Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu hợp lý hoá phản ứng của kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng động đất ở khu vực Hà Nội
1 2 Công trình đợc hoàn thành tại Viện khoa học công nghệ xây dựng Ngời hớng dẫn khoa học 1. GS.TSKH. nguyễn đăng bích 2. GS.TS. NGUYễN MạNH YÊN Phản biện1: PGS.TS Lê Xuân Huỳnh Phản biện 2: PGS.TS Trần Mạnh Tuân Phản biện 3: GS.TS Nguyễn Đình Xuyên Luận án sẽ đợc bảo vệ tại: Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nớc, họp tại Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Vào hồi 8 giờ 30 phút, ngày 28 tháng 12 năm 2003. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Th viện Quốc gia - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng 3 Giới thiệu luận án 1.Tính khoa học và thực tiễn của đề tài luận án Trong 5 năm gần đây, hàng loạt các khu nhà ở, khách sạn, siêu thị nhiều tầng đã và đang đợc xây dựng ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh và một số địa phơng khác. Các công trình từ 11 tầng trở lên trong các dự án xây dựng mới trở thành phổ biến. Riêng ở Hà Nội, hàng chục dự án nhà ở và hàng trăm ngôi nhà cao tầng đợc xây dựng ở nhiều địa điểm: Linh Đàm, Định Công, Đại Kim, Kim Liên ở phía nam Hà Nội, Dịch Vọng, Trung Hoà - Nhân Chính, Mỹ Đình, Bắc Thăng Long ở phía tây và bắc Hà Nội Việc xây dựng mới hàng loạt các nhà cao tầng đặt ra cho những nhà thiết kế, thi công hàng loạt vấn đề mới về tính toán và công nghệ xây dựng phải nghiên cứu và giải quyết nhằm đảm bảo chất lợng sử dụng lâu dài của công trình. Riêng về thiết kế kết cấu, những vấn đề hệ trọng nhất trong xây dựng công trình cao tầng ở Hà Nội, đòi hỏi các kỹ s thiết kế phải nghiên cứu và giải quyết những vấn đề chủ yếu sau: - Chu kỳ dao động cơ bản của công trình phải nằm ngoài vùng chu kỳ có ảnh hởng mạnh của hiệu ứng khuyếch đại. - Chu kỳ dao động riêng cơ bản tốt nhất là nằm trong vùng chu kỳ mà hệ số động đất có giá trị nhỏ để giảm tác động động đất. - Giải pháp kết cấu để điều khiển chu kỳ dao động cơ bản đến khoảng biến thiên thích hợp Luận án Nghiên cứu hợp lý hoá phản ứng của kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng động đất ở khu vực Hà Nội đặt ra mục tiêu nghiên cứu và góp phần giải quyết các vấn đề nêu trên trong phạm vi phân tích động kết cấu nhà cao tầng xây dựng ở khu vực Hà Nội nhằm đáp ứng yêu cầu cần thiết của thực tế xây dựng ở thủ đô hiện nay. 2. Mục đích và nội dung của luận án Các công trình cao tầng đã và đang đợc xây dựng ở thủ đô Hà Nội đều dùng giải pháp khung bê tông cốt thép đợc tăng cờng độ cứng chịu tải ngang bằng các vách cứng và lõi cứng bê tông cốt thép. Hệ kết cấu đợc đặt hoặc chôn sâu vào lòng đất dới dạng tầng hầm và các cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đến tận độ sâu tơng đơng với chiều cao nhô trên mặt đất. Công trình thờng có kích thớc mặt bằng nhỏ hơn chiều cao nhà. Nh vậy việc chọn sơ đồ tính toán không thể bỏ qua các yếu tố thực tế trong tính toán kết cấu: - Tính chất không gian của kết câu: sơ đồ tính không gian. - Sự làm việc đồng thời giữa kết cấu và nền móng: sơ đồ tính tơng tác - Phân tích phản ứng động lực của kết cấu chịu tải trọng động đất và tải trọng gió. 4 - Chơng trình phân tích kết cấu theo phơng pháp phần tử hữu hạn (PTHH) để thực hiện tính toán trên máy tính điện tử (MTĐT) Luận án đã chọn đề tài nghiên cứu Nghiên cứu hợp lý hoá phản ứng của kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng động đất ở khu vực Hà Nội với mục đích tìm tòi và kiến nghị: - Khoảng biến thiên thích hợp của chu kỳ dao động riêng đối với nhà cao tầng xây dựng tại khu vực Hà Nội. - Một vài giải pháp kết cấu để điều khiển chu kỳ dao động riêng của nhà cao tầng đến khoảng biến thiên thích hợp nhằm tránh ảnh hởng của hiệu ứng khuếch đại và giảm tác động động đất. - Tổng lực cắt tại mặt móng và chuyển vị ngang tại đỉnh công trình có giá trị hợp lý. Để thực hiện mục đích đó, luận án đợc nghiên cứu với các nội dung: - Khảo sát hệ số khuếch đại cờng độ động đất ở vùng trũng Hà Nội, trên cơ sở đó xác định khoảng biến thiên chu kỳ tơng ứng với vùng có hệ số khuếch đại lớn nhất (chơng 2). - Xây dựng đờng cong hệ số động đất cho các loại nền khu vực Hà Nội, trên cơ sở đó nhận xét về hiệu ứng tắt nhanh phổ gia tốc động đất và khoảng biến thiên thích hợp của chu kỳ dao động cơ bản (chơng 3). - Hợp lý hoá phản ứng kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng động đất bằng cách can thiệp vào giải pháp kết cấu nhằm điều khiển phản ứng công trình đến trạng thái hợp lý (chơng 4) Cả 3 nội dung trên đều phục vụ cho mục đích hợp lý hoá đợc phản ứng của kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng động đất đợc xây dựng ở khu vực Hà Nội. 3. Phơng pháp nghiên cứu - Dùng phơng pháp giải tích để thiết lập công thức tính hệ số khuếch đại cờng độ động đất và hệ phơng trình xác định các tham số của đờng cong hệ số động đất. - Dùng phơng pháp số để xây dựng các đồ thị và giải các phơng trình siêu việt trong bài toán hiệu ứng khuếch đại cờng độ động đất và bài toán xây dựng đờng cong hệ số động đất - Dùng phơng pháp thử nghiệm số để chọn giải pháp kết cấu hợp lý theo giả thiết tính tơng tác và không tơng tác giữa kết cấu và nền. Chọn SAP 2000 làm công cụ tính toán thực nghiệm số theo mô hình tính chọn phù hợp với khả năng của chơng trình. 4. Độ tin cậy của kết quả đạt đợc Những căn cứ để đánh giá độ tin cậy của kết quả: - Các tài liệu, số liệu về động đất và cấu tạo địa chất đợc lấy từ các cơ quan có thẩm quyền và tài liệu đợc công bố chính thức {4, 12, 13}. - Các kết quả trong luận án đã đợc lần lợt báo cáo tại các hội nghị khoa học trong và ngoài nớc và đăng trên các tuyển tập của Hội nghị {2, 5} hoặc các tạp chí chuyên ngành {6, 7}. 5 - Chơng trình SAP 2000 có độ tin cậy cao và đợc dùng khá phổ biến trên thế giới và ở nớc ta. - Đồ thị biểu diễn kết quả phù hợp với qui luật vật lý của bài toán cơ học, tức là phù hợp về mặt định tính của kết cấu. 5. Những kết quả chính đạt đợc của luận án - Xây dựng đợc đồ thị hệ số khuếch đại cờng độ động đất với các đặc trng cơ lý của vùng trũng Hà Nội, đã khảo sát ảnh hởng của độ dày lớp trong mặt cắt cấu tạo nền đất Hà Nội đến hệ số khuếch đại. Dựa trên kết quả nghiên cứu hiệu ứng khuếch đại cờng độ động đất, đã kiến nghị nhà và công trình xây dựng ở vùng trũng Hà Nội nên có chu kỳ dao động cơ bản lơn hơn 1,5s. - Đã thiết lập đợc phơng pháp và các bớc tiến hành để xây dựng đờng cong hệ số động đất khi biết phổ phản ứng gia tốc, đã xây dựng đợc đờng cong hệ số động đất cho 17 loại nền khu vực Hà Nội. - Đã chứng tỏ rằng ở khu vực Hà Nội tồn tại hiệu ứng tắt nhanh phổ phản ứng gia tốc động đất, trên cơ sở đó đã kiến nghị nhà và công trình xây dựng ở khu vực Hà Nội nên thiết kế sao cho có chu kỳ dao động riêng cơ bản lớn hơn 1,5s. - Xây dựng đợc mô hình tính tơng tác công trình nền chịu tải trọng động đất phù hợp với chơng trình phân tích kết cấu thông dụng mà vẫn phản ánh đợc điều kiện làm việc thực tế của kết cấu. Bằng cách thực nghiệm tính toán trên các số liệu thay đổi đợc giả thiết trớc theo một thuật toán thống nhất (thuật toán PTHH), đã tìm đợc qui luật biến đổi về mặt định tính cũng nh định lợng của phản ứng công trình chịu các tác động động đất để chọn lựa đợc giải pháp hợp lý. - Đã đề xuất giải pháp kết cấu dùng tầng cứng thêm vào nhà cao tầng để điều khiển chu kỳ dao động riêng của nhà cao tầng đến khoảng biến thiên thích hợp, qua đó điểu khiển phản ứng của công trình chịu tải trọng động đất. Cờng độ vật liệu và kích thớc móng cũng đợc xem là những yếu tố có ảnh hởng đến đối xử kháng chấn của công trình. - Tính toán theo mô hình tính toán không gian, tơng tác giữa kết cấu và nền cho kết quả phù hợp với bản chất vật lý của công trình hơn so với mô hình tính không tơng tác và mô hình tính tơng tác phẳng. Kết quả tính toán chu kỳ dao động riêng và lực cắt đáy phù hợp với công thức thực nghiệm cho trong {75}. 6. Cấu trúc của luận án Luận án chính gồm 4 chơng và phần mở đầu, kết luận, một danh mục tài liệu tham khảo gồm 103 tài liệu trong đó có 7 tài liệu do tác giả viết và tham gia viết có liên quan đến nội dung luận án. Luận án dầy 102 trang A4 gồm hình vẽ và đồ thị, bảng và các biểu thức giải tích. Phần phụ lục dầy 138 trang A4 trình bầy các kết quả tính toán bằng số phục vụ cho các chơng 2, 3 và 4. 6 Nội dung chính của luận án Chơng 1 Về các vấn đề liên quan đến hợp lý hoá phản ứng công trình chịu tải trong động đất Nghiên cứu hợp lý hoá phản ứng công trình chịu tải trọng động đất có liên quan đến các lĩnh vực: lý thuyết sóng, địa vật lý, động lực học công trình, sự tơng tác kết cấuDới đây trình bày tóm lợc các vấn đề liên quan đến nội dung luận án. 1.1 Vấn đề khuếch đại cờng độ động đất đối với các vùng trầm tích 1.1.1 Cấu trúc nghiệm của phơng trình sóng một chiều {101} Ta xét trờng hợp đơn giản nhất của sự truyền sóng, đó là sóng phẳng. Chuyển động sóng đợc đặc trng bằng vectơ dịch chuyển u(u 1 ,u 2 ,u 3), chỉ khác là các thành phần u 1 với i=1, 2, 3 là hàm chỉ của biến z và t. Giả thiết rằng lực cắt khối bằng không và nguyên nhân gây nên chuyển động sóng trong miền vô hạn là điều kiện đầu. Phơng trình dịch chuyển đối với bài toán một chiều đợc xét có dạng: 2 3 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 1 2 ,,)2( t u z u t u z u t u z u = = = + ààà (1.1) Thông thờng gọi dịch chuyển u 1 là sóng dọc đàn hồi, dịch chuyển u 2 , u 3 là sóng ngang đàn hồi. Gọi tên sóng dọc có nghĩa là hớng truyền sóng trùng với hớng dịch chuyển. Gọi tên sóng ngang có nghĩa là hớng truyền sóng vuông góc với hớng dịch chuyển. ,expexp),( 1 12 1 111 ++ = C z tjA C z tjAtzu () ,expexp, 2 22 2 212 ++ = C z tjA C z tjAtzu () ++ = 2 32 1 313 expexp, C z tjA C z tjAtzu (1.8) Trong (1.8), 1 u là sóng dọc, 2 u , 3 u là sóng ngang. Trong địa chấn gọi sóng dọc là sóng P (primary wave), sóng ngang là sóng S (secondary wave). 1.1.2 Sóng ngang điều hoà trong môi trờng phân lớp {78} Sóng ngang truyền thẳng đứng theo hớng trục z đi qua môi trờng phân lớp sẽ chỉ gây ra dịch chuyển ngang u=u(z, t) (1.9) 7 Dịch chuyển này thoả mãn phơng trình sóng: , 2 3 2 2 2 2 t x u v z u t u + = à (1.10) ứng suất và dịch chuyển phải liên tục tại mặt tiếp xúc giữa các lớp, ta có: ,)1( 2 1 )1( 2 1 1 mmmm hjk mm hjk mmm eFeEE ++= + ,)1( 2 1 )1( 2 1 1 mmmm hjk mm hjk mmm eFeEF ++= + (1.21) Bắt đầu từ lớp mặt, áp dụng liên tiếp công thức (1.12) thì dẫn đến quan hệ giữa biên độ lớp m và biên độ lớp trên mặt: 11 )(,)( FfFEeE mmmm == (1.24) trong đó: )(),( mm fe gọi là hàm truyền. Một hàm truyền khác dễ dàng thu đợc từ )(),( mm fe đó là hàm truyền mn A , bằng tỉ số dịch chuyển ở đỉnh lớp n và lớp m: )()( )()( )0( )0( )( , mn mm n m mn fe fe zu zu A + + = = = = (1.25) Dựa vào hàm truyền (1.25) khi biết dịch chuyển ở đỉnh lớp n có thể xác định đợc dịch chuyển ở đỉnh lớp m. 1.1.3 Nhận xét - Hiệu ứng khuếch đại cờng độ động đất làm gia tăng sự nguy hiểm và huỷ hoại công trình của các trận động đất xảy ra, nghiên cứu hiện tợng này để xác định đợc hệ số khuếch đại cờng độ động đất sẽ giúp cho việc dự báo cờng độ động đất đối với vùng trũng Hà Nội chính xác hơn, thiết kế nhà và công trình có chu kỳ dao động riêng thích hợp hơn để ngừa tránh đợc tối đa ảnh hởng của hiệu ứng khuếch đại. - Nghiên cứu hiệu ứng khuếch đại cờng độ động đất với vùng trũng Hà Nội phải xem xét cờng độ động đất đối với 2 trờng hợp: + Môi trờng đợc xét có một lớp đặt trên bán không gian đàn hồi. + Môi trờng đợc xét có ba lớp đặt trên không gian đàn hồi. Dựa vào cờng độ động đất đã đợc xem xét trong hai trờng hợp nói trên có thể xác định cờng độ động đất trong trờng hợp nào lớn hơn bằng so sánh tỉ số, tức là tìm đợc hệ số khuếch đại. 1.2 Vấn đề xây dựng đờng cong hệ số động hay phổ thiết kế đàn hồi. 1.2.1 Gia tốc hiệu dụng Theo AFPS 90-1990 {36}, gia tốc hiệu dụng của chuyển động động đất là giá trị thu đợc bằng cách lấy tung độ trung bình trong vùng biên độ lớn nhất của phổ phản ứng gia tốc với hệ số cản 5% chia cho 2,5. Gia tốc hiệu dụng thay cho gia tốc lớn nhất của đất nền khi nghiên cứu phổ thiết kế, 8 nhìn chung gia tốc hiệu dụng rất gần với gia tốc lớn nhất của đất nền, sai khác chỉ vài phần trăm, song gia tốc hiệu dụng là tung độ trong vùng biên độ lớn nhất của phổ phản ứng nên nó là đại lợng đợc chuẩn hoá và mang ý nghĩa vật lý rõ ràng hơn. 1.2.2 Phổ thiết kế đàn hồi và phổ phản ứng gia tốc Theo AFPS 90- 1990{36}, diện tích của phổ phản ứng gia tốc với hệ số cản 5% phải ít nhất bằng diện tích tơng ứng của phổ thiết kế đàn hồi, không có tung độ nào của phổ phản ứng gia tốc nhỏ hơn quá 5% so với tung độ tơng ứng của phổ thiết kế đàn hồi. 1.2.3 Nhận xét - Dựa vào khái niệm gia tốc hiệu dụng, có thể tìm đợc gia tốc hiệu dụng và chu kỳ đặc trng CB TT , (xem hình 1.2) từ phổ phản ứng gia tốc đã biết. - Dựa vào nguyên tắc tơng đơng về diện tích tơng ứng giữa phổ phản ứng gia tốc và phổ thiết kế đàn hồi có thể tìm đợc dạng đờng cong của phổ thiết kế đàn hồi và các tham số còn lại. 1.3 Vấn đề tính toán động đất có kể đến sự làm việc đồng thời giữa nền công trình. 1.3.1 Một số nghiên cứu về sự làm việc tơng tác nền công trình chịu tác động của tải trọng tĩnh. 1.3.2 Một số nghiên cứu về sự làm việc tơng tác nền công trình dới tác dụng của tải trọng đất. 1.3.3 Tơng tác nền công trình trong các tiêu chuẩn động đất Trong tính toán theo phổ phản ứng NEHRP công nhận rằng chỉ nên xem xét bài toán tơng tác đối với dạng dao động cơ bản của kết cấu. Phơng pháp NEHRP đợc mô tả dới đây. Lực ngang do động đất tại đáy công trình, V , đợc tính toán bằng hiệu số giữa phản lực V của kết cấu khi đáy móng là ngàm và lợng V do tơng tác nền công trình, , 05,0 ____ 4,0 __ __ VVWCCV s s = = (1.26) __ ,TT - chu kỳ dao động cơ bản của kết cấu khi liên kết ngàm và liên kết khớp tại móng của công trình. __ T có thể đợc tính toán nh sau: 9 ,11 2 1 2 __ + += k hk k k TT y y (1.28) 1.4 Vấn đề hợp lý hoá phản ứng nhà cao tầng bằng việc thiết kế nhà cao tầng có chu kỳ dao động riêng thích hợp Lựa chọn chu kỳ dao động cơ bản thích hợp là một vấn đề quan trọng trong thiết kế nhà cao tầng. Chúng ta đều biết chu kỳ dao động cơ bản của kết cấu dài hay ngắn đều trực tiếp quan hệ đến tính hợp lý của việc thiết kế kết cấu. Trớc hết, chu kỳ cơ bản phải khác biệt rõ rệt với chu kỳ đặc trng của nền đất để tránh hiện tợng cộng hởng. Chu kỳ ngắn quá sẽ dẫn đến khuyếch đại hiệu ứng động đất làm hao phí thêm nhiều vật liệu cần thiết cho kết cấu thân làm tăng giá thành công trình, mặt khác tải trọng trọng lợng bản thân kết cấu làm tăng sức chịu tải đối với móng cọc ở vùng đất yếu rất bất lợi. Chu kỳ dài quá vừa làm cho nội lực do động đất của công trình nhỏ đi, hạ thấp tính an toàn của kết cấu, vừa có thể làm cho chuyển vị tơng đối giữa các tầng và đỉnh của công trình quá lớn, ảnh hởng đến hoạt động bình thờng trong sử dụng kết cấu. 1.5 Những kết luận rút ra cho nội dung luận án - Dựa vào việc xác định gia tốc hiệu dụng và nguyên tắc tơng đơng về diện tích tơng ứng giữa phổ phản ứng gia tốc và phổ thiết kế đàn hồi, có thể xây dựng đợc đờng cong hệ số động đất cho các loại nền ở khu vực Hà Nội khi biết các phổ phản ứng gia tốc tơng ứng. - Qua tính toán thực nghiệm bài toán tơng tác công trình nền, có thể chọn đợc giải pháp kết cấu để điều khiển chu kỳ dao động riêng đến giá trị thích hợp nhằm hợp lý hoá phản ứng công trình nhà cao tầng chịu tác động động đất xây dựng ở khu vực Hà Nội. Chơng 2 Hiệu ứng khuếch đại cờng độ động đất ở vùng trũng Hà Nội 2.1 Giới thiệu Hiệu ứng khuếch đại cờng độ động đất ở những bể trầm tích tồn tại những lớp trầm tích bở rời có chiều dày lớn đã đợc đặc biệt chú ý sau động đất Mexico năm 1985. Trong điều kiện bình thờng với cờng độ 8,1 độ Richter và khoảng cách 300km so với thành phố Mexico thì gia tốc đất nền ở đây không đợc vợt qua 0,1g, song thực tế gia tốc đất nền đo đợc ở Mexico đã đạt đến 0,4g. Khuếch đại cờng độ động đất cũng thấy ở Đài Loan trong trận động đất Chi-chi 1999. Trong điều kiện bình thờng với độ mạnh 7,3 độ Richter và ở khoảng cách 200km so với Đài Bắc, thì cấp động đất ở Đài Bắc không vợt quá cấp 6, song dao động động đất ở đây thuộc loại chu kỳ dài và cờng độ động đất đạt đến cấp 8. 10 Hiện tợng này còn thấy ở vùng trũng Hà Nội trong trận động đất Tuần Giáo 1983. Trong điều kiện bình thờng với độ mạnh 6,7 độ Richter và ở xa 200km so với Hà Nội, thì cấp động đất ở Hà Nội chỉ là cấp 4, song thực tế xảy ra là cấp 6 (thang MSK). 2.1.1Hiệu ứng khuếch đại cờng độ động đất khi không tính đến hấp thụ năng lợng 2.2.1 Mặt cắt địa chất mô hình môi trờng tính toán Xét tính chất cơ lý của các lớp đất trầm tích có thể chia nền ở khu vực vùng trũng Hà Nội thành 3 lớp, lớp trên là lớp trầm tích đệ tứ bở rời bao gồm lớp cuội sỏi, các trầm tích Q; lớp giữa là lớp trầm tích đệ tam và lớp dới là lớp Neogen; dới Neogen là đá cứng với tuổi trớc Cenozoic. Đặc trng cơ lý cấu tạo của các lớp đất xem hình 2.1. ở đây p i, , C i (i= 0, 1, 2, 3) là mật độ và vận tốc truyền sóng ngang trong lớp đất thứ i. Theo số liệu địa vật lý, mật độ và tốc độ truyền sóng ngang địa chấn trong nửa không gian và các lớp là {4}: 3 0 80,2 cmg= , smC 4000 0 = , = 0 H , 3 1 40,2 mg= , smC 2700 1 = , mH 1500 1 = , 3 2 00,2 mg= , smC 1700 2 = , mH 200 2 = , 3 3 88,1 mg= , smC 800 3 = , mH 40 3 = . 2.2.2 Phơng trình mô tả, biểu thức nghiệm và dịch chuyển ngang của phần tử môi trờng. Trong toạ độ với gốc ở ranh giới giữa nửa không gian và lớp 1, trục z hớng thẳng đứng lên trên ( Hình 2.1), sự truyền sóng ngang theo phơng thẳng [...]... hiệu ứng tắt nhanh phổ TC phản ứng gia tốc động đất khu vực Hà Nội Hiệu ứng này đợc phát biểu lần đầu tiên nhờ việc tính toán các tham số đờng cong hệ số động đất - Đã kiến nghị nhà và công trình xây dựng ở khu vực Hà Nội nên thiết kế sao cho có chu kỳ dao động riêng cơ bản lớn hơn 1,5s Chơng 4 Hợp lý hoá phản ứng công trình nhà cao tầng chịu tải trọng động đất bằng giải pháp kết cấu có tính đến sự thay... phản ứng gia tốc, đã xây dựng đợc đờng cong hệ số động đất cho 17 loại nền khu vực Hà Nội - Đã chứng tỏ rằng ở khu vực Hà Nội tồn tại hiệu ứng tắt nhanh phổ phản ứng gia tốc động đất, trên cơ sở đó đã kiến nghị nhà và công trình xây dựng ở khu vực Hà Nội nên thiết kế sao cho có chu kỳ dao động riêng cơ bản lớn hơn 1,5s - Xây dựng đợc một mô hình tính tơng tác công trình nền chịu tải trọng đất phù hợp. .. chuyển động động đất đợc sử dụng để xác định tác động động đất trong các tiêu chuẩn kháng chấn hiện đại Phổ phản ứng của chuyển động động đất là một công cụ cơ bản của kỹ thuật kháng chấn và đợc dùng rất rộng rãi trong nghiên cứu và thực hành Nó là đồ thị phản ứng max của dao động một bậc tự do trong chuyển động động đất Đồ thị này là hàm của chu kỳ và hệ số cản của kết cấu Vì vậy, khi xét đến tác động động... tác giữa kết cấu nền chịu tải trọng động đất phù hợp với chơng trình phân tích kết cấu chung, thông dụng và thực hiện tính toán trên máy tính điện tử Với mô hình tính này có thể đa đợc tất cả các số liệu mô tả các tính chất cơ, lý, hình học và cấu tạo của công trình và nền đất - Dùng tầng cứng thêm vào nhà cao tầng để điều khiển phản ứng của công trình trong tính toán với tải trọng động đất để tìm... ảnh hởng của hiệu ứng khu ch đại cờng độ động đất Dựa vào kết quả nghiên cứu thể hiện trên đồ thị hệ số khu ch đại Hình 2.4, 2.6, 2.7, kiến nghị nhà và công trình xây dựng ở vùng trũng Hà Nội phải có chu kỳ dao động cơ bản nằm ngoài vùng chu kỳ 0,5s ữ 1,5s 14 Chơng 3 Xây dựng đờng cong hệ số động đất cho các loại nền khu vực hà nội 3.1 Giới thiệu Đờng cong hệ số động đất suy ra từ phổ phản ứng của chuyển... trũng Hà Nội, đã khảo sát ảnh hởng của độ dày lớp trong mặt cắt cấu tạo nền đất Hà Nội đến hệ số khu ch đại Dựa trên kết quả nghiên cứu hiệu ứng khu ch đại cờng độ động đất đã kiến nghị nhà và công trình xây dựng ở vùng trũng Hà Nội phải có chu kỳ dao động cơ bản nằm ngoài vùng chu kỳ 0,5s ữ 1,5s 24 - Đã thiết lập đợc phơng pháp và các bớc tiến hành để xây dựng đờng cong hệ số động đất khi biết phổ phản. .. pháp kết cấu dùng tầng cứng thêm vào nhà cao tầng để điều khiển chu kỳ dao động riêng đến giá trị thích hợp, đồng thời điều khiển phản ứng của công trình chịu tải trọng động đất Cờng độ vật liệu và kích thớc móng cũng đợc xem là yếu tố có ảnh hởng đến đối xử kháng chấn của công trình - Tính toán theo mô hình tính toán không gian, tơng tác giữa kết cấu và nền cho kết quả phù hợp với bản chất vật lý của. .. hình tính toán Trong chơng này đề cập đến việc nghiên cứu hợp lý hoá phản ứng kháng chấn công trình bằng giải pháp kết cấu thông qua thay đổi một số yếu tố trong sơ đồ tính của công trình nhà cao tầng - Bố trí tầng cứng ở độ cao có lợi nhất về mặt kháng chấn - Thay đổi chiều dày đài móng - Thay đổi mác bê tông Nghiên cứu qui luật thay đổi phản ứng kết cấu qua các đại lợng - Chuyển vị ngang tại đỉnh... thị biến thiên của các đại lợng nghiên cứu Từ các kết quả này có thể chọn lựa giá trị hợp lý của phản ứng của kết cấu 4.1.1 Giới thiệu công trình đợc để tính toán thực nghiệm bằng số Luận án chọn công trình nhà chung c 21 tầng đợc xây dựng tại 27 Huỳnh Thúc Kháng Hà nội là công trình hội tụ khá đầy đủ các đặc điểm chung về kết cấu của nhà cao tầng đang đợc xây dựng ở thủ đô 19 Cho đến thời điểm này,... tác động động đất lên kết cấu, phổ phản ứng cho một biểu diễn tốt về khả năng gây h hỏng cho kết cấu của chuyển động động đất - Dạng đờng cong hệ số động đất đợc chọn (xem Hình 3.1) để xây dựng đờng cong hệ số động đất cho ác loại nền khu vực Hà Nội có bốn khúc nh đờng cong hệ số động đất trong bốn tiêu chuẩn nói trên 3.3.2 Phơng pháp và các bớc tiến hành xây dựng đờng cong hệ số động đất 3.3.2.1 . nghiên cứu Nghiên cứu hợp lý hoá phản ứng của kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng động đất ở khu vực Hà Nội với mục đích tìm tòi và kiến nghị: - Khoảng biến thiên thích hợp của chu kỳ dao động. đến khoảng biến thiên thích hợp Luận án Nghiên cứu hợp lý hoá phản ứng của kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng động đất ở khu vực Hà Nội đặt ra mục tiêu nghiên cứu và góp phần giải quyết các. pháp kết cấu để điều khiển chu kỳ dao động riêng đến giá trị thích hợp nhằm hợp lý hoá phản ứng công trình nhà cao tầng chịu tác động động đất xây dựng ở khu vực Hà Nội. Chơng 2 Hiệu ứng khu ch