Đang tải... (xem toàn văn)
Đối với người kỹ sư thiết kế công trình chống động đất thì không đơn giản chỉ là giải quyết vấn đề phân tích, tính toán theo các quy phạm mà phải hiểu rõ được cách thức mà công trình bị phá hoại xảy ra trong thực tế các trận động đất. Vì vậy mà một kiến thức thực tế đối với ứng xử của nhà trong các trận động đất là rất quan trọng. Trong đề tài này chỉ đi sâu nghiên tác những tác động của động đất đối với công trình đó là những ứng xử của các bộphận kết cấu, những dạng phá hoại, sự nguy hiểm xảy ra ở từng cấu kiện khác.
Kỷ yếu Hội nghò Sinh viên NCKH 2007 PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA CẤU KIỆN TRONG CÔNG TRÌNH CHỐNG ĐỘNG ĐẤT Tác giả: Phan Đức Kỳ – X03A2 TỔNG QUAN Đối với người kỹ sư thiết kế cơng trình chống động đất thì khơng đơn giản chỉ là giải quyết vấn đề phân tích, tính tốn theo các quy phạm mà phải hiểu rõ được cách thức mà cơng trình bị phá hoại xảy ra trong thực tế các trận động đất. Vì vậy mà một kiến thức thực tế đối với ứng xử của nhà trong các trận động đất là rất quan trọng. Trong đề tài này chỉ đi sâu nghiên tác những tác động của động đất đối với cơng trình đó là những ứng xử của các bộ phận kết cấu, những dạng phá hoại, sự nguy hiểm xảy ra ở từng cấu kiện khác. I. TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT LÊN CƠNG TRÌNH 1) Nội lực trong kết cấu: Động đất gây ra sự dịch chuyển của đất nền.Vì vậy một cơng trình nằm trên đó sẽ phải chịu sự dịch chuyển móng của nó. Theo định luật I Niutơn mặc dù móng của nó dịch chuyển theo sự dịch chuyển của đất nền nhưng phần mái của ngơi nhà có khuynh hướng đứng n tại vị trí gốc ban đầu của nó. Nhưng vì tường và cột liên kết với mái nên chúng sẽ kéo theo sự dịch chuyển của mái. Điều này giống như khi bạn đi xe bt, lúc đầu khi xe bt chưa chuyển động thì cơ thể vẫn giữ ngun vị trí nhưng khi xe bt bắt đầu chuyển động chân của bạn sẽ di chuyển theo xe bt nhưng phần cơ thể phía trên có khuynh hướng giữ ngun vị trí ban đầu đã làm cho bạn bị ngã về phía sau khuynh hướng này tiếp tục giữ ngun vị trí giống như là qn tính. Trong ngơi nhà thường thì tường và cột thì dẻo nên sự chuyển động của mái thì khác so với sự dịch chuyển của đất nền (hình 1). Hình 1: Ảnh hưởng của qn tính ngơi nhà Khi x ả yrach ấn động tại móng củanó 180 Bây giờ ta xét một ngơi nhà mà mái của nó gối lên các cột (hình 2). Trở lại sự suy luận của bản thân khi đứng trên xe bt, khi xe bt đột ngột chuyển động bạn bị giật về phía sau dường như có một lực nào đó tác động lên phần trên của cơ thể. Một cách tương tự khi đất nền chuyển động ngơi nhà bị giật lại về phía sau và mái chịu tác động một lực, đó là lực qn tính. Nếu ngơi nhà có một khối lượng M và chuyển động với gia tốc a thì theo định luật II Niuton giá trị lực qn tính là: F= Ma. Lực qn tính có phương ngược với phương chuyển động của gia tốc. Rõ ràng mái có khối lượng càng lớn thì lực qn tính càng cao. Vì thế đối với những ngơi nhà nhẹ hơn sẽ có khả năng chống động đất tốt hơn. Hình 2: lực qn tính và chuyển vị tương đ ố i t r o n g cơ n g tr ì nh. Lực qn tính u mái Cột Móng nhà Đất Gia tốc nền Kyỷ yeỏu Hoọi nghũ Sinh vieõn NCKH 2007 2) nh hng do bin dng ca kt cu: Di s dch chuyn ca t nn thụng qua cỏc ct ó sinh ra lc quỏn tớnh tỏc ng lờn mỏi ngụi nh ó gõy nờn ni lc trong cỏc ct. Nhng ni lc ny c sinh ra thỡ cú th gii thớch theo nhiu cỏch khỏc nhau. Trong sut quỏ trỡnh xy ra ng t, ct nh chu s chuyn v tng i gia hai u ca chỳng t ú phỏt sinh nờn ni lc trong cỏc ct ( hỡnh 2). Trong hỡnh 2, u l chuyn v gia mỏi v t nn. i lng u cng chớnh l s chuyn v tng i gia 2 u ct, so vi v trớ thng ng ban u thỡ ct b bin dng. khi v trớ phng thng ng thỡ ct khụng chu lc ng t ngang truyn qua chỳng. Nhng khi lc ny b cong ct thỡ trong ct s phỏt sinh ni lc. tựy vo cng ca ct m ni lc cú th ln hoc nh. Do ú ni lc ny trong ct cũn gi l lc cng ( stiffness forces). EJuN = 3) Chn ng phng ngang v phng ng 181 T Hỡnh 4: Dũng truyn lc quỏn tớnh do ng t i qua cỏc thnh phn kt cu S dch chuyn do ng t SN H THNG TNG HOC CT MểNG LC QU N TNH ng t gõy nờn chn ng ca t nn theo mi phng dc theo 2 phng (X v Y) v phng ng Z (hỡnh 3). Vỡ th trong quỏ trỡnh ng t nn t b chn ng mt cỏch ngu nhiờn dc theo X, Y, Z. Tt c cỏc kt cu u c thit k chu c ti trng do trng lc gõy nờn (gravity) G bao gm c trng kt cu v ti trng tỏc ng do s dng M). G = Mg. trong ú g l gia tc trng trng ngc chiu vi trc Z. Gia tc theo phng ng trong sut quỏ trỡnh chn ng nn cng khụng c cng vo hay tr ra vi gia tc trng trng. Vỡ cỏc h s an ton trong quỏ trỡnh thit k kt cu thng kh nng chng li s chn ng theo phng thng ng. Tuy nhiờn s chn ng theo phng ngang X, Y gõy ra mi nguy him. Kt cu thụng thng c thit k i vi trng lc nhng cú th nú khụng th an ton khi chu tỏc ng ca chn ng theo phng ngang ca ng t. Vỡ th, cn phi thit k chng li tỏc ng theo phng ngang ca ng t. 4) Dũng chy ca lc quỏn tớnh xung múng Di s dch chuyn theo phng ngang ca t nn phỏt sinh lc quỏn tớnh ti v trớ mang khi lng ln ca kt cu m thng l ti cỏc tng. Cỏc lc quỏn tớnh ngang ny s truyn t sn qua h dm, tng v ct xung di múng v cui cựng l truyn xung h thng t nn bờn di (hỡnh 4). Vỡ vy cỏc thnh phn kt cu nh sn, dm, ct hay tng v cỏc mi ni gia chỳng cn c thit k an ton cú th chu c lc quỏn tớnh ny truyn qua chỳng. Tng v ct l nhng thnh phn then cht nht trong vic truyn ti lc quỏn tớnh xung nn. Nhng trong cỏc cụng trỡnh xõy dng thỡ dm c quan tõm thit k nhiu thng khe hn tng v ct. tng thỡ tng i mng v thng lm t vt liu dũn nh khi xõy, chỳng rt kộm trong vic chu lc quỏn tớnh theo phng ngang nờn d b phỏ hoi khi xy ra ng t. Tng t, cho ct bờ tụng ct thộp thiu cng chu ng t l mt thm ha. vỡ trong thc t nhiu cụng trỡnh b phỏ hoi ch do mt s ớt ct b phỏ hoi gõy ra s sp cho ton b cụng trỡnh. Z Y X Hỡnh 3: nhng phng chớnh ca ngụi nh Kyỷ yeỏu Hoọi nghũ Sinh vieõn NCKH 2007 5) ng x ca khi xõy u khung. 182 Hỡnh 6.1: ng x ca tn g xõ y khụn g ct thộp khi xy ra ng t, tng b u a mt liờn kt, nt chộo ch X. (b) rung lc ca tng ngn u a K hong h Gúc chộo Lanh tụ Ging Ca i Ca s M ỏ i king X-Crackin g ca tn g ngn (c) vt nt- X phn tng ngn (ca) Tn g (a) cỏc thnh phn nh S phỏ hoi ca khi xõy khụng ct thộp xy ra thng xuyờn trong cỏc trn ng t n ni c xem nh l hin nhiờn. Nhiu quy phm chng ng t ó cm s dng khi xõy khụng cú ct thộp. Tuy nhiờn vỡ cỏc lý do kinh t khi xõy khụng cú ct thộp c s dng rng rói c cho tng chu lc nh thp tng v c chốn trong cỏc kt c Trong cỏc khi xõy thng cú cỏc ging ngang ci thin kh nng chu ng t. Nhng ging ngang ny gm cú: ging chõn ct ( king), ging ca, ging mỏi. Tuy vy do trong cụng trỡnh cú nhiu ca, khong khụng trờn tng ó lm cho tng b gim yu ( hỡnh 5). Trong nh chng ng t tng xõy c phõn thnh 3 loi nh l: phn tng lng di mỏi (spandrel masory) phn tng ngn ca (wall pier masory) v phn tng di ca (sill masory) ( hỡnh v) s d phõn chia nh vy vỡ khi xy ra ng t thỡ 3 phn tng ny cú ng x khỏc nhau.Khi xy ng t lc quỏn tớnh lm cho phn tng ngn (ca) b mt liờn kt vi phn tng xõy trờn v di. Phn tng ny b u a ti im gúc v tng phỏt sinh vt nt dng ch X õy l dng phỏ hoi ph bin trong khi xõy ( hỡnh 6.1a,b,c). Trong cỏc khi xõy khụng ct thộp (hỡnh 6.2) din tớch mt ct ngang ca tng xõy b gim yu ti nhng l ca, do ú ngụi nh cú th trt ngay di mỏi, di lanh tụ, ti cao trỡnh ngng ca v ụi khi b trt ngay ti cao trỡnh king. V trớ ca im trt ph thuc vo nhiu yu t nh: trng lng nh, lc quỏn tớnh sinh ra, din tớch phn ca v loi khung ca c s dng. Hỡnh 5 : cỏc thnh phn chia nh ca tn g xõ y tron g nh chn g n g t - Mỏi P hn tn g di mỏi MễMA P hn tng t L anh tụ P hn tn g ngn Ngng ca king Kyỷ yeỏu Hoọi nghũ Sinh vieõn NCKH 2007 Hỡnh 6.2: s trt ngang xy ra ti cao trỡnh ngng ca trong tng xõy khụng ct thộp. Múng Mỏi L c quỏn tớnh Mt trt (a) ct thộp trong khi xõy lm tn g chu un tha y vỡ chu dao ng ca cỏc phn tng. Tng ch b un Ct thộp phi c neo t mún g n mt trờn caging mỏ i Hỡnh 7: ng x ca khi xõy cú ct thộp (b) ct thộp chu lc ct gõy trt ti cỏc v trớ tip xỳ c ca cỏc phn tng (mt trt). Trong tng xõy khụng ct thộp kh nng b phỏ hoi v h hi l rt cao v d gõy nguy him cho con ngi v c trong nh. Do kh nng liờn kt vi cỏc phn tng vi nhau kộm, tit din tng b gim yu, kh nng chu dao ng kộm nờn tng khụng ct thộp rt bt li trong chu ti trng ng t. Do ú cn lun ct thộp trong tng giỳp tng tng kh nng chu ti trng ng t. iu ny gii thớch ti sao mt s quy phm trờn th gii cm s dng tng xõy khụng ct thộp trong nh chng ng t nhng khu vc cú cng ng t cao. B trớ ct thộp trong tng xõy: Ct thộp trong tng xõy phi lun theo phng thng ng theo cnh tng v c neo t múng n mt trờn ca ging mỏi (hỡnh 7). Khi cú ct thộp thỡ cỏc phn tng thay vỡ b u a s chu un trỏnh c s mt liờn kt gia cỏc phn tng vi nhau, c bc tng cựng lm vic chung vi nhau giỳp cho c khi xõy n nh v chc khe hn. Bờn cnh ú ct thộp trong khi xõy s ch ct ti nhng v trớ khi xõy cú tit din nh c bit l phn tng ngn (ca)-v trớ yu nht v d b phỏ hoi nht, nh vy m kh nng chu ti trng ngang tng lờn trỏnh c s phỏ hoi ct trong tng xõy, ngn cng vt nt (c bit l vt nt dng ch X) phỏt trin trong khi xõy. - Ti v trớ ca khi xy ra ng t thỡ khung ca b bin dng (do tng b dao ng) khi dng ch nht ban u thnh hỡnh thoi (hỡnh 8). Khi ú cú cỏc gúc trờn cỏc ng chộo b bin dng khỏc nhau, 2 gúc di chuyn ra xa nhau v 2 gúc di chuyn hng li gn nhau. 183 Kyỷ yeỏu Hoọi nghũ Sinh vieõn NCKH 2007 184 Di s tỏc ng bin dng nh vy dn n cỏc vt nt phỏt trin ti gúc khung ca, vt nt nhanh chúng phỏt trin rng trong c khi xõy. vt nt cng ln khi kớch tht khung ca (ca s, ca i, cỏc dng l ca núi chung) cng lp. do vy trỏnh phỏ hoi ta t ct thộp trong khi xõy chu ng sut kộo phỏt sinh khi tng bin dng lm cho khi xõy cú tớnh do hn chu c s dao ng tt hnặ ngn chn s phỏt trin ca cỏc vt nt. Túm li, cỏc vt nt thng tp trung xung quanh cỏc l ca. S rn nt thng chy theo cỏc mch va. tỏc dng ca ct thộp i vi s tn hi trong mt phng l lm gim s lng vt nt v gim ỏng k kh nng phỏ hoi. ngoi mt phng, khi xõy ng c lp hay b tỏch khi bt k mt kt cu lin k no u cú th b phỏ hoi. Vic ny s ớt cú kh nng xy ra hn nhiu nu cú mt mi liờn kt cng hai u ca bc tng. Ct thộp to thnh mt khung bao quanh l hu hiu nht trong vic chng sp hon ton. Tn hi i vi vi khi xõy thng tp trung quanh cỏc l ca. Vic cn lm i vi khi xõy khụng cú ct thộp n gin vo trong cỏc tm panen. Hỡnh 14: v t n t ti gúc c a ca kh i xõy khụng ct thep cn lun ct thộp hn ch nt. (b) khụng xut hin vt nt trong khi xõy cú ct thộp L c quỏn tớnh do ng t V t n t (a) vt nt ti gúc tng xõy khụng cú ct thộp gia cng C t thộp Lanh t ụ Ging ngng ca di B i n dng hỡnh thoi ca Khung ca Phỏ hoi trong khi xõy - dng ch X, c bit ti v trớ ca s. Kyỷ yeỏu Hoọi nghũ Sinh vieõn NCKH 2007 II. PHN TCH NG X CA KT CU KHUNG Bấ TễNG CT THẫP 1) Nh bờ tụng ct thộp Hỡnh 9: Minh ha ni lc do lc ngang gõy ra tng dn xung chõn ct, tng. TNG 5 4 3 2 1 Lc tn g Bờ tụng ct thộp (RC) l vt liu ph bin nht hin nay, RC cú th c ỳc nhiu hỡnh dng khỏc nhau theo mong mun ca ngi thit k. Cu kin c trng ca RC trong nh l: dm, sn nm theo phng ngang nh, ct, tng theo phng ng c bi h thng múng v truyn ti trng xung nn t. Mt h thng gm dm liờn kt vi ct gi l khung bờ tụng ct thộp m hin nay ang s dng ph bin trong mi cụng trỡnh dõn dng. Khung RC l kt cu chớnh chu ti trng ng t. Chn ng do ng t lm phỏt sinh ra lc quỏn tớnh cho ngụi nh, lc ny t l vi khi lng. i vi nh thỡ khi lng tp trung cao trỡnh ca sn nờn lc quỏn tớnh phỏt sinh v phỏt trin ch yu l ti cao trỡnh sn. Nhng lc ny truyn qua dm, sn xung tng, ct v cui cựng xung múng truyn ti trng vo nn t. Lc ngang do ng t gõy ra tng dn theo gim chiu cao cụng trỡnh, ti nh thỡ lc ngang do ng t gõy ra l cc tiu cũn ti chõn ct, tng tng trt thỡ cc i (hỡnh 9). 2) Vai trũ ca sn v tng xõy Trong nh nhiu tng cú th dựng h dm - sn hay h sn khụng dm. Vi h dm-sn nu dm b un do ti trng thng ng thỡ nhng tm sn (thng 110-150mm) cng s un chung vi dm (Hỡnh 10). Cũn khi dm dch chuyn cựng vi ct theo phng ngang sn kộo theo dm cựng chuyn ng vi nú. Trong hu ht mi cụng trỡnh thỡ bin dng hỡnh hc ca sn khụng ỏng k theo phng ngang, vỡ ng x ca sn c xem l mt tm cng tuyt i theo phng ngang. Di tỏc ng ca lc ngang thỡ ct dch chuyn theo phng lc tỏc dng, trong khi tng xõy cú khuynh hng chng li s dch chuyn ny bi vỡ chỳng cú trng lng ln v b dy tng ln cho nờn tng chu tỏc dng nhng lc ngang khỏ ln (hỡnh 11). Bờn cnh ú khi xõy l loi vt liu dũn nờn d phỏt sinh vt nt v phỏ hoi. Vỡ vy vai trũ ca tng xõy ging nh cu chỡ trong ngụi nh; chỳng s phỏt 185 Hỡnh 10: Sn v dm b ung chung theo phng ng v dch chuyn kộo theo ct theo phng ngang. (a) dch chuyn theo phn g ng (b) dch chuyn theo phng ngan g Khong h Hỡnh 11: Minh ha -S lm vic chung ca tng v ct Nộn Nt Kyỷ yeỏu Hoọi nghũ Sinh vieõn NCKH 2007 cng ca tm tng cú th c tng cng bng mỏc va, cỏc lp h no va, cú th lm gim khong h gia chỳng vi khung nh. Tuy vy nu mt tm tng c thit k khụng hp lý v chiu cao v chiu di so vi b dy ca nú cú th dn n s sp ngoi mt phng tng gõy ra nguy him. Hn na, vic t tng khụng hp lý cú th gõy ra hin tng xon v gim yu khung ging nh hin tng ct ngn (phõn tớch phn sau) nh hng ni lc ca ti trng ng t Di tỏc dng ca ti trng trng lc thng ng ( Tnh ti + hot ti s dng) lm cho dm b un v gõy ra s cng th ti cỏc v trớ khỏc nhau. Thụng thng thỡ dm b cng th di ti gia dm v cng th trờn ti 2 u dm (hỡnh 12). Trong khi ú ti trng ng t tỏc ng theo phng ngang lm cho dm, ct cng th ngc li so vi ti trng thng ng tc l momen un do ti trng ng t sinh ra ngc li so vi momen do ti trng thng ng gõy ra cho cụng trỡnh c bit ti 2 u ca dm. ln ca momen do ng t gõy ra cú th ln hn momen do trng lc gõy nờn dn n u dm b cng th chu nộn khi xy ra ng t. an ton cho cụng trỡnh thỡ ct phi c thit k khe hn dm v liờn kt dm ct nờn l liờn kt cng khi cú ng t thỡ s phỏ hoi bt u dm trc. Khi dm c thit k cú nhiu tớnh do ngụi nh cú th bin dng ln v khi phỏ hoi dm t n trng thỏi do trc ct. S phỏ hoi ca dm s ch lm cụng trỡnh h hi ti mt s tng c th m khụng lm phỏ hoi, sp ton b cụng trỡnh v cú th sa cha c sau ú. Cũn nu thit k ct yu hn dm thỡ ct s chu phỏ hoi cc b ti 2 u ct (hỡnh 13). S phỏ hoi cc b ct cú th dn n s sp ca ton b cụng trỡnh cho dự sn dm, ct tng trờn khụng b phỏ hoi HèNH NH MINH HA 186 Hỡnh 12: S i chiu ca momen do ng t so vi trng lc (ti Cng th di Momen (b) (d) (a) (c) Trng l c ng t Chu Th Hỡnh 13: So sỏnh hiu ng ca 2 phng ỏn thit k Chuyn v nh S nguy him u tp trung mt tng Ct yu- dm khe BIU NI LC TRONG KHUNG S nguy him phõn b cho tt c cỏc tng ca cụng trỡnh Nh do cú chuyn v ln Ct khe dm yu ( a ) ( b ) Phỏ hoi Kỷ yếu Hội nghò Sinh viên NCKH 2007 3) Ứng xử và cấu tạo nút khung trong nhà chống động đất: Trong nhà bê tơng cốt thép thường cấu tạo của nút khung là nút cứng, nút cứng làm tăng bậc siêu tĩnh của khung làm giảm momen nội lực gây ra cho dầm và cột, giảm chuyển vị ngang của khung. Tùy thuộc vào thành phần vật liệu mà nút khung có cường độ giới hạn và khả năng chịu lực khác nhau, khi lực gây ra do động đất càng lớn thì nút khung càng nguy hiểm. Nút khung chịu momen do các dầm truyền vào nó, dưới tác dụng của những momen này lực trong các thanh cốt thép làm nút bị kéo và nén theo 2 phương khác nhau tại đầu trên và đầu dưới của nó. Những lực này cân bằng với nhau do ứng suất liên kết được tạo ra giữa bê tơng và cốt thép trong vùng nút. Nếu như cột nhỏ hay cường độ bê tơng của nút thấp thì bê tơng khơng đủ lực dính để giữ cốt thép dẫn đến thanh cốt thép bị trượt trong vùng nút kéo theo dầm bị mất khả năng chịu tải trọng làm cho khung bị nguy hiểm. Mặt khác dưới tác dụng của lực kéo và nén tại đỉnh và đáy của nút làm cho nút bị biến dạng hình học làm cho nút bị biến dạng chiều dài 1 cạnh chéo của nút khung bị kéo giãn ra trong khi cạnh còn lại chịu nén lại gần nhau. Trong trường hợp đó nếu như thiết kế cột khơng đủ u cầu thì bê tơng trong nút bị nứt theo phương cạnh chéo ( hình 14). Hình 15: cốt đai trong nút – cấu tạo cốt đai 135 0 để giảm khả năng tuột trong khi làm việc. Cốt đai kín Dầm Cột 10d≥ 135º 187 • Cấu tạo cốt thép cho nút khung: Vấn đề nứt chéo của bê tơng trong nút có thể giải quyết bằng 2 cách đó là tăng tiết diện cột để tăng lực dính giữa bê tơng và cốt thép; giảm khoảng cách cốt đai tại nút (hình 15). Các cốt đai giúp cho bê tơng khơng bị biến dạng ra ngồi phạm vi nút và cũng tăng khả năng chịu cắt, vì vậy ngăn cản vết nứt xuất hiện. Tuy nhiên việc này gây ra khá nhiều phiền hà trong thi cơng. Trong đề tài này khơng đề cập đến vấn đề tính tốn cốt đai và u cầu cốt đai thiết kế vấn đề này được quy định cụ thể trong TCVN 375-2006 hoặc quy phạm các nước khác. Đối với TCVN thì khoảng cách giữa các cốt đai nút: a 150mm. Hầu hết quy phạm đề nghị đảo chiều móc của các cốt đai xung quanh thép cột nhằm tăng cường khả năng chống biến dạng của cốt đai. ≤ • Neo cốt thép dầm Sự dính bám cốt thép dầm trong vùng nút được cải thiện bằng cách sử dụng cột có tiết diện có tiết diện đủ lớn. theo ACI thì cạnh của tiết diện cột 20dmax của cốt thép dọc trong dầm. Theo TC Ấn Độ thì cạnh cột 300 khi đỡ dầm dài hơn 5m hoặc khi cột cao hơn 4m. ≥ ≥ Về vấn đề dính bám giữa bê tơng và cốt thép Tại mục 5.6.2.2 TCVN 375-2006 qui định: hình 14: lực kéo và nén trong nút gây ra 2 vấn đề nguy hiểm như trên- mối nguy hiểm khơng thể sửa chửa trong các trận động đất mạnh. Lực dính giữa bê tơng và cốt thép Cạnh chịu nén Chịu kéo Mất khả năng dính bám giữa bê tơng và cốt thép. Sự biến dạng của nút gây ra nứt chéo trong bê tơng Kyỷ yeỏu Hoọi nghũ Sinh vieõn NCKH 2007 188 (Cỏc thụng s c kớ hiu trong mc ny ca quy phm ) Nu chiu cao ct khụng tha món cỏc biu thc trờn thỡ cú 3 cỏch gii quyt nh hỡnh sau: dm (bn) cú th kộo thờm 1 on cụng xụn ngn a) b) cú th s dng cỏc thanh ct thộp cú phỡnh u neo hoc bn neo c hn vo u mỳt ca cỏc thanh ct thộp. c) cú th kộo di múc un thờm mt on cú chiu di ti thiu bng 10dbl v ct thộp ngang cn c b trớ dy dc theo phn kộo di ú. Trong nỳt cỏc thanh ct thộp dm ( trờn v di) cn phi i xuyờn qua ct m khụng cú bt k mt s giỏn on no trong phm vi nỳt, hn na cỏc thanh ct thộp ny phi c t khong trong ca cỏc thanh ct m khụng phi b un (hỡnh 16, 17). Kyỷ yeỏu Hoọi nghũ Sinh vieõn NCKH 2007 189 Hỡnh 17: ct thộp trong ct chng ng t khon g cỏch ct ai nh v b múc 135 0 c yờu cu trong thit k cng nh TCVN 375-2006. Ct ai vi 2 u b cong 135 giỳp cho nú khụng b h trong cỏc trn ng t mnh 10d 13 5 ( a ) ( b ) Phỏ hoi ct Khong cỏch ln ca ct ai v khụng b mú c 135 0 2 u gõ y nờn phỏ hoi dũn. (2001 Bhuj) Ct ai vi 2 u b con g 4) Phõn tớch ng x ca ct ngn di tỏc ng ca ng t a. Cỏc dng ct ngn trong cụng trỡnh Ct ngn l nhng ct m trong cụng trỡnh chỳng cú chiu di ngn hn nhng ct khỏc trong phm vi ca mt tng (cú th l 1 tng trong nh, hay cú th l phn di cựng ca nh trờn mỏi dc). S ngn hn ca chỳng cú th do kớch tht hỡnh hc thc t trong tng ú (nh phn ct trờn mỏi dc), hoc cú th ú l on chiu cao trong ú ct c chia nh do cỏc b phn khỏc nh tng xõy hoc dm, sn (hỡnh 18). Nhng dng ct ngn trong cụng trỡnh: CT NG N T NN Hỡnh 16: cu to ct thộp dm hp lý ti nỳt Thit k khụng tt Nhng thanh ct thộp dm b un cong trong nỳt khung khụng kh nng chu kộo Cỏc thanh ct thộp dm nm trong thanh ct thộp ct v chy thng (b)thit k tt Dm (c) Phỏ hoi ct ca nỳt BTCT C MexicoCity(1985); khi cỏc thanh CT dm vt ra ngoi CT ct Dm t [...]... đến chức năng của cơng trình Hai biện pháp kỹ thuật được sử dụng để bảo vệ cơng trình khỏi phá hủy của các trận động đất là: thiết bị móng biệt lập và bộ giảm chấn động Lead plug Original đất Ý tưởng của móng biệt lập là tách rời ngơi Vật liệu nhà ra khỏi đất nền và vì vậy mà động đất dẻo khơng thể truyền được dao động của nó cho ngơi nhà và ngơi nhà được an tồn Stainless Bộ giảm chấn động đất là những... ĐẤT Ngun ly thiết kế nhà chống động đất Nếu khoảng cách giữa thơng thường là cố gắng làm cho ngơi nhà nhà và tường của hố có khơng bị sập dưới chấn động của các trận động móng nhỏ thì tường khi thể va chạm với nhà Rollers đất mạnh, nhưng có thể các thành phần phi kết nền đất dịch chuyển cấu trong ngơi nhà (cửa kiếng, đồ đạt, máy dưới cơng trình móc) và các bộ phận kết cấu khác có thể bị hư hại nặng... Mỹ, Ấn Độ Bộ giảm chấn động đất: Một phương án kỹ thuật khác để khống chế phá hoại cho ngơi nhà là bộ giảm chấn động đất đặt trong các thành phần kết cấu khung, đó là hệ thanh giằng chéo Những hệ thống này hoạt động giống như bộ giảm xóc thủy lực trong xe hơi Khi năng lượng động đất được truyền vào ngơi nhà làm ngơi nhà dao động kéo theo hệ thống này dao động theo, píttong chuyển động trong xi lanh sẽ... chuyển động của đất nền điều này giống như là ngơi nhà khơng trải Nhà đặt trực tiếp trên nền đất qua động đất vậy Một phương án kỹ thuật khác là dùng Hình 24 Hệ thống - Base Isolation base-isolators là một cái đệm dẻo có khả năng chống lại sự dịch chuyển ngang của đất nền chỉ truyền phần nhỏ chuyển động ngang đó lên cơng trình ( so với khi cơng trình được đặt trực tiếp trên nền đất) Đặc trưng chính của. .. chuyển Hình 20: hiệu ứng cột ngắn trong nhà bê tơng cốt thép – vị trí tiềm ẩn nguy hiểm vì thường quan niệm tường là thành phấn phi kết cấu Đây là vị trí cần hết sức lưu ý trong thiết kế nhà chống động đất vì thường khi thiết kế ta xem tường là thành phần phi kết cấu khơng được kể đến trong q trình tính tốn chuyển vị khung Minh họa phá hoại của hiệu ứng cột ngắn trong thực tế: Hiệu ứng cột ngắn tại vị... trình quan trọng liên quan đến đời sống xã hội nói chung như bệnh viện, trạm cứu hỏa, khu qn sự Nhà trên những con lăn khơng ma sát quốc phòng nếu bị hư hại thì khơng thể hoạt dao động động được sau Hệ thống này có thể giảm nhỏ của được 5-6 lần lực ngang do Các biện pháp kỹ thuật đặc biệt đã ngơi nhà động đất gây ra được đưa ra để đảm bảo cho cơng trình khơng Chuyển bị hư hại và tác động của động đất làm... hiện tượng cột ngắn thì điều này rất nguy hiểm cho cơng trình khi có động đất xảy ra vì khi đó nguy cơ cấu kiện bị phá hoại cắt là rất cao Do vậy khi thiết kế cần phải xem xét kỹ lưỡng vấn đề này + Xét các cột tại vị trí có tầng lửng, dưới tác dụng của động đất chuyển vị khung tại vị trí các tầng là như nhau (ta quan niệm sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng nằm ngang) làm các cột ở tầng này có cùng... I l t d i E th k năng lượng dao động do chuyển vị của đất nền Tấm đệm dẻo nối giữa nhà và móng cơng trìnhcó chức năng giống như bộ giảm xóc trong ơ tơ làm giảm chấn động cho nhà khi chạy trên các đoạn đường gồ ghề Móng biệt lập: Lực tác động lớn Khái niệm móng biệt lập minh họa trên Chuyển vị lớn hình vẽ - ngơi nhà trên những con lăn khơng ma sát Khi nền đất chuyển động những con lăn sẽ quay tự do,... trí cốt đai để chịu lực cắt do hiệu ứng cột ngắn gây ra (tồn cột) SÀN Dầm Max(1.5hc, lc/6, 600 mm) Khoảng cách cốt đai: Min( b0/2; 175; 8dbL hc Cột bình thường Hình 22: cấu tạo cốt thép để khống chế hiệu ứng cột ngắn xảy ra ( các khoảng cách xem hình bên) 193 Hình 23 : cấu tạo cốt đai cột theo TCVN 375-2006 Kỷ yếu Hội nghò Sinh viên NCKH 2007 III CÁC GIẢI PHÁP HẠN CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT Ngun ly thiết... đất cột ngắn, trong khi cột dài vẫn có thể bình thường Phá hoại cột rất nguy hiểm đối Hình 19: cùng chuyển vị giống nhau nhưng cột ngắn phải chịu tác động nặng hơn do lực cắt gây ra với cơng trình có thể làm sập tồn bộ cơng trình nếu cường độ động đất mạnh Ứng xử này cũng giống như khi nhà xây dựng trên nền đất dốc vậy các cột trên mái dốc có chiều dài khác nhau dọc theo mái dốc của địa hình phá hoại . là những ứng xử của các bộ phận kết cấu, những dạng phá hoại, sự nguy hiểm xảy ra ở từng cấu kiện khác. I. TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT LÊN CƠNG TRÌNH 1) Nội lực trong kết cấu: Động đất gây ra. các trận động đất. Vì vậy mà một kiến thức thực tế đối với ứng xử của nhà trong các trận động đất là rất quan trọng. Trong đề tài này chỉ đi sâu nghiên tác những tác động của động đất đối với. chuyển động của mái thì khác so với sự dịch chuyển của đất nền (hình 1). Hình 1: Ảnh hưởng của qn tính ngơi nhà Khi x ả yrach ấn động tại móng củanó 180 Bây giờ ta xét một ngơi nhà mà mái của