Đánh giá cơ chế phá hoại và hệ số ứng xử của kết cấu nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép chịu động đất

Nghiên cứu này tiến hành đánh giá cơ chế phá hoại, hệ số ứng xử và hệ số giảm độ cứng của kết cấu nhà nhiều tầng chịu động đất sử dụng phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến. Hai kết cấu công trình thực tế bằng bê tông cốt thép tại TP.HCM có quy mô lần lượt là 12 tầng và 20 tầng được khảo sát. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá cơ chế phá hoại và hệ số ứng xử của kết cấu nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép chịu động đất NGHIÊN CỨU KHOA HỌC nNgày nhận bài: 14/01/2022 nNgày sửa bài: 23/02/2023 nNgày chấp nhận đăng: 16/3/2023 Đánh giá cơ chế phá hoại và hệ số ứng xử của kết cấu nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép chịu động đất Evaluation of progressive collapse and behavior factor of multi-storey reinforced concrete structures during earthquakes > TRẦN NGỌC THANH1, NGUYỄN THỊ THANH HƯƠNG1, LÊ THÁI PHONG2, PHAN ĐĂNG KHOA2, NGUYỄN VĂN THUẦN3* 1 GV Viện Xây dựng, Trường Đại học GTVT TP.HCM 2 SV Viện Xây dựng, Trường Đại học GTVT TP.HCM 3* GV khoa Kỹ thuật giao thông, Trường Đại học Nha Trang Email: ngocthanh.tran@ut.edu.vn, huong.nguyen@ut.edu.vn, 1851160159@sv.ut.edu.vn, 1851160031@sv.ut.edu.vn, thuannv@ntu.edu.vn (tác giả liên hệ) TÓM TẮT ABSTRACT Nghiên cứu này tiến hành đánh giá cơ chế phá hoại, hệ số ứng xử This research aims to evaluate the progressive collapse, behavior và hệ số giảm độ cứng của kết cấu nhà nhiều tầng chịu động đất factor and stiffness scale factor of multi-storey structures under sử dụng phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến. Hai kết cấu công earthquakes using nonlinear static analysis method. Two multi-storey trình thực tế bằng bê tông cốt thép tại TP.HCM có quy mô lần lượt reinforced concrete structures in Ho Chi Minh city, with different là 12 tầng và 20 tầng được khảo sát. Từ kết quả phân tích có thể number of stories (12 and 20), were carried out to investigate. From thấy cơ chế phá hoại của các kết cấu hoàn toàn trái ngược nhau: the analysis results, the progressive collapse was completely kết cấu công trình 12 tầng có khớp dẻo hình thành ở cột trước different between two structures: 12 storey building showed the hinge trong khi kết cấu công trình 20 tầng thì khớp dẻo hình thành ở formation at the column first where 20 storey building exhibited the dầm trước. Thêm nữa, hệ số ứng xử được tính toán từ phân tích hinge formation at the beam first. In addition, the behavior factors tĩnh phi tuyến của 2 kết cấu công trình đều cho kết quả cao hơn hệ obtained from nonlinear static analysis method were higher than số ứng xử quy định theo tiêu chuẩn và vì vậy khả năng tiêu tán those obtained from design requirements and thus the energy năng lượng thực tế của kết cấu cao hơn mong đợi. Ngoài ra, hê số absorption capacity of two structures were higher than expected. On giảm độ cứng của các kết cấu công trình cũng được quan sát thấy the other hand, the stiffness scale factors were found to be different không giống như qui định. to design requirements. Từ khóa: Động đất; kết cấu nhà nhiều tầng; phân tích phi tuyến; cơ Keywords: Earthquake; multi-storey structures; nonlinear static cấu phá hoại; hệ số ứng xử; hệ số giảm độ cứng analysis; progressive collapse; behavior factor; stiffness scale factor 1. GIỚI THIỆU đặc biệt một số kết cấu có cơ cấu phá hoại không mong muốn là ở Độ an toàn của các kết cấu nhà nhiều tầng chịu tải trong động đầu cột trước đầu dầm [4]. Vì vậy để đảm bảo an toàn cho kết cấu đất thu hút được sự quan tâm mạnh mẽ do sự gia tăng tần suất và nhà nhiều tầng chịu động đất, việc dự đoán chính xác tác động cường độ của các trận động đất gần đây ở trong nước như tại tỉnh động đất trong mối liên hệ với ứng xử của kết cấu công trình là yêu Kon Tum và ngoài nước như tại Đài Loan, Trung Quốc và Mexico cầu cấp bách. [1]. Dưới tác động ngoài dự đoán của động đất có thể gây ra sụp Các phương pháp phân tích động đất hiện nay chủ yếu được đổ kết cấu và xa hơn là ảnh hưởng đến tính mạng và tài sản của sử dụng là phương pháp tuyến tính như tĩnh lực ngang tương con người. Một vài trận động đất điển hình như trận động đất tại đượng hay phổ phản ứng được qui định theo tiêu chuẩn TCVN Chile gây hư hỏng và sụp đổ của các nhà nhiều tầng và trung tâm 9386:2012 [5]. Do được sử dụng rộng rãi trong phân tích động đất thương mại [2], trận động đất tại Mexico năm 2017 gây sụp đổ hơn ở Việt Nam nên có một số các nghiên cứu đề cập về các phương 44 tòa nhà [3], trận động đất tại Thổ Nhĩ Kỳ 2011 làm hư hỏng và pháp tuyến tính. Nguyễn Đại Minh [6] trình bày so sánh tính toán sụp đổ một phần hay toàn bộ kết cấu công trình trong thành phố, động đất nhà cao tầng theo phương pháp tĩnh lực ngang tương 148 04.2023 ISSN 2734-9888 w w w.t apchi x a y dun g .v n đương và phương pháp phổ phản ứng. Kết quả nghiên cứu đã chỉ công trình thực tế là nhà nhiều tầng với hệ kết cấu phức tạp. Như ra rằng Kết quả tính toán so sánh giữa phương pháp phổ phản ứng vậy ứng xử ngoài miền đàn hồi của kết cấu nhà nhiều tầng bằng nhiều dạng dao động, phương pháp tĩnh lực ngang tương đương bê tông cốt thép khi chịu động đất chưa được hiểu rõ và rất cần và phương pháp tĩnh lực ngang tương đương có cải tiến cho thấy thêm các nghiên cứu đánh giá. phương pháp tĩnh lực ngang tương đương có cải tiến cho kết quả Để hiểu rõ được ứng xử ngoài miền đàn hồi của kết cấu nhà an toàn nhất trong 3 phương pháp và phản ứng của công trình tại cao tầng bằng bê tông cốt thép chịu động đất, nghiên cứu này đề khu vực phía trên 1/ ...