Xem mẫu
TRƯ NG ð I H C BÁCH KHOA TP. HCM
CôNG TRìNH TH Y NâNG CAO
Khoa Kyõ Thuaät Xaây Döïng - BM KTTNN
PGS. TS. NGUY N TH NG
Mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr
Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong
Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719
N I DUNG MÔN H C
Chương 1: Th m qua công trình.
Chương 2: Áp l c khe r ng.
Chương 3: ð p v t li u ñ a phương.
Chương 3a: Mô ph ng Monte Carlo áp
d ng trong ñánh giá n ñ nh
mái d c.
Chương 4: ð p bê tông tr ng l c
Chương 4a: ð p bê tông ñ m lăng (RCC)
1
CôNG TRìNH TH Y NâNG CAO
N I DUNG MÔN H C
Chương 4b: Bài toán to nhi t 3D.
Chương 5: Phân tích ng su t trong ñ p
bê tông khi x y ra ñ ng ñ t.
Chương 6: ðư ng h m th y công Gi ng ñi u áp.
Chương 7: ðư ng ng áp l c – Nư c va
trong ñư ng ng.
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
N I DUNG TH C HÀNH
1. Hư ng d n s d ng ph n m m tính
nư c va trong ñư ng ng áp l c
WaterHammer_BK.
2. Hư ng d n s d ng ph n m m tính
khu ch tán nhi t 3D trong bê tông th y
công.
3. Hư ng d n s d ng ph n m m mô
ph ng Monte Carlo ng d ng trong tính
n ñ nh mái d c ñ p v t li u ñ a
phương.
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
Giaùo trình Coâng trình thuûy.
Giaùo trình Cô hoïc ñaát.
Ph n m m SIGM.
Ph n m m SLOPE.
Ph n m m SEEP.
Phaàn meàm CRYSTAL BALL.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
TÌNH HÌNH ÑOÄNG ÑAÁT TAÏI
VIEÄT NAM
PGS. Dr. Nguy n Th ng
1
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Teân vuøng
Ñ/ñaát cöïc ñaïi
(ñoä Richter)
Teân vuøng
6,8
Ñoâng Trieàu
Soâng Caû-Khe Boá
Soâng MaõFumaâytun
6,0
Sôn La
Ñ/ñaátcöïc ñaïi
(ñoä
Richter)
Soâng HoàngSoâng Chaûy
6,5
6
6,0
Raøo Naïy
5,5
Cao Baèng-Tieân
Yeân
5,5
Ñoâng Baéc truõng
Haø Noäi
5,5
Caåm Phaû
5,5
Soâng Loâ
5,5
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Teân vuøng
Phong ThoåThan Uyeân
Ñ/ñaát cöïc ñaïi
(ñoä Richter)
Teân vuøng
Ñ/ñaátcöïc ñaïi
(ñoä
Richter)
5.5
Soâng Ñaø
5.5
5,5
Haï löu soâng
Maõ
5,5
Soâng Hieáu
5,5
Khe GiöõaVónh Linh
5,5
Traø Boàng
5,5
Ñaø Naüng
5,5
Möôøng Nheù
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Hueá
Tam KyøPhöôùc Sôn
5,5
5,5
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Teân vuøng
Soâng Poâ Coâ
Ñ/ñaát cöïc ñaïi
(ñoä Richter)
Teân vuøng
Ñ/ñaátcöïc ñaïi
(ñoä
Richter)
5,5
Ba Tô - Cuûng
Sôn
Soâng Ba
5,5
5,5
5,5
Kinh tuyeán
109,5
Tuy Hoaø - Cuû
Chi
5,5
Thuaän HaûiMinh Haûi
5,5
Vuõng Taøu-Toân
Leâ Saùp
5,5
Soâng Haäu
5,5
Phuù Quyù 1
5,5
Phuù Quyù 2
Ñoäng ñaát cöïc ñaïi laø ñoäng ñaát lôùn nhaát coù theå
xaûy ra.
Ñoängñaát maïnh 5,5 ñoä Richter gaây chaán
ñoäng caáp 7, laøm hö haïi nheï nhaø cöûa.
Ñoäng ñaát 6,0 ñoä Richter gaây chaán ñoäng caáp
8, laøm hö haïi naëng nhaø cöûa.
Ñoäng ñaát 6,8 ñoä Richter gaây chaán ñoäng caáp
8-9, laøm hö haïi nhaø cöûa naëng hôn caáp 8.
5,5
PGS. Dr. Nguy n Th ng
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Khi coâng trình chòu taùc ñoäng cuûa ñoäng
ñaát, taûi troïng ñoäng ñaát taùc duïng laø
thaønh phaàn löïc quaùn tính.
Löïc quaùn tính naøy phaùt sinh do baûn
thaân coâng trình vaø do aùp löïc thuyû ñoäng
ñoái vôùi coâng trình chòu aûnh höôûng cuûa
nöôùc.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Khi phaân tích öùng suaát, bieán daïng coâng
trình chòu aûnh höôûng cuûa ñoäng ñaát theo
caùc mode dao ñoäng
Taïi caùc vò trí, löïc quaùn tính trong caùc
mode dao ñoäng khoâng xuaát hieän cuøng moät
phöông.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
2
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
LÖÏC QUAÙN TÍNH TRONG
CAÙC MODE DAO ÑOÄNG
PGS. Dr. Nguy n Th ng
TIEÂU CHUAÅN TÍNH ÑOÄNG ÑAÁT
Taûi troïng ñoäng ñaát ôû caùc nöôùc ñöôïc tính toaùn theo caù
coâng thöùc khaùc nhau. Tuy nhieân taùc duïng ñoäng
ñaát ñeàu ñeà caäp ñeán lyù thuyeát ñoäng löïc hoïc, hay noùi
khaùc ñi laø theo phöông phaùp phoå (khaùc vôùi lyù
thuyeát tónh laø khoâng chuù yù ñeán bieán daïng coâng
trình).
Hieän nay, trong vieäc tính toaùn taûi troïng ñoäng ñaát
thöôøng xaùc ñònh theo moät soá tieâu chuaån chính:
Tieâu chuaån SNIP (Nga), tieâu chuaån UBC (Myõ).
Moãi tieâu chuaån coù nhöõng ñaëc thuø rieâng bieät.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
TIEÂU CHUAÅN SNIP
TIEÂU CHUAÅN SNIP
Veà tieâu chuaån SNIP cuûa Nga veà cô baûn laø
döïa treân söï toång hôïp (SRSS) caùc daïng
dao ñoäng. Vaø hieän nay Boä Xaây döïng
cuõng ñaõ cho pheùp aùp duïng tieâu chuaån
naøy vaø phaûi tính vôùi ít nhaát laø 3 daïng dao
ñoäng ñaàu tieân.
Khi tính toaùn theo SNIP thì coù theå thaáy raèng baûn
thaân taûi troïng ñoäng ñaát ñöôïc tính nhö moät söï
toång hôïp theo quy taéc caên baäc hai cuûa toång
bình phöông caùc baøi toaùn tónh laø caùc daïng dao
ñoäng rieâng bieät.
Vì theá, noù chöa saùt vôùi phaûn öùng thöïc cuûa coâng
trình. Baûn chaát cuûa taûi troïng ñoäng ñaát laø löïc
quaùn tính taùc duïng vaøo coâng trình.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Trong löïc quaùn tính thì gia toác neàn laø yeáu
toá raát quan troïng. Trong khi ñoù, SNIP
laïi khoâng ñeà caäp ñöôïc ñeán yeáu toá naøy.
Bôûi vaäy, veà maët ñoäng hoïc thì SNIP
khoâng toát laém.
Khi tính ñöôïc taûi troïng ñoäng ñaát thì vò trí
ñaët löïc phaûi ñaët vaøo taâm khoái löôïng
cuûa coâng trình. Ñoái vôùi caùc keát caáu coù
hình daïng phöùc taïp thì vieäc xaùc ñònh
taâm khoái löôïng laø vaán ñeà khoâng ñôn
giaûn.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
PGS. Dr. Nguy n Th ng
3
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
SNIP thöïc ra laø phöông phaùp töïa tónh.
Vieäc löïa choïn daïng dao ñoäng naøo ñeå
ñöa vaøo tính toaùn ñoäng ñaát theo SNIP
seõ aûnh höôûng lôùn ñeán giaù trò taûi troïng
ñoäng ñaát.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
TIEÂU CHUAÅN UBC
Veà tieâu chuaån UBC cuûa Myõ veà cô baûn laø noù
tính taûi troïng ñoäng ñaát nhö laø löïc caét chaân
coâng trình vaø phaân boá cho caùc vò trí trong
coâng trình.
Ñieåm ñaëc bieät quan troïng laø trong tieâu chuaån
UBC cho pheùp söû duïng phoå phaûn öùng
(Response spectra).
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Phoå ñang ñöôïc söû duïng taïi nöôùc Myõ vaø nhieàu
nöôùc treân theá giôùi. Ñeå coù ñöôïc phoå naøy phaûi
qua nhieàu thôøi gian vaø thöïc nghieäm vaø coøn
söû duïng cho töøng loaïi ñaát khaùc nhau.
Khi tính toaùn coù theå thaáy trong SAP coù chöùc
naêng tính taûi troïng ñoäng ñaát theo spectrum
(phoå). Nhôø ñoù maø chuùng ta coù theå phaân tích
keát caáu döôùi goùc ñoä ñoäng hoïc moät caùch
hoaøn haûo.
PHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN ÑOÄNG
CUÛA HEÄ 1 BAÄC TÖÏ DO
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Moät heä thoáng ñoäng löïc hoïc ñöôïc ñònh nghóa laø
moät thoáng coù khoái löôïng vaø caùc thaønh phaàn
coù khaû naêng chuyeån ñoäng töông ñoái vôùi nhau.
Baäc töï do ñöôïc ñònh nghóa laø soá toaï ñoä caàn thieát
ñeå xaùc ñònh hình daïng hay vò trí cuûa heä thoáng
taïi moät thôøi ñieåm baát kyø, moâ taû toaøn boä
chuyeån ñoäng cuûa moät heä thoáng
laø soá toaï
ñoä caàn theo doõi cuûa moïi thaønh phaàn hoaëc caùc
khoái löôïng goäp taïo neân heä thoáng.
MOÂ PHOÛNG HEÄ DAO ÑOÄNG 1 BAÄC TÖÏ DO
PGS. Dr. Nguy n Th ng
m: khoái löôïng, k tính ñaøn hoài (ñoä cöùng)
c cô cheá maát naêng löôïng
taét daàn.
fi: löïc quaùn tính, fk löïc ñaøn hoài.
fc löïc taét daàn, p(t) ngoaïi löïc.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
4
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
CHUYEÅN VÒ HEÄ q
Töø sô ñoà, traïng thaùi caân baèng cuûa heä:
fi + fc + fk = p(t)
Trong ñoù:
Löïc ñaøn hoài fk xaùc ñònh theo ñònh luaät
Hooke:
fk = k. q(t)
Vôùi q(t) chuyeån vò
Löïc taét daàn fc xaùc ñònh theo tyû leä vaän toác:
PGS. Dr. Nguy n Th ng
f c = c.
d
[q( t )] = c.q′( t )
dt
Löïc quaùn tính fi tyû leä vôùi gia toác:
f i = m.
d2
[q( t )] = m.q′′(t )
dt 2
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
ÑÖA VAØO P/T CAÂN BAÈNG LÖÏC
Phöông trình caân baèng heä dao ñoäng coù moät
baäc töï do:
m.q′′( t ) + c.q′( t ) + k.q ( t ) = p( t )
Vôùi ñaëc tröng heä thoáng:
m khoái löôïng, c
cô cheá taét daàn, k
cöùng.
q(t)
chuyeån vò, p(t) ngoaïi löïc.
PHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN ÑOÄNG
CUÛA HEÄ NHIEÀU BAÄC TÖÏ DO
ñoä
PGS. Dr. Nguy n Th ng
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
HEÄ DAO ÑOÄNG NHIEÀU BAÄC TÖÏ DO
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Thaønh laäp phöông trình chuyeån ñoäng cuûa heä
nhieàu baäc töï do laø quaù trình phaân tích caùc baäc
töï do cuûa heä thoáng
Ñöa ra caùc ñieàu kieän caân baèng ñoäng löïc hoïc
öùng vôùi caùc baäc töï do.
Keát quaû xaùc ñònh ñöôïc heä phöông trình vôùi N
phöông trình dao ñoäng öùng vôùi N baäc töï do
cuûa heä thoáng.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
5
nguon tai.lieu . vn
CôNG TRìNH TH Y NâNG CAO
Khoa Kyõ Thuaät Xaây Döïng - BM KTTNN
PGS. TS. NGUY N TH NG
Mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr
Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong
Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719
N I DUNG MÔN H C
Chương 1: Th m qua công trình.
Chương 2: Áp l c khe r ng.
Chương 3: ð p v t li u ñ a phương.
Chương 3a: Mô ph ng Monte Carlo áp
d ng trong ñánh giá n ñ nh
mái d c.
Chương 4: ð p bê tông tr ng l c
Chương 4a: ð p bê tông ñ m lăng (RCC)
1
CôNG TRìNH TH Y NâNG CAO
N I DUNG MÔN H C
Chương 4b: Bài toán to nhi t 3D.
Chương 5: Phân tích ng su t trong ñ p
bê tông khi x y ra ñ ng ñ t.
Chương 6: ðư ng h m th y công Gi ng ñi u áp.
Chương 7: ðư ng ng áp l c – Nư c va
trong ñư ng ng.
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
N I DUNG TH C HÀNH
1. Hư ng d n s d ng ph n m m tính
nư c va trong ñư ng ng áp l c
WaterHammer_BK.
2. Hư ng d n s d ng ph n m m tính
khu ch tán nhi t 3D trong bê tông th y
công.
3. Hư ng d n s d ng ph n m m mô
ph ng Monte Carlo ng d ng trong tính
n ñ nh mái d c ñ p v t li u ñ a
phương.
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
Giaùo trình Coâng trình thuûy.
Giaùo trình Cô hoïc ñaát.
Ph n m m SIGM.
Ph n m m SLOPE.
Ph n m m SEEP.
Phaàn meàm CRYSTAL BALL.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
TÌNH HÌNH ÑOÄNG ÑAÁT TAÏI
VIEÄT NAM
PGS. Dr. Nguy n Th ng
1
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Teân vuøng
Ñ/ñaát cöïc ñaïi
(ñoä Richter)
Teân vuøng
6,8
Ñoâng Trieàu
Soâng Caû-Khe Boá
Soâng MaõFumaâytun
6,0
Sôn La
Ñ/ñaátcöïc ñaïi
(ñoä
Richter)
Soâng HoàngSoâng Chaûy
6,5
6
6,0
Raøo Naïy
5,5
Cao Baèng-Tieân
Yeân
5,5
Ñoâng Baéc truõng
Haø Noäi
5,5
Caåm Phaû
5,5
Soâng Loâ
5,5
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Teân vuøng
Phong ThoåThan Uyeân
Ñ/ñaát cöïc ñaïi
(ñoä Richter)
Teân vuøng
Ñ/ñaátcöïc ñaïi
(ñoä
Richter)
5.5
Soâng Ñaø
5.5
5,5
Haï löu soâng
Maõ
5,5
Soâng Hieáu
5,5
Khe GiöõaVónh Linh
5,5
Traø Boàng
5,5
Ñaø Naüng
5,5
Möôøng Nheù
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Hueá
Tam KyøPhöôùc Sôn
5,5
5,5
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Teân vuøng
Soâng Poâ Coâ
Ñ/ñaát cöïc ñaïi
(ñoä Richter)
Teân vuøng
Ñ/ñaátcöïc ñaïi
(ñoä
Richter)
5,5
Ba Tô - Cuûng
Sôn
Soâng Ba
5,5
5,5
5,5
Kinh tuyeán
109,5
Tuy Hoaø - Cuû
Chi
5,5
Thuaän HaûiMinh Haûi
5,5
Vuõng Taøu-Toân
Leâ Saùp
5,5
Soâng Haäu
5,5
Phuù Quyù 1
5,5
Phuù Quyù 2
Ñoäng ñaát cöïc ñaïi laø ñoäng ñaát lôùn nhaát coù theå
xaûy ra.
Ñoängñaát maïnh 5,5 ñoä Richter gaây chaán
ñoäng caáp 7, laøm hö haïi nheï nhaø cöûa.
Ñoäng ñaát 6,0 ñoä Richter gaây chaán ñoäng caáp
8, laøm hö haïi naëng nhaø cöûa.
Ñoäng ñaát 6,8 ñoä Richter gaây chaán ñoäng caáp
8-9, laøm hö haïi nhaø cöûa naëng hôn caáp 8.
5,5
PGS. Dr. Nguy n Th ng
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Khi coâng trình chòu taùc ñoäng cuûa ñoäng
ñaát, taûi troïng ñoäng ñaát taùc duïng laø
thaønh phaàn löïc quaùn tính.
Löïc quaùn tính naøy phaùt sinh do baûn
thaân coâng trình vaø do aùp löïc thuyû ñoäng
ñoái vôùi coâng trình chòu aûnh höôûng cuûa
nöôùc.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Khi phaân tích öùng suaát, bieán daïng coâng
trình chòu aûnh höôûng cuûa ñoäng ñaát theo
caùc mode dao ñoäng
Taïi caùc vò trí, löïc quaùn tính trong caùc
mode dao ñoäng khoâng xuaát hieän cuøng moät
phöông.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
2
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
LÖÏC QUAÙN TÍNH TRONG
CAÙC MODE DAO ÑOÄNG
PGS. Dr. Nguy n Th ng
TIEÂU CHUAÅN TÍNH ÑOÄNG ÑAÁT
Taûi troïng ñoäng ñaát ôû caùc nöôùc ñöôïc tính toaùn theo caù
coâng thöùc khaùc nhau. Tuy nhieân taùc duïng ñoäng
ñaát ñeàu ñeà caäp ñeán lyù thuyeát ñoäng löïc hoïc, hay noùi
khaùc ñi laø theo phöông phaùp phoå (khaùc vôùi lyù
thuyeát tónh laø khoâng chuù yù ñeán bieán daïng coâng
trình).
Hieän nay, trong vieäc tính toaùn taûi troïng ñoäng ñaát
thöôøng xaùc ñònh theo moät soá tieâu chuaån chính:
Tieâu chuaån SNIP (Nga), tieâu chuaån UBC (Myõ).
Moãi tieâu chuaån coù nhöõng ñaëc thuø rieâng bieät.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
TIEÂU CHUAÅN SNIP
TIEÂU CHUAÅN SNIP
Veà tieâu chuaån SNIP cuûa Nga veà cô baûn laø
döïa treân söï toång hôïp (SRSS) caùc daïng
dao ñoäng. Vaø hieän nay Boä Xaây döïng
cuõng ñaõ cho pheùp aùp duïng tieâu chuaån
naøy vaø phaûi tính vôùi ít nhaát laø 3 daïng dao
ñoäng ñaàu tieân.
Khi tính toaùn theo SNIP thì coù theå thaáy raèng baûn
thaân taûi troïng ñoäng ñaát ñöôïc tính nhö moät söï
toång hôïp theo quy taéc caên baäc hai cuûa toång
bình phöông caùc baøi toaùn tónh laø caùc daïng dao
ñoäng rieâng bieät.
Vì theá, noù chöa saùt vôùi phaûn öùng thöïc cuûa coâng
trình. Baûn chaát cuûa taûi troïng ñoäng ñaát laø löïc
quaùn tính taùc duïng vaøo coâng trình.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Trong löïc quaùn tính thì gia toác neàn laø yeáu
toá raát quan troïng. Trong khi ñoù, SNIP
laïi khoâng ñeà caäp ñöôïc ñeán yeáu toá naøy.
Bôûi vaäy, veà maët ñoäng hoïc thì SNIP
khoâng toát laém.
Khi tính ñöôïc taûi troïng ñoäng ñaát thì vò trí
ñaët löïc phaûi ñaët vaøo taâm khoái löôïng
cuûa coâng trình. Ñoái vôùi caùc keát caáu coù
hình daïng phöùc taïp thì vieäc xaùc ñònh
taâm khoái löôïng laø vaán ñeà khoâng ñôn
giaûn.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
PGS. Dr. Nguy n Th ng
3
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
SNIP thöïc ra laø phöông phaùp töïa tónh.
Vieäc löïa choïn daïng dao ñoäng naøo ñeå
ñöa vaøo tính toaùn ñoäng ñaát theo SNIP
seõ aûnh höôûng lôùn ñeán giaù trò taûi troïng
ñoäng ñaát.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
TIEÂU CHUAÅN UBC
Veà tieâu chuaån UBC cuûa Myõ veà cô baûn laø noù
tính taûi troïng ñoäng ñaát nhö laø löïc caét chaân
coâng trình vaø phaân boá cho caùc vò trí trong
coâng trình.
Ñieåm ñaëc bieät quan troïng laø trong tieâu chuaån
UBC cho pheùp söû duïng phoå phaûn öùng
(Response spectra).
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Phoå ñang ñöôïc söû duïng taïi nöôùc Myõ vaø nhieàu
nöôùc treân theá giôùi. Ñeå coù ñöôïc phoå naøy phaûi
qua nhieàu thôøi gian vaø thöïc nghieäm vaø coøn
söû duïng cho töøng loaïi ñaát khaùc nhau.
Khi tính toaùn coù theå thaáy trong SAP coù chöùc
naêng tính taûi troïng ñoäng ñaát theo spectrum
(phoå). Nhôø ñoù maø chuùng ta coù theå phaân tích
keát caáu döôùi goùc ñoä ñoäng hoïc moät caùch
hoaøn haûo.
PHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN ÑOÄNG
CUÛA HEÄ 1 BAÄC TÖÏ DO
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Moät heä thoáng ñoäng löïc hoïc ñöôïc ñònh nghóa laø
moät thoáng coù khoái löôïng vaø caùc thaønh phaàn
coù khaû naêng chuyeån ñoäng töông ñoái vôùi nhau.
Baäc töï do ñöôïc ñònh nghóa laø soá toaï ñoä caàn thieát
ñeå xaùc ñònh hình daïng hay vò trí cuûa heä thoáng
taïi moät thôøi ñieåm baát kyø, moâ taû toaøn boä
chuyeån ñoäng cuûa moät heä thoáng
laø soá toaï
ñoä caàn theo doõi cuûa moïi thaønh phaàn hoaëc caùc
khoái löôïng goäp taïo neân heä thoáng.
MOÂ PHOÛNG HEÄ DAO ÑOÄNG 1 BAÄC TÖÏ DO
PGS. Dr. Nguy n Th ng
m: khoái löôïng, k tính ñaøn hoài (ñoä cöùng)
c cô cheá maát naêng löôïng
taét daàn.
fi: löïc quaùn tính, fk löïc ñaøn hoài.
fc löïc taét daàn, p(t) ngoaïi löïc.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
4
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
CHUYEÅN VÒ HEÄ q
Töø sô ñoà, traïng thaùi caân baèng cuûa heä:
fi + fc + fk = p(t)
Trong ñoù:
Löïc ñaøn hoài fk xaùc ñònh theo ñònh luaät
Hooke:
fk = k. q(t)
Vôùi q(t) chuyeån vò
Löïc taét daàn fc xaùc ñònh theo tyû leä vaän toác:
PGS. Dr. Nguy n Th ng
f c = c.
d
[q( t )] = c.q′( t )
dt
Löïc quaùn tính fi tyû leä vôùi gia toác:
f i = m.
d2
[q( t )] = m.q′′(t )
dt 2
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
ÑÖA VAØO P/T CAÂN BAÈNG LÖÏC
Phöông trình caân baèng heä dao ñoäng coù moät
baäc töï do:
m.q′′( t ) + c.q′( t ) + k.q ( t ) = p( t )
Vôùi ñaëc tröng heä thoáng:
m khoái löôïng, c
cô cheá taét daàn, k
cöùng.
q(t)
chuyeån vò, p(t) ngoaïi löïc.
PHÖÔNG TRÌNH CHUYEÅN ÑOÄNG
CUÛA HEÄ NHIEÀU BAÄC TÖÏ DO
ñoä
PGS. Dr. Nguy n Th ng
PGS. Dr. Nguy n Th ng
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
Chöông 5: ÖÙng suaát trong ñaäp beâtoâng khi ñoäng ñaát
HEÄ DAO ÑOÄNG NHIEÀU BAÄC TÖÏ DO
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Thaønh laäp phöông trình chuyeån ñoäng cuûa heä
nhieàu baäc töï do laø quaù trình phaân tích caùc baäc
töï do cuûa heä thoáng
Ñöa ra caùc ñieàu kieän caân baèng ñoäng löïc hoïc
öùng vôùi caùc baäc töï do.
Keát quaû xaùc ñònh ñöôïc heä phöông trình vôùi N
phöông trình dao ñoäng öùng vôùi N baäc töï do
cuûa heä thoáng.
PGS. Dr. Nguy n Th ng
5