Ảnh hưởng của bể nước mái gắn tam nỗi lên kết cấu khung phăng chịu tải trọng động

• Tác giả: Lê Ngọc Linh
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Trọng Phước
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
• Đề tài: Ảnh Hưởng Của Bể Nước Mái Gắn Tam Nỗi Lên Kết Cấu Khung Phăng Chịu Tải Trọng Động
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIỂU NGHIÊN CỨU
• 1.3. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
• 1.4. CẤU TRÚC LUẬN VĂN
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ GIẢM CHẤN SỬ DỤNG CHẤT LỎNG
• 2.1. PHÂN LOẠI CHẤT LỎNG
• 2.1.1. Hệ cản cột chất lỏng
• 2.1.2. Hệ cản sử dụng sóng chất lỏng
• 2.1.3. Các công trình sử dụng TLD để giảm chấn
• 2.2. TỔNG QUAN VỀ GIẢM CHẤN SỬ DỤNG CHẤT LỎNG
• 2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA TLDFR
• 3.2. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TỬ HỮU HẠN
• 3.3. PHÂN TỬ BÊ TÔNG VÀ PHÂN TỬ NƯỚC TRONG ANSYS
• 3.4. BIẾN ĐỔI FOURIER FFT
• 3.5. CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA ANSYS
• 3.5.1. Một số nét cơ bản về phần mềm ANSYS
• 3.5.2. Quy trình và phương pháp mô hình hệ kết cấu-TLDFR
• 3.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG
• 4. CHƯƠNG 4: VÍ DỤ SỐ
• 4.1. KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH TÍNH
• 4.2. BÀI TOÁN DẠNG DAO ĐỘNG
• 4.3. BÀI TOÁN HỆ KẾT CẤU-TLD CHỊU TẢI ĐỘNG ĐẤT
• 4.4. MỰC NƯỚC THAY ĐỔI
• 4.5. PHÂN TÍCH ĐÁP ỨNG CỦA HỆ TRÊN MIỀN TẦN SỐ
• 4.6. PHÂN TÍCH ĐÁP ỨNG CỦA HỆ DƯỚI TÁC ĐỘNG GIA TỐC NỀN
• 4.6.1. Gia tốc nền tải điều hòa
• 4.6.2. Gia tốc nền tải động đất El Centro
• 4.6.3. Gia tốc nền tải động đất San Fernando
• 4.7. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA TẤM NỔI
• 4.7.1. Ảnh hưởng của tấm nổi khi hệ chịu tải trọng điều hòa
• 4.7.2. Ảnh hưởng của tấm nổi khi hệ chịu tải trọng động đất El Centro
• 4.7.3. Ảnh hưởng của tấm nổi khi hệ chịu tải trọng động đất San Fernando
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• 5.1. KẾT LUẬN
• 5.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng của bể nước mái gắn tam nỗi

Nghiên cứu về bể nước mái gắn tam nỗi đang trở thành một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực xây dựng. Các công trình cao tầng ngày càng phổ biến, và việc đảm bảo an toàn cho kết cấu khung phăng dưới tác động của tải trọng động là rất cần thiết. Bể nước mái không chỉ có chức năng chứa nước mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc giảm dao động cho kết cấu. Nghiên cứu này sẽ phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của bể nước mái gắn tam nỗi lên kết cấu khung phăng.

1.1. Đặc điểm của bể nước mái gắn tam nỗi

Bể nước mái gắn tam nỗi (TLDFR) có cấu trúc đặc biệt giúp tăng cường khả năng giảm chấn cho kết cấu. Tam nỗi được thiết kế để tối ưu hóa phản ứng của chất lỏng bên trong bể, từ đó giảm thiểu dao động do tải trọng động gây ra.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong xây dựng

Nghiên cứu này không chỉ giúp cải thiện an toàn cho các công trình cao tầng mà còn cung cấp giải pháp hiệu quả cho việc giảm thiểu thiệt hại do động đất và gió bão. Việc áp dụng bể nước mái gắn tam nỗi có thể là một bước tiến lớn trong thiết kế kết cấu hiện đại.

II. Vấn đề và thách thức trong thiết kế kết cấu khung phăng

Khi thiết kế kết cấu khung phăng, các kỹ sư thường phải đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là khi chịu tải trọng động. Các yếu tố như gió bão và động đất có thể gây ra dao động lớn, ảnh hưởng đến độ bền và an toàn của công trình. Việc tìm kiếm giải pháp hiệu quả để giảm thiểu tác động của các yếu tố này là rất cần thiết.

2.1. Tác động của tải trọng động lên kết cấu

Tải trọng động có thể gây ra dao động mạnh cho kết cấu, dẫn đến nguy cơ hư hỏng hoặc sụp đổ. Việc phân tích ứng xử của kết cấu dưới tác động này là rất quan trọng để đảm bảo an toàn.

2.2. Giải pháp truyền thống và hạn chế

Các giải pháp truyền thống như tăng tiết diện cấu kiện thường không hiệu quả do làm tăng khối lượng và lực quán tính. Cần có những phương pháp mới để giảm thiểu dao động mà không làm tăng khối lượng kết cấu.

III. Phương pháp nghiên cứu hiệu quả giảm dao động của bể nước mái

Nghiên cứu này sử dụng mô hình Tuned Liquid Damper with Floating Roof (TLDFR) để phân tích hiệu quả giảm dao động cho kết cấu khung phăng. Phương pháp này cho phép đánh giá tác động của bể nước mái gắn tam nỗi dưới các tải trọng khác nhau.

3.1. Mô hình hóa hệ kết cấu trong ANSYS

Sử dụng phần mềm ANSYS để mô phỏng hệ kết cấu và bể nước mái gắn tam nỗi. Mô hình hóa này giúp đánh giá chính xác hiệu quả giảm dao động của hệ thống.

3.2. Phân tích các thông số ảnh hưởng

Nghiên cứu sẽ khảo sát các thông số như lượng nước trong bể và vị trí của tam nỗi để đánh giá hiệu quả giảm dao động. Các yếu tố này có thể ảnh hưởng lớn đến khả năng giảm chấn của hệ thống.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy bể nước mái gắn tam nỗi có khả năng giảm đáng kể dao động cho kết cấu khung phăng. Việc áp dụng phương pháp này trong thực tiễn có thể giúp tăng cường độ an toàn cho các công trình cao tầng, đặc biệt là trong các khu vực có nguy cơ động đất cao.

4.1. Hiệu quả giảm dao động trong các thí nghiệm

Các thí nghiệm cho thấy rằng việc sử dụng bể nước mái gắn tam nỗi có thể giảm dao động lên đến 30% so với các phương pháp truyền thống. Điều này chứng tỏ tính hiệu quả của giải pháp này.

4.2. Ứng dụng trong các công trình xây dựng

Giải pháp này đã được áp dụng thành công trong một số công trình cao tầng tại Việt Nam, giúp tăng cường độ an toàn và giảm thiểu thiệt hại do động đất và gió bão.

V. Kết luận và hướng phát triển trong tương lai

Nghiên cứu về bể nước mái gắn tam nỗi đã mở ra hướng đi mới trong việc giảm dao động cho kết cấu khung phăng. Các kết quả đạt được cho thấy tiềm năng lớn của phương pháp này trong việc nâng cao an toàn cho các công trình xây dựng. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển để tối ưu hóa thiết kế và ứng dụng của bể nước mái gắn tam nỗi.

5.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Cần thực hiện thêm các nghiên cứu để tối ưu hóa thiết kế bể nước mái gắn tam nỗi, từ đó nâng cao hiệu quả giảm dao động cho các kết cấu khác nhau.

5.2. Tương lai của công nghệ giảm chấn

Công nghệ giảm chấn sẽ tiếp tục phát triển, với nhiều giải pháp mới được nghiên cứu và áp dụng, giúp tăng cường an toàn cho các công trình xây dựng trong tương lai.