NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỜNG CHÈN TỚI HỆ KẾT CẤU KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU ĐỘNG đất được THIẾT KẾ THEO QUAN NIỆM HIỆN đại

ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỜNG CHÈN TỚI PHẢN ỨNG CỤC BỘ CỦA CỘT KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐƯỢC THIẾT KẾ THEO QUAN NIỆM KHÁNG CHẤN HIỆN ĐẠI THE EFFECT OF MASONRY INFILLS ON THE SEISMIC LOCAL RESPONS

Trang 1

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỜNG CHÈN TỚI

HỆ KẾT CẤU KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU ĐỘNG ĐẤT

ĐƯỢC THIẾT KẾ THEO QUAN NIỆM HIỆN ĐẠI

Chủ nhiệm đề tài: TS Phan Văn Huệ Thư kí đề tài: PGS.TS Nguyễn Lê Ninh

Hà N ội, năm 2020

Trang 2

HỆ KẾT CẤU KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU ĐỘNG ĐẤT

ĐƯỢC THIẾT KẾ THEO QUAN NIỆM HIỆN ĐẠI

CÁC BÀI BÁO CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI TRÊN CÁC TẠP CHÍ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH

cục bộ của cột khung bê tông cốt thép được thiết kế theo quan niệm kháng chấn hiện

đại”, Tạp chí Kết cấu và Công nghệ xây dựng, Hội Kết cấu và Công nghệ xây dựng

Vi ệt Nam, ISSN 1859-3194, số 27, trang 105-116

khung bê tông cốt thép chịu động đất”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng, ISSN 2615-9058, tập 13 (số 4V, 9-2019) trang 58-72

có xét tới tương tác với tường chèn theo quan niệm kháng chấn hiện đại”, Tạp chí Xây

d ựng, Bộ Xây dựng, ISSN 0866-8762, số 618 (tháng 9 năm 2019), trang 66-72

Trang 4

KẾT CẤU VÀ CÔNG NGHỆ MỚI

64

90 73

4 Độ tin cậy của tấm chữ nhật trực hướng theo điều kiện ổn định

Chu Thanh Bình, Đặng Xuân Hùng, Trần Đại Hào

5 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tro bay tới cường độ hỗn hợp CFG

Bùi Phú Doanh, Ngô Việt Đức, Vũ Ngọc Trụ

6 Nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng ứng xử của nút khung liên hợp

Lê Đăng Dũng, Nguyễn Hoàng Quân, Nguyễn Xuân Huy

7 Ảnh hưởng của đá bazan và cát mịn đến cường độ nén và hàm lượng CA(OH)2 của xi măng poóc lăng hỗn hợp

Phan Văn Huệ, Nguyễn Lê Ninh

10 Nghiên cứu tham số ảnh hưởng đến độ cứng của sàn bê tông cốt thép chịu xoắn

Nguyễn Mai Chí Trung, Hoàng Công Vũ, Trần Bá Cảnh

11 Xây dựng công thức dự báo biến dạng co ngót bê tông trong điều kiện khí hậu của thủ đô Viêng Chăn (Lào) theo tiêu chuẩn Nga GOST 24544-81

Sengaloun Keoalounxay - Nguyễn Thị Thu Hiền

1 Quy trình lắp dựng an toàn cho kết cấu khung thép nhà cao tầng dựa trên tiêu chuẩn Anh

Vũ Quốc Anh, Nguyễn Hải Quang

Trang 5

STRUCTURES AND NEW TECHNOLOGY

RESEARCH AND APPLICATION

2 Discussion on sustainable development in the building industry

Tran Chung, Do Dinh Duc, Pham Anh Tuan

3 Develop the eco-friendly soft ground improvement technique for the Vietnam high calcium fly ash recycling

Ha Minh, Duong Trong Vinh, Hoang Van Thieu, Do Nhu Duc, Le Nguyen Giap, Nguyen Hong Thai, Min Kyong Nam

4 Reliability of straight target rectangular sheet under stable conditions

Chu Thanh Binh, Dang Xuan Hung, Tran Dai Hao

5 Investigate impact of flying-ash content on strength of cement flying - ash gravel piles in foundation in Vietnam

Bui Phu Doanh, Ngo Viet Duc, Vu Ngoc Tru

6 Experimental and numerical study on the behaviour of hybrid beam - column joint

Le Dang Dung, Nguyen Hoang Quan, Nguyen Xuan Huy

7 Basalt stone and fine sand’s effect to compressive strength and Ca(OH)2 content of portland blended cement (PCB)

Vu Dinh Dau

8 Several mix design methods for self - compacting concrete

Tran Duc Trung

9 The effect of masonry infills on the seismic local response in columns of reinforced concrete frame structures according to modern conception

Phan Van Hue, Nguyen Le Ninh

10 Parametric study influences stiffness of reinforced concrete slabs under torsion

Nguyen Mai Chi Trung, Hoang Cong Vu, Tran Ba Canh

11 Constructing the forecast formulas concrete's deformation in climate condition of the Vientiane (Laos) by Russian standard GOST 24544-81

Sengaloun Keoalounxay - Nguyen Thi Thu Hien

24

34 44

64

105 90 73

1 Safety procedure for high building's steel structure based on English

standards

Vu Quoc Anh, Nguyen Hai Quang

Trang 6

ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỜNG CHÈN TỚI PHẢN ỨNG

CỤC BỘ CỦA CỘT KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP

ĐƯỢC THIẾT KẾ THEO QUAN NIỆM KHÁNG CHẤN HIỆN ĐẠI

THE EFFECT OF MASONRY INFILLS ON THE SEISMIC LOCAL

RESPONSE IN COLUMNS OF REINFORCED CONCRETE FRAME

STRUCTURES ACCORDING TO MODERN CONCEPTION

Phan Văn Huệ Trường Đại học Xây dựng Miền Trung

Nguyễn Lê Ninh Trường Đại học Xây dựng

Tóm tắt: Sự tương tác cục bộ giữa tường chèn và các cấu kiện khung bê tông cốt thép (BTCT) dưới tác động động đất thường có khả năng gây ra các cơ cấu phá hoại giòn trong các cấu kiện khung bao quanh (cột hoặc nút khung) Tuy vậy, trong các tiêu chuẩn kháng chấn hiện đại, vấn đề này vẫn chưa được đề cập tới một cách cụ thể, đặc biệt khi cho phép hệ kết cấu làm việc sau đàn hồi Bài báo này giới thiệu các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của tường chèn tới phản ứng cục bộ của cột khung BTCT được thiết kế theo quan niệm kháng chấn hiện đại Kết quả phân tích cho thấy, tác động cục bộ của tường chèn làm phát sinh lực cắt đáng kể, gây ra nguy cơ phá hoại giòn quá sớm trong các cột khung và làm mất hiệu lực thiết kế kháng chấn

Từ khóa: phá hoại cắt, tác động cục bộ, khung bê tông cốt thép, tường chèn, tương tác

Summary: The local interaction between masonry infills and reinforced concrete (RC) frame elements under seismic action can potentially lead to brittle failure mechanisms in surrounding elements such as columns or beam-column joints However, in the modern seismic standards, this issue has not been specifically addressed, especially when the structures are allowed to work beyond the elastic limit This paper represents results of infills’ effects on the seismic local response of columns in RC frame structures designed according to modern conception The analytical results indicate that the local effect of infills develops the significantly large shear demand and causes pre-emptive brittle failure of columns and invalidates the seismic design of the structures

Keywords: shear failure, local effect, reinforced concrete frame, masonry infills, interaction

1 Giới thiệu

Hệ kết cấu khung bê tông cốt thép

(BTCT) với các tường chèn bằng khối xây là

một trong số ít hệ kết cấu được sử dụng rất

rộng rãi trên thế giới, trong đó có Việt Nam

Sự có mặt của các tường chèn có ảnh hưởng

lớn tới phản ứng của hệ khung bao quanh

dưới tác động động đất Đây là kết luận đã

được thừa nhận sau những nỗ lực nghiên

cứu thực nghiệm và lý thuyết của rất nhiều

nhà khoa học trong vòng gần 70 năm qua

[1,5,9,13]

Hiện nay, mục tiêu thiết kế các hệ kết

cấu nói chung và kết cấu khung BTCT nói

riêng dưới tác động động đất đã có một sự

thay đổi rất cơ bản, chuyển từ việc bảo vệ

Trang 7

công trình sang bảo vệ trực tiếp sinh mạng

con người Theo đó, các công trình xây dựng

có thể làm việc sau giới hạn đàn hồi nhưng

không được phép sụp đổ đột ngột Trong

điều kiện này, việc nghiên cứu sự tương tác

giữa khung với tường chèn và các hệ quả

mà nó gây ra đối với các cấu kiệ n thành

trọng Các kết quả phân tích tĩnh phi tuyến

dựa trên mô hình ứng xử của tường chèn

cho thấy các tường chèn đã làm thay đổi

hoàn toàn ý đồ của người thiết kế [16,17]

Cơ cấu phá hoại dẻo dự kiến của khung

dưới tác động động đất đã biến thành cơ

cấu phá hoại giòn khi xét tới sự tương tác

với các tường chèn, một tình huống hết sức

hiện đại Quy trình thiết kế kiểm soát cơ cấu

và cách thức phá hoại hệ kết cấu khung

(còn gọi là quy trình thiết k ế theo khả năng)

có nguy cơ bị vô hiệu hóa trong trường hợp

có mặt của tường chèn Bên cạn h đó, các

kết quả nghiên cứu lý thuyết [1,5,10] và

khảo sát hiện trường gần đây về hệ quả của

các trận động đất ở L’Aquila (4/2009) [18]

và Emilia (5/2012) [6,12] cho thấy trong rất

nguyên nhân gây ra phá hoại các bộ phận

khung như cột và nú t (Hình 1) Điều này

càng cho thấy việc nghiên cứu ảnh hưởng

của tường chèn tới phản ứng cục bộ của hệ

khung là hết sức cần thiết

a) Trận động đất ở L’Aquila (4/2009) b) Trận động đất ở Emilia (5/2012)

Hình 1: Hệ quả của sự tương tác cục bộ khung - tường chèn dưới tác động động đất

Phần sau đây sẽ giới thiệu một số các

kết quả nghiên cứu liên quan tới khả năng

phá hoại cắt của các cột khung BTCT được

thiết kế theo quan niệm hiện đại khi xét tới

tương tác với tường chèn và ảnh hưởng của

nó tới quy trình thiết kế theo khả năng quy

định trong TCVN 9386:2012

2 Quan niệm thiết kế kháng chấn

hiện đại và vấn đề kiểm soát phá hoại cột

khung bê tông cốt thép

Theo quan niệm kháng chấn hiện đại,

các công trình xây dựng phải có khả năng

chịu được các trận động đất nhỏ và vừa xuất

Trang 8

hiện ngẫu nhiên trong cuộc đời của chúng

mà không bị hư hỏng, còn khi gặp các trận

động đất mạnh hoặc rất mạnh các công

trình này không bị sụp đổ một cách đột

ngột Đối với hệ kết cấu khung BTCT, để

không bị sụp đổ đột ngột, sơ đồ phá hoại

thường được lựa chọn khi thiết kế là sơ đồ

phá hoại dẻo với các khớp dẻo uốn xuất hiện

trước hết trong các dầm sau đó mới tới các

cột và phá hoại cắt phải xảy ra sau phá hoại

uốn Với sơ đồ phá hoại này, hệ kết cấu có

thể huy động được tối đa khả năng chịu lực

của các bộ phận kết cấu và một lượng năng

lượng đáng kể truyền đến công trình khi

động đất xảy ra được phân tán qua biến

dạng dẻo tại các vùng khớp dẻo (còn gọi là

vùng tới hạn) [14,15]

Như vậy, để có thể phá hoại theo sơ đồ

dẻo (hoặc còn gọi là sơ đồ phá hoại dầm)

một trong những nguyên tắc cơ bản khi

thiết kế hệ kết cấu khung BTCT chịu động

đất hiện nay là cột khỏe - dầm yếu Bên cạnh

đó, để phá hoại cắt không xảy ra trước phá

hoại uốn, phải thiết kế sao cho các cấu kiện

khung có độ bền cắt lớn hơn lực cắt tương

ứng với tác động gây ra chảy dẻo uốn ở các

cấu kiện đó Để thực hiện được điều này, các

trong đó có TCVN 9386:2012, cung cấp một

công cụ đặc biệt gọi là phương pháp (quy trình)

thiết kế theo khả năng [3, 8] Đây là một

phương pháp thiết kế rất “tinh tế” cho phép

người thiết kế kiểm soát được phản ứng không

đàn hồi của hệ kết cấu khi chịu động đất, hoặc

cụ thể hơn kiểm soát được sơ đồ phá hoại và

cách thức phá hoại của hệ kết cấu dưới tác

động động đất mạnh đề cập tới ở trên.

Theo phương pháp thiết kế theo khả

năng, để cho các khớp dẻo uốn xuất hiện

trước hế t tại các dầm, các nội lực dùng để

thiết kế cột không phải lấy từ phân tích kết

cấu trong tình huống động đất mà được xác

định từ khả năng chịu uốn của dầm tại các

khớp dẻo liền kề với cột đang xét từ điều

uốn thiết kế của các cột có xét lới lực dọc N

của các dầm quy tụ vào nút đang xét

Điều kiện (1) cần được thỏa mãn tại tất

cả các nút khung trong hai mặt phẳng uốn

thẳng đứng vuông góc với nhau và cho cả

hai chiều tác động động đất Bên cạnh đó,

để đảm bảo cột không bị phá hoại cắt trước

phá hoại uốn, cần phải xác định lực cắt thiết

kế theo khả năng dùng để thiết kế cột Cách

thức đơn giản nhất để xác định lực cắt này là

giả định cả hai đầu mút cột 1 và 2 đều hình

thành khớp dẻo với các mômen uốn ngược

chiều nhau (+ hoặc -) và lực cắt cột được xác

định từ điều kiện cân bằng cột chị̣u tác động

1,1 cho cột có cấp dẻo trung bình (DCM) và

bằng 1,3 cho cột có cấp dẻo cao (DCH);

mút cột i (i = 1, 2) theo chiều của mômen

uốn động đất theo phương đang xét của tác

động động đất

∑ M Rb / ∑ M Rc ) i

các tiế t diện dầm ở các mặt đối diện của nút

của các tiết diện cột ở trên và dưới của cùng

nút i

Trang 9

Với các mômen uốn vượt độ bền Mid trên, lực cắt thiết kế theo khả năng tác động tại các tiết diện đầ̀u mút cột được xác định theo biểu thức sau:

giữa mặt trên của dầm hoặc bản ở chân cột và mặt dưới của dầ̀m ở trên đỉnh cột)

3 Ảnh hưởng của tường chèn tới phản ứng cục bộ của khung bê tông cốt thép

3.1 Sự tương tác giữa khung với tường chèn

Các kết quả nghiê n cứu thực nghiệm cho thấy, dưới tác động của tải trọng ngang tường

chèn dần dần tách khỏi khung bao quanh ở các góc không bị nén (Hình 2) Sự làm việc này

đã cho các nhà nghiên cứu ý

tường chèn trong khung dưới

tương đương có bề rộng bằng

dài các vùng tiếp xúc zh và zl

giữa panô chèn với các cấu

tiếp xúc này thay đổi trong

quá trình gia tải làm bề rộng

Trên cơ sở ý tưởng này, Nguyễn Lê Ninh

tương đương ở thời điểm tường chèn không

còn đủ độ bền và độ cứng để tham gia chịu

lực cùng với hệ khung bao quanh:

=

trong các biểu thức trên, λh và λllà các thông

số của chiều dài vùng tiếp xúc ở cột và dầm:

Trang 10

trong đó: Em, Ec- tương ứng là mô đun đàn hồi của tường chèn và bê tông khung; l và h -

chiều cao, chiều dài đường chéo và bề dày

= lcl,b và hm = lcl,c - tương ứng là chiều dài

k - các hệ số phụ thuộc vào đặc tính của

k = 20 cho tường chèn bằng các gạch xây

lực ngang tác dụng và lực ngang gây nứt

tường chèn.

Hình 3: Sự phân bố lực tương tác giữa tường chèn và khung

Chiều dài các vùng tiếp xúc tại các thời điểm khác nhau trong quá trình chịu lực ngang

được xác định theo các biểu thức sau (Hình 3):

trưng của dải chéo tương đương được xác định theo điều kiện hình học tương ứng với các

Tiếp tục phát triển kết quả nghiên cứu trên, Nguyễn Lê Ninh và Phan Văn Huệ (2017) đã

thiết lập mô hình ứng xử phi tuyến của tường chèn ở Hình 4 và sử dụng mô hình này để

đánh giá ảnh hưởng của tường chèn tới phản ứng tổng thể của hệ khung BTCT được thiết kế

theo quan niệm kháng chấn

hiện đại [16,17] Kết quả phân

tích theo phương pháp tĩnh phi

tuyến cho thấy các tường chèn

trong khung đã làm thay đổi

hoàn toàn ý đồ của người thiết

kế Đây là một tình huống hết

sức nguy hiểm đối với các công

trình được thiết kế để chịu động

đất theo quan niệm hiện đại.

Hình 4: Mô hình ứng xử phi tuyến của tường chèn

cấu kiện khung biến thiên tuyến tính và có dạng tam giác (Hình 3), còn ứng suất cắt do ma

Trang 11

sát tỷ lệ thuận với ứng suất pháp Trị số của ứng suất tương tác phụ thuộc vào độ bền của

tường chèn trong các giai đoạn chất tải khác nhau Theo các kết quả nghiên cứu đã thực hiện

Vmy = 0,6Vmu [16,17]

Trên cơ sở phân tích ưu và nhược điểm

của các phương pháp xác định độ bền cắt

trượt của tường chèn đã được đề xuất bởi

nhiều tác giả, cũng như các kết quả tính

toán thu được trong điều kiện Việt Nam, độ

tuyến giữa gạch và vữa; µ - hệ số ma sát theo

bằng gạch đặc, bằng 0,5 đối với khối xây

chéo panô chèn so với phương ngang

3.2 Hệ quả tác động tương tác ở các

cột khung

Các lực phát sinh tại các vùng tiếp xúc

giữa panô chèn và khung sẽ gây ra các hệ

quả tác động cục bộ trong các bộ phận khung (cột, dầm và nút khung) Phần sau đây sẽ đề cập tới phản ứng cục bộ của các cột khung dưới tác động của các lực tương tác này

Cường độ lực tương tác được giả thiế t

phân bố tuyến tính tại các thời điểm khác

nhau trong quá trình chịu lực ngang (Hình

3) được xác định như sau:

Trang 12

Hình 6: Hệ quả tác động cục bộ

của tường chèn lên cột khung

Các hệ quả tác động cục bộ này sẽ được

cộng thêm vào các hệ quả tác động khác khi

bộ của tường chèn tới cột khung BTCT

được thiết kế theo quan niệm kháng chấn

hiện đại

Xét nhà khung BTCT liền khối cao 3 tầng

với các kích thước không đổi trên chiều cao

như trong Hình 7 Các dầm ngoài dọc theo

chu vi nhà có tiết diện 25 x 45cm, các dầm

trong có tiết diện 25 x 50cm, bản sàn dày 15

cm Vật liệu sử dụng: bê tông B30, cốt thép

dọc nhóm AIII, cốt thép đai nhóm AI Các

khung KB và KE được chèn kín bằng tường

gạch đặc dày 20 cm mác 100, vữa xi măng

mác 75

Tải trọng tác dụng lên công trình như sau: Tải trọng thẳng đứng trong tình huống thiết

Công trình được xây dựng tại vùng

trung bình (DCM)

a) Sơ đồ mặt bằng công trình tầng điển hình b) Sơ đồ kết cấu khung ngang

Hình 7: Sơ đồ kết cấu công trình

4.1 Trường hợp không xét tới tường chèn

Trong tình huống thiết kế động đất, thực hiện việc tính toán theo phương pháp tĩnh

lực ngang tương đương [3, 8], kết quả tổ hợp các hệ quả tác động động đất ngang với các

tác động đứng theo quy tắc căn bậc hai của tổng các bình phương (SRSS) cho các biểu đồ

nội lực ở khung KE như trong các Hình 8 và 9

Trang 13

a) Biểu đồ mômen uốn b) Biểu đồ lực cắt

Hình 8: Các biểu đồ mômen uốn, lực cắt khung KE

Sơ đồ phá hoại của khung được lựa

chọn là sơ đồ phá hoại dẻo, với các khớp

dẻo uốn xuất hiện trước ở các đầu mút

dầm Trên cơ sở này, dựa trên biểu đồ

momen uốn ở Hình 8a, việc thiết kế cho

khả năng chịu uốn của dầm B1 ở tiết diện

Rb

Để đảm bảo cho cột không bị biến

dạng dẻ o, khả năng chịu uốn của các cột

C1, C2, C3 và C4 phải thỏa mãn điều kiện

(1) trong cả hai phương ngang X và Y Để

phương Y (trong mặt phẳng của khung

KE) Từ điều kiện (1), mômen uốn thiết kế

Hình 9: Biểu đồ lực dọc khung KE

the o khả năng tại các tiết diện ở đầu mút các cột được xác định như sau:

a Tại các tiết diện ở đỉnh cột C1 và chân cột C2

ΣMRci,x > 1,3ΣMRb = 1,3 (161,74 + 100,36) = 340,73 kNm; được phân phối cho các tiết

b Tại các tiết diện ở đỉnh cột C3 và chân cột C4

ΣMRci,x > 1,3ΣMRb = 1,3 x 114,203 = 148,46 kNm; được phân phối cho các tiết diện cột ở

Trang 14

Căn cứ vào các giá trị

mômen uốn tính toán trên và với

các lực dọc trong cột ở Hình 9,

kết quả thiết kế cho cốt thép dọc

trong các cột khung KE như ở

Tại đỉnh cột C3 và chân cột C4

Tại chân cột C3

MRC1,x MRC2,x ΣMRci,x ΣMRb MRc1,x MRC3,xmax MRC4,xmax ΣMRci,xmax ΣMRb MRC3,xmax

175,72 170,15 345,87 262,1 175,72 108,10 101,03 209,13 114,203 108,10

Để đảm bảo cho cột không bị phá hoại cắt (trước uốn), lực cắt lớn nhất dùng để thiết kế

cột C1 và C3 được xác định theo (3), kết quả tính toán cho trong Bảng 2

Bảng 2: Lực cắt tác động trong các cột khung KE trong các trường hợp (kN)

Khi không xét tới tường chèn Khi xét tới tường chèn

VEdCi,ymax

Lực cắt do tương tác cục bộ với panô chèn

VmCi,ymax

Lực cắt thiết kế

* , max EdCi yV

Chênh lệch

4.2 Trường hợp có xét tới tường chèn trong mặt phẳng khung KE

Các tính năng cơ lý của khối xây được xác định theo TCVN 5573:2011 [2] Tại thời điểm

cực hạn, khi tường chèn không còn đủ độ bền và độ cứng để tham gia chịu lực cùng với hệ

khung bao quanh (tương ứng với n = 1,0):

Trang 15

• Chiều dài tiếp xúc giữa tường chèn và cột được xác định theo (7): 0

V q

z

=

• Lực cắt tác động trong cột khung do sự tương tác với panô chèn gây ra được xác định the o (12), (13)

Giá trị các thông số độ cứng, độ bền của tường chèn và lực cắt tác động trong cột khung

được cho ở Bảng 3

Bảng 3: Các thông số độ cứng, độ bền của tường chèn và lực cắt tác động

trong cột khung tại thời điểm cực hạn

Thông số wm0 (mm) zh0 (mm) Vmu (N) qh0 (N/mm) VAmo (N) VBmo (N)

Lực cắt do tác động cục bộ của panô

và C3 được cho trong Bảng 2 Như vậy, trong

trường hợp xét tới tương tác với tường chèn, để

đảm bảo phá hoại cắt không xảy ra ở cột, lực

cắt dùng để thiết kế các cột C1 và C3 sẽ như sau:

*

, max , max , max

EdCi y EdCi y mCi y

Kết quả tính toán được cho trong Bảng

2 Các kết quả tính toán này cho thấy, so với

trường hợp không xét tới tường chèn, lực cắt

dùng để thiết kế các cột khung C1 và C3 đã

có một sự gia tăng khá lớn: cột C1 tăng

56,4% còn cột C3 tăng 104,6%

5 Kết luận

Các kết quả nghiên cứu cho thấy, sự

tương tác giữa khung và tường chèn gây ra

các hệ quả tác động cục bộ (lực cắt và

mômen uốn) trong các cột khung Dưới tác

động của các lực tương tác trong vùng tiếp

xúc, các lực cắt phát sinh trong cột khung

khá lớn so với lực cắt do các tác động trong

tình huống thiết kế động đất gây ra, cũng

như so với lực cắt thiết kế theo khả năng,

đặc biệt là ở các cột biê n khi một mặt cột

không có tường chèn Trong điều kiện các

hệ kết cấu khung được thiết kế kháng chấn

theo quan niệm hiện đại, điều này sẽ gây ra

nguy cơ phá hoại cắt cột, một dạng phá hoại

giòn không có khả năng phân tán năng

lượng, cần hết sức tránh

Phương pháp thiết kế theo khả năng là

một trong hai nội dung cơ bản của các tiêu

chuẩn thiết kế kháng chấn hiện đại, trong đó

pháp thiết kế được thực hiện theo một quy

trình rất nghiêm ngặt, nhằm bảo đảm cho cơ

cấu phá hoại dẻo dự kiến, phá hoại cắt sau

phá hoại uốn và phá hoại nút khung sau

dầm và cột phải xảy ra khi chịu động đất

Tuy vậy phương pháp này chỉ đề cập tới

trường hợp các khung trống Các kết quả

nghiên cứu ở trên cũng cho thấy, sự có mặt

của các tường chèn tạo ra nguy cơ rất lớn

làm vô hiệu hóa phương pháp thiết kế theo

khả năng khi các phương trình (1) và (2)

không còn đúng nữa Do đó việc nghiên cứu

tiếp tục ảnh hưởng tác động cục bộ của

tường chèn tới các dầm và nút khung là hết

sức cần thiết

Trang 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Basha, S H., and Kaushik, H B (2017), “Predicting shear failure in columns of masonry infilled RC frames using macro-modeling approach”, 16

th

World Conference on Earthquake Engineering, Santiago Chile, Paper N

o

3168

2 Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN 5573 :2011: Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế

3 Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN 9386:2012: Thiết kế công trình chịu động đất

4 Cavaleri, L., and Di Trapani, F (2015), “Prediction of the additional shear action on frame members due to infills”, Bulletin of Earthquake Engineering, vol 13 (5), pp 1425 - 1454

5 Celarec, D., and Dolšek, M (2013), “Practice-oriented probabilistic seismic performance assessment of infilled frames with consideration of shear failure of columns”, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, vol 42 (9), pp 1339 - 1360

6 Decanini, L.D., Liberatore, D., Liberatore, L., Sorrentino, L (2012), Preliminary Report on the 2012, May 20, Emilia Earthquake, v.1, Sapienza University of Rome, Department of Structural Engineering and Geotechnics, Roma, Italy

7 European Commission for Standardization, CEN (2004), EN 1992-1-1:2004: Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings, Brussels

8 European Commission for Standardization, CEN (2004), EN 1998-1:2004: Eurocode-8: Design of structures for earthquake resistance - Part 1: General rules, seismic actions and rules for buildings, Brussels

9 Fardis, M.N (2009), Seismic design, assessment and retrofitting of concrete buildings (based on EN-Eurocode 8), Springer, Dordrecht

10 Fiore, A., Spagnoletti, G., and Greco, R (2016), “On the prediction of shear brittle collapse mechanisms due to the infill-frame interaction in RC buildings under pushover analysis”, Engineering Structures, vol 121, pp 147 - 159

11 Hak, S., Morandi, P and Magenes, G (2013), “Local Effects in the Seismic Design of RC Frame Structures With Masonry Infills”, Proc of the 4th ECCOMAS Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, Kos Island, Greece, pp 2931 - 2943

12 Ioannou, I et al (2012), The 29th May 2012 Emilia Romagna Earthquake, EPICentre Field Observation Report,

No EPI-FO-290512, UCL EPICentre, Department of Civil, Environmental and Geomatic Engineering, University College London

13 Nguyen Le Ninh (1980), Analysis and Design of Masonry Infilled Multistory Reinforced Concrete Frame Structures for Cyclic Lateral Loads, Doctoral thesis, Bucharest Institute of Construction, Romania (in Romanian)

14 Nguyễn Lê Ninh (2007), Động đất và thiết kế công trình chịu động đất, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

15 Nguyễn Lê Ninh (2011), Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội

16 Nguyễn Lê Ninh, Phan Văn Huệ (2017), “Ảnh hưởng của tường chèn tới phản ứng của hệ kết cấu khung bê tông cốt thép được thiết kế theo quan niệm kháng chấn hiện đại”, Kỷ yếu Hội nghị khoa học quốc tế “Vật liệu, kết cấu, công nghệ xây dựng và kiểm định công trình - MSC 2017”, Cục Giám định nhà nước về chất lượng công trình xây dựng - Bộ Xây dựng và Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, 10/11/2017, Hà Nội

Trang 17

17 Nguyen Le Ninh, Phan Van Hue (2017), “Analytical modeling of nonlinear behavior of masonry infills in reinforced concrete frame buildings under seismic action”, Journal of Science and Technology in Civil Engineering, National University of Civil Engineering, vol 11 (6), pp 13 - 21

18 Ricci, P (2010), Seismic vulnerability of existing RC buildings, PhD Dissertation, University of Naples Federico II, Naples

19 Tassios, T., Vintzileou, E., and Chronopoul os, M (1988), Euro-Code 8 (EC 8), pre-Draft, Justification Note N

o

9,

RC frames filled by masonry walls

Trang 20

Tạp chí khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019 13 (4V)

Mục lục

1 Xây dựng mô hình thí nghiệm xác định chùng ứng suất của bê tông trong kết cấu dầm bê tông cốt thép

Nguyễn Mạnh Hùng, Ngô Thế Phong, Nguyễn Trung Hiếu 1

2 Mô hình tính toán kết cấu dầm chuyển trong thiết kế nhà cao tầng

Võ Mạnh Tùng 12

3 Khảo sát sự suy giảm khả năng kháng uốn khi cháy của dầm bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn châu Âu

Nguyễn Trường Thắng, Nguyễn Tuấn Trung 22

4 Tính toán vách phẳng bê tông cốt thép có lỗ cửa theo mô hình thanh chống giằng (STM)

Nguyễn Minh Thu, Phạm Thanh Tùng 35

5 Xây dựng phần mềm tính toán khả năng chịu lực của cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén lệch tâm xiên có tiết diện bất kỳ theo TCVN 5574:2018

Trần Việt Tâm, Phạm Thanh Tùng, Nguyễn Tuấn Ninh, Phạm Ngọc Vượng 47

6 Ảnh hưởng của tường chèn tới việc kiểm soát cơ cấu phá hoại khung bê tông cốt thép chịu động đất

Phan Văn Huệ 58

7 Khả năng chịu mô men uốn của dầm bê tông cốt hỗn hợp thép và GFRP theo TCVN

5574:2018

Phan Minh Tuấn 73

8 Dự đoán đường cong lực-chuyển vị của dầm đơn giản bê tông cốt thép một nhịp chịu uốn bốn điểm có cốt thép bị ăn mòn

Nguyễn Đăng Nguyên, Dương Văn Hai, Văn Khắc Tuấn 82

9 Ảnh hưởng của hạt cốt liệu nhẹ tái chế từ phế thải phá dỡ công trình xây dựng đến một số tính chất cơ lý của bê tông nhẹ

Nguyễn Công Thắng, Nguyễn Hùng Phong, Nguyễn Văn Tuấn, Phan Huy Tùng,

Lê Ngọc Lan 94

10 Tính toán chịu lực cho giải pháp khoan và neo cấy bu long vào bê tông theo tiêu chuẩn châu Âu

Vũ Ngọc Tâm, Hoàng Khánh Sơn, Amol Singh, Nguyễn Trường Thắng 103

11 Nghiên cứu khả năng chịu uốn của ống tròn hai lớp thép nhồi bê tông có liên kết mối nối bằng

mô phỏng phần tử hữu hạn

Vũ Quang Việt, Trương Việt Hùng, Phạm Thái Hoàn 115

12 Xác định đặc trưng hữu hiệu của vật liệu đa tinh thể dị hướng bằng phương pháp đồng nhất hóa

Nguyễn Hoàng Phương, Lê Văn Cảnh, Nguyễn Trung Kiên 129

13 Phần tử MITC3+ được làm trơn trên cạnh dùng phân tích tĩnh tấm Reissner-Mindlin

Châu Đình Thành, Trần Văn Chơn, Tôn Thất Hoàng Lân 139

14 Nghiên cứu dùng muội than đen và xỉ lò cao nghiền mịn trong việc cải thiện khả năng tự cảm biến của bê tông tính năng cao

Nguyễn Duy Liêm, Vũ Thị Bích Ngà, Đỗ Xuân Sơn, Trần Minh Phụng 151

15 Gia cường nông đất yếu có cát san lấp bằng cọc xi măng - đất

Nguyễn Sỹ Hùng, Vương Hoàng Thạch 159 THÔNG TIN KHOA HỌC

1 Bộ môn Công trình Bê tông Cốt thép, Trường Đại học Xây dựng - 60 năm thành lập và

phát triển 169

i

Trang 21

Journal of Science and Technology in Civil Engineering NUCE 2019 13 (4V)

Table of Contents

1 Prototype an experimental model to determine the concrete stress relaxation in reinforced crete beam

con-Nguyen Manh Hung, Ngo The Phong, con-Nguyen Trung Hieu 1

2 Modelling transfer beams in designing high-rise buildings

Vo Manh Tung 12

3 Investigation on flexural strength deterioration of reinforced concrete beams under fire exposure

to the Eurocode

Nguyen Truong Thang, Nguyen Tuan Trung 22

4 Calculation of reinforced concrete shear walls with openings by strut-and-tie model (STM)

Nguyen Minh Thu, Pham Thanh Tung 35

5 Programming software for load bearing capacity of reinforced concrete biaxially loaded bers with arbitrary cross-sections based on TCVN 5574:2018

mem-Tran Viet Tam, Pham Thanh Tung, Nguyen Tuan Ninh, Pham Ngoc Vuong 47

6 Effects of masonry infills to the control of the failure mechanism of reinforced concrete frame structures under earthquake loading

Phan Van Hue 58

7 Moment capacity of reinforced concrete beam using hybrid (steel and GFRP) bars conforming

to TCVN 5574:2018

Phan Minh Tuan 73

8 Prediction of lateral force-displacement response of simple span corroded reinforced concrete beams subjected to four-point bending

Nguyen Dang Nguyen, Duong Van Hai, Van Khac Tuan 82

9 The effect of lightweight aggregates recycled from construction and demolition wastes to some properties of lightweight concrete

Nguyen Cong Thang, Nguyen Hung Phong, Nguyen Van Tuan, Phan Huy Tung, Le Ngoc Lan 94

10 Load bearing calculation for post-installed anchor solution of bolts into concrete to the rocodes

Eu-Vu Ngoc Tam, Hoang Khanh Son, Amol Singh, Nguyen Truong Thang 103

11 Investigation of ultimate bending moment of circular concrete-filled double skin steel tubes with joint connection using finite element analysis

Vu Quang Viet, Truong Viet Hung, Pham Thai Hoan 115

12 Determination of the effective properties of random orientation polycrystals using tion method

homogeniza-Nguyen Hoang Phuong, Le Van Canh, homogeniza-Nguyen Trung Kien 129

13 An edge-based smoothed MITC3+ element for static analysis of Reissner-Mindlin plates

Chau Dinh Thanh, Tran Van Chon, Ton That Hoang Lan 139

14 Using carbon black and ground granulated blast furnace slag for improvement of self-sensing capacity of high performance fiber-reinforced concretes

Vu Thi Bich Nga, Nguyen Duy Liem, Do Xuan Son, Tran Minh Phung 151

15 Shallow reinforcement of filling sand layer above soft soil using soil-cement columns method

Nguyen Sy Hung, Vuong Hoang Thach 159 SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION

1 The 60th Anniversary of Department of Reinforced Concretes in Civil Engineering, National University of Civil Engineering 169

ii

Trang 22

Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019 13 (4V): 58–72

ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỜNG CHÈN TỚI VIỆC KIỂM SOÁT CƠ CẤU PHÁ HOẠI KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU ĐỘNG ĐẤT

Phan Văn Huệa,∗

aKhoa Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng Miền Trung,

số 24 đường Nguyễn Du, phường 7, TP Tuy Hòa, Phú Yên, Việt Nam Nhận ngày 15/08/2019, Sửa xong 18/09/2019, Chấp nhận đăng 20/09/2019

Tóm tắt

Sự tương tác giữa tường chèn với khung bê tông cốt thép (BTCT) bao quanh dưới tác động ngang đã làm gia tăng độ cứng uốn của các dầm khung Hệ quả của sự gia tăng độ cứng uốn của dầm khung sẽ làm thay đổi nguyên tắc thiết kế cơ bản “dầm yếu – cột khỏe” quy định trong các tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn khi không xét tới tương tác với tường chèn Các kết quả nghiên cứu trong bài báo này đã định lượng hóa được sự gia tăng

độ cứng và khả năng chịu uốn của các dầm khung khi có xét tới tương tác với tường chèn dưới tác động động đất Trên cơ sở này, một điều kiện mới dùng để thiết kế các cột BTCT nhằm đảm bảo cơ cấu phá hoại dẻo phải xuất hiện ở các khung BTCT chịu động đất theo TCVN 9386:2012 đã được đề xuất Các kết quả tính toán kiểm tra theo phân tích tĩnh phi tuyến trên hệ kết cấu khung chèn được thiết kế theo TCVN 9386:2012 cho thấy hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu lý thuyết.

Từ khoá : khung BTCT; tường chèn; thiết kế theo khả năng; tác động động đất; tương tác; cơ cấu phá hoại; tầng mềm; phân tích tĩnh phi tuyến.

EFFECTS OF MASONRY INFILLS TO THE CONTROL OF THE FAILURE MECHANISM OF FORCED CONCRETE FRAME STRUCTURES UNDER EARTHQUAKE LOADING

REIN-Abstract

The interaction between the masonry infills and the surrounding reinforced concrete (RC) frames under izontal impact has increased the bending stiffness of the frame beams The consequence of the increase in bending stiffness of the frame beam will change the basic design principle of “weak beam – strong column” specified in modern seismic design standards when not considering interaction with masonry infills The research results in this paper have quantified the increase in the stiffness and the bending resistance of frame beams when considering the interaction with the masonry infills under seismic actions On this basis, a new condition used to design RC columns to ensure the plastic failure mechanisms appearing in RC frames under seismic actions according to TCVN 9386:2012 is proposed The results of calculation and inspection according

hor-to nonlinear static analysis on the masonry infilled RC frame structures designed according hor-to TCVN 9386:2012 show that they are perfectly suitable for theoretical research.

Keywords : reinforced concrete frame; masonry infills; capacity design method; earthquake loading; interaction; failure mechanism; soft story; nonlinear static analysis.

https://doi.org/10.31814/stce.nuce2019-13(4V)-06 c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)

Trang 23

Huệ, P V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựngvòng 70 năm qua Các công trình nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết đều cho thấy, các tường chèn

trong khung đã làm thay đổi các đặc tính tĩnh và động của hệ kết cấu khung Các tường chèn có thể

tạo ra các ảnh hưởng có lợi tới ứng xử của hệ kết cấu khi chịu động đất, như làm tăng độ bền, độ cứng

ngang, khả năng phân tán năng lượng , nhưng nhiều khi cũng tạo ra các tác động hết sức bất lợi, gây

sụp đổ đột ngột công trình hoặc phá hoại cục bộ các cấu kiện khung Các trận động đất xảy ra gần

đây ở nhiều nơi trên thế giới, như ở Athens - Hy Lạp (1999) [1], Tứ Xuyên - Trung Quốc (2008) [2],

L’Aquila - Italia (2009) [3] và Emilia - Italia (2012) [4] đã cho thấy rất rõ điều này (Hình 1).

2

Keywords: reinforced concrete frame, masonry infills, capacity design method, earthquake

loading, interaction, failure mechanism, soft story, nonlinear static analysis

1 Đặt vấn đề

Vấn đề ảnh hưởng của các tường chèn tới ứng xử của hệ kết cấu khung dưới tác

động động đất đã được các nhà khoa học ở nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt

Nam, quan tâm nghiên cứu trong vòng 70 năm qua Các công trình nghiên cứu thực

nghiệm và lý thuyết đều cho thấy, các tường chèn trong khung đã làm thay đổi các đặc

tính tĩnh và động của hệ kết cấu khung Các tường chèn có thể tạo ra các ảnh hưởng có

lợi tới ứng xử của hệ kết cấu khi chịu động đất, như làm tăng độ bền, độ cứng ngang,

khả năng phân tán năng lượng , nhưng nhiều khi cũng tạo ra các tác động hết sức bất

lợi, gây sụp đổ đột ngột công trình hoặc phá hoại cục bộ các cấu kiện khung Các trận

động đất xảy ra gần đây ở nhiều nơi trên thế giới, như ở Athens - Hy Lạp (1999) [1], Tứ

Xuyên - Trung Quốc (2008) [2], L’Aquila - Italia (2009) [3] và Emilia - Italia (2012)

[4] … đã cho thấy rất rõ điều này (Hình 1)

(a) Động đất ở Athens – Hy Lạp (1999) (b) Động đất ở Tứ Xuyên – Trung Quốc (2008)

(c) Động đất ở L’Aquila – Italia (2009) (d) Động đất ở Emilia – Italia (2012)

Hình 1 Sự sụp đổ và phá hoại cục bộ các nhà khung chèn dưới tác động động đất

Các nghiên cứu thực nghiệm của rất nhiều tác giả thực hiện trong thời gian gần

đây trên các khung BTCT được thiết kế theo các tiêu chuẩn kháng chấn hiện hành (vào

thời điểm thí nghiệm) (ACI 318-89, UBC-91, EN 1998-1:2004, ACI 318-08 …):

Mehrabi và cộng sự [5], Kakaletsis và Karayannis [6], Morandi và cộng sự [7], Basha

[8]… trong các trường hợp không có (khung trống) và có tường chèn (khung chèn) chịu

tác động đứng và ngang mô phỏng động đất đều cho thấy các khung trống bị phá hoại

theo cơ cấu dẻo với các khớp dẻo uốn xuất hiện trước hết ở dầm sau đó mới tới cột, phù

hợp với mục tiêu thiết kế đặt ra, trong khi ở các khung chèn, các cột bị phá hoại cắt và

uốn còn dầm hầu như không bị phá hoại Ứng xử cục bộ này của các cấu kiện khung khi

(a) Động đất ở Athens – Hy Lạp (1999)

2

Vấn đề ảnh hưởng của các tường chèn tới ứng xử của hệ kết cấu khung dưới tác động động đất đã được các nhà khoa học ở nhiều nước trên thế giới, trong đó có Việt Nam, quan tâm nghiên cứu trong vòng 70 năm qua Các công trình nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết đều cho thấy, các tường chèn trong khung đã làm thay đổi các đặc tính tĩnh và động của hệ kết cấu khung Các tường chèn có thể tạo ra các ảnh hưởng có lợi tới ứng xử của hệ kết cấu khi chịu động đất, như làm tăng độ bền, độ cứng ngang, khả năng phân tán năng lượng , nhưng nhiều khi cũng tạo ra các tác động hết sức bất lợi, gây sụp đổ đột ngột công trình hoặc phá hoại cục bộ các cấu kiện khung Các trận động đất xảy ra gần đây ở nhiều nơi trên thế giới, như ở Athens - Hy Lạp (1999) [1], Tứ Xuyên - Trung Quốc (2008) [2], L’Aquila - Italia (2009) [3] và Emilia - Italia (2012) [4] … đã cho thấy rất rõ điều này (Hình 1)

Các nghiên cứu thực nghiệm của rất nhiều tác giả thực hiện trong thời gian gần đây trên các khung BTCT được thiết kế theo các tiêu chuẩn kháng chấn hiện hành (vào thời điểm thí nghiệm) (ACI 318-89, UBC-91, EN 1998-1:2004, ACI 318-08 …): Mehrabi và cộng sự [5], Kakaletsis và Karayannis [6], Morandi và cộng sự [7], Basha [8]… trong các trường hợp không có (khung trống) và có tường chèn (khung chèn) chịu tác động đứng và ngang mô phỏng động đất đều cho thấy các khung trống bị phá hoại theo cơ cấu dẻo với các khớp dẻo uốn xuất hiện trước hết ở dầm sau đó mới tới cột, phù hợp với mục tiêu thiết kế đặt ra, trong khi ở các khung chèn, các cột bị phá hoại cắt và uốn còn dầm hầu như không bị phá hoại Ứng xử cục bộ này của các cấu kiện khung khi

(b) Động đất ở Tứ Xuyên – Trung Quốc (2008)

2

(c) Động đất ở L’Aquila – Italia (2009)

2

(d) Động đất ở Emilia – Italia (2012)

Các nghiên cứu thực nghiệm của rất nhiều tác giả thực hiện trong thời gian gần đây trên các khung

BTCT được thiết kế theo các tiêu chuẩn kháng chấn hiện hành (vào thời điểm thí nghiệm) (ACI

318-89, UBC-91, EN 1998-1:2004, ACI 318-08 ): Mehrabi và cs [5], Kakaletsis và Karayannis [6],

Morandi và cs [7], Basha [8] trong các trường hợp không có (khung trống) và có tường chèn

(khung chèn) chịu tác động đứng và ngang mô phỏng động đất đều cho thấy các khung trống bị phá

hoại theo cơ cấu dẻo với các khớp dẻo uốn xuất hiện trước hết ở dầm sau đó mới tới cột, phù hợp với

mục tiêu thiết kế đặt ra, trong khi ở các khung chèn, các cột bị phá hoại cắt và uốn còn dầm hầu như

không bị phá hoại Ứng xử cục bộ này của các cấu kiện khung khi có tường chèn hoàn toàn phù hợp

với các kết quả nghiên cứu thực nghiệm của các tác giả khác thực hiện trên các khung BTCT được

thiết kế chỉ để chịu các tác động trọng trường hoặc động đất theo quan niệm cũ, như các nghiên cứu

thực nghiệm được thực hiện gần đây của Al-Chaar và cs [9] và của Cavaleri và cs [10]].

Từ các kết quả nghiên cứu thực nghiệm quy mô trên các khung BTCT có tường chèn dưới các tác

động đứng và ngang có thể rút ra kết luận quan trọng sau: sự tương tác với tường chèn đã làm cho

dầm khung cứng lên, còn các cột khung thường bị phá hoại cắt và uốn ở các vùng kế cận hai đầu mút

của chúng, không phụ thuộc vào loại vật liệu tường chèn Kết luận này hoàn toàn phù hợp với kết luận

của Paulay và Priestley [11] (đã được đưa vào tiêu chuẩn NZS 4230:2004 của New Zealand [12]): các

tường chèn có “khuynh hướng làm gia tăng khá lớn độ cứng của dầm, gây ra hiện tượng tập trung các

59

Trang 24

Huệ, P V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựngvùng khớp dẻo tiềm năng của khung tại các vùng có chiều dài ngắn ở đầu mút các cấu kiện, hoặc tạo

ra một sự di chuyển cưỡng bức khớp dẻo vào cột”.

Hiện nay, theo quan niệm thiết kế kháng chấn hiện hành, các hệ kết cấu nói chung và hệ kết cấu khung BTCT nói riêng, đều được phép làm việc sau giới hạn đàn hồi khi chịu động đất mạnh Do đó,

để công trình không bị sụp đổ đột ngột và có khả năng biến dạng dẻo lớn, những người thiết kế buộc phải kiểm soát được cơ cấu phá hoại và cách thức phá hoại của các hệ kết cấu Phương pháp thiết kế theo khả năng (capacity design method) do Paulay đề xuất (1985) [11, 13] là một công cụ rất hiệu quả để thực hiện nhiệm vụ trên Đối với các hệ kết cấu khung, nguyên tắc cơ bản để tạo ra cơ cấu phá hoại dẻo ở khung là “cột khỏe – dầm yếu”, các khớp dẻo uốn phải xuất hiện trước hết tại các dầm, phá hoại cắt phải xảy ra sau phá hoại uốn và các nút khung phải bị phá hoại sau cùng.

Để dầm phải bị phá hoại uốn trước cột, việc thiết kế cột phải thực hiện theo điều kiện sau, ví dụ theo TCVN 9386:2012 [14]:

X

trong đó X MRcvà X MRbtương ứng là tổng các giá trị thiết kế của khả năng chịu mômen uốn nhỏ nhất của các cột và của các dầm quy tụ vào nút khung đang xét; còn 1,3 là hệ số vượt độ bền Biểu thức (1) cần được thỏa mãn trong hai mặt phẳng uốn thẳng đứng vuông góc với nhau và cho cả hai chiều tác động âm và dương của tác động động đất.

Tuy đạt được các kết quả nghiên cứu rất đồng thuận về ảnh hưởng của các tường chèn tới ứng xử tổng thể và cục bộ của các kệ kết cấu khung như đã đề cập tới ở trên, các tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn đều thiết lập điều kiện (1) mà không xét tới tương tác giữa các tường chèn với khung Để hạn chế các ảnh hưởng bất lợi của tường chèn tới ứng xử tổng thể và cục bộ của hệ kết cấu khung chèn, các tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn như TCVN 9386:2012 [14], EN 1998-1:2004 [15], FEMA 356 [16], ASCE 41-13 [17], MSJC (2013) [18], NZSEE (2017) [19] đều đưa ra các quy định về bố trí các tường chèn trên chiều cao cũng như trong mặt bằng của công trình và kiểm tra khả năng chịu cắt của các cột khung.

Nội dung bài báo sẽ đề cập tới các nghiên cứu lý thuyết về ứng xử của dầm khung khi chịu lực tương tác với các tường chèn và ảnh hưởng của tường chèn tới việc kiểm soát cơ cấu phá hoại dẻo của khung BTCT được thiết kế theo quan niệm kháng chấn hiện hành.

2 Ảnh hưởng của tường chèn tới ứng xử của dầm khung bê tông cốt thép

Xét khung BTCT một tầng một nhịp, có tường chèn, chịu tác động của ngoại lực H như trong Hình 2(a) Trong trường hợp không có tường chèn hoặc không xét tới tương tác với tường chèn, ngoại lực H sẽ gây ra mômen uốn tại đầu mút C của dầm:

Trang 25

Huệ, P V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

Xét khung BTCT một tầng một nhịp, có tường chèn, chịu tác động của ngoại lực

H như trong Hình 2(a) Trong trường hợp không có tường chèn hoặc không xét tới tương tác với tường chèn, ngoại lực H sẽ gây ra mômen uốn tại đầu mút C của dầm:

và tương ứng với nó là độ cong tại đầu mút C của dầm:

(3) Trong các biểu thức trên:

trong đó Ib và Ic tương ứng là mômen quán tính của tiết diện dầm và cột khung; l và h tương ứng là chiều dài của dầm và cột khung kể từ trục; Ec là môđun đàn hồi của bê tông

(a) Khung chèn (b) Sơ đồ tính toán khung chèn (c) Sơ đồ tính toán khung có xét tới ảnh hưởng của tường chèn

Hình 2 Các sơ đồ tính toán khung Khi có xét tới tương tác với tường chèn, theo phương pháp mô hình vĩ mô một dải chéo tương đương [6-21], việc tính toán hệ khung chèn được thực hiện theo sơ đồ như

ở Hình 2(b) Trong sơ đồ tính toán này, tường chèn trong khung được thay bằng một dải

chéo tương đương có bề rộng bằng wm và bề dày tm như của tường chèn Dưới tác động

của lực ngang H, trong dải chéo tương đương sẽ xuất hiện một lực nén bằng Rm, biểu thị phản ứng của tường chèn dưới tác động ngang Trong điều kiện này, sơ đồ tính toán hệ khung chèn ở Hình 2(b) có thể được thay bằng một sơ đồ tính toán tương đương như

trong Hình 2(c), là một khung trống chịu tác động của ngoại lực (H-Vm), trong đó Vm =

w

+

b c

w

+

b c

w

+

b c

Hình 2 Các sơ đồ tính toán khung

trong đó Ib và Ic tương ứng là mômen quán tính của tiết diện dầm và cột khung; l và h tương ứng là chiều dài của dầm và cột khung kể từ trục; Eclà môđun đàn hồi của bê tông.

Khi có xét tới tương tác với tường chèn, theo phương pháp mô hình vĩ mô một dải chéo tương đương [6 21], việc tính toán hệ khung chèn được thực hiện theo sơ đồ như ở Hình 2(b) Trong sơ đồ tính toán này, tường chèn trong khung được thay bằng một dải chéo tương đương có bề rộng bằng wm

và bề dày tmnhư của tường chèn Dưới tác động của lực ngang H, trong dải chéo tương đương sẽ xuất hiện một lực nén bằng Rm, biểu thị phản ứng của tường chèn dưới tác động ngang Trong điều kiện này, sơ đồ tính toán hệ khung chèn ở Hình 2(b) có thể được thay bằng một sơ đồ tính toán tương đương như trong Hình 2(c), là một khung trống chịu tác động của ngoại lực (H − Vm), trong đó Vm= Rmcos θ

là hình chiếu theo phương ngang của lực nén xiên Rm Với sơ đồ tính toán mới này, tương tự như sơ

đồ khung không có hoặc không xét tới tường chèn, mômen uốn tại đầu mút C của dầm sẽ được xác định theo biểu thức sau:

ρ∗bC,H= M

∗bC,H

Trang 26

Huệ, P V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựngGọi kbi là hệ số gia tăng độ cứng chống uốn (mômen quán tính) của dầm khung do hiệu ứng bó của tường chèn gây ra, ta có:

3ω 6ω + 1 =

Hh 2EcIbm

3ωm

hoặc viết phương trình trên dưới dạng:

6ωm+ 1 6ω + 1 =

H

Có thể thiết lập mối quan hệ giữa các lực ngang H và Vmbằng cách cân bằng các chuyển vị ngang của khung ở cao trình trục dầm, xác định theo sơ đồ tính toán ở Hình 2(b) và 2(c) Theo sơ đồ ở Hình 2(c), dưới tác động của lực ngang (H − Vm), chuyển vị ngang của hệ kết cấu khung ở cao trình trục dầm sẽ bằng:

hbmu= hb3

p

62

Trang 27

Hệ số kbiu phụ thuộc vào rất nhiều tham số như: kích thước hình học của khung và tường chèn (l, h, tm, dm), tiết diện các cấu kiện khung (Ic, Ib), bề rộng dải chéo tương đương (wm0), các tính năng

cơ lý của vật liệu bê tông và khối xây Trong số các tham số trên, các kết quả thí nghiệm cho thấy tỷ

số hình dạng h/l của khung có một ý nghĩa rất quan trọng trong ứng xử của các khung chèn Để có một khái niệm định lượng về độ lớn của hệ số kbiu, giả thiết tỷ số h/l thay đổi còn các tham số khác giữ nguyên không thay đổi Kết quả tính toán theo (17) cho thấy, với các tỷ số h/l thường gặp (từ 0,5 đến 1,0), hệ số kbiubiến thiên trong phạm vi từ 2,0 đến 3,6.

3 Ảnh hưởng của tường chèn tới việc kiểm soát cơ cấu phá hoại khung khi chịu động đất

Để hệ kết cấu khung BTCT có thể bị phá hoại theo cơ cấu dẻo khi chịu động đất mạnh, việc thiết

kế các cột khung phải tuân theo điều kiện (1) Theo điều kiện này, trong chiều tác động động đất đang xét, tổng khả năng chịu uốn của các dầm quy tụ vào một nút khung bất kỳ sẽ có dạng sau [13]:

M−Rb= min (As1, As2) fyd(hb− d1− d2) + max [0, (As1− As2)] fyd

d1là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép As1tới mặt trên của tiết diện dầm; d2là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép As2tới mặt dưới của tiết diện dầm; fcd, fyd tương ứng là cường độ chịu nén tính toán của

bê tông và cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép.

trong đó , tương ứng là khả năng chịu uốn tại đầu mút các dầm quy tụ vào nút khung đang xét theo chiều âm (cong lên) và theo chiều dương (cong xuống) của trục dầm (Hình 3) Đối với các khung BTCT chịu động đất, không xét tới tương tác với các tường chèn, các khả năng chịu uốn của dầm khung được xác định theo các biểu thức sau [22, 23]:

(20)

trong đó As1, As2 tương ứng là diện tích tiết diện cốt

thép dọc ở mặt trên và dưới dầm; hb là chiều cao

tiết diện dầm; bbw là bề rộng của bụng dầm; bbeff là

bề rộng hiệu dụng của phần cánh (bản) chịu nén; d1

là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép As1 tới mặt

trên của tiết diện dầm; d2 là khoảng cách từ trọng

tâm cốt thép As2 tới mặt dưới của tiết diện dầm; fcd,

fyd tương ứng là cường độ chịu nén tính toán của

bê tông và cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép

Trong trường hợp có xét tới tương tác với các

tường chèn, như đã đề cập tới trong mục 2, do hiệu

ứng bó của tường chèn, chiều cao của tiết diện dầm khung ở trạng thái giới hạn cực hạn

bị gia tăng, trở thành hbmu và được xác định theo (18) Vì lý do này, khi xét tới sự tương tác với các tường chèn, các tham số liên quan tới chiều cao tiết diện của dầm khung dùng để xác định khả năng chịu uốn của dầm khung theo các biểu thức (20) và (21) sẽ

phải thay đổi, cụ thể thay hb bằng hbmu; d1 bằng d1mu = d1 + (hbmu – hb)/2; d2 bằng d2mu =

d2 + (hbmu – hb)/2 (vị trí cốt thép dầm thực không thay đổi do hbmu là chiều cao ảo) Như vậy, khi xét tới tương tác với các tường chèn, biểu thức (19) sẽ có dạng sau:

Hình 3 Mô men uốn tại nút khung

Trong trường hợp có xét tới tương tác với các

tường chèn, như đã đề cập tới trong mục 2, do hiệu

ứng bó của tường chèn, chiều cao của tiết diện dầm

khung ở trạng thái giới hạn cực hạn bị gia tăng, trở

thành hbmu và được xác định theo (18) Vì lý do

này, khi xét tới sự tương tác với các tường chèn, các

tham số liên quan tới chiều cao tiết diện của dầm

khung dùng để xác định khả năng chịu uốn của

dầm khung theo các biểu thức (20) và (21) sẽ phải

thay đổi, cụ thể thay hb bằng hbmu; d1bằng d1mu=

d1+(hbmu−hb)/2; d2bằng d2mu= d2+(hbmu−hb)/2

(vị trí cốt thép dầm thực không thay đổi do hbmulà

chiều cao ảo) Như vậy, khi xét tới tương tác với

các tường chèn, biểu thức (19) sẽ có dạng sau:

Trang 28

So sánh biểu thức (19) với (22) ta thấy, trong trường hợp có xét tới tương tác với các tường chèn, tổng khả năng chịu uốn của các dầm quy tụ vào một nút khung bất kỳ trong chiều tác động động đất đang xét, lớn hơn so với khi không xét tới tương tác với các tường chèn Như vậy, khi có xét tới tương tác với các tường chèn, điều kiện cơ bản để tạo ra cơ cấu phá hoại dẻo (1) quy định trong [14] sẽ không còn đúng nữa Điều này cũng đồng nghĩa với việc cột khung có thể bị phá hoại trước dầm và

cơ cấu phá hoại tầng mềm có thể xuất hiện ngoài ý muốn của người thiết kế.

Sự gia tăng khả năng chịu uốn của các dầm khung khi có xét tới tương tác với tường chèn được biểu thị qua hệ số sau:

kMb = P MRbmu

P MRb = M

−Rbmu+ M+

ý đồ thiết kế đặt ra ban đầu.

để tạo ra cơ cấu phá hoại dẻo (1) quy định trong [14] sẽ không còn đúng nữa Điều này cũng đồng nghĩa với việc cột khung có thể bị phá hoại trước dầm và cơ cấu phá hoại tầng mềm có thể xuất hiện ngoài ý muốn của người thiết kế

(23)

Như vậy, trong trường hợp có xét tới tương tác với các tường chèn, điều kiện (1)

sẽ trở thành:

(24) Nằm ngoài ý muốn của chúng ta, sự hiện diện của tường chèn trong khung gần như là một lẽ tự nhiên Sự tương tác giữa tường chèn với khung bao quanh dưới tác động ngang cũng tương tự như vậy, ngoại trừ chúng ta áp dụng các biện pháp để cách ly tường chèn ra khỏi khung Vì vậy, để bảo đảm an toàn trong mọi trường hợp, khi thiết kế các

hệ kết cấu khung BTCT theo [14], điều kiện thiết kế (1) nên được thay bằng điều kiện (24), nếu người thiết kế muốn hệ kết cấu khung có ứng xử tổng thể như ý đồ thiết kế đặt

ra ban đầu

4 Ví dụ tính toán

4.1 Các số liệu tính toán

(a) Sơ đồ mặt bằng công trình tầng điển hình (b) Sơ đồ kết cấu khung ngang

Hình 4 Sơ đồ kết cấu công trình Xét nhà khung BTCT liền khối cao 3 tầng với các kích thước không đổi trên chiều cao như trong Hình 4 Các dầm ngoài dọc theo chu vi nhà có tiết diện 25x45 cm, các dầm trong có tiết diện 25x50 cm, bản sàn dày 15 cm Vật liệu sử dụng cho công trình:

+

å å

để tạo ra cơ cấu phá hoại dẻo (1) quy định trong [14] sẽ không còn đúng nữa Điều này cũng đồng nghĩa với việc cột khung có thể bị phá hoại trước dầm và cơ cấu phá hoại tầng mềm có thể xuất hiện ngoài ý muốn của người thiết kế

(23)

Như vậy, trong trường hợp có xét tới tương tác với các tường chèn, điều kiện (1)

sẽ trở thành:

(24) Nằm ngoài ý muốn của chúng ta, sự hiện diện của tường chèn trong khung gần như là một lẽ tự nhiên Sự tương tác giữa tường chèn với khung bao quanh dưới tác động ngang cũng tương tự như vậy, ngoại trừ chúng ta áp dụng các biện pháp để cách ly tường chèn ra khỏi khung Vì vậy, để bảo đảm an toàn trong mọi trường hợp, khi thiết kế các

hệ kết cấu khung BTCT theo [14], điều kiện thiết kế (1) nên được thay bằng điều kiện (24), nếu người thiết kế muốn hệ kết cấu khung có ứng xử tổng thể như ý đồ thiết kế đặt

ra ban đầu

4 Ví dụ tính toán

4.1 Các số liệu tính toán

(a) Sơ đồ mặt bằng công trình tầng điển hình (b) Sơ đồ kết cấu khung ngang

Hình 4 Sơ đồ kết cấu công trình

Xét nhà khung BTCT liền khối cao 3 tầng với các kích thước không đổi trên chiều cao như trong Hình 4 Các dầm ngoài dọc theo chu vi nhà có tiết diện 25x45 cm, các dầm trong có tiết diện 25x50 cm, bản sàn dày 15 cm Vật liệu sử dụng cho công trình:

+

å å

1,3

(b) Sơ đồ kết cấu khung ngang

Hình 4 Sơ đồ kết cấu công trình

64

Trang 29

Huệ, P V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựngkín bằng tường gạch đặc dày 20 cm mác 100, vữa xi măng mác 75 theo TCVN 5573:2011 [25] Tải trọng tác dụng lên công trình như sau: tải trọng thẳng đứng trong tình huống thiết kế động đất ở mỗi tầng (kể cả mái): g + ψ2q = 9 kN/m2 Công trình được xây dựng tại vùng có gia tốc nền agR= 0,1097g trên nền đất loại D, hệ số tầm quan trọng γI = 1,2; cấp dẻo trung bình (DCM).

4.2 Kiểm tra cơ cấu phá hoại dẻo hệ kết cấu khung được thiết kế theo TCVN 9386:2012

a Trường hợp không xét tới tương tác với tường chèn như TCVN 9386:2012

Theo [14], để công trình có thể bị phá hoại dẻo dưới tác động động đất mạnh, ngoài việc tuân theo một số quy định về cấu tạo và tính toán, việc thiết kế các cột khung phải thỏa mãn điều kiện (1) Kết quả thiết kế được các cốt thép, ví dụ trong các cấu kiện khung ngang KE như trong Hình 5, còn kết quả tính toán kiểm tra điều kiện (1) cho các cột tầng 1 và 2 khung KE được cho trong Bảng 1 theo

cả hai phương dọc và ngang nhà.

9

bê tông B30, cốt thép dọc loại CB400-V, cốt thép đai loại CB240-T, theo TCVN 5574:2018 [24] Các khung KB và KE được chèn kín bằng tường gạch đặc dày 20 cm mác 100, vữa xi măng mác 75 theo TCVN 5573:2011 [25] Tải trọng tác dụng lên công trình như sau: tải trọng thẳng đứng trong tình huống thiết kế động đất ở mỗi tầng (kể cả

mái): g + y2q = 9 kN/m2 Công trình được xây dựng tại vùng có gia tốc nền agR = 0,1097g trên nền đất loại D, hệ số tầm quan trọng γI = 1,2; cấp dẻo trung bình (DCM)

Theo [14], để công trình có thể bị phá hoại dẻo dưới tác động động đất mạnh, ngoài việc tuân theo một số quy định về cấu tạo và tính toán, việc thiết kế các cột khung phải thỏa mãn điều kiện (1) Kết quả thiết kế được các cốt thép, ví dụ trong các cấu kiện khung ngang KE như trong Hình 5, còn kết quả tính toán kiểm tra điều kiện (1) cho các cột tầng 1 và 2 khung KE được cho trong Bảng 1 theo cả hai phương dọc và ngang nhà

Hình 5 Cấu tạo cốt thép khung KE

Để đơn giản tính toán, việc kiểm tra mục

tiêu thiết kế hệ kết cấu được thực hiện trên khung

phẳng KE bằng phương pháp phân tích tĩnh phi

tuyến đẩy dần Việc mô hình hóa hệ kết cấu

khung BTCT có ứng xử đàn hồi – dẻo dưới tác

động động đất, được thực hiện ở cấp vật liệu và

các cấu kiện chịu lực Đối với các vật liệu của

khung, ứng xử của bê tông chịu nén được biểu

thị qua đồ thị parabol – chữ nhật, còn cốt thép

qua đồ thị đàn hồi – biến cứng theo tiêu chuẩn

Hình 6 Quan hệ mômen uốn – chuyển

vị xoay điển hình tại khớp dẻo của các cấu kiện khung BTCT

9

bê tông B30, cốt thép dọc loại CB400-V, cốt thép đai loại CB240-T, theo TCVN 5574:2018 [24] Các khung KB và KE được chèn kín bằng tường gạch đặc dày 20 cm mác 100, vữa xi măng mác 75 theo TCVN 5573:2011 [25] Tải trọng tác dụng lên công trình như sau: tải trọng thẳng đứng trong tình huống thiết kế động đất ở mỗi tầng (kể cả

mái): g + y2q = 9 kN/m2 Công trình được xây dựng tại vùng có gia tốc nền agR = 0,1097g trên nền đất loại D, hệ số tầm quan trọng γI = 1,2; cấp dẻo trung bình (DCM)

Theo [14], để công trình có thể bị phá hoại dẻo dưới tác động động đất mạnh, ngoài việc tuân theo một số quy định về cấu tạo và tính toán, việc thiết kế các cột khung phải thỏa mãn điều kiện (1) Kết quả thiết kế được các cốt thép, ví dụ trong các cấu kiện khung ngang KE như trong Hình 5, còn kết quả tính toán kiểm tra điều kiện (1) cho các cột tầng 1 và 2 khung KE được cho trong Bảng 1 theo cả hai phương dọc và ngang nhà

Để đơn giản tính toán, việc kiểm tra mục

tiêu thiết kế hệ kết cấu được thực hiện trên khung

tuyến đẩy dần Việc mô hình hóa hệ kết cấu

khung BTCT có ứng xử đàn hồi – dẻo dưới tác

động động đất, được thực hiện ở cấp vật liệu và

các cấu kiện chịu lực Đối với các vật liệu của

khung, ứng xử của bê tông chịu nén được biểu

thị qua đồ thị parabol – chữ nhật, còn cốt thép

qua đồ thị đàn hồi – biến cứng theo tiêu chuẩn

Hình 6 Quan hệ mômen uốn – chuyển

vị xoay điển hình tại khớp dẻo của các cấu kiện khung BTCT

Hình 6 Quan hệ mômen uốn – chuyển vị xoay điển hình tại khớp dẻo của các cấu kiện khung

BTCT

Để đơn giản tính toán, việc kiểm tra mục tiêu

thiết kế hệ kết cấu được thực hiện trên khung

tuyến đẩy dần Việc mô hình hóa hệ kết cấu khung

BTCT có ứng xử đàn hồi – dẻo dưới tác động

động đất, được thực hiện ở cấp vật liệu và các cấu

kiện chịu lực Đối với các vật liệu của khung, ứng

xử của bê tông chịu nén được biểu thị qua đồ thị

parabol – chữ nhật, còn cốt thép qua đồ thị đàn

hồi – biến cứng theo tiêu chuẩn EN 1992-1-1:2004

[26] Các cấu kiện khung được mô hình hóa theo

phương pháp chảy dẻo tập trung tại các khớp dẻo

65

Trang 30

Huệ, P V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựnguốn ở đầu mút các thanh đàn hồi Các đặc trưng khớp dẻo được xác định qua quan hệ phi tuyến tổng quát mômen uốn (M) – chuyển vị xoay (θ) [17], sử dụng các đặc tính vật liệu và hàm lượng cốt thép tại các tiết diện của dầm hoặc cột tương ứng (Hình 6) Không xét tới khả năng xuất hiện phá hoại cắt trong các cấu kiện khung, do giả thiết khung được thiết kế và cấu tạo theo các quy định của tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn hiện hành.

Bảng 1 Khả năng chịu uốn của các cấu kiện ở tầng 1 và tầng 2 khung KE

−Rb

(kNm)

M+Rb

C1 (minNEd,c) 161,036 91,869 252,905 328,777 350 350 12φ18 186,172 367,629 C2 (minNEd,c) 161,036 91,869 252,905 328,777 350 350 12φ18 181,458

C1 (maxNEd,c) 161,036 91,869 252,905 328,777 350 350 12φ18 186,168 367,634 C2 (maxNEd,c) 161,036 91,869 252,905 328,777 350 350 12φ18 181,467

C4 (minNEd,c) 101,973 101,973 132,566 300 300 10φ16 84,429 165,958 C5 (minNEd,c) 101,973 101,973 132,566 300 300 10φ16 81,529

C4 (maxNEd,c) 101,973 101,973 132,566 300 300 10φ16 89,999 175,306 C5 (maxNEd,c) 101,973 101,973 132,566 300 300 10φ16 85,308

Theo phương dọc X C1 (minNEd,c) 145,901 78,206 224,107 291,339 350 350 12φ18 158,682 314,829 C2 (minNEd,c) 145,901 78,206 224,107 291,339 350 350 12φ18 156,147

C4 (minNEd,c) 78,321 63,197 141,518 183,973 300 300 10φ16 91,181 178,858 C5 (minNEd,c) 78,321 63,197 141,518 183,973 300 300 10φ16 87,677

Việc phân tích phi tuyến được thực hiện theo phần mềm SAP2000, với hàm lực ngang là các chuyển vị cưỡng bức cho tới khi khung đạt chuyển vị giới hạn ∆ = 4%H = 0,36 m Hình 7 biểu thị một số giai đoạn trong quá trình xuất hiện biến dạng dẻo ở khung KE: lúc bắt đầu xuất hiện cơ cấu phá hoại dẻo (bước 22, V = 338,6 kN, ∆ = 0,075 m), khi đạt Vmax= 354,9 kN (bước 48) và khi đạt chuyển vị giới hạn (bước 102) Đường cong khả năng biểu thị ứng xử phi tuyến của khung KE được cho trong Hình 12 (đường liền nét) Đường cong này cho thấy, biến dạng tuyến tính của khung kết thúc ở bước 6 (V = 231,7 kN, ∆ = 0,0187 m) Kết quả phân tích cho thấy, khi không xét tới tương tác với các tường chèn, khung KE bị phá hoại theo cơ cấu dẻo như mục tiêu thiết kế đặt ra.

66

Trang 31

11

KE: lúc bắt đầu xuất hiện cơ cấu phá hoại dẻo (bước 22, V = 338,6 kN, ∆ = 0,075 m),

khi đạt Vmax = 354,9 kN (bước 48) và khi đạt chuyển vị giới hạn (bước 102) Đường

cong khả năng biểu thị ứng xử phi tuyến của khung KE được cho trong Hình 12 (đường

liền nét) Đường cong này cho thấy, biến dạng tuyến tính của khung kết thúc ở bước 6

(V = 231,7 kN, ∆ = 0,0187 m)

(a) bước 6 (b) bước 22 (c) bước 48 (d) bước 102

Hình 7 Quá trình phát triển biến dạng dẻo khung KE khi không xét tới tương tác với tường

chèn

Kết quả phân tích cho thấy, khi không xét tới tương tác với các tường chèn, khung

KE bị phá hoại theo cơ cấu dẻo như mục tiêu thiết kế đặt ra

b Trường hợp có xét tới tương tác với các tường chèn

Để thực hiện việc phân tích

tĩnh phi tuyến hệ kết cấu được

thiết kế theo [14] nhưng có xét

tới tương tác với các tường

chèn, mô hình tường chèn

được sử dụng là mô hình vĩ mô

một dải chéo tương đương với

một khớp dẻo dọc trục duy

nhất ở giữa chiều dài của nó

Ứng xử phi tuyến của tường

chèn dưới tác động động đất có dạng như trong Hình 8, trong đó quan hệ giữa lực cắt

Vm và chuyển vị ngang Δm của tường chèn gồm bốn giai đoạn, kèm theo các tiêu chí

được chấp nhận cho biến dạng của tường chèn Mô hình ứng xử này đã được đề xuất và

ứng dụng trong [21]

Trong trường hợp của khung KE đang xét, các thông số độ cứng của các loại tường

chèn trong khung (bề rộng dải chéo tương đương wm0, các độ cứng Kmy, K*mu và Kmr)

được cho trong Bảng 2 Các thông số độ bền cũng như các giá trị chuyển vị của các

tường chèn ở các trạng thái giới hạn khác nhau được cho ở Hình 9 Quan hệ lực - chuyển

vị tại khớp dẻo dọc trục của các tường chèn được cho trong Hình 10

Bảng 2 Các thông số độ cứng của tường chèn

Hình 8 Mô hình ứng xử phi tuyến của tường chèn

(a) Bước 6

11

KE: lúc bắt đầu xuất hiện cơ cấu phá hoại dẻo (bước 22, V = 338,6 kN, ∆ = 0,075 m), khi đạt Vmax = 354,9 kN (bước 48) và khi đạt chuyển vị giới hạn (bước 102) Đường cong khả năng biểu thị ứng xử phi tuyến của khung KE được cho trong Hình 12 (đường liền nét) Đường cong này cho thấy, biến dạng tuyến tính của khung kết thúc ở bước 6

(V = 231,7 kN, ∆ = 0,0187 m)

chèn

Vm và chuyển vị ngang Δm của tường chèn gồm bốn giai đoạn, kèm theo các tiêu chí được chấp nhận cho biến dạng của tường chèn Mô hình ứng xử này đã được đề xuất và ứng dụng trong [21]

chèn trong khung (bề rộng dải chéo tương đương wm0, các độ cứng Kmy, K*mu và Kmr) được cho trong Bảng 2 Các thông số độ bền cũng như các giá trị chuyển vị của các tường chèn ở các trạng thái giới hạn khác nhau được cho ở Hình 9 Quan hệ lực - chuyển

(b) Bước 22

11

(V = 231,7 kN, ∆ = 0,0187 m)

chèn

(c) Bước 48

11

(V = 231,7 kN, ∆ = 0,0187 m)

chèn

(d) Bước 102

Hình 7 Quá trình phát triển biến dạng dẻo khung KE khi không xét tới tương tác với tường chèn

11

(V = 231,7 kN, ∆ = 0,0187 m)

(a) bước 6 (b) bước 22 (c) bước 48 (d) bước 102 Hình 7 Quá trình phát triển biến dạng dẻo khung KE khi không xét tới tương tác với tường

chèn

Để thực hiện việc phân tích tĩnh phi tuyến hệ kết cấu được thiết kế theo [14] nhưng có xét tới tương tác với các tường chèn, mô hình tường chèn được sử dụng là mô hình vĩ mô một dải chéo tương đương với một khớp dẻo dọc trục duy nhất ở giữa chiều dài của nó

Ứng xử phi tuyến của tường chèn dưới tác động động đất có dạng như trong Hình 8, trong đó quan hệ giữa lực cắt

Để thực hiện việc phân tích tĩnh phi tuyến hệ

kết cấu được thiết kế theo [14] nhưng có xét tới

tương tác với các tường chèn, mô hình tường chèn

được sử dụng là mô hình vĩ mô một dải chéo tương

đương với một khớp dẻo dọc trục duy nhất ở giữa

chiều dài của nó Ứng xử phi tuyến của tường chèn

dưới tác động động đất có dạng như trong Hình 8,

trong đó quan hệ giữa lực cắt Vm và chuyển vị

ngang ∆mcủa tường chèn gồm bốn giai đoạn, kèm

theo các tiêu chí được chấp nhận cho biến dạng

của tường chèn Mô hình ứng xử này đã được đề xuất và ứng dụng trong [21].

Trong trường hợp của khung KE đang xét, các thông số độ cứng của các loại tường chèn trong khung (bề rộng dải chéo tương đương wm0, các độ cứng Kmy, K∗

mu và Kmr) được cho trong Bảng 2 Các thông số độ bền cũng như các giá trị chuyển vị của các tường chèn ở các trạng thái giới hạn khác nhau được cho ở Hình 9 Quan hệ lực - chuyển vị tại khớp dẻo dọc trục của các tường chèn được cho trong Hình 10.

Hình 10 Quan hệ lực - chuyển vị tại khớp dẻo dọc trục của các tường chèn

Kết quả phân tích tĩnh phi tuyến đẩy dần khung KE khi có xét tới tương tác với các

tường chèn cho thấy, sau khi lực cắt đáy đạt giá trị lớn nhất Vmax = 626,3 kN và ∆ = 0,023 m (bước 10), hệ kết cấu bị sụt giảm độ cứng đột ngột do các tường chèn ở tầng 1

không còn tham gia chịu lực cùng với khung (Hình 11(a)) Tới bước 15 (V = 611,5 kN;

∆ = 0,0343 m), bắt đầu xuất hiện cơ cấu phá hoại tầng mềm, toàn bộ khả năng chịu lực của hệ kết cấu khung chèn gần như được chuyển sang cho các cột ở tầng 1 (Hình 11(b)) Hiện tượng này xuất hiện ngày càng rõ nét hơn cho tới bước 108, khi hệ kết cấu đạt chuyển vị giới hạn Δ = 0,36 m (Hình 11(c))

(a) bước 10 (b) bước 15 (c) bước 108

Hình 11 Quá trình phát triển biến dạng dẻo khung KE khi có xét tới tương tác với tường chèn

So sánh các đường cong khả năng của khung KE trong các trường hợp có xét tới tương tác với các tường chèn (đường đứt nét) và không xét tới tương tác với các tường chèn (đường liền nét) trong Hình 12 cho thấy, các đường cong này có các dạng hoàn

(b) Các tầng 2 đến 3

Hình 9 Quan hệ lực - chuyển vị trong mô hình ứng xử của các tường chèn

67

Trang 32

(b) Các tầng 2 đến 3

Kết quả phân tích tĩnh phi tuyến đẩy dần khung KE khi có xét tới tương tác với các tường chèn cho thấy, sau khi lực cắt đáy đạt giá trị lớn nhất Vmax = 626,3 kN và ∆ = 0,023 m (bước 10), hệ kết cấu bị sụt giảm độ cứng đột ngột do các tường chèn ở tầng 1 không còn tham gia chịu lực cùng với khung (Hình 11(a)) Tới bước 15 (V = 611,5 kN; ∆ = 0,0343 m), bắt đầu xuất hiện cơ cấu phá hoại tầng mềm, toàn bộ khả năng chịu lực của hệ kết cấu khung chèn gần như được chuyển sang cho các cột ở tầng 1 (Hình 11(b)) Hiện tượng này xuất hiện ngày càng rõ nét hơn cho tới bước 108, khi hệ kết cấu đạt chuyển vị giới hạn ∆ = 0,36 m (Hình 11(c)).

tường chèn cho thấy, sau khi lực cắt đáy đạt giá trị lớn nhất Vmax = 626,3 kN và ∆ =

0,023 m (bước 10), hệ kết cấu bị sụt giảm độ cứng đột ngột do các tường chèn ở tầng 1

∆ = 0,0343 m), bắt đầu xuất hiện cơ cấu phá hoại tầng mềm, toàn bộ khả năng chịu lực

của hệ kết cấu khung chèn gần như được chuyển sang cho các cột ở tầng 1 (Hình 11(b))

Hiện tượng này xuất hiện ngày càng rõ nét hơn cho tới bước 108, khi hệ kết cấu đạt

chuyển vị giới hạn Δ = 0,36 m (Hình 11(c))

So sánh các đường cong khả năng của khung KE trong các trường hợp có xét tới

tương tác với các tường chèn (đường đứt nét) và không xét tới tương tác với các tường

chèn (đường liền nét) trong Hình 12 cho thấy, các đường cong này có các dạng hoàn

Kết quả phân tích cũng cho thấy

sự tương tác của các tường chèn với khung bao quanh đã làm thay đổi hoàn toàn ứng xử của khung được thiết kế theo [14], chuyển từ cơ cấu phá hoại dẻo dự kiến sang cơ cấu phá hoại giòn (tầng mềm) Điều này hoàn toàn phù hợp với kết quả nghiên cứu

lý thuyết đề cập tới trong mục 3 ở trên

4.3 Thiết kế hệ kết cấu khung theo TCVN 9386:2012 có xét tới tương tác với các tường chèn theo điều kiện (24)

Việc thiết kế khung BTCT chịu động đất có xét tới tương tác với các tường chèn theo TCVN 9386:2012 được thực hiện theo các bước sau:

Bước 1 Thực hiện việc thiết kế các dầm khung như trong trường hợp không xét tới tương tác với các tường chèn quy định trong [14] Bố trí cốt thép cho các dầm và xác định khả năng chịu uốn của chúng Ví dụ đối với khung KE, cốt thép dầm cho trong Hình 5 và khả năng chịu uốn của các dầm cho ở Bảng 1

khi có xét tới tương tác với các tường chèn Các kết quả tính toán, ví dụ đối với

Bảng 4 Xác định hệ số gia tăng khả năng chịu uốn của các dầm khung kMb

Trong khung trống Do hiệu ứng bó của tường chèn

Vị trí M Rb - M Rb + SMRb M Rbmu - M Rbmu + SMRbmu k Mb

(kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) Dầm tầng 1 161,036 91,869 252,905 177,067 110,870 287,937 1,14

So sánh các đường cong khả năng của khung

KE trong các trường hợp có xét tới tương tác với

các tường chèn (đường đứt nét) và không xét tới

tương tác với các tường chèn (đường liền nét) trong

Hình 12 cho thấy, các đường cong này có các dạng

hoàn toàn khác nhau, biểu thị một sự thay đổi rất

lớn trong ứng xử của chúng dưới tác động ngang.

Kết quả phân tích cũng cho thấy sự tương tác

của các tường chèn với khung bao quanh đã làm

thay đổi hoàn toàn ứng xử của khung được thiết kế

theo [14], chuyển từ cơ cấu phá hoại dẻo dự kiến

sang cơ cấu phá hoại giòn (tầng mềm) Điều này

hoàn toàn phù hợp với kết quả nghiên cứu lý thuyết

đề cập tới trong mục 3 ở trên.

68

Trang 33

4.3 Thiết kế hệ kết cấu khung theo TCVN 9386:2012 có xét tới tương tác với các tường chèn theo

Bước 2 Xác định hệ số gia tăng độ cứng uốn của dầm ở trạng thái cực hạn kbiutheo (17) và chiều cao ảo của dầm khung hbmudo hiệu ứng bó của tường chèn gây ra theo (18) Xác định khả năng chịu uốn của các dầm quy tụ vào nút khung và M+

Rbmukhi có xét tới tương tác với các tường chèn Các kết quả tính toán, ví dụ đối với dầm tầng một của khung KE như sau: các giá trị kbiuvà hbmu cho trong Bảng 3, còn các trị số MRbmu− và M+

Rbmucho trong Bảng 4.

Bảng 3 Xác định hệ số kbiuvà chiều cao ảo hbmucủa dầm khung

Bảng 4 Xác định hệ số gia tăng khả năng chịu uốn của các dầm khung kMb

M−Rb(kNm) M+Rb(kNm) X MRb(kNm) MRbmu− (kNm) MRbmu+ (kNm) X MRbmu(kNm)

ở các tầng khác giữ nguyên không thay đổi, cụ thể tăng chiều cao tiết diện các cột tầng 1 (C1 và C4) mỗi cột thêm 50 mm Với các kích thước tiết diện các cột đã được lựa chọn, thực hiện tính toán cốt thép cột C1 và C4, tính toán khả năng chịu uốn MRcmu và kiểm tra điều kiện (24) Các kết quả tính toán được cho trong Bảng 5.

Để kiểm tra mục tiêu thiết kế của khung KE có xét tới tương tác với các tường chèn theo điều kiện (24), thực hiện phân tích tĩnh phi tuyến với các các mô hình ứng xử phi tuyến của khung và tường chèn được sử dụng trong các ví dụ 4.2a và 4.2b.

Kết quả phân tích đẩy dần cho thấy, ở bước 11 (V = 655,8 kN; ∆ = 0,033 m) các tường chèn ở hai tầng dưới cùng bị sụp đổ, các đầu mút dầm tầng 1 và toàn bộ chân cột trên mặt móng bắt đầu bị chảy

69

Trang 34

Bảng 5 Kết quả thiết kế các cột tầng một ở khung KE khi xét tới tương tác với tường chèn

− Rb

(kNm)

M+ Rb

dẻo (Hình 13(a)) Ở bước 17 (V = 604,4 kN; ∆ = 0,059 m), toàn bộ các đầu mút trên của các cột tầng

2 bắt đầu bị chảy dẻo, các tường chèn ở tầng 2 cũng bị phá hoại trầm trọng nhưng hệ kết cấu không bị phá hoại tầng mềm như khi được thiết kế theo điều kiện (1) trong ví dụ 4.2b (Hình 13(b)) Ở bước 113 khi đạt chuyển vị giới hạn ∆ = 0,36 m vẫn không xuất hiện cơ cấu phá hoại tầng mềm (Hình 13(c)) Như vậy, việc thiết kế khung BTCT chịu động đất theo TCVN 9386:2012, nhưng với điều kiện (24) hoàn toàn loại bỏ được nguy cơ phá hoại tầng mềm.

15

khi được thiết kế theo điều kiện (1) trong ví dụ 4.2b (Hình 13(b)) Ở bước 113 khi đạt

chuyển vị giới hạn Δ = 0,36 m vẫn không xuất hiện cơ cấu phá hoại tầng mềm (Hình

13(c)) Như vậy, việc thiết kế khung BTCT chịu động đất theo TCVN 9386:2012, nhưng

với điều kiện (24) hoàn toàn loại bỏ được nguy cơ phá hoại tầng mềm

Hình 13 Quá trình phát triển biến dạng dẻo khung KE khi được thiết kế để thỏa mãn điều

kiện (24)

Đường cong khả năng của khung KE được thiết kế theo điều kiện (24) khi có xét

tới tương tác với các tường chèn (đường đứt nét hai chấm) trong Hình 12 cho thấy một

ứng xử vượt trội so với các trường hợp được thiết kế theo điều kiện (1) quy định trong

[14] khi không xét và có xét tới tương tác với các tường chèn

5 Kết luận

Qua các nghiên cứu lý thuyết và kết quả tính toán thực hiện ở trên, có thể rút ra

một số kết luận chính sau:

• Sự tương tác giữa tường chèn với khung bao quanh dưới tác động ngang đã làm

gia tăng độ cứng uốn của các dầm khung Lần đầu tiên qua nghiên cứu lý thuyết, đã định

lượng hóa được sự gia tăng độ cứng uốn này của dầm khung qua các giai đoạn chất tải

khác nhau

• Hệ quả của sự gia tăng độ cứng uốn của dầm khung khi có xét tới tương tác với

các tường chèn, làm thay đổi nguyên tắc thiết kế cơ bản “dầm yếu – cột khỏe” quy định

trong các tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn Do đó, yêu cầu phải thỏa mãn điều kiện (1)

khi thiết kế khung BTCT chịu động đất quy định trong TCVN 9386:2012, mà không xét

tới tương tác với các tường chèn sẽ có nguy cơ làm cho hệ kết cấu bị phá hoại giòn (tầng

mềm) khi chịu động đất mạnh

• Kết quả nghiên cứu lý thuyết đã định lượng hóa được hệ số gia tăng khả năng

chịu uốn của các dầm khung khi có xét tới tương tác với các tường chèn kMb > 1,0 Kết

quả này cho phép đưa ra điều kiện (24) đảm bảo xuất hiện cơ cấu phá hoại dẻo của

khung BTCT chịu động đất khi thiết kế theo TCVN 9386:2012 nhưng có xét tới tương

kiện (24)

Đường cong khả năng của khung KE được thiết kế theo điều kiện (24) khi có xét tới tương tác với các tường chèn (đường đứt nét hai chấm) trong Hình 12 cho thấy một ứng xử vượt trội so với các trường hợp được thiết kế theo điều kiện (1) quy định trong [14] khi không xét và có xét tới tương tác với các tường chèn

• Hệ quả của sự gia tăng độ cứng uốn của dầm khung khi có xét tới tương tác với các tường chèn, làm thay đổi nguyên tắc thiết kế cơ bản “dầm yếu – cột khỏe” quy định trong các tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn Do đó, yêu cầu phải thỏa mãn điều kiện (1) khi thiết kế khung BTCT chịu động đất quy định trong TCVN 9386:2012, mà không xét tới tương tác với các tường chèn sẽ có nguy cơ làm cho hệ kết cấu bị phá hoại giòn (tầng mềm) khi chịu động đất mạnh

chịu uốn của các dầm khung khi có xét tới tương tác với các tường chèn kMb > 1,0 Kết quả này cho phép đưa ra điều kiện (24) đảm bảo xuất hiện cơ cấu phá hoại dẻo của khung BTCT chịu động đất khi thiết kế theo TCVN 9386:2012 nhưng có xét tới tương tác với các tường chèn

(b) Bước 17

15

khi được thiết kế theo điều kiện (1) trong ví dụ 4.2b (Hình 13(b)) Ở bước 113 khi đạt chuyển vị giới hạn Δ = 0,36 m vẫn không xuất hiện cơ cấu phá hoại tầng mềm (Hình 13(c)) Như vậy, việc thiết kế khung BTCT chịu động đất theo TCVN 9386:2012, nhưng

kiện (24)

Đường cong khả năng của khung KE được thiết kế theo điều kiện (24) khi có xét tới tương tác với các tường chèn (đường đứt nét hai chấm) trong Hình 12 cho thấy một ứng xử vượt trội so với các trường hợp được thiết kế theo điều kiện (1) quy định trong [14] khi không xét và có xét tới tương tác với các tường chèn

• Hệ quả của sự gia tăng độ cứng uốn của dầm khung khi có xét tới tương tác với các tường chèn, làm thay đổi nguyên tắc thiết kế cơ bản “dầm yếu – cột khỏe” quy định trong các tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn Do đó, yêu cầu phải thỏa mãn điều kiện (1) khi thiết kế khung BTCT chịu động đất quy định trong TCVN 9386:2012, mà không xét tới tương tác với các tường chèn sẽ có nguy cơ làm cho hệ kết cấu bị phá hoại giòn (tầng mềm) khi chịu động đất mạnh

chịu uốn của các dầm khung khi có xét tới tương tác với các tường chèn kMb > 1,0 Kết quả này cho phép đưa ra điều kiện (24) đảm bảo xuất hiện cơ cấu phá hoại dẻo của khung BTCT chịu động đất khi thiết kế theo TCVN 9386:2012 nhưng có xét tới tương tác với các tường chèn

(c) Bước 113

Hình 13 Quá trình phát triển biến dạng dẻo khung KE khi được thiết kế để thỏa mãn điều kiện ( 24 )

Đường cong khả năng của khung KE được thiết kế theo điều kiện (24) khi có xét tới tương tác với các tường chèn (đường đứt nét hai chấm) trong Hình 12 cho thấy một ứng xử vượt trội so với các trường hợp được thiết kế theo điều kiện (1) quy định trong [14] khi không xét và có xét tới tương tác với các tường chèn.

Trang 35

độ cứng uốn này của dầm khung qua các giai đoạn chất tải khác nhau.

- Hệ quả của sự gia tăng độ cứng uốn của dầm khung khi có xét tới tương tác với các tường chèn, làm thay đổi nguyên tắc thiết kế cơ bản “dầm yếu – cột khỏe” quy định trong các tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn Do đó, yêu cầu phải thỏa mãn điều kiện (1) khi thiết kế khung BTCT chịu động đất quy định trong TCVN 9386:2012, mà không xét tới tương tác với các tường chèn sẽ có nguy cơ làm cho

hệ kết cấu bị phá hoại giòn (tầng mềm) khi chịu động đất mạnh.

- Kết quả nghiên cứu lý thuyết đã định lượng hóa được hệ số gia tăng khả năng chịu uốn của các dầm khung khi có xét tới tương tác với các tường chèn kMb> 1,0 Kết quả này cho phép đưa ra điều kiện (24) đảm bảo xuất hiện cơ cấu phá hoại dẻo của khung BTCT chịu động đất khi thiết kế theo TCVN 9386:2012 nhưng có xét tới tương tác với các tường chèn.

- Kết quả phân tích tĩnh phi tuyến đẩy dần trên một nhà khung được thiết kế theo TCVN 9386:2012 cho các trường hợp thỏa mãn điều kiện (1) khi không xét và có xét tới tương tác với các tường chèn và thỏa mãn điều kiện (24) khi có xét tới tương tác với các tường chèn, bằng mô hình ứng xử phi tuyến của tường chèn được đề xuất, đã cho thấy có sự phù hợp rất tốt với các kết quả nghiên cứu lý thuyết

đã thực hiện.

Sự hiện diện của tường chèn trong khung nằm ngoài ý muốn của chúng ta Sự tương tác giữa tường chèn với khung bao quanh dưới tác động ngang, cũng tương tự như vậy (ngoại trừ chúng ta áp dụng các biện pháp để cách ly tường chèn ra khỏi khung) Khác với điều kiện (1), điều kiện (24) hoàn toàn đúng trong mọi trường hợp có xét và không xét tới tương tác với tường chèn Do đó, hy vọng kết quả nghiên cứu này sẽ góp phần làm cho việc thiết kế hệ kết cấu khung thêm an toàn và kinh tế hơn, một vấn đề rất phức tạp kéo dài hơn nửa thế kỷ nay nhưng vẫn chưa tới đích cuối cùng.

Tài liệu tham khảo

[1] Fardis, M N (2009) Seismic design, assessment and retrofitting of concrete buildings (based on

EN-Eurocode 8) Springer, Dordrecht.

[2] Li, B., Wang, Z., Mosalam, K M., Xie, H (2008) Wenchuan earthquake field reconnaissance on

rein-forced concrete framed buildings with and without masonry infill walls The 14th World Conference on

Earthquake Engineering , Beijing, China.

[3] Ricci, P., De Luca, F., Verderame, G M (2011) 6th April 2009 L’Aquila earthquake, Italy: reinforced

[4] Rossetto, T., Alexander, D., Verrucci, E., Ioannou, I., Borg, R., Melo, J., Cahill, B., Kongar, I (2018).

The 29th May 2012 Emilia Romagna Earthquake, EPICentre Field Observation Report, No

EPI-FO-290512 UCL EPICentre, Department of Civil, Environmental and Geomatic Engineering, University College London.

[5] Mehrabi, A B., Benson Shing, P., Schuller, M P., Noland, J L (1996) Experimental evaluation of

[6] Kakaletsis, D J., Karayannis, C G (2008) Influence of masonry strength and openings on infilled R/C

[7] Morandi, P., Hak, S., Magenes, G (2017) Experimental and Numerical Seismic Performance of Strong

Clay Masonry Infills - Research Report 2017/02 EUCENTRE, Pavia, Italy.

71

Trang 36

[8] Basha, S H (2017) Shear behavior of columns in masonry infilled RC frames under lateral loads Ph.D.

thesis, Indian Institute of Technology Guwahati, India.

[9] Al-Chaar, G., Issa, M., Sweeney, S (2002) Behavior of masonry-infilled nonductile reinforced concrete

[10] Cavaleri, L., Di Trapani, F (2014) Cyclic response of masonry infilled RC frames: Experimental results

[11] Paulay, T., Priestley, M J N (1992) Seismic design of reinforced concrete and masonry buildings A

Wiley Interscience Publication, John Wiley & Sons, New York.

[12] NZS 4320:2004 Design of reinforced concrete masonry structures New Zealand Standards, Wellington,

New Zealand.

[13] Ninh, N L (2007) Động đất và thiết kế công trình chịu động đất Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội [14] TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu động đất Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam.

[15] EN 1998-1:2004 Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance – Part 1: General rules,

seismic actions and rules for buildings European Commission for Standardization (CEN), Brussels, Belgium.

[16] FEMA 356 (ASCE 2000) Prestandard and commentary for the seismic rehabilitation of buildings.

Federal Emergency Management Agency, Washington, D.C., USA.

[17] ASCE/SEI 41-13 (2014) Seismic evaluation and retrofit of existing buildings American Society of Civil

Engineers, Virginia, USA.

[18] MSJC (2013) Building code requirements for masonry structures (TMS 402-13 / ACI 530-13 / ASCE

5-13) and specification for masonry structures (TMS 602-13 / ACI 530.1-13 / ASCE 6-13) Masonry Standards Joint Committee.

[19] NZSEE (2017) The seismic assessment of existing buildings: Technical guidelines for engineering

as-sessments New Zealand Society for Earthquake Engineering, Wellington, New Zealand.

[20] Ninh, N L (1980) Analysis and design of masonry infilled multistory reinforced concrete frame

struc-tures for cyclic lateral loads Doctoral thesis, Bucharest Institute of Construction, Romania (in Romanian) [21] Ninh, N L., Hue, P V (2017) Analytical modeling of nonlinear behavior of masonry infills in reinforced

(STCE)-NUCE , 11(6):13–21.

[22] Ninh, N L., Huệ, P V (2018) Kết cấu nhà bê tông cốt thép nhiều tầng Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội [23] Fardis, M N., Carvalho, E C., Fajfar, P., Pecker, A (2015) Seismic design of concrete buildings to

Eurocode 8 CRC Press, Taylor & Francis Group.

[24] TCVN 5474:2018 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế Bộ Khoa học và Công nghệ,

Việt Nam.

[25] TCVN 5573:2011 Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế Bộ Khoa học và Công

nghệ, Việt Nam.

[26] EN 1992-1-1:2004 Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for

buildings European Commission for Standardization (CEN), Brussels, Belgium.

72

Trang 37

9-2019

Vietnam Journal of Construction – Copyright Vietnam Ministry of Construction 58 Year

Tiêu đề	Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Tường Chèn Tới Hệ Kết Cấu Khung Bê Tông Cốt Thép Chịu Động Đất Được Thiết Kế Theo Quan Niệm Hiện Đại
Tác giả	TS. Phan Văn Huệ, PGS.TS. Nguyễn Lê Ninh
Trường học	Trường Đại học Xây dựng Miền Trung
Thể loại	Đề tài khoa học
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	5,66 MB