Luận văn thạc sĩ về mô phỏng giản đồ gia tốc nền chịu động đất trong kỹ thuật xây dựng

• Tác giả: Đoàn Thanh Nhã
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hồng An
• Trường học: Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh - Trường Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng và Công nghiệp
• Đề tài: Mô phỏng giản đồ gia tốc nền chịu động đất từ phổ phản ứng đàn hồi
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu
• 1.2. Tình hình nghiên cứu trên Thế Giới
• 1.3. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Khái niệm một số thông số trong kỹ thuật động đất
• 2.1.1. Giản đồ gia tốc nền
• 2.1.2. Đỉnh gia tốc nền (PGA)
• 2.1.3. Khoảng thời gian hiệu dụng
• 2.2. Phổ năng lượng (PSD)
• 2.2.1. Mô hình phổ năng lượng Kanai — Tajimi
• 2.2.2. Mô hình phổ năng lượng Clough — Penzien hiệu chỉnh
• 2.2.3. Mối quan hệ giữa đỉnh gia tốc nền và cường độ nền
• 2.2.4. Hàm dạng của giản đồ gia tốc nền
• 2.2.4.1. Hàm dạng hình thang
• 2.2.4.2. Hàm dạng cong trơn Shinozuka — Sato
• 2.2.4.3. Hàm dạng cong trơn Saragoni — Hart
• 2.2.4.4. Hàm dạng kết hợp
• 2.2.4.5. Hàm dạng theo phổ phản ứng đàn hồi
• 2.2.4.6. Nhận xét về hàm dạng giản đồ gia tốc nền
• 2.3. Tiêu chuẩn Thiết kế công trình chịu động đất tại Việt Nam
• 2.3.1. Giá trị gia tốc nền thiết kế
• 2.3.2. Phổ phản ứng đàn hồi
• 2.3.3. Dữ liệu tải trọng động đất trong phân tích động lực học
• 2.4. Mô phỏng giản đồ gia tốc nền theo phương pháp tổng các hàm dạng sóng sin
• 2.4.1. Giới thiệu phương pháp
• 2.4.2. Mô phỏng giản đồ gia tốc nền theo phổ phản ứng đàn hồi quy định bởi TCVN 9386:2012
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH SỐ
• 3.1. Giới thiệu chương
• 3.2. Kiểm chứng thuật toán
• 3.3. Mô phỏng giản đồ gia tốc nền với đích là PGA
• 3.4. Mô phỏng giản đồ gia tốc nền với đích là phổ phản ứng đàn hồi theo TCVN 9386:2012
• 3.4.1. Mô phỏng giản đồ gia tốc nền với tỉ số cản là 5%, PGA=0.10g cho nền loại A theo TCVN 9386:2012
• 3.4.2. Mô phỏng giản đồ gia tốc nền với tỉ số cản là 5%, PGA=0.10g cho nền loại B theo TCVN 9386:2012
• 3.4.3. Mô phỏng giản đồ gia tốc nền với tỉ số cản là 5%, PGA=0.10g cho nền loại C theo TCVN 9386:2012
• 3.4.4. Mô phỏng giản đồ gia tốc nền với tỉ số cản là 5%, PGA=0.10g cho nền loại D theo TCVN 9386:2012
• 3.4.5. Mô phỏng giản đồ gia tốc nền với tỉ số cản là 5%, PGA=0.10g cho nền loại E theo TCVN 9386:2012
• 3.4.6. Mô phỏng giản đồ gia tốc nền với tỉ số cản là 5%, PGA=0.08g cho nền loại A, B, C, D, E theo TCVN 9386:2012
• 3.4.7. Mô phỏng giản đồ gia tốc nền với tỉ số cản là 5%, PGA=0.1893g cho nền loại A, B, C, D, E theo TCVN 9386:2012
• 3.5. Đề xuất hệ số và công thức
• 3.5.1. Hệ số tính cường độ nền khi mô phỏng giản đồ gia tốc nền theo đích
• 3.5.2. Công thức và hệ số xây dựng hàm phổ năng lượng nền theo đích là phổ phản ứng đàn hồi của tiêu chuẩn Việt Nam
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Kết luận
• 4.2. Kiến nghị cho các nghiên cứu tiếp theo
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

I. Giới thiệu

Mô phỏng giản đồ gia tốc nền động đất là một phương pháp quan trọng trong kỹ thuật xây dựng, giúp đánh giá và thiết kế các công trình xây dựng chịu tác động của động đất. Luận văn này tập trung vào việc mô phỏng giản đồ gia tốc nền dựa trên phân tích động đất và tính toán động đất để đảm bảo an toàn công trình. Phương pháp được sử dụng là tổng hợp các hàm dạng sóng sin, kết hợp với mô hình phổ năng lượng để tạo ra các giản đồ gia tốc nền phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam.

1.1. Tầm quan trọng của mô phỏng giản đồ gia tốc nền

Mô phỏng giản đồ gia tốc nền giúp dự đoán và đánh giá tác động của động đất lên các công trình xây dựng. Điều này đặc biệt quan trọng trong việc thiết kế công trình chịu động đất, đảm bảo tính an toàn và bền vững. Phương pháp này cũng giúp các kỹ sư hiểu rõ hơn về gia tốc nền và phổ phản ứng đàn hồi, từ đó đưa ra các giải pháp thiết kế phù hợp.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn là tìm ra phương pháp mô phỏng giản đồ gia tốc nền theo miền thời gian, sao cho phổ phản ứng đàn hồi của giản đồ mô phỏng phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam. Nghiên cứu cũng nhằm đánh giá hiệu quả của phương pháp này trong việc mô phỏng các loại nền khác nhau (A, B, C, D, E) và các đỉnh gia tốc nền thiết kế.

II. Cơ sở lý thuyết

Luận văn dựa trên các khái niệm cơ bản về động đất và kỹ thuật xây dựng, bao gồm giản đồ gia tốc nền, phổ năng lượng, và phân tích động đất. Các mô hình như Kanai-Tajimi và Clough-Penzien được sử dụng để mô phỏng gia tốc nền. Ngoài ra, các hàm dạng sóng như Shinozuka-Sato và Saragoni-Hart cũng được áp dụng để tạo ra các giản đồ gia tốc nền phù hợp.

2.1. Mô hình phổ năng lượng

Mô hình phổ năng lượng là cơ sở để mô phỏng giản đồ gia tốc nền. Mô hình Kanai-Tajimi và Clough-Penzien được sử dụng để mô tả sự phân bố năng lượng của động đất. Các thông số như đỉnh gia tốc nền (PGA) và cường độ nền được tính toán dựa trên các mô hình này.

2.2. Hàm dạng sóng

Các hàm dạng sóng như Shinozuka-Sato và Saragoni-Hart được sử dụng để mô phỏng giản đồ gia tốc nền. Các hàm này giúp tạo ra các giản đồ gia tốc nền có phổ phản ứng đàn hồi phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam. Phương pháp tổng hợp các hàm dạng sóng sin với góc pha ngẫu nhiên được áp dụng để tăng độ chính xác của mô phỏng.

III. Kết quả phân tích

Luận văn đã thực hiện mô phỏng giản đồ gia tốc nền cho các loại nền A, B, C, D, E với các đỉnh gia tốc nền thiết kế khác nhau. Kết quả cho thấy phương pháp tổng hợp các hàm dạng sóng sin có độ chính xác cao, với phổ phản ứng đàn hồi của giản đồ mô phỏng bám sát tiêu chuẩn Việt Nam. Các kết quả này được đánh giá dựa trên giá trị trung bình của nhiều lần mô phỏng.

3.1. Mô phỏng giản đồ gia tốc nền

Kết quả mô phỏng giản đồ gia tốc nền cho thấy phương pháp tổng hợp các hàm dạng sóng sin có độ chính xác cao. Các giản đồ gia tốc nền được mô phỏng có phổ phản ứng đàn hồi phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam. Điều này giúp đảm bảo tính chính xác trong việc thiết kế công trình chịu động đất.

3.2. Đánh giá kết quả

Các kết quả mô phỏng giản đồ gia tốc nền được đánh giá dựa trên giá trị trung bình của nhiều lần mô phỏng. Kết quả cho thấy sai số nhỏ, đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của phương pháp. Điều này giúp các kỹ sư có thể áp dụng phương pháp này trong thực tế để thiết kế công trình chịu động đất.

IV. Kết luận và kiến nghị

Luận văn đã đề xuất phương pháp mô phỏng giản đồ gia tốc nền dựa trên tổng hợp các hàm dạng sóng sin, kết hợp với mô hình phổ năng lượng. Phương pháp này có độ chính xác cao và phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam. Các kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, giúp cải thiện an toàn công trình trong điều kiện động đất.

4.1. Kết luận

Phương pháp mô phỏng giản đồ gia tốc nền dựa trên tổng hợp các hàm dạng sóng sin và mô hình phổ năng lượng đã được chứng minh là hiệu quả. Kết quả mô phỏng có độ chính xác cao, phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam, giúp đảm bảo an toàn công trình trong điều kiện động đất.

4.2. Kiến nghị

Cần tiếp tục nghiên cứu và cải tiến phương pháp mô phỏng giản đồ gia tốc nền để tăng độ chính xác và ứng dụng rộng rãi hơn trong kỹ thuật xây dựng. Ngoài ra, cần thực hiện thêm các nghiên cứu thực nghiệm để kiểm chứng kết quả mô phỏng trong thực tế.