- PHÂN TÍCH TĨNH VÀ ĐỘNG PHI TUYẾN KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP KHÔNG ĐỐI XỨNG. - Theo một số phương pháp phân tích kết cấu truyền thống, hệ kết cấu thường được phân tích đàn hồi và phải thỏa mãn nhiều yêu cầu có tính định lượng theo các điều khoản trong tiêu chuẩn áp dụng.. - Với các công trình có kết cấu điển hình và đều đặn, việc phân tích thường được thực hiện dựa trên mô hình đàn hồi tuyến tính. - Tính bất quy tắc cao làm cho ứng xử phi tuyến của của kết cấu trở nên không thể dự báo được nếu chỉ bằng các phân tích đàn hồi tuyến tính. - Trong trường hợp này, các tiêu chuẩn hiện hành đều yêu cầu phải thực hiện các phương pháp phân tích chính xác hơn, đó là các phương pháp phân tích tĩnh và phân tích động phi tuyến (phân tích theo lịch sử thời gian).. - Phương pháp phân tích theo lịch sử thời gian thường cho kết quả chính xác và hiệu quả trong việc nghiên cứu ứng xử của công trình khi chịu tác động của động đất. - Tuy nhiên, việc áp dụng phương pháp này khá phức tạp và tốn kém. - Các phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến được đề xuất đã trở thành công cụ phổ biến trong thiết kế và đánh giá công trình chịu động đất.. - đánh giá ứng xử của kết cấu khung bê tông cốt thép không đối xứng bằng phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến và phân tích động phi tuyến.. - Nghiên cứu tổng quan các phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến và phân tích động phi tuyến cho công trình chịu tải trọng động đất;. - Nghiên cứu khả năng phân tích tĩnh và động phi tuyến của các phần mềm tính toán (Etabs, Sap . - Đánh giá ứng xử của khung bê tông cốt thép không đối xứng bằng các phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến và phương pháp phân tích động phi tuyến. - so sánh, đánh giá các kết quả đạt được của các phương pháp phân tích, qua đó có thể đánh giá độ tin cậy, sự đóng góp của các phương pháp này trong việc thiết kế kháng chấn cho các công trình.. - Phạm vi nghiên cứu: đánh giá ứng xử bằng các phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến và phương pháp phân tích động phi tuyến.. - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về các phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến và phân tích động phi tuyến đã được mô tả trong các. - Thực hiện phân tích tĩnh (đẩy dần) cho một khung phẳng 3 tầng sử dụng phần mềm Sap 2000, sau đó phân tích theo lịch sử thời gian để so sánh kết quả.. - Thực hiện phân tích cho khung không gian bê tông cốt thép không đối xứng bằng các phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến và phân tích theo lịch sử thời gian, sau đó so sánh các kết quả đạt được.. - Bằng phương pháp phân tích tĩnh và động phi tuyến đối với khung bê tông cốt thép không đối xứng, có thể đánh giá ứng xử thực tế của công trình khi làm việc ngoài đàn hồi, đánh giá chuyển vị, cơ chế hình thành khớp dẻo, từ đó chủ động thiết kế hệ kết cấu một cách hợp lý tránh hình thành dạng phá hoại hoặc mất ổn định nguy hiểm cho công trình.. - So sánh kết quả phân tích của các phương pháp phân tích tĩnh so với phân tích theo lịch sử thời gian, từ đó đánh giá sai lệch, độ chính xác của các phương pháp phân tích tĩnh, nhận xét các ưu nhược điểm của các phương pháp này và đề xuất giải pháp tối ưu trong thiết kế kháng chấn công trình.. - Phương pháp nghiên cứu. - Chương 1: Tổng quan về các phương pháp phân tích phi tuyến.. - Chương 2: Các phương pháp phân tích tĩnh phi tuyến và phân tích động phi tuyến đồi với khung bê tông cốt thép. - 1) Dùng phổ phản ứng quy định trong tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn để tiến hành phân tích kết cấu theo phương pháp đàn hồi.. - 2) Khả năng chịu lực của cấu kiện kết cấu được tiến hành thiết kế dựa theo nội lực được tổ hợp giữa tải trọng khác và tác dụng của động đất xác định bằng phương pháp phổ phản ứng thông qua. - phân tích đàn hồi. - Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương là phương pháp trong đó lực quán tính do lực động đất sinh ra tác động lên công trình theo phương ngang được thay bằng các tĩnh lực ngang tương đương.. - CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHI TUYẾN KẾT CẤU. - Phƣơng pháp phân tích tĩnh phi tuyến (Pushover Analysic). - Trong phương pháp này, các trường hợp tải ngang thích hợp được áp dụng cho mô hình tính toán của kết cấu và biên độ của chúng được gia tăng theo từng bước thời gian. - Một phân tích tĩnh phi tuyến được thực hiện tại mỗi bước, cho đến khi kết cấu hình thành một cơ chế sụp đổ. - Phƣơng pháp phân tích động phi tuyến. - Phương pháp phân tích phi tuyến theo lịch sử thời gian là một. - Phương pháp có một số hạn chế như: thời gian cần thiết cho mô hình, chuẩn bị đầu vào, thời gian tính toán, chi phí máy tính và công sức cho việc giải thích các đầu ra với lượng lớn làm cho việc sử dụng phương pháp phân tích như vậy không thực tế. - Tuy nhiên, ngày nay với sự tiến bộ của phần cứng và phần mềm máy tính, phân tích phi tuyến theo lịch sử thời gian đã được giải quyết nhanh chóng và tương đối sát với thực tế ứng xử của kết cấu.. - CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TĨNH PHI TUYẾN VÀ ĐỘNG PHI TUYẾN ĐỒI VỚI KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP. - NGUỒN GỐC VÀ CÁC MỨC ĐỘ PHÂN TÍCH PHI TUYẾN. - Nguồn gốc của phi tuyến. - Phân tích phi tuyến đưa ra một vài lựa chọn để kể đến các giả thiết trên. - Nếu xét đến phi tuyến toàn phần thì kết hợp cả phi tuyến hình học và phi tuyến vật liệu trong phân tích.. - Các mức độ phân tích. - Khi phân tích kết cấu, rất khó để có thể mô hình tất cả các yếu tố phi tuyến liên quan đến ứng xử thật của kết cấu như trong thực tế một cách chi tiết. - Các mức độ phân tích thông thường nhất của khung được chia thành bốn loại, tùy thuộc vào yếu tố phi tuyến vật liệu hoặc phi tuyến hình học, bao gồm:. - (1) Phân tích đàn hồi bậc nhất (first-order elastic analysis) (2) Phân tích đàn hồi bậc hai (second-order elastic analysis) (3) Phân tích phi đàn hồi bậc nhất (first-order inelastic. - Giả thiết cơ bản của kỹ thuật tuyến tính hóa sử dụng trong phương pháp phổ khả năng là: biến dạng đàn hồi dẻo lớn nhất của hệ một bậc tự do phi tuyến có thể xác định gần đúng thông qua biến dạng lớn nhất của hệ một bậc tự do tuyến tính có chu kỳ và tỷ số cản. - Sơ đồ tuyến tính hóa theo phương pháp phổ khả năng 2.2.2. - Theo chỉ dẫn trong FEMA 356, phương pháp hệ số chuyển vị đưa ra quy trình tính toán trực tiếp để xác định yêu cầu chuyển vị (displacement demand), hay còn gọi là chuyển vị mục tiêu (target displacement). - Phương pháp này không yêu cầu phải chuyển đổi đường cong khả năng về định dạng ADRS.. - Sơ đồ tuyến tính hóa theo phương pháp hệ số chuyển vị. - Đây là phương pháp cải tiến của phương pháp phổ khả năng.. - Đây là phương pháp cải tiến của phương pháp hệ số chuyển vị.. - PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỘNG PHI TUYẾN. - Quan hệ lực – biến dạng trong phân tích phi tuyến. - Mô hình phân tích. - Với mục đích phân tích và đánh giá phần lý thuyết đã nghiên cứu, trong luận văn sẽ tiến hành phân tích tính toán đối với các khung bê tông cốt thép đối xứng và không đối xứng. - Số liệu phân tích. - Mô hình phân tích tính toán khung bằng chƣơng trình SAP2000. - Khung được mô hình phân tích tính toán bằng chương trình SAP2000 V17.2.2. - Các khung lựa chọn phân tích được tính toán thiết kế sơ bộ theo tiêu chuẩn ACI 318-14 bằng kết quả phân tích tuyến tính và tính năng thiết kế của chương trình SAP2000. - Sau đó tiến hành phân tích kết cấu bằng các phương pháp phân tích phi tuyến như đã trình bảy ở trên.. - Trong luận văn, sử dụng kiểu tải trọng phân bố đều để phân tích đẩy dần khung và dùng kết quả đường cong đẩy dần để tính toán chuyển vị mục tiêu bằng các phương pháp khác nhau.. - Kết quả phân tích đẩy dần. - Chuyển vị mục tiêu của các hệ khung lần lượt được tính toán theo 4 phương pháp bên trên và được thực hiện tính toán trên phần mềm SAP2000.. - PHÂN TÍCH PHI TUYẾN THEO LỊCH SỬ THỜI GIAN 3.3.1. - Mô hình và quy trình phân tích. - Chương trình SAP2000 được sử dụng để phân tích theo lịch sử thời gian. - Mô hình khung được sử dụng tương tự như phân tích tĩnh. - Lựa chọn phân tích theo lịch sử thời gian, với các đặc tính phi tuyến vật liệu của hệ kết cấu mặc định của chương trình.. - Phổ gia tốc của 07 trận động đất và phổ phản ứng theo tiêu chuẩn ASCE 7-10 được sử dụng trong phân tích tĩnh phi tuyến. - Kết quả phân tích phi tuyến theo lịch sử thời gian a. - Chuyển vị đỉnh của các hệ khung lấy trung bình từ kết quả chuyển vị đỉnh lớn nhất trong phân tích theo lịch sử thời gian của 07 trận động.. - Chuyển vị tầng tương đối của các hệ khung trong phân tích theo lịch sử thời gian được lấy bằng giá trị trung bình các chuyển vị tầng tương đối cực đại của 07 trận động đất phân tích.. - Độ chính xác và sai lệch chuyển vị mục tiêu của các phương pháp tĩnh phi tuyến được đánh giá trong phần này. - Kết quả của các phương pháp tĩnh được so sánh với kết quả của phương pháp chính xác phân tích phi tuyến theo miền thời gian (NL-THA).. - Chuyến vị đỉnh của các hệ khung từ kết quả của các phương pháp tĩnh và động được thể hiện ở bảng sau:. - Chuyển vị đỉnh (m) của các hệ khung đối xứng theo các phân tích. - Chuyển vị đỉnh (m) của các hệ khung không đối xứng theo các phân tích. - Kết quả chuyển vị đỉnh công trình của các hệ khung theo các phương pháp phân tích được biểu diễn như biểu đồ sau:. - Biểu đồ biểu diễn chuyển vị đỉnh của các hệ khung theo các phương pháp phân tích. - Sai lệch tương đối chuyển vị đỉnh của phương pháp tĩnh đối với phương pháp động. - Biểu đồ so sánh chuyển vị tầng của các hệ khung 8 tầng đối xứng theo các phương pháp phân tích. - Để xem xét, so sánh các phương pháp tĩnh khác nhau và phương pháp động đối với trường hợp hệ kết cấu là khung - vách, tác giả tiến hành phân tích tính toán trên một công trình có sơ đồ kết cấu khung – vách, cao 12 tầng, với các thông số về vật liệu và tải trọng như các ví dụ trên.. - Thuộc tính phi tuyến vật liệu. - Kết quả phân tích hệ kết cấu khung – vách. - Trên Hình 3.24 và là biểu đồ thể hiện chuyển vị đỉnh và chuyển vị tầng của công trình theo các phương pháp nghiên cứu. - Qua đánh giá sơ bộ cho thấy với hệ kết cấu là khung – vách, giá trị chuyển vị tính theo các phương pháp tĩnh là khá nhỏ so với phương pháp động.. - Chuyển vị đỉnh hệ khung – vách theo các phương pháp. - Chuyển vị tầng của hệ khung – vách theo các phương pháp. - Trong chương 1 và chương 2, tác giả đã tổng quan về các phương pháp phân tích kết cấu chịu tải trọng động đất, bao gồm các phương pháp phân tích đàn hồi và các phương pháp phân tích phi tuyến.. - Trong chương 3, tác giả đã tiến hành phân tích các hệ kết cấu khác nhau, đối xứng và không đối xứng, hệ khung thuần túy và hệ khung vách bằng các phương pháp tĩnh và động phi tuyến, như đã nghiên cứu bên trên để đánh giá khả năng phân tích và sự phù hợp của các phương pháp với các hệ kết cấu khác nhau.. - Qua phân tích các hệ kết cấu với số tầng khác nhau bao gồm hệ khung thuần túy đối xứng, không đối xứng và hệ khung-vách bằng phương pháp phân tích đẩy dần và phân tích phi tuyến theo lịch sử thời gian với 07 trận động đất có tần suất là 2% trong 50 năm, ta có một số kết luận như sau:. - Trong bốn phương pháp xác định chuyển vị mục tiêu trong phân tích tĩnh phi tuyến, hai phương pháp dùng hệ số chuyển vị là FEMA-356 CM và FEMA-440 CM cho kết quả xấp xỉ nhau, gần như là bằng nhau cho các hệ khung và hệ khung-vách được nghiên cứu.. - Đối với các công trình có qui mô từ 4-12 tầng, kết quả nghiên cứu cho thấy các phương pháp tĩnh cho kết quả khá gần với phương. - Vì vậy, đối với các công trình có qui mô như trên, có thể áp dụng phương pháp tĩnh đế tính toán với kết quả khá tin cậy.. - Mức độ sai lệch chuyển vị mục tiêu của các phương pháp tĩnh so với phương pháp động có xu hướng tăng theo chiều cao tầng.. - Tất cả các phương pháp tĩnh cho kết quả lớn hơn phương pháp động với công trình từ 16 tầng trở lên. - Sự sai lệch của phương pháp FEMA-356 CM và FEMA-440 CM có thể lên đến khoảng 40% với công trình 20 tầng.. - Đối với hệ kết cấu khung-vách 12 tầng, các phương pháp tĩnh cho kết quả sai khác và thấp hơn khá nhiều so với phương pháp động.. - Dựa trên những kết quả thu được trong việc nghiên cứu và phân tích các công trình cụ thể, tác giả có một số kiến nghị về hướng phát triển tiếp theo của đề tài:. - Tiếp tục thực hiện phân tích trên các hệ kết cấu khác (khung – vách với số tầng khác nhau, hệ khung – tường, hệ khung không đều đặn theo chiều cao. - bằng các phương pháp trên để đánh giá độ tin cậy và phạm vi áp dụng của các phương pháp.. - Các phương pháp xác định chuyển vị mục tiêu bên trên nên được xem xét đến các dạng dao động cao hơn bằng phương pháp đẩy dần dạng dao động MPA.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt