1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp push over để phân tích công trình nhà nhiều tầng không đối xứng chịu tải trọng động đất

93 5 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 93
Dung lượng 4,15 MB

Nội dung

Hiện nay phương pháp push over được sử dụng nhiều trong phân tích kết cấu chịu động đất vì nó có tính đơn giản và độ chính xác chấp nhận được Tuy vậy đối với công trình cao tầng và bất đối xứng phương pháp push over truyền thống sẽ cho kết quả có sự sai khác lớn vì sự ảnh hưởng của các dạng dao động bậc cao là đáng kể cả theo chiều cao tầng và theo mặt bằng tác động xoắn Nhiều nghiên cứu gần đây nhằm khắc phục hạn chế đã được thực hiện nhưng các phương pháp đã được đề xuất đều tốn thời gian và vẫn sử dụng giả thiết ảnh hưởng của các dạng dao động bậc cao là đàn hồi nên vẫn cho kết quả chưa tốt Do vậy nghiên cứu này nhằm mục đích tìm cách ứng dụng phương pháp push over sao cho giảm được sai số do ảnh hưởng của các dạng dao động bậc cao

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐOÀN VĨNH PHÚC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PUSH-OVER ĐỂ PHÂN TÍCH CƠNG TRÌNH NHÀ NHIỀU TẦNG KHƠNG ĐỐI XỨNG CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Đà Nẵng - Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐOÀN VĨNH PHÚC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PUSH-OVER ĐỂ PHÂN TÍCH CƠNG TRÌNH NHÀ NHIỀU TẦNG KHƠNG ĐỐI XỨNG CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 8580201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐẶNG CÔNG THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, tác giả đề tài xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đặng Công Thuật giao đề tài tận tình hướng dẫn để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Xây dựng Dân dựng Công nghiệp - Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng nhiệt tình hướng dẫn, động viên, khích lệ tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành luận văn Đà Nẵng, ngày 10 tháng 05 năm 2019 Tác giả luận văn Đồn Vĩnh Phúc LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Đồn Vĩnh Phúc NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PUSH-OVER ĐỂ PHÂN TÍCH CƠNG TRÌNH NHÀ NHIỀU TẦNG KHƠNG ĐỐI XỨNG CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT Học viên: Đoàn Vĩnh Phúc Mã số: 8590201 Khóa:K34 Chuyên ngành: Kỹ thuật XDCT DD&CN Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Hiện nay, phương pháp push-over sử dụng nhiều phân tích kết cấu chịu động đất có tính đơn giản độ xác chấp nhận Tuy vậy, cơng trình cao tầng bất đối xứng, phương pháp push-over truyền thống cho kết có sai khác lớn ảnh hưởng dạng dao động bậc cao đáng kể, theo chiều cao tầng theo mặt (tác động xoắn) Nhiều nghiên cứu gần nhằm khắc phục hạn chế thực phương pháp đề xuất tốn thời gian sử dụng giả thiết ảnh hưởng dạng dao động bậc cao đàn hồi, nên cho kết chưa tốt Do vậy, nghiên cứu nhằm mục đích tìm cách ứng dụng phương pháp push-over cho giảm sai số ảnh hưởng dạng dao động bậc cao Từ khóa - Phương pháp push-over, nhà nhiều tầng không đối xứng, dao động bậc cao A STUDY ON APPLYING PUSH-OVER METHOD FOR SEISMIC ASSESSMENT OF TALL AND ASYMMETRIC BUILDINGS Abstract - At present, the push-over method is extensively used in seismic analysis of buildings because it has simplicity and acceptable accuracy However, for tall and asymmetric buildings the conventional push-over method resulted in a large error due to the effects of high modes, both in height and in plan (torsional effects) Many recent studies to overcome the limitations have been done, but the proposed methods are time-consuming and still assume that the effects of high modes are remaining in elastic behavior, which gives a not-good result Thus, this study aims to find a way to improve the push-over method to reduce errors by several modifications in which the effects of high modes are considered Keywords - Push-over method, tall and asymetric building, high mode MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU PHẠM VI NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .3 BỐ CỤC ĐỀ TÀI MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG ĐẤT VÀ TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐỘNG ĐẤT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘNG ĐẤT ĐẾN CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Nguyên nhân 1.1.3 Đặc điểm 1.1.4 Ảnh hưởng động đất cơng trình xây dựng 1.2 PHẢN ỨNG KHÔNG ĐÀN HỒI CỦA HỆ KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT .7 1.2.1 Ý nghĩa việc tính tốn phản ứng khơng đàn hồi hệ kết cấu 1.2.2 Khả phân tán lượng độ dẻo 1.2.3 Hệ số giảm lực tác động hệ số điều kiện làm việc hệ kết cấu 1.3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT 10 1.4 QUAN NIỆM HIỆN ĐẠI TRONG THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT 15 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 17 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 18 2.1 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP DÙNG TRONG TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT .18 2.1.1 Phân loại theo tính chất tác động động đất lên cơng trình 18 2.1.2 Phân loại theo đặc tính làm việc hệ kết cấu chịu lực cơng trình xây dựng 18 2.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT THEO TCVN 9386:2012 19 2.2.1 Phạm vi áp dụng tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 .20 2.2.2 Các bước xác định tải trọng động đất 20 2.2.3 Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương 27 2.2.4 Phương pháp phổ phản ứng thiết kế .28 2.3 PHƯƠNG PHÁP PUSH-OVER TÍNH TỐN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT .35 2.3.1 Phương pháp push-over dạng (MPA) 35 2.3.2 Phương pháp push-over dạng hiệu chỉnh (MMPA) 35 2.3.3 Phương pháp push-over dạng thực hành (PMPA) .35 2.3.4 Phương pháp tổ hợp dạng (MMC) .36 2.3.5 Theo ATC_40 .36 2.3.6 Theo FEMA 356 44 2.4 PHƯƠNG PHÁP PUSH-OVER CẢI TIẾN TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT .49 2.4.1 Theo phương pháp N2 (Basic N2) 49 2.4.2 Theo phương pháp N2 mở rộng (Extended N2 method) .49 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PUSH-OVER CẢI TIẾN ĐỂ PHÂN TÍCH CƠNG TRÌNH NHÀ NHIỀU TẦNG KHÔNG ĐỐI XỨNG CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 51 3.1 QUY TRÌNH TÍNH TỐN THEO PHƯƠNG PHÁP N2 51 3.1.1 Lập liệu cơng trình phổ gia tốc đàn hồi 51 3.1.2 Chuyển đổi phổ phản ứng dạng gia tốc - chuyển vị lập phổ đàn hồi dẻo 51 3.1.3 Phân tích push-over 52 3.1.4 Hệ bậc tự tương đương đường cong khả 53 3.1.5 Phổ yêu cầu động đất hệ bậc tự 54 3.1.6 Yêu cầu động đất tổng cộng cho hệ nhiều bậc tự 55 3.1.7 Yêu cầu động đất cục cho hệ nhiều bậc tự 55 3.1.8 Đánh giá tính (Phân tích mức độ nguy hiểm) .55 3.2 Phân tích cơng trình nhà nhiều tầng chịu động đất sử dụng phương pháp N2 .56 3.2.1 Giới thiệu công trình khảo sát 57 3.2.2 Kết khảo sát 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng Tên bảng Trang 2.1 Lựa chọn mơ hình phương pháp tính tốn động đất 20 2.2 Phân loại đất 21 2.3 Mức độ hệ số tầm quan trọng 22 2.4 Phân loại độ dẻo kết cấu 25 2.5 Bảng xác định giá trị S, TB, TC, TD 27 2.6 Các giá trị ψ2i 33 2.7 Giá trị φ để tính tốn ψ2i 34 2.8 Hệ số điều chỉnh độ cản κ 40 2.9 Kiểu ứng xử kết cấu 40 2.10 Giá trị cho phép nhỏ SRA SRV 41 2.11 Giới hạn chuyển vị ngang 43 2.12 Giá trị hệ số hiệu chỉnh C0 45 2.13 Giá trị hệ số khối lượng hiệu Cm 45 2.14 Giá trị hệ số hiệu chỉnh C2 47 3.1 So sánh phương pháp push-over ATC-40, FEMA-356, N2 60 DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Cấu tạo trái đất 1.2 Các loại đứt gãy chuyển động đứt gãy 1.3 Quan hệ lực – chuyển vị hệ kết cấu 2.1 Phổ phản ứng đàn hồi cho loại đất từ A đến E 30 2.2 Phổ gia tốc đàn hồi: (a) dạng Sa-T, (b) dạng gia tốc-chuyển vị 37 2.3 Phương pháp push-over 38 2.4 Đường cong push-over (đường cong khả năng) 38 2.5 Đường cong khả năng: (a) dạng V- δ; (b) dạng Sa - Sd 39 2.6 Xác định độ cản 40 2.7 Hệ số hiệu chỉnh độ cản 41 2.8 Phổ phản ứng giảm với hệ số SRA SRV 42 2.9 Quy trình xác định điểm tính 43 2.10 Giới hạn mức mục tiêu tính 45 2.11 Đường cong lực – chuyển vị lý tưởng hóa 45 2.12 Giá trị C3 49 2.13 Ví dụ hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng dao động bậc cao theo chiều cao CE 50 2.14 Ví dụ hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng dao động bậc cao theo mặt bằng, CT 51 3.1 Dữ liệu cơng trình phổ gia tốc đàn hồi 3.2 Phổ phản ứng đàn hồi đàn hồi dẻo hệ có độ dẻo khơng đổi 53 3.3 Đường cong khả nhị tuyến lý tưởng hóa với độ cứng sau chảy không xác định đường cong khả dạng ADRS 55 52 68 ind2=ind(1,1)+1; x_60_new=interpolate(bshear(ind1),displ(ind1),bshear(ind2),displ(ind2),y_60); diffx_60=abs(x_60-x_60_new); x1=1/0.6*x_60_new; end %Dtstar: chuyen vi dinh - top displacement Dtstar=maxdispl/MPF; %Dystar: chuyen vi deo - yield displacement Dystar=x1/MPF; %Fystar: Luc cat day - base shear Fystar=y1/MPF; Fustar=Fystar; %??? %Tstar: chu ky - period Tstar=2*pi*(sum(Ln)*Dystar*981.45/100/(Fystar*1000))^.5; % Pho gia toc deo - Yield acceleration spectra (Say) Say=Fystar*1000/sum(Ln)/9.8145/981.45; % Pho gia toc dan hoi - Elastic acceleration spectra (Sae) if Tstar>0 && Tstar=T0 && Tstar Ts && Tstar need check ii=1; while yield_displ>X2(ii,1) ii=ii+1; end pga_elastic=interpolate(X2(ii-1,1),Y2(ii-1,1),X2(ii,1),Y2(ii,1),yield_displ); X1mod=max(X2) ii=1; while X1mod >X1(ii,1) && X1(ii,1)

Ngày đăng: 27/04/2021, 19:13

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Chopra, A. K., & Goel, R. K. (2002) A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for buildings, Earthquake Engineering and Structural Dynamic, p.p 561-582 Sách, tạp chí
Tiêu đề: A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for buildings
[2] Chopra, A., K., & Goel, R. K. (2004), A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for unsymmetric-plan buildings, Earthquake Enginearing and Structural Dynamic, p.p 903-0927 Sách, tạp chí
Tiêu đề: A modal pushover analysis procedure for estimating seismic demands for unsymmetric-plan buildings
Tác giả: Chopra, A., K., & Goel, R. K
Năm: 2004
[3] Chopra, A. K., Goel, R. K. & Chintanapakdee, C. (2004), Evaluation of a modified MPA Procedure assuming higher modes of elastic to estimate seismic demands, Earthquake spectra p.p 757-778 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Evaluation of a modified MPA Procedure assuming higher modes of elastic to estimate seismic demands
Tác giả: Chopra, A. K., Goel, R. K. & Chintanapakdee, C
Năm: 2004
[4] Fajfar, P. (1999), Capacity spectrum method based on inelastic demand spectra, Earthquake engineering & strutural dynamics, p.p 979-993 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Capacity spectrum method based on inelastic demand spectra
Tác giả: Fajfar, P
Năm: 1999
[5] Fajfar, P. (2000). A nonlinear analysis method for performance-based seismic design, Earthquake spectra, p.p 573-592 Sách, tạp chí
Tiêu đề: A nonlinear analysis method for performance-based seismic design
Tác giả: Fajfar, P
Năm: 2000
[6] Kreslin, M., &Fajfar, P, (2011) The extended N2 method considering higher mode effects in both plan and elevation, Bulletin of earthquke engineering, 10(2), p.p 695-715 Sách, tạp chí
Tiêu đề: The extended N2 method considering higher mode effects in both plan and elevation
[7]. Nguyễn Lê Ninh (2007), Động đất và thiết kế công trình chịu động đất, NXB Xây dựng, Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: Động đất và thiết kế công trình chịu động đất
Tác giả: Nguyễn Lê Ninh
Nhà XB: NXB Xây dựng
Năm: 2007
[8] Reyes, J. C., & Chopra, A. K. (2011). Three-dimensional modal pushover analysis of buildings subjected to two components of ground motion, including its evaluation for tall buildings. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, p.p 212-225 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Three-dimensional modal pushover analysis of buildings subjected to two components of ground motion, including its evaluation for tall buildings
Tác giả: Reyes, J. C., & Chopra, A. K
Năm: 2011
[9] Kunnath, S. K. (2004). Identification of modal combinations for nonlinear static analysis of building structures. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, p.p 246-259 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Identification of modal combinations for nonlinear static analysis of building structures
Tác giả: Kunnath, S. K
Năm: 2004
[11]. Anil K. Chopra (1995), Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering, International Edition, Prentice –Hall, UK Sách, tạp chí
Tiêu đề: Theory and Applications to Earthquake Engineering
Tác giả: Anil K. Chopra
Năm: 1995
[12] FEMA-356, (2000), Pre standard and Commentary for seismic rehabilitation of building-FEMA 356, Washington, DC: Federal Emergency management agency Sách, tạp chí
Tiêu đề: Pre standard and Commentary for seismic rehabilitation of building-FEMA 356
Tác giả: FEMA-356
Năm: 2000
[13] Vidic, T., Fajfar, P., and Fischinger, M., 1999, Consistenct inelastic design spectra: strength and displacement, Earthquake Engineering and Structure Dynamics, p.p 905-912 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Consistenct inelastic design spectra: strength and displacement
[14] ATC – 40 (1996), Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings, Washington DC: Aplied Techonology Council Sách, tạp chí
Tiêu đề: Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings
Tác giả: ATC – 40
Năm: 1996
[15]. BS EN 1998-1:2004 (2005), (Eurocode 8) Design of structures for earthquake resistance, British Standard institution, UK Sách, tạp chí
Tiêu đề: Eurocode 8) Design of structures for earthquake resistance
Tác giả: BS EN 1998-1:2004
Năm: 2005
[16] Causevic, M., & Mitrovic, S. (2011), Comparision between nonlinear dynamic and static seismic analysis of structures according to European and US provisions, Bulletin of earthquake Engineering, p.p 467-489 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Comparision between nonlinear dynamic and static seismic analysis of structures according to European and US provisions
Tác giả: Causevic, M., & Mitrovic, S
Năm: 2011
[17] R. Rofooei, F., K. Attari, N., Rasekh, A., & Shodja, A. H. (2006). Comparison of Static and Dynamic Pushover Analysis in Assessment of the Target Displacement. [Research Paper]. International Journal of Civil Engineering Sách, tạp chí
Tiêu đề: Comparison of Static and Dynamic Pushover Analysis in Assessment of the Target Displacement
Tác giả: R. Rofooei, F., K. Attari, N., Rasekh, A., & Shodja, A. H
Năm: 2006
[19] The MathWorks, I. (2015). MATLAB The Language of Technical Computing (Version 7.8.0.347 (R2015a)): The MathWorks, Inc Sách, tạp chí
Tiêu đề: ). MATLAB The Language of Technical Computing
Tác giả: The MathWorks, I
Năm: 2015
[20]. Tiêu chuẩn Quốc gia (2012), TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu động đất, NXB Xây dựng, Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu động đất
Tác giả: Tiêu chuẩn Quốc gia
Nhà XB: NXB Xây dựng
Năm: 2012
[21] Hancock, J., Jennie Watson-Lamprey, Abrahamson, N. A., Bommer, J. J., Markatis, A., Mccoy, E., & Mendis, R. (2006). An Improved Method of Matching Response Spectra of Recorded Earthquake Ground Motion using Wavelets. Journal of Earthquake Engineering, p.p 1-23 Sách, tạp chí
Tiêu đề: An Improved Method of Matching Response Spectra of Recorded Earthquake Ground Motion using Wavelets
Tác giả: Hancock, J., Jennie Watson-Lamprey, Abrahamson, N. A., Bommer, J. J., Markatis, A., Mccoy, E., & Mendis, R
Năm: 2006
[22] Marusić, D., & Fajfar, P. (2005). On the inelastic seismic response of asymmetric buildings under bi-axial excitation. Earthquake Engineering &Structural Dynamics Sách, tạp chí
Tiêu đề: On the inelastic seismic response of asymmetric buildings under bi-axial excitation
Tác giả: Marusić, D., & Fajfar, P
Năm: 2005

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN