Cuốn sách Phân tích phi tuyến và thiết kế kháng chấn các công trình bê tông cốt thép trình bày khái niệm năng lượng và mô hình thiệt hại, ứng xử của nhà có kết cấu tường cứng. Hy vọng nội dung cuốn sách phục vụ hữu ích cho các bạn.
Trang 2Có th th y tiêu đ sách trong mã s sách tiêu chu n qu c t (ISBN)ể ấ ề ố ẩ ố ế
Trang 3B sách này bao g m các bài báo công b t i H i th o v phân tích phi tuy n và thi t k ộ ồ ố ạ ộ ả ề ế ế ếkháng ch n các công trình bê tông c t thép, Bled, Slovenia, Nam T , t 1316 tháng 7 năm ấ ố ư ừ1992.
Tháng 7 năm 1992
Trang 4Tr ườ ng đ i h c Stanford, Hoa k ạ ọ ỳ
Cung c p b i: ấ ở ELSEVIER APPLIED SCIENCE
Trang 5LONDON VÀ NEW YORK
Trang 6Nhà xu t b n Elsevier Science LTDấ ả
Crown House, Linton Road, Barking, Essex IG11 8JU, EnglandPhiên b n này đả ược công b trên Taylor & Francis eLibrary, 2005.ố
"Đ mua b n sao c a tài li u này ho c b t k tài li u nào c a Taylor & Francis ho cể ả ủ ệ ặ ấ ỳ ệ ủ ặ Routledge c a b s u t p c a hàng ngàn tài li u vui lòng vào www.eBookstore.tandf.co.uk. "ủ ộ ư ậ ủ ệ
Nhà phân ph i đ c quy n t i M và Canada ố ộ ề ạ ỹ
Nhà xu t b n Elsevier Science.ấ ả
655 Avenue of the Americas, New York, NY 10010, USA
V I 21 b ng bi u và 215 hình nh minh h aỚ ả ể ả ọNhà xu t b n Elsevier Science, 1992ấ ả
Th vi n Anh biên m c trong b n d li u chungư ệ ụ ả ữ ệ
Phân tích phi tuy n và thi t k kháng ch n các công trình bê tông c t thépế ế ế ấ ố
I. Fajfar, Peter II. Krawinkler, Helmut
693.54ISBN 0203215176 Master ebook ISBNISBN 020327153X (B n đ c đi n t )ả ọ ệ ửISBN 1851667644 (B n in)ả
Th vi n d li u h i ngh CIPư ệ ữ ệ ộ ị
Không ch u trách nhi m b o lãnh cho các nhà xu t b n v i b t k sai sót ho c thi t h i nàoị ệ ả ấ ả ớ ấ ỳ ặ ệ ạ
v ngề ười và tài s n nh m t v n đ v trách nhi m s n ph m, do s su t hay không, hay tả ư ộ ấ ề ề ệ ả ẩ ơ ấ ừ
b t k s d ng các ng d ng nào c a các phấ ỳ ử ụ ứ ụ ủ ương pháp, s n ph m, hả ẩ ướng d n ho c nh ng ýẫ ặ ữ
tưởng ch a trong các tài li u này.ứ ệ
Quy đ nh đ c bi t cho đ c gi Mị ặ ệ ộ ả ở ỹ
n ph m này đã đ c đăng ký v i Copyright Clearance Center Inc (CCC), Salem,
Massachusetts. Thông tin có th để ược thu nh n t CCC v đi u ki n sao chép các ph n c a nậ ừ ề ề ệ ầ ủ ấ
ph m này có th đẩ ể ược th c hi n M T t c câu h i v b n quy n khác, bao g m c saoự ệ ở ỹ ấ ả ỏ ề ả ề ồ ả chép bên ngoài nước M , nên đỹ ược chuy n đ n các nhà xu t b n.ể ế ấ ả
Trang 7T t c quy n đấ ả ề ược b o l u. Không có ph n nào c a n ph m này có th đả ư ầ ủ ấ ẩ ể ược sao chép, l uư
tr trong h th ng ph c h i, ho c truy n dữ ệ ố ụ ồ ặ ề ưới m i hình th c ho c b ng b t k phọ ứ ặ ằ ấ ỳ ương ti n,ệ
đi n t , c khí, sao chép, ghi âm mà không đệ ử ơ ược trước s cho phép b ng văn b n c a cácự ằ ả ủ nhà xu t b n.ấ ả
Trang 8L I NÓI Đ UỜ Ầ
Chuyên kh o này là m t b n tóm t t các bài vi t, t p trung vào hai ch đ chính liênả ộ ả ắ ế ậ ủ ề quan đ n vi c kháng ch n các k t c u bê tông c t thép:ế ệ ấ ế ấ ố
(a) Khái ni m năng lệ ượng và mô hình phá ho i trong phân tích và thi t k kháng ch nạ ế ế ấ
(a) Phân tích và ng x c a nhà v i k t c u tứ ử ủ ớ ế ấ ường c ng ch u tác d ng đ ng đ tứ ị ụ ộ ấ
Các bài vi t này nh m chu n b cho m t đánh giá tr ng thái ki n th c và vi c xác đ nhế ằ ẩ ị ộ ạ ế ứ ệ ị các nghiên c u và th c hi n các nhu c u trong tứ ự ệ ầ ương lai v hai ch đ này. Chúng t o thànhề ủ ề ạ
c s cho các cu c th o lu n s di n ra t i m t h i th o d ki n ơ ở ộ ả ậ ẽ ễ ạ ộ ộ ả ự ế cho mùa hè năm 1992 và cho các khuy n ngh đ phát tri n và thông tin cho c ng đ ng nghiên c u và thi t k theo dõi xu tế ị ể ể ộ ồ ứ ế ế ấ
b n. Ngả ười ta hy v ng r ng c chuyên kh o và h i th o này s đóng góp vào vi c đ t đọ ằ ả ả ộ ả ẽ ệ ạ ượ ccác m c tiêu c a Th p k Qu c t cho gi m nh thiên tai (IDNDR).ụ ủ ậ ỷ ố ế ả ẹ
Hai ch đ này đã đủ ề ượ ực l a ch n vì t m quan tr ng c a chúng trong thi t k khángọ ầ ọ ủ ế ế
ch n và s c n thi t cho vi c đánh giá và ph bi n các ti n b g n đây trong các khu v c. Đãấ ự ầ ế ệ ổ ế ế ộ ầ ự
t lâu công nh n r ng năng lừ ậ ằ ượng đ u vào, năng lầ ượng h p thu và năng lấ ượng tiêu tán là
nh ng y u t c b n nh t ki m soát ho t đ ng đ a ch n. Đã cu i c a tu i ngũ tu n,ữ ế ố ơ ả ấ ể ạ ộ ị ấ ở ố ủ ổ ầ GWHousner đ xu t "m t ki u thi t k gi i h n trong phân tích đ đ m b o r ng k t c u cóề ấ ộ ể ế ế ớ ạ ể ả ả ằ ế ấ
kh năng h p th năng lả ấ ụ ượng đ cung c p cho m t y u t đ an toàn ch ng l i s s p để ấ ộ ế ố ủ ố ạ ự ụ ổ trong trường h p chuy n đ ng m t đ t c c k m nh". Năm 1960 John A.Blume, trong bài báoợ ể ộ ặ ấ ự ỳ ạ kinh đi n c a ông v các k thu t d tr năng lể ủ ề ỹ ậ ự ữ ượng (2WCEE), nói r ng "v i các th t cằ ớ ủ ụ
được nêu, nh ng b t thữ ấ ường c a nhi u tr n đ ng đ t l ch s khó hi u có th đủ ề ậ ộ ấ ị ử ể ể ược gi i thíchả
nh th kho ng cách gi a d li u ph đàn h i và kh năng ch ng đ ng đ t ". Tuy nhiên ngàyư ể ả ữ ữ ệ ổ ồ ả ố ộ ấ nay, khái ni m năng lệ ượng đã b b qua trong thi t k ch ng đ ng đ t vì s ph c t p trongị ỏ ế ế ố ộ ấ ự ứ ạ
vi c đ nh lệ ị ượng rõ ràng v nhu c u năng lề ầ ượng cũng nh năng l c và s th c hi n đ y đư ự ự ự ệ ầ ủ
c a h trong quá trình thi t k Các bài báo trình bày trong ph n đ u tiên c a chuyên kh o nàyủ ọ ế ế ầ ầ ủ ả minh h a các d ng năng lọ ạ ượng cùng v i các mô hình tích lũy thi t h i có th đớ ệ ạ ể ượ ử ục s d ng để cung c p thông tin đ nh lấ ị ượng h u ích đ đánh giá thi t h i và thi t k nh th nào. Ngữ ể ệ ạ ế ế ư ế ười ta
hy v ng r ng m t nghiên c u c a các bài báo này đ l i cho ngọ ằ ộ ứ ủ ể ạ ườ ọi đ c v i m t n tớ ộ ấ ượ ng
r ng thi t k d a trên năng lằ ế ế ự ượng là m t khái ni m kh thi, nh ng nó cũng th a nh n r ngộ ệ ả ư ừ ậ ằ còn nhi u vi c c n ph i đề ệ ầ ả ược th c hi n đ đ n gi n hóa thi t k d a trên năng lự ệ ể ơ ả ế ế ự ượng đ nế
m t m c đ có th h u ích cho thi t k th c hành. ộ ứ ộ ể ữ ế ế ự
Trang 9nhi u qu c gia, s d ng r ng rãi k t c u t ng c ng (t ng ch u c t) đ tăng s c
m nh và đ c ng c a h th ng ch u t i tr ng ngang. M i đây các tr n đ ng đ t thạ ộ ứ ủ ệ ố ị ả ọ ớ ậ ộ ấ ường cho
th y kh năng ch u l c t t h n c a các tòa nhà cao t ng có ch a k t c u tấ ả ị ự ố ơ ủ ầ ứ ế ấ ường c ng so v iứ ớ các tòa nhà có h th ng k t c u thu n khung. Rõ ràng, s nh n xét này không th đệ ố ế ấ ầ ự ậ ể ược khái quát t nh ng ho t đ ng kháng ch n b nh hừ ữ ạ ộ ấ ị ả ưởng r t nhi u b i s b trí, đ c ng và c uấ ề ở ự ố ộ ứ ấ
t o, cũng nh b i ch đ bi n d ng chính c a tạ ư ở ế ộ ế ạ ủ ường c ng (u n hay c t). M c dù tứ ố ắ ặ ường c ngứ
có t m quan tr ng l n trong ho t đ ng kháng ch n t lâu đã đầ ọ ớ ạ ộ ấ ừ ược công nh n, nh ng mô hìnhậ ư toán h c c a ng x tĩnh và đ ng phi tuy n c a các k t c u có ch a tọ ủ ứ ử ộ ế ủ ế ấ ứ ường c ng ch đangứ ỉ trong giai đo n phát tri n. Ph n th hai c a chuyên kh o này gi i quy t các v n đ quanạ ể ầ ứ ủ ả ả ế ấ ề
tr ng v mô hình và thi t k cho k t c u tọ ề ế ế ế ấ ường c ng và các tòa nhà có s tham gia c a cácứ ự ủ
tường c ng trong kháng ch n. Các bài báo minh h a s ph c t p c a các v n đ nh ng cũngứ ấ ọ ự ứ ạ ủ ấ ề ư
đ xu t các gi i pháp k thu t nh m m c đích đóng góp cho m t d đoán chính xác h n về ấ ả ỹ ậ ằ ụ ộ ự ơ ề
ng x c a các tòa nhà ch a k t c u t ng c ng ch u đ ng đ t
Chuyên kh o này th o lu n v l a ch n các v n đ quan tr ng trong thi t k khángả ả ậ ề ự ọ ấ ề ọ ế ế
ch n các công trình bê tông c t thép. Nó không yêu c u đ a ra các gi i pháp cu i cùng cho b tấ ố ầ ư ả ố ấ
k v n đ nào đỳ ấ ề ược nghiên c u và có th đ xu t câu h i nhi u h n là tr l i. M c đích c aứ ể ề ấ ỏ ề ơ ả ờ ụ ủ
nó là đ t o c s cho h i th o khoa h c nhà nể ạ ơ ở ộ ả ọ ước và nghiên c u cũng nh th c hi n các nhuứ ư ự ệ
c u. Đ c gi đầ ộ ả ược khuy n khích trao đ i các ý ki n ế ổ ế c a mình v i các tác gi ho c biên t pủ ớ ả ặ ậ sách đ xem xét t i h i th o cho các bài báo đã để ạ ộ ả ược vi t và đế ược lên k ho ch cho tháng 7ế ạ năm 1992
Chúng tôi bi t n sâu s c đ n các tác gi đã vi t bài và chu n b chu đáo cho chuyênế ơ ắ ế ả ế ẩ ị
kh o này và đã th c hi n các cam k t tham gia vào m t h i th o qu c t t i Bled g nả ự ệ ế ộ ộ ả ố ế ạ ầ Ljubljana. H i th o này đã độ ả ược lên k ho ch ban đ u cho tháng sáu năm 1991 nh ng đã bế ạ ầ ư ị hoãn l i cho đ n mùa hè năm 1992. Chúng tôi cũng c m n nhi u t i Nhà xu t b n Elsevierạ ế ả ơ ề ớ ấ ả Science Ltd đã đ ng ý đ th c hi n các n ph m này giúp các b n đ c có th quan tâm m tồ ể ự ệ ấ ẩ ạ ọ ể ộ cách k p th i.ị ờ
Tài tr cho h i th o đ các bài báo này đợ ộ ả ể ược vi t đế ược cung c p b i Qu M ấ ở ỹ ỹYugoslav ph n H p tác khoa h c và k thu t trong liên k t v i M Qu Khoa h c Qu c gia,ầ ợ ọ ỹ ậ ế ớ ỹ ỹ ọ ố
M Vi n Tiêu chu n và Công ngh , B Khoa h c và Công ngh c a C ng hòa Slovenia, vàỹ ệ ẩ ệ ộ ọ ệ ủ ộ
H c vi n Khoa h c và Ngh thu t Slovenia.ọ ệ ọ ệ ậ
Trang 11N I DUNGỘ
Khái ni m năng lệ ượng và mô hình thi t h iệ ạ
Các v n đ và đ nh hấ ề ị ướng tương lai trong vi c s d ng m t phệ ử ụ ộ ương pháp năng
lượng cho thi t k kháng ch n công trình.ế ế ấ
Trang 12Thí nghi m trong phòng và mô hình toán h c c a h th ng tệ ọ ủ ệ ố ường đôi ch u c tị ắ
BTCT trong d báo ng x phi tuy n tĩnh và đ ng v i t i tr ng thay đ i quanh tr cự ứ ử ế ộ ớ ả ọ ổ ụ
trong m i l n xem xétỗ ầ
Trang 13Khái ni m năng lệ ượng và mô hình thi t h iệ ạ
CÁC V N Đ VÀ Đ NH HẤ Ề Ị ƯỚNG TƯƠNG LAI TRONG VI C S D NG M TỆ Ử Ụ Ộ
PHƯƠNG PHÁP NĂNG LƯỢNG CHO THI T K KHÁNG CH N CÔNG TRÌNHẾ Ế Ấ
VITELMO V.BERTEROGiáo s K t c u, 783 Davis Hall, Đ i h c California, Berkeley, CA 94720ư ế ấ ạ ọ
Giáo s th nh gi ng t i Đ i h c Stanford, Palo Alto, CAư ỉ ả ạ ạ ọ
CHIAMING UANG
Tr lý Giáo s , Khoa K thu t Xây d ng, Đ i h c Northeastern, Boston, MA 02115ợ ư ỹ ậ ự ạ ọ
TÓM T TẮ
Bài vi t này trình bày các ki n th c ti n ti n trong vi c s d ng các khái ni m năngế ế ứ ế ế ệ ử ụ ệ
lượng trong thi t k kháng ch n các công trình trong đó nh n m nh các v n đ và đ nh hế ế ấ ấ ạ ấ ề ị ướ ng
tương lai trong vi c s d ng nhi u khái ni m làm c s đúng đ n c a thi t k ch ng đ ngệ ử ụ ề ệ ơ ở ắ ủ ế ế ố ộ
đ t. Sau m t đánh giá ng n g n v b n ch t c a v n đ đ ng đ t, trình bày nhu c u c i ti nấ ộ ắ ọ ề ả ấ ủ ấ ề ộ ấ ầ ả ế thi t k kháng ch n các k t c u m i và c i t o phù h p các công trình nguy hi m hi n t i.ế ế ấ ế ấ ớ ả ạ ợ ể ệ ạ
Đi u nh n m nh là nhu c u và nh ng khó khăn trong vi c th c hi n thi t k kháng ch nề ấ ạ ở ầ ữ ệ ự ệ ế ế ấ phi tuy n (không đàn h i). S khác bi t gi a thi t k và phân tích đế ồ ự ệ ữ ế ế ược ch ra, và vai trò c aỉ ủ phân tích phi tuy n trong quá trình thi t k đế ế ế ược bàn lu n. Tóm t t các ki n th c ti n ti nậ ắ ế ứ ế ế trong vi c s d ng các khái ni m năng lệ ử ụ ệ ượng trong thi t k kháng ch n các k t c u m i vàế ế ấ ế ấ ớ
đ c bi t là trong vi c l a ch n c i t o kháng ch n thích h p (hi u qu ) các công trình nguyặ ệ ệ ự ọ ả ạ ấ ợ ệ ả
hi m hi n t i. T m quan tr ng c a vi c d báo đáng tin c y năng lể ệ ạ ầ ọ ủ ệ ự ậ ượng đ u vào c a tr nầ ủ ậ
đ ng đ t có th x y ra t i v trí xây d ng c a k t c u đ l a ch n chuy n đ ng t i h n (víộ ấ ể ả ạ ị ự ủ ế ấ ể ự ọ ể ộ ớ ạ
d , đ thi t l p các tr n đ ng đ t thi t k phù h p) đụ ể ế ậ ậ ộ ấ ế ế ợ ược nh n m nh. Các thông s k thu tấ ạ ố ỹ ậ khác nhau c n thi t đ thi t l p phù h p tr n đ ng đ t thi t k đầ ế ể ế ậ ợ ậ ộ ấ ế ế ược bàn lu n, k t lu n r ngậ ế ậ ằ trong khi năng lượng đ u vào, Eầ 1, là m t thông s đáng tin c y đ l a ch n đ ng đ t thi t k ,ộ ố ậ ể ự ọ ộ ấ ế ế
nh ng m t mình nó là không đ đ thi t k phù h p k t c u. Đ i v i các kích thư ộ ủ ể ế ế ợ ế ấ ố ớ ước và chi
ti t c th c a m t k t c u, nó là c n thi t đ xác đ nh ph ph n ng không đàn h i nh nế ụ ể ủ ộ ế ấ ầ ế ể ị ổ ả ứ ồ ẵ cũng nh l ch s th i gian c a năng lư ị ử ờ ủ ượng tiêu tán. Vi c ki n ngh cho nghiên c u và phátệ ế ị ứ tri n c n ph i c i thi n vi c s d ng các khái ni m năng lể ầ ả ả ệ ệ ử ụ ệ ượng trong xây d ng kháng ch nự ấ
được đ a ra.ư
GI I THI UỚ Ệ
Trang 14PH N TRÌNH BÀY V CÁC V N ĐẦ Ề Ấ Ề. Chúng ta th a nh n r ng h u h t thừ ậ ằ ầ ế ương tích về
người và thi t h i v kinh t trong các tr n đ ng đ t v a ho c m nh là do s thi u kh năngệ ạ ề ế ậ ộ ấ ừ ặ ạ ự ế ả
c a các công trình dân d ng (đ c bi t là các tòa nhà), nhi u trong s đó đủ ụ ặ ệ ề ố ược cho là đã đượ cthi t k và xây d ng đ ch ng l i các hi m h a t nhiên. Đi u này đã đế ế ự ể ố ạ ể ọ ự ề ược kh ng đ nh m tẳ ị ộ cách đáng k trong các đ ng đ t g n đây trên th gi i (đ ng đ t năm 1988 Armenia, 1989ể ộ ấ ầ ế ớ ộ ấ Loma Prieta, 1990 Iran, và năm 1990 Philippines). Vì v y, m t trong nh ng cách hi u qu nh tậ ộ ữ ệ ả ấ
đ gi m thi u nh ng tác h i c a đ ng đ t là c i ti n các phể ả ể ữ ạ ủ ộ ấ ả ế ương pháp hi n t i và / ho c phátệ ạ ặ tri n các phể ương pháp thi t k m i và t t h n, xây d ng, b o trì các k t c u m i và s a ch a,ế ế ớ ố ơ ự ả ế ấ ớ ử ữ nâng c p các công trình nguy hi m hi n t i, đ c bi t là các tòa nhà.ấ ể ệ ạ ặ ệ
M c dù bài vi t này s ch trình bày nh ng v n đ liên quan đ n thi t k kháng ch nặ ế ẽ ỉ ữ ấ ề ế ế ế ấ các k t c u, c n l u ý r ng, trong khi m t thi t k đế ấ ầ ư ằ ộ ế ế ược nói là c n thi t, đi u này là không đầ ế ề ủ
đ b o đ m m t k t c u ch ng đ ng đ t th a đáng. Ph n ng đ a ch n c a k t c u phể ả ả ộ ế ấ ố ộ ấ ỏ ả ứ ị ấ ủ ế ấ ụ thu c vào tr ng thái c a tộ ạ ủ ương tác t ng th đ t – n n móng – k t c u ph n thân và h th ngổ ể ấ ề ế ấ ầ ệ ố các thành ph n phi k t c u khi đ ng đ t x y ra, t c là, ph n ng không ch ph thu c vào k tầ ế ấ ộ ấ ả ứ ả ứ ỉ ụ ộ ế
c u đã đấ ược thi t k và xây d ng nh th nào, nh ng làm th nào nó đã đế ế ự ư ế ư ế ược duy trì cho đ nế
th i gian x y ra đ ng đ t. M t thi t k ch có th có hi u qu n u mô hình đã thi t k có thờ ả ộ ấ ộ ế ế ỉ ể ệ ả ế ế ế ể
được và được xây d ng và duy trì. M c dù t m quan tr ng c a xây d ng và b o trì trong vi cự ặ ầ ọ ủ ự ả ệ
th c hi n kháng ch n k t c u đã đự ệ ấ ế ấ ược công nh n, nh ng s n l c đã đậ ư ự ỗ ự ược th c hi n khôngự ệ
đ đ c i thi n các th c hành này (ví d , giám sát và ki m tra) [1].ủ ể ả ệ ự ụ ể
Trong m t n l c đ th c hi n nh ng c i ti n đã đ c p trên, các tác gi và c ng sộ ỗ ự ể ự ệ ữ ả ế ề ậ ở ả ộ ự nghiên c u đã th c hi n m t lo t các nghiên c u ki m tra các v n đ g p ph i trong vi c c iứ ự ệ ộ ạ ứ ể ấ ề ặ ả ệ ả thi n thi t k kháng ch n các k t c u m i và s phát tri n các phệ ế ế ấ ế ấ ớ ự ể ương pháp tin c y h n đ iậ ơ ố
v i c i t o kháng ch n các công trình nguy hi m hi n có. B i vì d li u c b n v chuy nớ ả ạ ấ ể ệ ở ữ ệ ơ ả ề ể
đ ng đ ng đ t c n thi t đ ki m soát tin c y ch y u đánh giá c a các k t c u và công trìnhộ ộ ấ ầ ế ể ể ậ ỗ ế ủ ế ấ
hi n t i và sau đó đ phát tri n các chi n lệ ạ ể ể ế ược hi u qu cho c i t o kháng ch n các k t c uệ ả ả ạ ấ ế ấ nguy hi m cũng gi ng nh yêu c u cho thi t k kháng ch n các k t c u m i, ch có trể ố ư ầ ế ế ấ ế ấ ớ ỉ ườ ng
h p cu i cùng này s đợ ố ẽ ược th o lu n trong tài li u này v i s nh n m nh đ c bi t trên k tả ậ ệ ớ ự ấ ạ ặ ệ ế
c u nhà.ấ
Các tri th c tiên ti n trong lý thuy t và th c hành thi t k kháng ch n và xây d ng cácứ ế ế ự ế ế ấ ự tòa nhà đã được xem xét trong m t lo t các n ph m g n đây c a các tác gi và các đ ngộ ạ ấ ẩ ầ ủ ả ồ nghi p c a ông [Refs. 24]. T m quan tr ng c a m t s v n đ mà nó đã đệ ủ ầ ọ ủ ộ ố ấ ề ược nghiên c u vàứ
đ c p đ n trong các đánh giá g n đây đã đề ậ ế ầ ược xác nh n b i: các chuy n đ ng m t đ t đậ ở ể ộ ặ ấ ượ cghi nh n trong hai đ ng đ t chính năm 1985 (03 tháng 3 t i Chile và 19 tháng 9 t i Mexico) vàậ ộ ấ ạ ạ
Tr n đ ng đ t Loma Prieta năm 1989; k t qu thu đậ ộ ấ ế ả ượ ừ ệc t vi c x lý các h s này; hi u quử ồ ơ ệ ả
ho t đ ng c a các k t c u, đ c bi t là các tòa nhà trong trong th i gian trạ ộ ủ ế ấ ặ ệ ờ ước và nh ng tr nữ ậ
đ ng đ t g n đây khác; và k t qu c a phân tích t ng h p và nh ng nghiên c u th c nghi mộ ấ ầ ế ả ủ ổ ợ ữ ứ ự ệ
đã được ti n hành g n đây. Đ nh n ra t m quan tr ng cũng nh nh ng khó khăn liên quanế ầ ể ậ ầ ọ ư ữ
đ n vi c gi i quy t các v n đ chung (V n đ ) g p ph i trong thi t k kháng ch n các k tế ệ ả ế ấ ề ấ ề ặ ả ế ế ấ ế
c u, nó là thu n ti n đ xem xét ng n g n nh ng v n đ này.ấ ậ ệ ể ắ ọ ữ ấ ề
Trang 15T ng quan v các v n đ đ c bi t thổ ề ấ ề ặ ệ ường g p trong thi t k kháng ch n k tặ ế ế ấ ế
c u.ấ
Đ ti n hành hi u qu thi t k kháng ch n c a m t công trình (ví d , m t tòa nhà),ể ế ệ ả ế ế ấ ủ ộ ụ ộ
c n ph i d đoán đáng tin c y ng x đ ng l c h c c a h th ng đ t – móng – k t c u ph nầ ả ự ậ ứ ử ộ ự ọ ủ ệ ố ấ ế ấ ầ thân và các thành ph n phi k t c u c a c h th ng tòa nhà. Các v n đ chung liên quan đ nầ ế ấ ủ ả ệ ố ấ ề ế
vi c d đoán các ph n ng đ a ch n c a m t tòa nhà đệ ự ả ứ ị ấ ủ ộ ược đ nh nghĩa tị ượng tr ng và minhư
th để ược phân lo i theo hai nhóm: M t là liên quan đ n các nh hạ ộ ế ả ưởng c a các đ c tính đ ngủ ặ ộ
l c h c c a các l p đ t khác nhau trên đự ọ ủ ớ ấ ường truy n Xề 1 đ n m t đ t t do, đế ặ ấ ự ược ch ra trongỉ hình 1 b i m t h s suy gi m ho c khu ch đ i, A [Xở ộ ệ ố ả ặ ế ạ 2 = A.X1]; hai là liên quan đ n s tế ự ươ ngtác gi a k t c u và n n đ t, miêu t tữ ế ấ ề ấ ả ượng tr ng b ng m t h s I. Có nh ng y u t khôngư ằ ộ ệ ố ữ ế ố
ch c ch n l n hi n nay đ i v i các giá tr th c t c a A và I, và nh ng sai s chính có thắ ắ ớ ệ ố ớ ị ự ế ủ ữ ố ể
được gi i thi u b i c g ng đ đ nh lớ ệ ở ố ắ ể ị ượng hai y u t này b ng cách s d ng k thu t phânế ố ằ ử ụ ỹ ậ tích có s n. Ngay c n u Xẵ ả ế 1 có th để ược d đoán v i đ chính xác k thu t, n l c đ xácự ớ ộ ỹ ậ ỗ ự ể
đ nh s nh hị ự ả ưởng c a đi u ki n đ t n n trên Xủ ề ệ ấ ề 1 đ đ t để ạ ược X2 và X3 s cho k t qu trongẽ ế ả
m t lo t các giá tr ộ ạ ị ướ ược l ng. ng x c a đ t có th r t nh y c m v i các cỨ ử ủ ấ ể ấ ạ ả ớ ường đ c aộ ủ sóng đ a ch n, cũng nh t c đ bi n d ng chúng có th gây ra. Nh v y, phân tích ho c thi tị ấ ư ố ộ ế ạ ể ư ậ ặ ế
k s không hoàn toàn d a vào k t qu thu đế ẽ ự ế ả ượ ừ ộc t m t phân tích đ n xác đ nh. ơ ị
Trang 16Hình 1: Minh h a nh ng v n đ và các y u t tham gia vào d đoánọ ữ ấ ề ế ố ự
ng x đ a ch n c a m t công trình
Các gi i h n bi n thiên có th c a A và I cũng nên đớ ạ ế ể ủ ược xem xét.
V n đ th hai là đ d đoán các bi n d ng, Xấ ề ứ ể ự ế ạ 4, t dao đ ng t i n n móng, Xừ ộ ạ ề 3 b i m tở ộ toán t đ ng l c h c, D. M c dù đây là m t bi u th c đ n gi n, nh ng s không ch c ch nử ộ ự ọ ặ ộ ể ứ ơ ả ư ự ắ ắ liên quan đ n ế ướ ược l ng th c t Xự ế 3 và D làm tăng thêm nh ng khó khăn quan tr ng trong vi cữ ọ ệ
đ t đạ ược m t giá tr s chính xác c a Xộ ị ố ủ 4
Th m chí n u có th d đoán đậ ế ể ự ược các đ c tính c h c c a m t tòa nhà, v n còn nhi uặ ơ ọ ủ ộ ẫ ề
s b t n trong vi c thi t l p sáu thành ph n quan tr ng c a Xự ấ ổ ệ ế ậ ầ ọ ủ 3, và c g ng đ d đoán ph nố ắ ể ự ả
ng (c ng đ và bi n d ng) c a tòa nhà nên xem xét trong ph m vi đ y đ , ho c ít nh t là
gi i h n c a đ c tính đ ng l c h c c a các kích thích có th , Xớ ạ ủ ặ ộ ự ọ ủ ể 3. Do các b t n này, các gi iấ ổ ả pháp lý tưởng s là m t b o th mà nó s xác đ nh các kích thích quan tr ng, Xẽ ộ ả ủ ẽ ị ọ 3, đ xây d ngể ự tòa nhà. M c dù nó r t d dàng đ xác đ nh Xặ ấ ễ ể ị 3 này nh nó làm cho m t k t c u ng x t i đaư ộ ế ấ ứ ử ố
c a nó, xác đ nh s lủ ị ố ượng c th c a nó là ph c t p h n. Đ nh lụ ể ủ ứ ạ ơ ị ượng là kh thi cho ng xả ứ ử đàn h i, nh ng là ph c t p cho các trồ ư ứ ạ ường h p liên quan đ n ng x phi tuy n.ợ ế ứ ử ế
Vi c đánh giá chính xác giá tr c a Xệ ị ủ 4 t i b t k đi m nào trên k t c u c n thi t l p baạ ấ ỳ ể ế ấ ầ ế ậ thành ph n chuy n v ti n ti n và ba thành ph n chuy n v xoay. H n n a, các d đoán c a Xầ ể ị ế ế ầ ể ị ơ ữ ự ủ 4 cho m t tòa nhà c th v i m t chuy n đ ng m t đ t c th ph thu c vào s k t h p nhộ ụ ể ớ ộ ể ộ ặ ấ ụ ể ụ ộ ự ế ợ ả
hưởng và đ c tính đ ng l c h c c a t t c các kích thích tác đ ng vào tòa nhà. Thông thặ ộ ự ọ ủ ấ ả ộ ườ ngcác kích thích chính lên m t k t c u trong m t tr n đ ng đ t m nh là do: (1) các l c tr ngộ ế ấ ộ ậ ộ ấ ạ ự ọ
trường, G(t), v i các nh hớ ả ưởng kèm theo c a s thay đ i th tích gây ra do s dãn n c a v tủ ự ổ ể ự ở ủ ậ
li u k t c u, đ c bi t là bê tông; (2) nh ng thay đ i do đi u ki n môi trệ ế ấ ặ ệ ữ ổ ề ệ ường, E (t), ch ng h nẳ ạ
Trang 17nh ng su t đư ứ ấ ược gây ra b i s bi n thiên nhi t đ ; và (3) ít nh t ba thành ph n chuy n vở ự ế ệ ộ ấ ầ ể ị
t nh ti n c a chuy n đ ng n n móng, Xị ế ủ ể ộ ề 3(t)
Nh th hi n trong bi u th c (1a), các đ c tính đ ng l c h c c a toàn b h th ng, cóư ể ệ ể ứ ặ ộ ự ọ ủ ộ ệ ố
th thay đ i liên t c nh các k t c u b bi n d ng trong gi i h n không đàn h i c a nó, có thể ổ ụ ư ế ấ ị ế ạ ớ ạ ồ ủ ể
được tóm t t b ng cách bi u th chúng nh các giá tr t c th i c a: (1) Kh i lắ ằ ể ị ư ị ứ ờ ủ ố ượng, M (t); (2)
H s suy gi m dao đ ng, (t); và (3) kh năng kháng, (R ch ng l i Xệ ố ả ộ ξ ả ố ạ 4)(t). Chúng cũng có thể
được bi u di n minh h a nh trong bi u th c (1b) b i các giá tr t c th i c a: (1) chu k daoể ễ ọ ư ể ứ ở ị ứ ờ ủ ỳ
đ ng c b n, T(t); (2) H s suy gi m dao đ ng, (t); (3) cộ ơ ả ệ ố ả ộ ξ ường đ d o, Ry(t); và (4) khộ ẻ ả năng h p th và tiêu tán năng lấ ụ ượng bi u th tính d o t c th i, nó là m t hàm c a Xể ị ở ẻ ứ ờ ộ ủ 4(t)
Phân tích các thông s trong các bi u th c (1a) và (1b) ch ra t m quan tr ng c a cácố ể ứ ỉ ầ ọ ủ
v n đ liên quan đ n d đoán ng x v i chuy n đ ng m t đ t đ ng đ t. V n đ là ph i dấ ề ế ự ứ ử ớ ể ộ ặ ấ ộ ấ ấ ề ả ự đoán X4, X4 ph i đả ược bi t. M t v n đ khác là t t c các thông s là hàm c a th i gian, m cế ộ ấ ề ấ ả ố ủ ờ ặ
dù các l c tr ng trự ọ ường và các đi u ki n môi trề ệ ường có xu hướng g n nh không đ i trongầ ư ổ
su t th i gian m t tr n đ ng đ t. C n l u ý r ng giá tr c a ΔE(t) miêu t không ch ng su tố ờ ộ ậ ộ ấ ầ ư ằ ị ủ ả ỉ ứ ấ gây ra b i nh ng s thay đ i v môi trở ữ ự ổ ề ường x y ra trong th i gian x y ra tr n đ ng đ t t iả ờ ả ậ ộ ấ ớ
h n, Xạ 3; nó còn gi i thích cho ng su t và bi n d ng hi n t i trong th i gian c a tr n đ ngả ứ ấ ế ạ ệ ạ ờ ủ ậ ộ
đ t là do (1) s thay đ i nhi t đ ho c co ngót, mà nó gây ra ng su t ho c phá ho i, và sấ ự ổ ệ ộ ặ ứ ấ ặ ạ ự suy gi m do lão hóa và ăn mòn; (2) s suy gi m cả ự ả ường đ và đ c ng gây ra trộ ộ ứ ước tác h i c aạ ủ gió l n, h a ho n, đ ng đ t; (3) s c m nh và đ c ng gây ra b i s thay đ i công năng, s aớ ỏ ạ ộ ấ ứ ạ ộ ứ ở ự ổ ử
ch a ho c gia cữ ặ ường. T b t k m t trong các đi u ki n này có th nh hừ ấ ỳ ộ ề ệ ể ả ưởng đáng k đ nể ế
ng x c a k t c u, các y u t ph i đ c xem xét trong xác đ nh đ b n và kh năng bi n
d ng bao g m các bi n trong t i tr ng và l ch s môi trạ ồ ế ả ọ ị ử ường trong th i gian khai thác c a cácờ ủ tòa nhà và nh hả ưởng c a chúng lên các đi u ki n c a k t c u t i th i đi m x y ra s thayủ ề ệ ủ ế ấ ạ ờ ể ả ự
đ i đáng k c a môi trổ ể ủ ường. Đi u cu i cùng, E(t) cũng gây nh hề ố ả ưởng t i (R ch ng l i Xớ ố ạ 4)(t)
M t khó khăn khác là trong trộ ường h p d đoán ng x , Xợ ự ứ ử 4(t), đ n chuy n đ ng m tế ể ộ ặ
đ t c c h n (an toàn), đi u này thấ ự ạ ề ường liên quan đ n ng x phi tuy n (không đàn h i). Vìế ứ ử ế ồ
v y, nó không th áp d ng các nguyên lý x p ch ng và gi i quy t v n đ m t cách đ c l pậ ể ụ ế ồ ả ế ấ ề ộ ộ ậ cho m i kích thích khác nhau và sau đó c ng tác d ng. Đây là m t trong nh ng lý do chính t iỗ ộ ụ ộ ữ ạ sao trong th c t các nhà thi t k mu n đ n gi n hóa d đoán ph n ng đ a ch n c a m t k tự ế ế ế ố ơ ả ự ả ứ ị ấ ủ ộ ế
c u, do đó, gi i h n thi t k chúng trong gi i h n đàn h i tuy n tính c a các th c t ph nấ ớ ạ ế ế ớ ạ ồ ế ủ ự ế ả ng
Trang 18S khác nhau gi a phân tích và thi t k , gi a thi t k và xây d ng.ự ữ ế ế ữ ế ế ự M t thi t kộ ế ế
k t c u s b nên đế ấ ơ ộ ược ti n hành phân tích đàn h i tuy n tính và phi tuy n (không đàn h i)ế ồ ế ế ồ
v i các mô hình t ng th đ t – móng – k t c u ph n thân. Vi c nh n rõ s khác bi t gi aớ ổ ể ấ ế ấ ầ ệ ậ ự ệ ữ phân tích và thi t k , đ ng th i xác đ nh nh ng v n đ c h u trong vi c thi t k k t c uế ế ồ ờ ị ữ ấ ề ố ữ ệ ế ế ế ấ
ch ng đ ng đ t, là thu n ti n đ phân tích các bố ộ ấ ậ ệ ể ước chính tham gia vào đáp ng, nó có thứ ể
được g i là phọ ương trình thi t k c b n:ế ế ơ ả
Yêu c u/nhu c uầ ầ ≤ Kh năng/đáp ngả ứ
Kh năng h p th và tiêu tán năng lả ấ ụ ượng
Đánh giá nhu c u và d đoán kh năng là không đ n gi n, đ c bi t đ i v i các tòa nhàầ ự ả ơ ả ặ ệ ố ớ
ch ng đ ng đ t. Vi c xác đ nh nhu c u mà nó thố ộ ấ ệ ị ầ ường được th c hi n b ng cách phân tích sự ệ ằ ố các mô hình toán h c c a toàn b h th ng N n đ t – Móng – K t c u ph n thân, ph thu cọ ủ ộ ệ ố ề ấ ế ấ ầ ụ ộ vào s tự ương tác c a h th ng này nh m t ch nh th v i các kích thích khác nhau có ngu nủ ệ ố ư ộ ỉ ể ớ ồ
g c t nh ng thay đ i trong môi trố ừ ữ ổ ường h th ng và s tệ ố ự ương tác n i t i gi a nhu c u và khộ ạ ữ ầ ả năng c a b n thân nó.ủ ả
Trong ba th p k qua, kh năng phân tích các mô hình toán h c c a tòa nhà khi x y raậ ỷ ả ọ ủ ả
đ ng đ t đã độ ấ ược c i thi n đáng k Các chả ệ ể ương trình máy tính ph c t p đã đứ ạ ược phát tri nể
và s d ng trong các phân tích s ng x đ a ch n tuy n tính và phi tuy n v i các mô hình k tử ụ ố ứ ử ị ấ ế ế ớ ế
c u ba chi u c a m t tòa nhà đ i v i các tr n đ ng đ t gi đ nh (đ ng đ t đ u vào). C h iấ ề ủ ộ ố ớ ậ ộ ấ ả ị ộ ấ ầ ơ ộ
là chín mu i đ t n d ng l i th c a nh ng c i ti n này đ phân tích trong thi t k khángồ ể ậ ụ ợ ế ủ ữ ả ế ể ế ế
ch n k t c u. Nói chung, tuy nhiên, các phân tích này đã th t b i trong vi c d đoán ng xấ ế ấ ấ ạ ệ ự ứ ử
th c c a tòa nhà, đ c bi t là t i tr ng thái c c h n. Nh m t h u qu c a đi u này và do sự ủ ặ ệ ạ ạ ự ạ ư ộ ậ ả ủ ề ự thi u các mô hình đáng tin c y đ d đoán kh năng th c s c a k t c u, đó v n ch a đế ậ ể ự ả ự ự ủ ế ấ ẫ ư ượ c
c i thi n tả ệ ương ng trong thi t k các k t c u ch ng đ ng đ t. Có m t nhu c u c p thi t làứ ế ế ế ấ ố ộ ấ ộ ầ ấ ế
ph i c i thi n mô hình toán h c th c s c a công trình. Đi u này đòi h i ph i phân tích m tả ả ệ ọ ự ự ủ ề ỏ ả ộ cách đ y đ và ti n hành nghiên c u th c nghi m.ầ ủ ế ứ ự ệ
Các b ph n và chi ti t c a các ph n t k t c u c a m t tòa nhà thộ ậ ế ủ ầ ử ế ấ ủ ộ ường được th cự
hi n thông qua các phệ ương trình xu t phát t lý thuy t c h c môi trấ ừ ế ơ ọ ường liên t c ho c sụ ặ ử
d ng các công th c th c nghi m. Ngo i tr trong trụ ứ ự ệ ạ ừ ường h p u n thu n túy, m t lý thuy tợ ố ầ ộ ế
t ng quát v i các phổ ớ ương trình đáng tin c y mà có th d đoán chính xác kh năng h p th vàậ ể ự ả ấ ụ tiêu tán năng lượng c a các ph n t k t c u và các ph n t phi k t c u, là không đủ ầ ử ế ấ ầ ử ế ấ ược phát tri n. C i thi n tình tr ng này s đòi h i ph i phân tích đ y đ và nghiên c u th c nghi mể ả ệ ạ ẽ ỏ ả ầ ủ ứ ự ệ trong lĩnh v c này (thông qua thi t b đo đ c chuyên d ng tòa nhà) và trong phòng thí nghi mự ế ị ạ ụ ệ
Trang 19th nghi m thông qua vi c s d ng các mô hình công trình ch u đ ng đ t ho c tác đ ng đ ngử ệ ệ ử ụ ị ộ ấ ặ ộ ộ
l c h c gi ự ọ ả
Các thông tin c n thi t đ c i thi n d báo ng x đ a ch n c a k t c u và t đó c nầ ế ể ả ệ ự ứ ử ị ấ ủ ế ấ ừ ầ thi t đ c i thi n thi t k c a h , có th đế ể ả ệ ế ế ủ ọ ể ược nhóm theo ba y u t c b n sau đây: đ ng đ tế ố ơ ả ộ ấ
đ u vào, nhu c u c a k t c u, và kh năng đáp ng c a k t c u. Tác gi tin r ng m t cáchầ ầ ủ ế ấ ả ứ ủ ế ấ ả ằ ộ
ti p c n đ y h a h n cho vi c c i thi n gi i pháp các v n đ có liên quan t i ba y u t này làế ậ ầ ứ ẹ ệ ả ệ ả ấ ề ớ ế ố thông qua vi c s d ng các khái ni m năng lệ ử ụ ệ ượng [6]. Đ th y để ấ ượ ực s tiên ti n nh t trongế ấ
vi c s d ng các khái ni m này là m t trong nh ng m c tiêu chính c a bài báo này. Do gi iệ ử ụ ệ ộ ữ ụ ủ ớ
h n đ dài, bài vi t này s c g ng t p trung vào s tiên ti n nh t trong vi c s d ng phạ ộ ế ẽ ố ắ ậ ự ế ấ ệ ử ụ ươ ngpháp năng lượng duy nh t đ gi i quy t v n đ l a ch n đúng đ n đ ng đ t đ u vào.ấ ể ả ế ấ ề ự ọ ắ ộ ấ ầ
Đ ng đ t đ u vào; Thông s k thu t c a đ ng đ t thi t k và tiêu chu n thi tộ ấ ầ ố ỹ ậ ủ ộ ấ ế ế ẩ ế
kế. Đ ng đ t thi t k ph thu c vào tiêu chu n thi t k , t c là tr ng thái gi i h n ki m soátộ ấ ế ế ụ ộ ẩ ế ế ứ ạ ớ ạ ể thi t k D a trên khái ni m, tr n đ ng đ t thi t k nên là chuy n đ ng m t đ t mà nó s làmế ế ự ệ ậ ộ ấ ế ế ể ộ ặ ấ ẽ cho m t k t c u đ n ng x t i h n c a nó. Trong th c t , áp d ng các khái ni m đ n gi nộ ế ấ ế ứ ử ớ ạ ủ ự ế ụ ệ ơ ả này l i g p nh ng khó khăn nghiêm tr ng b i vì, th nh t, là không ch c ch n l n trong vi cạ ặ ữ ọ ở ứ ấ ắ ắ ớ ệ
d đoán các đ c tính đ ng l c h c chính c a chuy n đ ng m t đ t mà nó có th x y ra t i vự ặ ộ ự ọ ủ ể ộ ặ ấ ể ả ạ ị trí xây d ng, và th hai, th m chí ng x t i h n c a m t h k t c u c th s thay đ i tùyự ứ ậ ứ ử ớ ạ ủ ộ ệ ế ấ ụ ể ẽ ổ theo tr ng thái gi i h n khác nhau mà nó có th ki m soát vi c thi t k ạ ớ ạ ể ể ệ ế ế
Cho đ n m t vài năm trế ộ ước đây các tiêu chu n kháng ch n đã quy đ nh đ ng đ t thi tẩ ấ ị ộ ấ ế
k c th cho m t khu v c xây d ng, m t h s đ m nh n n, ho c m t đ nh gia t c n n.ế ụ ể ộ ự ự ộ ệ ố ộ ạ ề ặ ộ ỉ ố ề
Ph thu c vào các ch s này, tuy nhiên, thụ ộ ỉ ố ường là không đ y đ , và nh ng phầ ủ ữ ương pháp sử
d ng ph chuy n đ ng m t đ t (GMS) và ph ph n ng thi t k đàn h i đã làm tr nụ ổ ể ộ ặ ấ ổ ả ứ ế ế ồ ơ (SEDRS) d a trên gia t c đ nh hi u qu (EPA) đã đự ố ỉ ệ ả ược đ ngh [25]. Trong khi đi u này đã làề ị ề
m t c i ti n l n v m t khái ni m, nh ng b t n l n v giá tr thích h p cho EPA và GMS,ộ ả ế ớ ề ặ ệ ữ ấ ổ ớ ề ị ợ cũng nh các thông s khác đã đư ố ược đ ngh đ c i thi n [5 & 7]. Các tác gi tin r ng m tề ị ể ả ệ ả ằ ộ tham s k thu t đ y h a h n cho c i thi n l a ch n các tr n đ ng đ t thi t k thích h p làố ỹ ậ ầ ứ ẹ ả ệ ự ọ ậ ộ ấ ế ế ợ thông qua các khái ni m v năng lệ ề ượng đ u vào, Eầ I, và nh ng tham s kèm theo.Vi c s d ngữ ố ệ ử ụ các khái ni m này và các tham s kèm theo là ch đ chính c a bài vi t này mà nó có nh ngệ ố ủ ề ủ ế ữ
m c tiêu sau đây.ụ
NH NG M C TIÊUỮ Ụ M c tiêu chính c a bài vi t này là: Th nh t, đ th o lu n vụ ủ ế ứ ấ ể ả ậ ề
nh n th c ti n ti n nh t trong vi c s d ng các khái ni m năng lậ ứ ế ế ấ ệ ử ụ ệ ượng trong thi t k khángế ế
ch n các k t c u v i s nh n m nh v vi c thi t l p phù h p đ ng đ t thi t k thông quaấ ế ấ ớ ự ấ ạ ề ệ ế ậ ợ ộ ấ ế ế
vi c s d ng Eệ ử ụ I và các tham s kèm theo và, th hai, đ ch ra các v n đ chính và đ nh hố ứ ể ỉ ấ ề ị ướ ng
tương lai trong vi c s d ng phệ ử ụ ương pháp năng lượng
NH NG KI N TH C TIÊN TI N NH T TRONG VI C S D NGỮ Ế Ứ Ế Ấ Ệ Ử Ụ
Trang 20CÁC KHÁI NI M NĂNG LỆ ƯỢNG
NH N XÉT CHUNGẬ Theo truy n th ng, chuy n v d o đã đề ố ể ị ẻ ược s d ng nh m tử ụ ư ộ tiêu chí đ thành l p ph ph n ng thi t k không đàn h i (IDRS) dùng cho thi t k khángể ậ ổ ả ứ ế ế ồ ế ế
ch n các tòa nhà [8]. S c m nh yêu c u t i thi u (ho c kh năng cho l c ngang) c a m t tòaấ ứ ạ ầ ố ể ặ ả ự ủ ộ nhà được d a trên IDRS đã ch n. Là m t thay th cho phự ọ ộ ế ương pháp thi t k truy n th ng này,ế ế ề ố
m t phộ ương pháp d a trên năng lự ượng được đ xu t b i Housner[9]. M c dù d toán đã đề ấ ở ặ ự ượ c
th c hi n trên năng lự ệ ượng đ u vào c a h m t b c t do, SDOFS, [10] và th m chí v i hầ ủ ệ ộ ậ ự ậ ớ ệ nhi u b c t do, MDOFS, (k t c u thép đề ậ ự ế ấ ược thi t k vào nh ng năm 60 cho m t s cácế ế ữ ộ ố chuy n đ ng m t đ t để ộ ặ ấ ược ghi nh n) [11], g n đây phậ ầ ương pháp này đã đượ ực s chú ý r ngộ rãi [12]. Phương pháp thi t k này đế ế ược d a trên ti n đ r ng nhu c u năng lự ề ề ằ ầ ượng trong m tộ
tr n đ ng đ t (ho c m t t p h p nh ng tr n đ ng đ t) có th đậ ộ ấ ặ ộ ậ ợ ữ ậ ộ ấ ể ược d đoán và đáp ng năngự ứ
lượng c a ph n t k t c u( ho c m tủ ầ ử ế ấ ặ ộ
h k t c u) có th đệ ế ấ ể ược thi t l p. M t thi t k đ t yêu c u có nghĩa r ng đáp ng năngế ậ ộ ế ế ạ ầ ằ ứ
lượng nên l n h n so v i nhu c u năng lớ ơ ớ ầ ượng
Đ phát tri n các phể ể ương pháp thi t k đáng tin c y d a trên phế ế ậ ự ương pháp năng lượng,
nó là c n thi t ph i thi t l p các phầ ế ả ế ậ ương trình năng lượng. M c dù k t c u th c thặ ế ấ ự ường là hệ nhi u b c t do, đ thu n l i cho vi c phân tích và hi u đề ậ ự ể ậ ợ ệ ể ược ý nghĩa v t lý c a phậ ủ ương pháp năng lượng, nó là thu n ti n đ thi t l p các phậ ệ ể ế ậ ương trình năng lượng đ u tiên cho h m tầ ệ ộ
b c t do và sau đó thi t l p các phậ ự ế ậ ương trình này cho h nhi u b c t do.ệ ề ậ ự
NGU N G C C A CÁC PHỒ Ố Ủ ƯƠNG TRÌNH NĂNG LƯỢNG: H m t b c t doệ ộ ậ ự đàn h i tuy n tính – d o lý tồ ế ẻ ưởng. Trong tài li u 13 là m t th o lu n chi ti t v ngu n g cệ ộ ả ậ ế ề ồ ố
c a hai phủ ương trình năng lượng c b n dơ ả ưới đây b t đ u tr c ti p t phắ ầ ự ế ừ ương trình (2) cho
m t h c n nh t m t b c t do ch u đ ng đ t.ộ ệ ả ớ ộ ậ ự ị ộ ấ
Trong đó: m = kh i lố ượng; c = h s c n nh t; fệ ố ả ớ s = l c ph c h i (n u k = đ c ng, fự ụ ồ ế ộ ứ s = kv cho
m t h th ng đàn h i tuy n tính); vộ ệ ố ồ ế t = v + vg = chuy n v tuy t đ i (chuy n v t ng) c a kh iể ị ệ ố ể ị ổ ủ ố
lượng; v = chuy n v tể ị ương đ i c a kh i lố ủ ố ượng v i m t đ t; và vớ ặ ấ g = chuy n d ch c a m t đ t.ể ị ủ ặ ấ
Ngu n g c c a phồ ố ủ ương trình năng lượng "tuy t đ i"ệ ố L y tích phân phấ ương trình 2 đ iố
v i v t th i đi m kích thích chuy n đ ng m t đ t b t đ u và xem xét r ng v = vớ ừ ờ ể ể ộ ặ ấ ắ ầ ằ t – vg, nó có
th để ược th hi n nh sau:ể ệ ư
Trang 21Xem xét r ng Eằ a bao g m năng lồ ượng bi n d ng đàn h i, Eế ạ ồ s và năng lượng tr khôngễ
ph c h i, Eụ ồ H, Phương trình (4) có th để ược vi t l i nh sau:ế ạ ư
EI được đ nh nghĩa là "Năng lị ượng đ u vào tuy t đ i", b i vì nó ph thu c vào gia t c tuy tầ ệ ố ở ụ ộ ố ệ
đ i, ố v t. V m t v t lý, nó th hi n cho l c quán tính tác d ng vào k t c u. L c này b ng v iề ặ ậ ể ệ ự ụ ế ấ ự ằ ớ
l c ph c h i c ng v i l c c n [xem phự ụ ồ ộ ớ ự ả ương trình (2) và hình 2], cũng gi ng nh l c t ngố ư ự ổ
c ng tác d ng vào k t c u móng. Do đó, Eộ ụ ế ấ I bi u di n công c a t ng l c c t t i v trí móngể ễ ủ ổ ự ắ ạ ị sinh ra trên chuy n v móng, vể ị g
Ngu n g c c a phồ ố ủ ương trình năng lượng "tương đ i"ố Xét phương trình (2) có thể
được vi t l i nh sau:ế ạ ư
và h k t c u trên hình 2(a) có th đệ ế ấ ể ược chuy n đ i d dàng nh h tể ổ ễ ư ệ ương đương trong hình 2(b) v i m t chân móng c đ nh và ph i ch u tác d ng c a m t l c đ ng theo phớ ộ ố ị ả ị ụ ủ ộ ự ộ ương ngang,
g
v
m Tích phân phương trình (6) đ i v i v, có th nh n đố ớ ể ậ ược:
Hình 2: Mô hình toán h c c a h SDOFS ch u đ ng đ tọ ủ ệ ị ộ ấ
Trang 22V i Eớ a = Es + EH, phương trình (8) có th để ược vi t l i nh sau:ế ạ ư
'
I
E được đ nh nghĩa là năng lị ượng đ u vào tầ ương đ i bi u di n công c a l c quán tính tĩnhố ể ễ ủ ự
tương đương( m v g) trên h có chân móng c đ nh tệ ố ị ương đương. nghĩa là, nó đã b qua nhỏ ả
hưởng c a c a s d ch chuy n ph n chân c ng c a k t c u.ủ ủ ự ị ể ầ ứ ủ ế ấ
S khác nhau gi a các năng lự ữ ượng đ u vào. Theo tài li u 13, th o lu n chi ti t s khácầ ệ ả ậ ế ự
bi t gi a các giá tr c a các năng lệ ữ ị ủ ượng đ u vào Eầ I và '
I
E M c dù mô t s b c a l ch s th iặ ả ơ ộ ủ ị ử ờ gian năng lượng được tính b ng phằ ương trình năng lượng tuy t đ i (3) khác xa v i nh ng tínhệ ố ớ ữ toán b i phở ương trình tương đ i thông thố ường 7, nh ng mà các giá tr l n nh t c a Eư ị ớ ấ ủ I và '
I
E
v i m t t l chuy n v d o c đ nh là r t g n nhau trong ph m vi các chu k th c t quanớ ộ ỷ ệ ể ị ẻ ố ị ấ ầ ạ ỳ ự ế tâm c a các tòa nhà: 0,35,0 giây.ủ
So sánh EI v i năng lớ ượng đ u vào l n nh t đầ ớ ấ ược tích lũy trong h m t b c t do đànệ ộ ậ ự
h i tuy n tính. Đ i v i h m t b c t do đàn h i tuy n tính, năng lồ ế ố ớ ệ ộ ậ ự ồ ế ượng đ u vào t i đa tíchầ ố lũy là:
V i ớ SPV là ph v n t c gi đàn h i tuy n tính.ổ ậ ố ả ồ ế
EIS này đã đượ ử ục s d ng b i m t s nhà nghiên c u nh nhu c u năng lở ộ ố ứ ư ầ ượng cho m tộ
h không đàn h i. Tài li u 13 cho th y r ng Eệ ồ ệ ấ ằ IS có th th p đáng k so v i Eể ấ ể ớ I đ i v i hố ớ ệ không đàn h i. Trong tài li u tham kh o này, nó cũng ch ra r ng, ngo i tr chuy n đ ng m tồ ệ ả ỉ ằ ạ ừ ể ộ ặ
đ t r t đi u hòa (nh ghi t i SCT thành ph Mexico trong tr n đ ng đ t năm 1985), Eấ ấ ề ư ạ ở ố ậ ộ ấ I cho
m t t s đ d o c đ nh có th độ ỷ ố ộ ẻ ố ị ể ược d đoán đáng tin c y b i ph năng lự ậ ở ổ ượng đ u vào đànầ
h i b ng cách s d ng th t c c a Iwan [14] mà nó đ a vào s xem xét các tác đ ng c a vi cồ ằ ử ụ ủ ụ ủ ư ự ộ ủ ệ tăng t s c n và chu k t nhiên. ỷ ố ả ỳ ự
Năng lượng đ u vào v i h nhi u b c t doầ ớ ệ ề ậ ự EI cho m t tòa nhà N t ng có th độ ầ ể ượ ctính nh sau [13]:ư
Trong đó: mi là kh i lố ượng t p trung t i m c sàn ng v i ậ ạ ứ ứ ớ v ti, và bi u tể ượng là gia t cố
t ng t i t ng th i. Nói cách khác, Eổ ạ ầ ứ I là t ng công sinh ra b i l c quán tính t ng (mổ ở ự ổ ivti) t i m iạ ỗ
t ng trên chuy n d ch m t đ t vầ ể ị ặ ấ g. Phân tích các k t qu thu đế ả ượ ừc t các thí nghi m đệ ược ti nế hành trên
các h kép thép tăng trung bình ch ra r ng Eệ ỉ ằ I đ i v i m t tòa nhà nhi u t ng có th đố ớ ộ ề ầ ể ượ ướ c ctính v i đ đ chính xác th c t b ng cách tính toán Eớ ủ ộ ự ế ằ I c a h m t b c t do s d ng chu kủ ệ ộ ậ ự ử ụ ỳ dao đ ng c b n c a k t c u nhi u t ng.ộ ơ ả ủ ế ấ ề ầ
Trang 23U ĐI M C A S D NG CÁC KHÁI NI M NĂNG L NG TRONG THI T
K KHÁNG CH N K T C UẾ Ấ Ế Ấ Phương trình (5) có th để ược vi t l i nh sau:ế ạ ư
Trong đó: EE được xem là năng lượng đàn h i d tr , Eồ ự ữ D là năng lương tiêu tán. So sánh
phương trình này v i các phớ ương trình thi t k , rõ ràng r ng Eế ế ằ I bi u di n cho các nhu c u, vàể ễ ầ
t ng c a Eổ ủ E + ED bi u di n cho kh năng. Phể ễ ả ương trình (12a) ch ra cho ngỉ ười thi t k r ngế ế ằ
đ có để ược m t thi t k kháng ch n hi u qu , bộ ế ế ấ ệ ả ước đ u tiên là ph i có m t ầ ả ộ ướ ược l ng t tố giá tr Eị I c a tr n đ ng đ t. Sau đó, các nhà thi t k ph i phân tích n u có th đ cân đ i nhuủ ậ ộ ấ ế ế ả ế ể ể ố
c u này v i ch ng x đàn h i c a k t c u đầ ớ ỉ ứ ử ồ ủ ế ấ ược thi t k ho c nó s đế ế ặ ẽ ược thu n ti n đ cậ ệ ể ố
g ng làm tiêu tán nhi u nh t có th m t ph n c a Eắ ề ấ ể ộ ầ ủ I, nghĩa là s d ng Eử ụ D. Theo phương trình (12b), có ba cách đ tăng Eể D: M t là tăng c n nh t tuy n tính, ộ ả ớ ế E ; cách khác là đ tăng năngể
lượng tr , Eễ H; và th ba là k t h p tăng ứ ế ợ E và EH. T i nay th c t chung là ch c g ng tăngạ ự ế ỉ ố ắ
EH nhi u nh t có th thông qua ng x không đàn h i (d o) mà nó d n đ n phá h y các thànhề ấ ể ứ ử ồ ẻ ẫ ế ủ
ph n k t c u. Ch m i g n đây ngầ ế ấ ỉ ớ ầ ười ta m i công nh n r ng có th tăng đáng k Eớ ậ ằ ể ể H và ki mể soát phá h y thông qua vi c s d ng thi t b phân tán năng lủ ệ ử ụ ế ị ượng
N u v m t k thu t ho c kinh t không th đ cân b ng đế ề ặ ỹ ậ ặ ế ể ể ằ ược EI v i ch mình Eớ ỉ E
ho c Eặ E + ED, người thi t k có l a ch n c g ng đi u khi n (gi m) Eế ế ự ọ ố ắ ề ể ả I tác đ ng đ n k t c u.ộ ế ế ấ
Đi u này có th đề ể ược th c hi n b ng ự ệ ằ k thu t cách ch nỹ ậ ấ M t s k t h p c a vi c đi uộ ự ế ợ ủ ệ ề khi n (gi m) Eể ả I b ng k thu t cách ch n và tăng Eằ ỹ ậ ấ D vi c s d ng các thi t b tiêu hao năngệ ử ụ ế ị
lượng là m t chi n lộ ế ượ ấ ức r t h a h n không ch đ đ t đẹ ỉ ể ạ ược thi t k kháng ch n hi u qu vàế ế ấ ệ ả xây d ng các k t c u m i, mà còn giúp cho vi c nâng c p kháng ch n các k t c u đang nguyự ế ấ ớ ệ ấ ấ ế ấ
hi m [15]. Đ s d ng tin c y phể ể ử ụ ậ ương pháp năng lượng này, c n thi t ph i có th l a ch nầ ế ả ể ự ọ chuy n đ ng m t đ t quan tr ng (đ ng đ t thi t k ), t c là, nó đi u khi n thi t k ; nói cáchể ộ ặ ấ ọ ộ ấ ế ế ứ ề ể ế ế khác, nó là chuy n đ ng m t đ t mà có nguy c gây thi t h i l n nh t cho k t c u để ộ ặ ấ ơ ệ ạ ớ ấ ế ấ ược thi tế
k M c dù nhi u thông s đã và đang đế ặ ề ố ượ ử ục s d ng đ thi t l p các tr n đ ng đ t thi t k ,ể ế ậ ậ ộ ấ ế ế
h u h t trong s đó là không đáng tin c y đ đánh giá nguy c phá h y c a đ ng đ t. Nh đãầ ế ố ậ ể ơ ủ ủ ộ ấ ư
đ c p trong ph n gi i thi u, m t tham s h a h n đ đánh giá nguy c phá h y c a nh ngề ậ ầ ớ ệ ộ ố ứ ẹ ể ơ ủ ủ ữ chuy n đ ng này là Eể ộ I [6]. Tuy nhiên, vì nó s đẽ ược th o lu n dả ậ ưới đây, m t tham s này làộ ố không đ đ đánh giá (hình dung) Eủ ể D (đ c bi t là Eặ ệ H) mà ph i đả ược cung c p đ cân b ng Eấ ể ằ I cho b t k thi t h i nào v lý thuy t có th ch p nh n đấ ỳ ệ ạ ề ế ể ấ ậ ược. Thông tin b sung là c n thi t.ổ ầ ế
NH NG THÔNG TIN C N THI T Đ KI M SOÁTỮ Ầ Ế Ể Ể
TIN C Y THI T K KHÁNG CH NẬ Ế Ế Ấ
NH N XÉT CHUNG.Ậ Đã ch ra trỉ ước đó r ng bằ ước đ u tiên và c b n trong thi t k khángầ ơ ả ế ế
ch n c u trúc là thành l p tin c y đ ng đ t thi t k Đi u này đòi h i m t đánh giá đáng tinấ ấ ậ ậ ộ ấ ế ế ề ỏ ộ
c y kh năng phá h y c a t t c các chuy n đ ng m t đ t đ ng đ t có th x y ra t i đ aậ ả ủ ủ ấ ả ể ộ ặ ấ ộ ấ ể ả ạ ị
Trang 24đi m xây d ng. M t đánh giá c a các thông s khác nhau mà chúng đã và v n đang để ự ộ ủ ố ẫ ượ ử c s
d ng đụ ược cung c p trong tài li u 6. Hi n nay, đ i v i các k t c u có th ch u m t m c đấ ệ ệ ố ớ ế ấ ể ị ộ ứ ộ thi t h i xác đ nh, c p đ ng đ t thi t k an toàn ho c t n t i đệ ạ ị ấ ộ ấ ế ế ặ ồ ạ ược đ nh nghĩa thông qua phị ổ
ng x thi t k không đàn h i nh n, SIDRS. H u h t các SIDRS s d ng trong th c t (tiêu
chu n kháng ch n) đã thu đẩ ấ ược tr c ti p t ph ng x thi t k đàn h i nh n, SEDRS, thôngự ế ừ ổ ứ ử ế ế ồ ẵ qua vi c s d ng các t s đ d o chuy n v , ệ ử ụ ỷ ố ộ ẻ ể ị , ho c h s gi m, R. Tính h p lý c a các thặ ệ ố ả ợ ủ ủ
t c đó đã đụ ược đ t câu h i, và ngặ ỏ ười ta tin r ng th i đi m hi n nay, SIDRS có th thu đằ ở ờ ể ệ ể ượ c
tr c ti p là trung bình ho c trung bình c ng v i m t đ l ch chu n c a các ph ph n ngự ế ặ ộ ớ ộ ộ ệ ẩ ủ ổ ả ứ không đàn h i, IRS, tồ ương ng v i t t c các l ch s th i gian khác nhau c a các chuy n đ ngứ ớ ấ ả ị ử ờ ủ ể ộ
m t đ t m nh có th x y ra t i các v trí nh t đ nh t nh ng tr n đ ng đ t mà nó có th xu tặ ấ ạ ể ả ạ ị ấ ị ừ ữ ậ ộ ấ ể ấ
hi n t t c các ngu n có th có nh hệ ở ấ ả ồ ể ả ưởng đ n v trí xây d ng [7].ế ị ự
Trong khi nh ng thông tin trên là c n thi t đ ti n hành thi t k tin c y cho s an toàn,ữ ầ ế ể ế ế ế ậ ự
t c là, đ tránh s p đ ho c thi t h i nghiêm tr ng có th gây nguy hi m cho cu c s ng c aứ ể ụ ổ ặ ệ ạ ọ ể ể ộ ố ủ con người, nh ng nó là không đ y đ M c dù ph ph n ng không đàn h i IRS đã k đ nư ầ ủ ặ ổ ả ứ ồ ể ế
nh h ng c a kho ng th i gian chuy n đ ng m nh trong đ b n c n thi t, nh ng ph này
không đ a ra m t ý tư ộ ưởng phù h p c a lợ ủ ượng năng lượng mà toàn b h th ng công trình sộ ệ ố ẽ tiêu tán qua ng x tr trong tr n đ ng đ t nghiêm tr ng. H ch đ a ra giá tr c a yêu c u đứ ử ễ ậ ộ ấ ọ ọ ỉ ư ị ủ ầ ộ
d o t ng th l n nh t. Nói cách khác, b n thân yêu c u đ d o t ng th l n nh t không đ aẻ ổ ể ớ ấ ả ầ ộ ẻ ổ ể ớ ấ ư
ra được m t đ nh nghĩa phù h p cho kh năng phá h y c a chuy n đ ng m t đ t. Trong tàiộ ị ợ ả ủ ủ ể ộ ặ ấ
li u 6, tác gi đã ch ra r ng m t tham s tin c y h n so v i hi n nay đang đệ ả ỉ ằ ộ ố ậ ơ ớ ệ ược s d ngử ụ trong vi c đánh giá kh năng phá h y là Eệ ả ủ I. Nh đư ược th hi n rõ ràng b ng phể ệ ằ ương trình 3 và
4, Tham s kh năng phá h y này ph thu c vào các đ c tính đ ng l c h c c a c rung đ ngố ả ủ ụ ộ ặ ộ ự ọ ủ ả ộ
c a n n móng và toàn b h th ng công trình (n n đ t – móng – k t c u thân và các ph nủ ề ộ ệ ố ề ấ ế ấ ầ không ch u l c). Bây gi câu h i là: Li u vi c s d ng các SIDRS cho m t t ng th xác đ nh μị ự ờ ỏ ệ ệ ử ụ ộ ổ ể ị
và EI tương ng c a chuy n đ ng m t đ t quan tr ng có cung c p đ y đ thông tin đ ti nứ ủ ể ộ ặ ấ ọ ấ ầ ủ ể ế hành thi t k kháng ch n tin c y cho s an toàn không?ế ế ấ ậ ự
M c dù vi c s d ng Eặ ệ ử ụ I có th xác đ nh kh năng phá h y c a m t chuy n đ ng m tể ị ả ủ ủ ộ ể ộ ặ
đ t đấ ược đ a ra, do đó, cho phép l a ch n trong s t t c các chuy n đ ng có th có m t vư ự ọ ố ấ ả ể ộ ể ở ộ ị trí nh t đ nh m t chuy n đ ng mà nó s là m t cái quan tr ng đ i v i ph n ng c a k t c u,ấ ị ộ ể ộ ẽ ộ ọ ố ớ ả ứ ủ ế ấ
nh ng nó không cung c p đ thông tin đ thi t k cho m c an toàn. T nh ng nghiên c u g nư ấ ủ ể ế ế ứ ừ ữ ứ ầ đây [7 & 13] nó đã được ch ng minh r ng kh năng tiêu hao năng lứ ằ ả ượng c a m t ph n t k tủ ộ ầ ử ế
c u, và t đó c a m t k t c u, ph thu c vào c t i tr ng và đấ ừ ủ ộ ế ấ ụ ộ ả ả ọ ường bi n d ng. M c dù khế ạ ặ ả năng tiêu tán năng lượng dưới bi n d ng tăng đ n đi u có th đế ạ ơ ệ ể ược coi nh là m t gi i h nư ộ ớ ạ
th p nh t c a kh năng tiêu tán năng lấ ấ ủ ả ượng dưới bi n d ng không đàn h i tu n hoàn, vi c sế ạ ồ ầ ệ ử
d ng gi i h n th p nh t này có th là quá b o th đ i v i thi t k ch ng đ ng đ t. Đi u nàyụ ớ ạ ấ ấ ể ả ủ ố ớ ế ế ố ộ ấ ề
đ c bi t đúng khi t l bi n d ng d o, nói μ, là có h n, vì s c n thi t ph i ki m soát thi tặ ệ ỷ ệ ế ạ ẻ ạ ự ầ ế ả ể ệ
h i c a các thành ph n phi k t c u ho c các lý do khác, đ giá tr th p h n so v i t l bi nạ ủ ầ ế ấ ặ ể ị ấ ơ ớ ỷ ệ ế
d ng d o đ t đạ ẻ ạ ược dướ ơi đ n đi u t i tr ng. Nh v y, n l c nên đệ ả ọ ư ậ ỗ ự ược dành cho vi c xácệ
đ nh b ng th c nghi m năng lị ằ ự ệ ượng kh năng tiêu tán năng lả ượng c a các ph n t k t c uủ ầ ử ế ấ
Trang 25chính và t ng c m c b n c a chúng là hàm c a các bi n d ng d o l n nh t có th ph i ch uừ ụ ơ ả ủ ủ ế ạ ẻ ớ ấ ể ả ị
và m i quan h gi a kh năng tiêu hao năng lố ệ ữ ả ượng và t i tr ng ho c l ch s bi n d ng.ả ọ ặ ị ử ế ạ
T nghiên c u trên, nó cũng đã đừ ứ ược k t lu n r ng tiêu chí phá h y d a trên vi c xemế ậ ằ ủ ự ệ xét đ ng th i Eồ ờ I và μ, (đ a ra b i SIDRS), và Eư ở H (bao g m c t s đ d o tích lũy, μồ ả ỷ ố ộ ẻ a, và Số
lượng đ i chi u d o) đang h a h n cho vi c xác đ nh trình t thi t k kháng ch n h p lý. Sổ ề ẻ ứ ẹ ệ ị ự ế ế ấ ợ ự
c n thi t ph i xem xét t t c các thông s k thu t này t t h n là ch xem xét m t tham s sầ ế ả ấ ả ố ỹ ậ ố ơ ỉ ộ ố ẽ
được bi n minh dệ ưới đây b ng m t ví d c th T th o lu n trên, rõ ràng là khi có thi tằ ộ ụ ụ ể ừ ả ậ ở ệ
h i đáng k có th ch u đ ng, tìm ki m cho m t tham s duy nh t đ mô t s chuy n đ ngạ ể ể ị ự ế ộ ố ấ ể ả ự ể ộ
m t đ t ho c các tr n đ ng đ t thi t k cho an toàn là ch p nh n th t b i.ặ ấ ặ ậ ộ ấ ế ế ấ ậ ấ ạ
T M QUAN TR NG C A VI C XEM XÉT Đ NG TH I EẦ Ọ Ủ Ệ Ồ Ờ I, IDRS VÀ EH (BAO
G M μỒ a VÀ NYR) Đ XÁC Đ NH C P Đ NG Đ T THI T K AN TOÀN Ể Ị Ấ Ộ Ấ Ế Ế
Hình 37 cho phép so sánh giá tr c a các thông s k thu t khác nhau cho hai chuy n đ ngị ủ ố ỹ ậ ể ộ
m t đ t đặ ấ ược ghi nh n, San Salvador (SS) và Chile (CH); B ng 1t ng k t g n đúng giá tr l nậ ả ổ ế ầ ị ớ
nh t c a các thông s này tấ ủ ố ương ng v i m i m t trong hai chuy n đ ng m t đ t đứ ớ ỗ ộ ể ộ ặ ấ ược ghi
nh n đó. T m quan tr ng và trên th c t , nhu c u xem xét đ ng th i t t c các thông s trênậ ầ ọ ự ế ầ ồ ờ ấ ả ố trong vi c l a ch n nh ng chuy n đ ng m t đ t quan tr ng, và t đó đ xác đ nh c p đ ngệ ự ọ ữ ể ộ ặ ấ ọ ừ ể ị ấ ộ
đ t thi t k an toàn, đấ ế ế ược minh h a t t b ng cách phân tích các giá tr c a các thông s cho haiọ ố ằ ị ủ ố
b n ghi nh n đ ng đ t đó.ả ậ ộ ấ
B n ghi nh n đ ng đ t t i San Salvador (SS) vs Chile (CH)ả ậ ộ ấ ạ T vi c phân tích c aừ ệ ủ các giá tr c a đ nh gia t c n n (PGA), đ nh gia t c hi u qu (EPA), và đ nh v n t c hi u quị ủ ỉ ố ề ỉ ố ệ ả ỉ ậ ố ệ ả (EPV) (được đ a ra trong B ng 1) đó là nh ng giá tr đư ả ữ ị ượ ử ục s d ng hi n nay đ xác đ nh cácệ ể ị
b n đ phân vùng nguy c đ ng đ t, nó có th đả ồ ơ ộ ấ ể ược k t lu n r ng kh năng gây thi t h i c aế ậ ằ ả ệ ạ ủ
nh ng chuy n đ ng m t đ t là khá gi ng nhau. Ngữ ể ộ ặ ấ ố ười ta có th đi đ n m t k t lu n tể ế ộ ế ậ ương tự
n u các giá tr c a h s đ b n d o yêu c u Cế ị ủ ệ ố ộ ề ẻ ầ y = Vy/ W, các giá tr khác nhau c a μ đị ủ ược so sánh, nói cách khác, n u nh các IRS cho μ khác nhau đế ư ược so sánh (Hình 3). Tuy nhiên, m tộ hình nh hoàn toàn khác nhau thu đả ược khi các giá tr c a Eị ủ I, EH, μa, Và NYR đ i v i các giá trố ớ ị khác nhau c a μủ a được so sánh. EI cho b n ghi Chile có th nhi u b ng 5 l n so v i Eả ở ể ề ằ ầ ớ I so v iớ
EI San Salvador (Hình 4) Eở H [đ i di n b i các v n t c tr tạ ệ ở ậ ố ễ ương đương, trong
2 / 1
)/
2
( E m
V H H hình 5] cho b n ghi Chile là h n 3 l n so v i Eả ở ơ ầ ớ H ghi nh n San Salvador khiậ ở chu k T vào kho ng 0,5 giây và g n 2 l n khi chu k T thay đ i t 0,5 giây đ n 1,5 giây. μỳ ả ầ ầ ỳ ổ ừ ế a cho b n ghi Chile là cao h n 24 l n so v i nh ng ghi nh n San Salvador (hình 6). NYRả ở ơ ầ ớ ữ ậ ở cho ghi nh n Chile và v i m t μ = 6 và T <0,5 giây là l n h n 10 l n so v i NYR cho ghiậ ở ớ ộ ớ ơ ầ ớ
nh n San Salvador (Hình 7). Đ i v i m t μ = 4, và T≥0,5 các NYR cho ghi nh n CH l nậ ở ố ớ ộ ậ ở ớ
h n 5 l n so v i ghi nh n SS.ơ ầ ớ ậ ở
T các so sánh trên, rõ ràng r ng kh năng gây thi t h i c a chuy n đ ng m t đ t ghiừ ằ ả ệ ạ ủ ể ộ ặ ấ
nh n đậ ượ ởc CH là đáng k (ít nh t là 3 l n) l n h n so v i ghi nh n SS b t ch p th c t làể ấ ầ ớ ơ ớ ậ ở ấ ấ ự ế PGA, EPA, EPV, ERS (IRS cho μ = 1) và th m chí IRS cho các giá tr khác nhau c a μ r tậ ị ủ ấ
gi ng nhau. Vì v y, t m quan tr ng c a vi c đánh giá Eố ậ ầ ọ ủ ệ I và EH (đ i di n đây b i Vạ ệ ở ở H, μa và
Trang 26ph NYR) mà chúng là nh ng hàm c a th i gian nh ng chuy n đ ng m nh, ổ ữ ủ ờ ữ ể ộ ạ td, tr nên r t rõở ấ ràng. Trong khi td
cho ghi nh n CH là 36 giây, ậ ở td cho ghi nh n SS ch là 4,3giây (xem B ng 1). T m quanậ ở ỉ ả ầ
tr ng c a ọ ủ td trong d báo ki m soát thi t h i đự ể ệ ạ ược th o lu n trong tài li u 7. Trong khi cácả ậ ệ
ph trên là r t h u ích trong thi t k s b , cho thi t k cu i cùng (chi ti t các ph n t ), lýổ ấ ữ ế ế ơ ộ ế ế ố ế ầ ử
tưởng là nên có l ch s th i gian c a Eị ử ờ ủ H, t c là, l ch s th i gian c a m i quan h t i tr ng ứ ị ử ờ ủ ố ệ ả ọ
bi n d ng c a k t c u thi t k ế ạ ủ ế ấ ế ế
B ng 1. Các tham s tả ố ương ng trong các tr n đ ng đ t Chile (CH) và San Salvador (SS)ứ ậ ộ ấ ở
Vi c l p ghép t t c các ph trên và l ch s th i gian có th đệ ắ ấ ả ổ ở ị ử ờ ể ược coi là thông tin lý
tưởng cho vi c đ a ra quy t đ nh đáng tin c y v các chuy n đ ng m t đ t đ ng đ t nghiêmệ ư ế ị ậ ề ể ộ ặ ấ ộ ấ
tr ng, và t đó đ thành l p đáng tin c y đ ng đ t thi t k và tiêu chu n thi t k Do đó, vi cọ ừ ể ậ ậ ộ ấ ế ế ẩ ế ế ệ thu th p các thông tin c b n này nên đậ ơ ả ược theo đu i nghiên c u đ c i thi n tiêu chu nổ ứ ể ả ệ ẩ kháng ch n t t ph c v cho vi c thi t k các công trình quan tr ng. C n l u ý r ng t t c cácấ ố ụ ụ ệ ế ế ọ ầ ư ằ ấ ả
ph trên có th đổ ể ược tính b i các k s n u h đở ỹ ư ế ọ ược cung c p l ch s th i gian c a t t c cácấ ị ử ờ ủ ấ ả chuy n đ ng m t đ t có th mà nó có th x y ra t i v trí xây d ng.ể ộ ặ ấ ể ể ả ạ ị ự
Nó ph i đả ược công nh n r ng, đ i v i thi t k s b th c t c a h u h t các côngậ ằ ố ớ ế ế ơ ộ ự ế ủ ầ ế trình chu n, nó s là thu n ti n đ xác đ nh các thông tin t i thi u có th đ cho nó đ n gi n.ẩ ẽ ậ ệ ể ị ố ể ể ể ơ ả
Người ta tin r ng, đ i v i m t v trí xây d ng nh t đ nh, cái t i thi u này có th là Eằ ố ớ ộ ị ự ấ ị ố ể ể I và SIDRS c a t t c các chuy n đ ng m t đ t có th t i v trí xây d ng. Eủ ấ ả ể ộ ặ ấ ể ạ ị ự I s cho phép l a ch nẽ ự ọ
d ng c a chuy n đ ng m t đ t quan tr ng, ví d , m t trong đó s gây ra nh ng thi t h i l nạ ủ ể ộ ặ ấ ọ ụ ộ ẽ ữ ệ ạ ớ
nh t. SIDRS, tấ ương ng v i d ng c a chuy n đ ng m t đ t quan tr ng, có th đứ ớ ạ ủ ể ộ ặ ấ ọ ể ượ ử ụ c s d ng
đ th c hi n vi c thi t k s b k t c u. Khi m t thi t k s b để ự ệ ệ ế ế ơ ộ ế ấ ộ ế ế ơ ộ ược hoàn thành, nó s cóẽ
th nh n để ậ ượ ấ ảc t t c các thông tin khác, nghĩa là, EH, μa và NYR cho μ khác nhau, t phân tíchừ theo l ch s th i gian đ ng l c h c phi tuy n, t n d ng đị ử ờ ộ ự ọ ế ậ ụ ược nh ng ti n b đáng k đ t đữ ế ộ ể ạ ượ ctrong s phát tri n các chự ể ương trình máy tính đ phân tích. Đi u này s cho phép ki m tra sể ề ẽ ể ự phù h p c a thi t k s b Trong khi phân tích phi tuy n c a thi t k s b s d ng m tợ ủ ế ế ơ ộ ế ủ ế ế ơ ộ ử ụ ộ
phương pháp tĩnh (t c là tĩnh l c ngang tứ ự ương đương) có th cung c p m t ý tể ấ ộ ưởng v khề ả năng b n và bi n d ng cũng nh m t gi i h n th p nh t c a Eề ế ạ ư ộ ớ ạ ấ ấ ủ H s n do đó nó nên đẵ ược sử
d ng n u không có l ch s th i gian c a nh ng chuy n đ ng m t đ t quan tr ng có th , ki uụ ế ị ử ờ ủ ữ ể ộ ặ ấ ọ ể ể phân tích này s không cung c p b t k thông tin nào liên quan đ n μẽ ấ ấ ỳ ế a ho c NYR hay lo t cácặ ạ thi t h i.ệ ạ
T các th o lu n trên, tr nên rõ ràng r ng, n u các tiêu chu n trong từ ả ậ ở ở ằ ế ẩ ương lai duy trì các th t c đ n gi n đ thi t k kháng ch n xác đ nh ch trên ph ph n ng đ b n nh n, nóủ ụ ơ ả ể ế ế ấ ị ỉ ổ ả ứ ộ ề ẵ
s là c n thi t đ đ t nh ng h n ch nghiêm ng t h n trên các lo i h k t c u mà chúng cóẽ ầ ế ể ặ ữ ạ ế ặ ơ ạ ệ ế ấ
th để ượ ử ục s d ng và trên các th t c nh nào có th đủ ụ ư ể ược áp d ng, và có nh ng quy đ nh r tụ ữ ị ấ
th n tr ng trong các kích thậ ọ ước và chi ti t cho đ d o và trong các bi n d ng t i đa ch p nh nế ộ ẻ ế ạ ố ấ ậ
được
Trang 29Hình 4: Ph năng lổ ượng đ u vào (Eầ I /m) cho ghi nh n t i CH và SS (c n 5%)ậ ạ ả