD, ngày 07 tháng năm 2005 Bộ trưởng Bộ Xây dựng về việc ban hành “quy chế áp dụng tiêu chuẩn xây dựng nước ngoài hoạt động xây dựng Việt Nam” Bộ Xây dựng, (2009), QCVN 02:2009/BXD, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số liệu điều kiện tự nhiên dùng xây dựng Bộ Xây dựng, (2006), TCVN 9386:2012, Thiết kế kết cấu chịu động đất, Nhà xuất xây dựng Hà Nội Bộ Xây dựng, (1997), TCXD 198:1997, Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối, Nhà xuất xây dựng Hà Nội Bộ Xây dựng, (2004), TCXDVN 323:2004, Nhà cao tầng – tiêu chuẩn thiết kế, Nhà xuất xây dựng Hà Nội Nguyễn Đại Minh, (2008), Phương pháp phổ phản ứng nhiều dạng dao động và tính toán nhà cao tầng chịu động đất theo TCXDVN 375:2006, Viện KHCN Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Lê Ninh, (2001), Cơ sở lý thuyết tính toán cơng trình chịu động đất, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 242 trang Nguyễn Lê Ninh, (2007), Động đất và thiết kế cơng trình chịu động đất, Nhà xuất xây dựng Hà Nội, 513 trang Viện KHCN Xây dựng, (2008), Hướng dẫn thiết kế nhà cao tầng bê tông cốt thép chịu động đất theo tiêu chuẩn TCXDVN 375:2006, Nhà xuất xây dựng Hà Nội 10 ASCE/SEI 7-05, (2006), Minimum design loads for buildings and other structures, published by American Society of Civil Engineers, Virginia, USA, 338 p 11 UBC:1997, Uniform Building Code, Vol International Conference of Building Officials, Whittier, CA, USA 12 BS EN 1998-1:2004, (Eurocode 8) (2005), Design of structures for earthquake resistance British Standard institution, April, UK, 229 p 13 Bungale, S T., (2005), Wind and earthquake resistant buildings – Structural analysis and design, Marcel Dekker, USA, 892 p 14 Chopra, A K (2001), Dynamic of structures, Prentice Hall International, US, 844 p 15 Clough, R W and Penzien, J (2003), Dynamics of structures, Computers & Structures Inc., USA, 730 p 16 Key, D (1997), Thực hành thiết kế chống động đất cho công trình xây dựng, Nhà xuất xây dựng Hà Nội, 266 trang 17 Penelis, G G and Kappos, A J., (1997), Earthquake-resistant concrete structures, E & FN Spon, An Imprint of Chapman & Hall, London, UK, 572 p 18 SNiP II-7-81*, (2001), Xây dựng vùng có động đất (tiếng Nga), Nhà xuất Stroizdat, Moscow ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI CAO SĨ DŨNG KHÓA: 201 5- 2017 TÍNH TỐN NHÀ CAO TẦNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN TCVN 9386:2012 VÀ UBC 1997. .. DỤ TÍNH TỐN CAO TẦNG BÊ TƠNG CỐT THÉP CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN TCVN 9386:2012 VÀ TIÊU CHUẨN UBC 1997 .62 3.1 VÍ DỤ TÍNH TOÁN .62 3.1.1 Ví dụ 1: Tính tốn động. .. cơng trình chịu động đất theo TCVN 9386:2012 & UBC 1997 Chương III: Tính toán nhà cao tầng chịu tải trọng động đất phương pháp phổ phản ứng TCVN 9386:2012 và tiêu chuẩn UBC 1997 Kết luận & kiến