CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN NHÀ CAO TẦNG CHỊU TÁC ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT
3.4. PHÂN TÍCH ĐỘNG ĐẤT TÁC ĐỘNG LÊN CÔNG TRÌNH BẰNG PHẢN MỀM ETABS
3.4.1.3 Phân tích mô hình
DUT.LRCC
a. Khai báo tải trọng động đất theo phương pháp phổ phản ứng
Hình 3.6 Giá trị phổ phản ứng tại Hải Châu – TP Đà Nẵng b. Khai báo tải trọng động đất theo phương pháp lịch sử thời gian Khai báo theo thứ tự 3 phổ nhân tạo trong etabs bằng cách
Function1: Chọn matched to response spectrum
Function2: Chọn matched to response spectrum
Function2: Chọn matched to response spectrum
DUT.LRCC
Hình 3.7 Tạo phổ nhân tạo 1 trong time history
Hình 3.8 Tạo phổ nhân tạo 2 trong time history
DUT.LRCC
Hình 3.9 Tạo phổ nhân tạo 3 trong time history
Hình 3.10 Kết hợp giữa phổ mục tiêu và lịch sử thời gian theo phương X
DUT.LRCC
Hình 3.11 Kết hợp giữa phổ mục tiêu và lịch sử thời gian theo phương Y DUT.LRCC
c. Chuyển vị đỉnh
Bảng 3.4 Chuyển vị đỉnh do động đất – Phổ phản ứng
Story
H Chuyển vị
Bao phổ Max Bao phổ Min
Z UX UY UX UY
(mm) (mm) (mm) (mm) (mm)
STORYN 0 0.069 0.149 -0.208 -0.308
STORY1 1500 0.377 0.505 -0.372 -0.463
STORY2 5400 1.184 1.594 -1.114 -1.561
STORY3 9300 2.189 2.976 -2.038 -2.934
STORY4 13500 3.402 4.699 -3.159 -4.616
STORY5 17400 4.523 6.271 -4.176 -6.147
STORY6 21000 5.38 7.566 -4.967 -7.416
STORY7 24600 6.172 8.783 -5.677 -8.619
STORY8 28200 6.902 9.913 -6.327 -9.735
STORY9 31800 7.574 10.947 -6.916 -10.751
STORY10 35400 8.18 11.881 -7.438 -11.66
STORY11 39000 8.782 12.709 -7.94 -12.457
STORY12 42600 9.267 13.436 -8.325 -13.138
STORY13 46200 9.693 14.066 -8.631 -13.707
STORYTT 49800 10.091 14.622 -8.86 -14.178
STORYM 53100 10.471 15.06 -8.922 -14.534
Kiểm tra chuyển vị đỉnh:
𝑓𝑢 = 𝐻
500 =53100
500 = 106.2 𝑚𝑚 Max(𝑈𝑥) = 10.471 <𝑓𝑢
Max(𝑈𝑦) = 15.06<𝑓𝑢 Min(𝑈𝑥) = −8.922 <𝑓𝑢 Min(𝑈𝑦) = −14.534 <𝑓𝑢 Thõa mãn điều kiện về mặt chuyển vị đỉnh
DUT.LRCC
Bảng 3.5 Chuyển vị đỉnh do động đất – Lịch sử thời gian
Story
H Chuyển vị
Bao time Max Bao time Min
Z UX UY UX UY
(mm) (mm) (mm) (mm) (mm)
STORYN 0 0.067 0.096 -0.187 -0.284
STORY1 1500 0.347 0.394 -0.297 -0.411
STORY2 5400 1.131 1.235 -0.892 -1.387
STORY3 9300 2.133 2.324 -1.633 -2.592
STORY4 13500 3.359 3.701 -2.523 -4.051
STORY5 17400 4.514 4.977 -3.317 -5.357
STORY6 21000 5.421 6.047 -3.928 -6.421
STORY7 24600 6.263 7.068 -4.46 -7.41
STORY8 28200 7.048 8.028 -4.931 -8.306
STORY9 31800 7.775 8.921 -5.367 -9.1
STORY10 35400 8.435 9.738 -5.791 -9.791
STORY11 39000 9.095 10.47 -6.204 -10.379
STORY12 42600 9.627 11.12 -6.519 -10.867
STORY13 46200 10.097 11.688 -6.767 -11.263
STORYTT 49800 10.538 12.194 -6.946 -11.582
STORYM 53100 10.953 12.593 -6.975 -11.821
Kiểm tra chuyển vị đỉnh:
𝑓𝑢 = 𝐻
500 =53100
500 = 106.2 𝑚𝑚 Max(𝑈𝑥) = 10.953 <𝑓𝑢
Max(𝑈𝑦) = 12.59 < 𝑓𝑢 Min(𝑈𝑥) = −6.975 <𝑓𝑢 Min(𝑈𝑦) = −11.821<𝑓𝑢
Thõa mãn điều kiện về mặt chuyển vị đỉnh
DUT.LRCC
Hình 3.12 Biểu đồ tương quan của giá trị chuyển vị (MaxUx) Thông qua kết quả só sánh trên biểu đồ thì chuyển vị đỉnh của 2 phương pháp đều chênh lệch quá lớn cụ thể:
Chuyển vị theo phương Ux cao nhất được tính theo phương pháp phổ phản ứng với trị số 10.471mm và thấp nhất được tính theo phương pháp lịch sử thời gian với trị số 10.953 mm.
Hình 3.13 Biểu đồ tương quan của giá trị chuyển vị (MaxUy)
0 10 20 30 40 50 60
0 2 4 6 8 10 12
Chiều c ao H (m)
Giá trị chuyển vị (mm)
Chuyển vị phương X (Max)
phổ phản ứng X Lịch sử thời gian X
0 10 20 30 40 50 60
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Chiều c ao H (m)
Giá trị chuyển vị (mm)
Chuyển vị phương Y (Max)
phổ phản ứng Y Lịch sử thời gian Y
DUT.LRCC
Thông qua kết quả só sánh trên biểu đồ thì chuyển vị đỉnh của 2 phương pháp đều chênh lệch quá lớn cụ thể:
Chuyển vị theo phương Uy cao nhất được tính theo phương pháp phổ phản ứng với trị số 15.06mm và thấp nhất được tính theo phương pháp lịch sử thời gian với trị số 12.59 mm.
Hình 3.14 Biểu đồ tương quan của giá trị chuyển vị (MinUx) Thông qua kết quả só sánh trên biểu đồ thì chuyển vị đỉnh của 2 phương pháp đều chênh lệch quá lớn cụ thể:
Chuyển vị theo phương Ux thấp nhất được tính theo phương pháp phổ phản ứng với trị số - 8.922mm và thấp nhất được tính theo phương pháp lịch sử thời gian với trị số - 6.975 mm.
0 10 20 30 40 50 60
-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0
Chiều c ao H (m)
Giá trị chuyển vị (mm)
Chuyển vị phương X (Min)
phổ phản ứng X Lịch sử thời gian X
DUT.LRCC
Hình 3.15 Biểu đồ tương quan của giá trị chuyển vị (MinUx)
Thông qua kết quả só sánh trên biểu đồ thì chuyển vị đỉnh của 2 phương pháp đều chênh lệch nhau lớn nhiều cụ thể:
Chuyển vị theo phương Uy thấp nhất được tính theo phương pháp phổ phản ứng với trị số - 14.534mm và thấp nhất được tính theo phương pháp lịch sử thời gian với trị số -11.821mm.
d. Chuyển vị lệch tầng
Giá trị Drift – Chuyển vị lệch tầng do tải động đất gây ra
Bảng 3.6 Chuyển vị lệch tầng do động đất – phổ phản ứng
Story
Height
Drift (dc)
bao pho Max bao pho Min
h x Y x Y
(mm)
STORYN 1500 0.00034 0.000246 0.000188 0.000205 STORY1 1500 0.000397 0.000356 0.000411 0.000465 STORY2 3900 0.000361 0.000287 0.00037 0.000291 STORY3 3900 0.000498 0.000373 0.000508 0.000363 STORY7 3600 0.000548 0.000384 0.000573 0.000349
0 10 20 30 40 50 60
-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0
Chiều c ao H (m )
Giá trị chuyển vị (mm)
Chuyển vị phương Y (Min)
phổ phản ứng Y Lịch sử thời gian Y
DUT.LRCC
STORY8 3600 0.000519 0.000362 0.000543 0.000325 STORY9 3600 0.000486 0.000339 0.000509 0.000297 STORY10 3600 0.000449 0.000315 0.00047 0.000267 STORY11 3600 0.000413 0.000286 0.000432 0.000235 STORY12 3600 0.000369 0.000266 0.000387 0.000202 STORY13 3600 0.000331 0.000245 0.000346 0.000174 STORYTT 3600 0.000304 0.000233 0.000311 0.000148 STORYM 3300 0.000286 0.000255 0.000284 0.000125 Hạn chế chuyển vị ngang giữa các tầng với trị số:
d .r 0.0075h0.0075.360027 Giá trị chuyển vị lệch tầng đều thỏa mãn điều kiện
Bảng 3.7 Chuyển vị lệch tầng do động đất – lịch sử thời gian
Story
Height Drift (dc)
Giới hạn baotime Max baotime Min
h x Y x Y [dc]
(mm) (m)
STORYN 1500 0.000359 0.000236 0.000182 0.000189 4.8076923 STORY1 1500 0.000427 0.000317 0.000393 0.000436 4.8076923 STORY2 3900 0.000394 0.000273 0.000355 0.000258 12.5 STORY3 3900 0.000547 0.000378 0.000488 0.000319 12.5 STORY7 3600 0.000604 0.000387 0.000554 0.000287 11.538462 STORY8 3600 0.000571 0.000363 0.000525 0.000272 11.538462 STORY9 3600 0.000533 0.000337 0.000489 0.000252 11.538462 STORY10 3600 0.00049 0.000311 0.00045 0.00023 11.538462 STORY11 3600 0.000448 0.000279 0.00041 0.000197 11.538462 STORY12 3600 0.000396 0.000257 0.000364 0.00018 11.538462 STORY13 3600 0.000353 0.000236 0.000324 0.000157 11.538462 STORYTT 3600 0.000322 0.000224 0.00029 0.000134 11.538462 STORYM 3300 0.000303 0.000246 0.000264 0.000115 10.576923 Hạn chế chuyển vị ngang giữa các tầng với trị số:
DUT.LRCC
d .r 0.0075h0.0075.360027 Giá trị chuyển vị lệch tầng đều thỏa mãn điều kiện
Hình 3.16 Giá trị Drift do tải động đất (max) tại phương Ux
Hình 3.17 Giá trị Drift do tải động đất (max) tại phương Uy
Với 2 biểu đồ so sánh giá trị chuyển vị lệch tầng cao nhất theo 2 phương Ux, Uy nhìn
0 10 20 30 40 50 60
0 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007
Chiều c ao H (m)
Giá trị chuyển vị (mm)
Biểu đồ giá trị Drift (Max)
Phổ phản ứng X Lịch sử thời gian X
0 10 20 30 40 50 60
0 0.00005 0.0001 0.00015 0.0002 0.00025 0.0003 0.00035 0.0004 0.00045
Chiều c ao H (m)
Giá trị chuyển vị (mm)
Biểu đồ giá trị Drift (Max)
Phổ phản ứng Y Lịch sử thời gian Y
DUT.LRCC
tổng quan thì giá trị chuyển vị lệch khác biệt
Theo phương Ux, Uy: giá trị chuyển vị lệch tầng cao nhất là tính theo phương pháp lịch sử thời gian và thấp nhất là phương pháp phổ phản ứng
Hình 3.18 Giá trị Drift do tải động đất (min) tại phương UX
Hình 3.19 Giá trị Drift do tải động đất (min) tại phương UY
0 10 20 30 40 50 60
0 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007
Ch iều c ao H (m)
Giá trị chuyển vị (mm)
Biểu đồ giá trị Drift (Min)
Phổ phản ứng X Lịch sử thời gian X
0 10 20 30 40 50 60
0 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005
Chiều c ao H (m)
Giá trị chuyển vị (mm)
Biểu đồ giá trị Drift (Min)
Phổ phản ứng Y Lịch sử thời gian Y
DUT.LRCC
Qua các biểu đồ so sánh giá trị chuyển vị lệch tầng ta nhận thấy là các biểu đồ có hình dáng giống nhau, giá trị xét về chênh lệch giá trị thì con số này lớn trong tính toán và thiết kế
e. So sánh phổ phản ứng và lịch sử thời gian
Dựa vào kết quả và các biểu đồ so sánh với công trình cao tầng, công trình có hình dạng không cân đối, tức là có sự biến đổi lớn về tâm khối lượng, tâm cứng.
Chuyển vị đỉnh thì phương pháp lịch sử thời gian có giá trị cao nhất đạt 10.953 mm cao hơn so với phương pháp phổ chỉ đạt 10.471 mm
Chuyển vị lệch tầng thì phương pháp phương pháp lịch sử thời gian có giá trị cao nhất đạt 0.000303 cao hơn so với phương pháp phổ chỉ đạt 0.000286 mm.
Kết quả thu được thì phương pháp lịch sử thời gian cho các giá trị chuyển vị cao hơn toàn diện so với phương pháp phổ.
Như vậy đối với công trình có kết cấu phức tạp, không đồng đều dễ xoắn, có thay đổi tâm khối lượng, tâm cứng thì ứng dụng phương pháp lịch sử thời gian cho số liệu chính xác và không áp dụng được phương pháp phổ phản ứng trong trường hợp này.
DUT.LRCC