Phân tích ứng xử kết cấu nằm trên nền dốc khi chịu tải trọng động đất

Đề tài này với mục đích là nghiên cứu phản ứng khi xảy ra động đất của những công trình dạng đặc biệt này và tiến hành điều khiển phản ứng của kết cấu bằng các hệ cản, từ đó rút ra những

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-PHẠM VĂN LÊ CƯỜNG

PHÂN TÍCH ỨNG XỬ KẾT CẤU NẰM TRÊN

NỀN DỐC KHI CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT

Chuyên ngành: Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã số: 60-58-20

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2014

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học 1 : PGS.TS CHU QUỐC THẮNG

Cán bộ hướng dẫn khoa học 2 : TS TRẦN CAO THANH NGỌC

Cán bộ chấm nhận xét 1 :

Cán bộ chấm nhận xét 2 :

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày… tháng …năm……

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1

2

3

4

5 Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngày, tháng, năm sinh: 19/11/1987 Nơi sinh: QuảngTrị

Chuyên ngành: Xây dựng công trình DD&CN Mã số : 60-58-20

I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ KẾT CẤU NẰM TRÊN

NỀNDỐC KHI CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Xây dựng, khảo sát và phân tích ứng xử của các công trình trên nền dốc

khi chịu tải trọng động đất với nhiều mô hình khác nhau

Bố trí hệ cản nhằm giảm tác động gây bất lợi của động đất lên các mô

hình kết cấu khác nhau

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :Tháng 01 năm 2014

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Tháng 06 năm 2014

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 : PGS.TS CHU QUỐC THẮNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2 : TS TRẦN CAO THANH NGỌC

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, trước tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến thầy PGS.TS CHU QUỐC THẮNG, TS TRẦN CAO THANH NGỌC và ThS VŨ XUÂN BÁCH đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện luận văn Nhờ có sự hướng dẫn của các thầy mà em đã có thêm được nhiều kiến thức mới, cách nhận xét, tiếp cận vấn đề cũng như phương pháp tư duy và làm việc khoa học

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo giảng dạy khoa sau đại học ngành Xây dựng dân dụng và công nghiệp Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh đã trang bị những kiến thức khoa học nền tảng

để em thực hiện tốt luận văn Em xin gửi lời cảm ơn đến Khoa đào tạo sau đại học đã tạo điều kiện thủ tục thuận lợi nhất cho học viên theo học Em xin cảm

ơn thư viện trường Đại học Bách Khoa, các thành viên “Nhóm tải báo” và các bạn đã giúp em có được người tài liệu phong phú đa dạng và hữu ích

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn đến gia đình, thầy cô và các bạn đã luôn gắn bó, động viên và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài này

đồ gia tốc Xem xét sự khác biệt giữa công trình dạng này với các công trình trên nền đất phẳng thông thường khác

Sau khi đánh giá sự khác biệt về ứng xử của công trình trên nền dốc, để tiến hành giảm chấn của công trình, luận văn mô phỏng phương án bố trí hệ cản nhớt (Viscous fluid damper-VFD) Khảo sát việc bố trí hệ cản với các phương án cho các công trình khác nhau Từ đó rút ra phương án về hình dáng công trình và hiệu quả của hệ thống giảm chấn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là Phạm Văn Lê Cường, học viên cao học chuyên ngành Xây dựng Công trình Dân dụng và Công nghiệp, khóa 2012 trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh Tôi xin cam đoan rằng đây là luận văn do chính tôi tự thực hiện Các số liệu trong luận văn này hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố, sử dụng để bảo vệ một học vị nào Các thông tin, tài liệu trích dẫn có trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn về kết quả nghiên cứu trong luận văn của mình

Học viên

PHẠM VĂN LÊ CƯỜNG

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ ii

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT LUẬN VĂN iv

LỜI CAM ĐOAN v

MỤC LỤC vi

CHƯƠNG I 1

GIỚI THIỆU 1

CHƯƠNG II 2

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2

2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 2

2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước: 7

2.3 Đánh giá qua quá trình tìm hiểu đề tài trong và ngoài nước: 7

2.4 Mục tiêu, ý nghĩa nội dung nghiên cứu 8

2.4.1 Mục tiêu nghiên cứu 8

2.4.2 Ý nghĩa nghiên cứu 8

CHƯƠNG III 9

MÔ HÌNH PHẦN TỬ HỮU HẠN 9

3.1 Mô hình vật liệu 9

3.1.1 Mô hình vật liệu bê tông 9

3.1.2 Mô hình vật liệu cốt thép 11

3.2 Mô hình phần tử hệ cản 11

3.2.1 Giới thiệu và cấu tạo hệ cản 11

3.2.2 Cơ sở lý thuyết hệ cản cho công trình 14

CHƯƠNG IV 17

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC 17

4.1 Các phương pháp tính toán 17

4.1.1 Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương 17

4.1.2 Phương pháp phổ phản ứng 18

4.1.3 Phương pháp phân tích dạng chính 18

4.1.4 Phương pháp tích phân trực tiếp từ phương trình chuyển động 19 4.1.5 Phương pháp tính toán đẩy dần push-over 20

4.1.6 Lựa chọn phương pháp tính toán 22

4.2 Phương pháp lặp Newton-Raphson 23

4.3 Phương pháp Newmark 26

4.4 OPENSEES 29

CHƯƠNG V 31

ÁP DỤNG NHIỀU KIỂU CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN DỐC 31

5.1 Giới thiệu 31

5.2 Mô hình các kiểu nhà trên nền dốc khi chưa bố trí hệ cản (VFD) 32

5.3 Phân tích kết quả khi chưa có hệ cản 37

5.3.1 Chu kì dao động của công trình 37

5.3.2 Chuyển vị đỉnh của công trình: 40

5.3.3 Lực cắt trong các cột công trình 41

5.3.4 Moment xoắn dọc trục trong công trình 47

5.4 Mô hình các kiểu nhà trên nền dốc khi bố trí hệ cản (VFD) 51

5.5 Phân tích và đánh giá tác dụng của hệ cản 54

5.6 Xét tổng thể toàn bộ công trình 68

5.7 Khảo sát tính hiệu quả bố trí Viscous Fluid Damper 70

5.7.1 Phương án bố trí hệ cản trên S-I 70

5.7.2 Phương án bố trí hệ cản trên S-II 72

5.7.3 Phương án bố trí hệ cản trên S-III 75

5.7.4 Phương án bố trí hệ cản trên S-IV 78

CHƯƠNG VI 81

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

6.1 Kết luận 81

6.2 Hướng phát triển đề tài 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

DANH MỤC HÌNH VẼ 85

DANH MỤC BẢNG BIỂU 90

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 93

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU

Trong quá trình thiết kế các công trình chống động đất hay tác dụng của tải gió, hình khối công trình thường đóng góp một vai trò quan trọng đến khả năng chịu lực của công trình Giải pháp đưa ra thường là sử dụng các hình khối đối xứng trục như hình vuông, chữ nhật hay hình tròn… vì có khả năng chịu động đất tốt hơn các hình khác Tuy vậy, do yêu cầu kiến trúc và điều kiện mặt bằng nên giải pháp này không phải lúc nào cũng được đáp ứng

Quá trình đô thị hóa khiến cho tài nguyên đất bằng phẳng dành cho xây dựng ngày một khan hiếm Đặc điểm canh tác, phong tục tập quán sinh sống lâu đời của dân

cư ở vùng đồi núi và việc khai thác vẽ đẹp cảnh quan phục vụ du lịch ở những địa phương có đồi núi men theo bờ biển vốn rất phổ biến ở nước ta là những nguyên nhân chính tạo nên những ngôi nhà dựa trên những sườn đồi dốc Nhưng việc nghiên cứu khả năng chống động đất cho những loại hình công trình này thì ít được đề cập nghiên cứu

Qua các nghên cứu [1-4] đối với công trình trên nền đất dốc, có sự phản ứng khác biệt so với công trình được xây dựng trên nền đất phẳng Theo đó,nội lực phân

bố không đều từ dưới lên trên, xuất hiện sự xoắn trong kết cấu ngay ở những mode dao động cơ bản do tính không đối xứng của công trình Đề tài này với mục đích là nghiên cứu phản ứng khi xảy ra động đất của những công trình dạng đặc biệt này và tiến hành điều khiển phản ứng của kết cấu bằng các hệ cản, từ đó rút ra những khuyến cáo khi thiết kế các công trình dạng này

CHƯƠNG II TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Trên thế giới đã có những công trình nghiên cứu dạng nhà trên sườn dốc tuy nhiên số lượng các bài báo không nhiều có thể kể đến dưới đây

Y Singh, P Gade [2] Nghiên cứu những công trình ở sườn dốc, theo dõi phản ứng các công trình này trong trận động đất tại Sikkim và ngày 18 tháng 9 năm 2011 Sau quá trình nghiên cứu phân tích bài báo rút ra có sự phản ứng khác lạ của công trình trên sườn dốc Khi so sánh với công trình trên nền đất phẳng có sự khác biệt lớn giữa các tần số dao động cơ bản, chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng, lực cắt ở các cột và sự hình thành các khớp dẻo Những tầng ở ngay trên cao độ mặt đường thường dễ bị phá hoại hơn khi xảy ra động đất Nghiên cứu cũng được chứng minh hợp lý bằng thực tế trong trận động đất tại Sikkim Những công trình trên sườn dốc thường có hình dạng kết cấu đặc biệt dựa vào địa hình, không liên tục và bất đối xứng

cả về phương dọc lẫn phương ngang Khi bị tác động bởi tải theo phương ngang thì công trình dễ xảy ra hiện tượng xoắn, hơn nữa các cột ngắn ở phía trên thì càng nguy hiểm bởi lực cắt

Sau khi phân tích, bài báo đã trích dẫn các hình ảnh thực tế từ trận động đất Sikkim, Ấn Độ ngày 18 tháng 9 năm 2011 Qua quá trình quan sát, công trình bê tông cốt thép kiểu S-II bị sụp một cách khác thường Các cột ở tầng thứ 6 bị sụp hoàn toàn còn các bộ phận ở các tầng khác đều nguyên vẹn (Hình 1)

Hình 1.Tầng thứ 6 bị sụp của tòa nhà trong trận động đất Sikkim 18-9-2011

Kết luận của Y Singh, P Gade cho thấy dạng phá hoại đặc biệt của kiểu công trình trên sườn dốc và đặc biệt khác với những kiểu nhà được xây trên nền đất phẳng Khi chịu tải phương ngang, kết cấu dễ bị xoắn, những cột nào càng ngắn thì phải chịu lực cắt càng lớn Tại những vị trí mà độ cứng thay đổi luôn tập trung nguy hiểm Từ

so sánh với thực tế công trình 10 tầng trong trận động đất Sikkim nhận thấy những phân tích ở trên là khá phù hợp với phản ứng kết cấu dạng này trong thực tế

B Birajdar & S Nalawade[1] Nghiên cứu 24 công trình bê tông cốt thép tại khu vực đồi núi vùng đông bắc Ấn Độ với ba hình dạng cơ bản cao 15.72m -40.25m Minh chứng qua các trận động đất (Kangra (1905), Bihar- Nepal (1934 & 1980), Assam (1950), Tokachi-Oki-Japan (1968), Uttarkashi-India (1991)), những ngôi nhà như thế này đã bị phá hủy nghiêm trọng Nguyên nhân được phân tích là tâm cứng không trùng tâm khối lượng nên gây ra xoắn công trình Từ đó bài báo này rút ra lời khuyên

sử dụng kiểu dáng nhà như thế nào là tốt nhất Ba kiểu nhà như trên (Hình 2, Hình 3, Hình 4) sau:

Hình 2 Kiểu 1- STEP (step back buildings) 4-11 tầng

Hình 3 Kiểu 2- STPSET (step back set back buildings) 4-11 tầng

Hình 4 Kiểu 3-SET (set back buildings) 4-11 tầng

Bảng 1 Kích thước hình học các kiểu nhà

Các giả thiết tính toán đặt ra như sau: Vật liệu là đồng nhất và đẳng hướng dàn hồi; module đàn hồi 25000N/mm2; hệ số Poisson 0.2; bỏ qua ảnh hưởng P-∆, sự co ngót, từ biến Sử dụng SI: 1893(I)-2002 với vùng Zone (III) thu được các kết quả với mỗi kiểu công trình như sau

- Kiểu 1- STEP (step back buildings): Theo phương dọc, chuyển vị tăng dần cùng với chiều cao, nhà càng nhiều tầng thì chu kỳ càng lớn, càng về phía phải thì lực cắt càng tăng dần, những cột bên phải chỉ chịu lực cắt khoảng từ 5-7% so với những cột bên trái Theo phương ngang, ảnh hưởng của hình khối trở nên rõ hơn Momen xoắn tăng dần từ 4kNm đến 61kNm Chu kỳ dao động theo thương này cũng lớn hơn phương dọc

- Kiểu 2- STPSET (step back set back buildings): Theo phương dọc, chu kỳ dao động thay đổi từ 0.437s đến 0.499s khi tính theo phổ phản ứng và 0.267-0.143s khi sử dụng phương pháp phân tích tĩnh Lực cắt ở các tầng ít chênh lệch nhau trên cùng một trục Lực cắt lớn nhất tập trung ở cột ngoài cùng bên trái từ 86-103kN Những cột ngoài cùng bên phải chịu ít lực cắt nhất; Theo phương ngang, lực cắt theo phương này

bé hơn, chu kỳ không phụ thuộc nhiều vào số tầng của tòa nhà Khi thiết kế kiểu nhà này cần chú ý đến tải tác dụng theo phương dọc vì chuyển vị phương này khá lớn, gấp 3.8-4 lần phương ngang

- Kiểu 3-SET (step back set back buildings): Theo phương dọc, chu kỳ thay đổi 0.745s-0.857s theo phương pháp phổ phản ứng và 0.1256s -0.2083s theo IS:1893(I)-

2002, lực cắt ở ngoài cùng bên trái và ngoài cùng bên phải là bé nhất; Theo phương ngang, theo IS:1893(I)-2002 không có sự thay đổi chu kỳ giữa 8 tòa nhà này Chuyển

vị đỉnh theo phương ngang gấp 3.5 lần chuyển vị đỉnh theo phương dọc

Sau khi phân tích ba kiểu nhà trên B Birajdar & S Nalawade đã tiến hành so sánh như sau Kiểu 1- STEP có lực cắt không đồng đều và momen xoắn lớn hơn so với kiểu 2- STPSET do bị lệch tâm cứng Kiểu 2 lực cắt chân cột và độ cứng theo phương ngang lại lớn hơn so với kiểu 3 –SET

B Birajdar & S Nalawade đưa ra những kết luận sau:

- Những công trình xây kiểu 1 thì dễ bị phá hoại nhất Moment xoắn công trình kiểu 1 lớn hơn kiểu 2 vì vậy kiểu 2 có khả năng chịu động đất tốt hơn

- Ở công trình kiểu 1 và kiểu 3, những cột ngắn thường chịu momen lớn nhất

- Tuy công trình kiểu 3 ít bị phá hoại nhất nhưng cần phải có mặt bằng tốt, không phù hợp với vùng đất dốc hoặc phải tốn kinh phí san lấp mặt bằng Vì vậy lựa chọn kiểu 2 để xây dựng là phù hợp với thực tế

Ngoài ra còn có một số bài báo khác nói về dạng công trình trên sườn dốc như

của S.Kumar A & D K Paul[4] nghiên cứu về một phương pháp đơn giản để tính

cho những nhà trên sườn đốc, ưu điểm của bài báo này là xây dựng ma trận độ cứng

và ma trận khối lượng, với nhà hai nhịp trở lên Tuy vậy vẫn chưa nêu nổi bật sự khác biệt của công trình dạng sườn dốc so với công trình bình thường khác

A.Liu[3] Phân tích cho công trình gỗ trên nền dốc A Moghadam & W

Tso[5]sử dụng phương pháp đẩy dần để phân tích kết cấu có độ cứng thay đổi theo chiều cao Phương pháp này có thể áp dụng ngay cả với kết cấu bị xoắn, chỉ phân tích phi tuyến với một số phần tử cần thiết được tính toán qua chuyển vị, cải thiện kết quả tính toán cho dạng nhà có độ cứng thay đổi

2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước:

Ở Việt Nam, đặc biệt là cao học Ngành Xây dựng công trình Dân dụng và Công nghiệp của đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh đã có nhiều luận văn về khả năng chịu động đất cho công trình cũng như nghiên cứu các thiết bị giảm chấn cách chấn[6-17] Các nghiên cứu này thường tập trung áp dụng cho các công trình có hình khối cơ bản như hình chữ nhật, hình vuông được xây trên địa hình bằng phẳng

2.3 Đánh giá qua quá trình tìm hiểu đề tài trong và ngoài nước:

Qua quá tình tìm hiểu, thu thập các tài liệu và bài báo của nước ngoài, học viên nhận thấy các bài báo nước ngoài đã có đề cập đến vấn đề đặc biệt của các công trình trên đất dốc khi chịu tải động đất Xem xét đánh giá tính phức tạp khi công trình thay đổi đột ngột độ cứng Có một số đề xuất và giải pháp về hình dáng ngôi nhà sao cho phù hợp với vùng sườn dốc này, tuy vậy lại giảm khả năng sáng tạo kiến trúc cho công trình [1, 3] Đối với các bài báo, luận văn trong nước thì chưa có nghiên cứu nào

đề cập tới kiểu công trình trên nền đất dốc chịu tác động của động đất này

Vì vậy việc nghiên cứu kháng chấn cho những công trình dạng này là điều cần thiết và hết sức có ý nghĩa đối với thực tế hiện nay Với những nhận định qua quá trình tìm hiểu trên, học viên đặt ra mục tiêu nghiên cứu như sau

2.4 Mục tiêu, ý nghĩa nội dung nghiên cứu

2.4.1 Mục tiêu nghiên cứu

Với ứng xử khác biệt của dạng nhà trên sườn dốc, học viên đặt ra những mục tiêu nghiên cứu sau:

- Tổng hợp, mô hình các công trình trên nền dốc với nhiều hình dạng khác nhau

- Xem xét và phân tích phản ứng của công trình trên đất dốc khi chịu tải trọng động đất

- Bố trí hệ cản VFD cho công trình ví dụ nhằm mục đích giảm momen xoắn và lực cắt, tăng khả năng kháng chấn cho công trình

- Rút ra những kiến nghị về bố trí hệ cản nhằm tăng khả năng kháng chấn cho các dạng công trình trên sườn dốc

2.4.2 Ý nghĩa nghiên cứu

- Ý nghĩa thực tiễn: Với kết quả và những kiến nghị có được từ nghiên cứu ta có thể áp dụng kháng chấn bằng hệ cản hoặc đưa ra giải pháp giảm chấn vào các công trình thực tế, vốn rất nhiều ở nước ta ở các vùng có đồi núi dốc (Các vùng núi Tây Bắc, vùng núi ven biển như Vũng Tàu, Nha Trang…)

- Ý nghĩa khoa học: Hiểu thêm về phản ứng của công trình chịu trên sườn dốc chịu tải trọng động đất Tìm hiểu và áp dụng chương trình mô phỏng OPENSEES vào tính toán cho công trình chịu động đất

CHƯƠNG III

MÔ HÌNH PHẦN TỬ HỮU HẠN 3.1 Mô hình vật liệu

3.1.1 Mô hình vật liệu bê tông

Nhiều nghiên cứu nhằm thiết lập quan hệ ứng suất biến dạng   của mô hình

bê tông bị ép ngang Một số mô hình tiên tiến cho các loại bê tông như cho bê tông thường: Scott et al.,J ACI, January 1982; Sheikh et al., Structural Divison, ASCE, December 1982; Mander et al., J Structural Divison, ASCE, August 1988 Cho bê tông nhẹ: Manrique et al., UCB/EERC Report 79/05, May 1979; Shah et al., j Structure Division, ASCE, July 1983 Cho bê tông cường độ cao: Yung et al., J Structural Division, ASCE, February 1988; Manrtinez et al., J ACI, September 1984; Bing et al.,Proceedings, Pacific Conference on Earthquake Enghineering, November 1991.Mô hình của Kent-Scott-Park(concrete01)[18]giảm/tăng tải tuyến tính không xét đến khả năng chịu kéo của bê tông Trong bài này, mô hình bê tông được sử dụng cho cột và dầm trong luận văn là mô hình của Mohd Hisham Mohd Yassin(concrete02) [19]cho phần lõi (Core concrete) chịu ép ngang (confined) và phần bê tông bảo vệ (Cover concrete) không chị ép ngang (unconfined) Mô hình này (concrete02) với ưu điểm là có xét đến khả năng chịu kéo của bê tông.Với bê tông với các thông số

Hình 5 Quan hệ ứng suất biến dạng của bê tông khi chịu nén và kéo theo mô hình

của Mohd Hisham Mohd Yassin

Hình 6 Typical Hysteretic Stress-Strain Relation of Concrete02 Model

Hình 7 So sánh Hysteretic Stress-Strain giữa concrete01 và concrete02

3.1.2 Mô hình vật liệu cốt thép

Mô hình cốt thép được sử dụng cho bài toán động lực học là mô hình của

Giuffre-Menegotto-Pinto [20](steel02) ứng xử động học không tái bền đẳng hướng

46056

f 66 8 k i s  9 8K N m là giới hạn chảy của thép, E s 200KN 10 KN m 6 / 2

Module đàn hồi ban đầu cốt thép; b0 01. là hệ số tái bền và các hệ số chuyển tiếp

từ tuyến tính sang phi tuyến tính R 0 18;cR10 925 ;cR2 0 15.

Hình 8 Ứng xử động học không tái bền của cốt thép

3.2 Mô hình phần tử hệ cản

3.2.1 Giới thiệu và cấu tạo hệ cản

a Giới thiệu hệ cản

Hiện nay, có nhiều phương pháp giảm chấn cho công trình Các thiết bị cũng

được nghiên cứu và chế tạo đa dạng và thương mại hóa nhằm hạn chế tác động của tải

trọng động đất, tải gió, nổ, tải trọng di động…Có thể kể tên một số thiết bị như hệ cô

lập dao động (BIS), hệ cản nhớt (VFD), hệ cản ma sát (FD), hệ cản điều chỉnh khối

lượng (TMD), Hệ cản độ cứng biến thiên, hệ cản lưu biến từ (MR), hệ cản lưu biến

điện (ER), hệ cản điều chỉnh cột chất lỏng (TLCD)…Với các phương pháp điều khiển

kết cấu như: điều khiển bị động, điều khiển chủ động, điều khiển bán chủ động hay hệ

điều khiển hỗn hợp Xét hệ cản nhớt có có những ưu và nhược điểm theo bảng sau

Hệ cản nhớt

Viscous Fluid

Damper

Hệ cản đàn nhớt Viscoelastic Solid Damper

Hệ cản kim loại Meatallic Damper

Hệ cản ma sát Friction Damper

Cung cấp lực hồi phục

Mô phỏng đơn giản khi tuyến tính

Ứng xử ổn định

Tuổi thọ cao

Ít nhạy với nhiệt độ môi trường xung quanh

Vật liệu và ứng xử quen thuộc với kỹ

sư thực hành

-Tiêu tán năng lượng lớn trong mỗi chu kỳ

-Ít ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường

Phụ thuộc vào tần

số và nhiệt độ

Bị rò rỉ dầu (có thể khắc phục được)

Thiết bị bị hư hỏng sau trận động đất,

có thể phải thay thế

Khó khăn khi phân tích phi tuyến

-Điều kiện các mặt trượt trong thay đổi theo thời gian

- Phân tích phi tuyến

-Chuyển vị không hồi phục nếu không cấp lực phục hồi

Bảng 2 Đặc điểm của những hệ cản khác nhau

Luận văn này áp dụng hệ cản nhớt (VFD) về những ưu điểm như: hoạt động khi chuyển vị tương đối nhỏ, lực hồi phục nhỏ, đối với hệ cản nhớt tuyến tính thì quá trình

mô phỏng cũng trở nên đơn giản hơn, áp dụng cho nhiều tần số khác nhau và không phụ thuộc vào nhiệt độ, được nghiên cứu nhiều trong lĩnh vực vũ trụ và sử dụng trong quân đội nhiều năm … Ngoài ra được thương mại hóa cao, giá cả chấp nhận được nên thuận lợi áp dụng vào thực tế nước ta

b Cấu tạo hệ cản nhớt VFD

Hình 9 Cấu tạo hệ cản chất lỏng nhớt của hãng Taylor Devices

Thiết bị được làm từ thép không gỉ và làm được từ vật liệu siêu bền để đạt được tuổi thọ ít nhất 40 năm Chất lỏng silicon được sử dụng trong hệ cản có tính chống cháy, không độc hại, ổn định nhiệt và không bị thoái hóa theo thời gian

Chất bịt kín của hệ cản sử dụng một công nghệ thiết kế đã được cấp bằng sáng chế, được đảm bảo tuyệt đối vì dựa trên các nghiên cứu trong vũ trụ và đã được kiểm nghiệm qua 40 năm trong lĩnh vực quân sự

Lực sinh ra trong VFD được cho bởi công thức:

Gọi d là tỉ số cản do sự đóng góp của thiết bị cản; K m và 0 lần lượt là độ cứng, khối lượng và tần số tự nhiên (tần số riêng) của kết cấu; W S năng lượng biến dạng đàn hồi của hệ (Hình 11.) Ta có:

2

0

K m

Xét một hệ nhiều bậc tự do có gắn các hệ cản nhớt tuyến tính như Hình 12 Tỷ

số cản hiệu quả effcủa hệ (kết cấu và thiết bị cản nhớt) là     eff 0 dvới 0là tỷ số cản của riêng kết cấu và d là tỷ số cản do sự đóng góp của các thiết bị cản nhớt

Mở rộng quan điểm đối với hệ một bậc tự do ở phần trên vào hệ nhiều bậc tự do,

ta có:

j d

Gọi K, m, Φ 1 lần lượt là ma trận độ cứng, ma trận khối lượng thu gọn và mode shape chủ đạo của hệ; φi là chuyển vị của tầng thứ i trong mode chủ đạo; mi là khối lượng tầng thứ i Gọi uj và φrj lần lượt là chuyển vị tương đối theo phương dọc trục và phương ngang của thiết bị cản nhớt thứ j (có góc nghiêng θj so với phương ngang) trong mode chủ đạo Ta có WK vàΣWj được xác định theo (3.2.6) và(3.2.7), suy ra

tỷ số cản hiệu quả của hệ nhiều bậc tự do có các thiết bị cản nhớt tuyến tính được xác định theo (3.2.8)

CHƯƠNG IV PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN

ĐỘNG LỰC HỌC 4.1 Các phương pháp tính toán

Để tính công trình chịu tác động của động đất có các phương pháp khác nhau được phân loại thành những nhóm phương pháp tính sau:

- Tĩnh tuyến tính: Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương

- Động tuyến tính: Phương pháp phổ phản ứng, phương pháp phân tích dạng chính, phương pháp tích phân trực tiếp phương trình chuyển động

- Tĩnh phi tuyến: Phương pháp tính toán đẩy dần “push-over”

- Động phi tuyến: Phương pháp tích phân trực tiếp phương trình chuyển động

4.1.1 Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương

Phương pháp này thay thế lực do động đất sinh ra bằng lực tĩnh tương đương tác động lên công trình theo phương ngang Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong các công trình ngày nay Lực ngang do động đất sinh ra được giả thiết bằng tích của hệ số địa chấn CS và trọng lượng toàn bộ công trình Q Lực này gọi là lực cắt đáy hoặc lực ở chân công trình được phân phối tại các vị trí có khối lượng tâp trung như chiều cao sàn, tầng Theo các tiêu chuẩn Châu Âu (EN 1998-1:2004), Việt Nam (TCXDVN 375:2006), Pháp (PS-92), Hiệp hội kỹ sư xây dựng công trình Mỹ (ASCE 7-02)…thì lực cắt đáy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vùng hoạt động của động đất, điều kiện nền đất tại địa điểm xây dựng, tầm quan trọng công trình, hệ số làm việc của kết cấu, giải pháp kết cấu, phổ thiết kế động đất, khối lượng công trình…

Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương có nhược điểm là không áp dụng được cho các công trình không đều đặn theo mặt bằng và chiều cao về độ cứng và khối

lượng, không cung cấp đầy đủ phản ứng của công trình theo thời gian khi chịu tải động đất để tiến hành thiết kế an toàn và hiệu quả Đối với công trình lớn và phức tạp việc sử dụng phương pháp tĩnh lực ngang thường không đủ độ chính xác cần thiết

4.1.2 Phương pháp phổ phản ứng

Tác động của động đất được cho dưới dạng phổ phản ứng hoặc gia tốc đồ của chuyển động địa chấn Trong các phương pháp động, phương pháp phổ phản ứng là đơn giản nhất Theo tiêu chuẩn EN 1998-1:2004 và TCXDVN 375:2006 phương pháp này được gọi là phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động

Tóm lược nội dung phương pháp phổ phản ứng như sau Trước hết tính theo cách thông thường xác định chu kỳ và dạng dao động cho mỗi dạng dao động chính của hệ kết cấu Tiếp theo từ phổ phản ứng động đất cho trước, xác định phổ gia tốc cực đại ứng với các chu kỳ dao động và hệ số cản tới hạn của mỗi dạng dao động chính Trên cơ sở này, bằng kỹ thuật phân tích dạng xác định phản ứng lớn nhất ở các dạng dao động chính Phản ứng toàn phần của hệ kết cấu được xác định theo phương pháp tổ hợp thống kê các phản ứng lớn nhất ở các dạng dao động chính Ưu điểm của phương pháp này là tính toán nhanh, đơn giản và cho kết quả ở độ chính xác chấp nhận được Tuy vậy do dùng nguyên lý cộng tác dụng nên phương pháp này chỉ giới hạn cho việc tính toán tuyến tính

Có thể xem phương pháp tĩnh lực ngang tương đương là một trường hợp riêng của phương pháp phổ phản ứng Lý do phương pháp tĩnh lực ngang tương đương chỉ xét đến dạng dao động cơ bản trong khi đó phương pháp phổ phản ứng xét đến nhiều dạng dao động của hệ kết cấu

4.1.3 Phương pháp phân tích dạng chính

Tương tự phương pháp phổ phản ứng, trước hết dùng kĩ thuật phân tích dạng để tách phương trình chuyển động của hệ kết cấu n bậc tự do thành n phương trình chuyển động độc lập Mỗi phương trình ứng với một dạng dao động tự do của kết cấu

Để giải phương trình này ta dùng gia tốc đồ thực Do đó phương pháp phân tích dạng chính sẽ cung cấp cho chúng ta phản ứng động của hệ kết cấu theo lịch sử thời gian ở

các dạng dao động chính Phản ứng toàn phần của hệ kết cấu được xác định trên cơ sở

lý thuyết tổ hợp phản ứng của các dạng dao động chính tương tự như phương pháp phổ phản ứng

Phương pháp phổ phản ứng cũng có những nhược điểm sau:

- Phụ thuộc vào việc tách một cách nhân tạo các dạng dao động

- Phải tổ hợp các kết quả tính toán ở các dạng dao động lại theo nguyên lý cộng tác dụng nên chỉ giới hạn ở giai đoạn đàn hồi của vật liệu

- Không áp dụng cho một số kết cấu không sử dụng được kỹ thuật phân tích dạng

- Không có các chỉ dẫn chính xác về sự hình thành khớp dẻo ở một số cấu kiện

Như vậy phương pháp phổ phản ứng ở trên có thể xem là trường hợp đặc biệt của phương pháp phân tích dạng dao động chính

4.1.4 Phương pháp tích phân trực tiếp từ phương trình chuyển động

Từ một gia tốc đồ địa chấn là hàm liên tục biến thiên theo thời gian, ta có thể xác định được lịch sử phản ứng của công trình trong thời gian bị động đất Đó chính là các biểu đồ nội lực và chuyển vị của hệ kết cấu tại mỗi khoảng thời gian định trước trong toàn bộ lịch sử chuyển động địa chấn Các chương trình tính toán được viết cho cả giai đoạn đàn hồi tuyến tính lẫn không đàn hồi phi tuyến của vật liệu bằng phương pháp tích phân từng bước một Đây là phương pháp tính toán tốt nhất và cung cấp được nhiều thông tin nhất về trạng thái ứng suất và chuyển vị của các hệ kết cấu chịu lực dưới tác động của một chuyển động địa chấn bất kỳ cho trước

Trong thực tế thiết kế rất ít dùng phương pháp tích phân trực tiếp để tính toán công trình trong giai đoạn làm việc đàn hồi tuyến tính, trừ trường hợp việc tách dạng không thể thực hiện được Nguyên nhân là do kỹ thuật phân tích dạng thường rẻ hơn,

dễ hơn và kết quả cũng gần như chính xác

Việc tính toán phi tuyến 3 chiều được thực hiện bằng cách tác động đồng thời lên công trình 3 giản đồ gia tốc theo ba phương vuông góc của cùng một trận động đất Đây là phương pháp hoàn thiện nhất cho tới nay Phương pháp này cho phép tìm

ra khu vực yếu của kết cấu để tăng cường trước cho nó hoặc cho phép sử dụng vật liệu một cách hợp lý hơn Việc tính toán phản ứng động cho thấy kết cấu bộc lộ nhiều vấn

đề mà phương pháp tĩnh không thể thấy được Ví dụ như một số tầng nhà có độ cứng ngang thay đổi đột ngột, việc tính toán động cho thấy ứng suất tập trung quá lớn ở một

số khu vực làm công trình dễ bị phá hoại cục bộ Từ kết quả tính toán, ta có thể áp dụng các biện pháp để giảm mức độ tập trung ứng suất cục bộ hoặc nâng cao khả năng chịu biến dạng của nhà ở các khu vực này

4.1.5 Phương pháp tính toán đẩy dần push-over

Là quá trình biến dạng phi tuyến của kết cấu xảy ra dưới tác động gia tăng đều đặn của tải trọng ngang trong khi tải trọng đứng giữ nguyên không đổi Quá trình gia tăng đều tải trọng ngang này được thực hiện cho tới khi nút kiểm tra có chuyển vị ngang bằng chuyển vị ngang “mục tiêu” định trước, hoặc cho tới khi đạt tới lực cắt đáy “mục tiêu” ứng với một cấp công năng định trước của nhà Biến dạng và nội lực kết cấu được giám sát một cách liên tục trong quá trình kết cấu chuyển vị ngang Phương pháp tính toán này cho phép theo dõi quá trình chảy dẻo và phá hoại ở các cấu kiện thành phần lẫn toàn bộ hệ kết cấu Phương pháp này cũng cho phép xác định sự phân bố chuyển vị ngang không dàn hồi theo chiều cao công trình và cách thức sụp đổ của hệ kết cấu Khả năng chịu lực và độ dẻo cần thiết ở chuyển vị mục tiêu (hoặc lực cắt đáy mục tiêu) thường được dùng để kiểm tra tính đúng đắn của việc thiết kế kết cấu Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực cắt đáy và chuyển vị ngang kiểm tra ở cao trình mái được gọi là đường cong khả năng Đây là kết quả chủ yếu của phương pháp tính toán đẩy dần bởi vì nó biểu thị công năng tổng thể của công trình

Sự phân bố giả định lực quán tính ngang trong phương pháp tĩnh phi tuyến được dựa trên giả thiết cho rằng phản ứng của công trình được kiểm soát bởi một dạng dao động duy nhất và hình dạng của dao động này giữ nguyên không đổi trong suốt thời gian phản ứng Thông thường dạng dao động cơ bản được chọn là dạng phản ứng trội

của hệ có nhiều bậc tự do động, ảnh hưởng của các dạng dao động khác được xem là nhỏ và được bỏ qua Phương pháp tính toán tĩnh phi tuyến với sơ đồ phân bố tải trọng

ngang như vậy được gọi là phương pháp tính toán tĩnh phi tuyến quy ước và thường

được dùng để tính toán phản ứng của các công trình có chiều cao thấp và trung bình Thực tế sơ đồ phân bố tải trọng ngang trên chiều cao công trình không phải bất biến như dạng dao động cơ bản mà còn chịu ảnh hưởng của các dạng dao động khác

Để khắc phục hạn chế này của phương pháp tính toán tĩnh phi tuyến quy ước, một số nhà nghiên cứu đã tìm cách điều chỉnh sơ đồ phân bố lực quán tính ngang bằng cách xét tới các dạng dao động khác ngoài dạng dao động cơ bản Trong số này có phương pháp tính toán đẩy dần theo dạng chính (Modal Pushover Analysic - MPA) do Chopra

và Goel đề xuất (2002) được xem là phương pháp tốt nhất hiện nay

MPA sử dụng lý thuyết động lực học công trình mà vẫn giữ được tính đơn giản

và thuận tiện trong tính toán của phương pháp tính toán tĩnh quy ước MPA tính toán công trình theo hai giai đoạn: (i) thực hiện tính toán đẩy dần cho từng dạng dao động khác nhau của kết cấu có nhiều bậc tự do (ví dụ dạng dao động 1,2,3,…) để xác định phản ứng của các dạng tương ứng ở chuyển vị mục tiêu; (ii) xác định phản ứng toàn phần của hệ kết cấu bằng cách tổ hợp các phản ứng dạng thành phần theo một trong các phương pháp tổ hợp các phản ứng lớn nhất của dạng chính, ví dụ tổ hợp dưới dạng căn bậc hai của các tổng bình phương…

Phương pháp tính toán tĩnh phi tuyến được xem là phương pháp hữu hiệu và tiện lợi trong tính toán động Theo tiêu chuẩn Châu Âu EB 1998-1:2003 và 2004, phương pháp tính toán này được quy định là một trong hai phương pháp tính toán phi tuyến được sử dụng để kiểm tra công năng của các công trình mới và cũ Chương trình giảm nhẹ tai biến động đất quốc gia (National Earthquake Hazard Reduction Program- NEHRP) của Hoa Kỳ đã giới thiệu và kiến nghị sử dụng phương pháp này như một công cụ để thiết kế và kiểm tra phục hồi kháng chấn các công trình xây dựng hiện có (2000) Phương pháp này cũng được Hiệp hội các kỹ sư công trình California (SEAOC) Hoa Kỳ chấp nhận là phương pháp tính toán công trình và một số nước dự định sẽ đưa vào tiêu chuẩn kháng chấn

4.1.6 Lựa chọn phương pháp tính toán

Việc lựa chọn phương pháp tính toán kết cấu cho luận văn này dựa vào tiêu chí theo mức độ phức tạp của kết cấu và tính đều đặn của công trình:

Các kết cấu nhỏ, đơn giản 1 Tĩnh ngang tương đương

2 Phổ phản ứng Các kết cấu lớn và phức tạp dần 3 Phân tích dạng chính công trình

4 Tĩnh phi tuyến (Push-over) Các kết cấu lớn, phức tạp 5 Tích phân trực tiếp

6 Kết cấu – nền đất phi tuyến

Bảng 3 Phạm vị áp dụng các phương pháp tính toán theo mức độ phức tạp của kết

cấu

Các công trình càng lớn, càng phức tạp thì phương pháp tính toán phức tạp và hoàn thiện hơn Tuy vậy với sự phát triển các công cụ tính toán và máy tính cá nhân, các tính toán phức tạp được tiến hành rộng rãi trong thiết kế hơn

Theo tiêu chuẩn kháng chấn của Châu Âu EN 1998-1:2004 và TCXDVN 375:2006 về khả năng được phép đơn giản hóa khi xây dựng mô hình tính toán kết cấu

và phạm vi sử dụng các phương pháp tính toán dựa theo tính đều đặn của kết cấu:

Trong mặt bằng Trên chiều cao Mô hình Phân tích dàn hồi tuyến tính

Bảng 4 Quy định về việc xây dựng mô hình và sử dụng phương pháp tính toán theo

tính đều đặn của công trình

Hình 13 Các quy định về tính đều đặn của nhà có giật cấp trên chiều cao

Từ những phương pháp và quy định trên, nhận thấy công trình trên nền dốc mang đặc điểm phức tạp và lớn về quy mô, không đều đặt theo mặt bằng vào chiều cao nên phương pháp sử dụng cho các công trình điển hình dưới đây là phương pháp tính phân trực tiếp từ phương trình chuyển động Sử dụng phương pháp lặp Newton-Raphson để giải bài toán

Bước 2: Tính độ chênh lệch của số gia tải trọng giữa giá trị đã biết và giá trị vừa tính như sau:

Số lần lặp được thực hiện cho đến khi độ chênh lệch số gia tải trọng R j  0 và

số gia chuyển vị cuối cùng sẽ được tính theo biểu thức:

u nhỏ hơn nhiều so với

số gia chuyển vị lần lặp đầu u 1 như sau:

 

( ) 1

Hình 14 Lặp theo Modified Newton Raphson

Thuật toán lặp của Modified Newton Raphson để giải bài toán phi tuyến được thể hiện như sau:

1 Các thông số đầu vào j = 0

3 Lặp lại các bước 2 thay chỉ số j1 bởi j

Phương pháp Newton Raphson nguyên thủy dùng ý tưởng hiệu chỉnh độ cứng tiếp tuyến liên tục trong mỗi bước lặp tuy nhiên phải thêm một bước tính nữa trong mỗi lần lặp Tóm tắt quá trình lặp theo phương pháp Newton Raphson nguyên thủy được thể hiện trong hình sau:

Hình 15 Lặp theo Newton Raphson

Phương pháp Newmark được áp dụng để giải phương trình chuyển động của hệ

có ứng xử phi tuyến được viết dưới dạng số gia như trong (4.3.1) Từ hai phương trình trong (4.3.2), suy ra biểu thức của số gia giữa hai thời điểm i và i+1 của gia tốc

1

i i i

 u u u và vận tốc  ui ui1ui theo các đại lượng còn lại như sau:

t t

Có thể thiết lập công thức của phương pháp Newmark giải bài toán có ứng xử phi tuyến theo dạng gia tốc bằng cách tìm số gia của chuyển vị và vận tốc theo số gia của gia tốc và các đại lượng còn lại như sau

Từ (4.3.2) số gia vận tốc và chuyển vị được suy ra là:

1

1

1 2

Thay vào phương trình số gia (4.3.1), kết quả thu được hệ phương trình đại số tuyến tính với ẩn số là số gia của gia tốc giữa hai thời điểm i và i+1, ui có dạng là:

2 eff

1 2

s t i

Thuật toán để giải phương trình chuyển động trong bài toán động lực học kết cấu

có ứng xử phi tuyến theo phương pháp Newmark được mô tả như sau:

1 Thông số đầu vào:

Khai báo ma trận khối lượngM , ma trận cản C của hệ

Mô tả quan hệ lực đàn hồi và chuyển vị

Mô tả hàm tải trọng theo thời gian

Khai báo điều kiện ban đầu u u u0, 0, 0

Chọn bước thời gian t hệ số 

Rời rạc hóa vector tải trọng theo thời gian

Xác định ma trận độ cứng tiếp tuyến tại i 0 , t0

K

2 Trong từng bước thời gian (theo dạng gia tốc)

Áp dụng công thức s t

i  i

K K để tính ma trận độ cứng cát tuyến giữa hai thời điểm ivà i 1

Xác định ma trận khối lượng hiệu dụng theo (4.3.8)

Tính số gia véc tơ tải trọng hiệu dụng theo phương trình (4.3.8)

Giải hệ phương trình để tìm số gia của gia tốc uitheo (4.3.7)

Tính các giá trị chuyển vị và vận tốc tại i 1theo (4.3.6)

Xác định ma trận độ cứng tiếp tuyến tại thời điểm i 1 , t 1

i

3 Trong từng bước thời gian (theo dạng chuyển vị)

Xác định ma trận độ cứng hiệu dụng theo (4.3.5))

Tính số gia vec tơ tải trọng hiệu dụng tại i 1theo (4.3.5)

Giải hệ phương trình đại số tuyến tính (4.3.4) để tìm số gia của chuyển vị ui

Tìm các giá trị vận tốc và gia tốc tại thời điểm i 1 theo các phương trình (4.3.3)

Xác định ma trận độ cứng tiếp tuyến tại thời điểm i 1 , t 1

i

4 Lặp lại quá trình (1.) cho bước thời gian kế tiếp

4.4 OPENSEES

OPENSEES (Open System for Earthquake Engineering Simulation) là một phần

mềm mã nguồn mở dùng để mô phỏng ứng xử động đất của những kết cấu và địa kĩ

thuật công trình Trung tâm nghiên cứu động đất Thái Bình Dương PEER (Pacific Earthquake Enginering Research Center) phát triển OPENSEES như là nền tảng tính toán chính phục vụ cho công tác nghiên cứu về động đất Đội ngũ phát triển OPENSEES bao gồm các trường đại học University of California, Berkeley, Oregon State University, University of California, San Diego, University of Washington và

Stanford University OPENSEES được viết chủ yếu bằng ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng C++, kế thừa và phát triển các hàm mới như phần tử, vật liệu và các phương pháp số viết trên các ngôn ngữ lập trình khác như C, Fortran…

Ngoài những tính năng tính toán cơ bản của một phần mềm tính toán phần tử hữu hạn thông thường, Opensees sở hữu kho dữ liệu (database) đa dạng bao gồm nhiều mô hình vật liệu và mô hình phần tử đặc dụng trong phân tích động đất (Steel01 material, fiber beam-column element, zero length element,…) OPENSEES hỗ trợ đắc lực trong mô phỏng tương tác giữa công trình với nền đất, các thuật toán giải lặp phương trình động lực học khác nhau phục vụ tính toán tác động động đất Với việc là phần mềm mã nguồn mở, OPENSEES đã tạo điều kiện cho các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới có điều kiện tiếp xúc sử dụng, có thể tiến hành thiết kế và phát triển những mô hình và thuật toán mới linh động và phong phú phục vụ cho mục đích nghiên cứu cụ thể Hiện nay, OPENSEES đang phát triển giao diện đồ họa giữa người

và máy (GUI –graphical user interface) nhằm mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng Mạng lưới kỹ thuật mô phỏng động đất NEES (Network for Earthquake Engineering Simulation) được thành lập bởi National Science Foundation (NSF) hỗ trợ tích hợp OPENSEES như là một phần của quá trình kiểm tra mô phỏng động đất Điều này có nghĩa OPENSEES được thừa nhận như một công cụ tính toán bởi 14 trường đại học thành viên: Cornell University, Lehigh University, Oregon State University, Rensselaer Polytechnic Institute, University at Buffalo, SUNY,University

of California, Berkeley,University of California, Davis,University of California, Los Angeles, University of California, San Diego, University of California, Santa Barbara, University of Illinois, Urbana-Champaign, University of Minnesota, University of Nevada, Reno and University of Texas, Austin

CHƯƠNG V

ÁP DỤNG NHIỀU KIỂU CÔNG TRÌNH

TRÊN NỀN DỐC 5.1 Giới thiệu

Ở một số vùng trên sườn dốc ở nước ta cũng như trên thế giới, các kiểu và hình dáng của công trình rất phong phú và đa dạng với các vật liệu khác nhau như đá, gỗ, gạch đất nung, thép và bê tông cốt thép…hoặc các vật liệu có sẵn ở địa phương Sự phát triển kinh tế cùng với tốc độ đô thị hóa làm tăng mật độ xây dựng ở khu vực này Khi xảy ra động đất gây sập công trình Vì địa hình dốc nên các công trình dễ đổ sập lên nhau làm tăng thiệt hại do động đất gây ra

(a) Vùng Gangtok, Sikkim, India (b) Solaria Hotel, Trentino-Nam

Tirol, Italia

Hình 16 Các công trình trên nền dốc trên thế giới