| Tác giả | Hoàng Phương Hoa |
| ISBN | 978-604-82-2058-7 |
| ISBN điện tử | 978-604-82-3339-6 |
| Khổ sách | 19 x 26,5 cm |
| Năm xuất bản (tái bản) | 2017 |
| Danh mục | Hoàng Phương Hoa |
| Số trang | 287 |
| Ngôn ngữ | vi |
| Loại sách | Ebook;Sách giấy; |
| Quốc gia | Việt Nam |
Trên thế giới, việc thiết kế công trình chống động đất đã được phát triển rất phổ biến. Đặc biệt tại những nước phát triển và nằm trong khu vực có nguy cơ xảy ra động đất cao như: Nhật Bản, Mỹ, Iran, Ấn Độ, Chi-Lê… Chính phủ của những nước này đã ý thức được mức độ nguy hiểm của những trận động đất mạnh sẽ gây nguy hại đến tính mạng và tài sản của nhân dân đất nước họ. Do vậy, việc thiết kế công trình chống động đất luôn được chú trọng. Tuy vậy, một số quốc gia trên thế giới, phần đông là những quốc gia chưa phát triển, vấn đề thiết kế công trình chống động đất chưa được ưu tiên. Trận động đất xảy ra tại Nêpal năm 2015 đã phá hủy gần như 90% các công trình kiến trúc của quốc gia này. Người ta cho rằng: một trong những nguyên nhân gia tăng thảm họa trên đây là do Chính phủ của quốc gia này chưa quan tâm một cách đúng mức đến việc thiết kế các công trình chống được động đất, đặc biệt những trận động đất mạnh.
Ở Việt Nam trong những năm gần đây, Chính phủ đã quan tâm nhiều đến những thiệt hại do động đất gây ra cho con người và các công trình xây dựng, nhất là những công trình có kết cấu vượt nhịp lớn như công trình cầu, các công trình nhà cao tầng hoặc các công trình đê, đập các nhà máy thủy điện. Chính vì vậy, từ năm 2006 chúng ta đã có Tiêu chuẩn thiết kế công trình chống động đất TCXDVN 375:2006 và được sửa đổi vào năm 2012 thành TCVN 9386:2012.
Song trên thực tế, kinh nghiệm cũng như các biện pháp thiết kế giảm chấn cho công trình chống động đất ở nước ta còn chưa được quan tâm đúng mức. Đội ngũ cán bộ thiết kế về công trình chống động đất còn thiếu nhiều kinh nghiệm, các tài liệu nghiên cứu về thiết kế công trình xây dựng chống động đất còn khan hiếm. Điều đó sẽ gây khó khăn và lúng túng trong việc nghiên cứu, học tập cho học viên trong các trường Đại học, Cao đẳng, các Viện nghiên cứu… thuộc lĩnh vực thiết kế và thi công các công trình xây dựng có khả năng chống chịu được động đất.
Để có thêm được tài liệu tham khảo trong thiết kế công trình chống động đất và đề ra một số giải pháp làm giảm chấn cho công trình khi chịu động đất cho các học viên: Đại học, Cao học, Nghiên cứu sinh và các kỹ sư trong quá trình: học tập, thiết kế và nghiên cứu. Bên cạnh đó, nhóm tác giả muốn giới thiệu phương pháp luận nghiên cứu rủi ro động đất và cung cấp một công cụ hiện đã và đang được nghiên cứu, phát triển trên thế giới nhưng chưa được nghiên cứu nhiều ở nước ta, nhằm định lượng mức độ thiệt hại địa chấn đối với công trình xây dựng. Chúng tôi đã mạnh dạn biên soạn cuốn sách “Động đất và kỹ thuật điều khiển kết cấu chống động đất”.
Cuốn sách sẽ đề cập đến những vấn đề cơ bản về động đất và một trong những kỹ thuật điều khiển kết cấu chống động đất đang được áp dụng rộng rãi trên thế giới. Nội dung của cuốn sách sẽ trình bày trong Chương 1 là về động đất và cơ sở của động đất học công trình. Cơ sở động lực học kết cấu và tính toán hệ đàn hồi chịu tải trọng động đất sẽ được trình bày trong Chương 2. Chương 3 biên soạn việc tính toán kết cấu chịu tác động của động đất theo Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 9386:2012. Trong Chương 4 chúng tôi sẽ giới thiệu kỹ thuật áp dụng để điều khiển kết cấu chống động đất. Và cuối cùng ở Chương 5 cuốn sách sẽ phân tích độ tin cậy và định lượng mức độ thiệt hại đối với công trình xây dựng chịu tải trọng động đất dựa vào đồ thị trạng thái phá hủy kết cấu. Phần cuối cuốn sách có các bảng phụ lục dùng để tra cứu trong quá trình tính toán thiết kế.
| Lời nói đầu | 3 |
| Chương 1. Động đất và cơ sở của động đất học công trình | |
| 1.1. Khái quát chung về động đất | 5 |
| 1.1.1. Định nghĩa động đất | 5 |
| 1.1.2. Một số yếu tố cơ bản về động đất | 5 |
| 1.2. Nguồn gốc của động đất | 6 |
| 1.2.1. Động đất có nguồn gốc từ hoạt động kiến tạo | 6 |
| 1.2.2. Động đất có nguồn gốc từ đứt gãy | 8 |
| 1.2.3. Động đất phát sinh từ các nguồn gốc khác | 9 |
| 1.3. Sóng địa chấn và sự truyền sóng | 9 |
| 1.3.1. Sóng địa chấn | 9 |
| 1.3.2. Ảnh hưởng của nền đất tới chuyển động địa chấn | 12 |
| 1.4. Đánh giá sức mạnh động đất | 15 |
| 1.4.1. Thang cường độ động đất | 15 |
| 1.4.2. Thang độ lớn động đất | 18 |
| 1.4.3. Năng lượng của chuyển động địa chấn và mối quan hệ | |
| giữa cường độ và độ lớn động đất | 21 |
| 1.5. Phân tích rủi ro động đất | 24 |
| 1.5.1. Đặt vấn đề | 24 |
| 1.5.2. Đánh giá rủi ro địa chấn đối với công trình xây dựng | 25 |
| Chương 2. Cơ sở động lực học kết cấu và tính toán hệ đàn hồi chịu động đất | |
| 2.1. Khái niệm về động lực học công trình | 28 |
| 2.1.1. Khái niệm về động lực học | 28 |
| 2.1.2. Khái niệm về công trình | 28 |
| 2.1.3. Mô hình hóa công trình | 29 |
| 2.1.4. Các dạng tải trọng tác động lên công trình | 30 |
| 2.2. Bậc tự do | 31 |
| 2.2.1. Hệ một bậc tự do | 31 |
| 2.2.2. Hệ kết cấu đàn hồi một bậc tự do chịu tải trọng bất kỳ | 40 |
| 2.2.3. Hệ kết cấu đàn hồi một bậc tự do chịu tải trọng động đất | 41 |
| 2.2.4. Dao động tự do | 41 |
| 2.2.5. Phổ phản ứng của hệ kết cấu đàn hồi chịu động đất | 45 |
| 2.2.6. Phổ phản ứng thiết kế | 47 |
| 2.2.7. Dao động của hệ kết cấu đàn hồi nhiều bậc tự do | 49 |
| 2.2.8. Trường hợp tính toán hệ kết cấu nhiều tầng | 51 |
| 2.2.9. Hệ nhiều bậc tự do | 52 |
| Chương 3. Tính toán kết cấu chịu tác động của động đất | |
| theo TCVN 9386:2012 | |
| 3.1. Ý nghĩa của việc tính toán phản ứng không đàn hồi của hệ kết cấu | 57 |
| 3.2. Phản ứng không đàn hồi của hệ kết cấu chịu tác động của động đất | 57 |
| 3.2.1. Khả năng phân tán năng lượng và độ dẻo | 57 |
| 3.2.2. Hệ số giảm lực tác động và hệ số điều kiện làm việc của hệ kết cấu | 59 |
| 3.3. Lịch sử phát triển các phương pháp xác định tác động động đất | 60 |
| 3.4. Quan niệm hiện đại trong thiết kế công trình chịu động đất | 64 |
| 3.5. Các phương pháp tính toán tải trọng động đất theo TCVN 9386:2012 | 66 |
| 3.5.1. Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 | 67 |
| 3.5.2. Các bước xác định tải trọng động đất | 68 |
| 3.5.3. Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương | 72 |
| 3.5.4. Phương pháp phổ phản ứng thiết kế | 74 |
| 3.6. Áp dụng gối cô lập 3 mặt trượt ma sát giảm chấn nhà cao tầng ở Việt Nam | 80 |
| 3.6.1. Giới thiệu chung | 80 |
| 3.6.2. Phân tích hiệu quả gối TFP trong nhà cao tầng xây dựng tại Hà Nội | 80 |
| Chương 4. Kỹ thuật điều khiển kết cấu chống động đất | |
| 4.1. Cơ sở lý thuyết | 98 |
| 4.1.1. Giới thiệu chung | 98 |
| 4.1.2. Dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do | 99 |
| 4.1.3. Các giải pháp chính để giảm dao động | 104 |
| 4.2. Kỹ thuật điều khiển cách chấn đáy kết cấu | 108 |
| 4.2.1. Kỹ thuật cách chấn đáy kết cấu | 108 |
| 4.2.2. Tình hình nghiên cứu gối con lắc trượt ma sát | 112 |
| 4.3. Mô hình các dạng gối con lắc trượt ma sát | 119 |
| 4.3.1. Cơ sở lý thuyết | 119 |
| 4.3.2. Mô hình gối con lắc ma sát đơn SFP | 125 |
| 4.3.3. Mô hình gối con lắc ma sát đôi DFP | 128 |
| 4.3.4. Mô hình gối con lắc ma sát ba TFP | 132 |
| 4.4. Phân tích ví dụ | 139 |
| 4.4.1. Đặc trưng của kết cấu | 139 |
| 4.4.2. Thông số của gối | 139 |
| 4.4.3. Thông số gia tốc nền | 140 |
| 4.4.4. Phân tích kết quả | 141 |
| Chương 5. Độ tin cậy và phân tích định lượng rủi ro công trình | |
| xây dựng chịu tải trọng động đất dựa vào đồ thị trạng thái phá hủy kết cấu | |
| 5.1. Đặt vấn đề | 154 |
| 5.2. Phân tích độ tin cậy của kết cấu | 154 |
| 5.2.1. Định nghĩa bài toán độ tin cậy | 154 |
| 5.2.2. Phân tích độ tin cậy bằng phương pháp mô phỏng | 157 |
| 5.3. Xây dựng công cụ định lượng rủi ro kết cấu | 160 |
| 5.3.1. Định nghĩa đồ thị trạng thái phá hủy kết cấu | 160 |
| 5.3.2. Cách thức tiếp cận | 161 |
| 5.3.3. Thiết lập đồ thị trạng thái phá hủy bằng phương pháp mô phỏng số | 162 |
| 5.4. Tạo băng gia tốc nền bằng phương pháp mô phỏng ngẫu nhiên | 164 |
| 5.4.1. Ảnh hưởng của nguồn E(M0,f) | 164 |
| 5.4.2. Ảnh hưởng của đường đi sóng động đất P(R,f) | 165 |
| 5.4.3. Ảnh hưởng của nền đất G(f) | 166 |
| 5.4.4. Kết quả mô phỏng trận động đất dựa vào mô hình Boore | 166 |
| 5.5. Đánh giá hiệu quả các phương pháp thiết lập đồ thị trạng thái phá hủy | 167 |
| 5.5.1. Đặt vấn đề | 167 |
| 5.5.2. Quy trình so sánh | 168 |
| 5.5.3. Ví dụ 1: Hệ một bậc tự do | 169 |
| 5.5.4. Ví dụ 2: Kết cấu khung thép phi tuyến | 173 |
| 5.5.5. Nhận xét kết quả tính toán | 175 |
| 5.6. Ví dụ minh họa thiết lập đồ thị trạng thái phá hủy kết cấu | 176 |
| 5.6.1. Kết cấu chịu động đất xét đến hiện tượng trượt giữa nền và móng | 176 |
| 5.6.2. Kết cấu cách chấn bằng gối ma sát trượt TFP | 181 |
| 5.7. Kết luận | 184 |
| Phụ lục 1. Gia tốc đồ, phổ gia tốc sa và phổ chuyển vị SD | |
| của các băng gia tốc trong phân tích hiệu quả giảm chấn | |
| của các gối trượt ma sát | 185 |
| Phụ lục 2. Chương trình Matlab phân tích kết cấu cách chấn | |
| bằng các gối trượt ma sát | 189 |
| Phụ lục 3. Tổng hợp hiệu quả giảm chấn | |
| của các gối trượt ma sát SFP, DFP và TFP | 205 |
| Phụ lục 4. Gia tốc đồ các băng gia tốc trong thí nghiệm | |
| và phân tích mô hình cải tiến gối TFP | 207 |
| Phụ lục 5. Chương trình Matlab phân tích mô hình cải tiến gối TFP | 215 |
| Phụ lục 6. Gia tốc đồ các băng gia tốc trong phân tích kết cấu nhà 9 tầng xây dựng trong điều kiện đất nền tại Hà Nội | 222 |
| Phụ lục 7. Tổng hợp kết quả phân tích kết cấu nhà 9 tầng cách chấn | |
| với thông số kỹ thuật gối TFP thay đổi | 225 |
| Phụ lục 8. Chương trình Matlab phân tích kết cấu nhà 9 tầng cách chấn bằng gối TFP | 231 |
| Phụ lục 9. Phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành chính 63 tỉnh, thành của Việt Nam | 248 |
| Tài liệu tham khảo | 270 |
