Tính toán kết cấu thép chịu động đất theo phương pháp phân tích lịch sử thời gian

L I CAM OAN

Tên tôi là: inh Công Thành

Sinh ngày: 09/11/1992

Quê quán: Thanh Hà – H i D ng

N i công tác: Chi nhánh công ty c ph n t v n Qu n lý d án D u khí PVE Hà N i

Tôi xin cam đoan Lu n v n t t nghi p cao h c ngành k thu t xây d ng công trình dân

d ng và công nghi p v i đ tài: “Tính toán k t c u thép ch u đ ng đ t theo ph ng pháp phân tích l ch s th i gian” là lu n v n do cá nhân tôi th c hi n Các k t qu nghiên c u tuân th theo tiêu chu n Vi t Nam và các v n b n pháp lu t hi n hành K t

qu nghiên c u không sao chép b t kì tài li u nào khác

Hà N i, ngày … tháng 8 n m 2017 Tác gi lu n v n

inh Công Thành

L I C M N

Trong quá trình h c t p, nghiên c u và th c hi n Lu n v n Th c s , tôi đã nh n đ c

s giúp đ , t o đi u ki n nhi t tình và quý báu c a nhi u cá nhân và t p th

Tr c tiên, tôi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i th y giáo TS Nguy n Anh D ng đã

t n tình h ng d n tôi trong su t quá trình nghiên c u, hoàn thành lu n v n này ng

th i tôi c ng g i l i c m n t i th y giáo TS.Nguy n Duy C ng đã h tr tôi trong quá trình th c hi n lu n v n Tôi xin chân thành c m n các th y cô giáo khác trong Khoa, B môn Xây d ng dân d ng và công nghi p đã t n tình gi ng d y, h ng d n, truy n đ t ki n th c trong su t quá trình h c t p và th c hi n lu n v n

Tôi c ng xin chân thành c m n t i anh Hà V nh Long (Phòng quan sát đ ng đ t-Vi n

V t lý đ a c u) cùng b n bè, đ ng nghi p thu c l p cao h c 23XDDD21 đã giúp tôi tìm ki m, cung c p tài li u tham kh o, s li u tính toán đ hoàn thành lu n v n này

M c dù tôi đã r t c g ng hoàn thi n lu n v n b ng t t c s nhi t tình và n ng l c c a mình, tuy nhiên do trình đ có h n nên không th tránh kh i nh ng thi u sót ho c có

nh ng ph n nghiên c u ch a sâu R t mong nh n đ c s ch b o và thông c m c a các Th y cô

Tôi xin trân tr ng c m n !

Hà N i, ngày … tháng 8 n m 2017

Tác gi lu n v n

inh Công Thành

M C L C

M U V

N I DUNG C A LU N V N 2

CH NG 1: T NG QUAN V TÍNH TOÁN K T C U THÉP CH U NG T 3

1.1 T NG QUAN V NG T 3

1.1.1 nh ngh a, ngu n g c c a đ ng đ t 3

1.1.2 C ng đ đ ng đ t 7

1.1.3 ng đ t trên lãnh th Vi t Nam 9

1.2 K T C U THÉP VÀ CÁC C TR NG V T LI U 15

1.2.1 T ng quan v k t c u thép 15

1.2.2 c đi m c a nhà công nghi p 19

1.2.3 c tr ng v t li u thép trong Tiêu chu n Vi t Nam 21

1.2.4 V t li u thép theo tiêu chu n Eurocode 25

1.2.5 Các d ng ti t di n thép 28

1.3 H I N TR NG TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH CH U NG T 30

CH NG 2: C S LÝ THUY T C A TÍNH TOÁN K T C U THÉP CH U NG T THEO PH NG PHÁP L CH S TH I GIAN 34

2.1 M T S GI THI T TÍNH TOÁN 34

2.2 S TÍNH 34

2.3 T RÌNH T TÍNH TOÁN 34

2.4 X ÁC NH T I TR NG 35

2.4.1 T i tr ng th ng đ ng 35

2.4.2 T i tr ng gió 36

2.4.3.1 Ph ng pháp t nh l c ngang t ng đ ng 43

2.4.3.2 Ph ng pháp ph ph n ng 45

2.4.3.3 Ph ng pháp phân tích theo l ch s th i gian 50

CH NG 3: NGHIÊN C U TÍNH TOÁN KHUNG THÉP CH U T I TR NG NG T THEO PH NG PHÁP PHÂN TÍCH L CH S TH I GIAN 52

3.1 T NG QUAN 52

3.1.1 Gi i thi u v công trình 52

3.1.2 Gi i thi u v ph n m m ng d ng tính toán ETABS 52

3.1.3 L p mô hình tính toán 53

3.2 T ÍNH TOÁN T I TR NG T NH TÁC D NG LÊN CÔNG TRÌNH 53

3.2.1 T nh t i 53

3.2.2 Ho t t i 54

3.2.3 T i tr ng gió 54

3.3 T ÍNH TOÁN T I TR NG NG T TÁC NG LÊN CÔNG TRÌNH 56

3.3.1 Ph ng pháp t nh l c ngang t ng đ ng 56

3.3.2 Ph ng pháp ph ph n ng 59

3.3.3 Ph ng pháp phân tích theo l ch s th i gian 69

3.4 K T QU TÍNH TOÁN 76

3.5 N H N XÉT VÀ ÁNH GIÁ 80

K T LU N VÀ KI N NGH 82

TÀI LI U THAM KH O 84

Hình 3.4: Khai báo kh i l ng riêng đ i v i bê tông

Hình 3.5 Khai báo kh i l ng riêng đ i v i thép

Hình 3.6 nh ngh a tr ng h p t i tr ng

Hình 3.7 nh ngh a ngu n t o kh i l ng

Hình 3.8 Khai báo s mode dao đ ng

Hình 3.9 Ki m tra chu k dao đ ng riêng

Hình 3.18 Giá tr chuy n v theo ph ng X ( n v m)

Hình 3.20 Giá tr l c c t theo ph ng Y ( n v T)

Hình 3.19 Giá tr moment theo ph ng Y ( n v T.m)

Hình 3.21.Giá tr chuy n v theo ph ng Y ( n v m)

B ng 1.6 Giá tr danh ngh a c a gi i h n b n fu và gi i h n ch y fy c a thép ti t di n

r ng

B ng 2.1 B ng áp l c gió theo b n đ phân vùng áp l c gió lãnh th Vi t Nam

B ng 2.2 B ng giá tr gi i h n c a t n s dao đ ng riêng fL

B ng 2.3 B ng h s áp l c đ ng c a t i tr ng gió

B ng 2.4 B ng h s t ng quan không gian áp l c đ ng c a t i tr ng gió

B ng 3.1 B ng giá tr t i tr ng gió t nh

B ng 3.2 H s chi t gi m kh i l ng

M U

1 Tính c p thi t c a đ tài

ng đ t là m t hi n t ng t nhiên gây ra chuy n đ ng r t m nh c a n n đ t làm s p

đ nhà c a gây thi t h i v ng i và tài s n nh h ng đ n đ i s ng kinh t xã h i Do

đó vi c thi t k công trình ch u đ ng đ t là c n thi t đ b o v tính m ng con ng i

c ng nh c a c i v t ch t bên trong công trình Công trình đ c thi t k ch u đ ng đ t chính là m t cách b o v gián ti p tính m ng và c a c i bên trong công trình K t c u thép có các u đi m nh có c ng đ cao, đ dai cao, tr ng l ng nh , thi công nhanh,

d s a ch a nên k t c u thép đ c s d ng nhi u đ xây các công trình nh t là trong khu v c có đ ng đ t l n, th ng xuyên x y ra

Hi n nay có nhi u ph ng pháp tính toán cho các công trình ch u đ ng đ t t ph ng pháp đ n gi n cho đ n ph c t p Tùy t ng đ c đi m, t ng c p công trình yêu c u đ chính xác nh th nào mà l a ch n t ng ph ng pháp phù h p Do nhu c u ngày càng cao v m t b o v tính m ng, ti t ki m chi phí đ u t xây d ng c ng nh ph n ánh

đ c g n đúng s làm vi c c a k t c u so v i s làm vi c th c t Trên th gi i nhi u

qu c gia đã s d ng ph ng pháp tính toán theo l ch s th i gian, ph ng pháp này

đ c đánh giá là có s ph n ánh khá chính xác nh ng c n có đ y đ c s d li u c a các tr n đ ng đ t đã x y ra T i Vi t Nam vi c nghiên c u và áp d ng vào các công trình còn nhi u h n ch Do đó vi c nghiên c u ph ng pháp phân tích ng x c a k t

c u thép ph ng ch u đ ng đ t dùng cách phân tích theo l ch s th i gian là phù h p v i tình hình phát tri n xã h i, mang tính ch t c p thi t đ i v i ngành xây d ng nói chung

2 M c đích c a đ tài

Nghiên c u ph ng pháp tính toán k t c u thép ch u đ ng đ t phân tích theo l ch s

th i gian, đ a ra đ c m t s nh n xét v k t qu nh n đ c so v i m t s ph ng pháp tính toán khác

3 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u

- i t ng NC: Khung k t c u thép ph ng, c u ki n có ti t di n ch I

- Ph m vi NC: S d ng ph ng pháp tính toán khung thép ch u đ ng đ t dùng ph ng pháp phân tích theo l ch s th i gian

4 K t qu d ki n đ t đ c

ánh giá, đ a ra đ c u nh c đi m, nh ng m t đ c và h n ch c a m t s ph ng pháp tính toán k t c u thép ch u đ ng đ t so v i tính theo ph ng pháp theo l ch s

th i gian

CH NG 1: T NG QUAN V TÍNH TOÁN K T C U THÉP CH U NG

T

1.1 T ng quan v đ ng đ t

1.1.1 nh ngh a, ngu n g c c a đ ng đ t

ng đ t là hi n t ng dao đ ng r t m nh n n đ t x y ra khi m t ngu n n ng l ng

l n đ c gi i phóng trong th i gian r t ng n do s n t r n đ t ng t trong ph n v ho c trong ph n áo trên c a qu đ t [1]

Ngu n g c c a đ ng đ t:

* ng đ t có ngu n g c t ho t đ ng ki n t o

T nh ng n m 60 c a th k XX, các nhà đ a ch t và đ a ch n h c đã đ a ra thuy t

ki n t o m ng hay còn g i là thuy t trôi d t các l c đ a đ gi i thích cho ngu n g c:

c a các tr n đ ng đ t xu t hi n trên th gi i Theo thuy t này, lúc đ u các l c đ a g n

li n v i nhau đ c g i là Pangaea, sau đó cách đây kho ng ch ng 200 tri u n m chúng tách ra thành nhi u m ng c ng di chuy n ch m t ng đ i so v i nhau trên m t l p dung nham d ng th l ng, nhi t đ cao đ có hình d ng nh ngày nay

Tu thu c vào đ c thù c a ho t đ ng ki n t o, ranh gi i phân chia gi a các m ng

th ng có các d ng: g gi a đ i d ng, đ t g y, vòng cung các đ o và vùng orogenic

T i vùng g gi a đ i d ng, dung nham nóng ch y trong ph n áo trào lên b m t qu

đ t sau đó ngu i đi, b i d n và m r ng m ng th ch quy n theo ph ng ngang T i các đ t gãy, các m ng ki n t o chuy n đ ng t ng đ i so v i nhau và b hút vào trong

ph n áo c a qu đ t t i các vùng orogenic

Các thành t u khoa h c k thu t, đ c bi t là m ng l i đ a ch n k và quan tr c đ a

ch t trên th gi i đã ch ng minh tính đúng đ n c a thuy t ki n t o m ng Do đó trong vòng 10 n m ti p theo, lý thuy t này đã đ c gi i khoa h c ch p nh n m t cách r ng rãi và đ c xem là m t trong nh ng thành t u khoa h c l n nh t c a nhân lo i trong

th k XX.[1]

Theo gi thi t c b n c a thuy t ki n t o m ng, b m t qu đ t đ c t p h p t m t s

kh i l n g i là m ng; trên, các m ng là các châu l c và đ i d ng Các m ng này chuy n đ ng t ng đ i so v i nhau Toàn b v qu đ t có th hình dung đ c chia thành 15 m ng trong đó có 11 m ng l n (v m ng) sau: m ng Âu – Á, m ng châu Phi,

m ng châu úc, m ng Philipin, m ng Thái Binh d ng, m ng Cocos, m ng Nazca,

m ng B c M , m ng Nam M , m ng Caribe và m ng Nam c c Các m ng l n l i

đ c chia thành các m ng bé h n (vi m ng) qua các v t đút gãy nông h n.[1]

T i vùng phân chia gi a các m ng xu t hi n các bi n d ng t ng đ i trên m t vùng khá h p Các bi n d ng có th x y ra ch m và liên t c ho c có th x y ra m t cách đ t

ph ng ngang Vùng b biên m ng này có tên g i là vùng g m r ng và th ng n m

gi a các đ i d ng Ví d m ng B c M và Nam M tr t v phía tây xa d n các

m ng Á- Âu và châu Phi Vùng g m r ng (đ t g y) ch y d c gi a i Tây d ng

t o nên các núi l a ng m d i bi n; dung nham l ng tràn lên b m t, ngu i đi và b i

r ng thêm các m ng làm cho i Tây d ng ngày càng r ng ra T c đ chuy n đ ng tách r i gi a các m ng kho ng 2 đ n 18 cm/n m; vùng g m r ng ven Thái Bình

d ng có t c đ chuy n đ ng l n nh t.[1]

b) Chuy n đ ng hút chìm

Do kích th c c a qu đ t gi nguyên không đ i, nên vi c m r ng các m ng t i m t

s b biên ph i đ c bù l i b ng vi c thu h p Gác m ng t i m t s b biên khác i u này đã đ c quan sát th y qua chuy n đ ng hút chìm gi a hai m ng k nhau Có hai

lo i chuy n đ ng hút chìm:

Chuy n đ ng tr n: m ng này chuy n đ ng rúc xu ng d i m ng khác Ví d m ng

n – Úc rúc xu ng d i m ng Á – Âu làm cho dãy Hymalaya b đ y cao d n lên, m i

n m kho ng 9cm;

Chuy n đ ng rúc đ ng quy: hai m ng cung chuy n đ ng rúc xu ng Ví d , các m ng Cocos và Caribe cùng chuy n đ ng hút chìm; xu ng theo đ t gãy d c b Tây Trung

M

Vùng chuy n đ ng hút chìm th ng n m k các th m l c đ a Khi t c đ chuy n đ ng

đ ng quy c a các m ng l n, t i vùng biên s xu t hi n các rãnh sâu Khi t c đ chuy n

t i tr ng thái bi n d ng t i h n, s phá ho i đ t ng t x y ra Th n ng bi n dang t c

th i chuy n thành đ ng n ng và đ ng đ t xu t hi n Nh v y theo thuy t ki n t o

m ng, các tr n đ ng đ t ch y u phát sinh t i vùng ranh gi i gi a các m ng và ch x y

ra khi n n đá r i vào tr ng thái t i h n v c ng đ d n t i b phá ho i đ t ng t Do

đó, các tr n đ ng đ t t i các vùng biên c a các m ng đ c g i là đ ng đ t rìa m ng Các tr n đ ng đ t m nh x y ra Chilê, Peru, Trung M , ông Caribe, Nam Mexico, California, Nam Alaska, Nh t B n, ài Loan, Philipin, Indonesia, New Zealand và vành đai Alpine – Caucase – Hymalaya thu c lo i này.[1]

* ng đ t có ngu n g c t các đ t gãy

Khi quan sát đ a hình ta th ng g p nh ng s thay đ i đ t ng t trong c u trúc n n đá

m t s ch , các v a đá có đ c tính khác nhau g i đ u vào nhau ho c t a lên nhau

d c theo m t ti p xúc gi a chúng S c t ngang c u trúc đ a ch t nh v y đ c g i là đút g y ho c phay đ a ch t

Các đ t g y có th có chi u dài t vài mét t i hàng tr m kilômét và n sâu vào lòng

đ t t i vài ch c kilômét Chúng có th đ c nh n bi t qua kh o sát tr ng thái đ a hình trên m t đ t, nh ng nhi u khi r t khó phát hi n b ng cách quan sát vì đ t g y n m sai trong v qu đ t không kéo lên t i b m t

Các v t đ t g y đ c chia làm hai lo i: ho t đ ng và không ho t đ ng t g y ho t

đ ng là nh ng đ t g y mà các kh i v t ch t hai bên m t đ t g y đang chuy n đ ng

t ng đ i so v i nhau, n ng l ng bi n d ng đàn h i do quá trình ki n t o đ c tích

lu và đ n môt lúc nào đó s gi i phóng đ t ng t, gây ra đ ng đ t t g y không ho t

đ ng là các đ t g y trong quá kh đã t ng ho t đ ng, nay không còn chuy n đ ng và

do đó s không gây ra đ ng đ t t gãy đ a ch n n i ti ng nh t trên th gi i thu c

lo i ho t đ ng là đ t g y San Andreas California (Hoa K ) t g y này có chi u dài 300 km và tr t ngang 6.4 m, t ng gây ra tr n đ ng đ t San Francisco n m 1906

và nhi u tr n đ ng đ t ti p sau đó T c đ tr t trung bình t i m t đ t g y ho t đ ng thay đ i t 10 – 100 mm/n m M t s đ t g y chuy n đ ng liên t c, m t s khác

ch chuy n đ ng khi đ ng đ t x y ra Các đ t g y ho t đ ng đ c phân lo i d a trên

d ng hình h c và h ng tr t t ng đ i gi a chúng Có th phân chuy n đ ng t i các

đ t g y c ng nh d ng đ t g y thành các lo i sau.[1]

a) Tr t nghiêng:

S d ch chuy n x y ra theo ph ng song song v i đ d c c a đ t g y (ho c vuông góc

v i đ ng m ch ngang là giao tuy n gi a m t đ t g y và m t n m ngang) Tu thu c vào h ng chuy n đ ng t ng đ i c a các m ng n m hai bên m t đ t g y mà các đ t

g y đ c phân lo i nh sau:

t g y bình th ng ho c còn g i là đ t g y thu n: l p đá c ng phía trên m t nghiêng

c a đ tt g y tr t xu ng d i so v i l p n m d i Các đ t g y có m t tr t g n

th ng đ ng c ng có th x p vào lo i này;

t g y ngh ch: l p đá c ng phía trên m t đ t g y nghiêng tr t lên trên so v i l p đá phía d i đ t g y.[1]

- N m 1956, Richter hi u ch nh kho ng cách gia t c c c đ i t i thang Mercali hi u

ch nh thành thang c ng đ chính th c áp d ng r ng rãi ngày nay;

- N m 1964, các nhà khoa h c Medvedev, Sponhahure, Karnic đ xu t thang MSK-64, đây là thang c ng đ đ c s d ng r ng rãi các n c Châu Âu [1]

Trong đó: A là biên đ max c a tr n đ ng đ t đang xét do đ a ch n k

A0 là biên đ max c a tr n đ ng đ t chu n có cùng tâm tr n

* Các thang c ng đ đ ng đ t khác:

- Thang đ l n sóng m t (Ms) [1] đo các biên đ sóng m t có chu k 20s, th ng x y

ra các tr n đ ng đ t xa kho ng cách tâm tr n trên 2000km Thang đo này đ c Gutenberg và Richter đ xu t n m 1936 th ng dùng cho các tr n đ ng đát trung bình

t i l n có đ sâu ch n tiêu nh h n 70km Bi u th c xác đ nh Ms nh sau:

Ms= logA + 1.66logL + 2.0

Trong đó: L là kho ng cách ch n tâm đ c đo b ng đ (3600 ng v i chu vi qu

đ t)

A là chuy n v l n nh t c a n n đ t khi dao đ ng đo b ng micron

- Thang đ l n sóng kh i (Mb) [1] đo biên đ sóng P có chu kì kho ng 1.0s Thang này phù h p v i các tr n đ ng đ t r t sâu v i sóng m t y u, đ c Gutenberg đ xu t vào n m 1945 Thang Mb có th đo đ c các tr n đ ng đ t xa v i kho ng cách tâm

ch n trên 600km Mb đ c xác đ nh qua bi u th c sau:

Mb=logA – logT + 0.01L + 5.9

Trong đó: A là biên đ c a sóng P đo b ng micron

T là chu k dao đ ng đo b ng (s)

L là kho ng cách ch n tâm đo b ng đ

- Thang đ l n mômen đ ng đ t (Mw) [1] dùng đ mô t đ l n c a các tr n đ ng đ t

d a trên c c u phá ho i c t x y ra n i phát sinh c a chúng Khác v i các thang đ

l n Richter, đ l n sóng m t, đ l n sóng kh i, thang đ l n mômen đ ng đ t là thang duy nh t d a tr c ti p vào l c tác đ ng gây ra đ ng đ t t i n t g y mà không d a vào biên đ c a các sóng đ a ch n Vì v y thang này có th s d ng đ đo toàn b chuy n

m ng Thái Bình D ng Phía tây và phía nam c a n c ta là vành đai đ ng Himalaya

và rãnh sâu Java đ c t o ra do s va ch m gi a m ng Châu Úc v i m ng Á-Âu, còn phía đông là vành đai l a Thái Bình D ng và m ng Philipin v i m ng Á-Âu

M t s nhà khoa h c cho ràng lãnh th Vi t Nam và khu v c ph c n đang ch u nh

h ng kéo theo c a s va ch m đ ng th i c a nhi u m ng ki n t o Nh ng s va ch m này khi n dãy núi Hymalaya cao d n lên và làm ph n phía nam l c đ a ông Á b bi n

d ng và phân chia thành các m ng nh chuy n đ ng theo các h ng khác nhau ch

y u là h ng ông- ông Nam [1]

- Các đ t gãy trên lãnh th Vi t Nam

K t qu các công trình nghiên c u khoa h c g n đây cho th y, trên lãnh th Vi t Nam

t n t i m t m ng l i đ t gãy ph c t p, đa d ng v ph ng, v ki u tr t, v c p đ

và l ch s phát tri n Ph n l n đó là đ t gãy sâu gi i h n các mi n ki n t o ho c các

đ n v ki n t o chính trong các mi n, m t s ít là các đ t gãy l n phát tri n trong

ph m vi m t vài đ n v ki n t o [1]

Thu c v nhóm đ t gãy phân mi n kiên t o có các n t gãy sau:

+ t gãy Sông H ng phân chia mi n ho t đ ng Hoa Nam (Trung Qu c) v i đ i

Thu c v nhóm đ t gãy phân chia các đ n v c u trúc chính trong các mi n ki n t o có các đ t gãy sau:

+ t gãy ông Tri u, M o Khê, Yên T là đ t gãy hình vòng cung, ki u tr t b ng ngh ch, đ sâu ch n tiêu l n kho ng 30km;

+ t gãy Cao B ng – Tiên Yên kéo dài theo ph ng Tây B c – ông Nam, t Trung Qu c vào Vi t Nam, đóng vai trò kh ng ch s phát tri n c a Mezozoi Sông

Hi n t gãy này thu c ki u tr t b ng, b chia c t thành nhi u đo n;

+ t gãy Linh S n – H Long t Qu ng Tây (Trung Qu c) sang Vi t Nam ch y

d c b v nh H Long t Móng Cái qua C m Ph ;

+ t gãy sông Ch y là m t đ t gãy sâu xuyên v , ch y theo ph ng Tây B c – ông Nam, song song v i đ t gãy Sông H ng;

+ t gãy Sông Lô có ph ng Tây B c – ông Nam, v th c ch t m t đ t gãy n m trong h th ng đ t gãy sông H ng – sông Ch y;

+ t gãy Sông à ch y dài trên 300km theo ph ng ch đ o Tây B c – ông Nam

nh ng có d ng khúc đo n t o b i các đ t gãy ph ng Tây B c – ông Nam;

+ t gãy Sông C là đ t gãy sâu xuyên v dài 300km có ph ng chính là Tây B c – ông Nam kéo v phía biên gi i Vi t – Lào, có c ch tr t b ng – ph i;

+ t gãy Rào N y là ranh gi i gi a đ i ph c n p lõm Sông C và đ i ph c n p l i

ta ó là các tr n đ ng đ t c p XIII (6 đ Richter) qu n Nh t Nam (B c ng H i) vào n m 114, các tr n đ ng đ t c p VII và c p VIII (5.5-6 đ Richter) Hà N i vào các n m 1276, 1278, 1285 đ ng đ t c p VIII-IX (trên 6 đ Richter) Yên nh – V nh

L c – Nho Quan vào n m 1935, đ ng đ t c p XIII (6 đ Richter) Ngh An vào n m

1821, đ ng đ t c p VII H i D ng vào n m 1137, đ ng đ t c p VII T nh Gia – Thanh Hóa n m 1767, các tr n đ ng đ t c p VII (5.5 đ Richter) Phan Thi t vào các

n m 1882, 1887…(t t c các c p đ đ ng đ t trên đ u ph ng đoán theo thang 64) [1]

MSK-Trong th k XX t n m 1903 đ n n m 1961 đã x y ra 46 tr n đ ng đ t t c p V tr lên (theo thang MSK-64) trên lãnh th n c ta Riêng t i khu v c Lai Châu, S n La,

i n Biên t n m 1935 đ n n m 2001 có nhi u tr n đ ng đ t l n x y ra M t s tr n

đ ng đ t tiêu bi u nh sau:

+ Tr n đ ng đ t x y ra vào ngày 24/6/1983 có chân tâm n m huyên Tu n Giáo

Tr n đ ng đ t này có đ l n M=6.7 (theo tháng Richter) và c ng đ vùng ch n tâm kho ng c p VIII (theo thang MSK-64) Tr n đ ng đ t này gây ra s t l l n các dãy núi, vùi l p 200 ha ru ng, làm ch t và b th ng hàng ch c ng i M t s công trình xây d ng trong vùng ch n tâm đã b phá ho i N n đ t b n t r ng 10 cm và dài t i 20km Ch n đ ng c a tr n đ ng đ t này đã lan sang các khu v c khác nh th xã Lai Châu, Thu n Châu, T a Chùa, Qu nh Nhai, th xã S n La T i Hà N i tr n đ ng đ t này gây ra c ng đ kho ng c p V-VI theo thang MSK-64, gây r n n t nhà c a m t vài khu v c [1]

+ Tr n đ ng đ t t i i n Biên Ph x y ra vào ngày 19/2/2001 có đ l n M=5.3 đ

R chter Ch n tâm c a tr n đ ng đ t n m t i vùng núi Nam Oun c a Lào , cách th xã

i n Biên 15 km, v i đ sâu ch n tiêu kho ng 12 km Ch n đ ng vùng ch n tâm đ t

t i c p VII – VIII theo thang MSK-64 Hua Pe (thu c t nh Lai Châu) g n biên gi i

Vi t Lào chuy n đ ng đ a ch n làm s p mái h m kèo, gây n t s n d c, sàn nhà và

l các b c th m x p b ng đá h c p Pe Luông cách ch n tâm 10 km v phía ông b

n t vai đ p và ph n ti p xúc gi a đ p v i tràn Su i n c nóng Hua Pe nóng lên và có

s thay đ i v khoáng ch t T i th xã i n Biên n m trong vùng đ ng đ t c p VII theo th ng k có h n 130 ngôi nhà ph i xây d ng l i, 1044 ngôi nhà ph i s a ch a và

2044 ngôi nhà b h h ng nh Sau ch n đ ng chính có hàng tr m d ch n ti p t c x y

ra trong đó có nhi u d ch n m nh Tr n đ ng đ t này đ c gây ra b i ho t đ ng c a

đ i đ t gãy sâu Lai Châu – i n Biên, chính ho t đ ng c a đ t gãy này c ng đã gây ra

tr n đ ng đ t Lai Châu 7/1914, đ ng đ t i n Biên Ph n m 1920, các tr n d ng đ t

t i Lai Châu vào các n m 1993, 2001 [1]

Theo th ng kê, t tr c đ n nay Vi t Nam đã x y ra 2 tr n đ ng đ t c p VIII, 11

tr n đ ng đ t c p VII và 60 tr n đ ng đ t c p VI (theo thang MSK-64) Ph n l n các

tr n đ ng đ t này đ u x y ra các t nh phía B c d c theo các v t n t gãy vùng sông

H ng, sông Ch y, sông C , Lai Châu – i n Biên và nói chung đ u có đ sâu ch n tiêu nông (H=10-20km) nên vùng nh h ng h p [1]

Hình 1.1 M t s hình nh v h u qu c a đ ng đ t gây ra Vi t Nam(ngu n:internet)

- M t s k t qu nghiên c u đ ng đ t đã đ t đ c

Vi t Nam, t i n m 1986 đã có t t c 8 tr m quan tr c đ a ch n Các tr m quan trác này đ c xây d ng và ho t đ ng các th i đi m khác nhau: Phú Di n (1924), Nha Tran (1957), Sapa (1961), B c Giang (1967), Hòa Bình (1972), Tuyên Quang (1975),

à L t (1980), Hà N i (1986), … T n m 1986 đ n n m 1995 nh có d án c a UNDP, m ng l i tr m đ a ch n Vi t Nam đã đ c t ng c ng và hi n đ i hóa n nay chúng ta đã có 26 tr m đ a ch n chu k ng n, ghi s trong đó có h th ng tr m đ a

ch n đo xa g m 8 tr m xung quang Hà N i Có th nói tr c n m 1975 m ng l i

tr m quan tr c đ ng đ t còn th a, ho t đ ng không đ ng b nên ch a có s hi u qu cao trong quan sát đ ng đ t n c ta Do đó vi c ghi l i các tr n đ ng đ t x y trên

đ t y u ho c d ch n đ ng đ t m nh Vì v y ph n l n các s li u đ a ch n đ c thu

th p t vi c đi u tra th c đ a và tài li u l ch s [1]

ph c v cho các yêu c u v thi t k , tính toán kháng ch n các công trình xây d ng,

c s d li u đ ng đ t trên lãnh th Vi t Nam đã đ c xây d ng, t ng b c hoàn

thi n T đ u nh ng n m 60 c a th k XX, công tác phân vùng đ ng đ t trên lãnh th

n c ta đã đ c ti n hành v i s giúp đ c a chuyên gia n c ngoài Trong nhi u

n m, b n đ này đã tr thành tài li u quan tr ng ph c v cho công tác quy ho ch và xây d ng các công trình kinh t và qu c phòng Các phân đ s đ phân vùng đ ng đ t

Vi t Nam đã đ c thi t l p theo nguyên t c “ đ a ch n th ng kê”, ch nghiên c u và

th hi n b n đ h qu ch n đ ng do đ ng đ t gây ra trên m t đ t mà không bi t đ c ngu n phát sinh c ng nh các thông s c a chuy n đ ng n n đ t r t c n cho vi c kháng ch n cho công trình kh c ph c đ c nh c đi m này, n m 1976 Nhà n c

đã đ a đ tài phân vùng đ ng đ t trên lãnh th Vi t Nam vào ch ng trình Atlas qu c gia và n m 1980 l i đ a ra ch ng trình h p tác khoa h c gi a Vi n Khoa h c Vi t Nam và Vi n Hàn lâm khoa h c Liên Xô và giao cho Vi n V t lý đ a c u – Vi n Khoa

h c Vi t Nam th c hi n Công trình đã đ c hoàn thành vào n m 1985 và n m 1989 cho công b b n đ phân vùng đ ng đ t Vi t Nam t l 1/2.000.000 ti p t c hoàn thi n b n đ phân vùng đ ng đ t, n m 1992 B Khoa h c Công ngh và Môi tr ng

đã giao cho Vi n V t lý đ a c u th c hi n đ tài câp Nhà n c “ C s d li u cho các

gi i pháp gi m nh h u qu đ ng đ t Vi t Nam” K t qu nghiên c u c a đ tài này

là các b n đ phân vùng đ ng đ t v i chu k l p l i T=200, 500, 1000 n m và b n đ phân vùng ch n đ ng c c đ i Imax trên lãnh th Vi t Nam t l 1:1.000.000 (1996) [1]

hoàn thi n h n các b n đ d báo v m c đ nguy hi m đ ng đ t trên lãnh th Vi t Nam và ti p c n b c đ u v i ph ng pháp d báo đ ng đ t v th i gian phát sinh t

n m 2000 B Khoa h c Công ngh đã giao cho Vi n V t lý a c u tri n khai đ tài

“Nghiên c u d báo đ ng đ ng đ t và dao đ ng n n Vi t Nam” M t trong các k t

qu nghiên c u c a đ tài này là b n đ d báo c ng đ ch n đ ng c c đ i, b n đ phân vùng gia t c n n c c đ i amax và các b n đ phân vùng gia t c n n v i xác su t

v t quá 10% trong các kho ng th i gian 20, 50, 100 n m D a trên các k t qu

nghiên c u này, Vi n V t lý a c u đã cung c p phân vùng gia t c n n lãnh th Vi t Nam chu k l p l i 500 n m trên n n lo i A Nh v y v i các k t qu nghiên c u này, chung ta đã có các c s d li u c n thi t đ th c hi n vi c kháng ch n cho các công trình xây d ng trong các vùng có đ ng đ t t i Vi t Nam [1]

1.2 K t c u thép và các đ c tr ng v t li u

1.2.1 T ng quan v k t c u thép

T th k 19, thép đã b t đ u đ c xác đ nh là m t trong nh ng v t li u hàng đ u và đáng tin c y cho nh ng công trình l n Ngay t khi thép đ c dùng trong xây d ng thì

d m thép cán nóng và d m thép t h p đã c nh tranh v i nhau v ph ng di n linh

ho t và kinh t Cho đ n đ u th k 20, các k thu t cán thép m i b t đ u phát tri n:

d m cán nóng cao nh t M n m 1900 là 610m; d m cán nóng Châu Âu cao 1m l n

đ u tiên đ c s n xu t t i Luxembourg n m 1911 [2]

Các chuyên gia và nhà thi t k ngày càng nh n th y r ng: khi k t c u khung đ c làm

b ng các c u ki n có ti t di n không đ i nh d m thép cán nóng s gây lãng phí m t

kh i l ng v t li u đáng k do ng su t các v trí khác nhau trên d m s r t khác nhau trong khi ta dùng m t lo i ti t di n trên su t chi u dài thanh M t khác, thi t di n thép cán nóng th ng có b dày b n b ng l n h n r t nhi u so v i yêu c u ch u l c

c a nó Vì v y vi c phát tri n và s d ng lo i d m thép t h p ngày m t nhi u h n,

v i d m thép lo i này ng i ta có th d dàng đi u ch nh kích th c các b n thép đ ti t

di n h p lý và thay đ i ti t di n d m có th đ c m t k t c u h p lý, ti t ki m v t li u Ban đ u, nhà x ng s d ng khung thép nh đ c thi t k và s n xu t còn c ng nh c,

ch a linh ho t trong vi c b trí k t c u và hình d ng c u ki n V sau cùng v i s phát tri n c a công ngh s n xu t thép hình thành m ng, c a v t li u h p kim nhôm và các

ph n m m máy tính ngày càng hi n đ i h n đã thay đ i đ c nh ng h n ch này i u này phù h p v i vi c n n kinh t phát tri n m nh m nhi u qu c gia d n đ n nhu c u các công trình xây d ng nhà thép ti n ch không nh ng đòi h i ch t l ng cao h n, linh ho t h n mà còn đ m b o tính th m m [2]

V i đ ng n i công nghi p hóa, hi n đ i hóa đ t n c, xây d ng n n kinh t đ c l p

t ch , đ a n c ta thành m t n c công nghi p, ng và Nhà n c đã có nh ng chính sách m c a n n knh t , u tiên đ u t phát tri n các khu công nghi p t p trung

nh m thu hút v n đ u t n c ngoài, s n xu t hàng hóa ph c v trong n c và đ y

m nh xu t kh u Hàng lo t khu công nghi p, các nhà máy m i đã và đang đ c xây

d ng trên kh p đ t n c ta nh Khu công nghi p B c Th ng Long–N i Bài, Khu công nghi p Sài ng, Bình D ng, Láng – Hòa L c, khu ch xu t Tân Thu n,…

Tr c đây, n c ta, khi thi t k khung thép v t nh p l n, ph ng pháp truy n

th ng là dùng d ng dàn t h p b ng thép góc Ph ng pháp này tuy gi i quy t đ c

v n đ ch u l c, ti t ki m v t li u nh ng chi u cao dàn quá l n, t n công ch t o và

Trong nh ng n m g n đây vi c s d ng k t c u thép đã phát tri n nhanh chóng thay

th d n cho k t c u bê tông c t thép trong xây d ng các nhà máy công nghi p, các tòa

nhà cao t ng và các công trình công c ng Vi t Nam quá trình phát tri n c a k t c u thép trong xây d ng dân d ng và công nghi p tr i qua các th i k chính nh sau:

d ng k t c u thép nên vi c thi công nhà máy này đã hoàn thành s m h n so v i vi c

s d ng k t c u b ng bê tông S đ h th ng thông d ng là: dàn g m các thép góc,

c t và d m t h p t m và thép cán; liên k t hàn, không dùng đinh tán [2]

- Trong th p k 70 và 80

Công tác xây d ng ch y u là khôi ph c các công trình b phá ho i, xây d ng nh ng nhà x ng máy m i lo i nh Áp d ng r ng rãi s đ k t c u h h p c t bê tông và dàn thép B t đ u s d ng nhi u k t nhi u k t c u thép ti n ch nh p t n c ngoài

i n hình là lo i khu kho Ti p đó là khung nh p 12 đ n 15m, dàn b ng thép ng, c t thép cán t h p và xà g là c u ki n thành m ng cán ngu i, khung này nguyên đ là đ làm kho c sang Vi t Nam đã đ c c i t o đ làm k t c u cho nhà x ng có c a tr i

và c u tr c, nhà th thao và ga hàng không Vi t Nam trong th i k này, k thu t xây d ng đã đ c phát tri n nhanh chóng v i s giúp đ c a ph ng Tây Các xu

h ng thi t k gi ng nh ph ng Tây: thép đã đ c áp d ng r ng rãi trong các công trình công nghi p, x ng đóng tàu, nhà cao t ng, ga máy bay [2]

- T nh ng n m 90 đ n nay

Cùng v i s phát tri n nhanh chóng c a n n kinh t và c a ngành xây d ng, vi c s

d ng thép đã t ng nhanh H u h t các nhà x ng là làm hoàn toàn hay đ i b ph n là

k t c u thép Nh ng mái nhà n ng n b ng bê tông c t thép đã ít xu t hi n thay th d n

b ng mái tôn nh trên xà g thành m ng Không còn xu t hi n dàn bên tông c t thép,

d m mái bê tông c t thép đúc s n m t th i phát tri n [2]

Nguyên nhân d n đ n s thay đ i v vi c s d ng k t c u thép thay th là do:

+ Giá c v t li u thép không còn là v n đ đ c đ t lên đ u nó ch chi m kho ng 50% giá tr c a k t c u Không nh t thi t ph i c gi m tr ng l ng v t li u đi, đ nh

h ng đ n phí t n ch t o và d ng l p và làm ch m th i gian hoàn thành xây d ng

+ Công ngh ch t o đã tiên b , đ c bi t trong vi c c t và hàn, vi c t o hình ngu i Nên vi c ch n nh ng k t c u thu n ti n cho vi c v n chuy n l p d ng nh t h p hàn

đ thay th cho dàn thép r ng, tr c đây hay dùng vì d ch t o nh ng khó kh n trong

v n chuy n và làm t n chi u cao nhà

kh p n i c ng v i d m c ng thay đ i chi u cao; các k t c u th y u đ u đ c tiêu chu n hóa [2]

V i đ ng n i công nghi p hóa, hi n đ i hóa đ t n c, xây d ng n n kinh t đ c l p

t ch , đ a n c ta thành m t n c công nghi p, ng và nhà n c đã có nh ng chính sách m c a n n knh t , u tiên đ u t phát tri n các khu công nghi p t p trung

nh m thu hút v n đ u t n c ngoài, s n xu t hàng hóa ph c v trong n c và đ y

m nh xu t kh u Hàng lo t khu công nghi p, các nhà máy m i đã và đang đ c xây

d ng trên kh p đ t n c ta nh Khu công nghi p B c Th ng Long–N i Bài, Khu công nghi p Sài ng, Bình D ng, Láng – Hòa L c, khu ch xu t Tân Thu n,…Cùng v i

s xây d ng nhi u nhà nh p l n nh h i tr ng, nhà tri n lãm, nhà thi đ u, b t đ u phát tri n nhanh lo i k t c u tinh th , th ng đ c g i đ n gi n là dàn không gian Có

th k : nhà ga hàng không N i Bài, nhà thi đâu Nam nh, nhà bi u di n Tu n Châu,

H Long… Trong giai đo n này ngoài các nhà thi đ u hay h i tr ng c ng có nhi u công trình nhà cao t ng trên 30 t ng đ c xây d ng t i TP H Chí Minh m đ u cho giai đo n phát tri n nhà cao t ng b ng thép Vi t Nam Ngoài ra ngành Xây d ng dân

d ng và công nghi p ra trong các ngành xây d ng khác c ng đã có nhi u công trình có

s d ng k t c u thép nh trong vi c xây d ng c u thép, tháp thông tin vô tuy n và c t

t i đi n; và các công trình nh xây b ch a d u, ch a khí các công trình dàn khoan công trình b o v th m l c đ a Núi Bà en, V ng Tàu [2]

1.2.2 c đi m c a nhà công nghi p

H k t c u ch u l c trong nhà công nghi p bao g m: khung ngang, móng, d m c u

tr c, h gi ng, trong đó k t c u ch u l c chính là khung ngang Tùy theo v t li u khung ngang có th có th là khung bê tông c t thép, khung thép và khung liên h p (c t bê tông c t thép, xà ngang b ng thép) Khung ngang b ng thép có u đi m là tr ng l ng

nh , thi công nhanh, nh ng giá thành cao h n so v i khung b ng bê tông c t thép.[3]

T các đi u ki n kinh t k thuât, k t c u thép áp d ng h p lý và có hi u qu cho nhà công nghi p trong các tr ng h p sau:

Nhà có đ cao l n, nh p r ng, b c c t l n, c u tr c n ng

Dùng khung thép cho nhà có c u tr c ch đ làm vi c r t n ng, nhà ch u t i tr ng đ ng liên t c là r t h p lý vì k t c u thép làm vi c ch u tác đ ng l p c a t i tr ng đ ng l c

an toàn h n các k t c u khác

Nhà trên n n đ t lún không đ u, vì k t c u thép v n ch u l c t t trong đi u ki n móng lún không đ u

Nhà xây d ng t i nh ng vùng sâu vùng xa, đi u ki n v n chuy n khó kh n [3]

Tr c đây, trong k t c u mái c a nhà công nghi p th ng dùng t m l p panen bê tông

c t thép H khung thép đ ki u mái này th ng bao g m c t ti t di n thay đ i và dàn

vì kèo Lo i khung này có tr ng l ng l n, kích th c c ng k nh nên vi c v n chuy n

và l p d ng g p khó kh n, chi phí ch t o cao, t n kém v t li u, do đó làm t ng đáng

k chi phí xây l p, hi u qu kinh t th p Trong th i g n đây, k t c u khung thép nh

đ c áp d ng r ng rãi trong các công trình xây d ng nh t là trong các công trình công nghi p Do yêu c u s d ng và công n ng c a công trình, k t c u khung thép nh có

th có d ng m t ho c nhi u nh p, m t t ng ho c nhi u t ng C u t o c a khung có th khác nhau tùy thu c vào nhà có hay không có c n tr c, c n tr c đ t lên vai c t hay b trí trong ph m vi mái c a công trình Lo i khung có c u t o đ n gi n và ph bi n nh t

là khung m t t ng, m t nh p, v i c t và xà ngang có ti t di n không thay đ i ho c thay

đ i V t li u l p mái th ng là tôn m ho c s n s n có tr ng l ng nh [3]

Nhìn chung, k t c u nhà công nghi p c ng nh nhà dân d ng khi thi t k ph i đáp ng

đ c yêu c u c b n v s d ng và tính kinh t Trong đó yêu c u v s d ng là yêu

c u quan tr ng nh t, đ c th hi n các đi m sau:

K t c u ph i có đ đ b n, đ c ng và tu i th theo thi t k i u này ph thu c vào

đ c đi m c a t i tr ng tác d ng lên công trình Ngoài ra c n k đ n các tác đ ng c a môi tr ng s n xu t nh : nhi t đ , các tác nhân n mòn nh hóa ch t, đ m,…

Vi c l p đ t các thi t b máy móc ph i thu n ti n i u này liên quan đ n cách b trí các l i c t, h ng di chuy n c a các thi t b nâng c u, h gi ng, các thi t b nâng c u nh c u tr c có th ho t đ ng bình th ng thì ph i có đ đ c ng d c và ngang

m b o t t các đi u ki n thông gió và chi u sáng t nhiên c ng nh nhân t o đ quá trình s n xu t di n ra thu n l i i u này ph thu c vào kích th c nh p nhà, nh p c a

tr i, …[3]

Ngoài các yêu c u s d ng là yêu c u c b n nh t thì yêu c u kinh t c ng là m t yêu

c u quan tr ng trong thi t k nh m m c đích gi m thi u t i đa chi phí cho công trình (bao g m chi phí thi t k , chi phí v t li u và ch t o, chi phí xây l p, b o d ng k t

c u,…) đ t đ c hi u qu kinh t , ng i k s thi t k c n l a ch n gi i pháp k t

c u h p lý, ph i ch n lo i v t li u phù h p, t n d ng t i đa tính công nghi p hóa và

đ nh hình hóa trong các giai đo n thi t k , gia công ch t o, thi công l p d ng k t c u [3]

1.2.3 c tr ng v t li u thép trong Tiêu chu n Vi t Nam

V t li u thép dùng cho k t c u ph i đ c l a ch n cho phù h p v i tính ch t quan

tr ng c a công trình, đi u ki n làm vi c c a k t c u, đ c tr ng c a t i tr ng, ph ng pháp liên k

D i đây, gi i thi u các mác thép dùng trong xây d ng, đ c ch d n trong tiêu chu n

Vi t nam

- Thép cacbon th p c ng đ th ng

Thép cacbon th p c ng đ th ng (gi i h n ch y fy ≤ 290 N/mm2) đ c l y theo

Tiêu chu n Vi t Nam TCVN 1765:1975, g m hai lo i chính: lo i thép cacbon thông

th ng v i hàm l ng cacbon t 0,14% ÷ 0,22%, là thép sôi ho c n a t nh và thép cacbon thông th ng có thêm hàm l ng mangan 0,8% ÷ 1,1% Tùy theo yêu c u s

đ m đ dai va đ p c n thi t sau khi b hoá già c h c, h ng 5 ph i b o đ m đ dai va

đ p ngay c nhi t đ th p Tiêu chu n cho phép dùng trong xây d ng ba h ng: thép sôi h ng 2, thép n a t nh h ng 6, thép n a t nh có mangan và thép t nh h ng 5

Mác thép

b n kéo

Các ký hi u trên mác thép có ý ngh a nh sau: CT có ngh a là cacbon th ng, con s

đi sau ch đ b n kéo đ t (N/mm2), ch s ch thép sôi (ho c n là n a t nh, n u là thép

t nh thì không ghi gì) Thí d CT38nMn là thép cacbon th ng, có đ b n kéo đ t là

380 (N/mm2), thép n a t nh, có thêm nguyên t mangan Trong mác thép, h ng thép

đ c ghi cu i cùng, thí d CT38n2

Thép dùng trong k t c u thép thu c nhóm C nên đ u mác thép có thêm ký hi u C, thí

d : CCT34, CCT38, CCT42 Tiêu chu n Vi t Nam giành riêng cho thép cacbon th p dùng cho k t c u thép có s hi u TCVN 5709:1993 Trong tiêu chu n này không ghi

rõ thép sôi, t nh, hay n a t nh mà quy đ nh đ dai va đ p cho t ng lo i

- Thép c ng đ khá cao

Là thép cacbon th p mang nhi t luy n ho c thép h p kim th p Gi i h n ch y (310 ÷ 400) N/mm2, gi i h n b n (450 ÷ 540) N/mm2 Các thép h p kim th p thông d ng cho k t c u xây d ng l y theo TCVN 3104:1979, có 6 lo i: 09Mn2, 14Mn2, 16Mn2Si, 09Mn2Si, 10Mn2Si1, 10CrSiNiCu

Ý ngh a ký hi u nh sau: đ u tiên là con s ch ph n v n c a hàm l ng cacbon, ti p theo là các thành ph n h p kim: mangan, silic, crôm, niken, đ ng, Con s đ ng sau

ch s ph n tr m c a ch t đ ng tr c nó, n u t l h p kim l n h n 1%

- Thép c ng đ cao

G m các lo i thép h p kim có nhi t luy n, gi i h n ch y cao trên 440 N/mm2 và gi i

h n b n trên 590 N/mm2 nh các mác 16Mn2NV, 12Mn2SiMoV,

4 Môđun tr t c a thép và kh i đúc b ng gang G, daN/cm2

5 H s n ngang (h s Poát xông)

1.2.4 V t li u thép theo tiêu chu n Eurocode

Thép k t c u s d ng trong thi t k theo tiêu chu n EN 1993-1-1:2005 đ c l y theo

f ≥

Bi n d ng cu i cùng ph i ít nh t là 15 l n bi n d ng d o εy, (trong đó εy t ng ng

Hình 1.2 Ti t di n d m đ nh hình

a) thép cán ph thông; b) thép cán ch I cánh r ng; c) thép hình thành m ng d p

Thép hình ch I có ti t di n đ i x ng, có mômen kháng u n đ i v i tr c x-x khá l n nên r t thích h p v i c u ki n ch u u n ph ng nh : d m sàn, d m sàn công tác, d m

c u, xà ngang,

Thép hình ch [ do có ti t di n không đ i x ng nên khi ch u u n ph ng có thêm hi n

t ng xo n và do không ph i c u ki n h p lý khi ch u u n Nh ng do thép hình ch [

có cánh r ng (ch u u n xiên r t t t) và có m t ngoài ph ng (d liên k t v i các c u

ki n khác) nên th ng dùng làm xà g mái nhà, d m t ng, d m sàn khi nh p và t i

tr ng bé,

Các thép cán ph thông hình ch I, và ch [ có chi u dày b n b ng còn khá l n so v i các yêu c u c a c u ki n ch u u n cho nên dùng chúng đ làm c t ho c xà ngang thì

n ng và t n thép Nh ng ti t di n thép hình có u đi m c b n là có c u t o đ n gi n, chi phí cho ch t o d m không đáng k và do đó giá thành c a thép đ nh hình không cao h n giá thành c a c a ti t di n t h p Trong thi t k n u thép hình đ kh n ng

ch u l c thì nên dùng thép hình

Ngày nay công ngh luy n kim đã s n xu t đ c nh ng thép hình c l n có th làm

đ c d m có môđun kháng u n W t i 13000 cm3 nên ph m vi s d ng thép hình đ c

m r ng h n nhi u Nh m m c đích ti t ki m kim lo i, gi m nh tr ng l ng, trong

th i gian g n đây nhi u lo i thép hình cán có chi u dày m ng, cánh r ng h n và nhi u

lo i thép hình thành m ng d p t thép b n đã đ c s n xu t Dùng các lo i thép này s

có hi u qu kinh t cao h n

- Ti t di n thép t h p

Ti t di n thép t h p làm t các b n thép và các thép hình N u dùng liên k t hàn đ liên k t các b ph n g i là ti t di n t h p hàn, cón n u dùng bulông ho c đinh tán đ liên k t các b ph n c a d m đ c g i là ti t di n t h p đinh tán ho c bulông

So v i ti t di n t h p đinh tán thì ti t di n t h p hàn t n ít v t li u h n, nh

h n, chi phí cho ch t o ít h n và do đó đ c dùng ph bi n h n Ti t di n t h p đinh tán ch u t i tr ng đ ng và ch u nh h ng c a ch n đ ng t t h n ti t di n t h p hàn nên th ng dùng làm d m c u tr c lo i l n và ch đ làm vi c n ng ho c r t n ng

Tuy v y, do quy trình s n xu t ch t o ti t di n t h p đinh tán r t ph c t p và t n kém nên hi n nay bulông c ng đ cao d n đ c thay th cho đinh tán

Hình 1.3 Ti t di n d m t h p

a) d m t h p hàn; b) d m t h p bulông ho c đinh tán

1.3 Hi n tr ng tính toán công trình ch u đ ng đ t

- Giai đo n th i k xây d ng 1954-1976:

Giai đo n này, ch y u là các công trình nhà và th ng là th p t ng, t 1 đ n 5 t ng

K t c u ch u l c c a nhà th ng là t ng xây g ch ho c khung bê tông c t thép, sàn panel hay sàn bê tông c t thép toàn kh i Nh ng n m t 1960 đ n 1976 xu t hi n thêm các nhà có gi i pháp k t c u l p ghép: t m nh , t m l n và c khung l p ghép, nh ng

ch có lo i nhà l p ghép t m l n là ph bi n nh t K t c u t m l p ghép lúc đ u là bê tông x , dùng cho nhà 1 đ n 2 t ng Sau đó là b ng bê tông c t thép, dùng cho nhà cao

t ng t 4 đ n 5 t ng V i gi i pháp k t c u nhà l p ghép t m l n đã hình thành nên các khu chung c : An D ng, Phúc Xá, B sông (t 1 đ n 2 t ng); Kim Liên, Nguy n Công Tr (t 4 đ n 5 t ng); Yên Lãng, Tr ng nh (2 t ng); Trung T , Kh ng

Th ng, Gi ng Võ, V nh H (t 4 đ n 5 t ng) Giai đo n này, h u h t các công trình nhà đ u là th p t ng và không đ c thi t k kháng ch n

- Giai đo n th i k xây d ng 1976-1986

T i Hà N i, H i Phòng, Vinh, Phúc Yên, Vi t Trì và m t s thành ph , th xã mi n

B c xây d ng ph bi n lo i nhà l p ghép t m l n Chính trong m t s lo i nhà l p

ghép t m l n này đã đ c tính toán đ ch u đ c đ ng đ t i n hình cho các lo i nhà

đã đ c tính toán ch u đ ng đ t trong giai đo n này là m u nhà l p ghép t m l n IW

do c thi t k và m u nhà l p ghép t m l n LV do Liên Xô thi t k Các m u nhà này đ c thi t k theo tiêu chu n c a c và Liên Xô, có kh n ng ch u đ c đ ng

đ t c p t i 8 (theo thang MSK - 64) Nhà cao t ng đ u tiên do Vi t Nam thi t k có tính toán ch u đ ng đ t là nhà 11 t ng Gi ng Võ (Khách s n Hà N i) Công trình nhà này có gi i pháp k t c u khung vách và sàn b ng bê tông c t thép đ t i ch , thi t k kháng ch n theo tiêu chu n c a Liên Xô, ch u đ c đ ng đ t đ n c p 7 (theo thang MSK - 64)

Trong th i k này thi t k kháng ch n ch đ t ra đ i v i các công trình quan tr ng

ho c có ý ngh a v m t l ch s nh : ài t ng ni m các anh hùng, li t s Hà N i; Nhà máy Thu đi n Thác Bà; L ng Ch t ch H Chí Minh; c u Th ng Long; Nhà máy Thu đi n Hoà Bình và các công trình dân d ng khác do các n c b n xây d ng giúp chúng ta nh : B nh vi n ph s n Hà N i, B nh vi n nhi Th y i n

H u h t các công trình đ c thi t k kháng ch n đ u khu v c mi n B c mi n Nam

ph n l n các công trình đ c xây d ng tr c đây đ u ch a quan tâm đ n v n đ kháng

ch n

- Giai đo n th i k xây d ng 1986-1997

ây là giai đo n đ u c a th i k đ i m i M t s d án đ u t c a n c ngoài đ c tri n khai Vi t Nam Làn sóng đ u t l n th nh t c a n c ngoài vào nh ng n m

1990 đã t o đi u ki n thúc đ y công nghi p xây d ng Vi t Nam phát tri n Nhi u công ngh xây d ng m i đã đ c đ a vào áp d ng, nh công ngh c c khoan nh i, bê tông th ng ph m, đ bê tông b ng b m phun, sàn d ng l c (D L) t o đi u ki n cho xây d ng nhà cao t ng phát tri n Nhà cao t ng đ c xây d ng ngày m t nhi u,

nh t là Thành ph H Chí Minh và Hà N i Các nhà cao t ng th i k này ch y u s

d ng gi i pháp k t c u ch u l c là khung - vách b ng bê tông c t thép đ t i ch M t

s gi i pháp c u t o kháng ch n c ng đã đ c áp d ng trong thi t k và xây d ng nhà,

ch ng h n nh các gi i pháp m i n i, gi i pháp t o khe kháng ch n, gi i pháp t o m t

b ng đ i x ng c bi t là công trình Tham tán th ng m i Liên Xô (nay là Toà nhà

i s quán C ng hoà Liên bang Nga t i Hà N i) đã s d ng gi i pháp cách ch n b ng

l p đ m đá d m dày 2m đ t d i móng c a công trình Tiêu chu n kháng ch n đ c dùng đ thi t k cho các công trình này ch y u là tiêu chu n CH II - 7 - 81 c a Liên Xô và tiêu chu n UBC c a Hoa K

Các công trình cao t ng thu c các d án đ u t n c ngoài đ u đ c thi t k kháng

ch n

- Giai đoan xây d ng th i k 1997 đ n nay

ây là giai đo n các công trình xây d ng đ c phát tri n v s l ng, lo i và c p công trình Nhi u gi i pháp, công ngh thi công tiên ti n đ c áp d ng nh : công ngh thi công Top-down; công ngh thi công c c Baret; t ng vây; c p pha tr t (lõi c ng) k t

h p v i l p ghép (c t, sàn), k t h p đ t i ch v i l p ghép c u ki n d ng l c V i các công ngh xu t hi n ngày càng nhi u các công trình cao t ng trên 20 t ng Gi i pháp k t c u c a các công trình nhà cao t ng đ c áp d ng nhi u cho các nhà nay ch

y u v n là k t c u khung - vách ho c khung - lõi b ng bê tông c t thép đ t i ch , k t

h p v i sàn c ng b ng bê tông c t thép đ t i ch ho c sàn bê tông c t thép n a l p ghép Riêng Hà N i, nhi u nhà cao t ng do T ng công ty Vinaconex xây d ng, s

d ng gi i pháp thi công tr t lõi c ng k t h p v i sàn và c t l p ghép Các công trình

có k t c u thi công theo gi i pháp này có nh c đi m là khó ki m soát đ c ch t

l ng m i n i, vì v y s d n đ c h n ch s d ng

Các công trình đ c xây d ng Hà N i và m t s n i khác trong giai đo n này h u

h t đ u đ c thi t k kháng ch n ch u đ ng đ t c p 7 Tiêu chu n kháng ch n đ c áp

d ng v n ch y u là tiêu chu n CH II - 7 - 81 c a Liên Xô và Tiêu chu n UBC c a Hoa K

Các công trình giao thông có quy mô l n và có t m quan tr ng đ u có thi t k kháng

ch n nh : c u Thanh Trì, c u Bãi Cháy, c u V nh Tuy, c u Sông Gianh, c u Th Thiêm Do h n ch v n ng l c nên v n còn t n t i m t s công trình giao thông do các t ch c t v n thi t k giao thông trong n c khi thi t k ch a xem xét t i kh

n ng kháng ch n

Các công trình th y l i nói chung và các công trình h ch a c a nhà máy th y đi n nói riêng đ u có tình tr ng t ng t nh công trình giao thông nêu trên Các công trình

th y đi n đ c thi t k t n m 2000 đ n nay đ u th c hi n thi t k kháng ch n nh :

S n La, N m Chi n, Tuyên Quang…

S đ ph ng tính toán theo hai chi u: Công trình đ c mô hình hóa d i d ng nh ng

k t c u ph ng theo hai ph ng m t b ng ch u tác đ ng c a t i tr ng trong m t ph ng