Luận Văn Thạc Sĩ Về Hiệu Quả Sử Dụng Gối Cách Chấn Độ Cản Cao Trong Công Trình Dân Dụng

Luận văn thạc sĩ phân tích hiệu quả gối cách chấn có độ cản cao trong công trình dân dụng, ứng dụng và lợi ích trong kỹ thuật xây dựng.

• Tác giả: Nguyễn Thị Quỳnh Thơ
• Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Anh Dũng
• Trường học: Trường Đại học Thủy Lợi
• Đề tài: Phân Tích Hiệu Quả Gối Cách Chấn Độ Cản Cao Trong Xây Dựng Dân Dụng
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG GỐI CAO SU CÓ ĐỘ CẢN CAO CHO VIỆC BẢO VỆ CÔNG TRÌNH KHỎI MỐI NGUY HẠI ĐỘNG BẤT
• 1.1. Giới thiệu chung
• 1.2. Các nguyên tắc cơ bản và yêu cầu của một hệ cách chấn
• 1.3. Phân loại gối cách chấn đáy
• 1.4. Các công trình ứng dụng gối HDRB trên thế giới
• 1.5. Sự cần thiết của nghiên cứu
• 1.6. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA THIẾT BỊ CÁCH CHẤN ĐÁY CÓ ĐỘ CẢN CAO (HDRB) CHO CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG THIẾT KẾ CHỊU ĐỘNG ĐẤT
• 2.1. Giới thiệu về các đặc điểm của thiết bị cách chấn đáy có độ cản cao cho công trình chịu động đất
• 2.2. Quá trình kiểm tra gối cao su
• 2.2.1. Các kiểm tra điển hình và kiểm tra thông thường
• 2.2.3. Các mô hình mô phỏng gối cao su có độ cản cao
• 2.2.3. Mô hình tuyến tính tương đương
• 2.2.4. Mô hình song tuyến tính
• 2.2.4.1. Cấu tạo của mô hình
• 2.2.4.2. Xác định tham số và mô phỏng số
• 2.2.5. Mô hình gối cách chấn đàn hồi có độ cản cao trong phần mềm SAP2000
• 2.3. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ CÁCH CHẤN CỦA CÔNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT SỬ DỤNG GỐI CAO SU CÓ ĐỘ CẢN CAO
• 3.1. Các thông số công trình phân tích động
• 3.2. Phương pháp phân tích
• 3.3. Chuyển động động đất
• 3.4. Tính toán kích thước gối HDRB sử dụng cho công trình dân dụng chịu động đất ở Việt Nam
• 3.4.1. Tính toán lựa chọn kích thước gối HDRB cho công trình nhà BTCT (11 tầng)
• 3.4.2. Tính toán lựa chọn kích thước gối HDRB cho công trình nhà BTCT (08 tầng)
• 3.5. Lập mô hình tính toán
• 3.6. Phân tích kết quả tính toán công trình “Toa Telin”
• 3.6.1. Kết quả gia tốc từ mô hình phân tích
• 3.6.2. Kết quả lực cắt đáy từ mô hình phân tích
• 3.7. Nhận xét và đánh giá
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU

Tóm tắt

I. Giới thiệu về gối cách chấn và tầm quan trọng trong xây dựng dân dụng

Gối cách chấn là một thiết bị quan trọng trong việc bảo vệ các công trình dân dụng khỏi tác động của động đất. Gối cách chấn giúp giảm thiểu hư hại cho các công trình khi xảy ra động đất bằng cách hấp thụ và phân tán năng lượng. Trong bối cảnh Việt Nam, nơi có nguy cơ động đất cao, việc ứng dụng gối cách chấn có độ cản cao (độ cản cao) là rất cần thiết. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng gối cách chấn có thể giảm đáng kể lực tác động lên kết cấu công trình, từ đó đảm bảo an toàn cho người sử dụng. "Gối cách chấn không chỉ giúp bảo vệ công trình mà còn là một giải pháp kinh tế hợp lý cho các dự án xây dựng".

1.1. Các nguyên tắc cơ bản của hệ thống cách chấn

Hệ thống cách chấn hoạt động dựa trên nguyên tắc giảm thiểu sự truyền tải lực từ nền đất lên công trình. Gối cách chấn được thiết kế để có khả năng hấp thụ và chuyển hướng lực tác động, giúp giảm thiểu biến dạng và hư hỏng cho kết cấu. Theo tiêu chuẩn hiện hành, các công trình cần thiết kế sao cho có thể chịu được lực động đất mà không xảy ra hư hại nghiêm trọng. "Việc thiết kế một hệ thống cách chấn hiệu quả là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho công trình trong trường hợp xảy ra động đất".

1.2. Phân loại gối cách chấn

Có nhiều loại gối cách chấn khác nhau, bao gồm gối trượt, gối cao su nhiều lớp và gối có độ cản cao (HDRB). Mỗi loại gối có những đặc tính riêng và được sử dụng cho các mục đích khác nhau. Gối cao su nhiều lớp, chẳng hạn, có tính linh hoạt cao và khả năng hấp thụ tốt, trong khi gối có độ cản cao giúp giảm thiểu lực tác động từ động đất một cách hiệu quả. "Việc lựa chọn loại gối cách chấn phù hợp là rất quan trọng trong thiết kế công trình, đặc biệt là ở những khu vực có nguy cơ động đất cao".

II. Cơ sở lý thuyết và khoa học của gối cách chấn có độ cản cao

Gối cách chấn có độ cản cao (HDRB) được thiết kế dựa trên các nguyên tắc cơ học và vật lý để có thể chịu được lực động đất một cách hiệu quả. HDRB không chỉ giúp giảm thiểu lực tác động mà còn tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng HDRB trong các công trình dân dụng có thể làm tăng đáng kể độ bền và tuổi thọ của công trình. "Gối cách chấn với độ cản cao là một giải pháp tối ưu cho các công trình xây dựng ở những khu vực có nguy cơ động đất cao".

2.1. Đặc điểm cơ học của gối cách chấn

Gối cách chấn có độ cản cao được chế tạo từ các vật liệu có tính đàn hồi và khả năng hấp thụ tốt. Các đặc tính này cho phép gối hoạt động hiệu quả trong việc giảm thiểu lực tác động từ động đất. Các nghiên cứu cho thấy rằng HDRB có khả năng hấp thụ và phân tán năng lượng lớn, từ đó giảm thiểu hư hại cho công trình. "Đặc điểm cơ học của gối cách chấn là yếu tố quyết định đến hiệu quả của hệ thống cách chấn trong công trình".

2.2. Mô hình và phương pháp phân tích

Để đánh giá hiệu quả của gối cách chấn, các phương pháp mô phỏng và phân tích số được sử dụng. Mô hình hóa trong phần mềm SAP2000 cho phép tính toán và phân tích các phản ứng của công trình khi chịu lực động đất. Việc áp dụng các mô hình này giúp xác định được kích thước và loại gối cách chấn phù hợp cho từng loại công trình. "Phân tích số là công cụ hữu ích trong việc thiết kế và tối ưu hóa hệ thống cách chấn cho các công trình dân dụng".

III. Phân tích hiệu quả sử dụng gối cách chấn trong công trình dân dụng

Phân tích hiệu quả của việc sử dụng gối cách chấn có độ cản cao trong các công trình dân dụng cho thấy rõ ràng những lợi ích về mặt an toàn và kinh tế. Nghiên cứu cho thấy rằng các công trình được thiết kế với HDRB có khả năng chịu lực tốt hơn và giảm thiểu hư hại khi xảy ra động đất. Việc sử dụng gối cách chấn không chỉ giúp bảo vệ công trình mà còn giảm thiểu chi phí sửa chữa sau sự cố. "Sử dụng gối cách chấn có độ cản cao là một giải pháp thông minh cho các công trình xây dựng ở những khu vực có nguy cơ động đất cao".

3.1. Kết quả phân tích và so sánh

Kết quả phân tích cho thấy rằng các công trình sử dụng gối cách chấn có độ cản cao có thể giảm đáng kể lực tác động từ động đất so với các công trình thông thường. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng HDRB giúp tăng cường độ bền cho các kết cấu và giảm thiểu thiệt hại. "Sự khác biệt rõ rệt giữa các công trình sử dụng và không sử dụng gối cách chấn cho thấy tầm quan trọng của công nghệ này trong xây dựng".

3.2. Đánh giá thực tiễn và ứng dụng

Việc áp dụng gối cách chấn trong xây dựng dân dụng đã được chứng minh là hiệu quả và cần thiết. Các công trình lớn như bệnh viện, trường học và các công trình công cộng khác đã được thiết kế với HDRB để đảm bảo an toàn cho người sử dụng. "Ứng dụng công nghệ gối cách chấn trong xây dựng dân dụng không chỉ giúp bảo vệ công trình mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân".

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam nằm trong vùng có nguy cơ động đất trung bình đến mạnh, đặc biệt khu vực phía Bắc có khả năng xảy ra động đất cấp VIII theo thang MSK-1964, với gia tốc nền từ 0,12g đến 0,24g. Từ năm 1900 đến 2006, đã ghi nhận khoảng 115 trận động đất cấp VI trở lên trên toàn quốc, trong đó có những trận động đất mạnh như Điện Biên Phủ năm 1935 và Tuần Gi - Lai Châu năm 1983. Động đất không chỉ gây thiệt hại về người mà còn làm hư hỏng nghiêm trọng các công trình dân dụng, ảnh hưởng đến an toàn và kinh tế. Do đó, việc nghiên cứu các giải pháp giảm thiểu tác động của động đất lên công trình dân dụng là cấp thiết.

Gối cách chấn cao su có độ cản cao (High Damping Rubber Bearings - HDRB) là một trong những thiết bị cách ly địa chấn hiệu quả, đã được ứng dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia như Nhật Bản, Ý, Hy Lạp, Thụy Sĩ, Bồ Đào Nha. Ở Việt Nam, tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất TCVN 9386:2012 đã đưa vào sử dụng gối cách chấn, tuy nhiên việc ứng dụng còn hạn chế và chưa được nghiên cứu sâu rộng.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích hiệu quả sử dụng gối cách chấn HDRB trong công trình dân dụng chịu động đất, từ đó đánh giá khả năng giảm thiểu hư hỏng và nâng cao độ an toàn cho công trình. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các công trình dân dụng trung tầng tại Việt Nam, sử dụng mô hình số và phân tích động lực học để đánh giá hiệu quả của HDRB. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển kỹ thuật thiết kế công trình chịu động đất, góp phần bảo vệ tài sản và tính mạng con người.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về cách chấn đáy và đặc tính cơ học của gối cao su có độ cản cao (HDRB). Hai mô hình chính được áp dụng gồm:

• Mô hình tuyến tính tương đương: Diễn tả phản ứng đàn hồi của HDRB bằng một lò xo với độ cứng tương đương và hệ số giảm chấn nhớt, phù hợp với phân tích sơ bộ và tiêu chuẩn thiết kế như TCVN 9386.

• Mô hình song tuyến tính và lưu biến cải tiến: Mô hình này mô phỏng ứng xử phi tuyến tính, đàn hồi nhớt và phụ thuộc tốc độ của HDRB, giúp mô phỏng chính xác hơn các đặc tính cơ học phức tạp của gối trong điều kiện tải trọng động lớn.

Các khái niệm chính bao gồm: hệ số giảm chấn nhớt cân bằng (tối thiểu 10% đối với HDRB), biến dạng cắt thiết kế (có thể lên đến 20-27%), đặc tính phụ thuộc nhiệt độ và tốc độ của vật liệu cao su, cũng như nguyên lý hoạt động của hệ cách chấn nhằm giảm gia tốc và chuyển vị của công trình khi chịu động đất.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất Việt Nam (TCVN 9386:2012), tiêu chuẩn quốc tế ASCE/SEI 7-10, các bài báo khoa học, giáo trình và tài liệu kỹ thuật liên quan đến HDRB. Ngoài ra, số liệu thí nghiệm về đặc tính cơ học của HDRB được thu thập từ các phòng thí nghiệm quốc tế như ISMES (Ý), MRPRA (Anh), Đại học California (Mỹ).

Phương pháp phân tích sử dụng mô hình phần tử hữu hạn phi tuyến trong phần mềm SAP2000 để mô phỏng công trình dân dụng trung tầng với và không có gối cách chấn HDRB. Cỡ mẫu mô hình gồm các công trình điển hình như tòa nhà 8 tầng và 11 tầng, với các thông số kỹ thuật gối HDRB được thiết kế phù hợp theo tiêu chuẩn.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ việc thu thập tài liệu, xây dựng mô hình, phân tích số liệu đến đánh giá kết quả và đề xuất giải pháp, dự kiến hoàn thành trong vòng 12 tháng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Giảm gia tốc nền và lực cắt đáy: Công trình sử dụng gối HDRB giảm được gia tốc đỉnh nền khoảng 40-50% so với công trình không sử dụng. Lực cắt đáy giảm từ 20% đến 35%, giúp giảm nguy cơ hư hỏng kết cấu.

2. Chuyển vị tương đối của kết cấu: HDRB làm tăng chuyển vị tương đối tối đa của kết cấu lên khoảng 1,5 lần so với công trình thông thường, tuy nhiên chuyển vị này vẫn nằm trong giới hạn an toàn thiết kế (dưới 140 mm).

3. Thay đổi chu kỳ dao động riêng: Sử dụng HDRB làm tăng chu kỳ dao động riêng của công trình từ khoảng 0,5 giây lên 2-3 giây, giúp tránh cộng hưởng với tần số kích thích của động đất.

4. Hiệu quả giảm chấn nhớt: Hệ số giảm chấn nhớt của HDRB đạt từ 10% đến 16%, góp phần hấp thụ năng lượng động đất và giảm phản ứng dao động của công trình.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân tích cho thấy HDRB có khả năng làm giảm đáng kể gia tốc và lực cắt đáy, từ đó giảm thiểu hư hỏng kết cấu và tăng độ an toàn cho công trình. Việc tăng chu kỳ dao động giúp công trình tránh được hiện tượng cộng hưởng, một nguyên nhân chính gây sụp đổ trong các trận động đất lớn.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với các công trình đã ứng dụng HDRB tại Nhật Bản, Ý và Thụy Sĩ, nơi HDRB được chứng minh là giải pháp hiệu quả trong giảm thiểu tác động động đất. Việc tăng chuyển vị tương đối là hệ quả tất yếu của cách chấn, tuy nhiên vẫn nằm trong giới hạn cho phép, đảm bảo không gây hư hại nghiêm trọng cho kết cấu.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh gia tốc đỉnh, lực cắt đáy và chuyển vị tương đối giữa các mô hình có và không có HDRB, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của thiết bị cách chấn.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng rộng rãi gối HDRB trong thiết kế công trình dân dụng chịu động đất: Động từ hành động là "triển khai", mục tiêu giảm gia tốc nền và lực cắt đáy ít nhất 30%, trong vòng 3 năm tới, do các cơ quan thiết kế và xây dựng thực hiện.

2. Nâng cao năng lực thiết kế và thi công HDRB: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về thiết kế, kiểm tra và lắp đặt HDRB cho kỹ sư xây dựng, nhằm đảm bảo chất lượng và hiệu quả sử dụng, thực hiện trong 1-2 năm.

3. Xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật và quy trình kiểm tra chất lượng HDRB tại Việt Nam: Động từ "ban hành" tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp với điều kiện Việt Nam, nhằm đảm bảo độ bền và hiệu quả lâu dài của HDRB, trong vòng 2 năm, do Bộ Xây dựng chủ trì.

4. Thực hiện nghiên cứu bổ sung về ảnh hưởng nhiệt độ và tuổi thọ của HDRB trong điều kiện khí hậu Việt Nam: Động từ "triển khai" nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng, nhằm dự báo tuổi thọ và bảo dưỡng thiết bị, trong vòng 3 năm, do các viện nghiên cứu và trường đại học thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế kết cấu và xây dựng: Nắm bắt kiến thức về HDRB để áp dụng trong thiết kế công trình chịu động đất, nâng cao chất lượng và an toàn công trình.

2. Chuyên gia nghiên cứu động đất và kỹ thuật địa chấn: Sử dụng kết quả nghiên cứu để phát triển các giải pháp cách ly địa chấn phù hợp với điều kiện Việt Nam.

3. Cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng và tiêu chuẩn kỹ thuật: Tham khảo để xây dựng và cập nhật tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất, đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế.

4. Nhà sản xuất và cung cấp thiết bị cách chấn: Hiểu rõ đặc tính kỹ thuật và yêu cầu kiểm tra chất lượng HDRB, từ đó cải tiến sản phẩm phù hợp với thị trường trong nước.

Câu hỏi thường gặp

1. Gối cách chấn HDRB là gì và hoạt động như thế nào?
   HDRB là thiết bị cách ly địa chấn làm từ cao su có độ cản cao, giúp giảm gia tốc và lực cắt truyền vào công trình khi xảy ra động đất bằng cách tăng chu kỳ dao động và hấp thụ năng lượng động đất.

2. HDRB có thể áp dụng cho loại công trình nào?
   HDRB phù hợp với các công trình dân dụng trung tầng, cầu, nhà máy công nghiệp và các công trình quan trọng cần bảo vệ khỏi động đất, đặc biệt ở vùng có nguy cơ động đất trung bình đến cao.

3. Hiệu quả giảm chấn của HDRB được đánh giá như thế nào?
   HDRB có thể giảm gia tốc nền và lực cắt đáy từ 20% đến 50%, đồng thời tăng chu kỳ dao động công trình lên 2-3 lần, giúp giảm thiểu hư hỏng kết cấu và tăng độ an toàn.

4. HDRB có ảnh hưởng như thế nào đến chuyển vị của công trình?
   HDRB làm tăng chuyển vị tương đối của kết cấu lên khoảng 1,5 lần so với công trình không sử dụng, nhưng vẫn nằm trong giới hạn an toàn thiết kế, không gây hư hại nghiêm trọng.

5. Những yếu tố nào ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu quả của HDRB?
   Nhiệt độ môi trường, tốc độ biến dạng, quá trình lão hóa vật liệu cao su và chất lượng thi công là các yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu quả của HDRB. Nghiên cứu và kiểm tra định kỳ là cần thiết để đảm bảo hiệu quả lâu dài.

Kết luận

• HDRB là giải pháp kỹ thuật hiệu quả trong việc giảm thiểu tác động động đất lên công trình dân dụng, đã được ứng dụng thành công trên thế giới và có tiềm năng lớn tại Việt Nam.
• Việc sử dụng HDRB giúp giảm gia tốc nền và lực cắt đáy từ 20% đến 50%, đồng thời tăng chu kỳ dao động công trình lên 2-3 lần, góp phần bảo vệ kết cấu và nâng cao an toàn.
• Các mô hình phân tích phi tuyến tính và lưu biến cải tiến giúp mô phỏng chính xác đặc tính cơ học phức tạp của HDRB, hỗ trợ thiết kế và đánh giá hiệu quả.
• Cần triển khai áp dụng HDRB rộng rãi trong thiết kế công trình, đồng thời xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật và nâng cao năng lực chuyên môn cho kỹ sư.
• Nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào ảnh hưởng của nhiệt độ và lão hóa vật liệu HDRB trong điều kiện khí hậu Việt Nam để đảm bảo hiệu quả và tuổi thọ thiết bị.

Luận văn khuyến khích các nhà thiết kế, kỹ sư và cơ quan quản lý nghiên cứu và áp dụng HDRB nhằm nâng cao chất lượng và độ bền vững của công trình dân dụng chịu động đất tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE SỬ DỤNG GÓI CAO SU CÓ ĐỘ CAN CAO CHO VIỆC BẢO VE CÔNG TRÌNH KHOI MOI NGUY HAI DONG DAT 1l. Sự tác động và ảnh hướng của động đất và rung động do gió luôn luôn nhắc nhớ chúng: ết phải có những cách tốt hơn và hiệu quả hơn để giảm thiểu những mồi ân này, Trận động đất gin diy xây mì ở Nonthdde, Hoà Kỹ năm 1994 thật Bản năm 1995, v. chính là những trận động đất thể hiện sự bắt cập, của thiết kế các kết cấu cấu trúc biện có. Chính vì thé đã ảnh hưởng mạnh mẻ đến sự.

suy nghĩ của các kỹ sử về cách thiết kế các công trình chống lại tie động của động đất “Theo các tiêu chuẳn hiện hành được sử đụng ở một số nước, các công trình có thé cho phép có những hư hại nghiêm trong khi chịu các ngoại lực động lực mạnh như động đất, miễn là sự sụp đổ được ngăn chân. Theo đó, các công trình được xây đựng thông: thường sẽ có. én dạng phi đản hồi đáng kẻ, nghĩa là chúng sẽ trở lên mềm dẻo hơn. Tuy nhiên, sự giám hoặc thậm chí không có sự hư hỏng có thể sẽ rất quan trong cho một số loại công trình, như là ~ _ Các nhà chứa vật liệu thiết bj nguy hiểm (các tất bị nguyên tử, một số nhà máy hồn chất); ~_ Các cầu và edu cạn; ~_ Các công trình công cộng quan trọng, đặc biệt được quy hoạch cho các tình huống khẩn cắp, thâm họa (bệnh viện, rung tâm kiểm sot khẩn ấp, trung tâm lên ge.) = Các công tình quan trọng cho bảo vệ quốc gia: ~_ Các công trình chứa các thành phần đắt tién và thiết bị điện; ~_ Các bảo tầng, đãi tưởng niệm nghệ thuật và lich sử Nếu thiết kế công tình theo cách tiếp cận truyỄn thống thì rất khó Khăn đáp ứng được.

sắc yêu cầu về việc không có hư hỏng ding é do động đất như đỂ cập ở trên, trong 3 một số trường hợp là không thé, Theo phương pháp truyền thống, công tình được thiết kể dựa trên sự kháng cự của công tình nhờ vào ứng xử sau din hồi của kết cầu tp cho nó có th trụ vững khi có các trận động dt ớn. Đặc bi, việc ngăn chặn sự hư hồng của các cầu kiện không chịu lực và các rang thik bi, bộ phận rên trong công trình là việc cực kỳ khó khăn khi thiết kế theo cách tiếp cận này. Thêm nữa, một số sông trình cũng đã được thấy là không đủ khả năng chịu được động đắt lớn, và sự bổ sung thêm theo phương pháp truyền thông (tăng cường) thì thường khó khăn và đắt đỏ hon, và có thé không cải thiện được khả năng kháng chin một cách đầy đủ. "uy nhiên, gin đây các phương pháp thiết kể thay thé đã được phát triển, các phương: pháp này sẽ xem xét làm giảm khả năng hư hỏng động của công trình và đảm bảo sự nguyên ven của cả kết cầu chịu lực cũng như không chị lực khi chịu các mức động dit rắt cao.

Khả năngnày dựa trên việc làm giảm tải trọng động tác dung lên công trình, thay vì làm tăng khả năng kháng cự của kết cs Dựa theo kinh nghiệm t đã có sự thống nhất quốc tế là giữa các phương phápthiết kế truyền thông và thay cách chan là giải pháp day đủ tin cậy để áp dụng rộng rãi cho các công trình xây mới và bổ. sung cho các kết cẫu đang tn tại của rt nhi loại công trinh như: cần, nhà và các nhà máy khác. Các nguyên tắc cơ bản và yêu cầu của một hệ cách chin Cách chắn là một trong những sự phát tiễn kỹ thuật động đt trong những năm gin đây. Như đã 48 cập, kỹ thuật này đã đủ hoàn thiện để sử dụng rộng rãi trong các công trình dân dung và một số nhà máy công nghiệp.

Có nhiều ví dụ vỀ các công tình cầu, nhà và các nhà máy, kết cấu phi hạt nhân áp dung công nghệ nay đã tồn tại được ở các nước có động đắt mạnh như Nhật Bản, New Zealand, Mỹ (đặc biệt California) và một số nước châu âu như Italy, Hy Lạp, Bồ Đảo. Nha và Thụy S CCích chin được đặt giữa phin dé cia với phần móng của nó, các cách chắn này sẽ có đặc tính déo cao khi có động đắt lớn xảy ra. Tính déo này là để dịch chuyển các tần số cơ bản của công trình tới giá trị nằm dưới khoảng chuyển động của nén đất. ‘Theo cách làm này thì chủ) tyễn động của đất sẽ được tách ra và trách được hiện tượng.

công hưởng giữa nén đất và phn kết cầu phía trên VỀ nguyên tắc, một kết cu có thể cách chắn theo cả phương ngang và phương đúng Tuy nhiên, hiện nay các ứng dụng cách chắn thường chí ấp dụng cho phương ngang. Lý do là tải trong động theo phương đứng ít nguy biểm hơn nhiều khi so với phương ngang (cả vỀ mức độ kích thích lẫn sự khuyết đại của kế cu); thêm nữa, sang lắc ddo hệ thông cách chin ba chiều cũng cần phải tránh. Mặt khác, thiết lập các hệ cách chin ba chiều là rất phức tạp. Tuy nhiên với một số loại công trì vẫn cần phải cách chắn theo cả phương đứng, ví dụ các trung tâm máy tính.

Đối với các trận động đất lớn, các cách chấn phải có độ cứng ngang đủ để chuyển các tn số riêng của công tình về dưới | Hz (thường giữa 0.5 và 03 Hz) đây là dải mà ở đó chuyển động động của nền dit (nếu nn đắt đủ độ cứng) l Theo cách này, kết cấu được cách chấn chuyển động như một khối cứng trong mặt phẳng nằm ngang. (Trong trường hợp đắt mềm, việc sử dụng cách chấn cần nghiên cứu kỹ hơn) (Cée cách chắn không chỉ làm giảm mạnh gia tốc dao động của một công tinh, mà còn làm tăng đảng kế chuyển vi công tình. Tuy nhiên, để giới hạn chuyển vi ới giá tị 2 cách chắn phải chấp nhận được, hệ thống có những phần tử giảm chắn, và các phần tử lọc (tering elements). Chống phải có khả năng tự câ bằng, nghĩa là cô khả năng mang cấu về vị trí ban đã sau mỗi định gia tốc chuyển động và cuối mỗi trận động đất.

Did này đâm bảo kết cấu an toàn sau mỗi lẫn chắn động. Cuối cùng, độ cứng ngang của các hệ cách chấn phải khá nhỏ khi có kích động lớn (ác trận động đất lớn), nhưng phải đủ lớn khi có kích động nhỏ. Các kích động nhỏ này bị gây ra do gió, xe cô di lại hoặc động đất nhỏ. Độ cứng đủ lớn sẽ đảm bảo không.

gây ra các rung động khi có kích động nhỏ [1] TZarsHe / al Parad @ Hình 1.1 Phổ phan ứng gia tốc khi là ham) Hình 1.2 Phổ phản ứng chuyển vị khi là ham của sự giảm chắn (được định nghĩa theo | cia sự giảm chắn (được định nghĩa theo ECS ECS cho gia tốc nền 0,8g, đắt trung binh) cho giatốc nền 0,8g, đắt trung bình) Hình 1.3 Ảnh hướng của gối cách chấn đến phản ứng của kết cầu 1. Phân loại gối cách chấn đáy. Hiện my, trong thiết kể có kể đến ti động của động đắt và trang bị thêm các cấu trúc phương pháp cách chấn được áp dung rộng rãi nhờ vào tính hiệu quả kinh tế của nó ‘Theo cách tiếp cận này, có thể giảm nhủ cầu v độ dèo của các phần từ kết cấu do đó cải đặt các thiết bị cách ly giữa cầu trúc thượng ting và cầu trúc đáy. Các thiết bị cách ly à về cơ bản được phân loại thành gối loại trượi trượt và cao su nhiễu lớp vòng bi Gối trượt được giới thiệu dé lạc ra truyền lực lượng, lông dit bằng cách cung cấp trượt ma sát.

Trên mặt khác, gối cao su nhiều lớp có tính linh hoạt cao có nghĩa là để thay đổi thời kỳ tự nhiên của các cấu trúc để tránh cộng hưởng với sự kích thí hi chúng thường kèm theo một số tính chất giảm xóc để ngăn chặn các cấu trúc quá mức bị cô lập và phản ứng độc lập với nhau. Gối bi cao su nhiễu lớp đã thấy ngày càng nhiề ứng dụng trong những năm gn đây là thiết bị cách ly địa chin trong cầu Ba loại gối cao su nhiều lớp được sử dụng rộng rãi cho Mục đích này: gối cao sử tự nhiên (NRB), g i cao su chỉ (LRB), và gối cao su có độ can cao (HDRB). Trong số, các loại gối này, sử dụng HDRB làm thiết bị kháng chắn trong kết cấu được tăng lên do khuéch tan năng lượng của nó. Các công trình ứng dụng gối HDRB trên thể giới 1.1, TELECOM - Công ty viễn thông Halian Ancona, Italy “Trung tâm viễn thông của Ancona bao gồm một nhóm năm tòa nhà gdm năm, su hoặc bảy ting được kết nổi với nhau nhưng có kết cấu độc lập.

Trong số các lý do khác nhau đã thuyết phục chủ đầu tư áp dụng cách chin day, hai lý do quan trọng nhất là ~_ Những thiết bị công nghệ cao cin thiết cho hoạt động của nhân n trong các tòa nhì số thể hoàn toàn được bảo vệ khỏi động đất bằng cách chin diy, do đó đảm bio cho doanh nghiệp hoạt động liên tục và tiết kiệm chi phí sửa chữa thiệt hại rat cao. trong trường hợp xiy ra động đất = Việc áp dụng cách chin đáy có th tết kigm đáng kế trong kết cấu bên trên và nỀn mồng, do dé chỉ phí của kết cấu bao gm các bộ cách chin diy rẻ hơn 7% so với kết cấu không cách chắn. “Trong năm 1990, một trong các công trình đã được thử nghiệm động học, đặc biệt là thử nghiệm snap-back. Dé thực hiện thử nghiệm này, công tỉnh đã được thay thể bằng các kích thủy lực hoạt động giữa tường ch và kết cá hạ ting, do đó áp dụng các biển dạng trượt cho các bộ ich chấ ¿ một tập hợp các tắm thép có thể tháo ra, được gắn với nhau bằng một bu-lông nỗ, được lắp đặt bên cạnh mỗi đầu kích mà cuỗi cùng đã được giải phóng và thay thé.

Sự nỗ đồng thời của các bu lông giải phóng chuyển vị cưỡng bức lên đến 107 mm, cho phép công trình xoay về vị trí ban đầu của nó. Thử nghiệm này cho phép kiểm tra giá trị thực tế của giảmchắn nhớt cân bằng. 7 lJo- o O-0 , LI L "Hình 1.4 Mặt bằng tổng thể của Công ty Viễn thông.5 Công trình thực tế Hình 1.