Phân tích đáp ứng động lực học của kết cấu chịu tác động bởi nhiều gia tốc nền trong một trận động đất
Trong lịch sử tồn tại và phát triển, nhân loại phải đương đầu với rất nhiều tai họa thiên. Trong đó động đất là một hiện tượng thiên nhiên gây ra những thảm họa lớn nhất vì nó xảy ra đột ngột và khó dự đoán trước. Tuy chỉ xảy ra trong thời gian rất ngắn nhưng đã tàn phá rất nhiều thành phố, biến mọi thứ thành tro bụi. Trong lịch sử đã có rất nhiều thành phố bị phá hoại nặng nề sau động đất như Tohoku (Japan, 2011), Kathmandu (Nepal, 2015), Reiti (Italia, 2016) …
.Vì vậy, đề tài “ Phân tích đáp ứng động lực học của kết cấu chịu tác động bởi nhiều gia tốc nền trong một trận động đất “ là cần thiết và có tính thực tiễn.
- Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Động lực học công trình, độ tin cậy của kết cấu khi chịu tải trọng động.
Các kết cấu vượt nhịp lớn đã được rời rạc hóa thành kết cấu nhiều bậc tự do
- Phương pháp lí thuyết:
- Nghiên cứu các phương pháp chung tính toán đáp ứng của kết cấu chịu động đất
- Nghiên cứu phương pháp trạng thái không gian (state space method) để Phân tích đáp ứng của kết cấu chịu tác động bởi nhiều gia tốc nền trong một trận động đất.
- Phương pháp số:
- Lập phương trình dao động, mô phỏng số, tính toán kết quả
- So sánh kết quả tính toán
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu công trình chịu động đất.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết để phân tích đáp ứng động lực học của kết cấu chịu tác động bởi nhiều gia tốc nền trong một trận động đất.
Chương 3: Tính toán hệ nhiều bậc tự do chịu tác động bởi nhiều gia tốc nền.
CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU CÔNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT
1.1. Khái quát chung về động đất
Động đất là hiện tượng nền đất dao động rất mạnh. Động đất xảy ra khi một nguồn năng lượng lớn được giải phóng trong một thời gian rất ngắn do sự rạn nứt đột ngột trong phần vỏ của Trái đất.
Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự phát sinh năng lượng gây ra động đất như: va chạm của các mảnh thiên thạch vào vỏ Trái đất, các vụ thử bom hạt nhân ngầm dưới lòng đất, các hang động ngầm dưới lòng đất bị sập… nhưng nguyên nhân cơ bản là sự chuyển động tương hỗ không ngừng của các khối vật chất nằm sâu dưới lòng đất để thiết lập một thế cân bằng mới được gọi là hoạt động kiến tạo.
Năng lượng giải phóng từ chấn tiêu được lan truyền tới bề mặt Trái đất dưới dạng sóng. Loại sóng đàn hồi cơ bản gây ra chấn động làm cho con người cảm nhận được và phá hoại các công trình xây dựng là sóng khối và sóng mặt.
Sóng khối: hay còn gọi là sóng thể tích gồm hai loại khác nhau về bản chất là sóng dọc và sóng ngang.
+ Sóng dọc (sóng sơ cấp P)
+ Sóng ngang (sóng thứ cấp S):
Sóng mặt: các sóng thể tích khi lên tới mặt đất phản xạ trở lại tạo thành các sóng mặt gây ra chuyển động của nền đất ở lớp mặt.
+ Sóng Rayleigh hoặc sóng R
Hình 1.5.Sóng Rayleigh ( Sóng R)
+ Sóng Love hoặc sóng Q
Tốc độ truyền của các sóng P và S phụ thuộc vào tính chất cơ lý của các lớp tạo nên nền đất và đá mà chúng đi qua. Đất đá càng cứng, nén càng chặt thì tốc độ truyền sóng càng lớn. Trong khi đó, đối với nền đất yếu, mềm, xốp thì tốc độ truyền sóng bé.
1.2. Đánh giá sức mạnh động đất
1.3.Tác động của động đất lên nền đất và công trình
1.3.1.Tác động của động đất lên nền đất
1.3.2.Tác động của động đất lên công trình
Động đất có thể tác động lên công trình bằng các cách sau:
+ Bằng lực quán tính sinh ra khi đất nền chuyển động.
1.3.3.Bằng cách thay đổi các tính chất vật lý của đất nền.
+ Phát sinh hỏa hoạn.
+ Bằng cách tạo ra các sóng nước như sóng địa chấn.
1.4.Các phương pháp tính toán công trình chịu tác động của động đất hiện nay
1.4.1.Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương
1.4.2.Phân tích phổ phản ứng dạng dao động
1.4.3.Các phương pháp phi tuyến
Trong Chương 1, tác giả đã trình bày các vấn đề:
Tổng quan về nghiên cứu công trình có khung bê tông cốt thép chịu động đất: Khái quát chung về nguyên nhân hình thành động đất, tác động của động đất lên nền đất và công trình, các phương pháp đánh giá sức mạnh của động đất và các phương pháp tính toán động đất hiện nay.
Trong chương này cũng nêu một số các phương pháp tính toán kết cấu chịu động đất. Tùy thuộc vào mức độ phức tạp của kết cấu và yêu cầu thiết kế, ta có các dạng phương pháp thiết kế: phương pháp tĩnh lực ngang tương đương, phân tích phổ phản ứng dạng dao động, các phương pháp phi tuyến;
CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ PHÂN TÍCH ĐÁP ỨNG ĐỘNG LỰC HỌC CỦA KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG BỞI NHIỀUGIA TỐC NỀN TRONG MỘT TRẬN ĐỘNG ĐẤT
Chương này chủ yếu nói về cách thiết lập phương trình dao động của hệ một bậc tự do, phương trình dao động của hệ nhiều bậc tự do và cách giải các phương trình này bằng phương pháp trạng thái không gian.
2.1.Cơ sở lý thuyết tính toán hệ một bậc tự do (SDOF) chịu tác động bởi cùng một gia tốc nền trong một trận động đất
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LY LUAN VA PHUONG PHAP DẠY HOC VAT LY\XAY DUNG CONG TRINH DD&DN\LE THI THANH THUONG\SAU BAO VE\TOM TAT
