Phân tích ứng xử và thiết kế kết cấu bê tông cốt thép - Chương 13: Khái quát về phân tích và thiết kế công trình chống động đất

Chương 13 - Khái quát về phân tích và thiết kế công trình chống động đất. Nội dung chính chương này gồm có: Động đất và quá trình động đất, các phổ đáp ứng, phương pháp phân tích & thiết kế động đát truyền thống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích ứng xử và thiết kế kết cấu bê tông cốt thép - Chương 13: Khái quát về phân tích và thiết kế công trình chống động đấtCao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Profs. A. WhittakerMôn học: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Biên dịch: PhD Hồ Hữu ChỉnhChương 13: KHÁI QUÁT: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ CHỐNG ĐỘNG ĐẤT13.1 GIỚI THIỆU Thực hành phân tích và thiết kế chống các ảnh hưởng của động đất có những khác biệt đáng kể so với trường hợp công trình chịu tải bình thường, như tải trọng bản thân và tải trọng gió. Bảng dưới đây liệt kê một số khác biệt chính: Lực kích thích bình thường Lực kích thích động đất Thường là tải trọng tĩnh Luôn là tải trọng động Tải trọng không đổi theo thời gian Tải động đất hiếm (50-100 năm/lần) hoặc rất hay thường xảy ra hiếm xảy ra (2500 năm/lần) Cường độ và hướng tác dụng được Cường độ và hướng tác dụng thường không biết trước biết trước Lực tác dụng kiểu đơn vòng lặp Lực tác dụng kiểu đa vòng lặp Tải tác dụng trực tiếp vào khung KC Tải tác dụng gián tiếp bởi sự di chuyển móng Các tiêu chuẩn thực hành thiết kế chống động đất đã ban hành ở Mỹ từ đầu thập niên 1930, Nhật ban hành các qui định đầu tiên về thiết kế chống động đất vào thập niên 1890. Phương trình cơ bản thiết kế chống động đất của Uniform Building Code (UBC) năm 1927, cho công trình nhà, đơn giản là: V = CW (13-1) với V là lực cắt đáy móng thiết kế , C là hệ số động đất, W là trọng lượng nhà. Tiêu chuẩn Việt nam mới nhất về thiết kế công trình chịu động đất là TCXDVN 375- 2006 dựa trên nền tảng của Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance và Bản đồ phân vùng gia tốc nền lãnh thổ Việt nam của Viện Vật lý Địa cầu lập năm 2005.Chương 13: KHÁI QUÁT: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ CHỐNG ĐỘNG ĐẤTCao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Profs. A. WhittakerMôn học: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Biên dịch: PhD Hồ Hữu Chỉnh13.2 ĐỘNG ĐẤT & QUÁ TRÌNH ĐỘNG ĐẤT13.2.1 Động đất Thực hành thiết kế chống động đất có bản chất đa kỹ thuật như minh hoạ dưới đây: Các chuyển vị đứt gãy động đất có thể phân làm ba loại : o Đứt gãy trượt - Strike-slip fault o Đứt gãy nghịch - Reverse fault o Đứt gãy thẳng góc - Normal fault Hình dưới bên phải mô tả đứt gãy San Andreas cắt ngang đồng bằng Carrizo Plains ở miền Trung California. Tham khảo chi tiết các ví dụ đứt gãy khác ở Mỹ trên website: http://pubs.usgs.gov/gip/earthq3/intro.html. Hai đặc trưng thường gặp của động đất là cường độ chấn động (magnitude) và cấp động đất (intensity). Cường độ chấn động (M) là đại lượng đo lường năng lượng do đứt gãy phóng thích. Dao động lớn của móng có thời gian kéo dài thường gắn kết với các trận động đất lớn. Đơn vị Richter. Tần suất xuất hiện hàng năm của động đất phân nhóm theo đại lượng cường độ chấn động (M) như xem Bảng 1 dưới đây.Chương 13: KHÁI QUÁT: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ CHỐNG ĐỘNG ĐẤTCao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Profs. A. WhittakerMôn học: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Biên dịch: PhD Hồ Hữu Chỉnh Cấp động đất là đại lượng đo lường dao động động đất tại vị trí cần xem xét, và phụ thuộc vào cường độ chấn động (M), khoảng cách từ vị trí đến tâm chấn và đường đứt gãy, điều kiện địa hình địa chất của vị trí đó, ... (xem minh họa ở Hình 1 dưới đây). Đơn vị theo thang đo MMI (Mỹ: 12 cấp) hay thang đo EMS cải tiến từ MSK (Châu Âu, VN - từ cấp I đến cấp XII) , trong khi đó thang đo JSI của Nhật chỉ có 7 cấp. Một số hình ảnh về tác động của động đất trên kết cấu BTCT trên thế giới: a)- Động đất Bhuj (Ấn độ) năm 2001Chương 13: KHÁI QUÁT: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ CHỐNG ĐỘNG ĐẤTCao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Profs. A. WhittakerMôn học: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Biên dịch: PhD Hồ Hữu Chỉnh b)- Động đất San Fernando (Mỹ) năm 1971 c)- Động đất Northridge (Mỹ) năm 1994 d)- Động đất Sichuan (TQ) năm 2008Chương 13: KHÁI QUÁT: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ CHỐNG ĐỘNG ĐẤTCao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Profs. A. W ...