Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2
➤ Gửi thông báo lỗi ⚠️ Báo cáo tài liệu vi phạmNội dung chi tiết: Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2
Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2
CHƯƠNG IVCÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT4.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIEN các phương pháp xác định tác động ĐỘNG ĐẤTTrong những năm đ Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 đầu của thế kỷ XX, sau các trận động đất ở Nobì (Nhật Bản - 1891) và San Francisco (Hoa Kỳ - 1906), các nhà khoa học Nhật Bản là F. Omori và Sano đã đồ xuất lý thuyết tính toán tĩnh để xác định tác động động đất lên công trình xây dựng. Theo phương pháp này, toàn bộ công trình xây dựng được xem như Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 một vật cúng tuyệt đối đặt trên nển đất. Do đó, khi động đất xảy ra các đặc trưng dao động (gia tốc, tốc độ và chuyển vị ngang) tại bất cứ vị trì nàoCơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2
trẽn công trình đểu bằng các đạc trưng dao động của nền đất ỏ chân công trình. Với giả thiết này, tác động động đất lên công trình được xác định theo CHƯƠNG IVCÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT4.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIEN các phương pháp xác định tác động ĐỘNG ĐẤTTrong những năm đ Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 hân công trình;Ks = Xo/rwx/9 “ hệ số địa chấn, còn g là gia tốc trọng trường.Như vậy nếu biết gia tốc cực đại của nển đất và trọng lượng của công trình ta có thể dễ dàng xác định được lực quán tính lớn nhất, tức là tải trọng động đất tác động lên công trình.Không lâu sau khi lý thuyết tứìh toán tĩnh Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 này xuất hiện, việc phân tích sự làm việc của các công trình xây dựng trong thời gian động đất đã làm nổi lên một số nhược điểm trong phương pháp củaCơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2
F. Omori. Trước hết, có rất ít kết cấu có thể được xem là tuyệt đối cúng. Khi nền đất chuyển động, đa số các công trình xây dựng đểu bị biến dạng nênCHƯƠNG IVCÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT4.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIEN các phương pháp xác định tác động ĐỘNG ĐẤTTrong những năm đ Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 g trình. Như trong chương II đã để cập tói, các đặc trưng vật lý của hệ kết cấu, như độ cứng, độ cản và khối lượng sẽ quyết định chu kỳ dao động tự nhiên cùa nó. Nếu chu kỳ dao động tựCHƯƠNG IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÌNH TOĂN KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT 135 nhiên cùa hệ kết cấu trùng hoặc gần trùng vớ Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 i chu kỳ dao động của nền đất thì sỗ xuất hiện hiện tượng cộng hưởng làm tăng lén nhiều lần hiệu ứng tác động động đất lẻn công trình. Bên cạnh đó, hiCơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2
ệu ứng tác động này sẽ càng lớn nếu độ cản cùa hệ kết cấu càng bé. Như vậy, rõ ràng là vối cùng một tác động động đất, phản ứng của các kết cấu có cácCHƯƠNG IVCÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT4.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIEN các phương pháp xác định tác động ĐỘNG ĐẤTTrong những năm đ Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 chưa phản ánh được điều này.Năm 1920 một nhà khoa học khác của Nhật Bản là N. Mononobe đã đề nghị đưa các tính chất biến dạng của kết cấu vào trong tính toán tác động động đất. Mononobe xem kết cấu như hệ có một bậc tự do dao động không có lực cản và già thiết trong thòi gian xảy ra động đất, nển đ Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 ất chuyển động theo quy luật điều hòa sau:Xo0) = iio/n.«sin9t.(4.2)Với giả thiết này phương trình chuyển động của hệ kết cấu sẽ có dạng:x(t) +Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2
= -x0rnaxsinOt.(4.3)Như đã trình bày trong chương II, nghiệm tổng quát của phương trình (4.3) là tổng cùa nghiệm phương trình thuần nhất ứng vói dao CHƯƠNG IVCÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT4.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIEN các phương pháp xác định tác động ĐỘNG ĐẤTTrong những năm đ Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 kết cấu và đã thu được hệ số khuyếch đại động có dạng sau:P = T—(4.4)trong đó: T - chu kỳ dao động của công trình;To - chu kỳ dao động của nền đất, có giá trị từ 0,8 s ~ 1 s.Trên cơ sở hệ số động này, tác động động đất lớn nhất lên hệ kết cấu được xác định theo biểu thức:F = Pmx0„„=3^Q = pKsQ.(4.5)T Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 ác động động đất F lên hệ kết cấu có phương nằm ngang, đặt tại điểm có khối lượng tập trung m. Trong trường hợp hệ kết cấu tuyệt đối cứng, chu kỳ daoCơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2
động T = 0, hệ số p = 1 phương trình (4.5) trùng với phương trình (4.1).136Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đấtMặc dù lý (huyết của MonoCHƯƠNG IVCÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT4.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIEN các phương pháp xác định tác động ĐỘNG ĐẤTTrong những năm đ Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 ếp tục bị giới hạn bởi một số các nhược điểm khác, ví dụ chưa xét tới lực cản trong dao động của kết cấu. Bên cạnh đó, do giả thiết mô hình tính toán là ■ hệ kốt cấu có một bậc tự do, nên cũng như Omoris, phương pháp Mononobe chưa đưa ra giai pháp phân bố tác động động đất trên chiều cao công trình Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 khỉ hệ kết cấu có nhiều bậc tự do.Năm 1927, lần đầu tiên nhà khoa học Nga K. Zavriev đã đề cặp tới yếu tố quan trọng của dao động tự nhiên trong giaiCơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2
đoạn khởi đầu của tác động động đất. Vấn đề này đã được nhiều nhà khoa học đương thời quan tâm như Suyehiro và Neumann. K. Zavriev giả thiết rằng ở giCHƯƠNG IVCÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT4.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIEN các phương pháp xác định tác động ĐỘNG ĐẤTTrong những năm đ Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 ật dao đông điều hoà không có lực cản như sau:x0(t) = x0wcosOt,(4.6)trong đó: 0 - tần số của dao động nền đất;x0tOWX - biên độ lớn nhất cùa dao động nền đất.Đạo hàm biểu thức (4.6) theo thời gian t ta sẽ được gia tốc của chuyển động nền:Xo(‘) = -Xo.™«02COS0t.í4-7)Phương trình chuyển động không có lự Cơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2 c cản của hệ kết cấu có một bậc tự do dưới tác động cùa gia tốc này sẽ có dạng sau:x(t) + cJx(t) = x0maxe2coset.(4.8)Trên cơ sỏ nghiệm của phương trìnCơ sở lý thuyết tính toán công trình chịu động đất phần 2
h (4.8) K. Zavriev đã đưa ra kết luận hệ số động tăng đáng kể trong giai đoạn khởi đầu của dao động. Theo nghiệm của Zavriev:2x_x™=-%;<49)1-?CHƯƠNG IVCÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT4.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIEN các phương pháp xác định tác động ĐỘNG ĐẤTTrong những năm đCHƯƠNG IVCÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHỊU TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT4.1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIEN các phương pháp xác định tác động ĐỘNG ĐẤTTrong những năm đGọi ngay
Chat zalo
Facebook