Nghiên cứu ảnh hưởng của sự tương tác giữa đất nền – kết cấu đến sự phân tích đường cong phá hủy của kết cấu cầu bê tông cốt thép

Bài viết trình bày nghiên cứu sự ảnh hưởng của tương tác đất nền - kết cấu trong phân tích đường cong phá hủy của cầu bê tông cốt thép khi chịu tải trọng rung chấn do động đất, khi xét đến sự tương tác giữa cọc-đất nền và mố - đất đắp sau mố. Phần mềm phân tích phi tuyến Opensees được ứng dụng để mô phỏng số kết cấu cầu bê tông cốt thép bằng phương pháp phần tử hữu hạn 3 chiều, trong đó phần từ p-y, t-z và q-z được thiết lập để mô phỏng sự làm việc của đất nền – kết cấu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của sự tương tác giữa đất nền – kết cấu đến sự phân tích đường cong phá hủy của kết cấu cầu bê tông cốt thép Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ XVI-2019, Khoa XD Cầu đường - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA ĐẤT NỀN – KẾT CẤU ĐẾN SỰ PHÂN TÍCH ĐƯỜNG CONG PHÁ HỦY CỦA KẾT CẤU CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP THE SOIL- STRUCTURE INTERSECTION EFFECTS ON ANALYSIS OF SEISMIC FRAGILITY CURVE OF REINFORCED CONCRETE BRIDGE SVTH: Nguyễn Văn Tiến(1) (1) Lớp 14X3B, Khoa Xây Dựng Cầu Đường, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng; Email: vtien23@gmail.com GVHD: TS. Đỗ Việt Hải(2) ; TS. Nguyễn Văn Mỹ(3) (2) Khoa Xây Dựng Cầu Đường, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng; Email: dvhai@dut.udn.vn, (3) Khoa Xây Dựng Cầu Đường, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng; Email: vanmybkdn@gmail.com Tóm tắt - Hiện nay, kết cấu cầu bê tông cốt thép Abstract- Currently, the application of reinforced (BTCT) được sử dụng rộng rãi trong nước ta, cả trong kết concrete (RC) bridges is very popular in our country, cấu cầu đường và kết cấu nhà cao tầng, dân dụng. Do đó either in house, bridge structures. As a result, the analysis việc nghiên cứu sự làm việc của cầu BTCT khi chịu of working capacity of RC bridges under the special loads những tải trọng đặc biệt rất đáng được quan tâm, đặc biệt is worthy of attention, especially under the earthquake là tải trọng động đất. Những nghiên cứu trước đây đã cho load (EQ). The past earthquake studies have showed that thấy rằng sự tương tác giữa đất nền – kết cấu có thể ảnh the soil-structure interaction (SSI) can impact hưởng lớn đến sự làm việc của bộ phận trong cầu và từ đó significantly on the dynamic performance of reinforced ảnh hưởng đến sự làm việc của cầu. Tuy nhiên, sự ảnh concrete bridge components and therefore affect the hưởng của sự tương tác đất nền – kết cấu phụ thuộc lớn seismic response of bridges. However, the soil-structure vào đặc tính vật liệu, sự liên kết của kết cấu hạ bộ (bao effects depending inherently on material characteristics, gồm mố và trụ), đặc tính của đất nền, do đó sự ảnh hưởng the substructure including abutments, piers and pile, soil vẫn còn là một ẩn số. Do đó nhóm tác giả tập trung vào properties are still uncertainty. Therefore, this paper nghiên cứu sự ảnh hưởng của tương tác đất nền - kết cấu focuses on the effects of soil – structure interaction (SSI) trong phân tích đường cong phá hủy của cầu bê tông cốt in seismic fragility analysis of RC bridges under the EQ thép khi chịu tải trọng rung chấn do động đất, khi xét đến considering the soil – pile and abutment – embankment sự tương tác giữa cọc-đất nền và mố - đất đắp sau mố. interaction. The Opensees analysis platform is employed Phần mềm phân tích phi tuyến Opensees được ứng dụng to promote the three-dimensional finite element model of để mô phỏng số kết cấu cầu bê tông cốt thép bằng phương the instance bridge, in which p-y, t-z and q-z elements are pháp phần tử hữu hạn 3 chiều, trong đó phần từ p-y, t-z và installed at the structure nodes to simulate the interaction q-z được thiết lập để mô phỏng sự làm việc của đất nền – between the bridge piles and surrounding soils, the kết cấu. Từ các chuyển vị đỉnh tại mố và trụ từ phân tích abutment and embankment. The standard deviation of phần mềm Opensees, tính toán được độ lệch chuẩn của each components is estimated based on the results, which từng bộ phận kết cấu trong cầu, từ đó xây dựng đường are derived from the numerical simulation on the cong phá hủy của cầu chịu tải trọng động đất. Opensees, including the displacement at the control point of abutments and piers, and hence the seismic fragility curves are generated based on the ground motion acceleration conressponding to the max deformation at the control points. Từ khóa – Bê tông cốt thép (BTCT); Tương tác đất Key words -Reinforced concrete (RC) bridge; Soil- nền – kết cấu; Đường cong phá hủy, Tải trọng động đất; structure interaction (SSI); Fragility curves (FC); Phần từ hữu hạn (PTHH). Earthquake Load (EQ); Finite Element Method (FEM). 1. Đặt vấn đề gây ra do tải trọng động đất. Những nghiên cứu trước đây về động đất đã chỉ ra Những dạng khác nhau của sự tương tác đất nền – kết rằng sự ảnh hưởng khi xét đến sự tương tác đất nền – kết cấu cần thiết để xem xét khi phân tích rung chấn của cầu, cấu có thể làm thay đổi khả năng làm việc của các bộ cụ thể là sự tương tác của móng – đất nền và mố - đất đắp phận của cầu BTCT chịu tải trọng rung chấn, do đó ảnh sau mố. Phụ thuộc vào những loại kết cấu BTCT, sự hưởng đến khả năng làm việc của cầu. Mặc dù sự ảnh tương các giữa cọc – đất nền ở móng nông cũng như hưởng của sự tương tác đất nền – kết cấu đã được cộng móng cọc có thể được mô phỏng theo nhiều cách khác đồng khoa học trên toàn thế giới quan tâm, nghiên cứu từ nhau, tuy nhiên cách tiếp cận đơn giản nhất có thể được lâu trong nghiên cứu khả năng làm việc của cầu, sự ảnh áp dụng cho 2 loại móng trên được mô phỏng bằng các hưởng của tương tác đất nền vẫn còn khá mơ hồ khi tí ...