Thiết lập cơ sở đánh giá độ tin cậy nhà nhiều tầng trên móng bè cọc chịu động đất, xét tương tác đất - kết cấu

Công trình xây dựng nhà cửa chịu động đất là một bài toán rất phức tạp. Những yếu tố bất định của bài toán là hết sức rộng lớn, nhưng tựu trung bao gồm thông tin địa chất (tĩnh và động học đất), chuyển động mặt đất đầu vào (tùy độ mạnh và thời gian kéo dài của cơn động đất), những yếu tố tải trọng và tải trọng phát sinh (quán tính, giảm chấn và căng kéo đàn hồi), và sau cùng là sự bất định của tay nghề người phân tích, của giải thuật, mô hình phân tích hay sơ đồ tính và các phép phân tích có xét tính phi tuyến.

Tuyển tập Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ Động lực học Điều khiển Đà Nẵng, ngày 19-20/7/2019, tr 13-24, DOI 10.15625/vap.2019000250 Thiết lập sở đánh giá độ tin cậy nhà nhiều tầng móng bè cọc chịu động đất, xét tương tác đất - kết cấu Dương Hồng Thẩm Khoa Kỹ thuật Cơng trình, Trường Đại học Cơng nghệ Sài Gịn E-mail: tham.duonghong@stu.edu.vn Tóm tắt Cơng trình xây dựng nhà cửa chịu động đất toán trọng phức tạp Những yếu tố bất định toán rộng Từ khóa: Hệ thống thượng hạ tầng kết cấu, Độ cứng lò xo nền, Chỉ số độ tin cậy, Hàm giới hạn, Xác suất phá hoại lớn, bao gồm thông tin địa chất (tĩnh động học đất), chuyển động mặt đất đầu vào (tùy độ mạnh thời gian kéo dài động đất), yếu tố tải trọng tải trọng phát sinh (quán tính, giảm chấn căng kéo đàn hồi), sau bất định tay nghề người phân tích, giải thuật, mơ hình phân tích hay sơ đồ tính phép phân tích có xét tính phi tuyến Nói chung có nhiều điều không chắn khách quan chủ quan Khi xét tốn tương tác đất cơng trình (SSI), tốn móng bè cọc điển hình; xét động lực học móng bè cọc giải chung với kết cấu thượng tầng tổng thể lại phức tạp Và sau cùng, muốn đánh giá rủi ro xảy đến loại cơng trình nhiều tầng móng bè cọc, chịu tác động động đất, phân tích để tìm xác suất phá hoại cơng trình tốn thách thức Bài báo nêu lên cách tính tốn thực hành đơn giản hóa, qua thí dụ minh họa Khung nhà nhiều tầng móng bè cọc chịu động đất mơ 3D phân tích giả tĩnh kết cấu phi tuyến, kiểu phân tích theo hàm trạng thái giới hạn hiệu (performance based model) Trước hết, thượng tầng hạ tầng móng cần huy động yếu tố đầu vào, báo giới thiệu phương pháp luận phân tích nhà nhiều tầng chịu tương tác SSI với quan điểm: a) Xem xét động đất gồm: Theo luật tắt dần đó, ngẫu nhiên hướng lan truyền, xét chuyển động nhiều gối tựa đồng thời ngẫu nhiên cường độ thời gian; b) Hệ thống kết cấu tổng thể (kết cấu hạ tầng có tương tác mạnh với đất xuống ngược lên kết cấu tầng trên); c) Cách mơ tính tương tác SSI móng bè cọc chịu động đất; d) Đối với tốn phân tích độ tin cậy hệ thống kết cấu phức tạp, phi tuyến phụ thuộc thời gian vậy, hàm trạng thái giới hạn khác Trạng thái giới hạn Cường độ, Trạng thái giới hạn Biến Dạng giới hạn hiệu (performance limit) cho tầng trên, ngưỡng gia tốc (acceleration threshold) cho tầng dưới, ứng xử động lực cho thượng tầng kết cấu hạ tầng kết cấu _ kể hóa lỏng _ đề cập Tạo lập liệu đủ lớn để tính toán độ tin cậy cho toán SSI động lực học xem xét rút phương pháp chấp nhận được, làm sở đủ tốt cho việc đánh giá xác suất hư hỏng cơng trình có tính chất quan Giới thiệu – Đặt vấn đề Trong lãnh vực xây dựng, toán tương tác cơng trình (SSI, soil structure interaction) thu hút nhiều quan tâm Đặc biệt, vấn đề tương tác trở nên rõ ràng cơng trình chịu ảnh hưởng động đất theo kiểu sóng lan truyền qua đất, kích động bệ móng bè cọc, lan truyền lên tầng đến lượt tầng dao động, phát sinh lực phụ tác động trở lại xuống hạ tầng móng ln phiên Ngồi yếu tố biến động động học đất (cơ chế chuyển đổi từ sóng ngang bề mặt thành sóng đứng theo mơ hình tháp Wolf [1]), thay đổi tính chất đất động lực lượng lớn,… xét riêng dao động hệ thống thượng hạ tầng, tốn phi tuyến địi hỏi nhiều thách thức thơng số cho mơ hình tính tốn, sơ đồ phân tích độ tin cậy cho lời giải Cơng trình móng bè cọc có yêu cầu đảm bảo độ bền đặc biệt cao Độ vững chãi, kiên cố có khơng có hệ thống giảm chấn có điều khiển hồi tiếp thụ động tiêu tán lượng yêu cầu tối cao Theo độ tin cậy cho cơng trình đặc biệt quan trọng mối quan tâm cấp thiết Công trình phải phân tích xác đáng hệ thống móng bè cọc, mơ hình thượng hạ tầng tổng thể (như xét tương tác thứ nhất) dao động động đất, độ vững chãi (robustness) bảo đảm bên cạnh độ bền độ cứng Tất cấu phân tích phức tạp nói xét báo Trong tốn móng bè cọc, mối quan tâm chủ yếu nằm tương tác ba thực thể Đất-Bè-Cọc Độ cứng Bè (để hiểu phân bố đắn áp lực lên đáy bè) có nhiều tác giả với cơng thức khác (Horikoshi & Randolph, 1998); đến lượt Độ cứng lò xo bè kr hay cọc kp quy độ cứng tương đương kpr (Poulos Davis, 1980; Randolph, 1994) liên quan Dương Hồng Thẩm đến hệ số tương tác αcp K pr  K p  K r (1   cp ) (1   cp2 K p K r ) (1) Trong Kp nhóm cọc, Kr bè riêng rẽ αcp Tuy nhiên, cọc bè tổ hợp với đất bên (mũi cọc, đáy bè) xung quanh cọc,… tồn bất định Mặc dù hệ số tương tác, ký hiệu αcp, định nghĩa rõ ràng_ tỷ số Khả chịu tải (KNCT) cọc Khả chịu tải toàn bè cọc_nhưng yếu tố biến dạng không tương ứng với sức chịu tải, dẫn đến tồn nhiều kiểu tương tác với hệ số tương tác αcp khác nhau, chưa nói đến chất phi tuyến mối tương tác đất-bè, đất-cọc cọc-bè Với đất, muôn trùng kiểu tương tác cọc chịu mũi, ma sát hông hay cọc bị lún, mối quan hệ biến đổi khác ban đầu Các tiến phương pháp phân tích (Katzenbach nnk., 1998; Sinha, 1996),… tải thẳng đứng, toán động đất có lực ngang, câu hỏi đặt là: Vậy khung lý thuyết có cịn khả áp hay không? Bản thân hạ tầng tương tác với nhau, điều kiện chịu lực động, đất biến dạng gây gia tăng chuyển vị thượng tầng, lại tạo áp lực cho hạ tầng Đây thực toán phức tạp Về phương diện phân tích độ tin cậy kết cấu chịu động đất, khác với cách giải toán độ tin cậy thơng thường, tốn xét xác định xác suất phá hoại cho hệ thống thượng hạ tầng móng bè cọc chịu động đất, yếu tố đầu vào cần xét tính ngẫu nhiên nguồn gây động đất, thời gian tần suất xảy động đất, cấp động đất, nhiều tham số/biến phổ ứng xử quy luật phân bố loga tung độ phổ ứng xử S(T), quy luật tắt dần chuyển vị điểm bề mặt, khoảng cách chấn tâm,… (T K Datta [2]); tiêu giới hạn đầu nhiều: độ nghiêng lệch tầng (drift), độ nghiêng móng, số hư hỏng DI (damage index), hóa lỏng nền, ổn định cọc,… Bài báo sau phần khảo cứu mối quan hệ phức tạp nêu trên, lấy đối tượng khung không gian nhà nhiều tầng móng bè cọc đưa vào tốn chịu tác động động đất Mục tiêu tìm hiểu cặn kẽ, để tiến tới phân tích độ tin cậy hệ thống có nhiều hàm trạng thái giới hạn phụ thuộc phức tạp vào thời gian ảnh hưởng qua lại Phương pháp luận trình bày báo hy vọng bước đầu nâng cao hiểu biết ứng xử động lực hệ thượng hạ tầng tương tác mạnh với đất (phức tạp mức cao nhất) để tiệm tiến tới toán bổ sung giảm chấn phù hợp điều khiển chủ động ngành Động lực học Nền móng mơ lị xo, để đưa xem xét độ tin cậy tổng thể thượng hạ tầng hệ thống Trước tiên, tốn chưa xét đến ảnh hưởng tầng hầm Hình Mơ hình khung móng bè cọc tổng thể, mối tương tác đất kết cấu SSI Phương pháp luận – Trình tự 2.1 Tổng quan loại Phân tích tốn tích hợp {động đất + tương tác SSI + Móng bè cọc + Độ tin cậy} Thoạt đầu, tương tác động lực phi tuyến cho giải tốt với mơ hình 3D, giải SAP2000, gắn phần tử LINK (đầu dầm cột, đầu cột dưới) biến đổi độ cứng lò xo Tuy nhiên tương tác mạnh giải sơ đồ phẳng giảm độ cứng ngồi mặt phẳng mơ hình; ngồi ra, để xét đến vấn đề học đất, Đất xem phần tử 3D Solid phải khai báo môđun cắt G theo loại đất Sử dụng phần tử LINK khai báo Đàn hồi Đa tuyến tính (multi-linear elastic element) có tính chất khai báo cụ thể quan hệ Lực~chuyển vị (Mohammed zubair, B.R Shilpa, 2016 [9]) Chiến lược giải liệt kê tất biến ngẫu nhiên (RVs) yếu tố bất định mặt, lượng hóa trung vị median độ lệch tiêu chuẩn logarit (vì có luật phân bố lognormal) Bài tốn vơ phức tạp 2.1.1 Một số lưu ý rút từ dạng mơ hình tương tác Bài toán phẳng – Biên biên thấm dao động Hình Ba kiểu giải khung móng bè cọc tổng thể, mối tương tác thượng hạ tầng [2]: a) Mơ hình phần tử hữu hạn; b) Mơ hình phần tử gộp; c) Mơ hình phẳng Khung phẳng nghiên cứu trước để mở rộng sang khung không gian Nhà nhiều tầng mô hình Biên mơ hình >> bề rộng cơng trình (30 mét), để giảm phản xạ sóng ngược vào mơ hình, chậu Thiết lập sở tính tốn độ tin cậy nhà nhiều tầng móng bè cọc chịu động đất, xét đến tương tác Đất-Kết cấu nhớt chịu nén cắt (2 phương điểm biên); phần tử cọc có phần tử tiếp xúc bè đất 2D biến dạng phẳng Bè thay cọc lò xo Nền độ cứng lị xo tính theo lý thuyết phi tuyến móng bè cọc (Myung Jun Song, 2008 [4]) Theo cách mơ này, tốn thay lò xo Tương tác thể qua loại lò xo: Tĩnh (áp lực chia độ lún) Động (theo đó, độ lún cọc j gây cho lò xo i chuyển vị ảnh hưởng thêm nữa) Nghiên cứu rằng, bè đất kraft-soil (như công thức Hirokoshi Randolph, 1998) thay lò xo riêng, gọi độ cứng ks,raft có cọc, độ cứng bị giảm có diện cọc (sự diện đất mũi cọc có độ cứng cọc riêng) pile group) KNCT bè (ký hiệu chữ QR_ tức raft), tức QPR= QPG+QR Các khả chịu tải thành phần tính với trị trung bình thơng số học đất (tính chất lý đất nói chung) Và suy từ lý thuyết độ bền thiết kế trường phái Eurocode Châu Âu, hệ số an toàn riêng phần sử dụng theo quy tắc: Yd , raft  Yd , piles  Yk ,raft  g ,raft với nhóm cọc Yk , piles  g , piles Yk,raft Yk,piles sức chịu tải bè cọc riêng rẽ không cộng với nhau; chữ d để ‘design’ tức khả chịu tải thiết kế Đó đại lượng phần mềm tính ra, dựa số liệu người nhập liệu, sử dụng công cụ thực nghiệm để xác định Có nhiều tính chủ quan nên chắn tiềm ẩn bất định chủ quan Hệ số ảnh hưởng cọc KNCT KNCT giới hạn (cực hạn, ultimate) thiết kế bè viết với dạng hệ số αUG xét đến ảnh hưởng bè làm việc chuyển sang có diện bè cọc thành hệ thống là: Hình Sự diện cọc làm giảm độ cứng lò xo đất bè chủ yếu tăng chuyển vị [4] Q(i ) ws , pileraft (i ) ws , raft (i )  ws , pile (i ) ws , raft (i ) k s , raft (i ) k s , piledraft (i )  ws , raft (i )  ws , pile (i ) k s , pileraft (i )  k s ,raft (i )  Q(i )  (2) (3) Q(i ) (Q tổng tải trọng tác dụng) ws ,raft (i ) Độ tin cậy chấp nhận đánh giá theo biến dạng với độ cứng bị giảm yếu tố xét có cọc Tuy nhiên, có tương tác cọc-đất, bè-đất, thay đất lò xo chung tổng quát, xác định độ cứng Trong chưa có cơng thức tính độ cứng lị xo bè có cọc bố trí (Myung Jun Song, 2008 [4]), cách tính đơn giản là: a) Bảo đảm hệ thống độ cứng: lò xo cọc (độ lún đàn hồi chuyển vị) lò xo đất bè (tính theo mơđun cắt G đất, có chiết giảm), sau tính lặp để tìm lời giải hội tụ; b) phương diện thống kê, biến xem Log biến có phân phối bình thường; c) Lập liệu đủ lớn, đủ tin cậy để thử nghiệm trường hợp biến đổi ngẫu nhiên 2.1.2 Trạng thái giới hạn cường độ: Độ bền kết cấu – Khả chịu tải bè - cọc Một cách tổng quát Khả chịu tải (KNCT) bè cọc tổng KNCT cọc (ký hiệu chữ QPG _tức QPR   UG QUG ,ult  QPG ,ult (4a) QPR ,d   UG QUG ,d  Q PG ,d (4b) QUR QPG KNCT giới hạn bè cọc tính riêng rẽ; số d để giá trị thiết kế; αUG hệ số quy đổi bè làm việc đơn lẻ thành bè làm việc với cọc hệ thống, theo quan điểm “nền xem phá hoại độ lún = 1/10 Bề rộng móng, huy động tồn sức chịu tải hệ thống” Bằng cách ký hiệu nhóm cọc Ag,piles ký hiệu diện tích bè Araft, hệ số αUG rút Lorenzo (2013) [6] sau:  UG   3( Ag , Piles / Araft s/d ) (5) Biểu thức kiểm tra tải tổng cộng toàn toàn diện thiết kế cơng trình là: P tt  Pdtt  QPR ,d S (6) γS hệ số an toàn riêng phần, áp đặt lần để xét đến mức độ không đạt chuẩn công nghệ thi công bè cọc khiếm khuyết chất lượng cho hai thành phần bè cọc Một số lưu ý cho vấn đề xác định KNCT móng bè cọc có lưu ý sau đây: *) KNCT đất (dùng với hệ số γg tính theo trị trung bình, cịn KNCT gồm cường độ, độ bền (dùng với γf tính theo trị đặc trưng; đến lượt KNCT toàn kết Dương Hồng Thẩm cấu, có xét chất lượng thi cơng, điều kiện làm việc,… dùng hệ số γS Trong cơng thức (8), σz độ lệch tiêu chuẩn khả chịu tải hệ thống {Tải, KNCT bè, KNCT cọc}, sau: n  Z  i 1 s ,i   s2   R2 , raft   R2 , piles (8) Giá trị trung bình KNCT (kháng tải) μR lấy theo độ lún quy định đồ thị đường cong tải trọng độ lún, có từ phương pháp số (Plaxis), mơ hình tỷ lệ thực hay suy từ mơ hình vật lý tỷ lệ thu nhỏ Như vậy, viết trị trung bình sức chịu μ độ lệch chuẩn σ sau:  R , piles ( s)   R , shaft ( s)   R , po int ( s ) (9a)  R , piles ( s)  [ R , shaft ( s)]2  [ R , po int ( s)]2 (9b) Một lưu ý rằng, tất sức chịu tương ứng với độ lún quy ước Cho nên phương diện tổng quát, độ lún xem yếu tố kiểm sốt thiết kế μq trị trung bình áp lực chịu mũi cọc; μτ- ma sát hông Biến lượng kháng tải hệ Bè cọc chung lại có giá trị thống kê tính theo khai triển Taylor sau:  Q2 Hình 4: a) Hệ số an tồn tồn thể γ tỷ lệ kháng tải R (biên KNCT) tải tính tốn S; f hàm mật độ xác suất; b) KNCT Q bè+cọc *) Tải lấy giá trị lớn trị trung bình (vì dùng hệ số vượt tải để lấy trị tính tốn), KNCT kết cấu lấy chiết giảm nhỏ trị trung bình (do đặt hệ số an tồn riêng phần, hệ số điều kiện làm việc, ) Theo thống kê, tính tốn xác suất phá hoại hệ kết cấu chịu động đất, nguyên lý tải S kháng tải R sử dụng, với điều chỉnh sau: - Biến ngẫu nhiên phân bố theo luật Lognormal - Trung vị (median) thay cho trị trung bình (mean) độ lệch tiêu chuẩn logarithmic (7a) - Tách riêng tính ngẫu nhiên (khơng chiết giảm được) với tính bất định (mức độ chiết giảm được) Theo trung vị dạng log hay độ lệch chuẩn lấy theo luật bậc tổng bình phương (SRSS) công thức 6b Công thức cho Lognormal trở thành: xi   X exp[zi COV ( X )] (7b) Nếu phân phối Lognormal trị μ=Ln(Ā) Ā trị trung bình biến ngẫu nhiên A Log trị phân phối bình thường, nhận giá trị số thực dương G PR ,ULT )  tan  ( G PR ,ULT )  C2  (10) rc,tanφ hệ số tương quan ma trận tương quan c, tanφ Các đạo hàm riêng theo tanφ, theo γ theo lực dính c tham khảo Lorenzo (2013): QPR ,ULT  tan  2.1.3 Các tính tốn biến ngẫu nhiên  R   S    Z (  tan  C G PR ,ULT G PR ,ULT  2( )( ) tan   C rC , tan   tan  C PR ,ULT  uUR A(C.SC  n.[ Ap  'v , Po int QPR ,ULT c dN q dN  dN C )   1d S q   B.S d tan  d tan  d tan  dN q d tan   AF k s 'v ,tb ]  uUR A[ S c N C ] (11) (12) ks hệ số áp lực ngang, Ap diện tích chịu mũi AF diện tích phần chịu ma sát bám trượt có xét hệ số nhóm σ’v,tb ứng suất thẳng đứng trung bình lớp đất mà cọc qua Nc Nq Nγ Một lưu ý rằng, tất sức chịu tương ứng với độ lún quy ước Cho nên phương diện tổng quát, độ lún định thiết kế Lún nhiều KNCT nhỏ thực tế thiên an tồn, vậy: - Theo TCVN 9362: 2012, Bè móng có bề rộng lớn B>10m nên độ lún đàn hồi (tức thì), vậy, sử dụng lò xo phù hợp; - Độ cứng cọc: Do có tương tác Bè cọc bổ sung cọc làm giảm độ cứng bè mô đất bè Thiết lập sở tính tốn độ tin cậy nhà nhiều tầng móng bè cọc chịu động đất, xét đến tương tác Đất-Kết cấu 2.1.4 Tương tác đất cơng trình (SSI) xét ? Tương tác SSI cần tích hợp vào phương pháp luận thiết kế đủ bao quát: từ vật liệu kết cấu đến vật liệu đất, xét ảnh hưởng độ mềm đan bè, bè cọc, đất bè đất cọc,… đến thay đổi đặc trưng thượng tầng ngược lại Thiết kế dựa hiệu (performance based design) lựa chọn, xét đến số yếu tố phi tuyến toán [3] Trước hết, nguồn gốc chế tương tác cần khảo sát Kế đến, Bè kết cấu độ cứng hữu hạn, chí mềm, bổ sung cọc gia tăng độ cứng Như vậy, tương tác móng đất móng lún lệch, nghiêng khơng trượt khơng (Hình 5) Hình 5: Các hiệu ứng tương tác thượng hạ tầng kết cấu–nền móng Tương tác mạnh Kết cấu mềm + móng cứng hữu hạn/mềm + đất mềm yếu (khuếch đại biên độ sóng) Vì vậy, để nghiên cứu SSI nhà nhiều tầng bè cọc, theo giai đoạn tiến triển tạo tương tác có chế: - Cơ chế biến dạng đàn hồi tuyến tính phi tuyến (giải pháp: dùng phần tử link Sap2000); - Cơ chế đàn hồi phi tuyến hình học nằm giai đoạn nhấc móng khỏi (uplift) theo [3]; Giải pháp: thay độ cứng k nhỏ; - Cơ chế dẻo phi tuyến bị lún không hồi phục (đồng thời, cơng trình nghiêng khơng trở vị trí ban đầu, lại tiếp tục tăng áp lệch tâm tăng dần biến dạng (giải pháp vừa giảm chấn vừa phần tử link phi tuyến_nonlinear link element, gán cho diện tích cục đó) Các chế làm yếu dần, móng mềm đi, hai hiệu ứng lún lệch nghiêng lệch chủ yếu, hiệu trượt lệch bỏ qua hệ giằng chịu kéo tốt Như vậy, đối tượng mục tiêu độ lún lệch phát triển biến dạng dư (hình 5) Trong mơ phỏng, suy giảm độ cứng cách giảm thiểu giá trị độ cứng lị xo k 2.2 Phương pháp tính số độ tin cậy động đất 2.2.1 Những điểm không chắn toán tương tác SSI Trong toán tương tác SSI động đất tồn nhiều bất định, gồm nhóm: a) Bất định nguồn kích thích (tính ngẫu nhiên đặc điểm thay đổi nó) Sóng địa chấn lan truyền, có chế lan truyền qua miền xa đất, từ chấn tiêu lên bề mặt đất, lan truyền dọc theo bề mặt (sóng bề mặt R) va đập cơng trình chuyển lên tháp truyền lực thượng tầng, thành sóng kích động dao động đứng nằm ngang cơng trình (chuyển động tới lui lên xuống_ retrogressive motion) Hộp đen xử lý tín hiệu số hàm truyền (mơ hình phẳng); b) Bất định số liệu tham số đầu vào đất đưa vào mơ hình phân tích thống kê; c) Bất định mơ hình cai quản phức tạp [2] phương pháp phần tử hữu hạn, có lẽ phương pháp phần tử gộp (như hình 2) phục vụ cho việc đánh giá xác suất phá hoại, tính phi tuyến (vật liệu hình học) phải xét đến bắng cách cho sát hợp với thực tiễn (thí dụ độ cứng thay đổi, chậu nhớt) 2.2.2 Giả thiết - Một số giả thiết sau áp dụng vào toán: Cơ chế phá hoại xét hình thành khớp dẻo va ảnh hưởng đến sức chịu, phân tích đẩy dần giả - tĩnh học (quasi- static push over analysis); Phương pháp Phổ Ứng Xử (Eurocode 4) Các gối tựa cơng trình ứng xử khác nhau, khối đeo theo (added mass) khác tải trọng (cơ chế đáp ứng chuyển động đa tiết hợp) 2.2.3 Các Hàm trạng thái giới hạn (LSF limit state function): - Xác suất phá hủy “mức độ hư hỏng DI (damage index, khoảng đến 1) sửa chữa theo mức độ quan trọng cơng trình ” < trị số cho bảng [3] Mức độ quan trọng chủ nhiệm cơng trình định (bảng 1, [3], xem phần phụ lục) Thí dụ với tập biến ngẫu nhiên Xi, hàm g(Xi)=δlimit – δ, với δlimit chuyển vị lệch (interstorey drift) lấy 0,7% tức khoảng 21mm cho chiều cao tầng H=3m - Các giới hạn hiệu (performance limits) < trị số bảng tác giả Sullivan nnk., (2012) [3] Chủ yếu góc vặn xoắn, góc nghiêng, độ lún độ lún vi chênh (xem phần Phụ lục) 2.2.4 Cách giải toán tương tác SSI Cách giải tay thông thường trải qua giai đoạn không xét tương tác (gồm bước) xét tương tác (9 bước) sau: Không xét tương tác (giai đoạn sơ bộ) a) Xây dựng mơ hình xác định cấp quan trọng cơng trình; Dương Hồng Thẩm b) c) d) e) f) g) Định nghĩa cấp động đất xác suất vượt mức; Đề Trạng thái giới hạn; Chạy mơ hình gối tựa cố định (dùng SAP2000); Xác định cấu kích thước móng; Tính góc xoay móng (đọc kết xuất SAP2000); Đối sánh góc xoay với trị số giới hạn bước Có xét tương tác (9 bước) h) Đưa Hệ bậc tự (SDOF) cách giả thiết mode dao động (dạng chính) kết cấu tầng góc xoay móng (hạ tầng); i) Xác định tăng thêm chuyển vị ngang; j) Xác định giảm chấn nhớt tương đương thượng tầng hạ tầng; k) Xác định giảm chấn hệ thống ξsys dựa vào đóng góp thượng tầng hạ tầng; l) Xác định lực cắt đáy từ phổ chuyển vị độ cứng keff (đặc trưng tính chất hệ SDoF); m) Áp dụng Phương pháp tĩnh lực tương đương, phân phối lực cắt đáy lên thượng tầng cơng trình; n) Ra nội lực (Mômen Lực cắt) Phản lực gối; o) Kiểm nghiệm xem góc xoay có giống bước h khơng; p) Kiểm tra theo điều kiện: góc vặn xoắn, nghiêng, độ lún… < trị giới hạn, số hư hỏng Bước i trở để xem ảnh hưởng biến dạng làm gia tăng tăng thêm chuyển vị ngang thượng tầng, hình vẽ bước g truy xuất giá trị kết xuất phần mềm Có thể thấy mơ hình bước khơng đề cập đến việc sử dụng lị xo Trình tự giải toán tương tác minh họa lưu đồ Hình sau đây: biến (tất phân phối lognormal) gồm nhiều biến ngẫu nhiên sau: Về trận động đất - Gia tốc ngẫu nhiên: tạo cơng thức Monte Carlo (6a), (6b), mức biến thiên COV=15-20% [7]; - Hướng lan truyền: đối xứng xét bên (COV=0); - Cường độ địa chấn M (đã xét qua PGA); - Thời gian kéo dài (không dư chấn): Qua liệu ghi từ 60 trận động đất [8] lấy COV= 0.6 (60%) Về vật liệu Bêtông cốt thép (4 biến ) - Bê tông: Ec, f’c, εc (hệ số COV