Tóm tắt Luận án Nghiên cứu thực nghiệm mô hình tổng thể nhà cao tầng bê tông cốt thép bán lắp ghép chịu tải trọng động đất ở Việt Nam

ép
d
ầm
 (
k
N
.m
)
Chuyển vị tại đầu cột (mm)
Chiều đẩy N = 200T
Chiều đẩy N = 150T
Chiều đẩy N = 100T
Chiều đẩy N = 250T
Chiều kéo N = 250T
Chiều kéo N = 200T
Chiều kéo N = 150T
-400
-200
0
200
0 50 100 150
M
ô
 m
en
 t
ại
 m
ép
d
ầm
 -
cộ
t 
(k
N
.m
)
Chuyển vị đầu cột (mm)
Sàn chịu kéo N = 250T
Sàn chịu kéo N = 200T
Sàn chịu kéo N = 150T
Sàn chịu kéo N = 100T
Sàn chịu nén N = 250T
Sàn chịu nén N = 200T
Sàn chịu nén N = 150T
Sàn chịu nén N = 100T
-500
0
500
0 50 100 150
M
ô
 m
en
 t
ại
 m
ép
d
ầm
 -
cộ
t 
(k
N
.m
)
Chuyển vị đầu cột (mm)
Sàn chịu kéo N = 250T
Sàn chịu kéo N = 200T
Sàn chịu kéo N = 150T
Sàn chịu kéo N = 100T
Sàn chịu nén N = 250T
Sàn chịu nén N = 200T
Sàn chịu nén N = 150T
NCS. Hoàng Mạnh – Viện KHCN Xây dựng 8 
Bảng 2-1: Số tỷ lệ tương tự 
Nhóm 
tham số 
Tên tham số 
khảo sát 
Thứ nguyên 
thuộc hệ SI 
Số tỷ lệ tương tự (si) 
Tương tự 
hoàn toàn 
Khối lượng 
nhân tạo 
Vật liệu thực; 
Bỏ qua lực 
trọng trường 
(1) (2) (3) (4) (5) (6) 
Hình học Độ dài, L L sL sL sL 
Chuyển vị,  L sL 
sL sL 
Vật liệu 
Môđun đ/hồi, E ML-1T-2 sE sE sE 
K/lượng đơn vị, ML-3 sE sL
-1 S s 
Biến dạng,  - 1 1 1 
Tải trọng Lực, F MLT-2 sE.sL
2 sE.sL
2 sE.sL
2
Ứng suất,  ML-1T-2 sE sE sE 
Vật lý 
Gia tốc t/trường, g LT-2 1 1 bỏ qua 
Gia tốc c/động, a LT-2 1 1 sEsL
-1s -1 
Thời gian, T T sL
1/2 sL
1/2 sLsE
-1/2s 1/2 
Vận tốc , v LT-1 sL
1/2 sL
1/2 sE
1/2s -1/2 
Tần số, f T-1 sL 
-1/2 sL 
-1/2 sL
-1sE
1/2s -1/2 
Năng lượng, En ML2T-2 sE.sL
3 sE.sL
3 sE.sL
3 
2.3 Kết quả đạt được của Chương 2 
- Về nghiên cứu lý thuyết: 
+ Đã tổng hợp và đưa ra được nguyên lý của phương pháp phân tích phi tuyến 
cho kết cấu, bao gồm: phân tích tĩnh phi tuyến và phân tích phi tuyến theo lịch sử 
thời gian. 
+ Đã lựa chọn và đề xuất công cụ phân tích là phần mềm phân tích phi tuyến có 
bản quyền SeismoStruct 2016. Đây là một phần mềm đủ mạnh để có thể phân 
tích đối tượng nghiên cứu ở trong và ngoài giai đoạn đàn hồi khi chịu tác động 
của động đất. 
- Về nghiên cứu thực nghiệm: 
+ Từ lý thuyết chung đã thiết lập được phương pháp xây dựng giản đồ gia tốc 
nhân tạo dựa trên giản đồ động đất cho trước và phổ mục tiêu phù hợp với địa 
điểm xây dựng ở Việt Nam. 
+ Đã đề xuất quy trình thiết lập giản đồ gia tốc nhân tạo hòan toàn dựa trên đặc 
điểm vị trí công trình xây dựng và đưa ra phương pháp phù hợp với điều kiện của 
Việt Nam. Việc xây dựng giản đồ gia tốc nhân tạo này có ý nghĩa quan trọng 
trong phân tích động phi tuyến theo lịch sử thời gian và thử nghiệm trên bàn rung 
mô phỏng động đất. 
+ Đã phân tích ảnh hưởng của mối nối dầm – cột biên và dầm – cột giữa đến sự 
làm việc của hệ kết cấu nói chung và dạng kết cấu bán lắp ghép nói riêng. Từ kết 
quả nghiên cứu ở mục 2.3.2.3 cho thấy, mối nối này có thể chịu được 25% giá trị 
mô men so với mối nối toàn khối tương đương. 
+ Trên cơ sở tổng hợp phương pháp mô hình hóa trong thực nghiệm, đã thiết lập 
được các quan hệ tương tự để từ đó có thể thiết kế mô hình thử nghiệm và quy đổi từ 
kết quả thử nghiệm về kết quả tương ứng với mô hình thực, phù hợp với điều kiện ở 
Việt Nam và thiết bị bàn rung của Viện Khoa học công nghệ xây dựng. 
NCS. Hoàng Mạnh – Viện KHCN Xây dựng 9 
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TỔNG THỂ NHÀ CAO TẦNG 
BTCT BÁN LẮP GHÉP TRÊN BÀN RUNG MÔ PHỎNG ĐỘNG ĐẤT 
Trên cơ sở các kết quả đạt được của Chương 2, trong Chương 3 này trình bày các nội 
dung liên quan đến nghiên cứu thực nghiệm mô hình tổng thể kết cấu không gian nhà 
cao tầng BTCT bán lắp ghép trên bàn rung mô phỏng động đất. 
3.1 Thiết kế mô hình nghiên cứu thực nghiệm 
+ Mô hình được thiết kế trên cơ sở công trình thực là nhà BTCT bán lắp ghép 12 
tầng và 16 tầng, nhịp điển hình 7,2 x 7,2 m, xây dựng tại Đông Anh, Hà Nội có 
PGA: agR = 0,1g (Chu kỳ lặp 475 năm); đất nền loại D. 
+ Căn cứ về Mức độ phức tạp của hình dạng đối tượng, kích cỡ công trình thực, 
cấu tạo chi tiết liên kết để lựa chọn phương pháp mô hình hóa là dùng vật liệu 
thực bất kỳ và bỏ qua ảnh hưởng của gia tốc trọng trường. 
+ Xác định các tham số độc lập cơ bản cho mô hình tương tự vật lý: 
Chọn số tỷ lệ độc lập cơ bản thứ nhất của bài toán là số tỷ lệ kích thước độ dài sẽ là: 
* N
L
M
L
s
L
 = 12 (3-1) 
+ Trên cơ sở các yêu cầu thực tế của đối tượng khảo sát, mô hình thí nghiệm sau 
khi lựa chọn có các thông tin chính sau: 
- Chiều cao tổng thể: H(M) = 3,475 m; 
- Kích thước mặt bằng công trình: 2,20 x 2,30 m; 
- Chiều cao tầng: Tầng 1, h1= 450 mm; Tầng 2-12, h2-12 = 275 mm. 
- Trọng lượng tổng thể của mô hình xấp xỉ: 7.800 kG. 
3.2 Tính toán xác định các vật liệu tương tự 
- Tiêu chuẩn tương tự của vật liệu thép được biểu diển bởi công thức: 
 2.
Rs
s M s N
s L
s
A A
s s
 (3-2) 
Bảng 3-1: Đặc tính cơ lý cốt thép sử dụng trong mô hình thí nghiệm 
TT Loại thép 
Đặc trưng hình học Lực kéo 
đứt (N) 
Cường độ chịu kéo (MPa) 
Đ/kính (mm) Diện tích (mm2) Thí nghiệm Trung bình 
1 
Thép thanh 
1,0 0,79 
395 503 
518,3 395 503 
431 549 
2 
Thép thanh 
2,0 3,14 
1400 446 
436 1354 431 
1354 431 
3 Thép thanh 2,5 4,91 
1627 518 
521 1657 527 
1627 518 
4 Sợi thép lưới 0,5 0,2 500 
- Tiêu chuẩn tương tự của vật liệu bê tông được biểu diển bởi công thức: 
 2,4 0,422,4
N
E R M N
R
s s R R (3-3) 
+ Đối với cột, dầm lắp ghép: dùng loại bê tông cốt liệu nhỏ B15; 
NCS. Hoàng Mạnh – Viện KHCN Xây dựng 10 
+ Đối với vách lõi cứng, phần đổ bù trong dầm và bản sàn: dùng loại bê 
tông cốt liệu nhỏ B10. 
-Thiết kế cấp phối cho các loại bê tông trên cho trong bảng 3-2 
Bảng 3-2: Thành phần cấp phối bê tông theo cấp bền thiết kế 
Vật liệu thành phần 
Trọng lượng yêu cầu 
Cấp độ bền B15 Cấp độ bền B10 
Xi măng (kG) 464 400 
Cát mịn (kG) 1035 1035 
Đá dăm  3mm (kG) 444 444 
Nước (lít) 290 290 
Phụ gia (lít) 4,64 4,00 
- Kết quả thí nghiệm đặc trưng cơ lý của bê tông mô hình cho trong bảng 3-3 
Bảng 3-3: Kết quả thí nghiệm đối với các chỉ tiêu của vật liệu mô hình 
 Tên tham số khảo sát 
Giá trị trung bình Số mẫu 
thí nghiệm 
Cấp độ bền B10 Cấp độ bền B15 
Thiết kế Thí nghiệm Thiết kế Thí nghiệm 
Khối lượng riêng [kG/m3] 2200 2250 250 2300 3 
Cường độ nén R28 [MPa] ~14,94 13,2 ~20,3 20 3 
Mô đun đàn hồi E [MPa] - 13,05.103 - 14,23.103 3 
+ Xác định số tỷ lệ tương tự cho mô hình tương tự trong bảng 3-4. 
 Bảng 3-4: Số lỷ lệ tương tự của các tham số dẫn xuất trong hệ khảo sát theo tỷ lệ của 
2 tham số độc lập cơ bản là SL và SE 
Nhóm tham số Tên và ký hiệu 
tham số khảo sát 
 Phương trình 
 chỉ tiêu tương tự 
Số tỷ lệ tương tự 
của tham số 
Hình học 
Độ dài, L sL = sL
* sL
*= 12 
Chuyển vị,  
*
1
L
s
s
 
sL = 12 
Vật liệu 
Môđun đ/hồi, E *
E Es s 
sE
* = 2,4 
K/lượng đơn vị, s = s s = 1 
Biến dạng,  1s 1s 
Lực 
Lực, F 
* *2
1
.
F
E L
s
s s
sF = 345,6 
Ứng suất,  
*
1
E
s
s
 
s = 2,4 
Các tham số 
khác 
Gia tốc c/động, a 
*
*
1
a L
E
s s s
s
sa= 1/5 
Thời gian, T 
1
* 2
*
1T E
L
s s
s s 
sT = 7,747 
Vận tốc , v 
*
.
1v T
L
s s
s
sv = 1,549 
 Tần số, f . 1f Ts s 
sf = 0,129 
Năng lượng, En ( )
* *3
1
.
En
E L
s
s s
s(En) = 4,147.10
3 
NCS. Hoàng Mạnh – Viện KHCN Xây dựng 11 
3.3 Tính toán phân tích sơ bộ cho mô hình thử nghiệm 
Sau khi có các thông số về kích thước hình học, vật liệu, tải trọng, ... của mẫu thí 
nghiệm, tiến hành phân tích sơ bộ mô hình để dự đoán các ứng xử của nó trước 
khi thí nghiệm. 
3.4 Biện pháp chế tạo cấu kiện tiền chế 
Trong phần này trình bày biện pháp chế tạo của dầm, cột, sàn bao gồm: xác định 
hình dạng và kích thước cấu kiện, cách tạo ứng lực trước trong cấu kiện dầm, 
3.5 Lắp dựng cấu kiện tiền chế và thi công phần BTCT toàn khối 
Trong phần này trình bày biện pháp lắp dựng phần BTCT toàn khối mô hình bao 
gồm: thiết kế và chế tạo bản đế; thi công lõi mô hình; biện pháp lắp ghép các cấu 
kiện chế tạo sẵn; biện pháp đổ bù phần lắp ghép và đổ toàn khối bê tông dầm; sàn 
mô hình. 
3.6 Quy trình thử nghiệm 
3.6.1 Thiết bị thí nghiệm 
Phần này trình bày các thiết bị được sử dụng trong quá trình thí nghiệm mô hình 
kết cấu không gian nhà cao tầng BTCT bán lắp ghép trên bàn rung. 
+ Bàn rung mô phỏng động đất: Kích thước bàn rung : 3,0m × 3,0m; Dải tần số: 
0÷50Hz; Gia tốc tối đa khi có tải theo 2 phương X,Y: 1,1g; Gia tốc tối đa khi 
không tải theo 2 phương X,Y: 2,6g; Khối lượng mẫu thí nghiệm tối đa: 10 tấn; 2 
kích thủy lực theo 2 phương X,Y với năng lực mỗi kích : ±250kN. 
+ Hệ thống thiết bị đo đạc và thu nhận dữ liệu, bao gồm: 
- Đầu đo gia tốc: 2 phương của hãng Summit với dải đo -13g ÷ 14g; 
- Đầu đo chuyển vị: 07 đầu đo dạng thanh LVDT loại SL-500 và SL-300; 
- Phiến đo biến dạng: hãng TML có điện trở 120Ω; 
- Hệ thu nhận dữ liệu: Hệ thống Wavebook thu nhận dữ liệu; 
- Phần mềm thu nhận và xử lí số liệu DASYLab: để hiển thị các số liệu lên màn 
hình dưới nhiều dạng khác nhau (số liệu, bảng biểu, biểu đồ); 
- Máy ảnh và máy quay video: Máy ảnh và máy quay video tốc độ cao; 
- Phần mềm điều khiển bàn rung 469D (Mỹ): để điều khiển bàn rung theo 3 thông 
số: gia tốc, vận tốc và chuyển vị. 
3.6.2 Bố trí thiết bị đo và thu nhận số liệu thí nghiệm 
Sơ đồ bố trí thí nghiệm được biểu diễn trên Hình 3-1. 
Hình 3-1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 
NCS. Hoàng Mạnh – Viện KHCN Xây dựng 12 
Hình 3-2: Hình ảnh tổng thể thử nghiệm mô hình trên bàn rung 
- Bố trí đầu đo gia tốc: Các đầu đo gia tốc được gắn tại cao trình sàn của một số 
tầng của mẫu thí nghiệm bao gồm: mặt móng, sàn tầng 3, 5, 6, 7, 8 ,9, 10, 11, mái. 
- Bố trí đầu đo chuyển vị: Các đầu đo chuyển vị được bố trí tại cao trình của sàn: 
mặt móng, sàn tầng 2, 4, 6, 8, 10, 12 theo phương X và được thay đổi sang 
phương Y khi thí nghiệm mô hình theo phương Y. 
3.6.3 Giản đồ gia tốc sử dụng trong bàn rung mô phỏng động đất 
Mẫu thí nghiệm được tiến hành với 03 dạng sóng đầu vào như sau: Giản đồ gia 
tốc El Centro 1940; Giản đồ gia tốc nhân tạo; Hàm điều hòa. 
Hình 3-3: Giản đồ gia tốc nhân tạo ứng với chu kỳ lặp 95 năm 
Hình 3-4: Giản đồ gia tốc nhân tạo ứng với chu kỳ lặp 475 năm 
Hình 3-5: Giản đồ gia tốc nhân tạo ứng với chu kỳ lặp 2475 năm 
3.6.4 Quy trình gia tải 
Các bước thí nghiệm cho mỗi phương X và Y như sau: 
- Bước 1: thí nghiệm xác định chu kỳ dao động riêng của mô hình bằng cách tác 
động vào bàn rung một hàm điều hòa có tần số f = 2Hz, biên độ 0,1g. 
-0.5
0
0.5
0 5 10 15 20 25 30
G
IA
 T
Ố
C
(G
)
THỜI GIAN (S)
-1
0
1
0 5 10 15 20 25 30 35
G
IA
 T
Ố
C
(G
)
THỜI GIAN (S)
-2
-1
0
1
2
0 5 10 15 20 25 30 35
G
IA
 T
Ố
C
 (
G
)
THỜI GIAN (S)
Bàn rung 
Móng mô hình 
Đầu đo chuyển vị 
Khối bê tông 
Đầu đo gia tốc 
NCS. Hoàng Mạnh – Viện KHCN Xây dựng 13 
- Bước 2: thí nghiệm với giản đồ gia tốc của trận động đất El centro 1940 và giản 
đồ gia tốc nhân tạo ứng với chu kỳ lặp 95 năm. 
- Bước 3: thí nghiệm xác định chu kỳ dao động riêng của mô hình thí nghiệm. 
- Bước 4: thí nghiệm với giản đồ gia tốc của trận động đất Elcentro 1940 và giản 
đồ gia tốc nhân tạo ứng với chu kỳ lặp 475 năm. 
- Bước 5: thí nghiệm xác định chu kỳ dao động riêng của mô hình thí nghiệm. 
- Bước 6: thí nghiệm với giản đồ gia tốc nhân tạo ứng với chu kỳ lặp 2475 năm. 
- Bước 7: thí nghiệm xác định chu kỳ dao động riêng của mô hình thí nghiệm. 
3.7 Kết quả thí nghiệm 
Hình 3-6: Sự phá hoại trên mô hình thí nghiệm ở chu kỳ lặp 2475 năm 
Hình 3-7: Sự phá hoại trên mô hình - trục 
Y1 ở chu kỳ lặp 2475 năm 
Hình 3-8: Sự phá hoại trên mô hình - trục 
X3 ở chu kỳ lặp 2475 năm 
3.7.1 Kết quả đo gia tốc 
Đầu đo gia tốc đo được tại tất cả các sàn từ móng đến đỉnh mô hình, sau đây là 
một số kết quả chính. 
Hình 3-9: Gia tốc tại móng và đỉnh mô hình – chu kỳ lặp 2475 năm 
Số liệu đo gia tốc một số sàn tầng tương ứng với sóng đầu vào là giản đồ Elcentro 
được cho trong các Hình 3-10. 
Hình 3-10: Gia tốc đỉnh mô hình – chu kỳ lặp 95 năm 
+ 450
+ 725
+ 450
+ 725
Nøt ch¹y quanh
ch©n v¸ch
-2
-1
0
1
0 5 10 15 20
G
ia
 t
ố
c 
(g
)
Thời gian (s)
ĐỈNH MÓNG
-0.5
0
0.5
1
0 5 10 15 20 25 30 35
G
ia
 t
ố
c 
(g
)
Thời gian (s)
NCS. Hoàng Mạnh – Viện KHCN Xây dựng 14 
3.7.2 Kết quả đo chuyển vị 
Hình 3-11: Chuyển vị tương đối giữa mặt móng và đỉnh - chu kỳ lặp 475 năm 
Hình 3-12: Chuyển vị tương đối giữa mặt móng và đỉnh mô hình - chu kỳ lặp 2475 năm 
3.7.3 Nhận xét về kết quả thử nghiệm 
Từ kết quả ở mục 3.8.1 cho thấy: ở các chu kỳ lặp 95 năm và 475 năm, mô 
hình chưa xuất hiện hư hỏng ở tất cả các cấu kiện. Điều này có thể lý giải là công 
trình có thể đang làm việc trong giai đoạn đàn hồi, chưa xuất hiện các khớp dẻo. Chưa 
có sự thay đổi độ cứng của mô hình ở các chu kỳ này, điều này được giải thích khi 
qua mỗi bước gia tải, sử dụng hàm điều hòa để kiểm tra sự thay đổi độ cứng của mô 
hình thì không thấy có sự khác biệt giữa các bước gia tải ở chu kỳ lặp này. 
Với kết quả trong Hình 3-29, tại chu kỳ lặp 2475 năm (PGA = 1,2g), mô 
hình đã xuất hiện vết nứt và hư hỏng ở tất cả các chân cột tầng 1, vách tầng 1 và 
một số vị trí ở liên kết dầm – cột tầng 2. Các vết nứt có xu hướng lan dần từ tầng 1 
lên tầng 2 và kết thúc ở tầng 2. Hiện tượng này cho thấy vùng tới hạn đã xuất hiện 
ở vị trí chân vách tầng 1, phần dưới chân cột tầng 1, liên kết dầm – cột tầng 2. 
Từ các Hình 3-30 đến Hình 3-32 cho thấy, trong quá trình xảy ra hiện tượng 
hình thành vết nứt, phần chân vách xuất hiện khớp dẻo đầu tiên, sau đó khớp dẻo 
mới hình thành tại các chân cột tầng 1 và lan dần lên tầng 2. Khi chân vách bắt 
đầu hiện tượng chảy dẻo đến khi phá hoại, lực cắt tập trung vào các cột, dẫn đến 
các cột vượt quá khả năng chịu lực và làm cho các cột tầng 1 bị phá hoại, sau đó 
sự phá hoại lan dần lên tầng trên. 
Ở các hình từ 3-29 đến hình 3-32 có thể nhận thấy, phá hoại ở chân cột 
xuất hiện nhiều ở vị trí cách mép sàn từ 60 mm đến 75 mm. Đây là chiều dài đoạn 
cốt thép chờ để liên kết giữa móng với cột tầng 1. Điều này cho thấy cốt thép chờ 
cột đã làm tăng khả năng chịu lực của cột và vị trí kết thúc của thép chờ chính là 
vùng xung yếu dẫn tới phá hoại cột. 
Với kết quả của gia tốc tương đối ở đỉnh mô hình tại chu kỳ lặp 2475 năm 
(Hình 3-38) cho biết: tại thời điểm mô hình bị hư hỏng tại chân vách, chân cột 
trong thực nghiệm tương ứng với đỉnh gia tốc nền (PGA) cho mô hình thực nằm 
trong khoảng từ 0.18g  0.24g. Có nghĩa là công trình đã đến giai đoạn “gần sập 
đổ” khi động đất đạt đến cấp VIII (thang MSK-64) theo Eurocode 8 – Phần 3. 
-10
-5
0
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
C
h
u
yể
n
 v
ị (
m
m
)
Thời gian (s)
-10
-5
0
5
10
0 5 10 15 20 25 30 35 40
C
h
u
yể
n
 v
ị (
m
m
)
Thời gian (s)
NCS. Hoàng Mạnh – Viện KHCN Xây dựng 15 
3.8 Kết quả đạt được của Chương 3 
Trên cơ sở quan hệ tương tự được thiết lập ở Chương 2, đã xây dựng được 
số tỷ lệ tương tự theo các tham số vật lý cho nhà 12 tầng và 16 tầng. Với năng 
lực cho phép của bàn rung, lựa chọn mô hình thí nghiệm là nhà 12 tầng BTCT 
bán lắp ghép. 
Đã xây dựng được trình tự và nội dung các bước thí nghiệm mô hình tổng 
thể nhà cao tầng BTCT bán lắp ghép trên bàn rung mô phỏng động đất; Từ đây, 
có thể được áp dụng để thí nghiệm cho các mô hình khác nhau trên bàn rung mô 
phỏng động đất. 
Đã tiến hành thí nghiệm cho mô hình mô hình tổng thể nhà 12 tầng BTCT 
bán lắp ghép với 03 loại giản đồ gia tốc và ở các chu kỳ lặp 95 năm, 475 năm và 
2475 năm, ở các giai đoạn trong và ngoài giai đoạn đàn hồi, đến khi mô hình xảy 
ra hiện tượng phá hoại; 
Đã rút ra được một số nhận xét từ kết quả thực nghiệm sau: 
+ Ở các chu kỳ lặp 95 năm và 475 năm, mô hình chưa xuất hiện hư hỏng 
ở tất cả các cấu kiện. Điều này có thể lý giải là mô hình đang làm việc trong giai 
đoạn đàn hồi, chưa xuất hiện các khớp dẻo, chưa có sự thay đổi độ cứng của mô 
hình ở các chu kỳ này. 
+ Sự xuất hiện và phát triển các khớp dẻo trong khung không gian tổng thể 
của mô hình thực nghiệm: Trong quá trình xảy ra hiện tượng hình thành vết nứt, 
phần chân vách xuất hiện khớp dẻo đầu tiên, sau đó khớp dẻo mới hình thành tại 
các chân cột tầng 1 và lan dần lên tầng 2. Khi chân vách bắt đầu hiện tượng chảy 
dẻo đến khi phá hoại, lực cắt tập trung vào các cột, dẫn đến các cột vượt quá khả 
năng chịu lực và làm cho các cột tầng 1 bị phá hoại, sau đó sự phá hoại lan dần 
lên tầng trên. 
Phá hoại ở chân cột xuất hiện nhiều ở vị trí cách mép sàn từ 60 mm đến 75 
mm. Đây chính là chiều dài đoạn cốt thép chờ để liên kết giữa cột với cột. Điều 
này cho thấy cốt thép chờ cột đã làm tăng khả năng chịu lực của cột và vị trí kết 
thúc của thép chờ chính là vùng xung yếu dẫn tới phá hoại cột. 
+ Các giản đồ gia tốc đã được thiết lập để sử dụng cho thí nghiệm là phù 
hợp với các thông số kỹ thuật của bàn rung và có thể áp dụng để thí nghiệm cho 
các kết cấu khác nhau trên bàn rung mô phỏng động đất; 
+ Tại thời điểm công trình bị hư hỏng tại chân vách, chân cột, trong thực 
nghiệm cho thấy tương ứng với đỉnh gia tốc nền (PGA) nằm trong khoảng từ 
0.18g  0.24g. Có nghĩa là công trình đã đến giai đoạn “gần sập đổ” khi động đất 
đạt đến cấp VIII (thang MSK-64) theo Eurocode 8 – Phần 3. Điều này là tương 
đối phù hợp khi trong Eurocode 3 khuyến cáo giai đoạn “gần sập đổ” tương ứng 
với chu kỳ lặp là 2475 năm. 
CHƯƠNG 4. PHÂN TÍCH SỰ LÀM VIỆC TỔNG THỂ CỦA KẾT CẤU 
KHÔNG GIAN NHÀ CAO TẦNG BTCT BÁN LẮP GHÉP CHỊU TẢI TRỌNG 
ĐỘNG ĐẤT 
Để bổ trợ cho các kết quả nghiên cứu thực nghiệm, trong chương này trình bày 
nội dung và các kết quả phân tích ứng xử tổng thể của kết cấu không gian nhà 
cao tầng BTCT bán lắp ghép chịu tải trọng động đất. 
NCS. Hoàng Mạnh – Viện KHCN Xây dựng 16 
4.1 Giới thiệu đối tượng khảo sát 
Sơ đồ kết cấu được sơ bộ lựa chọn như sau: Kết cấu khung không gian cao 16 
tầng và 12 tầng, có mặt bằng giống nhau; Kết cấu làm việc theo dạng hệ kết cấu 
khung, lõi vách; Các mối nối dầm - cột được xét cho 02 trường hợp là khớp và 
ngàm; mối nối dầm – vách, cột - móng được xem là ngàm. 
4.2 Phân tích sự làm việc tổng thể của nhà cao tầng BTCT bán lắp ghép 
Đối tượng khảo sát được mô hình hóa và phân tích bằng phần mềm chuyên dụng 
SeismoStruct 2016 đã được giới thiệu ở Chương 2. 
4.2.1 Phân tích phổ phản ứng (Response Spectrum Analysis) 
- Chuyển vị của mô hình khảo sát 
Hình 4-1: Chuyển vị cho trường hợp liên kết dầm – cột là khớp 
Hình 4-2: Chuyển vị cho trường hợp liên kết dầm – cột là ngàm 
- Lực cắt đáy của mô hình khảo sát: Lực cắt đáy trong vách so với tổng lực cắt đáy 
của mô hình khảo sát chiếm từ 70% đến 95% tùy trường hợp của mối nối và chu 
kỳ lặp. Đối chiếu với điều kiện trên, dạng kết cấu này được phân loại là “hệ tường” 
theo TCVN 9386:2012. Bởi vậy, ứng xử của công trình khi chịu tải trọng động đất 
phụ thuộc phần lớn vào ứng xử của hệ kết cấu tường. Mặc dù vậy, sự làm việc của 
mối nối cần được xét đến khi không phải hoàn toàn hệ kết cấu tường chịu toàn bộ 
lực cắt đáy khi phát sinh động đất. 
NCS. Hoàng Mạnh – Viện KHCN Xây dựng 17 
4.2.2 Phân tích tĩnh phi tuyến đẩy dần (Static Pushover Analysis) 
Phân tích tĩnh phi tuyến cho mô hình 8 tầng, 12 tầng và 16 tầng ứng với 02 trường 
hợp: mối nối dầm – cột là ngàm và mối nối dầm – cột là khớp. 
- Đối với mô hình khảo sát 12 tầng: 
Bảng 4-1: Kết quả phân tích tĩnh phi tuyến cho mô hình 12 tầng 
STT Chu kỳ lặp Sae (g) Sde (g) R  Dt (m) 
1 95 năm 
1.1 Sơ đồ ngàm 0.155 0.004 0.915 0.915 0.057 
1.2 Sơ đồ khớp 0.146 0.004 1.053 1.053 0.061 
2 475 năm 
2.1 Sơ đồ ngàm 0.267 0.068 1.578 1.578 0.098 
2.2 Sơ đồ khớp 0.252 0.007 1.815 1.815 0.104 
3 2475 năm 
3.1 Sơ đồ ngàm 0.464 0.012 2.736 2.736 0.171 
3.2 Sơ đồ khớp 0.438 0.013 3.147 3.147 0.181 
- Đối với mô hình khảo sát 16 tầng: 
Bảng 4-2: Kết quả phân tích tĩnh phi tuyến cho mô hình 16 tầng 
STT Chu kỳ lặp Sae Sde R  Dt 
1 95 năm 
1.1 Sơ đồ ngàm 0.110 0.006 0.912 0.912 0.080 
1.2 Sơ đồ khớp 0.099 0.006 1.026 1.026 0.089 
2 475