khớp dẻo trong phân tích tĩnh phi tuyến đẩy dần một khung bê tông cốt thép 4 tầng, từ đó có các khuyến nghị trong thiết kế khung bê tông cốt thép.
Từ khóa: Chiều dài khớp dẻo, phân tích tĩnh phi tuyến đẩy dần, khung bê tông cốt thép, SAP2000 tuyến đẩy dần, khung bê tông cốt thép, SAP2000
Abstract
This paper presents the effect of plastic hinge properties on the pushover analysis for a four story properties on the pushover analysis for a four story reinforced concrete frame, therefrom suggest to design reinforced concrete frame.
Key words: Plastic hinge length, Pushover, Reinforced concrete frame, SAP2000 Reinforced concrete frame, SAP2000
Ths. Lê Thế Anh
Bộ môn Kết cấu bê tông cốt thép - gạch đá Khoa Xây dựng
ĐT: 0934584843
Email: letheanhksxd@gmail.com
Ngày nhận bài: Ngày sửa bài:
1. Giới thiệu
Kết cấu khung bê tông cốt thép là dạng kết cấu chịu lực thường gặp trong các công trình dân dụng thấp tầng, ứng xử của kết cấu khung bê tông cốt thép dưới tác dụng của tải trọng động đất là một vấn đề cần quan tâm khi thiết kế kháng chấn. Phân tích tĩnh phi tuyến là công cụ hiệu quả để đánh giá ứng xử của kết cấu khung bê tông cốt thép khi chịu động đất [10]. Bản chất của phương pháp là tác dụng tải trọng ngang tại vị trí của các khối lượng trong mô hình kết cấu để mô phỏng các lực quán tính tạo ra bởi các thành phần nằm ngang của tác động động đất, tải trọng ngang này được tăng dần, trong khi đó tải trọng đứng được giữ cố định. Kết quả nhận được là đường cong thể hiện mối quan hệ giữa tải trọng ngang và chuyển vị đỉnh, được gọi là đường cong khả năng. Từ đường cong khả năng, có thể xác định được chuyển vị mục tiêu, là chuyển vị của kết cấu tại cấp động đất thiết kế. Khi sử dụng phương pháp này người thiết kế có thể đánh giá được ứng xử của kết cấu tại cấp động đất thiết kế hoặc đối với các cấp động đất khác nhau. Khi chịu tác dụng của tải trọng động đất, ứng xử của kết cấu bê tông cốt thép là không đàn hồi, do đó trong phân tích tĩnh phi tuyến, phi tuyến vật liệu được kể đến thông qua việc mô hình các cấu kiện dầm, cột như các phần tử thanh với các khớp dẻo hoặc vùng dẻo tại hai đầu. Nội dung của bài báo tập trung làm rõ ảnh hưởng của đặc trưng khớp dẻo đến kết quả phân tích tĩnh phi tuyến đẩy dần (pushover analysis). Phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến được sử dụng trong bài báo là phương pháp N2 của Fajfar, đây là phương pháp được đề cập đến trong EC8 [2] và TCVN 9386 – 2012 [9], nội dung của phương pháp đã được trình bày trong [3,10].
2. Đặc trưng khớp dẻo
Phân tích tĩnh phi tuyến đẩy dần có thể được thực hiện bằng các phần mềm SAP2000, SEISMOSTRUCT, DRAIN2X,... Trong bài báo sử dụng SAP2000 [5], phần mềm sử dụng phổ biến ở Việt Nam. Phần mềm SAP2000 cho phép khai báo khớp dẻo theo hai cách: một là khớp dẻo tập trung, hai là khai báo vùng dẻo với chiều dài vùng dẻo do người sử dụng tự tính.
Khi khai báo khớp dẻo tập trung, người sử dụng có hai lựa chọn hoặc tự tính toán quan hệ mô men – góc xoay của tiết diện, hoặc là khai báo một số thông số cần thiết để phần mềm sử dụng các bảng tra theo FEMA 356 [4], cả hai cách đều yêu cầu xác định được mô men dẻo của tiết diện
Khi khai báo vùng dẻo yêu cầu phải xây dựng mối quan hệ mô men – độ cong của tiết diện dầm, cột và chiều dài vùng dẻo Lp
Một số công thức thực nghiệm xác định chiều dài vùng dẻo đã được tập hợp trong [7], và được viết lại như sau
Công thức của Corley
0.5 0.2p z p z L d d d = + (1)
Công thức của Mattock
0.5 0.05
p
L = d+ z
(2)
Công thức của Sawyer
0.5 0.075
p
L = d+ z