Chuyển động của nền đất đợc đo và ghi lại dới dạng các đồ thị gia tốc, vận tốc và chuyển vị của nền (hình 2.12). Chuyển động của nền đất trong các trận động đất khác nhau cũng rất khác nhau. Điều này gây ra cho chúng ta rất nhiều khó khăn trong việc xác định một cách đầy đủ và chính xác các đặc trng của chuyển động nền. Trong
các đặc trng của chuyển động nền, các đặc trng sau đây có ý nghĩa quan trọng trong thiết kế kháng chấn công trình:
- Biên độ lớn nhất của chuyển động nền;
- Khoảng thời gian kéo dài của chuyển động mạnh; - Nội dung tần số.
Hình 2.12-Đồ thị phổ gia tốc, vận tốc và chuyển vị của nền e.1. Biên độ lớn nhất của chuyển động nền
Biên độ lớn nhất của chuyển động nền ảnh hởng tới biên độ dao động của công trình. Nó đợc thể hiện dới nhiều dạng khác nhau:
- Đỉnh của chuyển động đất nền (gia tốc đỉnh, vận tốc đỉnh và chuyển vị đỉnh); - Gia tốc RMS (Root mean Square- căn bậc 2 trung bình bình phơng). aRMS của nền đất.
e.2. Khoảng thời gian kéo dài của chuyển động mạnh
Khoảng thời gian kéo dài của chuyển động mạnh có hệ quả quan trọng tới mức độ tàn phá của chấn động nền lên công trình. Một chuyển động xẩy ra trong thời gian ngắn, thậm chí với biên độ lớn có thể không đủ số chu kỳ chất tải đổi chiều cần thiết để tích lũy phá hoại, gây nguy hiểm cho công trình. Trái lại, một chuyển động xẩy ra với biên độ nhng kéo dài có thể số chu kỳ chất tải đổi chiều gây nguy hại lớn cho công trình.
Khoảng thời gian kéo dài chuyển động mạnh của nền đất đợc định nghĩa là khoảng thời gian cần để giải phóng năng lợng biến dạng tích lũy dọc theo biến dạng đứt gẫy.
e.3. Nội dung tần số
Nội dung tần số và hình dạng phổ liên quan tới tần số của chuyển động gần trùng với tần số dao động riêng của công trình thì chuyển động nền sẽ khuyếch đại dao động của công trình dẫn tới hiện tợng cộng hởng rất nguy hiểm.
Nội dung tần số mô tả cách thức phân bố biên độ chuyển động nền đất giữa các tần số khác nhau.
f. Đánh giá các thông số chuyển động của nền đất
Việc thiết kế kháng chấn các công trình xây dựng đòi hỏi phải đánh giá đợc mức độ chuyển động của nền đất có thể xẩy ra tại địa điểm xây dựng và chịu ảnh h- ởng của các yếu tố sau:
- Độ lớn động đất M tại vùng chấn tâm;
- Khoảng cách R từ nơi giải phóng năng lợng (khoảng cách chấn tiêu); - Các điều kiện đất nền tại địa điểm đang xét;
- Sự thay đổi điều kiện địa chất công trình và tốc độ truyền sóng dọc theo đờng truyền;
- Cơ chế và các điều kiện phát sinh động đất (loại đứt gẫy, các điều kiện ứng suất...)
2.5.2. Tác động của động đất
Theo định nghĩa, tác động của động đất thiết kế là tác động của động đất đợc kết hợp với các tải trọng thờng xuyên và tạm thời khác để xác định trạng thái giới hạn của hệ kết cấu. Đặc trng chuyển động của nền đất có thể biểu thị dới nhiều dạng khác nhau, ví dụ qua tĩnh lực ngang tơng đơng, qua đỉnh gia tốc, qua đỉnh vận tốc, đỉnh chuyển vị của các chuyển động nền đất, qua các phổ phản ứng và qua các gia tốc đồ.
Hiện nay việc thiết kế các công trình xây dựng trong các vùng có động đất th- ờng đợc thực hiện với các tĩnh lực ngang tơng đơng hoặc với phổ phản ứng hoặc với các gia tốc đồ.