Phân tích ảnh hưởng TLD và tải trọng do động đất trong ứng xử kết cấu khung nhà cao tầng

LU NăV NăTH CăS GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N B ăGIỄOăD CăVĨă ĨOăT O TR NGă IăH CăC UăLONG ầầầầầầầ LểăBỄăC NG PHỂNăTệCHă NHăH NGăTLDăVÀăT IăTR NGăDOă NGă TăTRONGă NGăX ăK TăC UăKHUNGăNHÀăCAOăT NG LU NăV NăTH CăS NGÀNHăK ăTHU TăXỂYăD NGă CỌNGăTRỊNHăDỂNăD NGăVÀăCỌNGăNGH P NG IăH NGăD NăKHOAăH C PGS.TSăNGUY NăHOÀIăS N V NHăLONG,ăN Mă2016 HVTH: LêăBáăC ng Trang i LU NăV NăTH CăS GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N L IăCỄMă N L iăđ uătiênătơiăxinăbƠyăt ălòngăkínhătr ngăvƠăbi tă năsơuăs cănh tăđ năPGS.TSă Nguy năHoƠiăS n,ăng iăth yăđƣăt nătìnhăh ngăd n,ăgiúpăđ ăvƠăt oăm iăđi uăki nă thu năl iăchoătôiătrongăsu tăth iăgianăth căhi nălu năv n.ăTh yăth căs ălƠăm tănhƠă khoaăh căm uăm c,ălnăquanătơm,ăđ ngăviênăvƠăkhíchăl ătơiăkhiăg păkhóăkh năc ă trongăcơngăvi căvƠătrongăcu căs ng,ăcùngăh cătròăchiaăs ăc ăth tăb iăl năthƠnhăcông.ă Tôiă xină chơnă thƠnhă c mă nă Bană giámă hi u,ă Phòngă Ơoă T oă tr ngă iă H că H c C uăLong,ăT nhăV nhăLongăđƣăt oăđi uăki năđ ătơiăcóăth ăhoƠnăthƠnhăch ngătrìnhă đƠoăt oăb căcaoăh c.ă Trongăsu tăth iăgianăth căhi nălu năv năt tănghi p,ătôiăxinăchơnăthƠnhăcámă nă quỦăth yăcơăph ătráchăch ngătrìnhăđƠoăt oăth căs ăđƣătruy năđ tănh ngăki n th că quỦăbáu,ăcungăc păngu nătƠiăli uăđ yăđ ăvƠăk păth i,ăđ ngăth iătơiăc ngăxinăcámă nă vìăălnănh năđ căs ăđ ngăviênăgiúpăđ ăc aăt păth ăcánăb ăKhoaăKhoaăXơyăD ng DơnăD ngă&ăCNăc aăTr ngăđƣăt oăđi uăki năđ ătơiăcóăth ăhoƠnăthƠnhăch ngătrìnhă đƠoăt oăb căcaoăh c.ă Tôiă c ngă mongă mu nă đ că cámă nă b nă bè,ă đ ngă nghi pă vƠă ng iă thơnă đƣă đ ngăviên,ăgiúpăđ ătôiătrongăsu tăth iăgianăh căt păvƠăth căhi nălu năv n.ă XinăchơnăthƠnhăcámă n!ă V nhăLong,ăthángă9 n mă2016ă HVTH: LêăBáăC ng Trang ii LU NăV NăTH CăS GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N L IăCAMă OANă Tôi xin cam đoană đơyă lƠă cơngă trìnhă nghiênă c uă c aă riêngă cáă nhơnă tôi,ă đ th căhi năv iăs ăh că ngăd năkhoaăh căc aăPGS.TSăNguy năHoƠiăS n Cácăs ăli u,ăk tăqu ătrongălu năv nălƠătrungăth căvƠăch aăđ căcơngăb ătrongă b tăk ăcơngătrìnhăkhácănƠo.ă V nhăăăăăăV nhăLong,ăngƠyăầ thángă09ăn mă2016ă H căviên LểăBỄăC HVTH: LêăBáăC ng NG Trang iii LU NăV NăTH CăS GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N M CăL C ăm c Trang LụăL CHăKHOAăH CăH CăVIểNăSAUă IăH C i L IăCỄMă N iv L IăCAMă OAN v M CăL C iv DANH SÁCH CÁC HÌNH vi DANHăSỄCHăCỄCăB NG vii DANHăM CăCỄCăKụăHI U,ăCH ăVI TăT T viii Ch ngă1.ăM ă U 1.1 C ăS ăKHOAăH CăVĨăTH CăTI N 1.2 M CăTIểUăVĨăNHI MăV : IăT 1.3 1.4 PH NGăVĨăPH MăVIăNGHIểNăC U NGăPHỄPăNGHIểNăC U 1.5ăK TăC UăC AăLU NăV NăT TăNGHI P Ch ngă2.ăT NGăQUAN 2.1ăT NGăQUANăV ăVANă I UăCH NHăCH TăL NGă(TLD) 2.1.1ăGI IăTHI U 2.1.1.1 H thôngăth ng 2.1.1.2 H cô l p .4 2.1.1.3 H gi m ch n ph 2.1.1.3.1 H ch đ ng 2.1.1.3.2 H ăth ăđ ng 2.1.1.4ăC ăc u th đ ng 2.1.2ăVANă I UăCH NHăCH TăL NGăTLD 2.1.2.1 L ch S Phát Tri n 2.1.2.2 Tuned Liquid Column Dampers 2.1.2.3 Tuned Sloshing Damper 2.1.2.4 TLD ch đ ng 2.1.2.5 TLD th c t HVTH: LêăBáăC ng Trang iv LU NăV NăTH CăS GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N 2.2ăT NGăQUANăV ăTỊNHăHỊNHăNGHIểN C UăTRONG,ăNGOĨIăN C VÀ MỌăT ăTHệăNGHI M GI MăCH NăCỌNGăTRỊNH 2.2.1 Tìnhăhìnhănghiênăc uăn căngoƠi 2.3.2 Tìnhăhìnhănghiênăc uătrongăn c 16 2.3.3 Mơăt ăthíănghi măvƠăhìnhă nh 20 Ch ngă3.ăC ăS ăLụăTHUY T 22 3.1 GI IăPH NGăTRỊNHă NGăL CăH CăCHUY Nă NG 22 3.1.1 Mơ hình Sun 23 3.1.2 Mơ hình Yu 28 3.1.3ăMơăhìnhăc aăXin 33 3.2 Mô hình TMD 35 3.2.1ăKháiăni măc ăb năc aăh ăth ngăTMD 35 3.2.2ăL căkíchăthíchăđi uăhòa 36 3.2.3ăGiaăt n 38 Ch ngă4.ăK TăQU ăS 39 4.1 TLD - C ăc uăch uăđ ngăđ t 39 4.2 TMD- C ăc uăch uăđ ngăđ t 42 4.2.1 Mơ hình tốn 42 4.2.1.1ăV iăh ăNDOF 42 4.2.1.2ăV iăh ăSDOF 42 4.2.2 K tăqu 43 4.2.2.1ăH ă1ăb căt ădo 43 4.2.2.2ăH ănhi uăb căt ădo 44 4.2.3ăTMDăCh uăđ ngăđ t 47 Ch ngă5.ăK TăLU NăVĨăKI NăNGH 48 5.1ăK tălu n: 48 5.2ăKi năngh : 49 TĨIăLI UăTHAMăKH O 50 PH ăL C 53 HVTH: LêăBáăC ng Trang v LU NăV NăTH CăS GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình trang căc aăhìnhăch ănh tăTLD 24 Hình 3-1ăăKíchăth Hình 3-2: S ăđ h th ng SDOF v i m tăTLDăKèmătheoăđó 27 Hình 3-3:ăăS ăđ ăc aăm tăa)ăTLDăvƠăbă)ăt Hình 3-4: L că ăChuy năV ă ngăđ ngăm uăNSD 28 ăTínhăTốnăA 31 Hình 3-5: H ăhaiăb căt ădoăăa)ăC ăc uăv iăTLDăăb)ăC ăc u v iăNSDăm u 32 Hình 3-6: S ăđ ăchoăXácăđ nhăcácăthơngăs ăNSD 33 Hình 3-7: Mơăhìnhăt ngăđ ngăc aăb ăđáyăd c 34 Hình 3-8: S ăđ ăgi măch nă1ăb căt ădo 35 Hình 3-9:ăT ăS ăBiênă Hình 4-1: 37 ápă ngădaoăđ ngăđ nhăcơngătrìnhăkhiăkhơngăvƠăcóăTLD 40 Hình 4-2: Soăsánhăchuy năv ăđ nhăcơngătrình 41 Hình 4-3: So sánh mơmen Mz phía trái khung 41 Hình 4-4 : H ăTMDăm tăb căt ădo 42 Hình 4-5: nhăh ngăc aăTMDăđ năh ăm tăb căt ădo 44 Hình 4-6: H ănhi uăb căt ădo 45 Hình 4-7: Chuy năv ăc aăđ nhăkhiăch uăl cătamăgiácăng cătr Hình 4-8 : Chuy năv ăc aăđ nhăkhiăch uăl cătoƠnăb ăc ăh ătr ngăh pă1,2,3 46 ngăh pă4,5,6 46 Hình 4-9 : Tácăd ngăc aăTMDăđ năchuy năv ăc aăt ngăđ nhăkhiăch uăt iăđ ngăđ t 47 HVTH: LêăBáăC ng Trang vi LU NăV NăTH CăS GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N DANHăSỄCHăCỄCăB NG B ng Trang B ngă2-1: H ăTh ngăB oăV ăCh ngă ngă B ngă2-2: M tăS ăLo iăGi măCh năTh ă B ngă2-3: Th ng kê cơng trình đ HVTH: LêăBáăC ng t ng c l p đ t TLD th gi i Vi t Nam17 Trang vii LU NăV NăTH CăS GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N DANHăM CăCỄCăKụăHI U,ăCH ăVI TăT T H đ ăsơuăc uăn L chi uădƠiăb a chi uădƠiă1ăn aăc aăh ăch a b b ăr ngăh ăch a u v năt căc aăch tăl ngătheoăph ngăx w v năt căc aăch tăl ngătheoăph ngăz g giaăt cătr ngătr p ápăsu tă ă kh iăl căkhơngăb ăxáoătr nă căsóng ng ngăriêngăc aăch tăl ng đ ănh tăđ ngăh căc aăch tăl ng v ă hƠmăth ăn ngk:ăs ăl ngăsóng ă đ ăcaoăb ăm tăt ădoătrongăh ăch a n đ ăcaoăb ăm tăt ădoătrongăthƠnhăh ăch aăbênăph iă 0 đ ăcaoăb ăm tăt ădoătrongăthƠnhăh ăch aăbênătráiă  h ăs ăgi măch nă 1 t năs ăc ăb năc aăch tăl ng S h ăs ăy uăt ă nhăh ms kh iăl cs gi măch năt ăthơnăc aăc uătrúc ks đ ăc ngăc uătrúc s h ăs ăgi măch năc uătrúc ws t năs ădaoăđ ngăt ăănhiênăc aăc uătrúc xs chuy năv ăc aăc uătrúc x&s V năt căc aăc uătrúc & x& s giaăt căc aăc uătrúc ag giaăt n HVTH: LêăBáăC ng ngăb ăm t ngăc uătrúc Trang viii LU NăV NăTH CăS GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N F l căc tăTLD kd đ ăc ngăc aăNDS cd gi măch năc aăNDS md kh iăl ngăc aăNDS Ew n ngăl ngătiêuătánătrongă1ăchuăk Fw l căgơyăraădoăs ădaoăđ ngăc aăch tăl ng mw kh iăl w t năs ăgócăl căkíchăthích A biênăđ ăkíchăthíchăhìnhăsin  phaăl căt  h ăs ăt ăl ăt năs ăkíchăthích fe t năs ăkíchăthích fd t năs ăt ănhienăc aăNSD d h ăs ăgi măch năc a NSD ccr h ăs ăgi măch năt iăh n wd t năs ătuy nătínhăc ăb năc aăNSD  h ăs ăchuy năđ iăt năs fd t năs ătuy nătínhăc ăb năc aăch tăl ng  h ăs ăt ăl ăđ ăc ng L' chi uădƠiăn năh ăch a B' chi uăr ngăn năh ăch a H' chi uăcaoăm Vw T ngăth ătíchăn & y& giaăt cămodeăđ uătiênăc aăs ăchuy năđ ngătr HVTH: LêăBáăC ng ngăc aăch tăl ng ngătácăNSD cătrongăh cătrongăh ăch a tăc aăn c Trang ix LU NăV NăTH CăS GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N Ch 1.1 ngă1 M ă U C ăS ăKHOAăH CăVÀăTH CăTI Nă Vană uă ch nhă ch tă l ngă (TLD)ă vƠă vană uă ch nhă kh iă l cácăthi tăb ăn ngăl ngă (TMD)ă lƠă ngăth ăđ ngăs ăd ngăđ ăgi mărungăđ ngătrongăcácăc uătrúcăho că cácăthƠnhăph năc uătrúcănh ăcácătòaănhƠăcơngănghi p,ăh ăth ngăsƠn,ămóngămáyăvƠă lo i cơng trình khác.ă ƣăcóăm tăs ănghiênăc uăv ăhi uăqu ăc aăTLDăvƠăTMDătrongă vi căgi mătácăđ ngăđ ngăđ tăchoăcácănhƠăcaoăt ng.ă NgƠyănay,ăthi tăb ăkhángăch năchoăcácăcơngătrìnhădơnăd ng,ăđ căbi tănhƠăcaoă t ngăđangăđ căquanătơmăvƠăđ uăt ănghiênăc uăc aăcácănhƠăkhoaăh cătrênăth ăgi i.ă Thi tăk ăkhángăch năđ căhi uănh ăvi căđ aăraăgi iăphápăthi tăk ăsaoăchoăcơngătrìnhă xơyă d ngă đ mă b oă đ ă kh ă n ngă ch uă l c,ă khôngă gơyă h ă h iă v ă k tă c u,ă t nă t iă vƠă đ ngăv ngăd thêmăph iătácăd ngăc aăt iătr ngăđ ngăđ t,ăquanăni măthi tăk ăhi năđ iălƠăcóă ngădi năn ngăl ngădoăđ ngăđ tătruy năvƠoăcơngătrình,ăvi căthi tăk ăsaoă choăk tăc uăcóăkh ăn ngăh păth ăvƠăphơnătánăn ngăl ngănƠyă giúp cho cơng trình lƠmăvi căhi uăqu ăkhiăcóăđ ngăđ tăx yăra Trongănh ngăth păniênăv aăquaăxuăth ă tìmă ki măs ă d ngă cácăv tă li uăxơyă d ngănh ,ăm nhăh năđ ăthayăth ăv tăli uăbêătôngăc tăthépătuy năth ngănh măki năt oă cácăcơngătrìnhăcóăs ăt ngăngƠyăcƠngăcao, nhiên cơng trình ngày cao vƠăkh iăl ngăc aătoƠnăcơngătrìnhăcƠngănh ăthìăvi că nhăh ngăc aăt iătr ngăđ ngă tácăd ngălênăcơngătrìnhăcƠngăt ngăcao.ăDoăv y v năđ ăthi tăk ăkhángăch năchoănhƠă caoăt ngăđ căquanătơmăr tănhi uă ăcácăn cătrênăth ăgi i.ăVi căs ăd ngăb ăn máiănh ăgi iăphápăkhángăch năchoăcơngătrìnhăđ căxemălƠăm tătrongănh ngăph că ngă phápăcóănhi uă uăđi măvìăthi tăb ănƠyăcóăgiáăthƠnhăr ,ăítăb oătrì,ăd ăl păđ tăvƠăkhơngă t nănhi uăkhôngăgianăs ăd ng,ăđ căbi tălƠăkh ăn ngă ngăd ngăchoăh uăh tăcácăcơngă trìnhă v iă quyă mơă khácă nhau.ă B ă ch aă ch tă l ngă đ că thi tă k ă saoă choă t nă s ă daoă đ ngăt ănhiênăg năb ngăt năs ădaoăđ ngăriêngăc aăcơngătrìnhănh măm căđích t oăraă c ngăh ngăkhiădaoăđ ng, khiăđóăbiênăđ ădaoăđ ngăsóngăđ tăgiáătr ăc căđ iăvƠăng chi uăv iăngo iăl cătácăđ ngălênăcơngătrình HVTH: LêăBáăC ng Trang că LU NăV NăTH CăS 30.160000 30.180000 30.200000 30.220000 30.240000 30.260000 30.280000 30.300000 30.320000 30.340000 30.360000 30.380000 30.400000 30.420000 30.440000 30.460000 30.480000 30.500000 30.520000 30.540000 30.560000 30.580000 30.600000 30.620000 30.640000 30.660000 30.680000 30.700000 30.720000 30.740000 30.760000 30.780000 30.800000 30.820000 30.840000 30.860000 30.880000 30.900000 30.920000 30.940000 30.960000 GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N -0.003170 -0.003110 -0.003040 -0.002980 -0.002920 -0.002850 -0.002790 -0.002730 -0.002660 -0.002600 -0.002540 -0.002470 -0.002410 -0.002350 -0.002280 -0.002220 -0.002160 -0.002090 -0.002030 -0.001970 -0.001900 -0.001840 -0.001780 -0.001710 -0.001650 -0.001580 -0.001520 -0.001460 -0.001390 -0.001330 -0.001270 -0.001200 -0.001140 -0.001080 -0.001010 -0.000950 -0.000890 -0.000820 -0.000760 -0.000700 -0.000630 HVTH: LêăBáăC ng Trang 99 LU NăV NăTH CăS 30.980000 31.000000 31.020000 31.040000 31.060000 31.080000 31.100000 31.120000 31.140000 31.160000 31.180000 Codeăx ălỦăt -0.000570 -0.000510 -0.000440 -0.000380 -0.000320 -0.000250 -0.000190 -0.000130 -0.000060 0.000000 0.000000 iăđ ngăđ tăv iăph GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N ng pháp Sun clear all clc close all %%%%%%%%%%%%%%%%%%% %TLD Information %%%%%%%%%%%%%%%%%%% L=0.464;h=0.06;b=0.304;ro=1000;v=1.004*10^6;w=((pi*9.81/L)*tanh(pi*h/L))^0.5; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %Nondimensionalized TLD Parameters %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% a=L/2;eps=h/a;C0=(h*9.81)^0.5;t0=a/C0; sigma=tanh(0.5*pi*eps)/(0.5*pi*eps); %%%%%%%%%%%%%%%%%%% %Structural Information %%%%%%%%%%%%%%%%%%% m=564;cs=9.45;k=2424.7;ws=(k/m)^0.5;fs=ws/(2*pi);Tn=2*pi/ws;wd=(((k/m)(0.5*cs/m)^2)^0.5)*t0;Td=2*pi/(wd*1); %%%%%%%%%%%%%%%%%%% %Load Information %%%%%%%%%%%%%%%%%%% ff=load ('ElCentro.txt') deltat=0.02; tfinal=30; % tdot=fix((tfinal/t0)); t=0:deltat:tfinal; tn=t*t0; HVTH: LêăBáăC ng Trang 100 LU NăV NăTH CăS GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N Po=3; Bet=1; for i=1:length(t) P(i)=-m*0.3*ff(i,2); end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % %Calculating Max Structural Displacement Without TLD %using Newmark-Beta Method %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % gam=1/2; beta=1/6; %Integration constants khat=k+gam*cs/(beta*deltat)+1/(beta*deltat^2)*m; aa=m/(beta*deltat)+gam*cs/beta; bb=m/(2*beta)+deltat*(gam/(2*beta)-1)*cs; %Initial conditions xwo(1)=0; xdotwo(1)=0; xdotdotmwo(1)= (P(1)-cs*xdotwo(1)-k*xwo(1))/m; %Step through solution p=length(t); for i=1:p-1 deltaPhatwo=(P(i+1)-P(i))+aa*xdotwo(i)+bb*xdotdotmwo(i); deltauwo=deltaPhatwo/khat; deltaudotwo=(gam/beta/deltat*deltauwo-gam/beta*xdotwo(i)+deltat*(1gam/beta/2)*xdotdotmwo(i)); deltaudotdotwo=(1/beta/(deltat^2))*deltauwo-xdotwo(i)/beta/deltatxdotdotmwo(i)/2/beta; xwo(i+1)=xwo(i)+deltauwo; xdotwo(i+1)=xdotwo(i)+deltaudotwo; xdotdotmwo(i+1)=xdotdotmwo(i)+deltaudotdotwo; end xmax=max (xwo); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%% %Calculating Wave Height and Liquid Velocity %using Runge-Kutta-Gill Method %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%% %Non-dimensionalized Load for i=1:length(t) HVTH: LêăBáăC ng Trang 101 LU NăV NăTH CăS GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N Po1(i)=(Po*t0^2*sin(Bet*t0*ws*t(i))/(a*m)); Po2(i)=(Po*t0^2*sin(Bet*t0*ws*(t(i)+deltat*0.5))/(a*m)); end %Division Number N=nearest((pi/(2*acos(((tanh(pi*eps))/(2*tanh(pi*eps/2)))^0.5)))+0.5); delta=2/N; %Initial Condition eta(:,1)=diag(zeros(N+1));etan(:,1)=eta(:,1)*h;u(:,1)=diag(zeros(N+1));K(1,:)=0;K( N+1,:)=0;I(1,:)=0;I(N+1,:)=0;KR2(1,:)=0;KR2(N+1,:)=0;IR2(1,:)=0;IR2(N+1,:)=0; KR3(1,:)=0;KR3(N+1,:)=0;IR3(1,:)=0;IR3(N+1,:)=0;KR4(1,:)=0;KR4(N+1,:)=0;IR 4(1,:)=0;IR4(N+1,:)=0;x(1)=0;xdot(1)=0; xdotdot(1)=0; cda=1;cfr=1; for j=1:(length(t)-1) %calculating Wave Breaking Coefficients (Cda and Cfr) if etan(N+1,j)>=h cda=0.57*(h^2*w*xmax/(a*v))^0.5; cfr=1.05; end if etan(1,j)>=h cda=0.57*(h^2*w*xmax/(a*v))^0.5; cfr=1.05; end %calculating K1 and L1 for i=2:N+1 Phi(i,j)=tanh((pi/2)*eps*(1+0.5*(eta(i-1,j)+eta(i,j))))/tanh((pi/2)*eps); C(i,j)=sigma*eps^2; H(i,j)=(1-(Phi(i,j)*tanh((pi/2)*eps))^2)*0.5; end for i=2:N I(i,j)=(((eta(i+1,j)-eta(i-1,j))*0.25*N)^2)*0.5; end for i=2:N K(i,j)=((u(i,j)+u(i+1,j))*0.5)^2; end K1(1,j)=cfr^2*(-2*sigma*0.5*N)*Phi(2,j)*u(2,j); for i=2:N K1(i,j)=cfr^2*(sigma*0.5*N)*(Phi(i,j)*u(i,j)-Phi(i+1,j)*u(i+1,j)); end K1(N+1,j)=cfr^2*(2*sigma*0.5*N)*Phi(N+1,j)*u(N+1,j); for i=2:N+1 HVTH: LêăBáăC ng Trang 102 LU NăV NăTH CăS GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N lambda(i,j)=cda*((Bet*w*v)^0.5*(1+(2*h/b)+1))/((1+0.5*(eta(i-1,j)eta(i,j)))*(3*pi/8)*eps*C0); L1(i,j)=(1*0.5*N)*((eta(i-1,j)-eta(i,j))+H(i,j)*(K(i-1,j)-K(i,j))+Phi(i,j)*C(i,j)*(I(i1,j)-I(i,j)))-lambda(i,j)*u(i,j)-xdotdot(j); end %calculating K2 and L2 for i=2:N+1 PhiR2(i,j)=tanh((pi/2)*eps*(1+0.5*(eta(i-1,j)+deltat*0.5*K1(i1,j)+eta(i,j)+deltat*0.5*K1(i,j))))/tanh((pi/2)*eps); CR2(i,j)=sigma*eps^2; HR2(i,j)=(1-(PhiR2(i,j)*tanh((pi/2)*eps))^2)*0.5; end for i=2:N IR2(i,j)=(((eta(i+1,j)+deltat*0.5*K1(i+1,j)-(eta(i-1,j)+deltat*0.5*K1(i1,j)))*0.25*N)^2)*0.5; end for i=2:N KR2(i,j)=((u(i,j)+deltat*0.5*L1(i,j)+u(i+1,j)+deltat*0.5*L1(i+1,j))*0.5)^2; end K2(1,j)=cfr^2*(-2*sigma*0.5*N)*PhiR2(2,j)*(u(2,j)+deltat*0.5*L1(2,j)); for i=2:N K2(i,j)=cfr^2*(sigma*0.5*N)*((PhiR2(i,j)*(u(i,j)+deltat*0.5*L1(i,j)))(PhiR2(i+1,j)*(u(i+1,j)+deltat*0.5*L1(i+1,j)))); end K2(N+1,j)=cfr^2*(2*sigma*0.5*N)*PhiR2(N+1,j)*(u(N+1,j)+deltat*0.5*L1(N+1,j) ); for i=2:N+1 lambdaR2(i,j)=cda*((Bet*w*v)^0.5*(1+(2*h/b)+1))/((1+0.5*(eta(i1,j)+deltat*0.5*K1(i-1,j)-(eta(i,j)+deltat*0.5*K1(i,j))))*(3*pi/8)*eps*C0); L2(i,j)=(1*0.5*N)*(((eta(i-1,j)+deltat*0.5*K1(i-1,j))(eta(i,j)+deltat*0.5*K1(i,j)))+HR2(i,j)*(KR2(i-1,j)KR2(i,j))+PhiR2(i,j)*CR2(i,j)*(IR2(i-1,j)-IR2(i,j)))lambdaR2(i,j)*(u(i,j)+deltat*0.5*L1(i,j))-xdotdot(j); end %calculating K3 and L3 for i=2:N+1 PhiR3(i,j)=tanh((pi/2)*eps*(1+0.5*(eta(i-1,j)+(0.5*(2^0.5-1)*deltat*K1(i1,j)+0.5*(2-2^0.5)*deltat*K2(i-1,j))+eta(i,j)+(0.5*(2^0.5-1)*deltat*K1(i,j)+0.5*(22^0.5)*deltat*K2(i,j)))))/tanh((pi/2)*eps); CR3(i,j)=sigma*eps^2; HR3(i,j)=(1-(PhiR3(i,j)*tanh((pi/2)*eps))^2)*0.5; HVTH: LêăBáăC ng Trang 103 LU NăV NăTH CăS GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N end for i=2:N IR3(i,j)=(((eta(i+1,j)+(0.5*(2^0.5-1)*deltat*K1(i+1,j)+0.5*(22^0.5)*deltat*K2(i+1,j))-(eta(i-1,j)+(0.5*(2^0.5-1)*deltat*K1(i-1,j)+0.5*(22^0.5)*deltat*K2(i-1,j))))*0.25*N)^2)*0.5; end for i=2:N KR3(i,j)=((u(i,j)+(0.5*(2^0.5-1)*deltat*L1(i,j)+0.5*(22^0.5)*deltat*L2(i,j))+u(i+1,j)+(0.5*(2^0.5-1)*deltat*L1(i+1,j)+0.5*(22^0.5)*deltat*L2(i+1,j)))*0.5)^2; end K3(1,j)=cfr^2*(-2*sigma*0.5*N)*PhiR3(2,j)*(u(2,j)+(0.5*(2^0.51)*deltat*L1(2,j)+0.5*(2-2^0.5)*deltat*L2(2,j))); for i=2:N K3(i,j)=cfr^2*(sigma*0.5*N)*((PhiR3(i,j)*(u(i,j)+(0.5*(2^0.51)*deltat*L1(i,j)+0.5*(2-2^0.5)*deltat*L2(i,j))))(PhiR3(i+1,j)*(u(i+1,j)+(0.5*(2^0.5-1)*deltat*L1(i+1,j)+0.5*(22^0.5)*deltat*L2(i+1,j))))); end K3(N+1,j)=cfr^2*(2*sigma*0.5*N)*PhiR3(N+1,j)*(u(N+1,j)+(0.5*(2^0.51)*deltat*L1(N+1,j)+0.5*(2-2^0.5)*deltat*L2(N+1,j))); for i=2:N+1 lambdaR3(i,j)=cda*((Bet*w*v)^0.5*(1+(2*h/b)+1))/((1+0.5*(eta(i1,j)+(0.5*(2^0.5-1)*deltat*K1(i-1,j)+0.5*(2-2^0.5)*deltat*K2(i-1,j))(eta(i,j)+(0.5*(2^0.5-1)*deltat*K1(i,j)+0.5*(22^0.5)*deltat*K2(i,j)))))*(3*pi/8)*eps*C0); L3(i,j)=(1*0.5*N)*(((eta(i-1,j)+(0.5*(2^0.5-1)*deltat*K1(i-1,j)+0.5*(22^0.5)*deltat*K2(i-1,j)))-(eta(i,j)+(0.5*(2^0.5-1)*deltat*K1(i,j)+0.5*(22^0.5)*deltat*K2(i,j))))+HR3(i,j)*(KR3(i-1,j)KR3(i,j))+PhiR3(i,j)*CR3(i,j)*(IR3(i-1,j)-IR3(i,j)))lambdaR3(i,j)*(u(i,j)+(0.5*(2^0.5-1)*deltat*L1(i,j)+0.5*(2-2^0.5)*deltat*L2(i,j)))xdotdot(j); end %calculating K4 and L4 for i=2:N+1 PhiR4(i,j)=tanh((pi/2)*eps*(1+0.5*(eta(i-1,j)-0.5*2^0.5*deltat*K2(i1,j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*K3(i-1,j)+eta(i,j)0.5*2^0.5*deltat*K2(i,j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*K3(i,j))))/tanh((pi/2)*eps); CR4(i,j)=sigma*eps^2; HR4(i,j)=(1-(PhiR4(i,j)*tanh((pi/2)*eps))^2)*0.5; end HVTH: LêăBáăC ng Trang 104 LU NăV NăTH CăS GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N for i=2:N IR4(i,j)=(((eta(i+1,j)-0.5*2^0.5*deltat*K2(i+1,j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*K3(i+1,j)(eta(i-1,j)-0.5*2^0.5*deltat*K2(i-1,j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*K3(i1,j)))*0.25*N)^2)*0.5; end for i=2:N KR4(i,j)=((u(i,j)-0.5*2^0.5*deltat*L2(i,j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*L3(i,j)+u(i+1,j)0.5*2^0.5*deltat*L2(i+1,j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*L3(i+1,j))*0.5)^2; end K4(1,j)=cfr^2*(-2*sigma*0.5*N)*PhiR4(2,j)*(u(2,j)0.5*2^0.5*deltat*L2(2,j)+0.5*(2+2^0.5)*deltat*L3(2,j)); for i=2:N K4(i,j)=cfr^2*(sigma*0.5*N)*((PhiR4(i,j)*(u(i,j)0.5*2^0.5*deltat*L2(i,j)+0.5*(2+2^0.5)*deltat*L3(i,j)))-(PhiR4(i+1,j)*(u(i+1,j)0.5*2^0.5*deltat*L2(i+1,j)+0.5*(2+2^0.5)*deltat*L3(i+1,j)))); end K4(N+1,j)=cfr^2*(2*sigma*0.5*N)*PhiR4(N+1,j)*(u(N+1,j)0.5*2^0.5*deltat*L2(N+1,j)+0.5*(2+2^0.5)*deltat*L3(N+1,j)); for i=2:N+1 lambdaR4(i,j)=cda*((Bet*w*v)^0.5*(1+(2*h/b)+1))/((1+0.5*(eta(i-1,j)0.5*2^0.5*deltat*K2(i-1,j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*K3(i-1,j)-(eta(i,j)0.5*2^0.5*deltat*K2(i,j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*K3(i,j))))*(3*pi/8)*eps*C0); L4(i,j)=(1*0.5*N)*(((eta(i-1,j)-0.5*2^0.5*deltat*K2(i1,j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*K3(i-1,j))-(eta(i,j)0.5*2^0.5*deltat*K2(i,j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*K3(i,j)))+HR4(i,j)*(KR4(i-1,j)KR4(i,j))+PhiR4(i,j)*CR4(i,j)*(IR4(i-1,j)-IR4(i,j)))-lambdaR4(i,j)*(u(i,j)0.5*2^0.5*deltat*L2(i,j)+0.5*(2+2^0.5)*deltat*L3(i,j))-xdotdot(j); end %calculating eta and u for i=2:N+1 eta(i,j+1)=eta(i,j)+(deltat/6)*(K1(i,j)+(2-2^0.5)*K2(i,j)+(2+2^0.5)*K3(i,j)+K4(i,j)); etan(i,j+1)=eta(i,j+1)*h; u(i,j+1)=u(i,j)+(deltat/6)*(L1(i,j)+(2-2^0.5)*L2(i,j)+(2+2^0.5)*L3(i,j)+L4(i,j)); end eta(1,j+1)=eta(1,j)+(deltat/6)*(K1(1,j)+(22^0.5)*K2(1,j)+(2+2^0.5)*K3(1,j)+K4(1,j)); etan(1,j+1)=eta(1,j+1)*h; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %Calculating Structural Displacement %using Rung-Kutta-Gill Method %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% HVTH: LêăBáăC ng Trang 105 LU NăV NăTH CăS GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N %initial condition xn(1)=0; x(1)=0; xdot(1)=0; xdotdot(1)=0; Ftld (1)=0; %Runge-Kuta-Gill solution K11(j)=xdot(j); L11(j)=-(cs*t0*xdot(j)/m)-(k*t0^2*x(j)/m)+Ftld(j)+Po1(j); K22(j)=xdot(j)+0.5*deltat*L11(j); L22(j)=-(cs*t0*(xdot(j)+0.5*deltat*L11(j))/m)(k*t0^2*(x(j)+0.5*deltat*K11(j))/m)+Ftld(j)+Po2(j); K33(j)=xdot(j)+0.5*(2^0.5-1)*deltat*L11(j)+(1-0.5*2^0.5)*deltat*L22(j); L33(j)=-(cs*t0*(xdot(j)+0.5*(2^0.5-1)*deltat*L11(j)+(10.5*2^0.5)*deltat*L22(j))/m)-(k*t0^2*(x(j)+0.5*(2^0.5-1)*deltat*K11(j)+(10.5*2^0.5)*deltat*K22(j))/m)+Ftld(j)+Po2(j); K44(j)=xdot(j)+0.5*(2^0.5-1)*deltat*L11(j)+(10.5*2^0.5)*deltat*L22(j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*L33(j); L44(j)=-(cs*t0*(xdot(j)-0.5*2^0.5*deltat*L22(j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*L33(j))/m)(k*t0^2*(x(j)0.5*2^0.5*deltat*K22(j)+(1+0.5*2^0.5)*deltat*K33(j))/m)+Ftld(j)+Po2(j); x(j+1)=x(j)+(deltat/6)*(K11(j)+(2-2^0.5)*K22(j)+(2+2^0.5)*K33(j)+K44(j)); xdot(j+1)=xdot(j)+(deltat/6)*(L11(j)+(2-2^0.5)*L22(j)+(2+2^0.5)*L33(j)+L44(j)); xdotdot(j+1)=-(cs*t0*xdot(j+1)/m)-(k*t0^2*x(j+1)/m)+Ftld(j)+Po1(j); xdotdotn(j+1)=xdotdot(j+1)*a/t0^2; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %Calculating TLD Force %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% Ftld (j+1)=0.25*(ro*b*h*L/m)*(eta(N+1,j+1)eta(1,j+1))*(eta(N+1,j+1)+eta(1,j+1)+2); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %Parameters with Dimension %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %Structural Displacement xn(j+1)=x(j+1)*a; %Structural Acceleration xdotdotn(j+1)=xdotdot(j+1)*a/t0^2; %TLD Force Ftldn (j+1)=Ftld(j+1)*m*a/t0^2; end subplot(2,1,1) plot(t,xn) xlabel('thoi gian') ylabel('chuyen vi') HVTH: LêăBáăC ng Trang 106 LU NăV NăTH CăS GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N title('phuong phap Sun voi tai dong dat') subplot(2,1,2) plot(t,xdotdotn) xlabel('thoi gian') ylabel('gia toc') figure() plot(ff(:,1),0.3*ff(:,2)) title('tai dong dat- EICentro') xlabel('thoi gian') ylabel('gia toc m/s^2') BƠiătoánăv ăTMD clc;clear g=386.1; %g=9.81; % SI unit % Define the design parameters of the damper n=8; % Location of the damper % Input the parameters of the PRIMARY MASS %M_diag=[3.26 3.26 3.26 3.26 3.26 3.26 3.26 3.26 3.26 1.358]; % Mass matrix for 10story building M_diag=[3.4 3.4 3.4 1.5]; % Mass matrix for 4-story building nh=length(M_diag); M=zeros(nh,nh); for i=1:nh M(i,i)=M_diag(i); end Me=sum(M_diag); disp('mass matrix') M %K_diag=[16927.32 16927.32 16927.32 16927.32 16927.32 16927.32 16927.32 16927.32 16927.32 16927.32]; % Stiffness matrix for 10-story building K_diag=[11543.12 11543.12 11543.12 11543.12]; % Stiffness matrix for 4-story building K=zeros(nh,nh); K(1,1)=K_diag(1)+K_diag(2); K(1,2)=-K_diag(2); K(nh,nh)=K_diag(nh); K(nh,nh-1)=-K_diag(nh); HVTH: LêăBáăC ng Trang 107 LU NăV NăTH CăS GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N for i=2:nh-1 K(i,i-1)=-K_diag(i); K(i,i)=K_diag(i)+K_diag(i+1); K(i,i+1)=-K_diag(i+1); End disp('stiffness matrix') K% Determine the Natural period of the Primary Mass -Eig=inv(M)*K; [vv,w]=eig(Eig); for i=1:nh W(i)=sqrt(w(i,i)); end [w2,a]=sort(W,'ascend'); omega=w2; disp('The Natural Frequency') omega for i=1:nh ii=a(i); v_mode(:,i)=vv(:,ii); r(i)=1/max(abs(v_mode(:,i))); V_mode(:,i)=r(i)*v_mode(:,i); end disp('Norm normalized mode shapes') V_mode for i=1:nh Tao(i)=V_mode(:,i)'*M*ones(nh,1)/(V_mode(:,i)'*M*V_mode(:,i)); % Modal participation factor HVTH: LêăBáăC ng Trang 108 LU NăV NăTH CăS GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N M_mode(i)=V_mode(:,i)'*M*V_mode(:,i); % Modal mass Participation(i)=(V_mode(:,i)'*M*ones(nh,1))^2/M_mode(i); % Modal effective mass end disp('Mode Participation Factor is'),Participation zeta(1)=0.02; zeta(2)=0.02; % Calculate the factors 'alpha' and 'beta' A=[1 omega(1)^2;1 omega(2)^2]; B=[2*zeta(1)*omega(1);2*zeta(2)*omega(2)]; factor=A^-1*B; disp('Alpha is') factor(1) disp('Beta is') factor(2) % Define the normalized damping matrix mm=V_mode'*M*V_mode; kk=V_mode'*K*V_mode; cc=factor(1)*mm+factor(2)*kk; C=(V_mode')^-1*cc*V_mode^-1; disp('damping matrix'),C % -Input the GROUND EXCITATION Acc=importdata('C:\ \El Centro.txt'); ug=Acc (:,2)*g; L=length(ug); I=ones(nh,1); F=M*I*ug'; % -Input the EXCITATION FORCE -P=zeros(nh,L); HVTH: LêăBáăC ng Trang 109 LU NăV NăTH CăS GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N % Define the time step dt=0.01; % Define the factor Alpha & Beta alpha=0.5; beta=0.1667; % -Without TMD U(:,1)=zeros(nh,1); V(:,1)=zeros(nh,1); % Define the calculation factor for vd(i+1),ad(i+1),v(i+1),a(i+1) a1=1/(beta*dt*dt); a2=-1/(beta*dt); a3=-1/(2*beta); a4=alpha/(beta*dt); a5=-alpha/beta; a6=dt*(1-(alpha/(2*beta))); A=(M^-1)*(P(:,1)-F(:,1)-C*V(:,1)-K*U(:,1)); Kba=K+a1*M+a4*C; D1=-M*a1-C*a4; D2=M*a2+C*a5+C; D3=M*a3+M+C*a6; for i=1:L-1 Fba(:,i)=P(:,i+1)-F(:,i+1)-D1*U(:,i)-D2*V(:,i)-D3*A(:,i); U(:,i+1)=(Kba^-1)*Fba(:,i); dV(:,i)=a4*(U(:,i+1)-U(:,i))+a5*V(:,i)+a6*A(:,i); dA(:,i)=a1*(U(:,i+1)-U(:,i))+a2*V(:,i)+a3*A(:,i); V(:,i+1)=V(:,i)+dV(:,i); A(:,i+1)=A(:,i)+dA(:,i); end HVTH: LêăBáăC ng Trang 110 LU NăV NăTH CăS GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N % - Attached with TMD -for j=1:20 rou=0.15; % Mass ratio for k=1:20 zeta(j)=0.00+0.001*j; % Damping ratio of the damper phi(k)=0.75+0.01*k; % Frequency 7Ratio % Input the parameters of the DAMPER md=M_mode(1)*rou; kd=md*(omega(1)*phi(k))^2; cd=2*zeta(j)*md*sqrt(kd/md); % Assemble the matrix of damper Kd=zeros(nh,1); Cd=zeros(nh,1); Kd(n,1)=kd; Cd(n,1)=cd; % Input the initial condition u(:,1)=zeros(nh,1); % displacement of primary mass v(:,1)=zeros(nh,1); % velocity of primary mass ud=0; % displacement of damper vd=0; % velocity of damper % Define the calculation factor for vd(i+1),ad(i+1),v(i+1),a(i+1) H1=M+C*dt*K*dt*dt*beta; H2=C*dt*(1-alpha)+K*dt*dt*(0.5-beta); H3=C+K*dt; H4=K; H5=Kd*dt*dt*beta+Cd*dt*alpha; H6=Kd*dt*dt*(0.5-beta)+Cd*dt*(1-alpha); H7=Kd*dt+Cd;11 HVTH: LêăBáăC ng Trang 111 LU NăV NăTH CăS GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N H8=Kd; B1=md+cd*dt*alpha+kd*dt*dt*beta; B2=cd*dt*(1-alpha)+kd*dt*dt*(0.5-beta); B3=cd+kd*dt; B4=kd; B5=-md; C2=H5*B5/B1; Dba=H1; Dba(:,n)=H1(:,n)-C2; % -Numerical solution % Input the initial condition a=(M^-1)*(P(:,1)-F(:,1)+Cd*vd-Kd*ud-C*v(:,1)-K*u(:,1)); ad=(-md*a(n,1)-md*ug(1)-cd*vd-kd*ud)/md; for i=1:L-1 Hba(:,i)=P(:,i+1)-F(:,i+1)+H6*ad(i)+H7*vd(i)+H8*ud(i)-H2*a(:,i)-H3*v(:,i)-H4*u(:,i); Bba(i)=B2*ad(i)+B3*vd(i)+B4*ud(i)+md*ug(i+1); C1(:,i)=Hba(:,i)-(H5*Bba(i)/B1); a(:,i+1)=(Dba^-1)*C1(:,i); % acceleration of primary mass at time i+1 ad(i+1)=(B5*a(n,i+1)-Bba(i))/B1; % acceleration of damper at time i+1 u(:,i+1)=u(:,i)+dt*v(:,i)+dt*dt*((0.5-beta)*a(:,i)+beta*a(:,i+1)); v(:,i+1)=v(:,i)+dt*((1-alpha)*a(:,i)+alpha*a(:,i+1)); ud(i+1)=ud(i)+dt*vd(i)+dt*dt*((0.5-beta)*ad(i)+beta*ad(i+1)); vd(i+1)=vd(i)+dt*((1-alpha)*ad(i)+alpha*ad(i+1)); end Maxu(j,k)=max(abs(u(nh,:))); end end HVTH: LêăBáăC ng Trang 112 LU NăV NăTH CăS HVTH: LêăBáăC ng GVHD: PGS TS NGUY NăHOĨIăS N Trang 113 ... tăl ng v ă hƠmăth ăn ngk:ăs ăl ngăsóng ă đ cao b ăm tăt do trong h ăch a n đ cao b ăm tăt do trong thƠnhăh ăch aăbênăph iă 0 đ cao b ăm tăt do trong thƠnhăh ăch aăbênătráiă  h ăs ăgi măch... uăchúătr ng. Do tínhăth iăs ăc aă v nă đ ă cùngă v iă mongă mu nă tìmă hi uă cơngă ngh ,ă tácă gi ă ch nă đ ă tƠiă Phân tích nhăh ng TLD vƠăt iătr ng do đ ngăđ t trong ngăx ăk tăc u khung nhƠ cao ... ng ăl pătrìnhăMatlab 1.5 K TăC UăC AăLU NăV NăT TăNGHI P ă tƠiă Phân Tích nh ả ng Tld Và T i Tr ng Do ng X K t C u Khung Nhà Cao T ng” G măcóă5ăch - Ch ngă1:ăM ăđ uă - Ch ngă2:ăT ng quan - Ch