Gối cách chấn đàn hồi cốt sợi không liên kết (gọi tắt là gối U-FREI) là một loại gối cách chấn tương đối mới đang được phát triển trên thế giới. Các nghiên cứu về gối U-FREI ở Việt Nam mới chỉ xem xét gối U-FREI chịu chuyển vị ngang với giá trị nhỏ (nhỏ hơn 1,0tr , trong đó tr là tổng chiều dày các lớp cao su trong gối U-FREI). Trong nghiên cứu này, ứng xử ngang của gối U-FREI hình khối hộp chịu đồng thời tải trọng thẳng đứng có giá trị không đổi và chuyển vị ngang vòng lặp dạng hàm điều hòa có độ lớn tăng dần đến giá trị 2,0tr được khảo sát bằng phương pháp phân tích mô hình số. Nghiên cứu chỉ ra rằng tại các chuyển vị nhỏ, độ cứng ngang của gối U-FREI giảm xuống do gối cách chấn có biến dạng cuộn, nhưng ở các chuyển vị lớn, độ cứng ngang của gối U-FREI tăng lên.
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2020 14 (1V): 81–92 ỨNG XỬ NGANG CỦA GỐI CÁCH CHẤN ĐÀN HỒI CỐT SỢI KHƠNG LIÊN KẾT HÌNH KHỐI HỘP CHỊU CHUYỂN VỊ LỚN Vũ Quang Việta , Ngô Văn Thuyếtb,∗ a Khoa Cơng trình, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, số 484 Lạch Tray, quận Lê Chân, Hải Phòng, Việt Nam b Khoa Cơng trình, Trường Đại học Thủy lợi, số 175 Tây Sơn, quận Đống Đa, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 03/12/2019, Sửa xong 27/12/2019, Chấp nhận đăng 31/01/2020 Tóm tắt Gối cách chấn đàn hồi cốt sợi không liên kết (gọi tắt gối U-FREI) loại gối cách chấn tương đối phát triển giới Các nghiên cứu gối U-FREI Việt Nam xem xét gối U-FREI chịu chuyển vị ngang với giá trị nhỏ (nhỏ 1,0tr , tr tổng chiều dày lớp cao su gối U-FREI) Trong nghiên cứu này, ứng xử ngang gối U-FREI hình khối hộp chịu đồng thời tải trọng thẳng đứng có giá trị khơng đổi chuyển vị ngang vòng lặp dạng hàm điều hòa có độ lớn tăng dần đến giá trị 2,0tr khảo sát phương pháp phân tích mơ hình số Nghiên cứu chuyển vị nhỏ, độ cứng ngang gối U-FREI giảm xuống gối cách chấn có biến dạng cuộn, chuyển vị lớn, độ cứng ngang gối U-FREI tăng lên Từ khoá: gối cách chấn; gối cách chấn đàn hồi cốt sợi không liên kết; biến dạng cuộn; ứng xử ngang; chuyển vị ngang lớn HORIZONTAL RESPONSE OF A SQUARE UN-BONDED FIBER REINFORCED ELASTOMERIC ISOLATOR UNDER LARGE DISPLACEMENT Abstract Un-bonded fiber reinforced elastomeric isolator (U-FREI) is relatively new seismic isolator which has been developed in the world In Vietnam, research related to this U-FREI only focused on investigating its horizontal response under low displacement but not large displacement (lesser than 1.0tr , where tr is total height of elastomer) In this study, the horizontal response of a square U-FREI under the simultaneous action of a constant vertical load and cyclic horizontal displacement with increasing amplitudes up to 2.0tr is investigated by finite element analysis This study indicates that at low amplitudes of displacement, the horizontal stiffness of the U-FREI is decreased due to rollover deformation; however, at large amplitudes of displacement, its horizontal stiffness is increased Keywords: base isolator; un-bonded fiber reinforced elastomeric isolator; rollover deformation; horizontal response; large horizontal displacement https://doi.org/10.31814/stce.nuce2020-14(1V)-08 c 2020 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) Giới thiệu Gối cách chấn đa lớp thiết bị cách chấn đáy sử dụng phổ biến để giảm hư hỏng cho cơng trình chịu động đất Gối cách chấn thường đặt bên phần đài móng bên phần thân cơng trình Gối cách chấn có độ cứng theo phương ngang có giá trị thấp nên cơng trình chịu chuyển vị theo phương ngang với giá trị lớn trận động đất, có độ ∗ Tác giả Địa e-mail: thuyet.kcct@tlu.edu.vn (Thuyết, N V.) 81 Việt, V Q., Thuyết, N V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng cứng theo phương đứng cao nên đảm bảo chịu trọng lượng công trình Nhờ sử dụng hệ gối cách chấn nên chu kỳ dao động theo phương ngang cơng trình cách chấn đáy tăng lên Các gối cách chấn đa lớp thường cấu tạo thép mỏng xen kẹp gắn kết với lớp cao su, hai đế thép dày đáy đỉnh gối để liên kết với phần đài móng phần thân cơng trình Các gối cách chấn đa lớp thường nặng, giá thành cao phức tạp thi công xây lắp nên chúng thường sử dụng cho cơng trình có tầm quan trọng cao đắt tiền Một loại gối cách chấn đa lớp phát triển gối cách chấn đàn hồi cốt sợi (fiber reinforced elastomeric isolator – gọi tắt gối FREI) Gối FREI đề xuất lần vào năm 1999 Kelly [1] Gối FREI có cấu tạo tương tự gối cách chấn đa lớp thông thường lớp sợi (thường sợi cacbon) thay cho lớp thép mỏng Sợi cacbon có trọng lượng riêng khoảng 1600 kg/m3 thấp nhiều so với thép 7850 kg/m3 nên gối FREI có trọng lượng thấp nhiều so với gối cách chấn đa lớp thơng trường kích thước Việc chế tạo sợi cacbon đơn giản so với gia công thép Gối FREI nghiên cứu, phát triển theo hai dạng: gối FREI liên kết (Bonded fiber reinforced elastomeric isolator, gọi tắt gối B-FREI) gối FREI không liên kết (gọi tắt gối U-FREI) Trong gối B-FREI có hai đế thép dày đáy đỉnh gối để liên kết với phần móng phần thân cơng trình gối U-FREI loại bỏ hai đế thép Gối U-FREI đặt trực tiếp lên bên phần đài móng phần thân cơng trình mà khơng cần liên kết chúng Nhờ loại bỏ hai đế thép dày, gối U-FREI có trọng lượng nhẹ hơn, dễ dàng thi cơng lắp dựng vào cơng trình so với gối B-FREI Gối U-FREI kì vọng sử dụng cho cơng trình dân dụng trung thấp tầng với chi phí rẻ nước phát triển Nghiên cứu ứng xử ngang gối U-FREI thực thí nghiệm phân tích mơ hình số chục năm qua Dezfuli Alam [2] tiến hành thí nghiệm điều tra đặc tính học ứng xử ngang gối U-FREI Strauss cs [3] thí nghiệm điều tra ảnh hưởng mô-đun cắt đến ứng xử ngang loại gối cách chấn đa lớp Thuyet cs [4, 5] nghiên cứu thực nghiệm mơ hình số để đánh giá độ cứng ngang hiệu dụng ảnh hưởng phương chuyển vị ngang đến ứng xử ngang nguyên mẫu gối U-FREI hình khối hộp Ở Việt Nam, vài nghiên cứu mô hình số nguyên mẫu gối U-FREI thực [6, 7] Trong nghiên cứu này, độ lớn chuyển vị ngang tác dụng vào gối cách chấn thường có giá trị nhỏ, nhỏ 1,0tr (tr tổng chiều dày lớp cao su gối cách chấn) Dao động đất trận động đất lớn gây chuyển vị lớn cho gối cách chấn Vì vậy, ứng xử ngang gối U-FREI chịu chuyển vị ngang có giá trị lớn nên tiếp tục nghiên cứu Nghiên cứu trình bày ứng xử ngang gối U-FREI hình khối hộp chịu đồng thời tải trọng thẳng đứng có giá trị khơng đổi chuyển vị ngang dạng hàm điều hòa có giá trị độ lớn tăng dần đến 2,0tr phân tích mơ hình số đồng thời phân tích q trình làm việc gối U-FREI Cấu tạo chi tiết gối cách chấn U-FREI Gối cách chấn đàn hồi cốt sợi hình khối hộp có cạnh a = 250 mm, tổng chiều cao h = 100 mm Gối U-FREI cấu tạo từ 18 lớp cao su xen kẹp gắn kết với 17 lớp sợi cacbon hai hướng vng góc (0◦ /90◦ ) Mỗi lớp cao su sợi cacbon dày tương ứng 0,55 mm Mặt cắt dọc theo phương đứng kích thước gối cách chấn miêu tả Hình Các thơng số chi tiết kích thước vật liệu gối cách chấn cho Bảng 82 h = hai 100 hướng mm Gối U-FREI cấu0tạo từ 18 lớpcao caosu suvà xensợi kẹp gắndày kết với 17 lớp sợicao cacbon vng gócđược (00/90 ) Mỗi lớp cacbon tương 0 17 lớp sợi cacbon hai hướng vng góc (0 /90 ) Mỗi lớp cao su sợi cacbon dày tương ứng 0,55 mm Mặt cắt dọc theo phương đứng kích thước gối cách chấn ứng 0,55 mm Mặt cắt dọc theo phương đứng kích thước gối cách chấn miêu tả Hình Các thơng số chi tiết kích thước vật liệu gối cách miêu tả Hình Các thơng số chi tiết kích thước vật liệu gối cách V Q., Thuyết, N V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng chấn cho trongViệt, Bảng chấn cho Bảng Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE (a)(a) CấuCấu tạo caolớp su sợi su cacbon tạolớp cao sợi (b) Kích thướccủa gối cacbon (b) Kích thước gối(mm) (đơn vị: (a) Cấu tạo lớp cao su sợi cacbon (b) Kích thước gối (đơn vị: mm) Mô-đun củacách caochấn su theo phương (MPa) Hình Cấu tạo chi cắt tiết gối đàn hồi cốt sợi ngang, G mm) hồi gối củacách hỗn chấn hợp cao Hình 1.Mơ-đun Cấu tạođàn chi tiết đàn su-sợi hồi cốtcacbon sợi (GPa) gối cách chấn theo phương ngang, E Hình Cấu tạo chi tiết gối cách chấn đàn hồi cốt sợi Bảng Chi tiết thơng số kích thước vật liệu gối U-FREI Bảng Chi tiết thông số kích thước vật liệu gối U-FREI số poisson gối, μvà vật liệu Thông số tiết cácHệ Đơn vị gối U-FREI Giá trị Bảng Chi thơng số kích thước Thơng số Kích thước gối Đơn vị Giá trị (mm) 250 × 250 × 100 250×250×100 Giá 18 trị Sốmột lớplớp caocao su,su, ne te Gối cách chấn đàn hồi cốt 18 kích thước nêu trê Chiều dày (mm) sợi(mm) khơng liên 250×250×100 kết 5,0 với Kích thướcdày gối Tổng chiều lớp cao su, t (mm) 90 r Chiều dày sát lớp ứng cao su, 5,0có giá trị khơng đổi e xử tngang chịu đồng thời tải (mm) trọng thẳng đứng Số lớp lớp sợi 1718 Số caocacbon, su, nen f ngang vòng lặp dạng hàm điều hòa hình sin có giá trị độ lớn tăng dần đ Tổng chiều dày lớp cao su, t (mm) 90 r Chiều dày lớp sợi cacbon, t f (mm) 0,55 Chiều lớp su, Mô-đundày cắt sợi cao sucao theo phương ngang, 0,90 phương môGphỏng số sử (MPa) dụng(mm) phần mềm kết cấu ANSYS v.14.0 Số lớp cacbon, nf te pháp 175,0 Mô-đun đàn hồi hỗn hợp cao su-sợi cacbon (GPa) 40 Tổng chiều dày lớp cao su, (mm) 90 r chọn loại phần tử Lựatngang, gối cách chấn theo 3.1 phương E Hệlớp số poisson gối,nµf 0,20 Số sợi cacbon, 17quá trình làm việ Cao su gối cách chấn có biến dạng lớn Kích thước của3.gối (mm) Mơ hình gối cách chấn tải trọng Thơng số Đơn vị Số lớp cao su, ne su mơ hình 3phần tử khối SOLID185 với nút Phần tử có Mơ hình gối cách chấn vàhình tải trọng hóa vật liệu siêu đàn hồi ứng xử biến dạng lớn vật liệu Sợ cường mơ hình phần tử khối SOLID46 với nút có khả n Gối cách chấn đàn hồi cốt sợi khơng liên kết với kích thước nêu khảo sát ứng xử ngang Chú ý phần tử sợi cacbon chịu đồng thời tải trọng thẳng nhiều đứng cólớp giámỏng trị khơng đổi chuyển vị ngang vòng lặp dạng hàm điều phương hòa hình sin có giá trị độ lớn tăng dầnvuông đến 2,0t sử miêu dụng phần mềmHình Ha hướng góc (0 900)pháp trongmơmột lớpsố tả r kết cấu ANSYS v.14.0 dày (coi cứng) mơ hình đáy đỉnh gối, để mô 3.1 Lựa chọn loại phần tử móng phần thân cơng trình, mơ hình phần tử SOLID18 Cao su gối cách chấn có biến dạng lớn q trình làm việc Ở đây, cao su mơ hình phần tử khối SOLID185 với nút Phần tử có khả mơ hình hóa vật liệu siêu đàn hồi ứng xử biến dạng lớn vật liệu Sợi cacbon gia cường mơ hình phần tử khối SOLID46 với nút có khả mơ hình nhiều lớp mỏng Chú ý phần tử sợi cacbon đan theo hai hướng vng góc (0◦ Hình Các lớp phương củacacbon sợi cacbon lớp phương sợi gối U-FREI 90◦ ) lớp miêu tả Hình 2.Hình Hai Các gối U-FREI đế thép dày (coi cứng) mơU-FREI hình Do gối đặt trực tiếp lên phần đài móng phần th (các bệ đỡ) mà khơng có liên kết vật lý nên mơ hình gối U 83 phần tử tiếp xúc mặt-tới-mặt sử dụng Phầ phần mềm ANSYS CONTA173 dùng để định nghĩa cho mặt lớp cao su c cao su tiếp xúc với phần đài móng phần thân cơng trình) phần Việt, V Q., Thuyết, N V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng đáy đỉnh gối, để mơ cho phần đài móng phần thân cơng trình, mơ hình phần tử SOLID185 Do gối U-FREI đặt trực tiếpTạp lênchítrên phần đài móng phần thân cơng trình (các bệ đỡ) mà Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE liên kết vật lý nên mơ hình gối U-FREI phần mềm ANSYS phần tử tiếp xúc mặt-tới-mặt sử dụng Phần tử tiếp xúc CONTA173 dùng để định nghĩa cho Cácsuthông vật liệu Bảng dụngđài để móng mơ hình ANSYS mặt lớp cao ngoàisốcùng (mặtcho màtrong cao su tiếp1xúc vớisửphần phần thân cơng trình) Cao su gối U-FREI có ứng xử phi tuyến chịu chuyển vị lớn nên môtiếp xúc phần tử tiếp xúc TARGE170 dùng để định nghĩa cho mặt hai đế thép vị trí hìnhchấn Mơ mơ hình siêu đàn hồi mơ hình để vậttruyền liệu đàn Vậtcác liệu đàntiếp hồixúc đến với gối cách hình vật maliệu sát Coulomb sử dụng lựcnhớt cắt từ mặt siêu cao dùng để mô vật liệu chịu biến dạng đàn hồi lớn mà phục mặt mục tiêu với hệ số ma sát 0,85 hồi Vật liệu giống cao su nhiều vật liệu polymer khác thuộc loại Vật 3.2 Mơ liệu hìnhsiêu vật đàn liệu hồi có độ cứng thay đổi theo mức độ ứng suất Các nghiên cứu [8,9] Các thông số vật liệu cho Bảng 13-term sử để mô ANSYS gối cho thấy sử dụng mơ hình Ogden vàdụng mơ hình ứnghình xử cắt đàn nhớt đểCao mơ su hình U-FREI cho có ứng xử phi tuyến chịu chuyển vị lớn nên mơ hình mơ hình vật liệu vật liệu cao su gối cách chấn tương đối phù hợp Trong nghiên cứu này,siêu đàn hồi mơ hình liệu đànmơ nhớt Vậtbằng liệu đàn hồi siêu cao 3-term dùng đểvàmơ chịu cao su vật hình mơ hình Ogden mơphỏng hình ứng vật xử liệu cắt đàn biến dạng đàn hồi lớn mà phục hồi Vật liệu giống cao su nhiều vật liệu polymer nhớt với thông số sau: khác thuộc loại Vật liệu siêu đàn hồi có độ cứng thay đổi theo mức độ ứng suất Các nghiên 2 μ1hình = 1,89 × 1063-term (N/m2);vàμ2mơ = 3600 ); μcắt -30000 ); hình cho =đàn cứu [8, 9] choOgden thấy sử(3-term): dụng mơ Ogden hình(N/m ứng xử nhớt(N/m để mơ vật liệu cao su gối cách chấn tương Trong nghiên cứu này, cao su mô α1 = 1,3 ; α2 đối = phù ; αhợp = -2 ; hình mơ hình Ogden 3-term mơ hình ứng xử cắt đàn nhớt với thơng số sau: Mơ hìnhµứng xử cắt đàn nhớt: 2a1 = 0,3333; t1 = 0,04; a2 = 0,3333; t2 = 100; 2 - Ogden (3-term): = 1,89 × 106 (N/m ); µ2 = 3600 (N/m ); µ3 = −30000 (N/m ); α1 = 1,3; α2 = 5; α3 = −2; 3.3 Tải trọng - Mơ hình ứng xử cắt đàn nhớt: a1 = 0,3333; t1 = 0,04; a2 = 0,3333; t2 = 100 Ứng xử ngang gối U-FREI khảo sát chịu đồng thời tải trọng thẳng đứng giá trị khơng đổi chuyển vị ngang vòng lặp Tải trọng đứng thiết kế cho gối 3.3 Tải có trọng kN (tương ứngU-FREI với áp lực thẳng lên bề mặtthời gốitải 5,6 MPa), Ứng 350 xử ngang gối khảođứng sát chịu đồng trọng thẳngkhơng đứngđổi có giá trị khơng suốt q trình điều tra Tải trọng thẳng đứng đại diện cho lực dọc chân cột tác đổi chuyển vị ngang vòng lặp Tải trọng đứng thiết kế cho gối 350 kN (tương ứng với dụng áp lực thẳng gối cách Chuyểnkhơng vị ngang X dạng hòatrọng hình sin theo đứng lênvào bề mặt gối làchấn 5,6 MPa), đổi theo trongphương suốt trình hàm điều điều tra Tải thẳng đứng đại cáccột tiêu hànhcách [10,11] cơng trình cách chấn hai vòng diện choquy lực định dọc chân tácchuẩn dụng vào gối chấn.vềChuyển vị ngang theo đáy, phương X dạng hàm điều hòacho hìnhmột sin độ theolớn quy định gán tiêu vào chuẩn hiệnđếhành vềcủa công chấn đáy, chuyển vị, phần thép[10, phía11] gốitrình cáchcách chấn hai vòngChuyển cho mộtvịđộngang lớn chuyển vị,ởđược vàochuyển phần đế Hình gối cách chấn vòng lặp gán độ lớn vị thép đượcphía miêutrên tả Chu kỳChuyển vị ngangcủa vòng lặp độ lớn chuyển vị miêu tả Hình Chu kỳ chuyển vị ngang lấy chuyển vị ngang lấy T = 1s (hay tần số f = Hz) phù hợp với chu kỳ trội T =của lịch s (hay số fvị=thường Hz) xảy phù hợpvới vớicác chucông kỳ trội sửtrung chuyển thường sử tần chuyển đối trìnhcủa dânlịch dụng vị thấp tầng xảy cơng trình dân dụng trung thấp tầng thực tế Giá trị độ lớn chuyển vị thực tế Giá trị độ lớn chuyển vị ngang tăng dần từ mm đến 180 ngang mm tăng dần(2,0t từ mm đến 180 mm (2,0t ) Phần chân đế thép phía giữ cố định r giữ cố định ) Phần chân đế thép phía r Hình Chuyển vị ngang giá trị độ lớn gán vào gối U-FREI 84 (Font chữ hình Times New Roman, khơng viết đậm) (Font chữ hình Times New Roman, khơng viết đậm) 3.4 Kích thước lưới chia phần tử tử 3.4 Kích thước lưới chia phần Ảnh hưởng củacủa kích thước lưới tửhọc đến kết phân tích Ảnh hưởng kích thước lưới tử đến kết phân tíchứng ứngxửxửngang ngang Việt, V Q., Thuyết, N chia V /chia Tạpphần chíphần Khoa Cơng nghệ Xây dựng củacủa gối U-FREI phân tích thơng qua baba cách chia sau: (a)(a) kích thước lưới chia lớn; U-FREI tích thơng qua cách chia sau: kích thước lưới chia lớn; 3.4.gối Kích thước lưới chiaphân phần tử (b)(b) kích thước chia nhỏ vàvà (c)(c) kích thước lưới chia rấtrất nhỏ Trong cảcảbabacách kích thước chia nhỏ kích thước lưới chia nhỏ Trong cáchchia chianày, này, Ảnh hưởng kích thước lưới chia phần tử đến kết phân tích ứng xử ngang gối U-FREI cáccác lớplớp cao su chia theo phương chiều dày vàlớn; phương lớp cao su chia theo phương chiều dày phương nằmngang; ngang; lớp phân tích thơng qua ba cách chia sau: (a) kích thước lưới chia (b) kíchnằm thước chia nhỏcác vàcác (c) kích thước nhỏ Trong cảmỏng ba cách chiamm) này, lớp cao su chia theonằm phương sợisợi cacbon dolưới cóchia chiều dày mỏng (0,55 nên chia theo phương ngang, cacbon có chiều dày (0,55 mm) nên chia theo phương nằm ngang, chiều dày phương nằm ngang; lớp sợi cacbon có chiều dày mỏng (0,55 mm) nên phương chiều dày nằm không chia Theo đó,dày khơng cách chia (a), (b),ở (c) cao(c)sucác phương không cách chia (a), (c)các cáclớp lớp suvàlớp vàsợisợi chia theochiều phươngdày ngang, chia phươngTheo chiều đó, chia Theo đó,(b), cách chia (a), (b),cao cacbon chia theo phương nằm ngang kích thước là10 mm, mm, cao su sợi cacbon chia theo phương nằm ngang kích lần thước là10 10 mm,8 88 mm, vàvàvà cacbon chia theo phương nằm ngang kích thước lầnlượt lượt mm, mm,66 mm; 6mm; mm; phương chiều dày cao sucao chia thành 2thành phần Mô gối U-FREI chia phần tử theo bachia phương chiều dày củacủa cáclớp lớp cao susu chia phần Mô gối U-FREI đãđãchia phương chiều dày lớp chia thành 2hình phần Mơhình hình gối U-FREI cách chia thể Hình phần tử tử theo baba cách chia thểthể Hình 4 phần theo cách chia Hình Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE (a) Kích thước lưới chia lớn Kích thước lưới chia (a)(a) Kích thước lưới chia lớnlớn (b) Kích thước lưới chia vừa Kích thước lưới chia vừa (b)(b) Kích thước lưới chia vừa 6 (c) Kích thước lưới chia nhỏ (c) Kích thước lưới chia nhỏ Hình Kích thước cách chia lưới gối U-FREI Hình Kích thước cách chia lưới gối U-FREI Kết chuẩn hóa ứng suất (tức tỷ85số ứng suất với áp lực thẳng đứng) S33/p lớp cao su lớp sợi cacbon khoảng chiều dày gối U-FREI theo phương chuyển vị độ lớn 135 mm (1,50tr) chuyển vị ngang thể Hình Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE Kết chuẩn hóa ứng suất (tức tỷ số ứng suất với áp lực thẳng đứng) S33/p lớp cao su lớp sợi cacbon khoảng chiều dày gối U-FREI theo phương chuyển Q., Thuyết, N chuyển V / Tạp chí học Cơng nghệ vị độ lớn 135Việt, mmV.(1,50t vịKhoa ngang thể Xây hiệndựng Hình r) 6.quả Trong cáchóa hình này, chiều tỷ vị đứng) trí củaS điểm xét với Kết chuẩn ứng suấtchuẩn (tức làhóa tỷ số ứng rộng suất với áp lệ lựcgiữa thẳng 33 /p lớp cao su lớp chiều rộng gối U-FREI theo phương chuyển vị ngang Kết từ hình sợi cacbon khoảng chiều dày gối U-FREI theo phương chuyển vị độ lớn 135 mmcho (1,50tr ) chuyển vị ngang thể Trong cácU-FREI hình này, chuẩn hóa chiều rộng thấy ứng suất lớptrong cao su ởHình giữa5chiều dày gối theo phương chuyển tỷ lệ vị trí điểm U-FREI phương chuyển vị ngang độ lớnđang 135 xét mmvới có chiều dạng rộng biểu gối đồ giá trịtheo tương tự với vị cácngang cách Kết từchia hình cho thấy ứng suất lớp cao su chiều dày gối U-FREI theo lưới khác Tuy nhiên, ứng suất lớp sợi cacbon chiều dày gối phương Uchuyển vị ngang độ lớn 135 mm có dạng biểu đồ giá trị tương tự với cách chia FREI theo phương chuyển vị ngang độ lớn 135 mm có giá trị đỉnh ứng suất nén lưới khác Tuy nhiên, ứng suất lớp sợi cacbon chiều dày gối U-FREI theo phương cách chia nhaucólàgiágần chỉnén khác vềcác dạng biểu chuyểntheo vị ngang độ lớnkhác 135 mm trị đỉnh nhau, ứng suất theo cách chiađồ; khác nhauđó, gần dạng biểu đồ cách chia lưới (c) mịn trơn Các dạng biểu đồ ứng suất nhau, khác dạng biểu đồ; đó, dạng biểu đồ cách chia lưới (c) mịn trơn cáchbiểu chiađồ lưới (c)suất tương phù hợp với(c) cáctương kết tíchvới ứngcác suất gốiphân U-FREI Các dạng ứng củađối cách chia lưới đối phân phù hợp kếtvềquả tích ứng suất vềcủa gốicác U-FREI nghiên cứu [12, 13] Vì vậy, cách chia lưới phần tử (c) chọn sử dụng nghiên cứu [12,13] Vì vậy, cách chia lưới phần tử (c) chọn sử dụng nghiên cứu nghiên cứu Khoa nghệ Xây dựng NUCE Chuẩn ứng suất S33học /p cao su chiều dày theo gối U-FREI theo vị Hình Hình Chuẩn hóa ứnghóa suấtTạp S 33chí /p lớp caoởCông sulớp chiều dày gối U-FREI phương chuyển độ lớn 135 mm theo cách chia khác phương chuyển vị độ lớn 135 mm theo cách chia khác 7giữa Hình Hình Chuẩn hóa ứnghóa suấtứng S 33 /p sợiởcacbon chiều dày gối U-FREI phương chuyển Chuẩn suấtở lớp S33/p lớp sợi cacbon chiều dày theo gối U-FREI theo vị độ lớn 135 mm theo cách chia khác phương chuyển vị độ lớn 135 mm theo cách chia khác Với cách chia lưới phần tử (c), lớp sợi cacbon chia lưới theo phương nằm ngang kích thước Với cách chia lưới phần tử (c), lớp sợi cacbon chia lưới theo phương nằm ngang 86 0,55 mm, tỷ lệ chiều dài kích thước mm, theo chiều dày kích thước chiều ngắn phần tử xấp xỉ 10,1 lần Tỷ lệ lớn chấp nhận phân tích mơ hình số Do tốn nghiên cứu phân tích vật liệu làm việc miền phi tuyến phân tích động nên u cầu cấu hình Việt, V Q., Thuyết, N V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng mm, theo chiều dày kích thước 0,55 mm, tỷ lệ chiều dài chiều ngắn phần tử xấp xỉ 10,1 lần Tỷ lệ lớn chấp nhận phân tích mơ hình số Do tốn nghiên cứu phân tích vật liệu làm việc miền phi tuyến phân tích động nên yêu cầu cấu hình thiết bị thời gian phân tích tương đối lớn Vì vậy, coi cách chia lưới phần tử (c) hợp lý, phù hợp ba cách chia cho phân tích toán nghiên cứu 3.5 Sự tách lớp lớp cao su sợi cacbon gối U-FREI Tạp Đối với gối cách chấn đa lớp thông thường, liên kết lớp thép với lớp cao su cần có kỹ thuật/cơng nghệ sản xuất chất kết dính đặc biệt để trình làm việc gối cách Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE chấn không bị tách lớp Ở gối cách chấn dạng này, chiều dày lớp thép lớn chiều dày lớp sợi gối FREI nên việc tách lớp lớp thép lớp cao su xảy chuyển vị ngang có giá trị nhỏ nén Chuyển vị ngang vòng lặp có giá trị độ lớn tăng dần từ 20 mm Tuy nhiên, gối U-FREI, chiều dày lớp sợi tương đối nhỏ (trong nghiên cứu chiều vòng lặp cho giá trị độ lớn chuyển vị (như Hình 3) Trong thí dày lớp sợi cacbon 0,55 mm), liên kết lớp sợi với lớp cao su có độ bám dính tốt vịthép ngang lớn lớp mẫuliên gốikếtcách chấn 80 mm (nhỏ nhiều so với liên kết giữachuyển lớp với caogán su; vào kỹ thuật hóa chấtchỉ đểlà liên chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE kết lớp sợi với lớptrịcao su đơn giản nênphương việc tách pháp lớp lớp sợi nghiên cứuhơn mơcáchình số),vớilàcác dolớp mẫu gối cao su xảy Hơnsử nữa, gối FREI làm việc điều kiện không liên kết nên việc tách lớp dụng vào cơng trình thực tế sau thí nghiệm nên yêu cầu mẫu gối c lớp cao su lớp sợi xảy chuyển vị ngang có giá trị lớn Chẳng hạn phá hoại suốt q trình thí nghiệm nghiên cứu [14], mẫu gối bị U-FREI tách lớp giá trị chuyển vị ngang khoảng 2,75tr Ở nghiên cứu này, giá trị chuyển vị ngang lớn xét đến 2,0tr Do vậy, mơ hình gối U-FREI ANSYS nghiên cứu không xét đến (bỏ qua) khả tách lớp lớp sợi cacbon với lớp cao su gang vòng lặp có giá trị độ lớn tăng dần từ 20 mm tới 80 mm, hai trị độ lớn chuyển vị (như Hình 3) Trong thí nghiệm, độ lớn Kiểm chứng kết phân tích mơ hình số gán vào mẫu gối cách chấn 80 mm (nhỏ so với giá Kết ứng xử ngang gối U-FREI chuyển vị nhỏ (≤ 80 mm) xác định từ kết phân phương mơmềm hình số), dovớimẫu kết tích mơ hìnhpháp số phần ANSYS đượclà so sánh kết quảgối từ thí cách nghiệm đểchấn kiểm chứng phân tích mơ hình số h thực tế Mẫu saugốikhi thíthínghiệm nên cầu mẫu gối cách không U-FREI nghiệm: Hai mẫu gối yêu cách chấn U-FREI với thơng số hìnhchấn học thơng Hình Mẫu gốitrong U-FREI dùngđược nghiệm số vật liệu Bảng sản xuất Hình ảnh mẫu gối U-FREI dùng thí nghiệm thểthí t trình thí7.nghiệm Hình Hình Mơ hình thí nghiệm ình Mẫu gối U-FREI dùng thí nghiệm Hình Mẫu gối U-FREI dùng thí nghiệm Hình Mơ hình thí nghiệm Biến dạng 87 mẫu gối U-FREI độ lớn 80 mm chuyển vị ng mơ hình số thí nghiệm thể Hình Khi gối U-FREI ngang, mặt lớp cao su ngồi đáy đỉnh gối có phần (không liên kết) với mặt thép để tạo biến dạng cuộn Việt, V Q., Thuyết, N V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Mơ hình thí nghiệm: Hai mẫu gối cách chấn thí nghiệm ứng xử ngang phòng thí nghiệm Kết cấu, Khoa Cơng trình, Học viện Cơng nghệ Guwahati - Ấn Độ Mơ hình thí nghiệm miêu tả Hình Hai mẫu gối cách chấn đặt chồng lên theo phương đứng ngăn cách khung thép Các mẫu gối cách chấn đặt trực tiếp lên mặt thép phía phía mà khơng có liên kết vật lý Một truyền động thủy lực liên kết với khung thép hai mẫu gối cách chấn theo phương ngang Chuyển vị ngang vòng lặp dạng hàm điều hòa hình sin truyền vào mẫu gối cách chấn thơng qua truyền động Toàn hệ thống nằm bên máy nén thủy lực Tải trọng thẳng đứng với giá trị không đổi 350 kN truyền vào hai mẫu gối cách chấn thông qua máy nén Chuyển vị ngang vòng lặp có giá trị độ lớn tăng dần từ 20 mm tới 80 mm, hai vòng lặp cho giá trị độ lớn chuyển vị (như Hình 3) Trong thí nghiệm, độ lớn chuyển vị ngang lớn gán vào mẫu gối cách chấn 80 mm (nhỏ so với giá trị nghiên cứu phương pháp mơ hình số), mẫu gối cách chấn sử dụng vào cơng trình thực tế sau thí nghiệm nên yêu cầu mẫu gối cách chấn không bị phá hoại suốt q trình thí nghiệm Biến dạng mẫu gối U-FREI độ lớn 80 mm chuyển vị ngang xác định từ mơ hình số thí nghiệm thể Hình Khi gối U-FREI chịu chuyển vị ngang, mặt lớp cao su đáy đỉnh gối có phần khơng tiếp xúc (không liên kết) với mặt thép để tạo biến dạng Biến học dạngCông gối U-FREI từ phân tích mơ hình số thí nghiệm Tạpcuộn chí Khoa nghệ Xây dựng NUCE tương tự Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE (a) Từ phân tích mơ hình số (a) Từ phân tích mơ tích hìnhmơ số hình số (a) Từ phân thí nghiệm (b)(b) TừTừ thí nghiệm (b) Từ thí nghiệm Hình Biến dạngTạp củachígối U-FREI nghệ độ lớn 80dựng mmNUCE chuyển vị ngang Khoa học Hình Biến củadạng gối U-FREI tạiCơng độ lớn 80 mm vị ngang Hìnhdạng Biến gối U-FREI Xây độ lớn 80của mmchuyển chuyển vị ngang Hình So sánh vòng lặpxác trễđịnh gối U-FREI xác hình định số từ thí nghiệm Hình 10 So sánh vòng lặp 10 trễ gối U-FREI từ phân tích mơ từ phân tích mơ hình số từ thí nghiệm Mối quan hệ lực cắt ngang 88 chuyển ngang gối U-FREI định từ Hình 10 So sánh vòng lặp trễvịcủa gốicủa U-FREI xácxác định Hình lặp trễ gối U-FREI định phân tích10 mơ So hìnhsánh số vòng thí nghiệm đượccủa thể Hình xác 11 Các giá trị lực cắt phân tíchcắtmơ hìnhlớnsốnhất và từ nhỏ thí nghiệm ngang Hình 11 từ giá trị lực ngang vòng lặp trễ từ phân tích mơ hình số từ thí nghiệm (Hình 10) ứng với giá trị độ lớn chuyển vị ngang Kết cho thấy mối quan (Font chữ hình Times New Roman, khơng viết đậm, biến in nghiêng giống Hình 10 So sánh vòng lặp trễ gối U-FREI xác định tích mơ hình vàhọc từCơng thí nghiệm Việt, V.từ Q.,phân Thuyết, N V / Tạp chí số Khoa nghệ Xây dựng Mối quan lựcU-FREI cắt ngang chuyển ngangvàcủa gốitích U-FREI xácsốđịnh từ trị So sánh vòng lặphệ trễgiữa gối xácvà định từ thí vị nghiệm phân mơ hình giá độ lớn chuyển ngang dầnthí từ nghiệm 20 mm đến 80 thể mm thể lặp cắt trễ thể phân tích vị mơ hìnhtăng số Hình 11.Hình Các10 giáVòng trị lực hiệnngang mối quan hệ lực cắt ngang chuyển vị ngang gối cách chấn Từ Hình 10 cho thấy Hình 11 giá trị lực cắt ngang lớn nhỏ vòng lặp trễ khác biệt kết vòng lặp trễ từ thí nghiệm phân tích mơ hình số nhỏ (Hình 10) ứng với giá trị độ lớn chuyển vị ngang Kết cho thấy mối quan Mối quan hệ lực cắt ngang chuyển vị ngang gối U-FREI xác định từ phân tích mơ cắt ngang chuyển ngang định từ phân hìnhhệ số thílực nghiệm thể trongvịHình 11.của Cácgối giá U-FREI trị lực cắtxác ngang Hình tích 11 làmơ giá trị hình số thí nghiệm tương đối phù hợp lực cắt ngang lớn nhỏ vòng lặp trễ (Hình 10) ứng với giá trị độ lớn chuyển vị ngang Kết kết cho thấy so mốisánh quanvềhệbiến giữadạng, lực cắtvòng nganglặp vàtrễ chuyển vị ngang gối U-FREI Từ mối quan hệ lực cắt xác định từ phân tích mơ hình số thí nghiệm tương đối phù hợp ngang chuyển vị ngang gối U-FREI cho thấy kết ứng xử ngang Từ kết so sánh biến dạng, vòng lặp trễ mối quan hệ lực cắt ngang chuyển gối xác ởđịnh phânrằng tíchkết mơquả hình dụng phần ANSYS từbằng vị ngang củaU-FREI gối U-FREI trênbằng cho thấy ứngsốxửsửngang gốimềm U-FREI xác định làsố tương đốiphần phù mềm hợp ANSYS Do vậy,vàmơ số đề làxuất xácvậy, mơ phânthí tíchnghiệm mơ hình sử dụng từ hình thí nghiệm tương đối phù hợp Do hìnhđáng số đềtin xuất làviệc xác tích đáng ứng xửhồi ngang gối cách cậyở phân ứng tin xử cậy ngang củaviệc gốiphân cáchtích chấn đàn cốt sợi dạng chấnkhơng đàn hồiliên cốtkết sợi dạng khơng liên kết Hình 11 So sánh hệ lực quan cắt ngang chuyển vị ngang U-FREI định từ phân tích mơ Hìnhmối 11.quan So sánh mối hệ lực cắt ngangcủa vàgối chuyển vịxác ngang hình số từ thí nghiệm gối U-FREI xác định từ phân tích mơ hình số từ thí nghiệm Kết phân tích bình luận Kết phân tích bình luận 5.1 Biến dạng gối U-FREI 11 Biến dạng gối U-FREI giá trị độ lớn khác chuyển vị ngang thể Hình 12 Khi gối cách chấn chịu chuyển vị ngang, mặt lớp cao su gối bắt đầu tách rời với hai đế thép đáy đỉnh gối để tạo biến dạng cuộn Biến dạng cuộn đặc trưng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi khơng liên kết Từ Hình 12 cho thấy, giá trị độ lớn chuyển vị ngang tăng lên vùng biến dạng cuộn tăng lên, đồng thời vùng lớp cao su gối cách chấn tiếp xúc với đế thép giảm đi, điều làm giảm độ cứng ngang hiệu dụng gối U-FREI Khi giá trị độ lớn chuyển vị ngang đạt đến giá trị độ lớn định, mặt bên (mặt hông) gối U-FREI bắt đầu tiếp xúc với đế thép Đến giá trị độ lớn chuyển vị ngang, toàn mặt bên gối U-FREI tiếp xúc hoàn tồn với đế thép (Hình 12(d)) Việc tiếp xúc mặt bên gối U-FREI với đế thép làm gia tăng lực cắt ngang đồng thời làm tăng độ cứng ngang gối cách chấn Các giai đoạn trình ứng xử ngang gối U-FREI trình bày chi tiết mục 89 Kết phân tích bình luận Kết phân tích bình luận Kết phân tích bình luận 5 Kết phân bình luận 5.1 Biếnquả dạng củatích gốiU-FREI U-FREI 5.1 Biến dạng gối 5.1 Biến dạng gối U-FREI 5.1 Biến Biến dạng dạngcủa củagối gốiU-FREI U-FREIở ởcác giá trị độ lớn khác chuyển vị ngang BiếnBiến dạng gối U-FREI chuyển ngang dạng gối U-FREI cácgiágiátrịtrịđộđộlớn lớnkhác khác nhau của chuyển vịvịngang Biến dạng củaHình gốiQ.,U-FREI V giáchítrịKhoa độ lớn khácnghệ nhauXây chuyển vị ngang Việt, V Thuyết, N / Tạp học Công dựng đượcthể thể 12 Hình 12 đượchiện thể Hình 12 thể Hình 12 (a) mm) rr (40 (a)uu=0,44t =0,44t 0,44t mm) r (40 (a) (40 mm) (a) mm) (a)uuu===0,44t 0,44tr r(40 (40 mm) (b) mm) rr (90 (b) uu==1,00t 1,00t mm) (b) =1,00t 1,00t mm) r (90 (b) (90 mm) r (90 (b) uu==u 1,00t r (90 mm) (c) u = 1,50tr (135 mm) (d) u = 2,00tr (180 mm) uu =2,00t mm) (d) uu== 2,00t mm) rr (180 r (180 (d)(d) (180 mm) (d) =2,00t 2,00t mm) r (180 Hình 12 Biến dạng gối U-FREI độ lớn khác chuyển vị ngang Hình 12 Biến dạng gối U-FREI độ lớn khác chuyển ngang Hình 12 Biến dạng gối U-FREI độ lớnlớn khác chuyển vị ngang Hình 12 Biến dạng gối U-FREItại độđộ lớn khác chuyển vị vị ngang Hình 12 Biến dạng gối U-FREI khác chuyển vị ngang Khi gối cách chấn chịu chuyển vị ngang, mặt lớp cao su Khi gốicách cáchchấn chấnchịu chịuchuyển chuyển vị vị ngang, ngang, mặt lớp cao susungoài củacủa Khi gối mặt lớpra cao gối bắt đầucách tách chấn rời vớichịu hai chuyển đế thép ởvị đáy đỉnh gối để tạo biến cuộn Biến Khi gối ngang, mặt lớp caodạng su gối bắt đầu tách rời với hai đế thép đáy đỉnh gối để tạo biến dạng cuộn Biến 5.2 gối Quan hệ lực cắt ngang chuyển vị ngang bắt đầu tách rời với hai đế thép đáy đỉnh gối để tạo biến dạng cuộn BiếnBiến dạng cuộn đặc trưng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi khơng liên kết Từ Hình gốidạng bắtcuộn đầu làtách rời vớicơhai đế thép đáy vàđàn đỉnh gối để tạo biến dạng cuộn đặc trưng gối cách chấn hồi cốt sợi không liên kết Từ Hình dạng cuộn làlà đặc trưng gối chấn đàn hồi cốt sợigối khơng liên kết Từ Hình 12 cho thấy, khingang giácơtrịbản lớntrịcủa chuyển vị ngang tăng lên vùng biến dạng Quan hệ lực cắt vàđộgiá độ cách lớn chuyển vịđàn ngang U-FREI thểcuộn hiệnHình dạng cuộn hồi cốt không kết Từ 12 cho thấy, trưng giá trịcơ độbản lớn của gối chuyển vịchấn ngang tăng lên thìsợi vùng biếnliên dạng cuộn tăng lên, đồng thời vùng lớp cao su gối cách chấn tiếp xúc với giá trịtrịđộđộ lớn chuyển vịnghệ ngang tăng lênlên thì vùng biếnbiến dạng cuộn Hình12 13.cho Lưuthấy, ý tích kết mơ hình số ANSYS, lực cắt ngang gối U-FREI Tạp chí Khoa Xây dựng NUCE 12 cho thấy, giáphân lớn chuyển vị ngang vùng tăng lên, đồng thời vùng lớp caohọc suCơng ngồi tăng gối cách chấn tiếp xúc vớidạng cuộn đượccũng lấy tổng tất lực ngang tất nút thép phía gối cách chấn đế thép giảm đi, điều làm giảm độ cứng ngang hiệu dụng gối U-FREI tăng lên, đồng thời vùng lớp cao su gối cách chấn tiếp xúc với tăngcũng lên, giảm đồngđi, thời vùng lớp caogiảm su củahiệu gối dụng cách chấngốitiếp xúc với đế Khi thép điều làm độ cứng ngang U-FREI giá trịgiảm độ lớn chuyển vị làm ngang đạt đến giá trị độhiệu lớn dụng định, mặt bên đế thép đi,của điều giảm độ cứng ngang gối U-FREI giácũng trị độgiảm lớn chuyển vị ngang đạt đến với giáđế trịngang độ lớn định, mặt bên đếKhi thép đi,U-FREI điều sẽđầu làm giảm độ cứng hiệu dụng gối U-FREI (mặt hông) gối bắt tiếp xúc thép Đến giá trị độ lớn Khi giá trị độ lớn chuyển vị ngang đạt đến giá trị độ lớn định, mặt bên (mặt U-FREI bắtvịđầu tiếp xúc đếgiá thép mộtnhất giá trị độ lớn Khi giáhông) trị độcủa lớngối chuyển ngang đạt với đếncác trịĐến độ lớn định, cácnào mặt bên =1,50t 1,50t (135 (c)u(c) 1,50t (135mm) mm) (c) mm) r rr(135 (c) uu==u=1,50t mm) r (135 (mặt hông) gối U-FREI bắt đầu tiếp xúc với đế thép Đến giá trị độ lớn (mặt hông) gối U-FREI bắt đầu tiếp xúc với đế thép Đến giá trị độ lớn 12 12 12 12 Hình hệ giữa lực lực cắt cắt ngang ngang và chuyển chuyểnvị vịngang ngangcủa củagối gốiU-FREI U-FREI Hình 13 13 Quan Quan hệ Từ kết Hình 13, trình ứng xử ngang gối U-FREI chịu Từ kết chuyển Hình có 13,giá q ngang gốira U-FREI đoạn chịu chuyển vị ngang có vị ngang trị trình độ lớnứng tăngxửdần có thểcủa chia thành giai Trong giai giá trị độ lớn tăng có chuyển thể chiavịracóthành giai gối đoạn Trongchưa giaixuất đoạnhiện đầu, đoạn đầu,dần giá trị4nhỏ, U-FREI biến dạngchuyển cuộn, vị có giá trị nhỏ, gốicác U-FREI chưa xuất biến dạng cuộn, mặt cao su gối mặt cao su gối cách chấn tiếp xúc với bệ đỡ Ứngcách xử chấn tiếp xúc với bệ đỡ xử ngang U-FREI tương đối tuyếnQuá tính ngang gối Ứng U-FREI tươngcủa đốigối tuyến tính giai đoạn trình nàygiai tiếp đoạn Quá trình tiếp diễn đến giá trị chuyển vị mà lớp cao su gối U-FREI diễn đến giá trị chuyển vị mà lớp cao su gối U-FREI bắt bắt đầu tách rời bệ đỡ để tạo biến dạng cuộn Giá trị chuyển vị kí hiệu đầu tách rời bệ đỡ để tạo biến dạng cuộn Giá trị chuyển vị kí hiệu ulàr, ur , ur = 18 mm (0,20t trị rchuyển vịtrịtiếp tục tăng lên, biếnvùng dạngbiến cuộn tăng lên ur =r ).18Khi mmgiá (0,20t ) Khi giá chuyển vị tiếp tụcvùng tăng lên, dạng cuộn diện tích vùng cao su ngồi tiếp xúc với đế thép giảm xuống Điều làm tăng lên diện tích vùng cao su ngồi tiếp xúc với đế thép giảm cho ứng xử gối xuống U-FREI trở nên làm phi cho tuyến vàxử đồng độ cứngtrở ngang gối U-FREI Điều ứng củathời gối U-FREI nên phi tuyến đồngcũng thời giảm độ xuống Đến giá trị độ lớn định chuyển vị, kí hiệu u , mặt bên gối U-FREI bắt đầu c cứng ngang gối U-FREI giảm xuống Đến giá trị độ lớn định tiếp xúc với bệ đỡ, việc tiếp xúc làm tăng lực cắt ngang gối cách chấn tức tăng độ chuyển vị, kí hiệu uc, mặt bên gối U-FREI bắt đầu tiếp xúc với bệ đỡ, cứng gối U-FREI Trong nghiên cứu này, uc = 126 mm (1,40tr ) gối U-FREI bắt đầu có tiếp việc tiếp xúc làm tăng lực cắt ngang gối cách chấn tức tăng độ cứng gối U-FREI Trong nghiên cứu này, uc =90 126 mm (1,40tr) gối U-FREI bắt đầu có tiếp xúc mặt bên bệ đỡ Khi chuyển vị tiếp tục tăng lên, vùng tiếp xúc mặt bên gối với bệ đỡ tăng Đến giá trị lớn chuyển vị, kí hiệu uf, toàn mặt bên gối tiếp xúc với mặt bệ đỡ Ở đây, uf = 168 mm (1,87tr 1,68h) Khi chuyển vị tiếp tục tăng lên (u > uf), biến dạng gối không Việt, V Q., Thuyết, N V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng xúc mặt bên bệ đỡ Khi chuyển vị tiếp tục tăng lên, vùng tiếp xúc mặt bên gối với bệ đỡ tăng Đến giá trị lớn chuyển vị, kí hiệu u f , toàn mặt bên gối tiếp xúc với mặt bệ đỡ Ở đây, u f = 168 mm (1,87tr 1,68h) Khi chuyển vị tiếp tục tăng lên (u > u f ), biến dạng gối khơng thay đổi, tức tồn mặt bên gối tiếp xúc với mặt bệ đỡ, độ lớn lực cắt ngang tăng lên, tức tăng độ cứng gối U-FREI Trong giai đoạn chuyển vị tăng từ uc đến u f , độ cứng ngang gối chịu ảnh hưởng hai yếu tố: độ cứng giảm xuống nhờ biến dạng cuộn độ cứng tăng lên nhờ tiếp xúc mặt bên mặt bệ đỡ Do đó, tồn giá trị chuyển tiếp giảm tăng lên độ cứng đó, kí hiệu uh , uh = 155 mm (1,70tr ) Khi u > uh việc tăng độ cứng gối tiếp xúc mặt bên Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE mặt bệ đỡ bắt đầu vượt qua việc giảm độ cứng biến dạng cuộn Theo [15], giá trị chuyển vị uh xem giá trị chuyển vị lớn chịu hệ kết cấu sử dụng gối cách chấn đàn hồi trị chuyển vị lớn chịu hệ kết cấu sử dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi không liên kết cốt sợi không liên kết 5.3 Độ cứng ngang 5.3 Độ cứng ngang Độ dốc củaĐộ đường quan hệ chuyển vị ngang thể Hình 13 dốc đường quanlực hệ cắt giữangang lực cắtvàngang chuyển vị ngang thểtrong độ cứngHình tiếp13 tuyến gối cách chấn Độ cứng tiếp tuyến gối U-FREI tính độ cứng tiếp tuyến gối cách chấn Độ cứng tiếp tuyến gối U-toán từ kết ANSYS được tính thể kèm giá trị ur , ukèm ucác Hình 14 Như c , uhtheo f FREI toán từ kếttheo ANSYS chuyển thểvịhiện giá trị chuyển phân tích, độ cứng gối U-FREI giảm dần chuyển vị tăng từ không đến u tăng dần h giảm vị ur, uc, uh uf Hình 14 Như phân tích, độ cứng gối U-FREI chuyển vị dần tăngkhi từ chuyển uh đến vị 2,0t r từ không đến u tăng dần chuyển vị tăng từ u đến 2,0t tăng h h r Hình chuyển vị vị ngang ngang của gối gối U-FREI U-FREI Hình14 14 Quan Quan hệ hệ giữa độ độ cứng cứng tiếp tiếp tuyến tuyến và chuyển Từ Hình 14 thấy độ cứng tiếp tuyến gối U-FREI ln có giá trị dương Từ Hình thấy vịrằng độ tăng cứngtừtiếp tuyến gối giá).trị dương chuyển vị 14 chuyển ngang không đến giá trị rấtU-FREI lớn 180 mmcó (2,0t r Theo [16], gối ngang tăngU-FREI từ khơng đến giá trị lớn 180 mm (2,0tr ) Theo [16], gối U-FREI bị ổn định lật bị ổn định lật giá trị chuyển vị ngang (lớn khơng) độ giá trị chuyển vị ngang (lớn khơng) độ cứng ngang tiếp tuyến gối U-FREI cứng ngang tiếp tuyến gối U-FREI giá trị không chuyển vị ngang giá trị khơng chuyển vị ngang Quan sát từ Hình 14 thấy gối U-FREI không bị ổn Quan sát từ Hình 14 thấy gối U-FREI khơng bị ổn định lật ứng với tải trọng định lật ứng với tải trọng đứng thiết kế (350 kN) đứng thiết kế (350 kN) Kết luận Kết luận Nghiên cứu trình bày ứng xử ngang gối cách chấn đàn hồi cốt sợi không Nghiênliên cứukếtnày xửtảingang gốiđứng cáchkhông chấn đàn hồichuyển cốt sợivịkhơng kết chịu khitrình chịu bày đồngứng thời trọngcủa thẳng đổi ngangliên vòng đồng thời lặp tải trọng không đổikhông chuyển vịr ngang vòngtích lặpmơ có hình giá trị có giá thẳng trị độ đứng lớn tăng dần từ đến 2,0t phân số.độ Kếtlớn quảtăng dần từ khơng đếnphân 2,0trtích phân tích mơ hình số Kết phân tích cho thấy gối U-FREI có ứng cho thấy gối U-FREI có ứng xử ngang phi tuyến chịu chuyển vị nhỏ nhờ xử ngang phi tuyến chịudạng chuyển vị Ởnhỏ dạng cuộn ngang giá trị chuyển vị nhỏ, giảm độ cứng ngang có biến cuộn cácnhờ giá có trị biến chuyển vị nhỏ, độỞcứng gối U-FREI gối U-FREI giảm dần Khi giá trị chuyển vị ngang tăng lên đến giá trị dần Khi giá trị chuyển vị ngang tăng lên đến giá trị định, độ cứng ngang định, độ cứng gối cách chấn tăng lên nhờ tiếp xúc mặt bên gối U-FREI với mặt 91 phần móng phần thân cơng trình Tồn giá trị chuyển vị ngang (uh) mà giảm độ cứng gối U-FREI biến dạng cuộn tăng độ cứng gối cách chấn tiếp xúc mặt bên gối mặt bệ đỡ Việt, V Q., Thuyết, N V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng ngang gối cách chấn tăng lên nhờ tiếp xúc mặt bên gối U-FREI với mặt phần móng phần thân cơng trình Tồn giá trị chuyển vị ngang (uh ) mà giảm độ cứng gối U-FREI biến dạng cuộn tăng độ cứng gối cách chấn tiếp xúc mặt bên gối mặt bệ đỡ Giá trị chuyển vị (uh ) xem giá trị chuyển vị lớn chịu hệ kết cấu sử dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi không liên kết Tài liệu tham khảo [1] Kelly, J M (1999) Analysis of fiber-reinforced elastomeric isolators Journal of Seismology and Earthquake Engineering, 2(1):19–34 [2] Hedayati Dezfuli, F., Alam, M S (2014) Performance of carbon fiber-reinforced elastomeric isolators manufactured in a simplified process: experimental investigations Structural Control and Health Monitoring, 21(11):1347–1359 [3] Strauss, A., Apostolidi, E., Zimmermann, T., Gerhaher, U., Dritsos, S (2014) Experimental investigations of fiber and steel reinforced elastomeric bearings: Shear modulus and damping coefficient Engineering Structures, 75:402–413 [4] Thuyet, N V., Dutta, A., Deb, S K (2017) Evaluation of horizontal stiffness of fibre-reinforced elastomeric isolators Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 46(11):1747–1767 [5] Thuyet, N V., Deb, S K., Dutta, A (2018) Effect of horizontal loading direction on performance of prototype square unbonded fibre reinforced elastomeric isolator Structural Control and Health Monitoring, 25(3):e2112 [6] Thuyet, N V (2018) Effect of shear modulus on the performance of prototype un-bonded fiber reinforced elastomeric isolators Journal of Science and Technology in Civil Engineering (STCE) - NUCE, 12(5): 10–19 [7] Thuyết, N V (2018) Nghiên cứu ứng xử ngang nguyên mẫu gối cách chấn đàn hồi cốt sợi khơng liên kết Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (KHCNXD)-ĐHXD, 12(6):39–48 [8] Ogden, R W (1972) Large deformation isotropic elasticity–on the correlation of theory and experiment for incompressible rubberlike solids Proceedings of the Royal Society of London A Mathematical and Physical Sciences, The Royal Society London, 326(1567):565–584 [9] Holzapfel, G A (1996) On large strain viscoelasticity: continuum formulation and finite element applications to elastomeric structures International Journal for Numerical Methods in Engineering, 39(22): 3903–3926 [10] ASCE/SEI 7-05 (2006) Minimum design load for buildings and other structure American Society of Civil Engineers, Virginia, USA [11] International Building Code [12] Toopchi-Nezhad, H., Tait, M J., Drysdale, R G (2011) Bonded versus unbonded strip fiber reinforced elastomeric isolators: finite element analysis Composite Structures, 93(2):850–859 [13] Osgooei, P M., Tait, M J., Konstantinidis, D (2014) Finite element analysis of unbonded square fiberreinforced elastomeric isolators (FREIs) under lateral loading in different directions Composite Structures, 113:164–173 [14] de Raaf, M G P., Tait, M J., Toopchi-Nezhad, H (2011) Stability of fiber-reinforced elastomeric bearings in an unbonded application Journal of Composite Materials, 45(18):1873–1884 [15] Toopchi-Nezhad, H., Tait, M J., Drysdale, R G (2008) Testing and modeling of square carbon fiberreinforced elastomeric seismic isolators Structural Control and Health Monitoring, 15(6):876–900 [16] Kelly, J M., Calabrese, A (2012) Mechanics of fiber reinforced bearings PEER Report, Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, USA 92 ... chịu hệ kết cấu sử dụng gối cách chấn đàn hồi trị chuyển vị lớn chịu hệ kết cấu sử dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi không liên kết cốt sợi không liên kết 5.3 Độ cứng ngang 5.3 Độ cứng ngang Độ... độđộ lớn khác chuyển vị vị ngang Hình 12 Biến dạng gối U-FREI khác chuyển vị ngang Khi gối cách chấn chịu chuyển vị ngang, mặt lớp cao su Khi gốicách cáchchấn chấnchịu chịuchuyển chuyển vị vị ngang, ... cách chấn đàn hồi cốt sợi không Nghiênliên cứukếtnày xửtảingang gối ứng cáchkhông chấn đàn hồichuyển cốt sợivịkhơng kết chịu khitrình chịu bày đồngứng thời trọngcủa thẳng đổi ngangliên vòng đồng