Thông tin tài liệu
LỜI CAM ĐOAN Học viên Trần Kim Hiếu Sinh ngày: 20/10/1994, CMND số: 184055515, cấp ngày: 02/07/2010, Hà Tĩnh Quê quán: Xuân Hải – Nghi Xuân – Hà Tĩnh Nơi tại: 58/63/7 Nguyễn Khánh Toàn – Cầu Giấy – Hà Nội Công tác tại: Viện Kỹ Thuật Cơng Trình - Trường Đại Học Thủy Lợi Xin cam đoan luận văn tốt nghiệp cao học “Nghiên cứu sở khoa học ứng dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi cho cơng trình dân dụng trung thấp tầng chịu động đất” cá nhân em thực hiện, tham khảo dùng tiêu chuẩn tài liệu công khai số báo khoa học có uy tín Các số liệu, kết luận văn hoàn toàn trung thực Em xin hồn tồn chịu trách nhiệm tính xác thực luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Tác giả luận văn Trần Kim Hiếu i LỜI CẢM ƠN Em, Trần Kim Hiếu xin chân thành cảm ơn, tận tình hưỡng dẫn daỵ tận tâm Ts Ngô Văn Thuyết, thầy, cô trường Đại học Thủy Lợi Em xin bày tỏ cảm động với giúp đỡ vô điều kiện anh, chị, em, đồng nghiệp để hồn thành luận văn Trong q trình nghiên cứu làm luận văn khó tránh khỏi sai sót nghiên cứu chưa sâu, kính mong nhận đóng góp ý kiến q thầy bảo thông cảm! Hà Nội, tháng ii /2019 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ vi DANH MỤC BẢNG viii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Kết dự kiến đạt CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM CHẤN, GỐI CÁCH CHẤN ĐÁY 1.1 Giới thiệu chung .4 1.2 Các phương pháp giảm chấn 1.2.1 Giảm chấn thụ động 1.2.2 Giảm chấn chủ động 1.2.3 Giảm chấn bán chủ động 1.3 Gối cách chấn đáy 1.3.1 Nguyên lý hiệu gối cách chấn đáy 1.3.2 Phân loại gối cách chấn đáy 1.4 Tình hình sử dụng hệ gối cách chấn đáy giới Việt Nam 11 1.4.1 Trên giới 11 1.4.2 Ở Việt Nam 21 1.5 Tình hình nghiên cứu gối cách chấn đáy nước 22 1.5.1 Ngoài nước 22 1.5.2 Trong nước 25 1.6 Sự cần thiết luận văn nghiên cứu .25 1.7 Kết luận chương 27 iii CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TÍNH CƠ HỌC VÀ VIỆC MƠ HÌNH HĨA GỐI CÁCH CHẤN ĐÀN HỒI CỐT SỢI TRONG CƠNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT 29 2.1 Giới thiệu tiêu chuẩn thiết kế gối cách chấn đáy cho công trình chịu động đất 29 2.2 Các đặc tính học gối cách chấn đàn hồi đa lớp, đặc biệt gối cách chấn đàn hồi cốt sợi 30 2.2.1 Hệ số hình dạng 30 2.2.2 Độ cứng ngang gối cách chấn đàn hồi đa lớp 31 2.2.3 Độ cứng dọc trục (độ cứng theo phương đứng) gối cách chấn đàn hồi đa lớp 32 2.2.4 Độ cứng chống uốn gối cách chấn đàn hồi đa lớp 33 2.3 Đề xuất quy trình bước lựa chọn kích thước gối cách chấn đàn hồi cốt sợi sử dụng cho công trình dân dụng trung thấp tầng chịu động đất Việt Nam theo tiêu Hoa Kỳ ASCE/SEI 7-10 33 2.4 Mơ hình gối cách chấn đàn hồi cốt sợi phần mềm SAP2000 37 2.5 Kết luận chương 38 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CÁCH CHẤN CỦA CƠNG TRÌNH SỬ DỤNG GỐI CÁCH CHẤN ĐÀN HỒI CỐT SỢI KHI CHỊU ĐỘNG ĐẤT 39 3.1 Giới thiệu chung 39 3.2 Lựa chọn kích thước gối cách chấn đàn hồi cốt sợi sử dụng cho công trình dân dụng trung thấp tầng chịu động đất Việt Nam 39 3.2.1 Lựa chọn kích thước gối cách chấn đàn hồi loại FREI cho cơng trình nhà BTCT (8 tầng_Cơng trình 1) 39 3.2.2 Lựa chọn kích thước gối cách chấn đàn hồi loại FREI cho cơng trình nhà BTCT (4 tầng_Cơng trình 2) 43 3.3 Tính tốn đặc tính học gối cách chấn đàn hồi cốt sợi với kích thước vừa chọn 46 3.3.1 Cơng trình (nhà BTCT tầng) 46 3.3.2 Cơng trình (nhà BTCT tầng) 49 3.4 Mơ hình cơng trình dân dụng thấp tầng chịu tải trọng động đất 50 iv 3.4.1 Cơng trình (nhà BTCT tầng) 50 3.4.2 Cơng trình (nhà BTCT tầng) 52 3.5 Phân tích hiệu cách chấn cơng trình dân dụng thấp tầng sử dụng gối FREI so với công trình móng cứng 53 3.5.1 Gia tốc trận động đất .54 3.5.2 Kết bình luận 55 3.6 Kết luận Chương 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hiệu cách chấn cơng trình sử dụng gối cách chấn đáy so với cơng trình thơng thường Hình 1.2 Các loại gối cách chấn đáy Hình 1.3 Cơng nghệ thi công gối cách chấn đàn hồi thông thường Hình 1.4 Các dạng gối cách chấn đàn hồi thông thường Hình 1.5 Cấu tạo gối cách chấn đàn hồi cốt sợi 10 Hình 1.6 Tịa thị thành phố San Francisco City Hall, Bang California, Hoa Kỳ 12 Hình 1.7 Tịa thị Thành phố Los Angeles City Hall, Hoa Kỳ 13 Hình 1.8 Trung tâm Điện tốn Bưu Tây Nhật Bản, Sanda, Nhật Bản 14 Hình 1.9 Viện nghiên cứu công nghệ Matsumura-Gumi 15 Hình 1.10 Cơng trình bệnh viện Bhuj, Gujrat, Ấn Độ 16 Hình 1.11 Cơng trình nhà cách chấn đáy Học viện Cơng nghệ Guwahati, Ấn Độ 17 Hình 1.12 Tòa nhà sử dụng gối FREI Tawang, Bang Arunachal Pradesh, Ấn Độ 18 Hình 1.13 Union House, Auckland, New Zealand 19 Hình 1.14 Tổ hợp SIP, Ancona, Italia 20 Hình 1.15 Đường sắt cao Cát Linh – Hà Đông (Hà Nội) 21 Hình 1.16 Cầu Nhật Tân (Hà Nội) 22 Hình 1.17 Dự án tuyến Metro (Tp Hồ Chí Minh) 22 Hình 1.18 Nguyên mẫu gối U-FREI thí nghiệm Ngo cộng 24 Hình 1.19 Cơng trình giới thiết kế chịu động đất cách sử dụng gối cách chấn U-FREI Tawang, bang Arunachal Pradesh, Ấn Độ (tháng 10/2016) 24 Hình 2.1 Mơ hình ứng xử vịng lặp trễ song tuyến gối cách chấn đàn hồi 38 Hình 3.1 Mặt tầng điển hình nhà kết cấu khung BTCT tầng 40 Hình 3.2 Mặt bố trí gối cách chấn cho nhà kết cấu khung BTCT tầng 42 Hình 3.3 Mặt tầng điển hình nhà kết cấu khung BTCT tầng 43 Hình 3.4 Mặt bố trí gối cách chấn cho nhà kết cấu khung BTCT tầng 46 Hình 3.6 Quan hệ lực cắt ngang chuyển vị ngang gối cách chấn FREI 49 vi Hình 3.7 Mơ hình cơng trình nhà khung BTCT tầng sử dụng gối FREI 51 Hình 3.8 Mơ hình ứng xử vòng lặp trễ song tuyến gối cách chấn đàn hồi 52 Hình 3.9 Mơ hình cơng trình nhà khung BTCT tầng sử dụng gối FREI 53 Hình 3.10 Gia tốc trận động đất 54 Hình 3.11 So sánh gia tốc sàn tầng cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: sử dụng gối FREI móng cứng chịu trận Động đất (1) 57 Hình 3.12 So sánh gia tốc sàn tầng cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: sử dụng gối FREI móng cứng chịu trận Động đất (2) 59 Hình 3.13 So sánh lực cắt chân cột cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: sử dụng gối FREI móng cứng chịu trận Động đất (1) 59 Hình 3.14 So sánh gia tốc sàn tầng cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: sử dụng gối FREI móng cứng chịu trận Động đất (1) 62 Hình 3.15 So sánh lực cắt chân cột cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: sử dụng gối FREI móng cứng chịu trận Động đất (1) 62 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Hệ số vùng Fv 34 Bảng 2.2 Hệ số BD BM 35 Bảng 3.1 Độ cứng ngang gối FREI 450x450x170mm 47 Bảng 3.2 Độ cứng ngang gối FREI 350x350x135mm 49 Bảng 3.3 So sánh ứng xử cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: Móng cứng sử dụng gối FREI chịu động đất 55 Bảng 3.4 So sánh ứng xử cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: Móng cứng sử dụng gối FREI chịu động đất 60 viii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Gối cách chấn thiết bị phương pháp giảm chấn thụ động, sử dụng rộng rãi giới để bảo vệ công trình, hạn chế hư hỏng cơng trình động đất xảy Có hai loại gối cách chấn là: gối cách chấn dạng đa lớp gối cách chấn trượt gối cách chấn dạng đa lớp sử dụng phổ biến Thông thường, gối cách chấn dạng đa lớp cấu tạo từ nhiều lớp cao su xen kẽ gắn kết với nhiều lớp thép mỏng để tăng độ cứng chịu nén cho gối đảm bảo biến dạng cắt linh hoạt theo phương ngang, hai đế thép dày đáy đỉnh gối để liên kết với đài móng phần thân cơng trình Gối cách chấn đa lớp có nhiều dạng gối cao su tự nhiên NRB (Natural Rubber Bearing), gối cao su có độ cản cao HDRB (High-Damping Rubber Bearing) gối cao su lõi chì LRB (Lead Rubber Bearing) Các gối cách chấn thường bị hạn chế việc sử dụng có trọng lượng lớn giá thành cao Do vậy, chúng thường sử dụng cho cơng trình dân dụng cao tầng, có tầm quan trọng cao nước phát triển Hoa Kỳ, Nhật Bản, Italia, New Zealand, Gối cách chấn đàn hồi cốt sợi FREI (Fiber Reinforced Elastomeric Isolator) kết việc nỗ lực giảm trọng lượng, giá thành gối cách chấn đa lớp Gối cách chấn đàn hồi cốt sợi có cấu tạo tương tự gối cách chấn đa lớp thông thường lớp thép thay lớp/tấm sợi gia cường Gối FREI kỳ vọng sử dụng cho cơng trình dân dụng trung thấp tầng chịu động đất nước phát triển Việt Nam Ở Việt Nam, theo đồ phân vùng động đất chu kỳ lặp 500 năm Viện Vật lý địa cầu lập nước ta phần lãnh thổ phía Bắc có khả xảy động đất mạnh cấp VIII (theo thang MSK-1964) tương ứng với gia tốc từ 0,12g đến 0,24g (trong g gia tốc trọng trường), phần lãnh thổ cịn lại xảy động đất trung bình, yếu yếu Từ năm 1900 đến 2006 ghi nhận 115 trận động đất từ cấp VI VII (4,5 4,9 độ richter) khắp vùng lãnh thổ nước ta, 17 trận động đất cấp VII (5,0 5,9 độ richter) số trận động đất mạnh cấp VIII Điện Biên Phủ năm 1935 (6,8 độ richter), Tuần Giáo - Lai Châu năm 1983 (6,7 độ richter) Các khu vực chịu động đất nước ta thường tập trung cơng trình dân dụng trung thấp tầng Do đó, việc đưa biện pháp giảm thiểu hư hỏng cho cơng trình dân dụng động đất xảy khu vực cần thiết Tiêu chuẩn thiết kế cơng trình chịu động đất Việt Nam TCVN 9386:2012 đề cập đến việc sử dụng gối cách chấn để giảm hư hỏng cho cơng trình chịu động đất chương 10 Tuy vậy, quy định tiêu chuẩn khái niệm, quy định cơng trình sử dụng gối cách chấn đáy Tiêu chuẩn chưa cung cấp quy trình bước lựa chọn kích thước gối cách chấn cho cơng trình cụ thể, đặc biệt gối cách chấn đàn hồi cốt sợi Hiệu cách chấn cơng trình sử dụng gối cách chấn chịu động đất số tác giả giới nghiên cứu Tuy vậy, nghiên cứu chủ yếu cơng trình cao tầng sử dụng gối cách chấn đa lớp thông thường Có nghiên cứu hiệu cách chấn cơng trình trung thấp tầng sử dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi FREI chịu động đất Với lý trên, đề tài “Nghiên cứu sở khoa học ứng dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi cho cơng trình dân dụng trung thấp tầng chịu động đất” đề tài mới, cần thiết nghiên cứu Mục đích đề tài Tìm hiểu biện pháp giảm chấn cho cơng trình thiết kế chịu động đất giới Việt Nam Tìm hiểu loại gối cách chấn đa lớp, đặc biệt gối cách chấn đàn hồi cốt sợi Tìm hiểu đặc tính học gối cách chấn đàn hồi cốt sợi Đề xuất quy trình bước lựa chọn kích thước gối cách chấn đàn hồi cốt sợi sử dụng cho cơng trình dân dụng trung thấp tầng chịu động đất 3.5.2 Kết bình luận 3.5.2.1 Cơng trình Kết phân tích động theo thời gian cho cơng trình nhà kếu cấu khung BTCT tầng hai trường hợp cơng trình móng cứng cơng trình sử dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi FREI chịu gia tốc trận Động đất (1) Động đất (2) thể Bảng 3.3 Bảng 3.3 So sánh ứng xử theo phương Y cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: Móng cứng sử dụng gối FREI chịu động đất Động đất (1) Động Đất (2) Nhà móng cứng Nhà sử dụng gối FREI So sánh kết Nhà móng cứng Nhà sử dụng gối FREI So sánh kết Đỉnh gia tốc sàn tầng l (m/s2) 0,35g 0,28g 20% 0,06g 0,05g 17% Đỉnh gia tốc sàn tầng (m/s2) 0,39g 0,26g 33% 0,07g 0,05g 29% Đỉnh gia tốc sàn tầng (m/s2) 0,54g 0,21g 61% 0,09g 0,06g 33% Đỉnh gia tốc sàn tầng (m/s2) 0,52g 0,15g 71% 0,10g 0,05g 50% Đỉnh gia tốc sàn tầng (m/s2) 0,52g 0,16g 69% 0,11g 0,05g 55% Đỉnh gia tốc sàn tầng (m/s2) 0,51g 0,20g 61% 0,09g 0,05g 44% Đỉnh gia tốc sàn tầng (m/s2) 0,56g 0,26g 54% 0,09g 0,05g 44% Đỉnh gia tốc sàn tầng (m/s2) 0.65g 0.29g 55% 0.12g 0.06g 50% Đỉnh lực cắt ngang chân cột (kN) 127.05 72.81 43% 34.25 25.41 26% Thông số Từ Bảng 3.3 cho thấy đỉnh gia tốc sàn tầng đỉnh lực cắt chân cột cơng trình nhà khung BTCT sử dụng gối cách chấn FREI giảm so với giá trị tương ứng cơng trình móng cứng chịu gia tốc trận động đất Chẳng hạn đỉnh gia tốc sàn tầng cơng trình sử dụng gối FREI giảm 55% so với giá trị tương ứng cơng trình móng cứng với trận động đất giảm 50% so với giá trị 55 tương ứng cơng trình móng cứng với trận động đất Ngồi ra, đỉnh gia tốc sàn cơng trình sử dụng gối cách chấn có giá trị xấp xỉ theo chiều cao, đó, đỉnh gia tốc sàn cơng trình móng cứng tăng lên tầng cao Như vậy, cơng trình nhà kết cấu khung BTCT sử dụng gối cách chấn FREI an toàn giảm hư hỏng động đất xảy so với cơng trình móng cứng Ứng xử động chi tiết gia tốc sàn tầng lực cắt ngang chân cột cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp có sử dụng gối FREI móng cứng chịu gia tốc trận Động đất (1) Động đất (2) thể Hình 3.11 - 3.13 (a) Sàn tầng (b) Sàn tầng 56 (c) Sàn tầng (d) Sàn tầng Hình 3.11 So sánh gia tốc sàn tầng cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: sử dụng gối FREI móng cứng chịu trận Động đất (1) 57 (a) Sàn tầng (b) Sàn tầng (c) Sàn tầng 58 (d) Sàn tầng Hình 3.12 So sánh gia tốc sàn tầng cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: sử dụng gối FREI móng cứng chịu trận Động đất (2) Hình 3.13 So sánh lực cắt chân cột cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: sử dụng gối FREI móng cứng chịu trận Động đất (1) 3.5.2.2 Cơng trình Kết phân tích động theo thời gian cho cơng trình nhà kếu cấu khung BTCT tầng hai trường hợp cơng trình móng cứng cơng trình sử dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi FREI chịu gia tốc trận Động đất (1) thể Bảng 3.4 59 Bảng 3.4 So sánh ứng xử theo phương Y cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: Móng cứng sử dụng gối FREI chịu trận Động đất Thơng số Nhà móng cứng Nhà sử dụng gối FREI So sánh kết Đỉnh gia tốc sàn tầng l (m/s2) 0,39g 0,22g 44% Đỉnh gia tốc sàn tầng (m/s2) 0,53g 0,21g 60% Đỉnh gia tốc sàn tầng (m/s2) 0,51g 0,24g 53% Đỉnh gia tốc sàn tầng (m/s2) 0,77g 0,31g 60% Đỉnh lực cắt ngang chân cột (kN) 71,76 45,50 37% Từ Bảng 3.4 cho thấy đỉnh gia tốc sàn tầng đỉnh lực cắt chân cột cơng trình nhà khung BTCT sử dụng gối cách chấn đáy giảm đáng kể so với giá trị tương ứng cơng trình móng cứng chịu gia tốc trận động đất (tương tự cơng trình 1) Ngồi ra, đỉnh gia tốc sàn cơng trình sử dụng gối cách chấn có giá trị gần theo chiều cao, đó, đỉnh gia tốc sàn cơng trình móng cứng tăng lên tầng cao Như vậy, cơng trình nhà kết cấu khung BTCT sử dụng gối cách chấn FREI an toàn giảm hư hỏng động đất xảy so với công trình móng cứng Ứng xử động chi tiết gia tốc sàn đỉnh lực cắt chân cột công trình hai trường hợp có sử dụng gối FREI móng cứng chịu gia tốc trận Động đất (1) thể Hình 3.14 Hình 3.15 60 (a) Sàn tầng (b) Sàn tầng (c) Sàn tầng 61 (d) Sàn tầng Hình 3.14 So sánh gia tốc sàn tầng cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: sử dụng gối FREI móng cứng chịu trận Động đất (1) Hình 3.15 So sánh lực cắt chân cột cơng trình nhà kết cấu khung BTCT hai trường hợp: sử dụng gối FREI móng cứng chịu trận Động đất (1) 62 Kết luận Chương Chương trình bày hiệu cách chấn cơng trình nhà khung BTCT tầng (cơng trình cơng trình 2) sử dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi FREI so với cơng trình móng cứng chịu gia tốc trận động đất Kích thước gối FREI lựa chọn theo quy trình trình bày chương Các đặc tính học gối FREI với kích thước vừa lựa chọn tính theo cơng thức nêu chương Tiếp đến, phân tích động theo thời gian cơng trình BTCT chịu gia tốc trận động đất trường hợp: Cơng trình sử dụng gối FREI cơng trình móng cứng thơng thường So sánh ứng xử cơng trình trường hợp để thấy hiệu cách chấn cơng trình sử dụng gối FREI Các kết luận rút từ chương sau: Dựa quy trình bước lựa chọn kích thước gối FREI nói chương 2, kích thước gối cách chấn đàn hồi FREI cho cơng trình dân dụng thấp trung tầng chịu động đất lựa chọn Đặc tính học gối cách chấn đàn hồi cốt sợi hệ số hình dạng, độ cứng ngang, độ cứng dọc trục độ cứng chống uốn tính tốn theo cơng thức nêu chương So sánh ứng xử động theo thời gian cơng trình sử dụng gối FREI với cơng trình móng cứng chịu gia tốc trận động đất phương pháp phân tích mơ hình số sử dụng phần mềm SAP2000 thấy rằng: Đỉnh gia tốc sàn lực cắt ngang chân cột cơng trình sử dụng gối FREI giảm so với giá trị tương ứng cơng trình móng cứng, chẳng hạn, với cơng trình 1, đỉnh gia tốc sàn tầng mái cơng trình sử dụng gối FREI giảm 55% so với giá trị tương ứng cơng trình móng cứng, lực cắt chân cột cơng trình sử dụng gối FREI giảm 42.7% so với lực cắt chân cột cơng trình móng cứng chịu trận Động đất Ngoài ra, đỉnh gia tốc sàn tầng cơng trình sử dụng gối FREI có giá trị xấp xỉ theo chiều cao, đó, đỉnh gia tốc sàn cơng trình móng cứng tăng lên tầng cao theo chiều cao Như vậy, cơng trình sử dụng gối FREI an tồn giảm hư hỏng động đất xảy so với cơng trình móng cứng thơng thường 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kiến nghị Gối cách chấn đàn hồi cốt sợi FREI loại gối cách chấn đàn hồi đa lớp mới, nghiên cứu, phát triển áp dụng giới Gối FREI có cấu tạo tương tự gối cách chấn đa lớp thông thường, lớp thép thay lớp sợi Cấu tạo gối FREI bao gồm lớp sợi xen kẽ, gắn kết với lớp cao su, hai đế thép dày đáy đỉnh gối để liên kết với phần móng phần thân cơng trình Sợi thường làm từ sợi carbon, sợi thủy tinh, sợi nylon sợi polyester Sợi nhẹ thép có q trình gia cơng đơn giản thép, nên gối FREI nhẹ có giá thành rẻ gối cách chấn đàn hồi đa lớp kích thước Luận văn nghiên cứu ứng dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi cho cơng trình trung thấp tầng chịu động đất Các kết luận rút từ nghiên cứu sau: Có ba phương pháp giảm chấn sử dụng giảm chấn thụ động, giảm chấn chủ động giảm chấn bán chủ động Gối cách chấn đáy thiết bị phổ biến phương pháp giảm chấn thụ động Có nhiều loại gối cách chấn: Gối cách chấn đa lớp, gối cách chấn trượt Gối cách chấn đa lớp lại chia nhiều dạng gối cao su tự nhiên NRB, gối cao su có độ cản cao HDRB, gối cao su lõi chì LRB gối đàn hồi cốt sợi FREI, gối FREI loại gối cách chấn đa lớp phát triển chục năm trở lại Gối cách chấn nghiên cứu ứng dụng rộng rãi quốc gia phát triển phát triển nằm vùng thường xuyên xảy động đất Hoa Kỳ, Nhật Bản, New Zealand, Chi Lê, Italia, Ở Việt Nam, chưa có cơng trình dân dụng sử dụng gối cách chấn đáy để bảo vệ cơng trình động đất xảy Nghiên cứu đưa quy trình bước lựa chọn kích thước gối cách chấn đàn hồi cốt sợi FREI áp dụng cho cơng trình dân dụng chịu động đất theo Tiêu chuẩn Hoa Kỳ ASCE/SEI 7-10 Ví dụ lựa chọn kích thước gối FREI cho cơng trình dân dụng trung thấp tầng với số liệu giả định chịu động đất trình bày 64 Các đặc tính học gối cách chấn đàn hồi cốt sợi (với kích thước vừa lựa chọn trên) hệ số hình dạng, độ cứng ngang hiệu dụng, độ cứng theo phương đứng, độ cứng chống uốn tính tốn So sánh ứng xử động theo thời gian công trình BTCT sử dụng gối FREI so với cơng trình móng cứng thơng thường chịu gia tốc trận động đất rằng: Đỉnh gia tốc sàn đỉnh lực cắt ngang chân cột công trình sử dụng gối cách chấn FREI giảm so với giá trị tương ứng cơng trình móng cứng Trong đỉnh gia tốc sàn cơng trình móng cứng tăng lên theo chiều cao cơng trình đỉnh gia tốc sàn cơng trình sử dụng gối FREI có giá trị xấp xỉ Như vậy, cơng trình sử dụng gối cách chấn FREI an toàn giảm hư hỏng động đất xảy so với cơng trình móng cứng Kiến nghị Cần có thêm nhiều nghiên cứu loại gối cách chấn đàn hồi cốt sợi để việc ứng dụng gối FREI cho cơng trình dân dụng trung thấp tầng chịu động đất khả thi 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Lê Xuân Huỳnh, Nguyễn Hữu Bình (2008) “Nghiên cứu công nghệ chế ngự dao động kết cấu công trình nhà cao tầng phù hợp điều kiện xây dựng Hà Nội”, Báo cáo tổng kết đề tài, mã số 01C-04/09-2007-3, Viện KHCN Kinh tế Xây dựng Việt Nam [2] Lê Xuân Tùng (2010) “Thiết kế gối cách chấn dạng gối đỡ đàn hồi chịu động đất với mô hình phi tuyến vật liệu chế tạo”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, số 38(4), tr 30-37 [3] Lê Xuân Tùng (2012) “Thiết kế số dạng gối cách chấn cơng trình chịu động đất”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Viện khoa học công nghệ xây dựng, Bộ Xây dựng [4] Ngô Văn Thuyết, Phạm Thu Hiền (2017) “Ứng xử ngang gối cách chấn đàn hồi FREI hình vng”, Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên, Trường đại học Thủy lợi, (tháng 11/2017), ISBN: 978-604-82-2274-1, tr 69-71 [5] Ngô Văn Thuyết (2017) “Phân tích ứng xử ngang nguyên mẫu gối cách chấn đàn hồi FREI”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Cán trẻ lần thứ XIV, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, Bộ Xây dựng, (11/2017), ISBN: 978-60482-2300-7, tr 170-177 [6] Ngô Văn Thuyết (2017) “Nghiên cứu ứng xử ngang gối cách chấn đàn hồi FREI hình trịn phân tích mơ hình số”, Tuyển tập Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ X, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội, (8-9/12/2017), Tập - Cơ học Vật rắn, Quyển 2, tr 1213-1219 [7] Ngô Văn Thuyết (2017) “Ảnh hưởng mô-đun cắt đến ứng xử ngang gối cách chấn đàn hồi FREI”, Tuyển tập Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ X, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà Nội, (8-9/12/2017), Tập - Cơ học Vật rắn, Quyển 2, tr 1205-1212 66 [8] Ngô Văn Thuyết (2018) “Ảnh hưởng hệ số hình dạng đến ứng xử ngang gối cách chấn đàn hồi composite FREI vng chịu tải trọng vịng lặp”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, Bộ Xây dựng, ISSN: 1859-1566, số 1,2/2018, tr 16-21 [9] Ngô Văn Thuyết (2018) “Phương pháp thiết kế kích thước gối cách chấn đàn hồi sử dụng cho cơng trình dân dụng chịu động đất Việt Nam”, Tạp chí KHCN Xây dựng, Viện KHCN Xây dựng, Bộ Xây dựng, ISSN: 1859-1566, số 3/2018 [10] Ngô Văn Thuyết (2018) “Nghiên cứu làm việc gối cách chấn đàn hồi cốt sợi không liên kết”, Hội nghị Khoa học toàn quốc Cơ học Vật rắn lần thứ XIV, ĐH Trần Đại Nghĩa, TP HCM, (19-20/07/2018) [11] Ngô Văn Thuyết, Nguyễn Văn Thắng, Ngô Thị Thùy Anh (2018) “Hiệu cách chấn nhà khung bê tông cốt thép thấp tầng sử dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi FREI chịu động đất”, Tuyển tập Hội nghị khoa học thường niên, Trường đại học Thủy lợi, (tháng 11/2018), ISBN: 978-604-82-2548-3, tr 56-58 [12] Nguyễn Đại Minh, Nguyễn Trung Nghị, Nguyễn Quỳnh Hoa (2013), “Tính toán nhà cao tầng chịu động đất Việt Nam theo ASCE 7-05”, Tuyển tập Báo cáo Hội nghị khoa học kỷ niệm 50 năm ngày thành lập Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, tập 3, tr 269-277 [13] Nguyễn Hồng Hải, Nguyễn Hồng Hà, Vũ Xuân Thương (2014), “Phổ phản ứng chuyển vị phân tích nhà cao tầng chịu động đất Việt Nam phương pháp tĩnh phi tuyến”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, số 4, tr 3-9 [14] Nguyễn Lê Ninh (2011) “Cơ sở lý thuyết tính tốn cơng trình chịu động đất”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [15] Nguyễn Xuân Thành (2006) “Hiệu đệm giảm chấn chế ngự dao động kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng động đất”, Tuyển tập Hội nghi Khoa học Toàn quốc Cơ học Vật rắn biến dạng lần thứ VIII [16] TCVN 2737:1995 Tiêu chuẩn tải trọng tác động [17] TCVN 9386:2012 Tiêu chuẩn Thiết kế công trình chịu động đất 67 Tiếng Anh: [18] ASCE/SEI 7-10, American Society of Civil Engineers (2013), USA [19] Chopra A.K (2007) “Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering” (Third Edition), Prentice Hall: Upper Saddle River, New Jersey [20] Dezfuli, F.H., Alam, M.S (2014) “Performance of carbon fiber-reinforced elastomeric isolators manufactured in a simplified process: experimental investigations”, Structural Control and Health Monitoring, Vol 21, pp 13471359 [21] IBC-2000, International Building Code (2000), USA [22] Kelly J.M (1999) “Analysis of fiber-reinforced elastomeric isolators”, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, USA, JSEE, Vol 2(1), pp 19-34 [23] Kelly, J.M (2003) “Tension buckling multilayer elastomeric bearings”, Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Vol 129 (12), pp 1363-1368 [24] Kelly J.M., Konstantinidis D.A (2011) “Mechanics of Rubber Bearings for Seismic and Vibration Isolation”, John Wiley & Sons, Ltd, Publication [25] Moon B.Y., Kang G.J., Kang B.S., Kelly J.M (2002) “Design and manufacturing of fiber reinforced elastomeric isolation”, Journal of Material Processing Technology, Vol 130-131, pp 145-150 [26] Naeim F., Kelly J.M (1999) “Design of Seismic Isolated Structures: From Theory to Practice”, John Wiley & Sons, INC [27] Nezhad H.T., Tait M.J., Drysdale R.G (2008) “Lateral Response Evaluation of Fiber-Reinforced Neoprene Seismic Isolator Utilized in an Unbonded Application”, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol 134(10), pp 16271637 68 [28] Nezhad H.T., Tait M.J., Drysdale R.G (2011) “Bonded versus Unbonded Strip Fiber Reinforced Elastomeric Isolators: Finite Element Analysis”, Composite structures, Vol 93, pp 850-859 [29] Strauss, A., Apostolidi, E., Zimmermann, T., Gerhaher, U., Dritsos, S (2014) “Experimental investigations of fiber and steel reinforced elastomeric bearings: Shear modulus and damping coefficient”, Engineering Structures, Vol 75, pp 402-413 [30] Osgooei P.M., Tait M.J., Konstantinidis D (2014) “Three-dimensional finite element analysis of circular fiber-reinforced elastomeric bearings under compression”, Composite Structures, Vol 108, pp 191-204 [31] Thuyet Van Ngo, A Dutta and S.K Deb (2016) “Predicting stability of a prototype un-bonded fibre reinforced elastomeric isolator by finite element analysis”, Proceedings of the International Conference on Computational Methods, 7th ICCM2016, 1st-4th August, Berkeley, California, USA, Vol 3, pp 500-518 [32] Thuyet Van Ngo, S K Deb, A Dutta, N Ray, A J Mitra (2016) “Performance evaluation of fiber reinforced elastomeric isolators under cyclic load”, Proceedings of the 8th World Congress on Joints, Bearing and Seismic Systems for Concrete Structures, Atlanta, Georgia, USA, (25-29th September), paper 851 [33] Thuyet Van Ngo, Anjan Dutta and Sajal Kanti Deb (2017) “Evaluation of horizontal stiffness of fibre reinforced elastomeric isolators”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, DOI: 10.1002/eqe.2879, Vol 46, pp 1747-1767 [34] Thuyet Van Ngo, S K Deb and A Dutta (2018) “Mitigation of seismic vulnerability of a prototype low-rise masonry building using U-FREIs”, Journal of Performance of Constructed Facilities, ASCE, 10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0001136, Vol 32(2), pp 04017136-1-13 [35] UBC-97, Uniform Building Code (1997) 69 DOI: ... vi nghiên cứu đề tài: Nghiên cứu ứng dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi vào công trình dân dụng trung thấp tầng chịu động đất mô số Phạm vi ứng dụng đề tài: Cơng trình dân dụng trung thấp tầng. .. trình bước lựa chọn kích thước gối cách chấn đàn hồi cốt sợi sử dụng cho cơng trình dân dụng trung thấp tầng chịu động đất So sánh ứng xử cơng trình dân dụng sử dụng gối cách chấn đàn hồi cốt. .. thước gối cách chấn đàn hồi cốt sợi sử dụng cho cơng trình dân dụng trung thấp tầng chịu động đất dựa tiêu chuẩn Hoa Kỳ ASCE/SEI 7-10 Nghiên cứu hiệu cách chấn cơng trình sử dụng gối cách chấn đàn
Ngày đăng: 25/06/2021, 12:53
Xem thêm:
