Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất

Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất trang 1

Trang 1

Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất trang 2

Trang 2

Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất trang 3

Trang 3

Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất trang 4

Trang 4

Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất trang 5

Trang 5

Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất trang 6

Trang 6

Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất trang 7

Trang 7

Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất trang 8

Trang 8

Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất trang 9

Trang 9

Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 30 trang nguyenduy 25/02/2024 250
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

Tóm tắt nội dung tài liệu: Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất

Tóm tắt Luận án Mô hình kết cấu gối cô lập trượt ma sát cho công trình chịu tải trọng động đất
con lắc trượt trên 4 mặt cong này với các hệ số ma sát tương ứng i. 
6 
 a. Cấu tạo bên trong b. Mặt cắt ngang 
Hình 1.9. Gối con lắc ma sát ba, gối TFP (Fenz, 2008e) 
1.2.3. Sơ lược về lịch sử ứng dụng kỹ thuật cách chấn đáy 
Kỹ thuật cách chấn đáy được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi 
trong vài thập niên gần đây. Tuy nhiên, ý tưởng về kỹ thuật này xuất 
hiện cách đây hơn 100 năm qua sáng kiến của Touaillon. Trong 
những năm gần đây, việc ứng dụng kỹ thuật cách chấn đáy vào các 
công trình chịu động đất trở nên phổ biến ở các nước như Mỹ, Nhật, 
New Zealand, và một số nước châu Âu. 
1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu gối cô lập trượt ma sát 
1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 
- Nghiên cứu về gối SFP: Công bố đầu tiên vào năm 1987 bởi 
Zayas. Những nghiên cứu nổi bật được công bố bởi các tác giả khác: 
Mokha, Constantinou, Reinhorn, Nagarajaiah, Mosqueda,Những 
nghiên cứu trên tập trung phân tích cấu tạo và chuyển động của gối 
SFP. Hiệu quả giảm chấn của gối được đánh giá thông qua các mô 
hình lý thuyết và thực nghiệm. 
- Nghiên cứu về gối DFP: hai nhóm nghiên cứu Tsai và 
Constantinou được xem như là có hệ thống về gối DFP. Ngoài ra, 
còn nhiều nghiên cứu riêng lẻ về gối này cũng đáng quan tâm như: 
Kim và Yun (2007), Malekzadeh (2010), 
- Nghiên cứu về gối TFP: Gối TFP với những ưu điểm của nó 
7 
bắt đầu được sản xuất vào khoảng năm 2007. Các nghiên cứu nổi bật 
có thể kể tới như: nhóm nghiên cứu của Constantinous và Fenz (Đại 
học Buffalo); nhóm nghiên cứu của Steve Mahin, Troy Morgan và 
Tracy Becke (Đại học Berkeley); nhóm nghiên cứu của Ryan (Đại 
học Nevada, Reno), những công bố mới nhất của gối TFP gần như 
thuộc về nhóm này, những công bố có thể kể đến như: Dao [36 - 38], 
Okazaki [80], Ryan [86 - 88]. Ngoài ra, Một số nghiên cứu của 
những tác giả khác về gối TFP cũng đã công bố như: Fadi [41], 
Ghodrati [52], Moeindarbari [67], Sarkisian [89], Tsai [103 - 104]. 
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 
Ở Việt Nam, cách chấn đáy được đề cập từ năm 2006 trong 
TCXDVN 375:2006. Nghiên cứu về cách chấn đáy rất hạn chế, 
những nghiên cứu nổi bật có thể kể đến: Nguyễn Văn Giang và Chu 
Quốc Thắng (2006), Trần Tuấn Long (2007), Lê Xuân Huỳnh và 
cộng sự (2008), Đỗ Kiến Quốc (2009), Lê Xuân Tùng (2010, 2012). 
1.4. Nhận xét, những nghiên cứu cần thiết 
- Thiết kế công trình chịu động đất là một yêu cầu khách quan. 
Sử dụng các gối cách chấn trong kỹ thuật điều khiển kết cấu chịu 
động đất là quan điểm mới mang lại hiệu quả cao, cần nghiên cứu và 
ứng dụng rộng rãi hơn nữa trong thiết kế công trình chịu động đất. 
- Những nghiên cứu về gối trượt ma sát cần được triển khai 
trong luận án này như sau: Đưa ra mô hình tính toán và đánh giá hiệu 
quả giảm chấn của các gối SFP, DFP và TFP; Cần nghiên cứu phát 
triển một mô hình cải tiến hơn cho gối TFP từ mô hình đơn giản của 
các nghiên cứu trước. Mô hình này phải có đủ độ tin cậy và cải tiến 
hơn so với các mô hình tính toán hiện có; Một nghiên cứu ứng dụng 
gối TFP cho công trình nhà cao tầng xây dựng trong điều kiện đất 
nền ở Hà Nội cần được triển khai. 
8 
Chương 2 
MÔ HÌNH CÁC DẠNG GỐI TRƯỢT MA SÁT 
2.1. Cơ sở lý thuyết 
2.1.1. Cơ sở tính toán công trình chịu động đất 
- Mô hình tính toán: Với những giả thiết trong động lực học 
kết cấu, mô hình tính toán của một kết cấu nhà n tầng chịu tải trọng 
động đất sẽ được trình bày như Hình 2.1. 
ug
m1
m2
mn
k1
k2
kn
cn
c2
c1
Taàng 1
Taàng 2
Taàng n
ug
k1
c1 m1
u1
k2
c2 m2
u2
kn
cn mn
un
ug
a. b. c. 
a. Khung thực n tầng; b. Mô hình tính toán lý tưởng; 
c. Mô hình tương đương 
Hình 2.1. Mô hình hệ kết cấu nhiều bậc tự do chịu động đất 
- Phương trình chuyển động: Phương trình vi phân chuyển 
động của mô hình kết cấu sẽ được thiết lập theo phương pháp chuyển 
vị (phương pháp ma trận độ cứng) có dạng như phương trình 2.1. 
- Phương pháp xác định phản ứng của kết cấu: Trong nghiên 
cứu này sẽ sử dụng phương pháp tích phân trực tiếp phương trình 
chuyển động (phân tích theo lịch sử thời gian). Đây là phương pháp 
cho kết quả chính xác nhất, phản ánh đúng bản chất bài toán động, 
phù hợp cho các bài toán nghiên cứu. 
2.1.2. Lựa chọn phương pháp số cho nghiên cứu 
Hệ phương trình vi phân chuyển động của kết cấu cách chấn 
chịu động đất trong nghiên cứu là một dạng phức tạp. Ta phải sử 
9 
dụng các phương pháp số để tìm nghiệm của chúng. Phương pháp 
Runge - Kutta sẽ được lựa chọn trong nghiên cứu này với những ưu 
điểm của nó. 
2.1.3. Mô hình tính toán lực ma sát trong gối trượt ma sát 
Lực ma sát trong chuyển động có quy luật tự nhiên tương đối 
phức tạp. Nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: bề mặt vật liệu, áp lực, 
vận tốc trượt và lịch sử tải trọng, Có nhiều mô hình được thiết lập 
để xác định lực ma sát động. Những mô hình đã sử dụng trong các 
nghiên cứu về gối cách chấn trượt ma sát như: mô hình Coulomb, mô 
hình Coulomb hiệu chỉnh, Mô hình dẻo (Viscoplasticity model, mô 
hình Bouc - Wen). Trong đó, mô hình dẻo là cho kết quả chính xác 
nhất, đây là mô hình sử dụng trong nghiên cứu này. 
2.2. Mô hình gối con lắc ma sát đơn (gối SFP) 
2.2.1. Quan hệ giữa lực và chuyển vị ngang 
Phương trình tổng quát chuyển động của gối SFP thể hiện 
quan hệ giữa lực và chuyển vị ngang trong gối như 2.25. Đường ứng 
xử trễ thể hiện trên Hình 2.5. 
r
W
F u WZ F
R
 (2.25) 
trong đó: thành phần thứ 1 của phương trình là lực phục hồi, 
thành phần thứ 2 là lực ma sát, lực va chạm là thành phần thứ 3. 
F/W
u
W/R

Hình 2.5. Đường ứng xử trễ trong gối SFP 
2.2.2. Mô hình tính toán kết cấu cách chấn bằng gối SFP 
Mô hình tính toán được trình bày như Hình 2.6. 
10 
ug
k1
c1 m1
u1
k2
c2 m2
u2
kn
cn mn
un
kb

d
ub
mb
Goái SFP
Hình 2.6. Mô hình tính toán kết cấu cách chấn bằng gối SFP 
Hệ phương trình vi phân chuyển động gồm (n+1) phương trình 
của kết cấu cách chấn chịu gia tốc nền được viết như phương trình 
2.26 (theo nguyên lý d’Alembert). 
2.3. Mô hình gối con lắc ma sát đôi (gối DFP) 
2.3.1. Quan hệ giữa lực và chuyển vị ngang trong gối 
Gối DFP có cấu tạo như Hình 1.8. Chuyển động của gối gồm 3 
giai đoạn trượt khác nhau. Giai đoạn I: mặt 1 trượt trước (mặt 2 chưa 
trượt). Giai đoạn II: mặt 2 sẽ trượt cùng với mặt 1 (cả hai mặt cùng 
trượt). Giai đoạn III: trượt chỉ còn xảy ra ở mặt 2 (mặt 1 dừng trượt). 
Phương trình chuyển động thể hiện quan hệ giữa lực và chuyển vị 
ngang trong các giai đoạn này thể hiện như 2.30, 2.35 và 2.36. 
Đường ứng xử trễ 3 giai đoạn chuyển động của gối như Hình 2.8. 
f=F/W
u
2

2
2

1
uII
uI
uIII =d1+d2
Hình 2.8. Đường ứng xử trễ trong gối DFP (----: giai đoạn I, II) 
2.3.2. Mô hình tính toán kết cách chấn bằng gối DFP 
Mô hình tính toán kết cấu cách chấn bằng gối DFP chịu động 
đất trình bày như Hình 2.9. Hệ phương trình vi phân chuyển động 
11 
được viết như phương trình 2.42 (theo nguyên lý d’Alembert). 
ug
k1
c1 m1
kb1

d1
u1ub1
mb1
k2
c2 m2
u2
kn
cn mn
un
kb2

d2
ub2
mb2
Goái DFP
Hình 2.9. Mô hình tính toán kết cấu cách chấn bằng gối DFP 
2.4. Mô hình gối con lắc ma sát ba (gối TFP) 
2.4.1. Quan hệ giữa lực và chuyển vị ngang trong gối 
Chuyển động của gối bao gồm 5 giai đoạn được Fenz và 
Morgan mô tả chi tiết. Giai đoạn I: trượt trên mặt 2 và 3; Giai đoạn 
II: trượt trên mặt 1 và 3; Giai đoạn III: trượt trên mặt 1 và 4; Giai 
đoạn IV: trượt trên mặt 2 và 4; Giai đoạn V: trượt trên mặt 2 và 3. 
Phương trình chuyển động từng giai đoạn tương ứng như 2.51, 2.55, 
2.59, 2.63 và 2.67. Đường ứng xử trễ như Hình 2.11. 
f=F/W
u
uI
2

4
uII
uIII
uIV
uV
2

2
2

1
Hình 2.11. Đường ứng xử trễ trong gối TFP (----: giai đoạn I đến IV) 
2.4.2. Mô hình tính toán kết cấu cách chấn bằng gối TFP 
Mô hình tính toán kết cấu cách chấn bằng gối TFP chịu động 
đất trình bày như Hình 2.12. Hệ phương trình vi phân chuyển động 
được viết như phương trình 2.84. 
12 
ug
k1
c1 m1
kb1
e
d1e
u1ub1
mb1
k2
c2 m2
u2
kn
cn mn
un
Goái TFP
kb3
d3e
ub3
mb3
kb2
d2e
ub2
mb2
e e
Hình 2.12. Mô hình tính toán kết cấu cách chấn bằng gối TFP 
2.5. Phân tích ví dụ số 
Để minh họa kết quả mô hình lý thuyết, một ví dụ số kết cấu 
nhà 5 tầng được cách chấn bằng các trường hợp gối trượt ma sát 
khác nhau gồm: gối SFP, DFP và TFP chịu các trận động đất được 
phân tích. Ví dụ số sẽ minh họa các giá trị đặc trưng vật lý của kết 
cấu, gối cách chấn và phản ứng của kết cấu. 
- Kết cấu nhà 5 tầng: khối lượng mỗi tầng như nhau mi = 450/g 
(kN.s2/mm), độ cứng các tầng ki = 80 kN/mm và tỉ số cản 
 chu kỳ cơ bản kết cấu T1 = 0.529 s. 
- Thông số của gối: Kích thước và các thông số kỹ thuật của 
gối trình bày như Hình 2.13. 
- Thông số gia tốc nền: gồm 7 băng gia tốc thực của những 
trận động đất khác nhau được lấy từ trung tâm nghiên cứu động đất 
Thái Bình Dương của đại học Berkeley, dữ liệu như trong Bảng 2.1. 
- Kết quả phân tích: 
Kết quả phân tích bao gồm đường ứng xử trễ của gối (Hình 
2.14 đến 2.20), hiệu quả giảm lực cắt tầng 1 (Hình 2.21 đến 2.27) và 
hiệu quả giảm gia tốc tuyệt đối tầng 5 (Hình 2.28 đến 2.34). Kết quả 
chuyển vị gối phù hợp với đường cong phổ chuyển vị tương đối và 
hiệu quả giảm chấn của gối xấp xỉ khoảng 80% (phù hợp với nhiều 
nghiên cứu trước). So sánh hiệu quả làm việc của 3 gối SFP, DFP và 
13 
TFP trình bày trong các Hình 2.35 đến 2.41. Kết quả cho thấy hiệu 
quả của gối TFP là tốt nhất. 
2.6. Kết luận chương 2 
Kết quả nghiên cứu trong chương 2 bao gồm: 1. Chỉ ra cơ sở 
tính toán kết cấu chịu động đất; 2. Trình bày nguyên lý chuyển động 
của các gối SFP, DFP và TFP và mô hình kết cấu gắn các dạng gối 
này chịu động đất; 3. Trình bày một ví dụ số để minh họa kết quả 
nghiên cứu lý thuyết. Qua kết quả phân tích ví dụ số, hiệu quả giảm 
chấn của các dạng gối trượt ma sát được đánh giá chi tiết, kết quả phù 
hợp với các nghiên cứu trước. Cũng trong ví dụ số này, những ưu 
điểm của gối TFP được đánh giá là tốt hơn so với các gối SFP và DFP. 
Chương 3 
MÔ HÌNH CẢI TIẾN GỐI CON LẮC MA SÁT BA 
3.1. Đặt vấn đề 
Trong chương 3 của luận án, một mô hình cải tiến cho gối TFP 
được nghiên cứu. Những ứng xử chưa được đề cập tới trong những 
nghiên cứu trước của gối TFP sẽ được phân tích trong mô hình này. 
3.2. Thiết lập mô hình cải tiến 
Sự cải tiến của mô hình thể hiện ở những điểm sau: a. Mô hình 
xét đến kích động theo 3 phương (hai phương ngang x, y và phương 
đứng z) của gia tốc nền; b. Thành phần lực ma sát được tính toán 
theo mô hình tổng quát, hệ số ma sát phụ thuộc vào vận tốc trượt và 
áp lực bề mặt của gối. Tính chất phi tuyến của lực ma sát được thể 
hiện theo mô hình Bouc-Wen hiệu chỉnh; c. Mô hình có thể kiểm tra 
vị trí (chuyển vị) của những con lắc trên các mặt cong tại từng thời 
điểm; d. Tính chính xác của mô hình sẽ được kiểm chứng bằng kết 
quả thí nghiệm trên nhiều băng gia tốc nền khác nhau. 
14 
3.2.1. Mô hình tính toán 
Ứng xử 1 chiều (1D): Chuyển động 1 chiều (1D) của gối TFP 
bao gồm 5 giai đoạn được Fenz [47, 50] mô hình bằng 3 nhóm phần 
tử ma sát nối tiếp nhau như Hình 3.1. Thông số vật lý của mô hình 
như Bảng 3.1. 
1e
d1e
2e
d2e
3e
d3e
F/W
kb1 kb2 kb3
F/W
Hình 3.1. Mô hình nối tiếp gối TFP (Fenz, 2008a) 
Phát triển mô hình: Mô hình tính toán tổng quát của kết cấu 
được cách chấn bằng gối TFP chịu chuyển động nền theo 2 phương x 
và y được thể hiện trong Hình 3.2. 
ksx
csx ms
kb1
e
d1e
usxub1x
mb1
kb3
ub3x
kb2
ub2x
k
sy
cs
y
k
b
1


e
d
1
e
u
b
1
y
m
b
1
ugx
u
g
y
u
sy
Goái TFP
G
o
ái
 T
F
P
x
y
mb2 mb3
ee
d2e d3e
k
b
2


e
d
2
e
u
b
2
y
m
b
2
k
b
3


e
d
3
e
u
b
3
y
m
b
3
Hình 3.2. Mô hình tính toán tổng quát kết cấu cách chấn bằng gối TFP 
15 
Từ mô hình như Hình 3.2, hệ phương trình vi phân chuyển 
động của kết cấu gắn gối TFP chịu gia tốc nền theo từng phương 
được thiết lập trên cơ sở của nguyên lý d’Alembert (như phương 
trình 3.1 và 3.2). Hệ số ma sát theo 2 phương chuyển động được tính 
theo phương trình 3.3, trong đó biến trễ Z được xác định theo 
phương trình 3.5. Thành phần gia tốc nền theo phương đứng sẽ được 
tính theo phương trình 3.7 và đưa vào mô hình thông qua tổng trọng 
lượng kết cấu bên trên. 
3.2.2. Kiểm chứng mô hình 
Mô hình tính toán lý thuyết như trên được mô phỏng bằng 
phần mềm Matlab được kiểm chứng với một kết quả thí nghiệm 
được thực hiện bởi bởi Ryan và cộng sự trong năm 2013 [87]. Mô 
hình thí nghiệm là kết cấu nhà 5 tầng với kích thước thật (full-scale) 
có tổng trọng lượng kết cấu khoảng trên 5000 kN (Hình 3.3 đến 3.6), 
được cách chấn bằng 9 gối TFP có kích thước 1.4 m (Hình 3.7) chịu 
19 băng gia tốc nền khác nhau. Trích một số kết quả kiểm chứng như 
các hình sau đây. 
a. Kết quả chuyển vị gối theo phương x và y 
16 
b. Kết quả đường ứng xử trễ của gối theo phương x và y 
Hình 3.13. So sánh kết quả phân tích với thí nghiệm chịu băng 
gia tốc 90TAB 
a. Kết quả chuyển vị gối theo phương x và y 
b. Kết quả đường ứng xử trễ của gối theo phương x và y 
Hình 3.26. So sánh kết quả phân tích với thí nghiệm chịu băng 
gia tốc 115TAK 
17 
3.3. Tính toán chi tiết chuyển vị con lắc 
Chuyển vị con lắc trên 4 mặt cong được tính như sau: 
1
1 1 1
2
2 2 2 1
1
3
3 3 3 4
4
4
4 4 4
( )
( )
( )
( )
eff
f r
eff
f r
eff
eff
f r
eff
eff
f r
R
u F F F
W
RW
u F F F u
R W
RW
u F F F u
R W
R
u F F F
W
 (3.9) 
Trong đó những thành phần lực được xác định từ việc giải hệ 
phương trình vi phân chuyển động. 
3.4. Ảnh hưởng thành phần gia tốc nền theo phương đứng 
Mô hình xét đến ảnh hưởng thành phần gia tốc nền theo 
phương đứng được kiểm chứng với mô hình của Dao [36]. Phân tích 
mô hình nhà 5 tầng với 7 băng gia tốc nền khác nhau trong 2 trường 
hợp có và không có thành phần gia tốc nền theo phương đứng. Kết 
quả cho thấy, chuyển vị gối không ảnh hưởng nhiều nhưng gia tốc 
tuyệt đối và lực cắt trong các tầng thì tăng đáng kể. Do đó, ta không 
thể bỏ qua thành phần này như các nghiên cứu trước. Hình 3.46 và 
3.47 minh họa cho một trường hợp với băng gia tốc 88RRS. 
a. Gia tốc b. Lực cắt 
Hình 3.46. Ứng xử kết cấu với băng gia tốc 88RRS 
18 
Hình 3.47. Ứng xử trễ trong gối với băng gia tốc 88RRS 
3.5. Kết luận chương 3 
Đã phát triển được một mô hình tính toán mới cho kết cấu 
cách chấn bằng gối TFP từ mô hình tương đương một chiều (1D) của 
Fenz và công sự (2008). Thông qua mô hình này, chuyển vị của các 
con lắc trên những mặt cong được tính toán chi tiết và ảnh hưởng 
thành phần gia tốc nền theo phương đứng được đánh giá rõ ràng. 
Chương 4 
HIỆU QUẢ GIẢM CHẤN CỦA GỐI TFP TRONG NHÀ 
CAO TẦNG TẠI HÀ NỘI 
4.1. Giới thiệu 
Hà Nội được dự báo là có thể xảy ra động đất cấp 8. Thiết kế 
công trình chịu động đất cho khu vực này là bắt buộc trong các công 
trình xây dựng gần đây. Tuy nhiên, phương pháp thiết kế kháng chấn 
hiện nay vẫn còn theo truyền thống. Trong nghiên cứu của chương 
này, giải pháp thiết kế kháng chấn với kỹ thuật cách chấn đáy bằng 
gối TFP cho công trình nhà cao tầng được tiến hành. 
4.2. Phân tích hiệu quả gối TFP trong nhà cao tầng xây dựng tại 
Hà Nội 
4.2.1. Thông số kết cấu 
Kết cấu nhà 9 tầng bằng Bêtông cốt thép, với giả thiết bản sàn 
tuyệt đối cứng, khối lượng và độ cứng các tầng giả định giống nhau, 
19 
trong đó: khối lượng mi=100 N.s2/mm, độ cứng ki=150 kN/mm, tỉ số 
cản   chu kỳ cơ bản T1 = 1 s (phù hợp cho nhiều công trình 
cùng quy mô). 
4.2.2. Lựa chọn thông số gia tốc nền phân tích 
Với phương pháp thiết kế kháng chấn đa mục tiêu và kết cấu 
được phân tích theo lịch sử thời gian, gia tốc nền được lựa chọn theo 
quy định của ASCE 7-2010 gồm 7 băng gia tốc và mỗi băng gia tốc 
được ghi cả 2 phương. Kết cấu được phân tích và đánh giá với 3 cấp 
độ động đất khác nhau bao gồm: cấp SLE (động đất nhỏ), cấp DBE 
(động đất mạnh) và cấp MCE (động đất rất mạnh). Độ lớn các băng 
gia tốc ứng với từng cấp độ được điều chỉnh bằng hệ số SF như 
phương trình 4.3. Kết quả băng gia tốc lựa chọn như Bảng 4.1 và hệ 
số SF tính như Bảng 4.2. Hình 4.2 và 4.3 sẽ minh họa phổ gia tốc 
trung bình SRSS và phổ mục tiêu sau khi điều chỉnh độ lớn. 
2
1
2
1
2
( ) 1.3
T
SRSS a
T
T
SRSS
T
f SF S S dT
SF
S dT
 (4.3) 
Hình 4.2. Phổ mục tiêu MCE so với trung bình SRSS trong kết 
cấu cách chấn 
20 
Hình 4.3. Phổ mục tiêu MCE so với trung bình SRSS trong kết 
cấu ngàm cứng 
4.2.3. Lựa chọn các thông số kỹ thuật hợp lý cho gối TFP với điều 
kiện đất nền Hà Nội 
Theo như cấu tạo, sẽ có 7 thông số kỹ thuật của gối cần được 
lựa chọn là: 2 3  ; 2 3eff effR R ; 2 3d d ; 1; 4; Reff1 = Reff4; d1 = 
d4 đảm bảo sự trượt xảy ra trên 5 giai đoạn. Tiêu chí để chọn các 
thông số hợp lý này được đưa ra: 1. Thích nghi nhiều cấp độ động 
đất thiết kế; 2. Phản ứng của kết cấu nhỏ nhất có thể. Quy trình lựa 
chọn bộ thông số hợp lý cho gối TFP được thực hiện như sơ đồ Hình 
4.24. Kết quả ta có bộ thông số hợp lý của gối như sau: R2 = R3 = 500 
mm; R1 = R4 = 4000 mm; 2 = 3 = 0.01 - 0.02; 1 = 0.02 - 0.06; 4 = 
0.04 – 0.08; d2 = d3 = 40 mm; d1 = d4 = 170 mm. 
4.2.4. Hiệu quả giảm chấn của gối cho công trình 
Với bộ thông số hợp lý tìm được, ta tiến hành phân tích kết 
cấu trong hai trường hợp: Kết cấu ngàm cứng và cách chấn bằng gối 
TFP. Hiệu quả giảm chấn được đánh giá thông qua gia tốc tuyệt đối 
và chuyển vị tương đối trong các tầng. Với cấp độ MCE, kết quả thể 
hiện như Hình 4.20 và 4.21. Cấp SLE và DBE cho kết quả tương tự. 
Chuyển vị gối, tổng lực cắt đáy trong 2 trường hợp và hiệu quả giảm 
21 
chấn của gối TFP được tính toán chi tiết trong Bảng 4.4. 
Hình 4.20. Gia tốc tuyệt đối trong các tầng, cấp MCE 
Hình 4.21. Chuyển vị tương đối trong các tầng, cấp MCE 
Bảng 4.4. Chuyển vị gối và hiệu quả giảm lực cắt đáy trong kết 
cấu nhà 9 tầng cách chấn bằng gối TFP 
Cấp 
độ 
Chuyển vị gối, ub (mm) Tổng lực cắt đáy, Fb (kN) 
Kết cấu 
ngàm 
cứng 
Kết cấu 
cách chấn 
Kết cấu 
ngàm 
cứng 
Kết cấu 
cách chấn 
Hiệu quả 
giảm 
(%) 
SLE 0 65.8 2415 697 71 
DBE 0 176 5183 1103 79 
MCE 0 311 7791 1451 81 
Từ kết quả phản ứng kết cấu, những điều kiện về lực ngang 
trong gối (theo 17.2.4.4, ASCE 7-2010) và các thông số giả thiết ban 
đầu được kiểm tra thỏa mãn yêu cầu. 
22 
Hình 4.24. Sơ đồ mô tả quy trình xác định bộ thông số cho gối TFP 
4.3. Kết luận chương 4 
Gối TFP là thiết bị cách chấn hiệu quả trong thiết kế kháng chấn 
đa mục tiêu. Nghiên cứu ứng dụng gối TFP cho nhà cao tầng chịu 
động đất ở Hà Nội theo ASCE 7-2010 mang lại hiệu quả cao (xấp xỉ từ 
70% đến 80%). Một phương pháp xác định bộ thông số hợp lý cho gối 
TFP được trình bày. Theo đó, một thông số hợp lý cho gối TFP sử 
dụng cho nhà cao tầng xây dựng tại Hà Nội được tìm ra. 
- Xác định được 1 < 4 hợp lý 
- Phân tích Reff1 = Reff4 thay đổi với 1 < 4 vừa xác 
định 
+ 
- Quy mô kết cấu 
- Vị trí xây dựng 
Xây dựng phổ thiết kế 1. Tính toán thông số kết cấu. 
2. Chọn thông số cho gối: 
- Chọn theo kinh nghiệm: Reff2 = Reff3 ; d2 = d3; 
2 = 3 
- Chọn sơ bộ: d1 = d4 
- Chọn sơ bộ: các trường hợp Reff1 = Reff4 thay 
đổi. 
- Chọn sơ bộ: các trường hợp 1 < 4 thay đổi. 
Chọn và hiệu chỉnh 
các băng gia tốc nền 
Giả thiết trước 
TD và TM 
Cho Reff1 = Reff4 cố định, phân tích với 
những trường hợp 1 < 4 thay đổi 
Tính TD và TM, so sánh 
với giá trị giả thiết 
- Chọn được Reff1 = Reff4 hợp lý 
- Xác định được bộ thông số cho gối 
Phân tích kết cấu với 
bộ thông số gối vừa 
chọn 
Kiểm tra điều kiện 
lực ngang trong gối 
Bộ thông số hợp lý 
+ 
- - 
23 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
1. Kết luận 
Trong phạm vi nghiên cứu của luận án, những kết luận được 
rút ra như sau: 
1. Dựa vào nguyên lý cấu tạo và chuyển động của các dạng gối 
trượt ma sát bao gồm: gối con lắc ma sát đơn SFP, gối con lắc ma sát 
đôi DFP và gối con lắc ma sát ba TFP từ các nghiên cứu trước, luận 
án đã xây dựng mô hìn

File đính kèm:

  • pdftom_tat_luan_an_mo_hinh_ket_cau_goi_co_lap_truot_ma_sat_cho.pdf