Báo cáo nghiên cứu khoa học: MỘT CÁCH TIẾP CẬN ĐỂ TÍNH TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ PHẢN ỨNG THEO TCXDVN 375 : 2006

Đặt vấn đề Phương pháp phân tích phổ phản ứng (RSM) được áp dụng khá hiệu quả để phân tích nội lực và biến dạng của kết cấu dưới tác dụng của động đất. Đặc biệt trong trường hợp công trình có khối lượng hay độ cứng thay đổi theo chiều cao, hay có sự đóng góp đáng kể của dạng dao động bậc cao.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "MỘT CÁCH TIẾP CẬN ĐỂ TÍNH TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ PHẢN ỨNG THEO TCXDVN 375 : 2006" MỘT CÁCH TIẾP CẬN ĐỂ TÍNH TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ PHẢN ỨNG THEO TCXDVN 375 : 2006KS. LÊ XUÂN TÙNGTrường Đại học Phương Đông1. Đặt vấn đề Phư ơng pháp phân tích phổ ph ản ứ ng (RSM) đư ợc áp d ụng khá hiệ u qu ả để phân tích n ội l ực vàbi ến dạ ng c ủa kết cấ u dư ới tác d ụng c ủa đ ộng đất. Đặc bi ệt trong tr ư ờng h ợp công trình có khối lư ợ nghay độ cứ ng thay đ ổi theo chi ều cao, hay có sự đóng góp đáng kể của dạ ng dao đ ộng b ậc cao. Tiêuchuẩn TCXDVN 375:2006 quy đị nh việ c cầ n thiế t áp d ụng phư ơng pháp phân tích phổ p hả n ứ ng đố ivớ i hầu hết các tr ư ờ ng hợ p kết cấu nhà có chu k ỳ dao đ ộng riêng bậ c mộ t l ớ n hơn 2 giây. Bài báo này đư a ra m ột cách tiế p cậ n TCXDVN 375 : 2 006 đ ể tính tải trọng đ ộng đấ t bằ ngph ư ơ ng pháp phân tích phổ ph ả n ứ ng theo quy trình giả n lư ợc.2. Trình tự xác định tải trọng động đất bằng phương pháp phân tích phổ phản ứng theo TCXDVN 375 : 2006 Bướ c 1: X ác đị nh các đ ặc trư ng dao độ ng riêng c ủa hệ kết cấu: chu k ỳ dao đ ộng riêng Tk vàchuyể n vị  k ,i của tầng thứ i ứ ng vớ i d ạng dao đ ộng thứ k. Ngày nay, công c ụ tính toán khá m ạnh, dođó nên dùng mô hình không gian vớ i gi ả t hi ết các bản sàn tuyệt đ ối cứ ng trong mặt phẳ ng c ủa chúng.Các đ ặc trư ng này có thể đư ợc xác đị nh theo chư ơ ng trình phân tích kết cấ u như Sap 2000, Etabs... Bướ c 2: Xác đị nh ph ổ gia tố c thi ết k ế S d (T ) v ới hệ s ố cả n nhớt h = 5% cho vị trí xây dự ng côngtrình, phụ t huộc vào các thông s ố: đỉ nh gia tốc nề n quy ư ớ c trên nề n đá cứ ng (loại A) a gR , loại n ềnđất, hệ s ố tầm quan tr ọng  1 của công trình và hệ s ố ứ ng xử q c ủa kết cấ u [1]. Bướ c 3: Xác đị nh l ực cắt tại chân công trình ứ ng vớ i d ạng dao đ ộng thứ k ( Fbk ) [1]. T heo m ỗ i hư ớng đ ư ợ c phân tích, ứ ng vớ i mỗi d ạng dao đ ộng, lực cắt đáy đ ộng đất Fbk p hải đư ợcxác đị nh theo bi ể u thức sau: Fbk  S d (Tk ) * mk (1)Trong đó: Sd(Tk) - tung độ c ủa ph ổ t hi ết kế tại chu k ỳ T k; Tk - chu k ỳ d ao đ ộng thứ k c ủ a nhà và công trình; mk - kh ối lư ợng hiệ u dụ ng củ a nhà và công trình ở t rên móng hoặc ở trên đỉ nh củ a phần cứ ng phíadư ới, đư ợc tính theo công th ức: 2 n    mi .i ,k  mk   n  i 1 (2)  mi .i2,k iTrong đó: mi - kh ối l ư ợng phần công trình đặt t ại điể m thứ i; i ,k - chuy ển vị ngang tỉ đ ối c ủ a trọ ng tâm ph ần công trình thứ i ứng với dạ ng dao độ ng thứ k (lấyra từ kết quả p hân tích dao độ ng bằng phầ n m ề m Sap 2000, Etabs...). Bướ c 4: Phân b ố l ực độ ng đ ất theo phư ơng ngang ( Fk ,i ). Tác độ ng củ a đ ộng đất phải đư ợ c xácđị nh bằ ng cách đặt các lực ngang Fk,i vào t ất cả c ác tầ ng ở hai mô hình ph ẳng [1]. si * m i Fik  Fbk * ( 3) sj *mjTrong đó: Fi,k - l ực ngang tác d ụng tại tầ ng th ứ i ứng v ới dao đ ộng thứ k; Fb - l ực cắt đáy đ ộng đất tí nh theo (1); si ; sj - lần lư ợ t là chuyể n vị c ủa các kh ối lư ợ ng mi ; mj trong các dạ ng dao đ ộng; mi ; mj - kh ối lư ợ ng củ a các tầ ng. Bướ c 5: Ki ể m tra các yêu cầ u trong ph ư ơng pháp phân tích phổ ph ản ứ ng dao độ ng, tứ c là ph ải xétt ới phản ứ ng của tất cả các dạ ng dao đ ộng góp phầ n đáng kể v ào ph ả n ứ ng tổng thể của nhà [1]. Đi ềunày đư ợc thực hi ệ n nế u tho ả mãn mộ t trong hai đi ề u ki ệ n sau: - T ổng khối lư ợ ng hữ u hi ệ u của các dạng dao độ ng đư ợc xét chi ếm ít n hất 90% t ổng khố i lư ợ ngkết cấ u; - T ất cả các dạ ng dao đ ộng có kh ối lư ợ ng hữ u hi ệ u l ớ n hơ n 5% t ổng khối lư ợng đ ều đư ợc xét đế n. Bướ c 6: Xác đị nh n ội lực và chuyể n vị trong h ệ kết cấu dư ới tác dụ ng của các lự c phân bố Fi ,kcho từ ng dạ ng dao độ ng, chẳ ng hạn sử d ụng ch ư ơ ng trình S ap 2000, Etabs... Bướ c 7: C huy ển vị hay nộ i lự c trong hệ kết c ấ u đư ợ c xác đị nh theo phư ơng pháp RSS. n 2 E Ei  (4) i ,k k 13. Một cách tiếp cận theo TCXDVN 375 : 20063.1. Ứng xử củ a nhà cao t ầng chị u động đất Phư ơng trì nh vi phâ n dao độ ng c ủa hệ kết cấ u nhà n tầ ng có cản nh ớt dư ớ i tác d ụng c ủa gia t ốcdị ch chuyể n nề n 0 (t ) là: y M (t)  Cyt   Kyt   M 10 t  ...