Phân tích sự thay đổi độ cứng động lực học của móng cọc khi chịu tải động đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN VĂN HIỂN PHÂN TÍCH SỰ THAY ĐỔI ĐỘ CỨNG ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÓNG CỌC KHI CHỊU TẢI ĐỘNG ĐẤT Chuyên ngành : Kỹ Thuật Xây Dựng Cơng Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp Mã số : 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 09 ,năm 2018 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS CHU QUỐC THẮNG Cán chấm nhận xét 1: TS TRẦN TUẤN KIỆT Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 21 tháng 08 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS NGUYỄN MINH LONG TS TRẦN TUẤN KIỆT PGS.TS HỒ ĐỨC DUY TS LÊ TRUNG KIÊN TS NGUYỄN THÁI BÌNH Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN VĂN HIỂN MSHV: 1670089 Ngày, tháng, năm sinh: 16.10.1993 Nơi sinh: Quảng Ngãi Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Cơng Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp Mã số: 60.58.02.08 I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH SỰ THAY ĐỔI ĐỘ CỨNG ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÓNG CỌC KHI CHỊU TẢI ĐỘNG ĐẤT II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Phân tích thay đổi độ cứng động lực học cho hệ lò xo chịu tải động đất Sau đó, phân tích ứng xử động kết cấu cơng trình móng cọc chịu tải động đất cách quy đất hệ lò xo tương đương Rút kết luận tương tác đất kết cấu chịu tải động đất III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 18/12/2017 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 18/06/2018 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS CHU QUỐC THẮNG Tp HCM, ngày tháng năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG NGÀNH PGS TS CHU QUỐC THẮNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập thực luận văn, tận tình bảo, động viên thầy bạn bè để vượt qua khó khăn, tác giả hoàn thành luận văn theo định Phòng Đào Tạo Sau Đại Học Trường Đại Học Bách Khoa – Thành Phố Hồ Chí Minh Tôi xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Bách khoa TP HCM, phòng Đào tạo Sau Đại học thầy cô trực tiếp tham gia giảng dạy truyền đạt kiến thức phương pháp học tập, nghiên cứu Bên cạnh đó, để có kiến thức quý báo, xin chân thành cảm ơn tất bạn bè, thầy cô Khoa giúp đỡ học tập thực luận văn này, đặc biệt xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Thầy hướng dẫn PGS.TS CHU QUỐC THẮNG Thầy: ThS.NCS PHẠM NHÂN HÒA người tận tình dẫn dắt hướng dẫn tơi từ bước đầu làm quen với công việc nghiên cứu khoa học đến lúc hoàn thành luận văn Thạc sĩ truyền đạt kiến thức quý báu cho Tôi chân thành cảm ơn Thầy Cô thư viện Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho tơi tìm tài liệu để thực luận văn bạn học khóa ln sát cánh bên tơi ngày học tập khó khăn Sau cùng, tơi xin cảm ơn gia đình tơi tạo điều kiện cho học tập động viên tơi gặp khó khăn Chân thành cảm ơn tất cả! ii TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Luận văn trình bày tính tốn để phân tích thay đổi độ cứng động lực học móng cọc chịu tải động đất Kết cấu bên mơ hình phương pháp phần tử hữu hạn Móng bên có phương pháp tính tốn độ cứng (cũng giảm chấn) động lực học móng cọc mơi trường đất Phần ví dụ minh họa nêu luận văn ví dụ mẫu kết cấu thép tầng 20 tầng nhằm so sánh đáp ứng động lực học kết xét SSI không xét đến SSI (FBB: Fixed Base Building) Phương trình chuyển động hệ giải phương pháp Newmark’s miền thời gian, thể ngôn ngữ lập trình Matlab Cuối cùng, kết luận rút khác mơ hình nhằm cung cấp thơng tin hữu ích cho việc nghiên cứu thiết kế cơng trình kháng chấn iii ABSTRACT The thesis presents calculations to analyze the dynamic stiffness change of pile foundation under seismic load.The upper structure is modeled by finite element method The foundation below measures the stiffness (as well as damping) of the pile foundation in the soil environment Part illustrative examples set out in the thesis that the samples of the steel structure 9-story, 20-story benchmark steel structures with FBB analysis or allowing for SSI The equation of motion of the system is solved by Newmark’s method in the time domain and with the help of Matlab code Finally, the conclusions to be drawn about the differences between models to provide useful information for the study and design of seismic-resistant buildings iv LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Nguyễn Văn Hiển- Học viên cao học Ngành: Kĩ Thuật Xây Dựng Cơng Trình Dân Dụng Cơng Nghiệp- Khố 2016-Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Tơi xin cam đoan rằng, luận văn tơi thực Các số liệu luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố, sử dụng để bảo vệ học vị Các thơng tin, tài liệu trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Tơi xin chịu trách nhiệm hồn tồn kết nghiên cứu luận văn Học viên NGUYỄN VĂN HIỂN v MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ ii LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ii CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 TỔNG QUAN VỀ SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA KÊT CẤU VÀ NỀN MĨNG 2.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGỒI NƯỚC 2.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC 2.4 NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 ĐỘ CỨNG CỦA MÓNG CỌC 3.1.1 Độ cứng cọc theo phương ngang 3.1.2 Độ cứng cọc theo phương đứng 12 3.1.3 Độ cứng cọc theo phương xoay .13 3.2 ĐỘ CỨNG CỦA MÓNG CỌC THAY ĐỔI 18 3.2.1 Độ cứng cọc theo phương ngang theo thời gian 21 3.2.2 Độ cứng cọc theo phương đứng theo thời gian .22 3.2.3 Độ cứng cọc theo phương xoay theo thời gian 23 3.3 PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CHUYỂN ĐỘNG 24 3.3.1 Khung phẳng ngàm chân cột( FBB) 25 vi 3.3.2 Khung phẳng gắn lò xo chân cột( SSIsta, SSIdyn) 27 3.3.3 Phương pháp Newmark’s 29 3.3.4 Nội lực 31 3.4 CÁC BƯỚC GIẢI BÀI TOÁN SSI VÀ SƠ ĐỒ KHỐI 32 3.4.1 Các bước giải toán SSI 32 3.4.2 Sơ đồ khối cho toán phân tích SSI 33 CHƯƠNG VÍ DỤ TÍNH TỐN 34 4.1 KẾT CẤU TẦNG MÓNG CỌC 34 4.1.1 Mơ tả tốn 34 4.1.2 Tính tốn 37 4.2 KẾT CẤU 20 TẦNG MÓNG CỌC 52 4.2.1 Mơ tả tốn 52 4.2.2 Tính toán 57 4.3 KHẢO SÁT VỚI TRẬN ĐỘNG ĐẤT KOBE 72 4.3.1 Kết cấu tầng 72 4.3.2 Kết cấu 20 tầng 75 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .79 5.1 KẾT LUẬN 79 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 Phụ lục 1: Chiều dài, đường kính số lượng cọc i Phục lục 2: Mã nguồn chương trình Matlab iv DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT .xxx PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG xxxiii vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Tương tác động (kinematic): (a) dao động theo phương đứng, (b) dao động theo phương ngang, (c) dao động không liên tục, dao động lắc Hình 2.2: Tương tác qn tính (inertial) .4 Hình 2.3: Sóng lan truyền Hình 3.1: Thơng số móng .9 Hình 3.2: Xác định S/2R( S2Rp )và β 11 Hình 3.3: Xác định αL(r) theo [7] 11 Hình 3.4: Hệ số tương tác αr (Poulos, 1968) .13 Hình 3.5: Xác định fz1 theo theo Lp/rp Ep/Gspile cho cọc chịu mũi 16 Hình 3.6: Xác định fz2 theo Lp/rp Ep/Gspile cho cọc chịu mũi 16 Hình 3.7: Xác định fz1 theo Lp/rp Ep/Gspile cho cọc chịu ma sát 17 Hình 3.8: Xác định fz2 theo Lp/rp Ep/Gspile cho cọc chịu ma sát 17 Hình 3.9: Sự chuyển lớp đất 19 Hình 3.10: Khung phẳng xét (a):FBB, (b): SSI 24 Hình 3.11: Gia tốc tuyến tính theo t 29 Hình 3.12: Nội lực 31 Hình 3.13: Sơ đồ khối .33 Hình 4.1: Sơ đồ bố trí cọc kết cấu tầng 35 Hình 4.2: Gia tốc anền(m/s2) theo thời gian t(s) 36 Hình 4.3: Sơ đồ kết cấu tầng, nhịp ( xét FBB) 37 Hình 4.4: Sơ đồ kết cấu tầng, nhịp ( xét SSI) .38 Hình 4.5: Kết cấu đánh số rời rạc hóa 38 Hình 4.6: Gia tốc, vận tốc, chuyển vị theo thời gian h=0(m) 39 Hình 4.7: Gia tốc, vận tốc, chuyển vị theo thời gian h=21.5(m) 39 Hình 4.8: Ứng suất theo thời gian .40 Hình 4.9: Biến dạng theo thời gian t(s) .40 Hình 4.10: Ứng suất với biến dạng 41 xix grid on; hold on; box on; title('\bfTime History of Loading') plot(tt,loading_x_bc(1:3:n_dof_CnB-length(bc),:)/1e3,':b') plot(tt,loading_x_bc(2:3:n_dof_CnB-length(bc),:)/1e3,' g') plot(tt,loading_x_bc(3:3:n_dof_CnB-length(bc),:)/1e3,'-.r') xlabel('\bfTime (sec)','Color','b'); ylabel('\bfLoad (kN)','Color','r') %% Assign initial conditions: D_0=zeros(n_dof,1); V_0=zeros(n_dof,1); D_0_no_spring=zeros(n_dof_no_spring,1); V_0_no_spring=zeros(n_dof_no_spring,1); save data_Input LINEAR ANALYSIS =========================================================== % - Linear analysis of FFB without VFD => n_dof=180, bc=[181 198,0 0]; -clear load data_Input time1f_lin_no_VFD_no_spring = []; tic VFD_p(:,1)=0; save_int_no_spring=zeros(6,n_CnB); [D_lin_no_VFD_no_spring,V_lin_no_VFD_no_spring,A_lin_no_VFD_no_spring, ~,int_lin_no_VFD_no_spring,f_elastic_lin_no_VFD_no_spring,f_damping_lin_no_ VFD_no_spring,f_inertia_lin_no_VFD_no_spring]= response_with_TimeNewmark_int_no_spring_v6(M_lump_no_spring_bc,C_M_lu mp_K_elas_no_spring_bc,K_elas_no_spring_bc, tt,D_0_no_spring,V_0_no_spring,loading_x_no_spring_bc,bc_no_spring, ep_CnB,save_int_no_spring,Ex_CnB,Ey_CnB,Edof_CnB, VFD_p,Ex_VFD,Ey_VFD,Edof_VFD,a1_a2_M_cons_K_elas_CnB_no_spring); time1f_lin_no_VFD_no_spring(end+1) = toc; save data_lin_no_VFD_no_spring % % - Linear analysis of SSI(STATIC) without VFD => n_dof=168, bc=[1 18,0 0]; -clear load data_Input time1f_lin_no_VFD = []; tic VFD_p(:,1)=0; save_int_pdelta_CnB=zeros(6,n_CnB); xx [D_lin_no_VFD_statics,V_lin_no_VFD_statics,A_lin_no_VFD_statics,~,int_lin_n o_VFD_statics, f_elastic_lin_no_VFD,f_damping_lin_no_VFD,f_inertia_lin_no_VFD]=response_ with_TimeNewmark_int_spring_v6 (M_lump_bc,C_M_lump_K_elas_bc,K_elas_bc,tt,D_0,V_0,loading_x_bc,bc,ep_sp ring_0, ep_CnB,save_int_pdelta_CnB,Ex_CnB,Ey_CnB,Edof_CnB,VFD_p,Ex_VFD,Ey_V FD,Edof_VFD,a1_a2_M_lump_K_elas_CnB); time1f_lin_no_VFD(end+1) = toc; save data_lin_no_VFD_k_statics % % - Linear analysis of SSI(DYNAMIC) without VFD => n_dof=168, bc=[1 18,0 0]; -clear load data_Input time1f_lin_no_VFD_dyn = []; tic VFD_p(:,1)=0; save_int_pdelta_CnB=zeros(6,n_CnB); [D_lin_no_VFD_dyn,V_lin_no_VFD_dyn,A_lin_no_VFD_dyn,~,int_lin_no_VFD _dyn, f_elastic_lin_no_VFD_dyn,f_damping_lin_no_VFD_dyn,f_inertia_lin_no_VFD_dy n]=response_with_TimeNewmark_int_spring_v6_dyn (M_lump_bc,C_M_lump_K_elas_bc,K_elas_bc,tt,D_0,V_0,loading_x_bc,bc,ep_sp ring, ep_CnB,save_int_pdelta_CnB,Ex_CnB,Ey_CnB,Edof_CnB,VFD_p,Ex_VFD,Ey_V FD,Edof_VFD,a1_a2_M_lump_K_elas_CnB); time1f_lin_no_VFD_dyn(end+1) = toc; save data_lin_no_VFD_k_dynamic % Plot_result_2018_5_16 xxi Section_properties_assign %% - Element stiffness and element load matrices E=200e9; % Steel Modulus - N/m^2 sigma_beam=248e6; sigma_colu=345e6; gamma_steel=0; %========================================================== %% Section Properties of the columns ep_CnB=zeros(n_CnB,12); % ep=[E A I m My Py 0 0 tw sigma_colu]; A_W=zeros(n_CnB,1); I_W=zeros(n_CnB,1); tw_W=zeros(n_CnB,1); Zp_W=zeros(n_CnB,1); Py_W=zeros(n_CnB,1); Mp_W=zeros(n_CnB,1); % -% for columns story_assigned_1=1; for i=1:(n_bay+1)*max(story_assigned_1) % W14X500 column 1:6th at 1st floor A_W(i)=0.094839; % m^2 I_W(i)=0.003417; % m^4 tw_W(i)=55.626e-3; %m Zp_W(i)=0.017206; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_colu A_W(i)*sigma_colu 0 0 tw_W(i) sigma_colu]; end % -story_assigned_2=[2 3]; for i = (n_bay+1)*max(story_assigned_1)+1:(n_bay+1)*max(story_assigned_2) % W14X455 column 7:18th at 2-3rd floor A_W(i)=0.086451; % m^2 I_W(i)=0.002993; % m^4 tw_W(i)=51.181e-3; %m Zp_W(i)=0.015338; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_colu A_W(i)*sigma_colu 0 0 tw_W(i) sigma_colu]; end % -story_assigned_3=[4 5]; for i = (n_bay+1)*max(story_assigned_1)+1:(n_bay+1)*max(story_assigned_3) % W14X370 column 19:30th at 4-5th floor A_W(i)=0.070322; % m^2 I_W(i)=0.002264; % m^4 tw_W(i)=42.037e-3; %m xxii Zp_W(i)=0.012061; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_colu A_W(i)*sigma_colu 0 0 tw_W(i) sigma_colu]; end % -story_assigned_4=[6 7]; for i = (n_bay+1)*max(story_assigned_3)+1:(n_bay+1)*max(story_assigned_4) % W14X283 column 31:42 at 6-7th floor A_W(i)=0.053742; % m^2 I_W(i)=0.001598; % m^4 tw_W(i)=32.766e-3; %m Zp_W(i)=0.008882; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_colu A_W(i)*sigma_colu 0 0 tw_W(i) sigma_colu]; end % -story_assigned_5=[8 9]; for i = (n_bay+1)*max(story_assigned_4)+1:(n_bay+1)*max(story_assigned_5) % W14X257 column 43:54 at 8-9th floor A_W(i)=0.048774; % m^2 I_W(i)=0.001415; % m^4 tw_W(i)=29.845e-3; %m Zp_W(i)=0.007981; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_colu A_W(i)*sigma_colu 0 0 tw_W(i) sigma_colu]; end % =========================================================== % for beams including beam at a Ground floor for i = n_column+1:n_column+n_bay % W36X160 beam 55:64 at G floor A_W(i)=0.030323; % m^2 I_W(i)=0.030323; % m^4 tw_W(i)=16.51e-3; %m Zp_W(i)=0.010226; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 1.01e6/(n_bay*L)/5+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % for i = n_column+n_bay+1:n_column+n_bay*2 % W36X160 beam 55:64(+5) at 1st floor A_W(i)=0.030323; % m^2 I_W(i)=0.030323; % m^4 tw_W(i)=16.51e-3; %m Zp_W(i)=0.010226; % m^3 xxiii ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 1.01e6/(n_bay*L)/5+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % -for i = n_column+n_bay*2+1:n_column+n_bay*3 % W36X160 beam 55:64(+5) at 2nd floor A_W(i)=0.030323; % m^2 I_W(i)=0.030323; % m^4 tw_W(i)=16.51e-3; %m Zp_W(i)=0.010226; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 9.89e5/(n_bay*L)/5+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % -for i = n_column+n_bay*3+1:n_column+n_bay*7 % W36X135 beam 65:84(+5) at 3-6th floor A_W(i)=0.025613; % m^2 I_W(i)=0.003247; % m^4 tw_W(i)=15.24e-3; %m Zp_W(i)=0.008341; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 9.89e5/(n_bay*L)/5+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % -for i = n_column+n_bay*7+1:n_column+n_bay*8 % W30X99 beam 85:89(+5) at 7th floor A_W(i)=0.018774; % m^2 I_W(i)=0.001661; % m^4 tw_W(i)=13.208e-3; %m Zp_W(i)=0.005113; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 9.89e5/(n_bay*L)/5+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % -for i = n_column+n_bay*8+1:n_column+n_bay*9 % W27X84 beam 90:94(+5) at 8th floor A_W(i)=0.016; % m^2 I_W(i)=0.001186; % m^4 tw_W(i)=11.684e-3; %m Zp_W(i)=0.003998; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 9.89e5/(n_bay*L)/5+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % xxiv for i = n_column+n_bay*9+1:n_CnB % W24X68 beam 95:99(+5) at 9th floor A_W(i)=0.012968; % m^2 I_W(i)=0.000762; % m^4 tw_W(i)=10.541e-3; %m Zp_W(i)=0.002901; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 1.07e6*2/(n_bay*L)/5+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % -clear A_* I_* Mp_* Zp_* Py_* tw_* Plot_result_2018_5_16 clear; close all %% Load Data load data_Input load data_lin_no_VFD_no_spring load data_lin_no_VFD_k_statics load data_lin_no_VFD_k_dynamic Plot_ground_acceleartion_2018_5_16 % =========================================================== drawn_dof=n_dof_bc-2; % top story drift Plot_dis_2018_5_16 % Plot_Displacement % =========================================================== Plot_acc_2018_5_16 % Plot_Acceleration % =========================================================== drawn_element=2; ex_drawn_element=Ex_CnB(drawn_element,:); ey_drawn_element=Ey_CnB(drawn_element,:); b_drawn_element=[ex_drawn_element(2)-ex_drawn_element(1); ey_drawn_element(2)-ey_drawn_element(1)]; L_drawn_element=sqrt(b_drawn_element'*b_drawn_element); n=b_drawn_element/L_drawn_element; G_drawn_element=[n(1) n(2) 0 0; -n(2) n(1) 0 0; 0 0 0; 0 n(1) n(2) 0; xxv 0 0 -n(2) n(1) 0; 0 1]; drawn_VFD=2; ex_drawn_VFD=Ex_VFD(drawn_VFD,:); ey_drawn_VFD=Ey_VFD(drawn_VFD,:); b_drawn_VFD=[ex_drawn_VFD(2)-ex_drawn_VFD(1); ey_drawn_VFD(2)ey_drawn_VFD(1)]; L_drawn_VFD=sqrt(b_drawn_VFD'*b_drawn_VFD); n=b_drawn_VFD/L_drawn_VFD; G_drawn_VFD=[ n(1) n(2) 0 0; -n(2) n(1) 0 0; 0 0 0; 0 n(1) n(2) 0; 0 -n(2) n(1) 0; 0 0 1]; Weight=ones(1,n_story)*9.89e5; % kg Weight(1)=1.01e6; Weight(n_story)=1.07e6; Weight=Weight*9.81; %N Mp=ep_CnB(drawn_element,5); % Mp,2=Wp,2*sigma_c Plot_Shear_Force_2018_5_16 % Plot_Shear_Force Plot_Moment_2018_5_16 % Plot_Moment xxvi Section_properties_assign_20_story %% - Element stiffness and element load matrices E=200e9; % Steel Modulus - N/m^2 sigma_beam=248e6; sigma_colu=345e6; gamma_steel=0; %========================================================== %% Section Properties of the columns ep_CnB=zeros(n_CnB,12); % ep=[E A I m My Py 0 0 tw sigma_colu]; A_W=zeros(n_CnB,1); I_W=zeros(n_CnB,1); tw_W=zeros(n_CnB,1); Zp_W=zeros(n_CnB,1); Py_W=zeros(n_CnB,1); Mp_W=zeros(n_CnB,1); % -% for columns story_assigned_1=1:5; % 1:30 col - for i=1:(n_bay+1)*max(story_assigned_1) A_W(i)=0.0634837; % m^2 I_W(i)=0.004953153964640; % m^4 tw_W(i)=35.052e-3; %m Zp_W(i)=0.016715; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_colu A_W(i)*sigma_colu 0 0 tw_W(i) sigma_colu]; end % -story_assigned_2=6:11; % 31:66 col 6-11 for i = (n_bay+1)*max(story_assigned_1)+1:(n_bay+1)*max(story_assigned_2) A_W(i)=0.04335475; % m^2 I_W(i)=0.003184170405840; % m^4 tw_W(i)=24.384e-3; %m Zp_W(i)=0.011078; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_colu A_W(i)*sigma_colu 0 0 tw_W(i) sigma_colu]; end % -story_assigned_3=12:14; % 67:84 col 12 13 14 for i = (n_bay+1)*max(story_assigned_1)+1:(n_bay+1)*max(story_assigned_3) A_W(i)=0.03632251; % m^2 I_W(i)=0.002605608724256; % m^4 tw_W(i)=20.574e-3; %m Zp_W(i)=0.00916; % m^3 xxvii ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_colu A_W(i)*sigma_colu 0 0 tw_W(i) sigma_colu]; end % -story_assigned_4=15:17; % 85:102 col 15-17 for i = (n_bay+1)*max(story_assigned_3)+1:(n_bay+1)*max(story_assigned_4) A_W(i)=0.02483866; % m^2 I_W(i)=0.001673250330912; % m^4 tw_W(i)=15.367e-3; %m Zp_W(i)=0.006063; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_colu A_W(i)*sigma_colu 0 0 tw_W(i) sigma_colu]; end % -story_assigned_5=18:19; % 103:114 col 18-19th for i = (n_bay+1)*max(story_assigned_4)+1:(n_bay+1)*max(story_assigned_5) A_W(i)=0.0221935; % m^2 I_W(i)=0.001473459246624; % m^4 tw_W(i)=13.97e-3; %m Zp_W(i)=0.005359; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_colu A_W(i)*sigma_colu 0 0 tw_W(i) sigma_colu]; end % -story_assigned_6=20; % 115:120 col 20 for i = (n_bay+1)*max(story_assigned_5)+1:(n_bay+1)*max(story_assigned_6) A_W(i)=0.01593545; % m^2 I_W(i)=0.000986468478672; % m^4 tw_W(i)=11.938e-3; %m Zp_W(i)=0.003671; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_colu A_W(i)*sigma_colu 0 0 tw_W(i) sigma_colu]; end % =========================================================== % for beams including beam at a Ground and 1st floor for i = n_column+1:n_column+n_bay*2 % 121:130 at G and 1st floor A_W(i)=0.01877416; % m^2 I_W(i)=0.001660763388144; % m^4 tw_W(i)=13.208e-3; %m Zp_W(i)=0.005113; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 5.63e5/(n_bay*L)/6+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end xxviii % for i = n_column+n_bay*2+1:n_column+n_bay*5 % 131:145 at 2nd-4th floor A_W(i)=0.01877416; % m^2 I_W(i)=0.001660763388144; % m^4 tw_W(i)=13.208e-3; %m Zp_W(i)=0.005113; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 5.52e5/(n_bay*L)/6+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % -for i = n_column+n_bay*5+1:n_column+n_bay*11 % 146:175 at 5th-10th floor A_W(i)=0.02045157; % m^2 I_W(i)=0.001860554472432; % m^4 tw_W(i)=13.834e-3; %m Zp_W(i)=0.00567; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 5.52e5/(n_bay*L)/6+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % -for i = n_column+n_bay*11+1:n_column+n_bay*14 % 176:190 at 11th-13th floor A_W(i)=0.01877416; % m^2 I_W(i)=0.001660763388144; % m^4 tw_W(i)=13.208e-3; %m Zp_W(i)=0.005113; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 5.52e5/(n_bay*L)/6+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % -for i = n_column+n_bay*14+1:n_column+n_bay*17 % 191:205 at 14th-16th floor A_W(i)=0.01877416; % m^2 I_W(i)=0.001660763388144; % m^4 tw_W(i)=13.208e-3; %m Zp_W(i)=0.005113; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 5.52e5/(n_bay*L)/6+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % -for i = n_column+n_bay*17+1:n_column+n_bay*19 % 206:215 at 17th-18th floor A_W(i)=0.01599997; % m^2 I_W(i)=0.001186259562960; % m^4 tw_W(i)=11.684e-3; %m xxix Zp_W(i)=0.003998; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 5.52e5/(n_bay*L)/6+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % -for i = n_column+n_bay*19+1:n_column+n_bay*20 % 216:220 at 19th floor A_W(i)=0.01174191; % m^2 I_W(i)=0.000645158709680; % m^4 tw_W(i)=10.922e-3; %m Zp_W(i)=0.002507; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 5.52e5/(n_bay*L)/6+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % -for i = n_column+n_bay*20+1:n_CnB % 221:225 at 20th floor A_W(i)=0.00948385; % m^2 I_W(i)=0.000409571722790; % m^4 tw_W(i)=9.652e-3; %m Zp_W(i)=0.001803; % m^3 ep_CnB(i,:)=[E A_W(i) I_W(i) 5.84e5/(n_bay*L)/6+A_W(i)*gamma_steel Zp_W(i)*sigma_beam A_W(i)*sigma_beam 0 0 tw_W(i) sigma_beam]; end % -clear A_* I_* Mp_ xxx DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT rp : Bán kính cọc tròn (hoặc quy đổi từ cọc chữ nhật rp   a b  p p  với ap, bp chiều dài chiều rộng tiết diện cọc hình chữ nhật) r : Bán kính mặt tiếp xúc lớp đất xét r0 : Bán kính (mặt bằng) móng hình trịn (hoặc bán kính móng hình chữ nhật quy đổi r0   a f bf   với af, bf chiều dài chiều rộng móng hình chữ nhật) r0cap : Bán kính (mặt bằng) đài cọc hình trịn (hoặc bán kính đài hình chữ nhật quy đổi r0cap  a cap bcap   với acap, bcap chiều dài chiều rộng đài cọc hình chữ nhật) Sx1; Sx : Các hệ số đề xuất M Shadlou and S Bhattacharya (2014) Cx1; Sx1; Cx ; Sx : Các hệ số đề xuất Novak (1974) h i  i   n  : Chiều cao theo phương đứng (z) tầng thứ đến tầng thứ n L p : Chiều dài cọc Dscap : Chiều sâu chôn đài cọc Df : Chiều sâu chơn móng u g : Chuyển vị theo phương ngang (x) đất D p : Đường kính cọc x r : Khoảng cách từ tâm đài cọc đến cọc (theo phương x) k z1 : Hằng số lò xo cho cọc theo phương đứng k 01 : Hằng số lò xo cho cọc theo phương ngang xxxi k 1 : Hằng số lò xo xoay cho cọc k 01 : Hằng số lò xo cho cọc tương quang phương ngang xoay k : Hằng số lò xo cho cọc (tổng đài cọc nhóm cọc) theo phương ngang k g0 : Hằng số lò xo phương ngang cho nhóm cọc k  : Hằng số lò xo xoay cho cọc (tổng đài cọc nhóm cọc) k g : Hằng số lị xo xoay cho nhóm cọc  : Hệ số ảnh hưởng lớp đất đến độ cứng tĩnh  : Hệ số Poisson’s đất c z1 : Hệ số giảm chấn cho cọc theo phương đứng c01 : Hệ số giảm chấn cho cọc theo phương ngang c1 : Hệ số giảm chấn xoay cho cọc c01 : Hệ số giảm chấn cho cọc tương quang phương ngang xoay c0 : Hệ số giảm chấn cho cọc (tổng đài cọc nhóm cọc) theo phương ngang c g0 : Hệ số giảm chấn phương ngang cho nhóm cọc c  : Hệ số giảm chấn xoay cho cọc (tổng đài cọc nhóm cọc) c g : Hệ số giảm chấn xoay cho nhóm cọc  L r  : Hệ số tương tác cọc nhóm cọc z c : Khoảng cách từ tâm đài cọc đến mép đài (theo phương z) spile : Khối lượng riêng đất chứa cọc s : Khối lượng riêng đất chứa móng xxxii sd : Khối lượng riêng đất móng I p : Mơ men qn tính tiết diện ngang cọc G spile : Mô đun cắt đất chứa cọc (cọc đóng vào) G scap : Mô đun cắt đất chứa đài cọc G s : Mơ đun cắt đất chứa móng G sd : Mơ đun cắt đất móng E p : Mô đun đàn hồi vật liệu làm cọc np: Số cọc nằm nhóm số cọc đài cọc f z1; f z2 : Thông số độ cứng giảm chấn dao động đứng f 01; f 02 : Thông số độ cứng hệ số giảm chấn dao động theo phương ngang f 1; f  : Thông số độ cứng hệ số giảm chấn dao động xoay f 01; f 0 : Thông số độ cứng giảm chấn tương quan dao động trượt dao động xoay A p : Tiết diện cọc cs : Vận tốc sóng cắt đất SSI( Soil - Structure Interaction): Tương tác đất kết cấu FBB( Fixed Base Building): Chân cơng trình ngàm cố định SSIsta : Tương tác đất kết cấu xem hệ số độ cứng, hệ số giảm chấn móng cọc khơng đổi theo thời gian t SSIdyn : Tương tác đất kết cấu xem hệ số độ cứng, hệ số giảm chấn móng cọc thay đổi theo thời gian t xxxiii PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG GIỚI THIỆU Họ tên: NGUYỄN VĂN HIỂN Ngày, tháng, năm sinh: 16.10.1993 Quê quán: Nghĩa Hiệp- Tư Nghĩa- Quảng Ngãi Địa liên lạc: 5/6, Lê Văn Chí, Linh Trung, Thủ Đức, TP.HCM Điện thoại: 084 257 0754 Email: nvhienqn@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 09/2011 - 09/2015: Sinh viên: Đại học Sư Phạm Kĩ Thuật TP.HCM- Ngành: Công nghệ Kĩ Thuật Cơng Trình Xây Dựng 06/2016 - Nay: Học viên: Đại học Bách khoa TP.HCM- Ngành: Kĩ Thuật Xây Dựng Cơng Trình Dân Dụng Cơng Nghiệp Q TRÌNH CƠNG TÁC: 09/2015 - 03/2016: Nhân viên Công ty Cổ Phần Hà Ân 03/2016 - Nay: Nhân viên Công ty Tư vấn- Thiết kế- Xây dựng Xuyên Á ... TÀI: PHÂN TÍCH SỰ THAY ĐỔI ĐỘ CỨNG ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÓNG CỌC KHI CHỊU TẢI ĐỘNG ĐẤT II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Phân tích thay đổi độ cứng động lực học cho hệ lò xo chịu tải động đất Sau đó, phân tích. .. sau: Phân tích thay đổi độ cứng động lực học cho hệ móng chịu tải động đất Phân tích ứng xử động lực học cơng trình kết cấu móng cọc chịu tải trọng động đất theo mơ hình thu gọn cách quy đổi đất. .. việc phân tích phương pháp phần tử hữu hạn Phân tích số toán Rút kết luận tương tác đất kết cấu chịu tải động đất Tên đề tài: ? ?Phân tích thay đổi độ cứng động lực học móng cọc chịu tải động đất? ??’