Phân tích tĩnh phi tuyến khung bê tông cốt thép bằng phương pháp N2

Bài viết Phân tích tĩnh phi tuyến khung bê tông cốt thép bằng phương pháp N2 trình bày một kỹ thuật phân tích phi tuyến bằng phương pháp phổ phản ứng đàn dẻo N2 TCVN 9386-2012. Mô hình số được thực hiện để đánh giá kết cấu theo tiêu chí tổng thể kết cấu và chi tiết các tiết diện nguy hiểm của cấu kiện kết cấu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích tĩnh phi tuyến khung bê tông cốt thép bằng phương pháp N2 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 PHÂN TÍCH TĨNH PHI TUYẾN KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP BẰNG PHƯƠNG PHÁP N2 Nguyễn Vĩnh Sáng Phân hiệu Trường Đại học Thủy lợi, email: sangnv@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Theo TCVN 9386 : 2012 [1] đánh giá sự 2.1. Phương pháp hệ số chuyển vị theo làm việc của hệ kết cấu ngoài miền đàn hồi TCVN 9386 : 2012 [1] thông qua hệ số ứng xử q nhằm đơn giản hóa Phương pháp N2 được trình bày ở Phụ lục B quá trình phân tích và còn nhiều yếu điểm. của TCVN 9386 : 2012 [1]. Được trình bày Một phương pháp thiết kế kháng chấn mới thông qua các bước cơ bản sau: được phát triển từ những năm 1900 gọi là thiết kế dựa theo tính năng (PBSD). Mục đích của phương pháp này đó là thiết kế kết cấu đáp ứng trước một mục tiêu định trước được thông qua bởi các bên như chủ đầu tư, kỹ sư thiết kế và dân cư sử dụng. Mục tiêu định trước này còn gọi là mục tiêu tính năng được xem xét trên nhiều yếu tố như độ an toàn, các yếu tố hư hỏng khi xảy ra động đất, thời gian sửa chữa, gián đoạn sử dụng, chi phí sửa chữa công trình... Có nhiều phương Hình 1. Sơ đồ tuyến tính hóa pháp để phân tích phi tuyến tính nhằm tìm theo phương pháp N2 được mục tiêu tính năng này như: Phương Bước 1: Thể hiện quan hệ giữa lực ngang pháp phổ phản ứng đàn dẻo N2 được trình chuẩn hóa và chuyển vị chuẩn hóa theo: bày trong TCVN 9386 : 2012 [1], phương pháp phổ khả năng - CSM (Capacity Fi  mi i (1) Spectrum Method) được trình bày trong ATC Trong đó: mi là khối lượng tầng thứ i - 40 [3], phương pháp hệ số chuyển vị - Bước 2: Chuyển về hệ một bậc tư do DCM (Displacement Coefficient Method) tương đương (SDOF) n n được trình bày trong FEMA-356 [2] và m   mi i   F i * (2) phương pháp phân tích đẩy dần MPA (Modal i 1 i 1 Pushover Analysis) để xác định đường cong Và hệ số biến đổi xác định như sau: khả năng của hệ kết cấu. n Trong nghiên cứu này, phương pháp N2 m*  Fi trình bày trong TCVN 9386 : 2012 [1] hay    i 1 (3) n n 2 EC8 được sử dụng và là một phương pháp để xác định chuyển vị mục tiêu bằng phân tích  mi i2 m Fi i 1 i 1 i tĩnh phi tuyến đẩy đần và quan hệ lực - chuyển vị đàn dẻo lý tưởng. Lực F * và chuyển vị d * của hệ một bậc tư do tương đương được tính theo hệ thức: 152 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 V dn F*  và d *  (4)   Trong đó: dn là chuyển vị nút điều khiểu của hệ nhiều bậc tự do (MDOF). Bước 3: Xác định qua hệ đàn dẻo lực - chuyển vị Chuyển vị dẻo Fy* của hệ SDOF chuẩn hóa theo lực chảy dẻo d *y : Hình 2. Quan hệ lực - biến dạng đối với  * E*  các cấu kiện bê tông cốt thép d *y  2  d m  m*  (5)  F  Tính năng giới hạn chấp nhận được đánh  y  giá qua hai tiêu chí: (1) giới hạn kết cấu tổng Bước 4: Xác định chu kỳ hệ một bậc tư do thể và (2) giới hạn kết cấu cho các cấu kiện tương đương SDOF được thể hiện ở Bảng 1 và Bảng 2 tương ứng. * m* d *y T  2 (6) Bảng 1. Tiêu chí chấp nhận tổng thể Fy* Bước 5: Xác định chuyển vị mục tiêu một bậc tư do tương đương SDOF 2  T*  d et*    Se T *   (7)  2  3. MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ Trong đó: S T  là phổ phản ứng gia tốc e * 3.1. Mô hình đàn hồi tại chu kỳ T * Xét mô hình khung 12 tầng có nhịp 6m và Thủ tục lặp: Nếu chuyển vị mục tiêu dt* chiều cao mỗi tầng là 3,6m. Tải trọng tác dụng lên khung có tĩnh tải (cấu tạo kiến trúc, xác định ở bước 4 khác ...