Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng: Đánh giá độ tin cậy của các mô hình đàn nhớt tuyến tính trong việc dự đoán chuyển vị của gối con lắc ma sát

Luận văn này khảo sát mối tương quan giữa chuyển vị tính theo mô hình đàn hồi – nhớt tuyến tính với chuyển vị tính theo mô hình cứng – dẻo tái bền của gối cách chấn ma sát con lắc ba chịu tác động của động đất. Hệ cách chấn được lý tưởng hóa thành hệ một bậc tự do chịu tác động của chuyển vị nền theo một phương ngang. Mời các bạn cùng tham khảo!

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH HUỲNH NHỰT THANH ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC MƠ HÌNH ĐÀN NHỚT TUYẾN TÍNH TRONG VIỆC DỰ ĐỐN CHUYỂN VỊ CỦA GỐI CON LẮC MA SÁT TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG TP HỒ CHÍ MINH - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH HUỲNH NHỰT THANH ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC MƠ HÌNH ĐÀN NHỚT TUYẾN TÍNH TRONG VIỆC DỰ ĐỐN CHUYỂN VỊ CỦA GỐI CON LẮC MA SÁT Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng Mã số : 8.58.02.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐÀO ĐÌNH NHÂN TP HỒ CHÍ MINH - 2018 I Tóm tắt Luận văn khảo sát mối tương quan chuyển vị tính theo mơ hình đàn hồi – nhớt tuyến tính với chuyển vị tính theo mơ hình cứng – dẻo tái bền gối cách chấn ma sát lắc ba chịu tác động động đất Hệ cách chấn lý tưởng hóa thành hệ bậc tự chịu tác động chuyển vị theo phương ngang Để phân tích đáp ứng chuyển vị hệ bậc tự này, luận văn sử dụng hai loại mơ hình: mơ hình cứng – dẻo tái bền xây dựng từ thông số hệ cách chấn mơ hình đàn hồi – nhớt tuyến tính tương đương xây dựng từ mơ hình cứng – dẻo tái bền tương ứng Tổng cộng 32 thông số gối khảo sát với 97 băng gia tốc từ sở liệu PEER sử dụng phân tích Tổng số tốn phân tích phi tuyến lên đến 3.104 Tất phân tích, kể tuyến tính phi tuyến, thực phần mềm mô OpenSees Việc phân tích tương quan chuyển vị tính từ hai mơ hình cho thấy phương diện trung bình chuyển vị lớn mơ hình phi tuyến khoảng 87% chuyển vị lớn dự đốn từ mơ hình tuyến tính Mối quan hệ ứng với nhiều độ tin cậy khác thiết lập 1 Chương Mở đầu 1.1 Giới thiệu 1.1.1 Sơ lược động đất Động đất rung chuyển mặt đất kết giải phóng lượng bất ngờ lớp vỏ Trái Đất tạo nguyên nhân sau:  Động đất có nguồn gốc tự nhiên nội sinh  Nguyên nhân thứ hai ngoại sinh  Thứ ba hoạt động người (nhân sinh) Có nhiều cách thiết kế kháng chấn cho cơng trình xây dựng sau: Tăng cường độ kết cấu; Gia tăng tiêu tán kết cấu cách gia tăng độ dai (ductility) gắn thêm vào thiết bị tiêu tán (dampers); Cách li kết cấu với lượng động đất cách sử dụng hệ cách chấn đáy (seismic base isolation system, BIS); Gắn vào kết cấu hệ thống tạo lực để cân lại với lực quán tính động đất gây 1.1.2 Giải pháp cách chấn đáy (Isolation) Giải pháp có tác dụng tách rời cơng trình khỏi đất theo phương ngang, nhờ giảm thiểu lượng ngang động đất truyền lên cơng trình Xét quan điểm động lực học, giải pháp có mục đích kéo dài chu kỳ dao động cơng trình (vì làm giảm độ cứng nó), chuyển từ vùng có hệ số lực cắt đáy cao đến vùng có hệ số lực cắt đáy thấp phổ thiết kế Tuy nhiên, nhược điểm phương pháp việc kéo dài chu kỳ dao động cơng trình kéo theo hệ chuyển vị tồn cơng trình lớn, dễ gây va chạm cơng trình với cơng trình lân cận Chính thiết kế hệ cách chấn đáy, việc dự đốn xác chuyển vị lớn hệ cách chấn đáy việc quan trọng để bố trí khe hở cơng trình cách chấn với cơng trình lân cận sở để thiết kế độ lớn gối cách chấn 1.2 Tổng quan nghiên cứu 1.2.1 Nghiên cứu quốc tế Hiện nay, gối cách chấn xếp vào hai loại: gối cao su gối ma sát Gối ma sát gồm hai loại: gối trượt phẳng gối trượt dạng lắc Sáng chế ý tưởng gối cách chấn dạng lắc cấp cho A L K Penkuhn vào năm 1967 [1] Tuy nhiên, gối tựa dạng lắc ma sát sử dụng giới phát minh V A Zayas vào năm 1987 [2] Các gối lắc ma sát phổ biến gồm gối ma sát lắc đơn, gối ma sát lắc đôi gối ma sát lắc ba, tên loại gối dùng để số cấu lắc mà gối tựa hình thành 1.2.2 Nghiên cứu nước Ở Việt Nam, cách chấn đáy đề cập từ năm 2006 TCXDVN 375:2006 Nghiên cứu cách chấn đáy hạn chế, nghiên cứu bật kể đến: Nguyễn Văn Giang Chu Quốc Thắng (2006), Trần Tuấn Long (2007), Lê Xuân Huỳnh cộng (2008), Đỗ Kiến Quốc (2009), Lê Xuân Tùng (2010, 2012) Luận văn tác giả Trần Văn Sang (2016) [3] khảo sát khả dự đốn chuyển vị mơ hình số băng gia tốc gối cách chấn cao su lõi chì cụ thể Sự khảo sát khả mơ hình việc dự đốn chuyển vị gối cách chấn ma sát lắc ba số lượng lớn băng gia tốc chưa khảo sát Hiện để tính tốn chuyển vị cơng trình cách chấn đáy người ta sử dụng phương pháp phân tích trực tiếp mơ hình phi tuyến miền thời gian Tuy nhiên, việc làm tốn nhiều thời gian nhiều kỹ sư sử dụng hệ tuyến tính tương đương để mơ hình gối cách chấn Các cơng thức dùng cho thiết kế hệ cách chấn đáy tiêu chuẩn thiết kế nhiều nước tiên tiến suy từ mơ hình tuyến tính (ASCE 7, EN 1998) [4] Đã có nhiều đề xuất cho mơ hình tuyến tính tương đương gối cách chấn, mơ hình đàn hồi – nhớt tuyến tính dựa chuyển vị lớn (E Rosenblueth I Herrera, 1964) [5] sử dụng rộng rãi Việc đánh giá khả dự đoán chuyển vị hệ tuyến tính thực hiện, nước (T Liu cộng sự, 2014 [6], T V Sang, 2016) Tuy nhiên việc đánh giá độ tin cậy mơ hình việc dự đốn chuyển vị gối cách chấn lắc ma sát đơn số lớn băng gia tốc chưa thực 3 Chương Cơ sở lý thuyết 2.1 Cấu tạo gối ma sát ba (TPB) Gối lắc ma sát ba có cấu tạo Hình 2.1 bao gồm mặt lõm có bán kính tương ứng R1, R2, R3 hệ thống trượt độc lập có hệ số ma sát tương ứng µ1, µ2, µ3 Hình 2.1 Gối ma sát ba (TFP) (N D Dao, 2012) (a) Ảnh ba chiều, (b) Mặt cắt thơng số Trong đó: R1, R2, R3 Bán kính mặt trượt µ1, µ2, µ3 Hệ số ma sát mặt trượt d1, d2, d3 chuyển vị lớn mặt trượt h1, h2, h3 chiều cao mặt trượt 2.2 Mô tả giai đoạn trượt gối ma sát ba TFP Các giai đoạn trượt gối ma sát ba TFP thể Hình 2.2, sơ đồ mô tả hệ thống trượt gối TFP chịu chấn động Trong sơ đồ này, lực ngang sử dụng f  F / W , đường cong gọi Đường cong định hình ứng xử (Backbone Curve) (N D Dao, 2012) [7], kích thước gối hệ số ma sát phải thỏa điều kiện sau: L1  L2  L3 (2.1) 1  2  3 (2.2) d1  ( 3  1 )L1 (2.3) 4  d1  1 L1 (2.4) Năm giai đoạn trượt gối thể Hình 2.2 Hình 2.2 Sơ đồ chuyển động gối qua giai đoạn trượt (N D Dao, 2012) 2.3 Cách quy đổi từ mơ hình phi tuyến sang mơ hình đàn nhớt tuyến tính 2.3.1 Mơ hình tính tốn gối TFB Phương pháp để phân tích kết cấu cách chấn đáy sử dụng mơ hình phần tử hữu hạn gối cách chấn Mơ hình tích hợp vào chương trình Opensees [8] Luận văn sử dụng mơ hình phần tử gối ma sát ba (Triple Friction Pendulum Element) để phân tích gối cách chấn Phần tử sử dụng để mơ hình gối lắc ma sát đơn gối lắc ma sát đôi cách đơn giản hóa đường cong định hình ứng xử TPB Hình 2.3 5 Hình 2.3 Đường cong định hình ứng xử (Backbone Curve) mối liên hệ lực chuyển vị gối ma sát ba (TFP) (N D Dao, 2012) 2.3.2 Mơ hình đàn nhớt tuyến tính tương đương gối lắc ma sát ba Ứng xử gối cách chấn ma sát lý tưởng hóa thành ứng xử cứng – dẻo tái bền (elastoplastic) Hình 2.4 Trong 𝑢 chuyển vị gối cách chấn, 𝑓 lực tương ứng với chuyển vị 𝑢, 𝜇 hệ số ma sát trượt, 𝑊 lực đứng tác dụng lên gối cách chấn, 𝑅 bán kính cong gối cách chấn Hình 2.4 Ứng xử cứng – dẻo tái bền gối cách chấn ma sát Để đơn giản trình thiết kế phân tích, người ta thường quy đổi ứng xử phi tuyến gối cách chấn thành ứng xử tuyến tính tương đương với độ cứng hữu hiệu 𝑘𝑒𝑓𝑓 tỉ số cản hữu hiệu 𝜉𝑒𝑓𝑓 dựa giai đoạn dao động bình ổn hệ bậc tự tác động tải trọng điều hịa có tần số vịng với tần số vịng 𝜔𝑒𝑓𝑓 hệ tuyến tính tương đương Khi hệ bậc tự tuyến tính tương đương chịu tác dụng tải trọng điều hịa có tần số vịng 𝜔𝑒𝑓𝑓 , phương trình chuyển động 𝑢 hệ giai đoạn dao động bình ổn là: 𝑢 = 𝑢𝑚 sin(𝜔𝑒𝑓𝑓 𝑡 − 𝜃) (2.8) 𝑢𝑚 biên độ dao động, 𝑡 biến thời gian, 𝜃 góc pha dao động Phương trình vận tốc 𝑢̇ hệ giai đoạn dao động bình ổn là: 𝑢̇ = 𝜔𝑒𝑓𝑓 𝑢𝑚 cos(𝜔𝑒𝑓𝑓 𝑡 − 𝜃) (2.9) Khi phương trình lực đàn hồi 𝑓𝑠 lực cản 𝑓𝐷 hệ tính bởi: 𝑓𝑠 = 𝑘𝑒𝑓𝑓 𝑢 = 𝑘𝑢𝑚 sin(𝜔𝑒𝑓𝑓 𝑡 − 𝜃) (2.10) 𝑓𝐷 = 𝑐𝑒𝑓𝑓 𝑢̇ = 𝑐𝑒𝑓𝑓 𝜔𝑒𝑓𝑓 𝑢𝑚 𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑒𝑓𝑓 𝑡 − 𝜃) (2.11) Đồ thị biểu diễn biến thiên chuyển vị 𝑢, vận tốc 𝑢̇ , lực đàn hồi 𝑓𝑠 , lực cản 𝑓𝐷 tổng lực 𝑓𝑠 + 𝑓𝐷 hệ chu kỳ biểu diễn Hình 2.5 Hình 2.5 Sự biến thiên chuyển vị (𝒖), vận tốc (𝒖̇ ), lực đàn hồi (𝒇𝒔 ) lực cản (𝒇𝑫 ) hệ bậc tự chu kỳ dao động bình ổn Đồ thị biểu diễn biến thiên lực đàn hồi theo chuyển vị chu kỳ biểu diễn Hình 2.6a Đồ thị Hình 2.6b biểu diễn biến thiên lực cản theo chuyển vị chu kỳ Quan hệ lực tổng 𝑓 = 𝑓𝑠 + 𝑓𝐷 chuyển vị hệ chu kỳ biểu diễn Hình 2.6c Đây vòng lặp trễ hệ đàn hồi – nhớt tuyến tính tương đương chu kỳ Hình 2.6 Quan hệ lực chuyển vị hệ đàn nhớt tuyến tính tương đương Từ quan hệ lực chuyển vị Hình 2.6 Ta thấy:  Độ cứng hệ 𝑘𝑒𝑓𝑓 độ cứng cát tuyến hệ tương ứng với chuyển vị lớn 𝑢𝑚 : 𝑘𝑒𝑓𝑓 = 𝑓𝑚 𝑢𝑚 (2.12) với 𝑓𝑚 tổng lực hệ chuyển vị 𝑢𝑚 , lực lực đàn hồi lớn hệ tương đương  Thế đàn hồi lớn hệ tính bằng: (2.13) 𝐸𝑠𝑚 = 𝑘𝑒𝑓𝑓 𝑢𝑚  Cơ tiêu tán chu kỳ hệ, với diện tích hình elip, tính bởi: 𝐸𝐷 = 𝜋𝑐𝑒𝑓𝑓 𝜔𝑒𝑓𝑓 𝑢𝑚 (2.14) Các phương trình (2.12), (2.13) (2.14) sở để xác định thơng số tuyến tính tương đương ứng xử đàn hồi – dẻo gối cách chấn Vòng lặp trễ ứng xử đàn hồi – dẻo gối cách chấn chu kỳ biểu diễn Đồ thị phát triển đồ thị chu kỳ dao động gối cách chấn với biên độ dao động 𝑢𝑚 Hình 2.7 Vịng lặp ứng xử trễ gối chu kỳ (N D Dao, 2012) Theo Hình 2.7 ta có:  Độ cứng cát tuyến gối cách chấn ứng với chuyển vị 𝑢𝑚 là: 𝑓𝑚 𝑘𝑒𝑓𝑓 = (2.15) 𝑢𝑚  Cơ mà gối cách chấn tiêu tán chu kỳ, với diện tích hình giới hạn vịng lặp trễ, là: 𝑢𝑚 𝐸𝐷 = ∫ 𝑓𝑑𝑢 (2.16) −𝑢𝑚 Khi quy đổi hệ đàn hồi – nhớt tuyến tính tương đương tiêu tán phương trình (2.16) phải với tiêu tán hệ đàn nhớt tương đương (tính theo phương trình (2.14) Nghĩa là: 𝜋𝑐𝑒𝑓𝑓 𝜔𝑒𝑓𝑓 𝑢𝑚 =∫ 𝑢𝑚 𝑓𝑑𝑢 (2.17) −𝑢𝑚 Như hệ số cản tương đương tính bởi: 𝑢𝑚 ∫−𝑢 𝑓𝑑𝑢 𝑚 𝑐𝑒𝑓𝑓 = 𝜋𝜔𝑒𝑓𝑓 𝑢𝑚 Tỉ số cản tương đương hệ tuyến tính tính theo: (2.18) 𝜉𝑒𝑓𝑓 = 𝑐𝑒𝑓𝑓 𝜔𝑒𝑓𝑓 2𝑘𝑒𝑓𝑓 (2.19) Thay (2.18) vào (2.19) ta cơng thức tính tỉ số cản tương đương là: 𝑢𝑚 ∫−𝑢 𝑓𝑑𝑢 𝑚 (2.20) 𝜉𝑒𝑓𝑓 = 2𝜋𝑘𝑒𝑓𝑓 𝑢𝑚 Các công thức phương trình (2.15) (2.20) cơng thức dùng để quy đổi hệ đàn hồi – dẻo sang hệ đàn hồi – nhớt tuyến tính tương đương Dễ thấy chuyển vị lớn mơ hình đàn hồi – nhớt tuyến tính với chuyển vị lớn mơ hình cứng – dẻo tái bền trường hợp hệ chịu tải trọng điều hịa có tần số vịng với tần số vịng hệ tuyến tính tương đương Trong trường hợp hệ chịu tác động tải trọng tải trọng động đất, kết luận khơng Nghĩa chuyển vị lớn hệ đàn hồi – nhớt tuyến tính có độ cứng tỉ số cản xác định khác với chuyển vị lớn hệ phi tuyến dẻo Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu tiêu chuẩn thiết kế chống động đất, người ta chấp nhận sử dụng hệ tuyến tính tương đương xác định Chương Mơ hình Kết khảo sát 3.1 Mơ hình khảo sát Mơ hình khảo sát sử dụng luận văn chấp nhận giả thiết cơng trình cứng tuyệt đối so với độ cứng bé theo phương ngang gối ma sát Ảnh hưởng kích động đứng gia tốc đến chuyển vị ngang gối ma sát bỏ qua Điều phù hợp với nhiều nghiên cứu trước Trong khuôn khổ luận văn này, ta giả sử gia tốc tác dụng theo phương Khi hệ dao động theo phương ngang Khi chấp nhận giả thiết trên, hệ cách chấn đáy mơ hình thành hệ bậc tự Hình 2.9 Như Chương trình bày, khối lượng hệ không ảnh hưởng đến đáp ứng chuyển vị gối ma sát Vì vậy, khảo sát ta giả sử khối lượng hệ đơn vị (1 kg) 10 Hình 2.8 Mơ hình hệ khảo sát Sử dụng công thức chuyển đổi hệ có ứng xử phi tuyến hệ tuyến tính tương đương trình bày Chương 2, hệ Hình 2.9 chuyển đổi thành hệ tuyến tính tương đương Hình 2.9 Độ cứng tương đương 𝑘𝑒𝑓𝑓 hệ số cản tương đương 𝑐𝑒𝑓𝑓 tính theo khối lượng 𝑚, bán kính gối ma sát 𝑅 hệ số ma sát 𝜇 hệ Hình 2.9 theo cơng thức (2.xx…) Hình 2.9 Mơ hình hệ tuyến tính tương đương 3.2 Các thơng số gối Để có số liệu tương đối tổng quát, phủ khắp thông số gối ma sát thường sử dụng, luận văn khảo sát cho nhiều hệ với thông số thiết kế tối ưu H Moeindarbari T Taghikhany [9] nghiên cứu Hình 2.10 Hình 2.10 Các thơng số thiết kế gối (H Moeindarbari and T Taghikhany, 2012) 11 Ở nghiên cứu ta lấy giá trị cận cận để khảo sát, có 32 thơng số khảo sát cho gối sau: L2=L3=0.7-1 mét; L1=0.05-0.07 mét; µ2=0.045-0.06; µ1=0.016 (lấy giá trị trung bình cận 0.013 0.019); µ3=0.1-0.15; d2=d3=0.08 mét; d1=0.04 mét (lấy giá trị trung bình cận 0.03 0.05); Do ta cần xác định đáp ứng chuyển vị lớn gối đường bao ứng xử trễ mà giá trị hệ số ma sát µ1 d1 ảnh hưởng đến gai đoạn trượt không ảnh hưởng đến vịng lặp trễ bên ngồi, biến thiên µ1 d1 ảnh hưởng k đáng kể đến kết khảo sát Vì để giảm thời gian tính tốn ta chọn giá trị trung bình µ1 d1 để phân tích 3.3 Các băng gia tốc đầu vào Các khảo sát luận văn sử dụng băng gia tốc sở liệu PEER Đây băng gia tốc ghi lại từ trận động đất xảy khắp nơi giới Hầu hết gia tốc gồm thành phần: hai thành phần theo phương ngang thành phần theo phương đứng Vì luận văn xét hệ bậc tự nên có thành phần gia tốc theo phương sử dụng Vì gia tốc xử lý để xác định phương có gia tốc ngang lớn Thành phần gia tốc theo phương lớn sử dụng để làm số liệu đầu vào cho phân tích Vì luận văn phân tích với nhiều tốn lặp khảo sát với nhiều thông số gối nên luận văn sử dụng 97 băng 640 băng gia tốc có 𝑎𝑔 > 0.2𝑔 sử dụng 3.4 Phân tích đáp ứng mơ hình 3.4.1 Tính tốn chuyển vị lớn mơ hình phi tuyến Mơ hình sử dụng nghiên cứu xây dựng phần mềm mơ phân tích kết cấu OpenSees McKenna (1997) Mã chương trình mơ hình in Phụ Lục Lịch sử chuyển vị mơ hình phi tuyến tồn miền thời gian phân tích theo phương pháp Newmark với thuật toán lặp Newton Chuyển vị 12 lớn lịch sử chuyển vị sử dụng để so sánh với chuyển vị lớn mơ hình tuyến tính Tính tốn chuyển vị lớn mơ hình tuyến tính tương đương Mơ hình phân tích tuyến tính tương đương xây dựng OpenSees với thuật toán lặp lồng vào phần mềm Matlab Đối với mơ hình tuyến tính tương đương, độ cứng tương đương 𝑘𝑒𝑓𝑓 tỉ số cản tương đương 𝜉𝑒𝑓𝑓 phụ thuộc vào chuyển vị lớn 𝑢𝑚𝑎𝑥 Ngược lại, chuyển vị lớn mơ hình lại phụ thuộc vào 𝑘𝑒𝑓𝑓 𝜉𝑒𝑓𝑓 Vì đại lượng 𝑢𝑚𝑎𝑥 , 𝑘𝑒𝑓𝑓 𝜉𝑒𝑓𝑓 cần phải xác định cách lặp Các bước để xác định đại lượng ứng với băng gia tốc thực sau: 3.4.2 13 Bước 1: Xác định băng gia tốc cần phân tích 𝑔𝑡 Bước 2: Giả sử chuyển vị lớn 𝑢𝑚𝑎𝑥 𝑔𝑡 Bước 3: Tính 𝑘𝑒𝑓𝑓 𝜉𝑒𝑓𝑓 ứng với chuyển vị 𝑢𝑚𝑎𝑥 theo công thức 𝑔𝑡 (2.15), (2.20) Trong công thức ta thay 𝑢𝑚𝑎𝑥 𝑢𝑚𝑎𝑥 Bước 4: Tính chuyển vị lớn 𝑢𝑚𝑎𝑥 hệ có 𝑘𝑒𝑓𝑓 𝜉𝑒𝑓𝑓 tính Bước chịu tác động băng gia tốc Bước Bước 5: Kiểm tra hội tụ kết cách so sánh 𝑢𝑚𝑎𝑥 với 𝑔𝑡 𝑔𝑡 𝑢𝑚𝑎𝑥 Nếu chưa hội tụ lấy 𝑢𝑚𝑎𝑥 = 𝑢𝑚𝑎𝑥 lặp lại Bước 14 3.5 Kết khảo sát Hình 2.11 biểu diễn lịch sử chuyển vị phi tuyến chuyển vị tuyến tính hệ chịu tác động băng gia tốc RSN983 Trục hoành thể thời gian t(s), trục tung thể chuyển vị u(m), rõ ràng hai lịch sử chuyển vị khác nhau, chuyển vị đỉnh chúng sai khác (Chuyển vị mơ hình phi tuyến dần hệ chịu lực ma sát f, cịn chuyển vị mơ hình tuyến tính theo hình 3.9 cộng thêm thời gian tiến dần lực hệ phân tích thành lực đàn hồi fs lực cản fD với tỉ số cản c) Hình 2.11 Đáp ứng chuyển vị hệ phi tuyến hệ tuyến tính tương đương Vịng trễ chuẩn hóa hai gối tựa hệ biểu diễn Hình 2.13 Trong Hình 2.13, trục hồnh biểu diễn chuyển vị gối tựa trục tung lực chuẩn hóa, tính lực gối tựa chia cho trọng lượng cơng trình Ta thấy ứng xử gối tựa chênh lệch Điều cho thấy chuyển vị dự đốn theo mơ hình tuyến tính có sai khác so với chuyển vị dự đốn theo mơ hình phi tuyến 15 Hình 2.12 Vòng lặp ứng xử trễ hệ phi tuyến hệ tuyến tính tương đương Sau phân tích, ứng với lịch sử đáp ứng chuyển vị, ta xác định chuyển vị lớn Ứng với chuyển vị gối chịu băng gia tốc ta xác định điểm, chịu 97 băng gia tốc 97 điểm Hình 2.13 Như đáp ứng 32 gối chịu 97 băng gia tốc ta xác định 3.104 điểm Hình 2.13 Chuyển vị lớn gối phân tích 97 băng gia tốc Để số liệu phân tích xác ta xét đáp ứng chuyển vị lớn nằm giới hạn chuyển vị gối tức 𝑢 ≤ 𝑢∗ Từ Phương 16 trình 2.19 ta tính giới hạn chuyển vị 16 gối đầu 𝑢∗ = 0,24𝑚, 16 gối su 𝑢∗ = 0,3𝑚 Như sau lọc số liệu lớn giới hạn chuyển vị gối tổng cộng ta có 2.331 chuyển vị phi tuyến lớn 𝑢0𝑝𝑡 2.331 chuyển vị tuyến tính lớn 𝑢0𝑡𝑡 tương ứng Hình 2.14 Hình 2.14 Đường hồi quy tuyến tính liệu phân tích Đường hồi quy tuyến tính thể Hình 2.14 đường trung bình tốt chia liệu thành phân nửa chuyển vị phi tuyến phân nửa chuyển vị tuyến tính, với xác xuất 50% Uopt=0,8832Uott Tuy nhiên đường không qua điểm (0;0), đường trung bình qua điểm (0;0) có dạng Uopt=0,8964Uott-0,0019 Để tính xác xuất xảy khác ta phải xử lý thống kê số liệu Cách thực sau: Thiết lập tỉ số chuyển vị 𝑟 theo công thức: 𝑢0𝑝𝑡 𝑟= (3.1) 𝑢0𝑡𝑡 Sử dụng hàm hist Matlab để xử lý thống kê phân phối 𝑟 in biểu đồ phân phối tần suất nó, ta đồ thị Hình 2.15 Trong đồ thị hình này, tất giá trị 𝑟 xếp vào 50 khoảng, độ rộng Δ𝑟 khoảng tính bằng: 17 𝑟𝑚𝑎𝑥 − 𝑟𝑚𝑖𝑛 (3.2) 50 giá trị lớn bé 𝑟 Δ𝑟 = Trong 𝑟𝑚𝑎𝑥 , 𝑟𝑚𝑖𝑛 Hình 2.15 Phân bố tần suất tỉ số chuyển vị Biểu đồ phân phối xác suất 𝑟 có dạng Hình 2.16 Biểu đồ hình nhận cách chia biểu đồ phân phối tần suất Hình 2.15 cho tổng diện tích biểu đồ Hình 2.16 Phân bố xác suất tỉ số chuyển vị 18 Bảng 2.1 Các thông số thống kê tỉ số chuyển vị Trung bình, 𝜇 Độ lệch chuẩn, 𝜎 Trung vị, 𝑀 0.8702 0.1382 0.8630 Hình 2.17 biểu diễn xác suất lũy tích tỉ số chuyển vị 𝑟 Trục hoành đồ thị tỉ số chuyển vị Trục tung đồ thị xác suất 𝑃 để tỉ số chuyển vị không vượt giá trị 𝑟 xác định Các cặp giá trị (𝑃, 𝑟) số giá trị xác suất tích lũy đặc biệt thể Bảng 2.1 Từ số liệu Bảng 2.1 ta thấy ứng với độ tin cậy 50% 𝑢0𝑝𝑡 ≤ 0,8702𝑢0𝑡𝑡 Nghĩa ứng với độ tin cậy 50% chuyển vị phi tuyến lớn khơng vượt q 0,8702 lần chuyển vị tuyến tính Tương tự ta xác định chuyển vị phi tuyến lớn từ chuyển vị tuyến tính ứng với độ tin cậy khác Hình 2.17 Xác suất tích lũy tỉ số chuyển vị Bảng 2.2 Tỉ số chuyển vị 𝒓 ứng với xác xuất tích lũy 𝑷 𝑃 0,5 0,9 0,95 0,99 𝑟 0,8702 1,0473 1,0975 1,3842 Như vậy, sau sử dụng mơ hình tuyến tính để tính tốn chuyển vị gối cách chấn đáy, ta suy chuyển vị lớn có mơ 19 hình phi tuyến ứng với độ tin cậy xác định Bảng 2.3 trình bày quan hệ ứng với số độ tin cậy khác Với 99,99% độ chắn chắn chuyển vị phi tuyến khơng vượt qua 1,3842 lần chuyển vị tuyến tính Trung bình chuyển vị phi tuyến khoảng 0,87 lần chuyển vị tuyến tính Bảng 2.3 Chuyển vị lớn mơ hình phi tuyến tính theo mơ hình tuyến tính Độ tin cậy Chuyển vị phi tuyến lớn 0,5 0,8702 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,6 0,9052 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,7 0,9427 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,8 0,9865 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,9 1,0473 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,91 1,0555 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,92 1,0644 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,93 1,0742 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,94 1,0851 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,95 1,0975 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,96 1,1121 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,97 1,1301 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,98 1,1540 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,99 1,1917 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,999 1,2973 × Chuyển vị phi tuyến lớn 0,9999 1,3842 × Chuyển vị phi tuyến lớn Chương Kết luận Kiến nghị Luận văn khảo sát mối tương quan chuyển vị lớn gối cách chấn ma sát lắc ba tính tốn theo mơ hình phi tuyến tính tốn theo mơ hình tuyến tính tương đương Trước hết, sở lý thuyết hệ cách chấn đáy gối tựa ma sát lắc đơn phương trình vi phân chủ đạo hệ chịu động đất trình bày Các cơng thức quy đổi hệ phi tuyến hệ tuyến tính tương đương thiết lập Tổng cộng có 32 hệ cách chấn đáy khảo sát 20 với tổng số tốn phân tích phi tuyến lên đến 3.104 Các băng gia tốc đầu vào lựa chọn từ thư viện PEER Sau xử lý thống kê phân tích, luận văn rút kết luận quan trọng sau: Chuyển vị dự đoán theo mơ hình phi tuyến có sai khác, nhiều lớn, với chuyển vị dự đốn theo mơ hình tuyến tính Chuyển vị phi tuyến lớn 𝑢0𝑝𝑡 dự đốn theo chuyển vị tuyến tính lớn 𝑢0𝑡𝑡 theo công thức sau: 𝑢0𝑝𝑡 = 0,872𝑢0𝑡𝑡 Cơng thức đường hồi quy tuyến tính liệu phân tích Từ cơng thức ta thấy phương diện trung bình chuyển vị phi tuyến lớn khoảng 90% chuyển vị dự đốn từ mơ hình tuyến tính tương đương Bảng 2.3 Chương trình bày cách xác định chuyển vị phi tuyến lớn từ chuyển vị tuyến tính lớn ứng với độ tin cậy khác Kết luận luận văn rút từ việc phân tích mơ hình bậc tự Các nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát mơ hình cải tiến Việc cải tiến mơ hình thực cách: Kể đến ảnh hưởng độ mềm cơng trình bên Sử dụng gia tốc kích thích theo chiều  ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH HUỲNH NHỰT THANH ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA CÁC MƠ HÌNH ĐÀN NHỚT TUYẾN TÍNH TRONG VIỆC DỰ ĐỐN CHUYỂN VỊ CỦA GỐI CON LẮC MA. .. chuyển vị tuyến tính Trung bình chuyển vị phi tuyến khoảng 0,87 lần chuyển vị tuyến tính Bảng 2.3 Chuyển vị lớn mơ hình phi tuyến tính theo mơ hình tuyến tính Độ tin cậy Chuyển vị phi tuyến lớn... Việc đánh giá khả dự đốn chuyển vị hệ tuyến tính thực hiện, nước (T Liu cộng sự, 2014 [6], T V Sang, 2016) Tuy nhiên việc đánh giá độ tin cậy mơ hình việc dự đốn chuyển vị gối cách chấn lắc ma