NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA NHÀ CAO TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ TẦNG CỨNG CHỊU TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG -* - NGUYỄN HỒNG HẢI NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA NHÀ CAO TẦNG BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ TẦNG CỨNG CHỊU TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT PHẦN PHỤ LỤC HÀ NỘI – 2015 MỤC LỤC MỤC LỤC I PHỤ LỤC – CẤU TRÚC FILE ĐẦU VÀO CỦA PHẦN MỀM RUAUMOKO 1 1.1 MỞ ĐẦU 1.2 CẤU TRÚC FILE SỐ LIỆU ĐẦU VÀO CỦA PHẦN MỀM RUAUMOKO 1.2.1 Các tham số chung mơ hình phân tích 1.2.2 Số liệu nút 1.2.3 Số liệu phần tử 1.2.4 Số liệu thuộc tính phần tử 1.2.5 Số liệu khối lượng 1.2.6 Số liệu tải trọng tập trung nút 1.2.7 Số liệu tải trọng động đất theo lịch sử thời gian FILE SỐ LIỆU ĐẦU VÀO DUNG ĐỂ PHÂN TÍCH KẾT CẤU 10 1.3 PHỤ LỤC II – TÍNH TỐN KIỂM CHỨNG SỰ PHÙ HỢP CỦA PHỔ CHUYỂN VỊ 34 2.1 GIỚI THIỆU 34 2.2 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH TĨNH PHI TUYẾN 35 2.3 XÁC ĐỊNH CHUYỂN VỊ MỤC TIÊU 36 2.4 NHẬN XÉT 36 PHỤ LỤC III – KIỂM TRA ĐỘ TIN CẬY CỦA CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN CHUYỂN VỊ MỤC TIÊU 38 3.1 MỞ ĐẦU 38 3.2 THƠNG TIN VỀ CƠNG TRÌNH VÀ KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 38 3.3 NHẬN XÉT 40 PHỤ LỤC IV – KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 41 4.1 KẾT QUẢ NỘI LỰC 41 4.1.1 Lực dọc cột xung quanh tầng cứng - GM1 (kN) 41 4.1.2 Lực dọc cột xung quanh tầng cứng - GM2 (kN) 57 4.1.3 Lực dọc cột xung quanh tầng cứng - GM3 (kN) 73 4.1.4 Mô men cột gần tầng cứng - GM1 89 4.1.5 Mô men cột gần tầng cứng - GM2 105 4.1.6 Mô men cột gần tầng cứng - GM3 121 4.2 CHUYỂN VỊ ĐỈNH 138 4.3 HÌNH ẢNH HÌNH THÀNH KHỚP DẺO 154 4.3.1 Sóng GM1 154 4.3.2 Sóng GM2 156 4.3.3 Sóng GM3 158 4.3.4 Sóng GM4 160 4.3.5 Sóng GM5 162 4.3.6 Sóng GM6 164 i 4.3.7 PHỤ LỤC V – QUY TRÌNH VÀ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM 167 5.1 5.2 Sóng GM7 165 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM 167 5.1.1 Hệ thống gia tải 167 5.1.2 Thiết bị đo lường hệ thống thu nhận số liệu 169 5.1.3 Quy trình gia tải 176 5.1.4 Trình tự thí nghiệm 177 HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM 181 PHỤ LỤC VI – BẢN VẼ MẪU THÍ NGHIỆM 190 ii Luận án Tiến sỹ kỹ thuật – Phần phụ lục PHỤ LỤC – CẤU TRÚC FILE ĐẦU VÀO CỦA PHẦN MỀM RUAUMOKO 1.1 Mở đầu Phụ lục trình bày nội dung liên quan đến cấu trúc file đầu vào phần mềm Ruaumoko để thể rõ số liệu đầu vào mơ hình phân tích phi tuyến sử dụng luận án (sẽ trình bày phụ lục tiếp theo) Ở trình bày phần nội dung liên quan trực tiếp đến mô hình phân tích mà luận án sử dụng, nội dung khác xem hướng dẫn sử dụng phần mềm 1.2 Cấu trúc file số liệu đầu vào phần mềm Ruaumoko Cấu trúc file số liệu đầu vào gồm phần sau: - Các tham số chung mô hình phân tích - Số liệu nút - Số liệu phần tử - Số liệu thuộc tính phần tử - Số liệu khối lượng - Số liệu tải trọng - Số liệu tải trọng động đất theo thời gian 1.2.1 Các tham số chung mơ hình phân tích Các tham số chung mơ hình phân tích bao gồm: - Tiêu đề (tên mơ hình phân tích) - Các tham số điều khiển - Các tham số mơ hình - Các tham số xuất vẽ kết - Các tham số điều khiển lặp vận tốc sóng 1) Tiêu đề (Description of the Analysis), viết theo định dạng sau: Description of the structure (up to 79 alphanumeric characters) Miêu tả kết cấu (nhiều 79 ký tự) 2) Các tham số điều khiển (Principal Analysis Options) IPANAL IFMT IPLAS IPCONM ICTYPE IPVERT INLGEO IPNF IZERO ORTHO IMODE Ý nghĩa tham số sau: IPANAL = Phân tích tĩnh = Phân tích tĩnh dạng dao động NCS Nguyễn Hồng Hải – Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang Luận án Tiến sỹ kỹ thuật – Phần phụ lục = Phân tích động theo lịch sử thời gian sử dụng phương pháp Newmark = Phân tích động theo lịch sử thời gian sử dụng phương pháp sai phân = Giống IPANAL = 2, xem ghi bên (*) = Giống IPANAL = 3, xem ghi bên (*) = Phân tích đẩy dần tương thích (Adaptive Push-over) = Phân tích đẩy dần tương thích lặp (Cyclic Adaptive Push-over) = Phân tích với chuyển vị biến thiên theo thời gian = Giống IPANAL = 8, xem ghi bên (*) = 10 Phân tích phổ phản ứng (Response Spectrum Analysis) IFMT = Xuất file kết dạng nhị phân với tên mở rộng RES = Xuất file kết dạng nhị phân theo mã ASCII với tên mở rộng RAS IPLAS = Phân tích tuyến tính theo lịch sử thời gian = Phân tính phi tuyến theo lịch sử thời gian IPCONM = Sử dụng ma trận khối lượng tập trung phân tích động (Lumped mass matrix used in Time-history) = Sử dụng ma trận khối lượng dạng đường chéo phân tích động (Diagonal mass matrix used in Time-history) = Sử dụng ma trận khối lượng tương thích phân tích động (Consistent mass matrix used in Time-history) ICTYPE = Cản Rayleigh với độ cứng ban đầu = Cản Rayleigh với độ cứng tuyến tính = Hệ số cản thay đổi tuyến tính tùy theo chu kỳ = Hệ số cản thay đổi tuyến tính đoạn thẳng tùy theo chu kỳ = Chỉ định theo dạng dao động IPVERT = Động đất theo phương X = Động đất theo phương Y = Động đất theo phương X Y = -n Số thành phần lịch sử gia tải động = +n Số thành phần chuyển động, IPANAL =8 INLGEO = Sử dụng giả thiết biến dạng nhỏ = Xét đến biến dạng lớn NCS Nguyễn Hồng Hải – Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang Luận án Tiến sỹ kỹ thuật – Phần phụ lục = Xét đến hiệu ứng P-Delta IPNF = Thực phân tích dạng dao động sau phân tích tĩnh = Khơng tính tốn chu kỳ dao động dạng dao động = Thực phân tích dạng dao động trước phân tích tĩnh IZERO = Không xuất kết không = Xuất tất kết ORTHO = Khơng thực việc kiểm tra tính trực giao dạng dao động = Xuất kết kiểm tra tính trực giao dạng dao động IMODE = Sử dụng thuật tốn “Householder QR” để tính trị riêng ma trận = Sử dụng thuật tốn Jacobi để tính trị riêng = Sử dụng thuật tốn “khơng gian con” để tính trị riêng Ghi chú: (*) khơng trình bày đây, chi tiết xem hướng dẫn sử dụng phần mềm 3) Tham số mơ hình NNP NMEM NTYPE M MODE1 MODE2 GRAV C1 C2 DT TIME FACTOR Ý nghĩa tham số sau: NNP Số lượng nút NMEM Số lượng phần tử NTYPE Số lượng tiết diện bảng tiết diện M Số lượng dạng dao động cần xuất MODE1 Số thứ tự dạng dao động ứng với tỷ số cản MODE2 Số thứ tự dạng dao động ứng với tỷ số cản thứ hai GRAV Gia tốc trọng trường C1 Tỷ số cản (phần trăm) ứng với MODE1 C2 Tỷ số cản (phần trăm) ứng với MODE2 DT Bước thời gian (time step) TIME Tổng thời gian phân tích theo lịch sử thời gian FACTOR Hệ số áp dụng cho số liệu đầu vào phân tích theo lịch sử thời gian 4) Tham số vẽ xuất kết KP KPA KPLOT JOUT DSTORT DFACT XMAX YMAX NLEVEL NUP IRESID KDUMP Ý nghĩa tham số sau: NCS Nguyễn Hồng Hải – Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang Luận án Tiến sỹ kỹ thuật – Phần phụ lục = Khơng xuất kết phân tích động KP = k Xuất kết sau k bước phân tích KPA = Khơng xuất kết phân tích động cho chương trình DYNPLOT = k Xuất kết sau k bước phân tích cho chương trình DYNPLOT KPLOT = Vẽ khớp dẻo trạng thái kết cấu thay đổi = k Vẽ khớp dẻo sau k bước phân tích JOUT = Không sử dụng DSTORT = Không sử dụng DFACT Hệ số phóng đại vẽ chuyển vị hình XMAX Chuyển vị lớn theo phương X xuất kết hình YMAX Chuyển vị lớn theo phương Y xuất kết hình NLEVEL Số lượng mức cao độ để tính chuyển vị lệch tầng NUP Trục đứng để tính chuyển vị lệch, =1 (trục X), =2 (trục Y) IRESID = Xuất chuyển vị, lực dư kết thúc phân tích động = Khơng xuất chuyển vị lực dư KDUMP = Không xuất ma trận khối lượng ma trận độ cứng = k Xuất ma trận khối lượng ma trận độ cứng sau k bước phân tích động 5) Tham số điều khiển lặp vận tốc sóng MAXIT MAXCIT FTEST WAVEX WAVEY THETA DXMAX DYMAX D OMEGA F Ý nghĩa tham số sau: MAXIT Số lượng vòng lặp lớn bước phân tích MAXCIT Số vòng lặp lớn ICTYPE = 2, Các trường hợp khác lấy =0 FTEST Độ lớn vecto lực không cân bước phân tích WAVEX Vận tốc sóng truyền theo phương X (=0.0 ứng với vơ hạn) WAVEY Vận tốc sóng truyền theo phương Y (=0.0 ứng với vơ hạn) THETA Góc động đất theo phương X phương Y với trục X, Y kết cấu DXMAX Điều kiện dừng phân tích chuyển vị theo phương X vượt DYMAX Điều kiện dừng phân tích chuyển vị theo phương Y vượt D Hệ số phân tán sóng Lấy 0: không phân tán; = 1.0: phân tán lớn nhất; = 100: phân tán nhỏ NCS Nguyễn Hồng Hải – Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang Luận án Tiến sỹ kỹ thuật – Phần phụ lục OMEGA Tần số đặc trưng (radian/giây) động đất sử dụng phân tán F Hệ số phân tán (lấy mặc định 0.1) 1.2.2 Số liệu nút Số liệu nút bắt đầu dòng lệnh sau: NODES IOUT Ý nghĩa tham số sau: IOUT Mã khống chế xuất kết N X( N) Y(N) NF1 NF2 NF3 KUP1 KUP2 KUP3 IOUT Ý nghĩa tham số sau: N Số thứ tự nút X(N) Tọa độ theo phương X nút Y(N) Tọa độ theo phương Y nút NF1 = Chuyển vị theo phương X không bị ràng buộc = Chuyển vị theo phương X không (=0.0) NF2 = Chuyển vị theo phương Y không bị ràng buộc = Chuyển vị theo phương Y khơng (=0.0) NF3 = Góc xoay theo phương Z khơng bị ràng buộc = Góc xoay theo phương Z không (=0.0) KUP1 = Khơng có liên kết (coupling) chuyển vị theo phương X = J Chuyển vị theo phương X với chuyển vị theo phương X nút J KUP2 = Khơng có liên kết (coupling) chuyển vị theo phương Y = J Chuyển vị theo phương Y với chuyển vị theo phương Y nút J KUP3 = Khơng có liên kết (coupling) góc xoay theo phương Z = J góc xoay theo phương Z với góc xoay theo phương Z nút J IOUT Mã khống chế xuất kết 1.2.3 Số liệu phần tử Số liệu phần tử bắt đầu dòng lệnh sau: NCS Nguyễn Hồng Hải – Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang Luận án Tiến sỹ kỹ thuật – Phần phụ lục ELEMENTS IOUT Ý nghĩa tham số sau: IOUT Mã khống chế xuất kết N MT NODE1 NODE2 NODE3 NODE4 IOUT Ý nghĩa tham số sau: N Số thứ tự phần tử MT Loại phần tử NODE1 Số thứ tự nút NODE2 Số thứ tự nút NODE3 Nút phía đầu nút 1, NODE3=0 để trống lấy giá trị =NODE1 NODE4 Nút phía đầu nút 2, NODE4=0 để trống lấy giá trị =NODE2 IOUT Mã khống chế xuất kết 1.2.4 Số liệu thuộc tính phần tử Số liệu thuộc tính phần tử bắt đầu dịng lệnh sau: PROPS Thông tin loại phần tử thể qua dòng lệnh sau: NM TYPE LABEL Ý nghĩa tham số sau: NM TYPE Số hiệu thuộc tính = FRAME Phần tử (dầm, cột) = SPRING Phần tử lị xo (tuyến tính xoay) = WALL Phần tử tường = DAMPER Phần tử cản nhớt = TENDON Phần tử kéo căng = CONTACT Phần tử tiếp xúc = QUAR Phần tử nút = PANEL Phần tử tường xây NCS Nguyễn Hồng Hải – Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang Luận án Tiến sỹ kỹ thuật – Phần phụ lục = GROUND Phần tử móng = MULTISPRING Phần tử khớp nhiều lò xo (Multi – Spring Hinge Element) = COMPOUND Phần tử khớp lò xo phức hợp LABEL Ghi phần tử, nhiều 30 ký tự Dưới giới thiệu bảng thuộc tính phần tử ITYPE IPIN ICOND IHYST ILOS IDAM G ICOL IGA IDUCT Ý nghĩa tham số sau: ITYPE = Phần tử dầm Giberson = Phần tử dầm, cột bê tông cốt thép = Phần tử dầm, cột thép = Phần tử dầm, cột nút IPIN = Khơng có nút bên = Nút liên kết khớp = Nút liên kết khớp = Cả hai nút liên kết khớp ICOND = Khơng có tải trọng ban đầu = Có tải trọng nút IHYST = n Quy luật trễ (chi tiết xem hướng dẫn sử dụng phần mềm) ILOS = Khơng có suy giảm cường độ = Có suy giảm cường độ theo phương dựa theo hệ số dẻo = Có suy giảm cường độ phụ thuộc vào số vòng lặp = Có suy giảm cường độ phụ thuộc vào độ dẻo lớn IDAM = Khơng tính tốn số hư hỏng = m Tính tốn số hư hỏng (m số nguyên > sử dụng làm trọng số) ICOL = Độ dẻo cột tính tốn điểm cân lực dọc = Độ dẻo cột tính tốn theo tải trọng tĩnh dọc trục = Độ dẻo cột tính tốn lực dọc khơng = Độ dẻo cột tính tốn bước phân tích theo lực dọc cột IGA = Biến dạng cắt đàn hồi = Biến dạng cắt đàn dẻo theo quy luật trễ SINA NCS Nguyễn Hồng Hải – Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang ... Trang Luận án Tiến sỹ kỹ thuật – Phần phụ lục Ý nghĩa tham số sau: = Sóng động đất theo định dạng BERG IBERG = Sóng động đất theo định dạng CALTECH = Sóng động đất theo định dạng NCEER = Sóng động. .. tán; = 1.0: phân tán lớn nhất; = 100: phân tán nhỏ NCS Nguyễn Hồng Hải – Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang Luận án Tiến sỹ kỹ thuật – Phần phụ lục OMEGA Tần số đặc trưng (radian/giây) động. .. Hải – Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trang Luận án Tiến sỹ kỹ thuật – Phần phụ lục IDUCT = Độ cứng chịu uốn số mô men chảy dẻo thay đổi = Độ cứng chịu uốn biến thiên độ cong chảy dẻo số Các