3.3. XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH PUSHOVER (ĐƯỜNG BIỂU DIỄN MỐI
3.3.5. So sánh phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến đẩy dần (pushover) và phương pháp tĩnh lực ngang tương đương
Qua thí dụ tính toán như trên, kết quả phân tích theo phương pháp tĩnh phi tuyến đẩy dần và phương pháp tĩnh lực ngang tương đương là khá gần nhau, tuy nhiên việc xác định lực cắt đáy theo phương pháp tĩnh lực ngang tương đương phụ thuộc nhiều vào hệ số ứng xử q, và trong nhiều trường hợp việc xác định q chỉ dựa vào dạng kết cấu chứ chưa xét đến tất cả các thông số liên quan trong hệ kết cấu đó.
Việc phân tích kết cấu theo phương pháp tĩnh phi tuyến đẩy dần (pushover) cho ta hình dung được sự làm việc của cả hệ kết cấu từ lúc ban đầu đến lúc xuất hiện khớp dẻo đầu tiên và cho đến lúc hệ bị mất ổn định. Với việc xây dựng đường cong pushover, đã quy đổi hệ nhiều bậc tự do về hệ một bậc tự do tương đương, từ đó thấy được ứng xử của hệ kết cấu một cách rõ ràng nhất. Phương pháp tĩnh phi tuyến đẩy dần (pushover) có thể áp dụng để kiểm tra tính năng kết cấu của nhà hiện hữu và nhà được thiết kế mới với những mục đích sau:
- Để kiểm tra hoặc đánh giá lại các tỷ số vượt cường độ αu/α1; - Để xác định các cơ cấu dẻo dự kiến và sự phân bố hư hỏng;
- Để đánh giá tính năng kết cấu của nhà hiện hữu hoặc được cải tạo theo các mục tiêu của tiêu chuẩn liên quan;
- Sử dụng như một phương pháp thiết kế thay cho các phương pháp phân tích đàn hồi-tuyến tính có sử dụng hệ số ứng xử q. Trong trường hợp này, chuyển vị mục tiêu được sử dụng làm cơ sở thiết kế.
- Các công trình không thỏa mãn những tiêu chí về tính đều đặn có thể được phân tích theo phương pháp này.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. TÓM TẮT CÔNG VIỆC ĐẠT ĐƯỢC
Trong Chương 1 và 2, tác giả đã tìm hiểu các dạng hệ kết cấu có dầm chuyển và các phương pháp tính toán kháng chấn hiện nay, trong đó đề xuất phương pháp phân tích đẩy dần để phân tích và tính toán đối với hệ khung có dầm chuyển.
Trong Chương 3, tác giả đã trình bày các kết quả tính toán cụ thể cho khung 7 tầng BTCT, có dầm chuyển bằng phương pháp đẩy dần, xây dựng đường đặc tính pushover của hệ để từ đó thiết kế kháng chấn theo TCVN 9386:2012. Với sự hỗ trợ của phần mềm SAP2000 và Response-2000, tác giả đã thực hiện một số công việc sau:
- Thực hành thiết kế kháng chấn theo TCVN 9386:2012 cho một hệ khung 7 tầng BTCT.
- Phân tích thuộc tính khớp dẻo và thực hiện quá trình lặp để phân tích kết cấu khung trong thí dụ tính toán.
- Dựa vào phân tích đẩy dần, tác giả đã đánh giá và so sánh sự hợp lý của việc tính toán kháng chấn theo các phương pháp khác nhau.
2. KẾT LUẬN
Từ những kết quả ở Chương 3 trong việc áp dụng phương pháp nghiên cứu và phương pháp theo TCVN 9386:2012, tác giả rút ra một số kết luận sau:
a. Đối với hệ kết cấu có dầm chuyển, tính toán thiết kế kháng chấn nên sử dụng phương pháp đẩy dần, vì mô hình hệ kết cấu theo phương pháp đẩy dần phản ánh rất rõ ràng các giai đoạn làm việc của kết cấu từ lúc ban đầu cho đến lúc phá hủy. Các vị trí phá hủy trong hệ kết cấu có thể ở những vị trí do tác dụng của tải trọng ngang gây ra cũng có thể ở những vị trí do tác dụng của tải trọng thẳng đứng gây ra. Phương pháp đẩy dần là một phương pháp thiết kế trực tiếp do ứng xử phi đàn hồi và các tiêu chí làm việc quan trọng được xây dựng trực tiếp trong quá trình thiết kế. Điều này làm cho phương pháp nghiên cứu có thể định lượng được mức độ hư hỏng của hệ kết cấu dưới tác động của động đất thông qua việc hạn chế biến dạng của cấu kiện và hệ kết cấu mà phương pháp thiết kế truyền thống theo TCVN 9386:2012 dựa vào phân tích đàn hồi không làm được. Đây cũng là điều quan trọng trong việc đánh giá và sửa chữa hư hỏng của hệ kết cấu đã trải qua động đất.
b. Phương pháp nghiên cứu có thể phản ánh các độ tin cậy liên quan đến các cấp độ bền tại nút dầm - cột như độ bền thực của vật liệu, ứng xử tái bền và từ đó cho phép áp dụng hiệu quả khái niệm thiết kế theo khả năng. Những độ tin cậy này thường được
xem xét trong phương pháp thiết kế truyền thống TCVN 9386:2012 bằng cách dùng các hệ số vượt độ bền thực nghiệm và sử dụng quy tắc kết hợp khá phức tạp.
c. Với phương pháp nghiên cứu, sự phân bố hư hỏng, sự chảy dẻo không đều của dầm và sự thay đổi của lực dọc được thể hiện trực quan trong quá trình phân tích. Do đó, người thiết kế có thể kiểm soát và hình dung rõ hơn sự làm việc của kết cấu như những gì sẽ diễn ra trong thực tế.
d. Các mô hình khớp dẻo “default” trong phần mềm SAP2000 có thể được sử dụng do tính đơn giản của nó. Tuy nhiên, để kết quả được chính xác hơn, có thể sử dụng các phần mềm phụ trợ như Response-2000 để xây dựng đường đặc tính khớp dẻo với nhiều tham số được tùy biến theo đặc trưng của vật liệu, cũng như có xét đến yếu tố của lực cắt tham gia vào việc hình thành khớp dẻo của tiết diện.
3. KIẾN NGHỊ
Dựa trên những kết quả thu được trong việc áp dụng phương pháp nghiên cứu và phương pháp theo TCVN 9386:2012, tác giả kiến nghị hướng phát triển tiếp theo của đề tài:
a. Mở rộng phương pháp thiết kế nghiên cứu cho các hệ khung BTCT khác như hệ khung - tường, hệ hỗn hợp tương đương tường…
b. Phương pháp nên xét các dạng dao động cao hơn bằng cách sử dụng phân tích đẩy dần dạng dao động.
c. Mở rộng nghiên cứu cho các hệ khung có các mô hình khác nhau như: hệ khung bất đối xứng, hệ khung không đều đặn…
d. Mở rộng nghiên cứu cho hệ khung không gian.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Nguyễn Lê Ninh (2009), Động đất và thiết kế công trình chịu động đất, NXB Xây Dựng, Hà Nội.
[2] Lê Trung Phong (2012), Hệ số ứng xử của kết cấu bê tông cốt thép dùng trong tính toán tác động động đất lên công trình xây dựng, Luận án Tiến sỹ, Viện Khoa học công nghệ xây dựng, Hà Nội.
[3] Lê Xuân Quang, Trịnh Quang Thịnh (2010), "Nghiên cứu sự làm việc và thiết kế khung chịu tải trọng ngang có xét đến sự hình thành khớp dẻo", Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7, Đại học Đà Nẵng, tr.330- 335.
Tiếng Anh
[4] ATC40 (1996), Seismic Evaluation and Retrofit of Concrete Buildings, Applied Technology Council, California.
[5] ASCE41 (2007), Seismic Rehabilitation of Existing Buildings, American Society of Civil Engineers.
[6] Bondy, K.D. (1996), "A more Rational Approach to Capacity Design of Seismic Moment Frame Columns", Earthquake Spectra, 12 (3), pp.406-395.
[7] Campbell, A. and Lopes, M. (2009), "Design of concrete structures", Seismic Design of Buildings to Eurocode 8, pp.174-106.
[8] Chadwell, C.B. (2002), XTRACT-Cross Section Analysis Software for structural and Earthquake Engineering, Imbsen &Associates, http://www.imbsen.com/xtract.htm.
[9] Deierlein, G.G., Reinhorn, A.M. and Willford, M.R. (2010), Nonlinear Structural Analysis For Seismic Design, National Institute of Standards and Technology.
[10] EN 1998-1 (2004), General rules, seismic actions and rules for buildings, European Union.
[11] EN 1998-3 (2005), Assessment and retrofitting of buildings, European Union.
[12] EN 1992-1-1 (2004), General – Common rules for building and civil engineering structures, European Union.
[13] FEMA273 (1997), NEHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Building Seismic Safety Council, Washington.
[14] FEMA445 (2006), Next-Generation Performance-Based Seismic Design Guidelines, Federal Emergency Management Agency, Washington.
[15] Giannopoulos, I.P. (2009), Seismic Assessment of a RC Building according to FEMA273 and Eurocode 8, University of Cambridge.
[16] Kappos, A.J. (1997), "Influence of Capacity Design Method on the Seismic Response of R/C Columns", Eleventh World Conference on Earthquake Engineering, Paper.No.1057.
[17] Kappos, A.J. and Manafpour, A. (2001), "Seismic design of R/C buildings with the aid of advanced analytical techniques", Journal of Engineering Structures, pp.332–319.
[18] Kappos, A.J. and Panagopoulos, G. (2004), "Performance-based seimics design of 3D R/C buildings using inelastic static and dynamic analysis procedures", ISET Journal of Earthquake Technology, 41(1), pp.158-141.
[19] Liao, W.C. (2010), Performance-Based Plastic Design of Earthquake Resistant Reinforced Concrete Moment Frames, Dr thesis, A dissertation submitted in partial fulfillment of the requyrements for the degree of Doctor of Philosophy (Civil Engineering), The University of Michigan.
[20] Lawson, R. S., Vance, V. and Krawinkler, H. (1994), "Nonlinear static push over analysis-Why, when and how?", U.S. national conference on earthquake engineering, pp.292-238.
[21] Manafpour, A. (2004), "Damage controlled force based seismic design method for RC frames", 13th World Conference on Earthquake Engineering Vancouver, Canada, Paper.No.2670.
[22] Priestley, M. J. N. and Kowalsky, M.J. (2000), "Direct Displacement-Based Seismic Design of Concrete Building", Bulletin The Newzealand for Earthquake Engineering, 33(4), pp.444-421.
[23] Priestley, M.J.N., Calvi, G.M. and Kowalsky, M.J. (2007), Displacement-Based Seismic Design of Structures, IUSS Press, Italy.
[24] Sermin, O. (2005), Evaluation of pushover analysis procedures for frame structures, A thesis submitted to the graduate school of natural and applied, Middle East Technical University.
[25] Shibata, A. and Sozen, M. (1976), "Substitute Structure Method for Seismic Design in Reinforced Concrete", Journal of Structural Engineering, American Society of Civil Engineers, 102(12), pp. 3566-3548.
ngay 27/12/2016 cua dao t;;to do th;;ic sy;
Can Quy6t dinh s6 828/DHBK-DT ngf1y 14/8/2015 Bach Khoa v�-vifc cong nh?n vien cao hQc tn'.mg tuyJn;
h9c Bach khoa sy; vi::
trucmg tm611g D�1i h9c Can CU' To trlnh s6 05/TTr-XDDDCN ngay 06 thang 3 nam 2017 Ct!a khoa Xay d�mg
Dan dàng va Cong nghi�p v� vi�c ra Quy€t dinh giao tai va nguai lm6ng dfin lufm van th�lC
sy cho hQC vicn cao hQC chuyen nganh Ky thu�t xay dt,mg Cong trlnh Dan dàng va C6ng nghi�p kh6a K3 l;
Xet d� nghi ctia Tru&ng Phong Dao t,;to, UY.ET
1. Giao cho h9c vicn cao h9c 16p K3 l .XDD, chuyen ngimh Ky thu(i.t xay chmg Cong trlnh Dan d?mg va Cong nghiÂp, th-àc hi�n d� tai 1U?l1 van " dung
auang a(lc tinh Pushover trong h¢ kit cdu khung co d<im chuydn '', duai S\l' hm'mg ddn ctla GS. TS. Phan Quang Afinh, fJr;;i h9c Xay d1;rng.
2. H9c vien cao h9c va nguoi hu&ng dfin c6 ten a Di�u 1 OUQ'C lm&ng cac quy�n lQ'i va thàc hi�n nhi�m V\l theo dung quy chJ dao t�w th�c sy hi�n hanh ctm B<) Giao d�1c va Dao tc;lO, quy djnh dao t�lO ths1c sy Clla Truong D9-i h9c Bach khoa.
Cc'tc 6ng/ba Trucmg Phong Dao t;,to, Trm'mg phong
Tm&ng khoa Xay dvng Dan di,mg V,1 Cong nghi�p, nguoi hu(mg diin lu�n van va hoc vien d)
a Dibu 1 can cu- Quy�t djnh thi hanh./ �.
ã No'i
-Nlm 3ã ' - Luu: Phong DT.