Luận Văn Thạc Sĩ Về Phân Tích Tĩnh Phi Tuyến Địa Chấn Của Khung Thép SMRF

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật xây dựng phân tích tĩnh phi tuyến phản ứng địa chấn của khung thép phẳng smrf, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Đỗ Trọng Nghĩa
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hồng An
• Trường học: Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
• Đề tài: Phân Tích Tĩnh Phi Tuyến Địa Chấn Khung Thép SMRF
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
• 1.1. Phi tuyến hình học
• 1.2. Phi tuyến vật liệu
• 1.3. Tình hình nghiên cứu của đề tài
• 1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.3.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
• 1.4. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.5. Phạm vi nghiên cứu cho đề tài
• 2. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến cho kết cấu đối xứng
• 2.2. Dự đoán biến dạng của hệ một bậc tự do không đàn hồi
• 2.3. Phương pháp phân tích phi tuyến theo miền thời gian (NL_RHA)
• 2.3.1. Kết cấu đàn hồi
• 2.3.2. Kết cấu không đàn hồi
• 2.4. Phân tích tĩnh phi tuyến đẩy dần chuẩn (SPA)
• 2.5. Phương pháp phân tích tĩnh sử dụng lực ngang có xét đến các dạng dao động
• 3. CHƯƠNG III: THIẾT LẬP MÔ HÌNH VÀ DAO ĐỘNG NỀN
• 3.1. Giới thiệu về mô hình
• 3.2. Thiết lập mô hình tính toán
• 3.3. Nhóm độ cứng và moment chảy
• 3.4. Các hệ số và tải trọng tính toán
• 3.5. Các dao động nền tính toán cho hệ khung
• 4. CHƯƠNG IV: ĐÁNH GIÁ PHẢN ỨNG ĐỊA CHẤN CHO CÁC KHUNG THÉP PHẲNG SMRF
• 4.1. Độ tin cậy của phương pháp NL_RHA
• 4.2. Kết quả tính toán
• 4.2.1. Dạng dao động tham gia tính toán
• 4.2.2. Phản ứng chuyển vị đỉnh
• 4.2.3. Nội lực khung
• 5. CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 5.1. Kết luận
• 5.2. Kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC: DỮ LIỆU ĐẦU VÀO
• A. Mô hình và tiết diện khung
• B. Nhóm phần tử và moment dẻo. Kết quả chuyển vị và độ trôi tầng

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu này tập trung vào phân tích tĩnh phi tuyến cho các kết cấu khung thép chịu lực, đặc biệt là khung thép SMRF. Mục tiêu chính là cải thiện hiểu biết về hành vi địa chấn của các kết cấu này ở các khu vực có mức độ động đất khác nhau. Các mô hình phân tích sẽ được áp dụng để đánh giá ứng xử và xác định lực tổng thể, nội lực cũng như yêu cầu về biến dạng trong các cấp độ rủi ro khác nhau. Điều này sẽ góp phần vào việc phát triển thiết kế dựa trên hiệu suất địa chấn cho các kết cấu khung thép SMRF.

1.1 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu bao gồm việc xác định nội lực và độ trôi tầng cho các mô hình kết cấu SMRF tại Los Angeles, Seattle và Boston. Phương pháp phân tích phi tuyến sẽ được so sánh với phương pháp phân tích theo miền thời gian (NL_RHA) nhằm đánh giá sự đóng góp của từng phương pháp trong thiết kế kết cấu khung thép chịu động đất. Kết quả sẽ cung cấp thông tin quý giá cho các kỹ sư trong việc cải thiện thiết kế và đánh giá các công trình xây dựng.

II. Cơ sở lý thuyết

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến để đánh giá phản ứng của các kết cấu khung thép. Phân tích tĩnh phi tuyến, hay còn gọi là pushover analysis, là một công cụ quan trọng giúp dự đoán hành vi của các kết cấu dưới tác động của động đất. Mặc dù phương pháp NL_RHA được coi là phương pháp nghiêm ngặt nhất, nó yêu cầu kỹ năng cao và thời gian thực hiện lớn. Do đó, phương pháp tĩnh phi tuyến đang trở thành lựa chọn phổ biến cho các kỹ sư. Nghiên cứu này cũng sẽ mở rộng phương pháp tĩnh phi tuyến để cải thiện độ chính xác trong việc phân tích các kết cấu SMRF.

2.1 Phương pháp phân tích

Các phương pháp phân tích được áp dụng trong nghiên cứu bao gồm phân tích tĩnh phi tuyến và phân tích modal pushover (MPA). MPA là một phương pháp mới giúp cải thiện độ chính xác của việc đánh giá phản ứng địa chấn. Nghiên cứu sẽ so sánh kết quả của các phương pháp này với nhau và với phương pháp NL_RHA để đưa ra các khuyến nghị cụ thể cho việc thiết kế kết cấu khung thép chịu động đất.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả từ nghiên cứu cho thấy rằng các kết cấu khung thép SMRF có thể đáp ứng tốt các yêu cầu về phản ứng địa chấn khi được thiết kế đúng cách. Các phương pháp phân tích phi tuyến đã chứng minh khả năng dự đoán chính xác hành vi của các kết cấu dưới tác động của động đất. Kết quả này sẽ được sử dụng để cải thiện các tiêu chuẩn thiết kế cho các công trình xây dựng trong tương lai, đảm bảo an toàn và độ tin cậy cho các kết cấu khung thép tại các khu vực có nguy cơ động đất cao.

3.1 Đánh giá hiệu suất

Đánh giá hiệu suất của các kết cấu khung thép SMRF cho thấy rằng việc áp dụng các phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến giúp xác định chính xác nội lực và độ trôi tầng. Kết quả cho thấy rằng các kết cấu này có khả năng chịu đựng tốt dưới tác động của động đất, nhờ vào việc thiết kế tối ưu và việc áp dụng các phương pháp phân tích tiên tiến. Điều này khẳng định giá trị thực tiễn của nghiên cứu trong việc nâng cao an toàn cho các công trình xây dựng.

IV. Kết luận

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng phân tích tĩnh phi tuyến là một công cụ hiệu quả trong việc đánh giá hành vi địa chấn của các kết cấu khung thép SMRF. Kết quả cho thấy rằng việc áp dụng các phương pháp phân tích này không chỉ nâng cao độ chính xác trong thiết kế mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành xây dựng. Nghiên cứu đề xuất việc áp dụng rộng rãi các phương pháp này trong thiết kế và đánh giá các công trình xây dựng tại các khu vực có nguy cơ động đất.

4.1 Khuyến nghị

Khuyến nghị cho các kỹ sư và nhà thiết kế là nên áp dụng các phương pháp phân tích phi tuyến trong quá trình thiết kế kết cấu khung thép. Việc này không chỉ giúp cải thiện độ chính xác mà còn nâng cao hiệu suất của các công trình xây dựng trong điều kiện động đất. Ngoài ra, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp phân tích mới để nâng cao hơn nữa khả năng dự đoán hành vi của các kết cấu dưới tác động của động đất.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển nhanh chóng của các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, việc đảm bảo an toàn kết cấu trước các tác động động đất là một yêu cầu cấp thiết. Theo báo cáo của ngành xây dựng, các kết cấu khung thép chịu moment (SMRF) được sử dụng phổ biến trong các tòa nhà trung và cao tầng do khả năng chịu lực ngang tốt. Tuy nhiên, các trận động đất lớn như Northridge năm 1994 và Kobe năm 1995 đã làm sụp đổ hàng loạt kết cấu SMRF, chủ yếu do phá hoại giòn tại các liên kết hàn giữa dầm và cột. Điều này đặt ra thách thức lớn trong việc đánh giá và thiết kế các kết cấu SMRF nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả chịu động đất.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích tĩnh phi tuyến phản ứng địa chấn của các khung thép phẳng SMRF, tập trung vào việc xác định nội lực, chuyển vị và độ trôi tầng của các mô hình kết cấu 3, 9 và 20 tầng tại ba khu vực có đặc điểm động đất khác nhau: Los Angeles, Seattle và Boston. Nghiên cứu sử dụng các phương pháp phân tích phi tuyến tĩnh chuẩn (SPA), phân tích tĩnh có xét đến các dạng dao động cao (MPA) và so sánh với phương pháp phân tích phi tuyến theo miền thời gian (NL_RHA) nhằm đánh giá độ chính xác và ứng dụng trong thiết kế kết cấu chịu động đất.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm các mô hình khung SMRF tại ba thành phố với các bộ dao động nền đặc trưng, phân tích các phản ứng địa chấn với xác suất xảy ra động đất 10% và 2% trong 50 năm. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển thiết kế dựa trên hiệu suất (performance-based design) và nâng cao độ tin cậy của các công trình khung thép chịu động đất, góp phần giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản trong tương lai.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình phân tích phi tuyến cho kết cấu SMRF chịu động đất, bao gồm:

• Phân tích phi tuyến hình học và vật liệu: Xem xét sự thay đổi ma trận độ cứng do biến dạng lớn (phi tuyến hình học) và ứng xử không đàn hồi của vật liệu thép (phi tuyến vật liệu). Mô hình vật liệu đàn-dẻo tái bền tuyến được sử dụng để mô phỏng sự chảy dẻo và hình thành khớp dẻo tại các đầu dầm và cột.

• Phương pháp phân tích phi tuyến tĩnh chuẩn (SPA): Dựa trên giả định hệ nhiều bậc tự do (MDOF) có thể thay thế bằng hệ một bậc tự do tương đương (SDOF), tải ngang được phân bố theo dạng dao động cơ bản. Phương pháp này cung cấp đường cong pushover thể hiện quan hệ lực cắt đáy - chuyển vị đỉnh, giúp đánh giá phản ứng phi tuyến của kết cấu.

• Phương pháp phân tích tĩnh có xét đến các dạng dao động cao (MPA): Mở rộng SPA bằng cách kết hợp các dạng dao động bậc cao, cải thiện độ chính xác trong đánh giá phản ứng biến dạng của các công trình nhiều tầng. MPA sử dụng quy tắc tổ hợp căn bậc hai tổng bình phương (SRSS) để kết hợp phản ứng của các dạng dao động.

• Phương pháp phân tích phi tuyến theo miền thời gian (NL_RHA): Phương pháp chính xác nhất, mô phỏng phản ứng động lực học không đàn hồi của kết cấu dưới tác động của các dao động nền thực tế. Tuy nhiên, NL_RHA đòi hỏi kỹ sư có trình độ cao và tốn nhiều thời gian tính toán.

Các khái niệm chính bao gồm: chuyển vị mục tiêu, độ trôi tầng, nội lực cục bộ và toàn hệ, khớp dẻo, hệ số cản, và các dạng dao động tự nhiên của kết cấu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu nghiên cứu bao gồm các mô hình kết cấu SMRF 3, 9 và 20 tầng được thiết kế theo tiêu chuẩn tại ba thành phố Los Angeles, Seattle và Boston, đại diện cho các vùng có mức độ động đất khác nhau. Các mô hình được xây dựng dựa trên tiết diện thép thực tế, chiều cao tầng và số nhịp phù hợp với đặc điểm công trình thực tế.

Phương pháp phân tích sử dụng phần mềm Drain-2DX để thực hiện phân tích tĩnh phi tuyến và Matlab R2011b để xử lý dữ liệu, tính toán các tham số động lực học và kết hợp kết quả. Cỡ mẫu gồm ba mô hình kết cấu với ba vị trí địa lý, mỗi mô hình chịu tác động của bốn bộ dao động nền khác nhau, với tần suất xảy ra động đất 10% và 2% trong 50 năm.

Phân tích được thực hiện theo ba phương pháp: SPA, MPA và NL_RHA. Kết quả được so sánh về chuyển vị đỉnh mái, độ trôi tầng và nội lực để đánh giá độ chính xác và hiệu quả của các phương pháp tĩnh phi tuyến so với phương pháp NL_RHA. Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 2 đến tháng 6 năm 2012, tập trung vào việc thiết lập mô hình, phân tích và tổng hợp kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Độ chính xác của phương pháp MPA vượt trội so với SPA: Kết quả phân tích cho thấy phương pháp MPA có sai số chuyển vị đỉnh mái trung bình thấp hơn 5% so với phương pháp NL_RHA, trong khi SPA có sai số lên đến khoảng 15%. Đặc biệt, với các công trình cao tầng 20 tầng, MPA thể hiện độ chính xác cao hơn trong việc dự đoán độ trôi tầng và nội lực.

2. Ảnh hưởng của số tầng và vị trí địa lý đến phản ứng kết cấu: Các khung 3 tầng có chuyển vị đỉnh mái trung bình khoảng 0.02 m tại Los Angeles, trong khi khung 20 tầng có chuyển vị lên đến 0.15 m. Tại Seattle và Boston, chuyển vị đỉnh mái giảm khoảng 10-20% so với Los Angeles do mức độ động đất thấp hơn. Độ trôi tầng cũng tăng theo số tầng và mức độ động đất.

3. Phân tích phi tuyến tĩnh là công cụ hiệu quả cho thiết kế và đánh giá: MPA và SPA cung cấp thông tin đầy đủ về nội lực và biến dạng, giúp kỹ sư đánh giá khả năng chịu đựng của kết cấu dưới các cấp độ rủi ro khác nhau. MPA đặc biệt hữu ích cho các công trình cao tầng với sự tham gia của các dạng dao động cao.

4. Khớp dẻo hình thành chủ yếu tại các đầu dầm và cột: Quan sát mô hình khớp dẻo cho thấy sự tập trung biến dạng lớn tại các vị trí này, phù hợp với giả định trong mô hình vật liệu đàn-dẻo tái bền tuyến. Điều này giúp xác định các điểm yếu cần gia cố trong thiết kế.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự khác biệt giữa các phương pháp là do SPA chỉ xét dạng dao động cơ bản, bỏ qua ảnh hưởng của các dạng dao động cao, dẫn đến đánh giá không đầy đủ phản ứng biến dạng của kết cấu cao tầng. MPA khắc phục hạn chế này bằng cách kết hợp các dạng dao động, từ đó cải thiện độ chính xác.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với báo cáo của Chopra và Goel (2002) về hiệu quả của MPA trong đánh giá kết cấu SMRF. Việc áp dụng phương pháp tĩnh phi tuyến giúp giảm thời gian tính toán so với NL_RHA mà vẫn đảm bảo độ tin cậy cao, phù hợp với thực tế thiết kế và đánh giá công trình.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ so sánh chuyển vị đỉnh mái, độ trôi tầng giữa các phương pháp và bảng số liệu sai số trung bình, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của từng phương pháp. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao hiểu biết về ứng xử địa chấn của kết cấu SMRF, hỗ trợ phát triển tiêu chuẩn thiết kế dựa trên hiệu suất.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng phương pháp MPA trong thiết kế và đánh giá kết cấu SMRF: Khuyến nghị các đơn vị thiết kế và tư vấn sử dụng MPA để đánh giá phản ứng địa chấn, đặc biệt với các công trình cao tầng nhằm nâng cao độ chính xác và hiệu quả tính toán trong vòng 1-2 năm tới.

2. Tăng cường đào tạo kỹ sư về phân tích phi tuyến tĩnh và động lực học kết cấu: Đào tạo chuyên sâu về các phương pháp SPA, MPA và NL_RHA để nâng cao năng lực chuyên môn, giảm thiểu sai sót trong thiết kế và đánh giá, thực hiện trong các khóa học và hội thảo chuyên ngành.

3. Phát triển phần mềm hỗ trợ tích hợp các phương pháp phân tích phi tuyến: Đầu tư nghiên cứu và phát triển phần mềm tích hợp SPA, MPA và NL_RHA với giao diện thân thiện, giúp kỹ sư dễ dàng áp dụng trong thực tế, dự kiến hoàn thành trong 3 năm.

4. Xây dựng tiêu chuẩn và hướng dẫn áp dụng phân tích phi tuyến trong thiết kế kết cấu chịu động đất: Cập nhật các quy định kỹ thuật xây dựng, bổ sung hướng dẫn chi tiết về phương pháp MPA và SPA, nhằm chuẩn hóa quy trình thiết kế và đánh giá, áp dụng trong các văn bản pháp luật xây dựng trong vòng 2 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế kết cấu: Nắm bắt các phương pháp phân tích phi tuyến tĩnh và động lực học để áp dụng trong thiết kế các công trình khung thép chịu động đất, nâng cao độ chính xác và an toàn công trình.

2. Chuyên gia đánh giá và kiểm định công trình: Sử dụng kết quả nghiên cứu để đánh giá hiệu suất chịu động đất của các công trình hiện hữu, xác định các điểm yếu và đề xuất biện pháp gia cố phù hợp.

3. Nhà nghiên cứu và giảng viên trong lĩnh vực xây dựng: Tham khảo các mô hình, phương pháp và kết quả phân tích để phát triển nghiên cứu sâu hơn về ứng xử phi tuyến của kết cấu thép và đào tạo sinh viên.

4. Cơ quan quản lý và ban hành tiêu chuẩn xây dựng: Áp dụng kết quả nghiên cứu để cập nhật và hoàn thiện các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật liên quan đến thiết kế và đánh giá kết cấu chịu động đất, đảm bảo an toàn và hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

1. Phân tích phi tuyến tĩnh khác gì so với phân tích phi tuyến theo miền thời gian?
   Phân tích phi tuyến tĩnh (SPA, MPA) dựa trên tải ngang tăng dần và giả định phản ứng không thay đổi dạng dao động, giúp giảm thời gian tính toán. Trong khi đó, phân tích phi tuyến theo miền thời gian (NL_RHA) mô phỏng phản ứng động lực học thực tế, chính xác hơn nhưng phức tạp và tốn thời gian.

2. Tại sao phương pháp MPA chính xác hơn SPA?
   MPA xét đến sự tham gia của các dạng dao động bậc cao, trong khi SPA chỉ xét dạng dao động cơ bản. Điều này giúp MPA đánh giá chính xác hơn phản ứng biến dạng và nội lực của các công trình cao tầng.

3. Phương pháp nào phù hợp cho công trình thấp tầng?
   Với công trình thấp tầng (3 tầng), SPA có thể cho kết quả đủ chính xác do ảnh hưởng của các dạng dao động cao không lớn. Tuy nhiên, MPA vẫn được khuyến nghị để đảm bảo độ tin cậy.

4. Khớp dẻo hình thành ở đâu và ảnh hưởng thế nào đến kết cấu?
   Khớp dẻo chủ yếu hình thành tại các đầu dầm và cột, là vị trí tập trung biến dạng lớn. Sự hình thành này giúp kết cấu hấp thụ năng lượng động đất nhưng cũng là điểm yếu cần được kiểm soát trong thiết kế.

5. Làm thế nào để xác định chuyển vị mục tiêu trong phân tích phi tuyến tĩnh?
   Chuyển vị mục tiêu được xác định dựa trên mô hình hệ một bậc tự do tương đương (SDOF) không đàn hồi, sử dụng các phương pháp như Capacity Spectrum Method (CSM) hoặc Displacement Coefficient Method (DCM) theo tiêu chuẩn FEMA-356 và ATC-40.

Kết luận

• Nghiên cứu đã chứng minh phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến MPA có độ chính xác cao, gần với kết quả của phương pháp NL_RHA, đặc biệt phù hợp với các công trình cao tầng SMRF.
• Phương pháp SPA tuy đơn giản nhưng có sai số lớn hơn, phù hợp với công trình thấp tầng hoặc giai đoạn sơ bộ thiết kế.
• Ứng xử địa chấn của kết cấu SMRF phụ thuộc rõ rệt vào số tầng và đặc điểm động đất của khu vực, cần được đánh giá kỹ lưỡng trong thiết kế.
• Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao cơ sở khoa học cho thiết kế dựa trên hiệu suất và phát triển tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng chịu động đất.
• Đề xuất áp dụng MPA trong thiết kế và đánh giá kết cấu, đồng thời phát triển đào tạo và phần mềm hỗ trợ để nâng cao hiệu quả ứng dụng trong thực tế.

Tiếp theo, các đơn vị thiết kế và nghiên cứu nên triển khai áp dụng phương pháp MPA trong các dự án thực tế, đồng thời phối hợp với cơ quan quản lý để cập nhật tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp. Để biết thêm chi tiết và hỗ trợ kỹ thuật, quý độc giả vui lòng liên hệ với các chuyên gia trong lĩnh vực kết cấu chịu động đất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG Il: THIET LAP M_ H NH VA DAO DONG NEN.1 Giới thiệu về mô hinh wee cscsesescscscesescsescscssesesescscssssssssessesssesees 25 3.1 Thiết lập mô hình tính toán .2 Nhóm độ cứng va moment chảy đẻO .3 Các hệ số và tải trọng tính foán.2 Các dao động nên tính toán cho hệ khung.---- - + 2 252 22s+s+£z£z£szs2 39 CHUONG IV: DANH GIÁ PHAN UNG DIA CHAN CHO CÁC KHUNG THEP PHANG SMRE .2 Độ tin cậy của phương pháp NL__RHA.3 Kết quả tính toán .1 Dạng dao động tham gia tính toán .2 Phản ứng chuyền vị đỉnh.4 Nội lực khung. -- - - - - - - - ch 74 CHƯƠNG V: KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ,.- G1111 1E 51919191 11 5101911111 1111111211 HT ng ru 80 5.2 Kiến ngÌhị,.- - - S6 1E E121 151 111211151111 11 1101111101111 11110111010 T1 111gr 81 TÀI LIEU THAM KHAO. << << S9 4 4 4 33 4 39s sesesese 82 PHU LUC: DU LIEU ĐẦU VÀÀOO.5-5-5- <2 se se se ssesesesesesesesese 85 A. Mô hình và tiết diện khung.--¿--- - 5252 SE2E+E#EEE£E£E£E#EEEEEErErErkrrrreee 85 B.

Nhóm phan tử và moment đẻO. Kết quả chuyền vị và độ trôi tang .----¿-5- 55 S2 ce2EEEsrrererree 121 LÍ LICH TRÍCH NGANG.2 5° < 5° S2 S9 vs xe csesssscse 142 Vil DANH MUC HINH ANH Hình 1.1 Mô hình vật liệu đàn-dẻo tái bền tuyến tinh.1 Mô hình phân phối lực theo FEMA-356 cho công trình 9 tầng tại Los ANGELES ƯNnG:cŨiiidddỎỐỎỐỎ.2 Phân phối lực §„ với n= I,2 và 3 dạng dao động của tòa nhà 9 tầng tại Los Angeles 443.3 Giải thích khái niệm không kết hop RHA của hệ MDOF không dan hồi.4 Hệ SDOF không đàn hồi từ đường cong day dân: (a) Lý tưởng hóa đường cong đây dan; (b) Quan hệ giữa lực - chuyển vị của hệ SDOE.1 Mặt bang chung các tòa nhà 3, 9 và 20 tang .2 Mặt đứng các tòa nhà 3, 9 và 20 tầng.3 Mặt bang tòa nhà 3, 9 và 20 tang nam ở Los Angeles .4 Mặt đứng khung 3 tang Los Angeles .-----:--- cscx+ce 27 Hình 3.5 Mặt đứng khung 9 tang Los Angeles .-----¿-5- cscs+cs 28 Hình 3.6 Mặt đứng khung 20 tang Los Angeles .7 Đường cong quan hệ moment với biến dạng .8 (a) Hệ số cản theo khối lượng: (b) Hệ số can theo độ cứng.9a Trận động đất LAO L.--- << 5< ST EE 1151511151111 te Al Hnh3.9 Trận động đất LA09. -- CS TT TT TT T111 1111211111211 tk Al H nh 3.9¢ Trận động đất LA27 .cccecccccccccscecssscscscsesessssscscscesscscssssstssssstststseseseeen Al H nh 3.9d Trận động đất LA32 voce ceescecscscsesesssssscscscsessscesstetsssestetssseseseees 42 H nh 3.9e Trận động đất BO02 .---- + + ST E11151211 1121313 tk 42 H nh 3.9f Trận động đất BO 14.---- + + 2 ST 1151213111111 tk 42 H nh 3.9g Trận động đất BO2. -- << ST E111512111 512121 tk 43 H nh 3.9h Trận động đất BO27.---- + + + ST E1 11111515131 1113112 te 43 H nh 3.9i Trận động đất SE02.----- + + ST TT E1115121 111113212 te 43 Vill H nh 3.9j Trận động đất SE: l.--- - + + 2 SE SE 1115151151111 te 44 H nh 3.9k Trận động đất SIE/21 .---- + + << S33 EEE1EEE15151313151131 1e te, 44 H nh 3.91 Trận động đất SE/29.

-- - + + ST S311 1111511111111 1e te 44 Hình 4.1 (a) Khung 3 tang của Chatpan Chintanapakdee; (b) Khung 3, 9 tầng của 0900.2 Hệ khung 3 tầng của Chatpan Chintanapakde. (a) Chuyển vị trung bình của phương pháp NL_RHA; (b) Độ trôi tang của phương pháp NL_RHA.3 Hệ khung 9 tầng của Chopra. (a) Chuyển vị trung bình của phương pháp NL_RHA; (b) Độ trôi tang của phương pháp NL_ RHA .4 Mối quan hệ lực-chuyên vị.-- ¿2-2 + 256 2SE+EEEEE£E£E#ESEEErErErrrrrreee 51 Hình 4.5 Chuyén vị của khung 3 tang .6 Độ trôi tầng của khung 3 tang .7 Chuyến vị đỉnh theo thời gian .8 Ba dạng dao động của khung 20 tang tai Los Angeles .9 Đường cong day dan ở dạng dao động đầu tiên ứng với các khung 3, 9 và 20 chịu các trận động đất ở Boston, Seattle và Los AngelesS.10a Chuyển vị trung bình của các hệ khung 3 và 9 tang bằng phương pháp NL_RHA, SPA va MPA chịu các trận động đất xác suất 10% trong 50 năm.10b Chuyên vị trung bình của các hệ khung 20 tang băng phương pháp NL_RHA, SPA va MPA chịu các trận động đất xác suất 10% trong 50 năm.11a Chuyến vị trung bình của các hệ khung 3 tang bang phương pháp NL_RHA, SPA va MPA chịu các trận động đất xác suất 2% trong 50 năm .11b Chuyên vị trung bình của các hệ khung 9 và 20 tầng bang phương pháp NL_RHA, SPA va MPA chịu các trận động đất xác suất 2% trong 50 năm .12a Độ trôi tang trung binh cua cac hé khung 3 va 9 tang chịu các trận động đất xác suất 10% trong 50 năm băng phương pháp NL_RHA,SPA và MPA.12b Độ trôi tang trung bình cua các hệ khung 20 tầng chịu các trận động đất xác suất 10% trong 50 năm băng phương pháp NL_RHA,SPA và MPA .13 Độ trôi tang trung bình của các hệ khung 3, 9, 20 tang chịu các trận động đất xác suất 2% trong 50 năm bằng phương pháp NL_RHA,SPA và MPA.14a Hệ số độ trôi tang trung bình của các hệ khung 3 va 9 tang chiu cac tran động đất xác suất 10% trong 50 năm bang phương pháp NL_RHA,SPA và MPA.14b Hệ số độ trôi tang trung bình cua các hệ khung 20 tang chịu các trận động đất xác suất 10% trong 50 năm băng phương pháp NL_RHA,SPA và MPA.15 Hệ số độ trôi tang trung bình của các hệ khung 3, 9, 20 tang chiu cac tran động đất xác suất 2% trong 50 năm bang phương pháp NL_RHA,SPA và MPA.16a Độ trôi tầng lớn nhất ở tất cả các tầng được xác định bởi phương pháp SPA, MPA so với nghiệm chính xác từ phương pháp NL_ RHA của hệ khung 3 và 9 tầng chịu động đất với xác suất 10% trong 50 năm.---- - 2525252 2scc+eszscsced 70 Hình 4.16b Độ trôi tầng lớn nhất ở tất cả các tầng được xác định bởi phương pháp SPA, MPA so với nghiệm chính xác từ phương pháp NL_RHA của hệ khung 20 tầng chịu động đất với xác suất 10% trong 50 năm.---- - 2525252 2scc+eszscsced 71 Hình 4.17a Độ trôi tầng lớn nhất ở tất cả các tầng được xác định bởi phương pháp SPA, MPA so với nghiệm chính xác từ phương pháp NL_RHA của hệ khung 3 tầng chịu động đất với xác suất 2% trong 5Ö năm.17b Độ trôi tang lớn nhất ở tat cả các tầng được xác định bởi phương pháp SPA, MPA so với nghiệm chính xác từ phương pháp NL_ RHA của hệ khung 9 và 20 tang chịu động đất với xác suất 2% trong 50 năm .18 Mô hình hình thành khớp dẻo trên khung 3 tầng ở Los Angeles.1 Mặt bang tòa nhà 3, 9 và 20 tang ở Seattle.2 Mặt đứng khung 3 tang 6 Seat(le.3 Mô hình khung 9 tang ở Seaffle.4 Mô hình khung 20 tang ở Seattle.5 Mặt bang tòa nhà 3, 9 và 20 tầng ở Bosfon.----¿-scc<c+<c<sc: 88 Hình A.6 Mô hình khung 3 tầng ở Bosfon.- 5c 5c S2 2222 xe ceerrsed Hình A.7 Mô hình khung 9 tầng ở BOsfON.- 5c 5c S222 2E xe ceerrsed Hình A.8 Mô hình khung 20 tầng ở Bosfon.--- 7 252 222cc xe csecersed XI DANH MỤC BANG BIEU Bang 3.1 Tiết diện khung 3 tầng Los Angeles .2 Tiết diện khung 9 tang Los Angeles .--¿-¿- 5 5252 52+ece+eszceced 28 Bang 3.3 Tiết diện khung 20 tang Los Angeles .4 Nhóm các phan tử khung 3 tang ở Los Angeles .5 Các thông số tính toán khung 3 tang ở Los Angeles.6 Nhóm các phan tử khung 9 tầng ở Los Angeles .7 Các thông số tính toán khung 9 tầng ở Los Angeles.8 Giá trị hệ số cản tham khảO.-- - 2 2-5 S252 SE 2E£E£E£E££E£E£EzEeEerersrered 36 Bảng 3.9 Dữ liệu các trận động đất tần suất xảy ra là2 trong 50 năm .10 Dữ liệu các trận động đất tần suất xảy ra là IŨ trong 50 năm .1 Dữ liệu 20 trận động đất LMRS.----G- E52 SE EEEEEEEErerrrees 48 Bang 4.2 Chu kỳ dao động của khung 3 và 9 tang .3 Chu ky dao động tự nhiên của hệ khung.4 Thành phan khối lượng tham gia cho từng mode .5 Giá tri độ sai lệch chuyển vị đỉnh mái (%) ở Boston giữa phương pháp SPA và MPA so với phương pháp NL_ RHA .- --ĂĂẶ BS se 56 Bảng 4.6 Giá trị độ sai lệch chuyển vị đỉnh (%) ở Seattle giữa phương pháp SPA và MPA so với phương pháp NL_ RHA. --- - GG G519 1 ng re 56 Bảng 4.7 Giá trị độ sai lệch chuyển vị đỉnh (%) ở Los Angeles giữa phương pháp SPA và MPA so với phương pháp NL_ RHA .- --ĂĂẶ BS se 57 Bảng 4.8 Giá trị trung bình và phương sai của tất cả các tầng được xác định bằng phương pháp SPA, MPA, so với nghiệm chính xác NL_RHA tại Bosfon.9 Giá trị trung bình và phương sai của tất cả các tầng được xác định bằng phương pháp SPA, MPA, so với nghiệm chính xác NL_RHA tại Seattle.10 Giá trị trung bình và phương sai của tất cả các tầng được xác định bằng phương pháp SPA, MPA, so với nghiệm chính xác NL_RHA tại Los Angeles .11 Sự hình thành khớp dẻo của hệ khung 3 tầng ở Los Angeles.12 Sự hình thành khớp dẻo của hệ khung 9 tang ở Los Angeles.

76 XH PHU LUC90225 .1 Tiết diện khung 3 tầng tại Seatfle.---- 5-5-5522 Sex t2 SE Erkrkrrrrrsred 85 Bảng A.2 Tiết diện khung 9 tầng tại Seaffle.-- 5-5-5 S221 SE 2E Erkrkrrrrrrrred 86 Bang A.3 Tiết diện khung 20 tầng tai Seat(le.-- + 25555 c 2e tt Ezkrkrrrrrered 86 Bảng A.4 Tiết diện khung 3 tầng tại Bosfon.5 Tiết diện khung 9 tầng tại Bosfon.6 Tiết diện khung 20 tầng tại Bosfon.--¿-¿-5- 55 c+cc£ececesrerrsred 71 Bang B.1 Nhóm các phan tử khung 9 tang ở Los Angeles.2 Các thông số tính toán khung 9 tang ở Los Angeles.3 Nhóm các phan tử khung 20 tầng ở Los Angeles.4 Các thông số tính toán khung 20 tang ở Los Angeles.5 Nhóm các phan tử khung 3 tang ở Seattle.--¿-5- -555+csc<cscs¿ 101 Bang B.6 Các thông số tính toán khung 3 tang ở Seattle oo.7 Nhóm các phan tử khung 9 tầng ở Seattle.---¿-5- -5cc+csccscs¿ 102 Bảng B.8 Các thông số tính toán khung 9 tang ở Seattle.9 Nhóm các phan tử khung 20 tang ở Seattle.10 Các thông số tính toán khung 20 tầng 6 Seattle.11 Nhóm các phan tử khung 3 tầng ở Bosfon.12 Các thông số tính toán khung 3 tang ở Bosfon.13 Nhóm các phan tử khung 9 tầng ở Bosfon.14 Các thông số tính toán khung 9 tầng ở Bosfon.15 Nhóm các phan tử khung 20 tầng ở Boston .16 Các thông số tính toán khung 20 tầng ở Bosfon.1 Chuyển vị đỉnh của các khung ở Bosfon.2 Chuyển vị đỉnh của các khung ở Seattle.--- eee +c+c+cscsccee 120 Bảng C.3 Chuyến vị đỉnh của các khung ở Los Angeles .4 Chuyến vi và độ trôi tang của khung 3 tang bằng phương pháp NL_RHA Xi Bang C.5 Chuyén vi và độ trôi tang của khung 3 tang bằng phương pháp SPA .