Luận văn thạc sĩ về ứng xử động của khung chịu tải trọng động đất và móng cọc

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng xử động của khung chịu tải trọng động đất, chú trọng đến ảnh hưởng của móng cọc trong kỹ thuật xây dựng.

• Tác giả: Đặng Văn Út
• Người hướng dẫn: PGS. Chu Quốc Thắng
• Trường học: Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp
• Đề tài: Ứng Xử Động Kết Cấu Khung Chịu Tải Trọng Động Đất Có Xét Đến Ứng Xử Của Móng Cọc
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA KẾT CẤU VÀ NỀN MÓNG
• 2.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC
• 2.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC
• 2.3. NỘI DUNG LUẬN VĂN
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 3.1. PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN CHUYỂN ĐỘNG
• 3.2. ĐỘ CỨNG ĐỘNG LỰC HỌC ĐỐI VỚI MÓNG NÔNG
• 3.2.1. Trên nền đồng nhất (1 lớp đất)
• 3.2.2. Trên nền không đồng nhất (nhiều lớp đất)
• 3.3. ĐỘ CỨNG ĐỘNG LỰC HỌC ĐỐI VỚI MÓNG CỌC
• 3.3.1. Trên đất nền đồng nhất (1 lớp đất)
• 3.3.2. Đất nền không đồng nhất (nhiều lớp đất)
• 3.3.2.1. Ví dụ xác định k,;c, cho cọc xuyên qua 2 lớp đất
• 3.4. CÁC BƯỚC GIẢI BÀI TOÁN SSI VÀ SƠ ĐỒ KHỐI
• 3.4.1. Các bước giải bài toán SSI
• 3.4.2. Sơ đồ khối cho bài toán phân tích SSI
• 4. CHƯƠNG 4: VÍ DỤ TÍNH TOÁN
• 4.1. KẾT CẤU 1 TẦNG MÓNG NÔNG
• 4.1.1. Mô tả bài toán
• 4.1.2. Tính toán thông số động lực học
• 4.1.3. Ảnh hưởng của mô đun đàn hồi và hệ số poisson khi xét SSI
• 4.2. KẾT CẤU 3 TẦNG MÓNG NÔNG
• 4.2.1. Mô tả bài toán
• 4.2.2. Ảnh hưởng của mô đun đàn hồi và hệ số poisson khi xét SSI
• 4.3. KẾT CẤU 9 TẦNG MÓNG CỌC
• 4.3.1. Mô tả bài toán
• 4.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của bố trí cọc khi xét SSI
• 4.3.3. Khảo sát ảnh hưởng đồng thời của mô đun đàn hồi đất nền, hệ số poisson và bố trí cọc trong phân tích SSI
• 4.4. KẾT CẤU 20 TẦNG MÓNG CỌC
• 4.4.1. Mô tả bài toán
• 4.4.2. Tính toán ban đầu
• 4.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của bố trí cọc trong phân tích SSI
• 4.4.4. Khảo sát ảnh hưởng đồng thời của mô đun đàn hồi đất nền, hệ số poisson và bố trí cọc trong phân tích SSI
• 4.5. KHẢO SÁT VỚI CÁC TRẬN ĐỘNG ĐẤT KHÁC
• 4.5.1. Kết cấu 9 tầng
• 4.5.2. Kết cấu 20 tầng
• 4.5.3. Tổng hợp
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Kết luận
• 5.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• Phụ lục 1. Tìm các hệ số động lực học
• Phụ lục 2. Tìm chiều dài, đường kính và số lượng cọc
• Phụ lục 3. Bảng kết quả phân tích SSI 9 trường hợp vị trí móng cọc
• Phụ lục 4. Mã nguồn chương trình Matlab

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu ứng xử động của khung chịu lực dưới tác động của tải trọng động đất là một lĩnh vực quan trọng trong kỹ thuật xây dựng. Luận văn này tập trung vào việc phân tích ứng xử động của kết cấu khung phẳng, đồng thời xem xét ảnh hưởng của móng cọc trong môi trường đất đồng nhất và không đồng nhất. Mục tiêu chính là xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền và an toàn của công trình khi chịu tác động của động đất.

1.1 Tầm quan trọng của nghiên cứu

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện thiết kế và thi công các công trình xây dựng, đặc biệt là trong các khu vực có nguy cơ cao về động đất. Việc hiểu rõ về ứng xử động của khung chịu lực và móng cọc giúp các kỹ sư đưa ra các giải pháp thiết kế hiệu quả hơn, từ đó nâng cao độ an toàn cho công trình.

II. Cơ sở lý thuyết

Cơ sở lý thuyết của nghiên cứu này bao gồm các phương trình vi phân mô tả chuyển động của khung chịu lực và các phương pháp tính toán độ cứng động lực học của móng. Các mô hình này được xây dựng dựa trên nguyên lý tương tác giữa kết cấu và nền móng (SSI). Việc áp dụng các phương pháp này cho phép phân tích chính xác hơn về ứng xử của kết cấu khi chịu tác động của tải trọng động đất.

2.1 Phương trình vi phân chuyển động

Phương trình vi phân mô tả chuyển động của khung phẳng được thiết lập dựa trên các giả định về chuyển vị ngang và các lực tác động. Các phương trình này cho phép tính toán các thông số như gia tốc, chuyển vị và lực cắt tại chân cột. Việc giải các phương trình này bằng phương pháp tích phân Newmark giúp xác định được các phản ứng của kết cấu dưới tác động của động đất.

III. Phân tích ứng xử động

Phân tích ứng xử động của khung chịu lực và móng cọc được thực hiện thông qua các mô hình tính toán. Các ví dụ minh họa cho thấy sự khác biệt trong ứng xử của kết cấu khi xét đến tương tác giữa kết cấu và nền móng. Kết quả cho thấy rằng việc không xem xét ứng xử động của móng cọc có thể dẫn đến những sai lệch lớn trong đánh giá độ bền của công trình.

3.1 Kết quả phân tích

Kết quả phân tích cho thấy rằng các kết cấu có móng cọc thường có khả năng chịu lực tốt hơn so với các kết cấu không có móng cọc. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc thiết kế móng phù hợp để đảm bảo an toàn cho công trình trong các tình huống động đất.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc xem xét ứng xử động của khung chịu lực và móng cọc là rất cần thiết trong thiết kế công trình. Các kết quả thu được từ nghiên cứu này có thể được áp dụng để cải thiện các tiêu chuẩn thiết kế và thi công, từ đó nâng cao độ an toàn cho các công trình xây dựng. Hướng phát triển tiếp theo có thể bao gồm việc nghiên cứu sâu hơn về các loại móng khác nhau và ảnh hưởng của chúng đến ứng xử của kết cấu trong các điều kiện khác nhau.

4.1 Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc phát triển các mô hình tính toán phức tạp hơn, bao gồm cả các yếu tố như động lực học đất và tương tác giữa các kết cấu. Điều này sẽ giúp cải thiện độ chính xác trong việc dự đoán ứng xử của công trình dưới tác động của động đất.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Động đất là hiện tượng rung chuyển đất nền do sự trượt hoặc đứt gãy trên vỏ Trái Đất, gây ra những tác động nghiêm trọng đến các công trình xây dựng, đặc biệt là nhà cao tầng. Theo ước tính, tần suất động đất tại Việt Nam ngày càng gia tăng, đòi hỏi việc nghiên cứu và thiết kế các công trình chịu tải trọng động đất phải được chú trọng. Một trong những vấn đề then chốt là phân tích ứng xử động lực học của kết cấu khung chịu tải trọng động đất, đặc biệt khi xét đến tương tác giữa kết cấu và nền móng (Soil-Structure Interaction - SSI). SSI ảnh hưởng trực tiếp đến phản ứng động của công trình, làm thay đổi chu kỳ dao động và các đặc trưng động lực học khác.

Mục tiêu của luận văn là phân tích ứng xử động lực học của kết cấu khung chịu tải trọng động đất có xét đến SSI, bao gồm móng nông và móng cọc trong môi trường đất đồng nhất và không đồng nhất. Phạm vi nghiên cứu tập trung trên các kết cấu thép từ thấp tầng đến cao tầng (1, 3, 9 và 20 tầng) với các mô hình phân tích SSI và mô hình cơ sở cố định (Fixed Base Building - FBB). Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 8/2015 đến tháng 6/2016 tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp các thông số động lực học chính xác hơn cho thiết kế công trình kháng chấn, giúp xác định khi nào cần xét đến SSI để đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế trong xây dựng nhà cao tầng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết động lực học kết cấu và lý thuyết tương tác đất - kết cấu (SSI).

1. Lý thuyết động lực học kết cấu: Kết cấu khung được mô hình hóa như hệ nhiều bậc tự do (MDOF) chỉ xét chuyển vị ngang, thành phần chuyển vị chủ yếu khi chịu động đất. Phương trình chuyển động được giải bằng phương pháp tích phân Newmark trong miền thời gian, cho phép mô phỏng chính xác đáp ứng động của kết cấu.

2. Lý thuyết tương tác đất - kết cấu (SSI): SSI bao gồm hai thành phần tương tác chính:

   • Tương tác động (kinematic): Do sự khác biệt độ cứng giữa kết cấu và đất nền, ảnh hưởng đến dao động truyền qua nền móng.
   • Tương tác quán tính (inertia): Do sự khác biệt khối lượng giữa kết cấu và đất nền, ảnh hưởng đến phản ứng động lực học của hệ.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm:

• Độ cứng động lực học của móng nông và móng cọc trong môi trường đất đồng nhất và không đồng nhất.
• Hệ số giảm chấn động lực học.
• Mô hình shear frame cho kết cấu khung.
• Phương pháp Rayleigh để xác định hệ số độ cứng và giảm chấn.
• Ảnh hưởng của mô đun đàn hồi và hệ số Poisson của đất đến độ cứng động lực học.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là các mô hình kết cấu thép tiêu chuẩn gồm 1, 3, 9 và 20 tầng, được phân tích trong môi trường đất đồng nhất và không đồng nhất với các loại móng nông và móng cọc. Các thông số đất nền được lấy theo các tiêu chuẩn kỹ thuật và tài liệu chuyên ngành, bao gồm mô đun cắt, khối lượng riêng, hệ số Poisson và chiều sâu các lớp đất.

Phương pháp phân tích sử dụng:

• Mô hình hóa kết cấu bằng hệ nhiều bậc tự do với chuyển vị ngang.
• Tính toán độ cứng động lực học của móng nông và móng cọc dựa trên các công thức và biểu đồ chuyên ngành.
• Giải phương trình chuyển động bằng phương pháp tích phân Newmark trên phần mềm MATLAB, với cỡ mẫu đủ lớn để đảm bảo độ chính xác.
• So sánh kết quả phân tích SSI với mô hình FBB để đánh giá ảnh hưởng của SSI.

Timeline nghiên cứu kéo dài gần 11 tháng, từ tháng 8/2015 đến tháng 6/2016, bao gồm giai đoạn thu thập tài liệu, xây dựng mô hình, lập trình và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của SSI đến chu kỳ dao động: Chu kỳ dao động của kết cấu khi xét SSI lớn hơn từ 10% đến 25% so với mô hình FBB, đặc biệt rõ ở các công trình cao tầng (9 và 20 tầng). Ví dụ, chu kỳ dao động của khung 20 tầng tăng khoảng 20% khi xét SSI.

2. Đáp ứng chuyển vị đỉnh: Chuyển vị đỉnh của kết cấu khi xét SSI giảm từ 5% đến 15% so với FBB, do hiệu ứng giảm chấn và độ mềm của nền móng. Ở khung 9 tầng, chuyển vị đỉnh giảm khoảng 10% khi xét SSI.

3. Gia tốc đỉnh và lực cắt chân cột: Gia tốc đỉnh và lực cắt chân cột giảm đáng kể khi xét SSI, với mức giảm từ 8% đến 18% tùy thuộc vào loại móng và chiều cao công trình. Móng cọc trong nền đất không đồng nhất cho thấy giảm lực cắt chân cột lên đến 18%.

4. Ảnh hưởng của mô đun đàn hồi và hệ số Poisson: Độ cứng động lực học của móng tăng khi mô đun đàn hồi đất tăng, đồng thời hệ số Poisson ảnh hưởng đến hệ số giảm chấn. Ví dụ, tăng mô đun đàn hồi đất từ 25 MPa lên 50 MPa làm tăng độ cứng móng khoảng 12%.

Thảo luận kết quả

Sự khác biệt về chu kỳ dao động và đáp ứng động lực học giữa mô hình SSI và FBB phản ánh rõ vai trò quan trọng của tương tác đất - kết cấu. Chu kỳ dao động tăng do nền móng mềm hơn khi xét SSI, làm giảm gia tốc và lực cắt truyền lên kết cấu, từ đó giảm nguy cơ hư hỏng trong động đất. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu quốc tế và trong nước, đồng thời nhấn mạnh rằng việc bỏ qua SSI có thể dẫn đến đánh giá quá cao ứng suất và lực trong kết cấu.

Việc phân tích các trường hợp móng nông và móng cọc trong môi trường đất đồng nhất và không đồng nhất cho thấy sự khác biệt rõ rệt trong độ cứng và giảm chấn, đặc biệt với móng cọc trong nền đất nhiều lớp. Điều này cho thấy cần thiết phải xét đến đặc tính đất nền chi tiết trong thiết kế.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh chu kỳ dao động, chuyển vị đỉnh, gia tốc và lực cắt chân cột giữa các mô hình SSI và FBB, cũng như bảng tổng hợp các thông số độ cứng và giảm chấn của móng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng phân tích SSI trong thiết kế nhà cao tầng: Các kỹ sư thiết kế cần tích hợp mô hình SSI để đánh giá chính xác đáp ứng động lực học, đặc biệt với công trình từ 9 tầng trở lên, nhằm đảm bảo an toàn và tối ưu chi phí.

2. Cập nhật thông số đất nền chi tiết: Cần tiến hành khảo sát địa chất kỹ lưỡng để xác định mô đun đàn hồi, hệ số Poisson và đặc tính lớp đất, phục vụ cho việc tính toán độ cứng động lực học móng chính xác.

3. Phát triển phần mềm tính toán chuyên dụng: Khuyến khích phát triển và ứng dụng các công cụ tính toán như MATLAB với thuật toán tích phân Newmark để mô phỏng SSI, giúp nâng cao hiệu quả và độ tin cậy trong phân tích kết cấu.

4. Đào tạo và nâng cao nhận thức về SSI: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu cho kỹ sư xây dựng và thiết kế về lý thuyết và ứng dụng SSI, nhằm phổ biến kiến thức và nâng cao chất lượng thiết kế công trình kháng chấn.

Các giải pháp trên nên được thực hiện trong vòng 1-2 năm tới, phối hợp giữa các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp xây dựng để nâng cao chất lượng công trình chịu động đất.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế kết cấu: Giúp hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của SSI đến đáp ứng động lực học, từ đó áp dụng trong thiết kế móng và kết cấu nhà cao tầng.

2. Nhà nghiên cứu và giảng viên đại học: Cung cấp cơ sở lý thuyết và phương pháp phân tích SSI hiện đại, làm tài liệu tham khảo cho các đề tài nghiên cứu và giảng dạy.

3. Chuyên gia địa kỹ thuật: Hỗ trợ trong việc đánh giá đặc tính đất nền và tương tác với móng, góp phần nâng cao chất lượng khảo sát và thiết kế nền móng.

4. Cơ quan quản lý xây dựng và quy chuẩn: Tham khảo để cập nhật các tiêu chuẩn, quy định về thiết kế công trình chịu động đất, đặc biệt là yêu cầu xét đến SSI trong các công trình cao tầng.

Câu hỏi thường gặp

1. SSI là gì và tại sao cần xét đến trong thiết kế?
   SSI là tương tác giữa kết cấu và nền móng, ảnh hưởng đến phản ứng động lực học của công trình. Xét SSI giúp đánh giá chính xác hơn chu kỳ dao động, lực và chuyển vị, từ đó thiết kế an toàn và hiệu quả hơn.

2. Phân biệt móng nông và móng cọc trong SSI như thế nào?
   Móng nông chịu ảnh hưởng chủ yếu từ lớp đất mặt, trong khi móng cọc tương tác phức tạp hơn với nhiều lớp đất và nhóm cọc. Độ cứng và giảm chấn của móng cọc phụ thuộc nhiều vào bố trí và đặc tính đất nền.

3. Phương pháp Newmark được sử dụng để làm gì?
   Phương pháp Newmark là kỹ thuật tích phân số giải phương trình chuyển động trong miền thời gian, giúp mô phỏng đáp ứng động của kết cấu dưới tải trọng động đất một cách chính xác.

4. Ảnh hưởng của mô đun đàn hồi đất đến SSI ra sao?
   Mô đun đàn hồi đất càng lớn thì độ cứng động lực học của móng càng cao, làm giảm chuyển vị và lực tác dụng lên kết cấu, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả giảm chấn của công trình.

5. Khi nào có thể bỏ qua SSI trong thiết kế?
   Đối với công trình thấp tầng hoặc nền móng rất cứng, ảnh hưởng của SSI thường nhỏ và có thể bỏ qua. Tuy nhiên, với nhà cao tầng hoặc nền đất mềm, SSI cần được xét đến để đảm bảo an toàn.

Kết luận

• Luận văn đã xây dựng mô hình và thuật toán phân tích ứng xử động lực học của kết cấu khung chịu tải trọng động đất có xét đến SSI, bao gồm móng nông và móng cọc trong môi trường đất đồng nhất và không đồng nhất.
• Kết quả cho thấy SSI làm tăng chu kỳ dao động, giảm chuyển vị, gia tốc và lực cắt chân cột so với mô hình FBB, đặc biệt rõ ở công trình cao tầng.
• Các thông số đất nền như mô đun đàn hồi và hệ số Poisson ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng động lực học của móng và đáp ứng kết cấu.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế công trình kháng chấn chính xác hơn, góp phần nâng cao an toàn và hiệu quả kinh tế.
• Đề xuất tiếp tục phát triển phần mềm tính toán SSI và đào tạo chuyên sâu cho kỹ sư trong vòng 1-2 năm tới để ứng dụng rộng rãi trong thực tế xây dựng.

Quý độc giả và chuyên gia quan tâm có thể liên hệ để trao đổi thêm về phương pháp và ứng dụng của nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng thiết kế công trình chịu động đất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. TH T11 TH TT ng TT ng HT ng.2 MỤC TIEU CUA LUẬN VĂN.-- G1122 1xx rred -2- Chirong 2.1 TONG QUAN VỀ SU TƯƠNG TAC GIỮA KET CẤU VA NEN MONG- 3 - 2.2 TINH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC.3 TINH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC.4 NỘI DUNG LUẬN VAN .--G- SG c1 ST SH TT HH crkp -7- Chương3. CO SỞ LÝ THUUYÊT.1 PHƯƠNG TRÌNH VI PHAN CHUYEN DONG .1 Khung phăng ngàm ở chân cột - FBB.2 Khung phăng có xét SSD v.2 ĐỘ CỨNG ĐỘNG LUC HỌC DOI VOI MONG NÔNG.1 Trên nền đồng nhất (1 lớp đất) .2 Trên nền không đồng nhất (nhiễu lớp dat) .3 ĐỘ CỨNG DONG LUC HỌC DOI VỚI MONG COC .1 Trên đất nền đồng nhất (1 lớp đất) .2 Đất nền không đồng nhất (nhiều lớp đất). Ví dụ xác định k,;c, cho cọc xuyên qua 2 lớp đất.4 CAC BƯỚC GIẢI BÀI TOÁN SSI VA SƠ ĐỎ KHÔI .1 Các bước giải bài toán SSÌ.2 Sơ dé khối cho bài toán phân tích SSI .---- - 2 c2 5s5s+ses+2 - 38 - Chương 4.

VI DU TÍNH TOÁN.1 KẾT CÂU 1 TANG MONG NÔNG.1 Mô tả bài tOdD eee cscccsescssescscsscetsssscscsssscsssssscsssssessesrsssstenseeass - 39 - 4.2 Tính toán thông sỐ động lực hỌC .3 Ảnh hưởng của mô dun đàn hôi và hệ số poisson khi xét SS[.2 KẾT CÂU 3 TANG MONG NÔNG.1 Mô tả UC - <5 SE E1 151111011111 1111 0111111111111 xe - 46 - 4.2 Ảnh hưởng của mô đun đàn hôi và hệ số poisson khi xét SS[.3 KET CAU 3 TANG MONG CC.1 Mô tả bài Ct - <1 1 1 111511111111 111111 0111111111111 xe -51- 4.2 Khảo sát ảnh hưởng của bồ trí cọc khi xét SST .3 Khao sát anh hưởng đồng thời của mô dun đàn hồi đất nên, hệ số poisson và bố trí cọc trong phân tích SS[ .4 KET CAU 9 TANG MONG COC uceeccccscscscsssessesecscecscecscecececscececececeeeevees - 58 - 4.1 Mô tả bài toán.2 Tính toán ban dau we ecesecseessseesseessseesnsessessseessecsueessessneeseeesneen - 60 - 4.3 Khảo sát ảnh hưởng của bồ trí cọc trong phân tích SSI. - 62 - 444 Khao sát anh hưởng đồng thời của mô dun đàn hồi đất nên, hệ số poisson và bố trí cọc trong phân tích SS[ .5 KET CAU 20 TANG MONG COC Qeccccccccscscssscssesececscecscececececececececeeeesees - 69 - 4.1 Mô tả bài toán.2 Tính toán ban dau. Khảo sát ảnh hưởng của bồ trí cọc trong phân tích SSI.4 Khao sát anh hưởng đồng thời của mô dun đàn hồi đất nên, hệ số poisson và bố trí cọc trong phân tích SS[ .6 KHAO SAT VỚI CAC TRAN DONG DAT KHÁC.1 Ket CU 9 tang ga.2 Ket CaU 20 tang n6.3 Tổng hopeicccccccccccccscsccscscscscssssccssscsssscsessscsssscsessssssssssesesssessseseeesen -81- Chương 5. KET LUẬN VÀ HƯỚNG PHAT TRIEN .2 HƯỚNG PHÁT TRIEN ueeeecccccccccccscscscscscscscsesscscscscsssscscsssssssscscseseessesens - 85 - TÀI LIEU THAM KHAO) .-- <5 ° s2 S2 s2 9 s2 scsessssese - 86 - PHU LUC _.-5cs5e°SscsS°SsEsSESESSEESESSESESESSEeEsSseEetsrssssssese i Phụ lục 1: Tìm các hệ số động lực hỌC.---- c9 ng re, | Phụ lục 2: Tìm chiều dai, đường kính và số lượng cọc.------5- 5555: iii Phụ luc 3: Bang kết qua phân tích SSI 9 trường hợp vị trí móng COC.

Vil Phu luc 4: Ma nguon chương trình Matlab. ccccesssssssenceeeeeeeeeeeeseeeeeeaes XIV DANH MUC KY HIIỆU .- 2 << S2 S2 s9 s2 + sessesesse xii PHAN LY LICH TRÍCH NGAING. 2 << s2 sesssessssessssssese xIvi IX DANH MỤC HÌNH VE Hình 2-1: Tương tác động (kinematic): (a) dao động theo phương đứng, (b) dao động theo phương ngang, (c) dao động không liên tục, dao động lắc. -4- Hình 2-2: Tương tác quán tinh (inerfiaÌ)).

- ---- -- << «+ S1 ng re, -4- Hình 2-3: Sóng lan trUyÊn. -4- Hình 3-1: (a) Mô hình đơn giản hóa bài toán; (b) Ngam ở chân cột; (c) có xét đến chuyển vị ngang và xoay đồng thời của móng. - ¿5 + 5+2 e+x+xcezesrereở -9- Hình 3-2: Các thông số móng đơn; (a): Móng trượt; (b): Móng xoay. - l5 - Hình 3-3: Sự truyền dao động qua 2 lớp đất.

----- + 55 2 s+s+csce+eseereceee - [7 - Hình 3-4: Sự truyền đao động trong đất tại mặt tiếp XÚC.ccsssssess2 -18- Hinh 3-5: Cac thong số của móng cọc (nhóm cọc minh họa 2x6). - 20 - Hình 3-6: Xác định $/2R (S,„) và B dai có 2x3 cọc. -22- Hình 3-7: Gia tri Ca theo [7] oo. eeccccceeecccccsseccccesececceeececeeeeccceeeeeceseueeceseeeeceeees - 23 - Hình 3-8: Xác định f,, theo theo L, / r, va, / EP “cho cọc chịu mũi.

- 25- Hình 3-9: Xác định f,, theo L, /r, và E, [ER cho cọc chịu mũi. - 26 - Hình 3-10: Xác định f,, theo L, /r, và E, [ER cho cọc chịu ma sát. - 26 - Hình 3-11: Xác định f,, theo L, / r, vaL, / EP “ cho cọc chịu ma sát. -27- Hình 3-12: Mô phỏng cọc trong nhiều lớp đất.---- - + 555252 5s+s+ssscse2 - 28- Hình 3-13: Hệ số chiều dài hoạt động của cọc cho trường hợp 2 lớp đất.

- 30 - Hình 3-14: Hệ số ảnh hưởng của lớp đất đến độ cứng tinh .-------- - 30 - Hình 3-15: Xác định hệ số đ/.---¿- 52522222 2EE2EEEerkerererrrrervee -31- HH. E E Hình 3-16: Xác định ƒ| 92 90 lvới 82 a2 eccccceeecccsssseecessssesssseeeessen -32- acl Ey Ag, E Hình 3-17: Xác định ‘| au 92 0 Jun ¬ H, E E -32- acl sl Hinh 3-18: Xac dinh S valance) 9999222121121. 1111110001 - 33 - Hình 3-19: Coc xuyên qua 2 lớp dat, các thông số của cọc và dat. - 38 - Hình 4-1:(a) So đồ kết cau, (b) Sơ dé tính FBB, (c) Sơ đồ tinh SSI.

- 40 - Hình 4-2: Gia tốc nền El CentrO.------ 5+ 25222 E+E2E2EEEE£E£ESEEEEEEEEEEeErrrrrrkred - 40 - Hình 4-3: So sánh chu ky thứ nhất giữa FBB va SSI.---- 55525555: - 43 - Hình 4-4: So sánh giữa 4 trường hop có SSI với FBB; (a) chuyền vị đỉnh lớn nhất, (b) mô men chân cột lớn nhất, (c) gia tốc đỉnh lớn nhất, (d) lực cắt chân cột lớn 71257. -44- Hình 4-5: Đáp ứng chuyển vị đỉnh.---- - + 5 S2 2E+x+E£E£EeEzxrkerkrkrrrrrrerree - 45 - Hình 4-6: Dap ứng gia tốc dinh.cccccccsecccscsesscsessesssessesesessssesessesesessesssesesseseeeeees - 45 - Hình 4-7: Đáp ứng lực cắt chân cột .--- ¿+ + 5+ 2 2 SE£E+E2ESEEEEEErEerrrkrerkred -45- Hình 4-8: Dap ứng mô men chân CỘI.- ---- - - - - << +1 S231 99511 ke -45- Hình 4-9: (a) Sơ đồ kết cấu 3 tầng: (b) Sơ đồ tính FBB; (c) So đồ tính SSI .- 47 - Hình 4-10: So sánh chu kỳ thứ nhất giữa FBB và SSI.----- 55-5555: - 48- Hình 4-11: So sánh giữa 4 trường hợp có SSI với FBB; (a) chuyển vị đỉnh lớn nhất, (b) mô men chân cột lớn nhất, (c) gia tốc đỉnh lớn nhất, (d) lực cắt chân cột lớn 71257. - 49 - Hình 4-12: Dap ứng chuyén vị dinh.ccccccscscscsecsssessesssessesesessesesessesesesssseeeeeeees - 49 - Hình 4-13: Dap ứng gia tốc dimh.ccccecccccsessssessesssessesssessssesessesesesscsesesseseseeeeees - 50 - Hình 4-14: Dap ứng lực cắt chân CỘCK. - 50 - Hình 4-15: Dap ứng mô men chân COt .---- - - - - << +1 S231 1 11 99955511 ke - 50 - Hình 4-16: Sơ đỗ phân tích SSI kết cầu 3 tầng móng COC .--------: -52- Hình 4-17: So sánh chu kỳ thứ nhất giữa FBB và SSI.----- 55-5555: - 54- XI Hình 4-18: So sánh giữa 9 trường hợp có SSI với FBB; (a) chuyển vị đỉnh lớn nhất, (b) mô men chân cột lớn nhất, (c) gia tốc đỉnh lớn nhất, (d) lực cắt chân cột lớn nhất.

-54- Hình 4-19: Đáp ứng chuyển vị dinh.cccccccsccsesscsessesssessesesesseseseseseseeeseseeesesen - 55 - Hình 4-20: Đáp ứng gia tốc dinh.ceccccccccsessssessssssessesssessesesesesesessesesesssseesseesesee - 55 - Hình 4-21: Đáp ứng lực cắt chân cột vececscccessssessssssessesesesscsesessesesessesesesssseseeseseeen - 55 - Hình 4-22: Đáp ứng mồ men chân COb .- --- <1 1199311111 s4 - 55 - Hình 4-23: Chuyén vi, chuyển vị tương đối, lực cắt và mô men lớn nhất của cột qua các tầng ¬—. - 56 - Hình 4-24: (a) So đồ kết cau 9 tầng: (b) Sơ dé tính FBB; (c) Sơ đồ tính SSI.- 59 - Hình 4-25: Bốn dạng dao động đầu của khung kết cau 9 tầng FBB. - 61 - Hình 4-26: So sánh chu kỳ thứ nhất giữa FBB và SSI.----- 5-5555: - 62 - Hình 4-27: So sánh giữa 9 trường hop có SSI với FBB; (a) chuyển vị đỉnh lớn nhất, (b) mô men chân cột lớn nhất, (c) gia tốc đỉnh lớn nhất, (d) lực cắt chân cột lớn nhất. - 63 - Hình 4-28: Đáp ứng chuyển vị dinh.cccccccsccsesscsessesssessesesesseseseseseseeeseseeesesen - 64- Hình 4-29: Đáp ứng gia tốc đỉnh.

- 64- Hình 4-30: Đáp ứng lực cắt chân COt .-------- ¿5+ + +*+E+E£E£xeErkrkerererrerres - 64 - Hình 4-31: Đáp ứng mồ men chân COb .- --- <1 1199311111 s4 - 64 - Hình 4-32: Chuyén vi, chuyển vị tương đối, lực cắt và mô men lớn nhất của cột qua các tầng ¬. -65- Hình 4-33: Đáp ứng chuyển vị đỉnh. ¿5-5 + 52x 2x£xEExxeErkrkerkrkerrreee - 65 - Hình 4-34: Đáp ứng gia tốc dinh.ceccccccccsessssessssssessesssessesesesesesessesesesssseesseesesee - 65 - Hình 4-35: Đáp ứng lực cắt chân cột vececscccessssessssssessesesesscsesessesesessesesesssseseeseseeen - 66 - Hình 4-36: Đáp ứng mồ men chân CỘI .- --- <1 1199311111 s4 - 66 - Hình 4-37: Chuyên vi, chuyền vi tương đôi, lực cat và mô men lớn nhât của cột qua các tâng XI Hình 4-38: (a) Sơ đồ kết cau 20 tang; (b) Sơ đồ tính FBB; (c) Sơ dé tính SSI .- 70 - Hình 4-39: Bốn dạng dao động đầu của khung kết cau 20 tang không SSI. - 72 - Hình 4-40: So sánh chu kỳ thứ nhất giữa FBB và SSI.------ 55-5555: - 73 - Hình 4-41: So sánh giữa 9 trường hop có SSI với FBB; (a) chuyén vi đỉnh lớn nhất, (b) mô men chân cột lớn nhất, (c) gia tốc đỉnh lớn nhất, (d) lực cắt chân cột lớn nhất, (e) chuyển vị đỉnh trung bình, (f) mô men chân cột trung bình.

- 74 - Hình 4-42: Đáp ứng chuyén vị đỉnh.---- ¿5 + 25+ +E£EeEzxekererrrrrrererree - 75 - Hình 4-43: Đáp ứng gia tốc dimh.cccccecccscsessssessesesessesesesesesessesesessesssessessseeeeees - 75 - Hình 4-44: Đáp ứng lực cắt chân cột .----¿- + - + 2 2 SE+E+E+E2E£E£ErEererererered - 75 - Hình 4-45: Dap ứng mô men chân COt .---- - - - - << + 11332311111 99955511 r4 - 75 - Hinh 4-46: Chuyén Vi, chuyén vi tuong đối, lực cắt và mô men lớn nhất của cột qua S17 .:Ẽ1ÓẼ - 76 - Hinh 4-47: Chuyén Vi, chuyén vi tuong đối, luc cắt và mô men trung bình của cột UA CAC CAN 17 3S. - 77 - Hình 4-48: Gia tốc nền Hachinohe.cccccccccscssescssescesescssescsseseeseseessseestseeseseesesseaes - 79 - Hình 4-49: Gia tốc nền Northridge .ccccccccscsssseseesssessesesesscsesessesesessesesesssseeeseeees - 79 - Hình 4-50: Biểu đồ khác biệt chuyển vị đỉnh theo #“_. - 80 - Hình 4-51: Biểu đồ khác biệt lực cắt chân cột theo #/”“.-------: - 80 - Hình 4-52: Biểu đồ khác biệt mô men chân cột theo #””*.-------: - 80 - Hình 4-53: Biéu đồ khác biệt chuyển vị đỉnh theo BP"? .-: - 8] - Hình 4-54: Biéu đồ khác biệt lực cắt chân cột theo #”“.--sc: - 8] - Hình 4-55: Biéu đồ khác biệt mô men chân cột theo EB?" voces: - 81 - Hình 4-56: Phan trăm chuyền vị đỉnh SSI và FBB của 3 trận động dat. - 82 - Xiil DANH MỤC BANG BIEU Bang 3-1: Các hệ số: C„; 9 ; C2; 9 2; C2; C2; S13 Spo theo [3], [4].