Luận án Nghiên cứu tính toán kết cấu tường kép có gắn thiết bị tiêu tán năng lượng chịu tác động động đất

- Kết quả phân tích với 4 trận động đất có đặc tính khác nhau cho thấy giải pháp sử dụng thiết bị TTNL đạt hiệu quả giảm chấn cao khi công trình chịu tác động của động đất (giảm chuyển vị ngang tại đỉnh: 30,253 % – 46,363 %; giảm gia tốc tại đỉnh: 29,490 % – 37,190 %; giảm chuyển vị ngang tương đối theo tầng: 26,070 % – 35,225 %); - Hiệu quả của giải pháp giảm chấn bằng thiết bị TTNL đối với tường kép phụ thuộc vào các đặc trưng của thiết bị: thiết bị có lực chảy Qy nhỏ và độ cứng k1 lớn thì hiệu quả hơn so với thiết bị có lực chảy Qy lớn và độ cứng k1 nhỏ; hiệu quả giảm chấn cũng phụ thuộc vào độ cứng của dầm nối (trong trường hợp khảo sát dầm nối thép có tỉ số nhịp dầm trên chiều cao tiết diện dầm nối bằng 2,0 thì giá trị chuyển vị ngang tương đối theo tầng là nhỏ nhất); - Hiệu quả kháng chấn khi đặt 1 thiết bị TTNL trên các tầng khác nhau là khác nhau (khi thiết bị được đặt tại các tầng trong khu vực từ tầng 1 đến tầng 20 thì giá trị chuyển vị ngang tương đối theo tầng giảm, còn khi thiết bị đặt trong khu vực từ tầng 21 đến tầng 30 thì giá trị chuyển vị ngang tương đối theo tầng tăng); - Kết quả phân tích kết cấu tường kép có gắn thiết bị TTNL theo các phương án khác nhau cho thấy: khi gắn thiết bị tại 10 tầng từ tầng 7 đến tầng 16 (1/3 số tầng) thì mức độ giảm chấn đạt được gần bằng khi gắn các thiết bị lên cả 30 tầng, còn khi gắn 15 thiết bị lên các tầng từ tầng 6 đến tầng 20 (1/2 số tầng) thì hiệu quả gần như bằng khi gắn thiết bị lên cả 30 tầng (toàn bộ các tầng). Điều này cho thấy rằng, trong thiết kế không cần phải gắn thiết bị lên tất cả các tầng, mà chỉ cần gắn thiết bị ở mức 1/3  1/2 số tầng là đảm bảo tính hiệu quả.

pdf175 trang | Chia sẻ: trinhthuyen | Ngày: 29/11/2023 | Lượt xem: 210 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Nghiên cứu tính toán kết cấu tường kép có gắn thiết bị tiêu tán năng lượng chịu tác động động đất, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
tương đối theo tầng là nhỏ nhất. 4.4 Phân tích tường kép có gắn một thiết bị tiêu tán năng lượng Khảo sát kết cấu tường kép 30 tầng với các thông số như trên khi chỉ có 1 thiết bị TTNL trên công trình. Thiết bị TTNL được gắn ở giữa dầm, ứng xử của thiết bị đặc trưng bởi các thông số: 420( )yQ kN= , 1 5600( / )k kN cm= , 2 56( / )k kN cm= [54]. Dưới tác động của cùng một gia tốc nền CAST360_DBE (Hình 3.21), thực hiện khảo sát ứng xử của tường kép khi gắn 1 thiết bị TTNL vào công trình tại từng tầng, từ tầng 1 đến tầng 30. Kết quả chuyển vị ngang tương đối theo tầng trong trường hợp không gắn thiết bị TTNL và có 1 thiết bị TTNL được thể hiện trong Bảng 4.9 và Hình 4.14. Dựa vào kết quả nhận thấy, giá trị chuyển vị ngang tương đối theo tầng trong trường hợp gắn 1 thiết bị TTNL tại các tầng từ tầng 1 đến tầng 20 giảm so sánh với khi tường không sử dụng thiết bị TTNL. Tuy nhiên, so sánh kết quả tính toán giữa trường hợp có 1 thiết bị TTNL trong khu vực từ tầng 21 đến tầng 30 với trường hợp không có thiết bị TTNL, giá trị chuyển vị ngang tương đối theo tầng tăng. Kết quả khảo sát tại Bảng 4.9 cho thấy, trường hợp thiết bị được sử dụng tại tầng 3, giá trị chuyển vị ngang tương đối theo tầng giảm nhiều nhất so với việc đặt thiết bị TTNL tại các tầng khác, cụ thể giảm 3,146 (%) (từ 0,604.10-2 xuống 0,585.10-2). 122 Bảng 4.9 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường khi không có thiết bị TTNL và có 1 thiết bị TTNL Giá trị lớn nhất Giá trị tuyệt đối lớn nhất (10-2) Chiều (+) (10-2) Chiều (-) (10-2) Không gắn thiết bị TTNL 0,484 0,604 0,604 Đặt 1 thiết bị TTNL tại các tầng khác nhau tầng 1 0,498 0,593 0,593 tầng 2 0,484 0,590 0,590 tầng 3 0,482 0,585 0,585 tầng 4 0,473 0,588 0,588 tầng 5 0,462 0,594 0,594 tầng 6 0,456 0,596 0,596 tầng 7 0,444 0,599 0,599 tầng 8 0,441 0,603 0,603 tầng 9 0,432 0,607 0,607 tầng 10 0,441 0,599 0,599 tầng 11 0,444 0,593 0,593 tầng 12 0,438 0,601 0,601 tầng 13 0,449 0,591 0,591 tầng 14 0,447 0,594 0,594 tầng 15 0,451 0,593 0,593 tầng 16 0,450 0,593 0,593 tầng 17 0,460 0,598 0,598 tầng 18 0,454 0,599 0,599 tầng 19 0,477 0,595 0,595 tầng 20 0,464 0,593 0,593 tầng 21 0,457 0,608 0,608 tầng 22 0,463 0,611 0,611 tầng 23 0,466 0,609 0,609 tầng 24 0,471 0,607 0,607 tầng 25 0,469 0,611 0,611 tầng 26 0,469 0,612 0,612 tầng 27 0,467 0,611 0,611 tầng 28 0,457 0,606 0,606 tầng 29 0,474 0,609 0,609 tầng 30 0,470 0,611 0,611 123 Nhận xét: - Với kết cấu tường kép 30 tầng, khi đặt 1 thiết bị TTNL trên từng tầng trong khu vực từ tầng 1 đến tầng 20, giá trị chuyển vị ngang tương đối theo tầng giảm so với khi không có thiết bị TTNL; Hình 4.14 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi gắn thiết bị TTNL tại từng tầng và không đặt thiết bị 0.54 0.56 0.58 0.60 0.62 0.64 0 5 10 15 20 25 30 Thiết bị đặt tại từng tầng Không gắn thiết bị TTNL T ần g Chuyển vị ngang tương đối theo tầng (x10-2) 124 - Mặt khác, tại các tầng từ tầng 21 đến tầng 30, khi đặt 1 thiết bị TTNL, giá trị của chuyển vị ngang tương đối theo tầng lớn hơn so sánh với khi không sử dụng thiết bị TTNL. 4.5 Phân tích tường kép với các phương án gắn thiết bị tiêu tán năng lượng khác nhau Để xác định chính xác khu vực đặt thiết bị TTNL mang lại hiệu quả kháng chấn rõ rệt, nghiên cứu đặt ra 5 mức với số lượng thiết bị TTNL khác nhau trên công trình để khảo sát: (1) tường kép có 1/5 số tầng có gắn các thiết bị TTNL; (2) tường kép có 1/3 số tầng có gắn các thiết bị TTNL; (3) tường kép có 1/2 số tầng có gắn các thiết bị TTNL; (4) tường kép có 2/3 số tầng có gắn các thiết bị TTNL; (5) tường kép có 5/6 số tầng có gắn các thiết bị TTNL. Thực hiện khảo sát các trường hợp như trên dưới tác động của cùng một gia tốc nền CAST360_DBE (Hình 3.21) và thiết bị TTNL được đặc trưng bởi các thông số: 420( )yQ kN= , 1 5600( / )k kN cm= , 2 56( / )k kN cm= [54]. 4.5.1 Tường kép có 1/5 số tầng có gắn các thiết bị tiêu tán năng lượng Khảo sát trường hợp tường kép có 1/5 số tầng có gắn các thiết bị TTNL, tương ứng với đặt 6 thiết bị TTNL liên tục trong khu vực các tầng từ tầng 1 đến tầng 30, cụ thể, thiết bị TTNL đặt tại: tầng 1 – tầng 6, tầng 2 – tầng 7, tầng 3 – tầng 8, tầng 4 – tầng 9, tầng 5 – tầng 10, tầng 6 – tầng 11, tầng 7 – tầng 12, tầng 8 – tầng 13, tầng 9 – tầng 14, tầng 10 - tầng 15, tầng 11 – tầng 16, tầng 12 – tầng 17, tầng 13 – tầng 18, tầng 14 – tầng 19, tầng 15 – tầng 20, tầng 16 – tầng 21, tầng 17 – tầng 22, tầng 18 – tầng 23, tầng 19 – tầng 24, tầng 20 – tầng 25, tầng 21 – tầng 26, tầng 22 – tầng 27, tầng 23 – tầng 28, tầng 24 – tầng 29, tầng 25 – tầng 30. Bảng 4.10 và Hình 4.15 thể hiện giá trị chuyển vị ngang tương đối theo tầng trong trường hợp không có thiết bị TTNL và đặt 6 thiết bị tại các vị trí như trên. Dựa vào kết quả có thể nhận thấy, khi đặt 6 thiết bị TTNL từ tầng 10 đến tầng 15, giá trị chuyển vị ngang tương đối theo tầng giảm nhiều nhất từ 0,604.10-2 xuống 0,485.10-2 (19,702 (%)) so với khi không đặt thiết bị TTNL. 125 Bảng 4.10 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi không có thiết bị TTNL và gắn 6 thiết bị TTNL Giá trị lớn nhất Chiều (+) (10-2) Chiều (-) (10-2) Không gắn thiết bị TTNL 0,484 0,604 Đặt 6 thiết bị TTNL tại các khu vực khác nhau Tầng 1 – tầng 6 0,413 0,563 Tầng 2 – tầng 7 0,374 0,562 Tầng 3 – tầng 8 0,367 0,545 Tầng 4 – tầng 9 0,351 0,532 Tầng 5 – tầng 10 0,349 0,521 Tầng 6 – tầng 11 0,352 0,506 Tầng 7 – tầng 12 0,342 0,502 Tầng 8 – tầng 13 0,349 0,497 Tầng 9 – tầng 14 0,345 0,491 Tầng 10 – tầng 15 0,340 0,485 Tầng 11 – tầng 16 0,341 0,495 Tầng 12 – tầng 17 0,316 0,503 Tầng 13 – tầng 18 0,345 0,507 Tầng 14 – tầng 19 0,325 0,529 Tầng 15 – tầng 20 0,385 0,517 Tầng 16 – tầng 21 0,407 0,551 Tầng 17 – tầng 22 0,406 0,572 Tầng 18 – tầng 23 0,396 0,591 Tầng 19 – tầng 24 0,369 0,638 Tầng 20 – tầng 25 0,390 0,632 Tầng 21 – tầng 26 0,373 0,630 Tầng 22 – tầng 27 0,392 0,641 Tầng 23 – tầng 28 0,403 0,629 Tầng 24 – tầng 29 0,406 0,639 Tầng 25 – tầng 30 0,417 0,656 126 4.5.2 Tường kép có 1/3 số tầng có gắn các thiết bị tiêu tán năng lượng Khảo sát tường kép có 1/3 số tầng có gắn các thiết bị TTNL tương ứng với đặt 10 thiết bị TTNL liên tục trong khu vực các tầng từ tầng 1 đến tầng 30, cụ thể, thiết bị TTNL đặt tại: tầng 1 – tầng 10, tầng 2 – tầng 11, tầng 3 – tầng 12, tầng 4 – tầng 13, tầng 5 – tầng 14, tầng 6 – tầng 15, tầng 7 – tầng 16, tầng 8 - tầng 17, tầng 9 - tầng 18, tầng 10 - tầng 19, tầng 11 – tầng 20, tầng 12 – tầng 21, tầng 13 – tầng 22, tầng 14 – tầng 23, tầng 15 – tầng 24, tầng 16 – tầng 25, tầng 17 – tầng 26, tầng 18 – tầng 27, tầng 19 – tầng 28, tầng 20 – tầng 29, tầng 21 – tầng 30. Bảng 4.11 thể hiện kết quả chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép trong các trường hợp đặt 10 thiết bị TTNL và không đặt thiết bị. Kết quả phân tích cho thấy, trường hợp đặt thiết bị TTNL từ tầng 7 đến tầng 16 đạt hiệu quả tốt nhất trong các trường hợp đặt 10 thiết bị khảo sát, cụ thể giá trị chuyển Hình 4.15 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi gắn thiết bị TTNL tại 6 tầng và không đặt thiết bị 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 Vị trí đặt thiết bị TB đặt tại tầng 25-30 TB đặt tại tầng 20-25 TB đặt tại tầng 15-20 TB đặt tại tầng 10-15 TB đặt tại tầng 5-10 TB đặt tại tầng 1-6 Thiết bị đặt tại 6 tầng Không gắn thiết bị TTNL Chuyển vị ngang tương đối theo tầng (x10-2) 127 vị ngang tương đối theo tầng giảm xuống 30,464 (%) (từ 0,604.10-2 xuống 0,420.10-2) (Hình 4.16). Bảng 4.11 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi không gắn thiết bị TTNL và có 10 thiết bị TTNL Giá trị lớn nhất Chiều (+) (10-2) Chiều (-) (10-2) Không gắn thiết bị TTNL 0,484 0,604 Đặt 10 thiết bị TTNL tại các khu vực khác nhau Tầng 1 – tầng 10 0,361 0,488 Tầng 2 – tầng 11 0,370 0,462 Tầng 3 – tầng 12 0,318 0,454 Tầng 4 – tầng 13 0,317 0,422 Tầng 5 – tầng 14 0,300 0,422 Tầng 6 – tầng 15 0,282 0,422 Tầng 7 – tầng 16 0,280 0,420 Tầng 8 – tầng 17 0,254 0,431 Tầng 9 – tầng 18 0,258 0,434 Tầng 10 – tầng 19 0,269 0,436 Tầng 11 – tầng 20 0,291 0,440 Tầng 12 – tầng 21 0,310 0,465 Tầng 13 – tầng 22 0,297 0,510 Tầng 14 – tầng 23 0,300 0,533 Tầng 15 – tầng 24 0,327 0,539 Tầng 16 – tầng 25 0,371 0,532 Tầng 17 – tầng 26 0,387 0,546 Tầng 18 – tầng 27 0,368 0,585 Tầng 19 – tầng 28 0,362 0,595 Tầng 20 – tầng 29 0,345 0,623 Tầng 21 – tầng 30 0,308 0,665 128 4.5.3 Tường kép có 1/2 số tầng có gắn các thiết bị tiêu tán năng lượng Khảo sát tường kép có 1/2 số tầng có gắn các thiết bị TTNL, tương ứng đặt 15 thiết bị TTNL liên tục trong khu vực các tầng từ tầng 1 đến tầng 30, cụ thể, thiết bị TTNL đặt tại: tầng 1 – tầng 15, tầng 2 – tầng 16, tầng 3 – tầng 17, tầng 4 – tầng 18, tầng 5 – tầng 19, tầng 6 – tầng 20, tầng 7 – tầng 21, tầng 8 – tầng 22, tầng 9 – tầng 23, tầng 10 – tầng 24, tầng 11 – tầng 25, tầng 12 – tầng 26, tầng 13 – tầng 27, tầng 14 – tầng 28, tầng 15 – tầng 29, tầng 16 – tầng 30. Kết quả phân tích thể hiện tại Bảng 4.12. Trong các trường hợp khảo sát, đặt 15 thiết bị TTNL liên tục trên công trình từ tầng 6 đến tầng 20 là hiệu quả nhất, với giá trị của chuyển vị ngang tương đối theo tầng được giảm xuống 33,940 (%) (từ 0,604.10-2 xuống 0,399.10-2) (Hình 4.17). Hình 4.16 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi gắn thiết bị TTNL tại 10 tầng và không đặt thiết bị 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 TB đặt tại tầng 21-30 Vị trí đặt thiết bị TB đặt tại tầng 15-24 TB đặt tại tầng 11-20 TB đặt tại tầng 7-16 TB đặt tại tầng 1-10 Thiết bị đặt tại 10 tầng Không gắn thiết bị TTNL Chuyển vị ngang tương đối theo tầng (x10-2) 129 4.5.4 Tường kép có 2/3 số tầng có gắn các thiết bị tiêu tán năng lượng Khảo sát tường kép có 2/3 số tầng gắn các thiết bị TTNL, tương ứng đặt 20 thiết bị TTNL liên tục trong khu vực các tầng từ tầng 1 đến tầng 30, cụ thể, thiết bị TTNL đặt tại: tầng 1 – tầng 20, tầng 2 – tầng 21, tầng 3 – tầng 22, tầng 4 – tầng 23, tầng 5 – tầng 24, tầng 6 – tầng 25, tầng 7 – tầng 26, tầng 8 – tầng 27, tầng 9 – tầng 28, tầng 10 – tầng 29, tầng 11 – tầng 30. Kết quả phân tích thể hiện tại Bảng 4.13 cho thấy khi đặt 20 thiết Bảng 4.12 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi không gắn thiết bị TTNL và có 15 thiết bị TTNL Giá trị lớn nhất Chiều (+) (10-2) Chiều (-) (10-2) Không gắn thiết bị TTNL 0,484 0,604 Đặt 15 thiết bị TTNL tại các khu vực khác nhau Tầng 1 – tầng 15 0,311 0,400 Tầng 2 – tầng 16 0,277 0,399 Tầng 3 – tầng 17 0,241 0,400 Tầng 4 – tầng 18 0,234 0,405 Tầng 5 – tầng 19 0,255 0,400 Tầng 6 – tầng 20 0,267 0,399 Tầng 7 – tầng 21 0,279 0,405 Tầng 8 – tầng 22 0,260 0,418 Tầng 9 – tầng 23 0,287 0,431 Tầng 10 – tầng 24 0,279 0,455 Tầng 11 – tầng 25 0,281 0,466 Tầng 12 – tầng 26 0,283 0,476 Tầng 13 – tầng 27 0,290 0,493 Tầng 14 – tầng 28 0,295 0,495 Tầng 15 – tầng 29 0,299 0,519 Tầng 16 – tầng 30 0,310 0,519 130 bị TTNL từ tầng 1 đến tầng 20, giá trị của chuyển vị ngang tương đối theo tầng giảm lớn nhất (35,430 (%)) từ 0,604.10-2 xuống 0,390.10-2 (Hình 4.18). 4.5.5 Tường kép có 5/6 số tầng có gắn các thiết bị tiêu tán năng lượng Khảo sát tường kép có 5/6 số tầng có gắn các thiết bị TTNL, tương ứng đặt 25 thiết bị TTNL liên tục trong khu vực các tầng từ tầng 1 đến tầng 30, cụ thể, thiết bị TTNL đặt tại: tầng 1 – tầng 25, tầng 2 – tầng 26, tầng 3 – tầng 27, tầng 4 – tầng 28, tầng 5 – tầng 29, tầng 6 – tầng 30. Kết quả phân tích thể hiện tại Bảng 4.14. So sánh kết quả tính toán giữa trường hợp đặt thiết bị TTNL trên công trình từ tầng 1 đến tầng 25 với khi không đặt thiết bị TTNL, giá trị của chuyển vị ngang tương đối theo tầng giảm nhiều nhất (từ 0,604.10-2 xuống 0,414.10-2) trong các phương án đặt 25 thiết bị TTNL (Hình 4.19). Hình 4.17 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi gắn thiết bị TTNL tại 15 tầng và không đặt thiết bị 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 TB đặt tại tầng 14-28 TB đặt tại tầng 16-30 Vị trí đặt thiết bị TB đặt tại tầng 10-24 TB đặt tại tầng 6-20 TB đặt tại tầng 1-15 Thiết bị đặt tại 15 tầng Không gắn thiết bị TTNL Chuyển vị ngang tương đối theo tầng (x10-2) 131 Bảng 4.13 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi không gắn thiết bị TTNL và có 20 thiết bị TTNL Giá trị lớn nhất Chiều (+) (10-2) Chiều (-) (10-2) Không gắn thiết bị TTNL 0,484 0,604 Đặt 20 thiết bị TTNL tại các khu vực khác nhau Tầng 1 – tầng 20 0,252 0,390 Tầng 2 – tầng 21 0,244 0,393 Tầng 3 – tầng 22 0,222 0,400 Tầng 4 – tầng 23 0,226 0,413 Tầng 5 – tầng 24 0,237 0,421 Tầng 6 – tầng 25 0,239 0,434 Tầng 7 – tầng 26 0,247 0,445 Tầng 8 – tầng 27 0,257 0,461 Tầng 9 – tầng 28 0,268 0,458 Tầng 10 – tầng 29 0,290 0,471 Tầng 11 – tầng 30 0,294 0,480 Hình 4.18 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi gắn thiết bị TTNL tại 20 tầng và không đặt thiết bị 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 TB đặt tại tầng 9-28 TB đặt tại tầng 11-30 Vị trí đặt thiết bị TB đặt tại tầng 5-24 TB đặt tại tầng 1-20 Thiết bị đặt tại 20 tầng Không gắn thiết bị TTNL Chuyển vị ngang tương đối theo tầng (x10-2) 132 Với 5 mức số lượng thiết bị TTNL đặt trên tường kép ở trên đã khảo sát, với mỗi mức số lượng thiết bị lấy kết quả tại khu vực đạt hiệu quả kháng chấn tốt nhất để so sánh với các trường hợp còn lại. Bảng 4.15 thể hiện kết quả chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi không đặt thiết bị TTNL, đặt 6 thiết bị từ tầng 10 đến tầng 15, đặt 10 Bảng 4.14 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi không gắn thiết bị TTNL và có 25 thiết bị TTNL Giá trị lớn nhất Chiều (+) (10-2) Chiều (-) (10-2) Không gắn thiết bị TTNL 0,484 0,604 Đặt 25 thiết bị TTNL tại các khu vực khác nhau Tầng 1 – tầng 25 0,235 0,414 Tầng 2 – tầng 26 0,239 0,415 Tầng 3 – tầng 27 0,240 0,424 Tầng 4 – tầng 28 0,243 0,426 Tầng 5 – tầng 29 0,252 0,428 Tầng 6 – tầng 30 0,260 0,441 Hình 4.19 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi gắn thiết bị TTNL tại 25 tầng và không đặt thiết bị 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 TB đặt tại tầng 4-28 TB đặt tại tầng 6-30 Vị trí đặt thiết bị TB đặt tại tầng 1-25 Thiết bị đặt tại 25 tầng Không gắn thiết bị TTNL Chuyển vị ngang tương đối theo tầng (x10-2) 133 thiết bị từ tầng 7 đến tầng 16, đặt 15 thiết bị từ tầng 6 đến tầng 20, đặt 20 thiết bị từ tầng 1 đến tầng 20, đặt 25 thiết bị từ tầng 1 đến tầng 25, đặt 30 thiết bị TTNL từ tầng 1 đến tầng 30. Bảng 4.15 Chuyển vị ngang tương đối theo tầng của tường kép khi không đặt thiết bị TTNL và đặt thiết bị TTNL với số lượng, vị trí khác nhau Giá trị lớn nhất Chiều (+) (10-2) Chiều (-) (10-2) Không gắn thiết bị TTNL 0,484 0,604 Đặt thiết bị TTNL tại các khu vực khác nhau Tầng 10 – tầng 15 0,340 0,485 Tầng 7 – tầng 16 0,280 0,420 Tầng 6 – tầng 20 0,267 0,399 Tầng 1 – tầng 20 0,252 0,390 Tầng 1 – tầng 25 0,235 0,414 Tầng 1 – tầng 30 0,253 0,414 Hình 4.20 So sánh chuyển vị ngang tương đối theo tầng giữa các trường không đặt thiết bị TTNL và đặt thiết bị TTNL với số lượng khác nhau 0 5 10 15 20 25 30 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 (1-25)(1-20) (1-30)(6-20)(7-16) C h u y ển v ị n g an g t ư ơ n g đ ố i th eo t ần g ( x 1 0 -2 ) (10-15) 134 Hình 4.20 thể hiện kết quả so sánh giá trị của chuyển vị ngang tương đối theo tầng lớn nhất giữa trường hợp không đặt thiết bị TTNL và đặt thiết bị TTNL với số lượng khác nhau. Dựa vào kết quả trên Bảng 4.15 và Hình 4.20 có thể thấy việc đặt 20 thiết bị TTNL từ tầng 1 đến tầng 20 có giá trị của chuyển vị ngang tương đối theo tầng nhỏ nhất. Với trường hợp đặt 30 thiết bị TTNL, số lượng thiết bị tăng lên nhưng hiệu quả kháng chấn đạt được không tăng. 4.5.6 Nhận xét Trong phần này nghiên cứu phân tích kết cấu tường kép chịu tác động của động đất khi thiết bị TTNL được bố trí trên các tầng theo các phương án khác nhau, tường kép có 1/2, 1/3, 1/5, 2/3, 5/6 số tầng có gắn các thiết bị TTNL. Kết quả phân tích nhận thấy khi gắn thiết bị tại 10 tầng từ tầng 7 đến tầng 16 thì mức độ giảm chấn đạt được gần bằng khi gắn các thiết bị lên cả 30 tầng, còn khi gắn 15 thiết bị lên các tầng từ tầng 6 đến tầng 20 thì hiệu quả gần như bằng khi gắn thiết bị lên cả 30 tầng. Điều này cho thấy rằng, trong thiết kế không cần phải gắn thiết bị lên tất cả các tầng, mà chỉ cần gắn thiết bị ở mức 1/3  1/2 số tầng là đảm bảo tính hiệu quả. 135 Kết luận chương 4 Từ kết quả phân tích kết cấu tường kép có gắn thiết bị TTNL chịu tác động của động đất trên đây cho thấy: - Kết quả phân tích với 4 trận động đất có đặc tính khác nhau cho thấy giải pháp sử dụng thiết bị TTNL đạt hiệu quả giảm chấn cao khi công trình chịu tác động của động đất (giảm chuyển vị ngang tại đỉnh: 30,253 % – 46,363 %; giảm gia tốc tại đỉnh: 29,490 % – 37,190 %; giảm chuyển vị ngang tương đối theo tầng: 26,070 % – 35,225 %); - Hiệu quả của giải pháp giảm chấn bằng thiết bị TTNL đối với tường kép phụ thuộc vào các đặc trưng của thiết bị: thiết bị có lực chảy yQ nhỏ và độ cứng 1k lớn thì hiệu quả hơn so với thiết bị có lực chảy yQ lớn và độ cứng 1k nhỏ; hiệu quả giảm chấn cũng phụ thuộc vào độ cứng của dầm nối (trong trường hợp khảo sát dầm nối thép có tỉ số nhịp dầm trên chiều cao tiết diện dầm nối bằng 2,0 thì giá trị chuyển vị ngang tương đối theo tầng là nhỏ nhất); - Hiệu quả kháng chấn khi đặt 1 thiết bị TTNL trên các tầng khác nhau là khác nhau (khi thiết bị được đặt tại các tầng trong khu vực từ tầng 1 đến tầng 20 thì giá trị chuyển vị ngang tương đối theo tầng giảm, còn khi thiết bị đặt trong khu vực từ tầng 21 đến tầng 30 thì giá trị chuyển vị ngang tương đối theo tầng tăng); - Kết quả phân tích kết cấu tường kép có gắn thiết bị TTNL theo các phương án khác nhau cho thấy: khi gắn thiết bị tại 10 tầng từ tầng 7 đến tầng 16 (1/3 số tầng) thì mức độ giảm chấn đạt được gần bằng khi gắn các thiết bị lên cả 30 tầng, còn khi gắn 15 thiết bị lên các tầng từ tầng 6 đến tầng 20 (1/2 số tầng) thì hiệu quả gần như bằng khi gắn thiết bị lên cả 30 tầng (toàn bộ các tầng). Điều này cho thấy rằng, trong thiết kế không cần phải gắn thiết bị lên tất cả các tầng, mà chỉ cần gắn thiết bị ở mức 1/3  1/2 số tầng là đảm bảo tính hiệu quả. 136 KẾT LUẬN 1. Kết quả đạt được của luận án - Xây dựng mô hình tính toán kết cấu tường kép có thiết bị TTNL được gắn vào các dầm nối, trong đó đề xuất mô hình siêu phần tử mới cho cấu kiện dầm nối có gắn thiết bị tiêu tán năng lượng có đặc tính phi tuyến; đã xây dựng ma trận độ cứng cho phần tử mới này trên cơ sở nguyên lý của cơ học phi tuyến. - Trên cơ sở mô hình đề xuất, đã xây dựng thuật toán và chương trình tính toán kết cấu tường kép có các thiết bị TTNL chịu động đất trong môi trường lập trình Matlab, chương trình đã được kiểm tra đảm bảo độ tin cậy. - Sử dụng chương trình được lập để khảo sát sự làm việc của kết cấu tường kép có các thiết bị TTNL chịu tác động của động đất. Kết quả phân tích cho thấy: + Giải pháp giảm chấn bằng thiết bị TTNL đối với kết cấu tường kép đạt hiệu quả giảm chấn cao thông qua khảo sát các trận động đất khác nhau; + Các đặc tính của thiết bị TTNL như lực chảy, độ cứng của thiết bị và độ cứng của dầm nối có ảnh hưởng đến hiệu quả giảm chấn đối với kết cấu tường kép; + Hiệu quả giảm chấn là không đồng đều trong trường hợp chỉ đặt một thiết bị TTNL trên kết cấu tường kép; + Đặc biệt, kết quả khảo sát chỉ ra rằng, để đạt hiệu quả giảm chấn cần gắn thiết bị TTNL với số lượng bằng 1/3  1/2 số tầng tại các vị trí thích hợp. 2. Đóng góp mới của luận án - Đề xuất mô hình siêu phần tử mới cho cấu kiện dầm nối gắn thiết bị TTNL có đặc tính làm việc phi tuyến và thiết lập ma trận độ cứng cho siêu phần tử mới này. - Xây dựng thuật toán và chương trình tính toán kết cấu tường kép có các thiết bị TTNL chịu tác động của động đất. 137 - Khảo sát sự làm việc của kết cấu tường kép có thiết bị TTNL dưới tác động động đất. Các kết quả khảo sát có thể được tham khảo để thiết kế kết cấu nhà nhiều tầng có sử dụng giải pháp giảm chấn bằng thiết bị TTNL. 3. Hướng phát triển Kết quả nghiên cứu lý thuyết theo mô hình số về giải pháp sử dụng thiết bị TTNL có độ cản cao để giảm tác động của động đất lên kết cấu nhà nhiều tầng dạng tường kép của luận án có thể xem là những kết quả bước đầu. Nghiên cứu tiếp theo đề tài này có thể được thực hiện theo hướng nghiên cứu thực nghiệm vừa để khẳng định những kết quả nghiên cứu lý thuyết vừa để hoàn thiện công nghệ. Mô hình phần tử dầm nối có gắn thiết bị TTNL có đặc tính phi tuyến được xây dựng trong luận án có thể được áp dụng cho các bài toán khác cũng như được áp dụng để xây dựng mô hình tính toán cho các dạng kết cấu khác. 4. Kiến nghị Giải pháp sử dụng thiết bị TTNL có độ cản cao để giảm tác động của động đất lên công trình xây dựng là hướng nghiên cứu mới, hiện đại và có nhiều triển vọng trong thực tế. Do giải pháp này đưa lại hiệu quả giảm chấn rõ ràng và đồng thời có tính kinh tế cao, dễ thực hiện trong thực tế. Đây là giải pháp phù hợp với điều kiện nước ta, nên được đẩy mạnh nghiên cứu ứng dụng. 138 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 1. Thu-Hien Pham, Hai-Quang Nguyen, Tien-Chuong Nguyen, Anh-Dung Nguyen. “An Efficient Model for the Coupling Beam Using Damping Devices in Coupled Shear Wall Structures under Earthquake Loads,” Buildings, vol. 13, no. 4, 4/2023. 2. Phạm Thu Hiền, Nguyễn Hải Quang, Nguyễn Tiến Chương. “Tính toán kết cấu tường kép có gắn thiết bị giảm chấn trong dầm nối”, Tạp chí Xây dựng, pp. 113 – 119, 12/2022. 3. Nguyễn Hải Quang, Nguyễn Tiến Chương, Phạm Thu Hiền. “Nghiên cứu sử dụng mô hình khung trong tính toán kết cấu tường kép nhà cao tầng”, Tuyển tập công trình Hội nghị cơ học toàn quốc lần thứ XI, pp. 214-223, 12/2022. 4. Nguyễn Tiến Chương, Nguyễn Hải Quang, Phạm Thu Hiền. “Seismic analysis of plan frame with energy dissipation device”, Tạp chí Xây dựng, pp. 86 – 89, 9/2021. 5. Nguyễn Tiến Chương, Nguyễn Hải Quang, Phạm Thu Hiền. “Tính toán khung gắn thiết bị tiêu tán năng lượng chịu tải trọng tĩnh”, Hội nghị khoa học thường niên Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội, 2020. 6. Nguyễn Anh Dũng, Phạm Thu Hiền. “Ảnh hưởng của sự gia tăng nhiệt độ bên trong lên đặc tính cơ học của gối cao su có độ cản cao”, Tạp chí Xây dựng, pp. 96 – 98, 1/2018. 7. Nguyễn Anh Dũng, Nguyễn Tiến Chương, Phạm Thu Hiền. “Một phương pháp mô hình hóa ứng xử phi tuyến của kết cấu”, Hội thảo khoa học quốc gia phát triển bền vững Kiến trúc và Xây dựng trong giai đoạn hiện nay, Thành phố Vinh, 2017. 139 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 9386:2012, Thiết kế công trình chịu động đất. Nhà Xuất bản Xây Dựng, 2012. [2] Nguyễn Tiến Chương, Phân tích kết cấu nhà nhiều tầng. Nhà xuất bản xây dựng, 2015. [3] B. Stafford-Smith and A. Coull, Tall Building Structures - Analysis and Design, 1st edition. Wiley-Interscience, 1991. [4] M. S. Chandra and B. Sowmya, “Behaviour of Coupled Shear Walls in Multi-Storey Buildings,” International Journal of Engineering Research, vol. 3, no. 2, pp. 624– 627, 2014. [5] Ngô Thế Phong, Lý Trần Cường, Trịnh Kim Đạm và Nguyễn Lê Ninh, Kết cấu bê tông cốt thép, phần kết cấu nhà cửa. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2006. [6] T. Paulay, The Coupling of Shear Walls. New Zealand: University of Canterbury, 1969. [7] T. Paulay and J.R. Binney, “Diagonally Reinforced Coupling Beams of Shear Walls,” Symposium Paper, vol. 42, pp. 579–598, Jan. 1974. [8] A. R. Santhakumar, The ductility of coupled shearwall. New Zealand: Dept. of Civ. Eng., University of Canterbury, 1974. [9] Theodosios P. Tassios, Marina Moretti, and Antonios Bezas, “On the Behavior and Ductility of Reinforced Concrete Coupling Beams of Shear Walls,” Structural Journal, vol. 93, no. 6, pp. 711–720, Nov. 1996. [10] Luciano Galano and Andrea Vignoli, “Seismic Behavior of Short Coupling Beams with Different Reinforcement Layouts,” Structural Journal, vol. 97, no. 6, 2000. [11] K. A. Harries, D. Mitchell, W. D. Cook, and R. G. Redwood, “Seismic Response of Steel Beams Coupling Concrete Walls,” J. Struct. Eng., vol. 119, no. 12, pp. 3611–3629, Dec. 1993. [12] B. Gong and B. M. Shahrooz, “Steel-concrete composite coupling beams — behavior and design,” Engineering Structures, vol. 23, no. 11, pp. 1480–1490, Nov. 2001. 140 [13] T. Soong, M. Constantinou, and G. F. Dargush, Passive energy dissipation systems for structural design and retrofit. Buffalo: Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research, 1998. [14] Farzad Naeim, James M.Kelly, Design of Seismic Isolated Structures From Theory to Practice. New York: John Wiley and Sons, 1999. [15] N.R. Fisco and H. Adeli, “Smart structures: Part I—Active and semi-active control,” Scientia Iranica, vol. 18, no. 3, pp. 275–284, 2011. [16] Takuji Kobori, Norihide Koshika, Kazuhiko Yamada, and Yoshiki Ikeda, “Seismic-response-controlled structure with active mass driver system. Part 1: Design,” Earthquake Engineering & Structural Dynamics, pp. 133–149, 1991. [17] Ali Banaei and Javad Alamatian, “New genetic algorithm for structural active control by considering the effect of time delay,” Journal of Vibration and Control, pp. 1–16, 2020. [18] Mohamed Abdel-Rohman and Horst H. Leipholz, “Automatic Active Control of Structures,” Journal of the Structural Division, vol. 106, no. 3, 1980. [19] Chunxiang Li, Yanxia Liu, and Zhaomin Wang, “Active Multiple Tuned Mass Dampers: A New Control Strategy,” Journal of Structural Engineering, vol. 129, no. 7, 2003. [20] B. F. Spencer and S. Nagarajaiah, “State of the Art of Structural Control,” J. Struct. Eng., vol. 129, no. 7, pp. 845–856, Jul. 2003. [21] S. Nagarajaiah, “Adaptive Passive, Semiactive, Smart Tuned Mass Dampers: Identification and Control Using Empirical Mode Decomposition, Hilbert Transform, and Short-Term Fourier Transform,” Structural Control and Health Monitoring, pp. 800–841, 2009. [22] Vishisht Bhaiya, Shiv Dayal Bharti, M. K. Shrimali, and Tushar Kanti Datta, “Hybrid seismic control of buildings using tuned-mass and magnetorheological dampers,” ICE Proceedings Structures and Buildings, pp. 1–31, 2019. [23] R. I. Skinner, W. H. Robinson, and G. H. McVerry, An introduction to seismic isolation. Chichester ; New York: Wiley, 1993. [24] J. M. Kelly, Earthquake-Resistant Design with Rubber. London: Springer London, 1997. 141 [25] Ngô Văn Thuyết, “Phương pháp thiết kế kích thước gối cách chấn đàn hồi sử dụng cho công trình dân dụng chịu động đất ở Việt Nam,” Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, pp. 20–25, 2018. [26] N. A. Dung, “A numerical solution for seismic response prediction of bridge piers with high damping rubber bearings,” Journal of Science and Technology in Civil Engineering, HUCE (NUCE), pp. 44–57, 2022. [27] I. D. Aiken, J. M. Kelly, and A. S. Hall, “Seismic response of a nine-story steel frame with friction-damped cross-bracing,” Report No. UCB/EERC-88/17, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, 1-7., 1988. [28] Douglas K. Nims, Phillip J. Richter, and Robert E. Bachman, “The Use of the Energy Dissipating Restraint for Seismic Hazard Mitigation,” Earthquake Spectra, vol. 9, no. 3, 1993. [29] Avtar S. Pall and Cedric Marsh, “Seismic Response of Friction Damped Braced Frames,” Journal of Structural Engineering, vol. 109, no. 5, 1983. [30] R. Levy, Eduard Marianchik, Avigdor Rutenberg, and Fred Segal, “Seismic design methodology for friction damped braced frames,” Earthquake Engineering & Structural Dynamics, vol. 29, no. 11, pp. 1569–1585, 2000. [31] J. M. Kelly, R. I. Skinner, and A. J. Heine, “Mechanisms of energy absorption in special devices for use in earthquake resistant structures,” BNZSEE, vol. 5, no. 3, pp. 63–88, Sep. 1972. [32] I. D. Aiken, D. K. Nims, and J. M. Kelly, “Comparative study of four passive energy dissipation systems,” BNZSEE, vol. 25, no. 3, pp. 175–192, Sep. 1992. [33] Andrew S. Whittaker, Vitelmo V. Bertero, Christopher L. Thompson, and L. Javier Alonso, “Seismic Testing of Steel Plate Energy Dissipation Devices,” Earthquake Spectra, vol. 7, no. 4, 1991. [34] Keh-Chyuan Tsai, Huan-Wei Chen, Ching-Ping Hong, and Yung-Feng Su, “Design of Steel Triangular Plate Energy Absorbers for Seismic-Resistant Construction,” Earthquake Spectra, vol. 9, no. 3, 1993. 142 [35] Dinh-HaiPham and Chung-Che Chou, “Strong-axis instability of sandwiched buckling restrained braces in a two-story steel X-BRBF: Seismic tests and finite element analyses,” Thin-Walled Structures, vol. 157, no. 6, 2020. [36] K. C. Chang, Y. Y. Lin, and M. L. Lai, “Seismic Analysis and Design of Structures with Viscoelastic Dampers,” Journal of Earthquake Technology, vol. 35, no. 4, pp. 143–166, 1998. [37] Ri‐Hui Zhang and T. T. Soong, “Seismic Design of Viscoelastic Dampers for Structural Applications,” Journal of Structural Engineering, vol. 118, no. 5, 1992. [38] Shiang-Jung Wang, I-Chen Chiu, Chung-Han Yu, and Kuo-Chun Chang, “Experimental and analytical study on design performance of full-scale viscoelastic dampers,” Earthquake Engineering and Engineering Vibration, vol. 17, no. 4, pp. 693–706, 2018. [39] Mahendra Singh and T.-S. Chang, “Seismic Analysis of Structures with Viscoelastic Dampers,” Journal of Engineering Mechanics, vol. 135, no. 6, 2009. [40] S. Orui, H. Kurino, and K. Shimizu, “Control effect of semi-active switching oil damper installed in actual high-rise building during large earthquakes,” presented at the The 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China, 2008. [41] Kosuke Ohira and Tsuji Masaaki, “Effect of deterioration of damper or attachment member on earthquake response of building with oil damper,” Journal of Structural and Construction Engineering, vol. 83, no. 743, pp. 47–57, 2018. [42] Nguyễn Đông Anh và Lã Đức Việt, Giảm dao động bằng thiết bị tiêu tán năng lượng. NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ, 2007. [43] Y. Y. Lin, M. H. Tsai, J. S. Hwang, and K. C. Chang, “Direct displacement-based design for building with passive energy dissipation systems,” Engineering Structures, vol. 25, no. 1, pp. 25–37, Jan. 2003. [44] G. P. Cimellaro and S. Marasco, Introduction to Dynamics of Structures and Earthquake Engineering, vol. 45. in Geotechnical, Geological and Earthquake Engineering, vol. 45. Cham: Springer International Publishing, 2018. [45] M. D. Symans et al., “Energy Dissipation Systems for Seismic Applications: Current Practice and Recent Developments,” J. Struct. Eng., vol. 134, no. 1, pp. 3– 21, Jan. 2008. 143 [46] J. Ormondroyd, J. P. Den Hartog, “The theory of the dynamic vibration absorber,” Trans., ASME, Applied Mechanics 50, pp. 9–22, 1928. [47] Võ Hoàng Phi và Phạm Đình Trung, “Hiệu quả giảm chấn của hệ cản khối lượng trong kết cấu khung cao tầng,” Tạp chí Xây dựng, 2022. [48] Trần Văn Thiên, Nguyễn Hoài Sơn và Ngô Phi Long, “Kiểm soát rung động của kết cấu khung 2D bằng cách sử dụng bộ hấp thụ động dạng khối lượng (TMD) khi bị tác động bằng tải động đất Elcentro 1940,” Tạp chí Xây dựng, 2017. [49] Villaverde R, “Roof isolation system to reduce seismic response of buildings: a preliminary assessment,” Earthquake Spectra, vol. 14(3), pp. 521–532, 1998. [50] T. Konar and A. D. Ghosh, “Flow Damping Devices in Tuned Liquid Damper for Structural Vibration Control: A Review,” Arch Computat Methods Eng, vol. 28, no. 4, pp. 2195–2207, Jun. 2021. [51] P. J. Fortney, B. M. Shahrooz, and G. A. Rassati, “Large-Scale Testing of a Replaceable ‘Fuse’ Steel Coupling Beam,” J. Struct. Eng., vol. 133, no. 12, pp. 1801–1807, Dec. 2007. [52] T.-S. Ahn, Y.-J. Kim, and S.-D. Kim, “Large-Scale Testing of Coupled Shear Wall Structures with Damping Devices,” Advances in Structural Engineering, vol. 16, no. 11, pp. 1943–1955, Nov. 2013. [53] Michael Montgomery and Constantin Christopoulos, “Experimental Validation of Viscoelastic Coupling Dampers for Enhanced Dynamic Performance of High- Rise Buildings,” Journal of Structural Engineering, vol. 141, no. 5, 2015. [54] T. Wang, X. Guo, X. He, Y. Du, and C. Duan, “Seismic Behavior of High-Rise Concrete Shear-Wall Buildings with Hybrid Coupling Beams,” 15 WCEE LISBOA, 2012. [55] T. Wang, F. Yang, X. Wang, and Y. Cui, “Experimental Study on a Hybrid Coupling Beam With a Friction Damper Using Semi-steel Material,” Front. Mater., vol. 6, p. 135, Jul. 2019. [56] Y. Li, J. Xu, K. Ma, and H. Yu, “Seismic behavior of coupled wall structure with steel and viscous damping composite coupling beams,” Journal of Building Engineering, vol. 52, p. 104510, Jul. 2022. 144 [57] Y. Li, T. Jin, S. Meng, H. Yu, and Y. Zhao, “Evaluation of seismic response of coupled wall structure with self-centering and viscous damping composite coupling beams,” Structures, vol. 45, pp. 214–228, Nov. 2022. [58] H. Jiang, S. Li, and L. He, “Experimental Study on a New Damper Using Combinations of Viscoelastic Material and Low-Yield-Point Steel Plates,” Front. Mater., vol. 6, p. 100, May 2019. [59] S. H. Oh, K. Y. Choi, H.-J. Kim, and C. H. Kang, “Experimental Validation on Dynamic Response of RC Shear Wall Systems Coupled with Hybrid Energy Dissipative Devices,” 15 WCEE LISBOA, 2012. [60] Y. Zhao and Y. Dong, “Seismic Response of Reinforced Concrete Frame-Shear Wall Structure with Metal Rubber-Based Damper in Coupling Beam,” ACSM, vol. 44, no. 5, pp. 319–326, Oct. 2020. [61] C. Pan and D. G. Weng, “Study on Seismic Performance of Coupled Shear Walls with Vertical Dampers,” AMR, vol. 163–167, pp. 4185–4193, Dec. 2010. [62] K. Beyer, A. Dazio, and M. J. N. Priestley, “Inelastic Wide-Column Models for U-Shaped Reinforced Concrete Walls,” Journal of Earthquake Engineering, vol. 12, no. sup1, pp. 1–33, Apr. 2008. [63] C. Chen, X. Lu, and R. Xiao, “Study On The Shear Wall Structure With Combned Form Of Replaceable Components,” in Proceedings of the 6th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering (COMPDYN 2015), Rhodes Island, Greece: Institute of Structural Analysis and Antiseismic Research School of Civil Engineering National Technical University of Athens (NTUA) Greece, pp. 3982–3991, 2017. [64] Y. Chen, J. Li, and Z. Lu, “Experimental Study and Numerical Simulation on Hybrid Coupled Shear Wall with Replaceable Coupling Beams,” Sustainability, vol. 11, no. 3, p. 867, Feb. 2019. [65] M. Salameh, M. Shayanfar, and M. Barkhordari̇, “Seismic Performance of a Hybrid Coupled Wall System Using different Coupling Beam Arrangements,” Teknik Dergi, vol. 33, no. 5, pp. 12401–12428, Sep. 2022. 145 [66] A. Kheyroddin, R. Arabsarhangi, A. Shabani, and M. Kioumarsi, “Optimal placement of coupling elements of RC shear walls using endurance time method,” Procedia Structural Integrity, vol. 42, pp. 210–217, 2022. [67] A. K. H. Kwan, “Improved Wide‐Column‐Frame Analogy for Shear/Core Wall Analysis,” J. Struct. Eng., vol. 119, no. 2, pp. 420–437, Feb. 1993. [68] Angelo Mattacchione, “Equivalent Frame Method Applied to Concrete Shearwalls,” Concrete International, vol. 13, no. 11, pp. 65–72, 1991. [69] CSI, “SAP2000 Integrated Solution for Structural Analysis and Design.” Computers and Structures Inc., Berkeley, California., 2019. Accessed: Jan. 30, 2023. [Online]. Available: [70] A. K. H. Kwan, “Unification of existing frame analogies for coupled shear/core wall analysis,” Computers & Structures, vol. 51, no. 4, pp. 393–401, May 1994. [71] A. K. H. Kwan, “Rotational DOF in the frame method analysis of coupled shear/core wall structures,” Computers & Structures, vol. 44, no. 5, pp. 989–1005, Aug. 1992. [72] A. Coull and B. Stafford Smith, Tall Builidngs, The Proceedings of a Symposium on Tall Builidngs. Pergamon Press, 1967. [73] A. S. Hall, “Joint deformations in building frames,” Civil Engng Trans, Inst. Engrs, Australia, pp. 60–62, 1969. [74] C.M. Wang, J.N. Reddy, and K.H. Lee, Shear Deformable Beams and Plates Relationships with Classical Solutions, 1st Edition. Elsevier, 2000. [75] M. William, H. Richard Gallagher, and D. Z. Ronald, Matrix Structural Analysis, 2nd ed. John Wiley and Sons, 2000. [76] B. B. William, Mechanics of solids: concepts and applications. Irwin, 1993. [77] A. Öchsner, Classical Beam Theories of Structural Mechanics. Cham: Springer International Publishing, 2021. [78] The Math Works, Inc., “MATLAB.” 2017. Accessed: Jan. 01, 2023. [Online]. Available: https://www.mathworks.com/ [79] Nguyễn Lê Ninh, Động đất và thiết kế công trình chịu động đất. NXB Xây dựng, 2018. 146 [80] A. K. Chopra, Dynamics of structures: theory and applications to earthquake engineering, 4th ed. Upper Saddle River, N.J: Prentice Hall, 2012. [81] J. S. Przemieniecki, Theory of Matrix Structural Analysis. Dover, 1968. [82] J. F. Hall, “Problems encountered from the use (or misuse) of Rayleigh damping,” Earthquake Engineering & Structural Dynamics, vol. 35, no. 5, pp. 525– 545, 2006. [83] Singiruse S. Rao, Mechanical Vibrations, 6th ed. Pearson, 2018. [84] Clough R. W. and Penzien J., Dynamics of Structures. McGraw-Hill, 1993. [85] Thomson W. T., Theory of Vibration with Applications. Prentice Hall, 1988. [86] C. H. Edwards, D. E. Penney, and D. Calvis, Differential equations and boundary value problems: computing and modeling, Fifth edition. Upper Saddle River, New Jersey: Pearson Education, Inc, 2015. [87] S. S. Rao, The finite element method in engineering, 6th edition. Cambridge, MA: Elsevier, 2017. [88] Nguyễn Hải Quang, Tính toán khung thép có liên kết nửa cứng theo mô hình đàn - dẻo chịu tải trọng động. Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, 2012. [89] X. Huang, “Seismic Mitigation Efficiency Study Of The Coupling Beam Damper In The Shear Wall Structure,” Civil Engineering Journal, vol. 30, no. 1, Apr. 2021. [90] Earthquake Engineering Research Center, “Preliminary Report on the Seismological and Engineering Aspects of the January 17, 1994 Northridge Earthquake,” College of Engineering, University of California at Berkeley, UCB/EERC-94/01, Jan. 1994. [91] PEER Ground Motion Database, “PEER Center.” PEER NGA-West2 Database 2013/03; Pacific Earthquake Engineering Research Center Headquarters at the University of California: Berkeley, CA, USA, 2013. [92] P. Thu-Hien, “Seismic Analyses of Self-Centering Braced Frames and Buckling- Restrained Braced Frames Using the Computer Program SAP2000,” Master Thesis, Department of Civil Engineering, National Taiwan University, Taiwan, 2012. [93] W. Wen, M. Luo, L. Chen, Z. Ma, and W. Pan, “An equivalent approach for modelling butterfly-hysteresis passive variable friction damper,” SN Appl. Sci., vol. 4, no. 8, p. 234, Aug. 2022. 147 [94] A. S. Whittaker, C.-M. Uang, and V. V. Bertero, “An experimental study of the behavior of dual steel systems,” Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, UCB/EERC-88/14, 1990. [95] K.-S. Choi and H.-J. Kim, “Strength Demand of Hysteretic Energy Dissipating Devices Alternative to Coupling Beams in High-Rise Buildings,” International Journal of High-Rise Buildings, vol. 3, no. 2, pp. 107–120, 2014. [96] P. Park and T. Paulay, Reinforced Concrete Structures. Wiley-Interscience, 1974. [97] K. A. Harries’, W. D. Cook’, D. Mitchell, and R. G. Redwood’, “The Use of Steel Beams to Couple Concrete Walls,” presented at the 7th Canadian Conference on Earthquake Engineering, Montreal, Canada, 1995. [98] N. Ge, J. Yue, and M. Qin, “Seismic performance study for reinforced concrete– steel plate composite coupling beam,” presented at the 5th International Conference on Civil Engineering and Transportation, Guangzhou, China: Atlantis Press, 2015. 148 PHỤ LỤC Phụ lục 1. Chương trình tính toán tường kép 30 tầng global Ld Lc a1 Jd Jc Ad Ac ST B G SA K dU dCV E SN Gvl v Ttb1 Ttb2 Ctb CV Mm dM C1 C2 Qc1 TL Gvld vd Ed SBC=str2double(get(handles.edit151,'String')); ST=str2double(get(handles.edit84,'String')); SN=str2double(get(handles.edit85,'String')); SA=3*ST*(SN+1); n1=ST*(SN+2); Lc=str2double(get(handles.edit83,'String')); Ld=str2double(get(handles.l1,'String')); a1=str2double(get(handles.edit130,'String')); Jc=zeros(1,ST*2); Jd=zeros(1,ST); Ac=zeros(1,ST*2); Ad=zeros(1,ST); Hc = str2double(get(handles.hc,'String')); Bc = str2double(get(handles.bc,'String')); Jc(1:2)=Bc*Hc^3/12; Jc(31:32)=Bc*Hc^3/12; Ac(1:2)=Bc*Hc; Ac(31:32)=Bc*Hc; Hc = str2double(get(handles.edit157,'String')); Bc = str2double(get(handles.edit158,'String')); Jc(3:8)=Bc*Hc^3/12; Jc(33:38)=Bc*Hc^3/12; Ac(3:8)=Bc*Hc; Ac(33:38)=Bc*Hc; Hc = str2double(get(handles.edit163,'String')); Bc = str2double(get(handles.edit164,'String')); Jc(9:12)=Bc*Hc^3/12; Jc(39:42)=Bc*Hc^3/12; Ac(9:12)=Bc*Hc; Ac(39:42)=Bc*Hc; 149 Hc = str2double(get(handles.edit165,'String')); Bc = str2double(get(handles.edit166,'String')); Jc(13:16)=Bc*Hc^3/12; Jc(43:46)=Bc*Hc^3/12; Ac(13:16)=Bc*Hc; Ac(43:46)=Bc*Hc; Hc = str2double(get(handles.edit167,'String')); Bc = str2double(get(handles.edit168,'String')); Jc(17:30)=Bc*Hc^3/12; Jc(47:60)=Bc*Hc^3/12; Ac(17:30)=Bc*Hc; Ac(47:60)=Bc*Hc; Jd(1:30)=str2double(get(handles.hd,'String')); Ad(1:30)=str2double(get(handles.bd,'String')); Ed=str2double(get(handles.edit177,'String')); Gvld=str2double(get(handles.edit182,'String')); vd=str2double(get(handles.edit181,'String')); Ttb1=str2double(get(handles.edit141,'String')); Ttb2=str2double(get(handles.edit142,'String')); Jd(Ttb1:Ttb2)=str2double(get(handles.edit169,'String')); Ad(Ttb1:Ttb2)=str2double(get(handles.edit170,'String')); E=str2double(get(handles.E,'String')); Gvl=str2double(get(handles.edit86,'String')); v=str2double(get(handles.edit87,'String')); Ctb=zeros(1,ST); G=zeros(1,ST*3); Ttb1=str2double(get(handles.edit141,'String')); 150 Ttb2=str2double(get(handles.edit142,'String')); Ctb(Ttb1:Ttb2)=str2double(get(handles.edit143,'String')); C1=str2double(get(handles.edit143,'String')); C2=str2double(get(handles.edit144,'String')); Qc1=str2double(get(handles.edit145,'String')); for i=1:ST G(i)=pi/2; G(ST+i)=pi/2; end B=zeros(n1,6); Nt=zeros((ST+1)*(SN+1),3); for i=1:ST Nt(i+1,1)=3*(i-1)+1; Nt(i+1,2)=3*(i-1)+2; Nt(i+1,3)=3*(i-1)+3; Nt(ST+2+i,1)=3*(ST+i-1)+1; Nt(ST+2+i,2)=3*(ST+i-1)+2; Nt(ST+2+i,3)=3*(ST+i-1)+3; end for i=1:ST B(i,:)=[Nt(i,:) Nt(i+1,:)]; B(ST+i,:)=[Nt(ST+1+i,:) Nt(ST+1+i+1,:)]; B(2*ST+i,:)=[Nt(i+1,:) Nt(ST+2+i,:)]; end MTKCothietbi; global M M = zeros(max(max(B))); 151 m1=str2double(get(handles.edit89,'String')); for i=1:ST M(3*(i-1)+1,3*(i-1)+1)=m1; M(3*(ST+i-1)+1,3*(ST+i-1)+1)=m1; end global Y Qtb dQ Tr dTr X dQcot p=poly(K\M); p1=roots(p); n=length(p1); p1=real(p1); for i=1:n for j=1:n if p1(i)>p1(j) Tam=p1(i); p1(i)=p1(j); p1(j)=Tam; end end end p1(3:n)=[]; n=length(p1); Ck=zeros(1,n); for i=1:n Ck(i)=1/(sqrt(1/p1(i))/(2*pi)); end 152 set(handles.text63,'String',Ck) R=4.5; am=2*0.05*(2*pi/Ck(1))*2*R/(1+R+2*R^0.5); ak=2*0.05*(1/(2*pi/Ck(1)))*2/(1+R+2*R^0.5); HsC=0; am=HsC*am; ak=HsC*ak; set(handles.text98,'String',am); set(handles.text99,'String',ak); CAST360_DBE dA=zeros(1,length(Y)); n=length(Y); for i=2:n dA(i-1)=981*(Y(i)-Y(i-1)); end gm=str2double(get(handles.gm,'String')); bt=str2double(get(handles.bt,'String')); am=0.16381; ak=0.01158; C=zeros(max(max(B))); C=am*M+ak*K; U=zeros(SA,n); U1=zeros(SA,n); U2=zeros(SA,n); global i1 i2 PhQtb PhTr Qc dQc GTt dU=zeros(SA,1); dP1=zeros(SA,1); Tr=zeros(ST,n); Qtb=zeros(ST,n); CV=zeros(ST,n); Mm=zeros(ST,n); Qc=zeros(ST,n); GTt=zeros(ST,n); 153 for i1=1:n-1 dT=0.02; MTKCothietbi; K1=K+(gm/(bt*dT))*C+(1/(bt*dT^2))*M; for j=1:SA/3 dP1(3*(j-1)+1)=-dA(i1); end a=(1/(bt*dT))*M+(gm/bt)*C; b=(1/(2*bt))*M+dT*(gm/(2*bt)-1)*C; dP=M*dP1+a*U1(:,i1)+b*U2(:,i1); dU=K1\dP; SogianoilucCothietbi; Qtb(:,i1+1)=Qtb(:,i1)+dQ; Kiemtratinhlai if TL==1 PhdA=-dA(i1)/SBC; dT=dT/SBC; PhU=zeros(SA,SBC); PhU1=zeros(SA,SBC); PhU2=zeros(SA,SBC); PhU(:,1)=U(:,i1); PhU1(:,1)=U1(:,i1); PhU2(:,1)=U2(:,i1); PhCV=zeros(ST,SBC); PhQtb=zeros(ST,SBC); PhTr=zeros(ST,SBC); PhMm=zeros(ST,SBC); PhQc=zeros(ST,SBC); PhGTt=zeros(ST,SBC); PhCV(:,1)=CV(:,i1); PhQtb(:,1)=Qtb(:,i1); PhTr(:,1)=Tr(:,i1); PhMm(:,1)=Mm(:,i1); PhQc(:,1)=Qc(:,i1); PhGTt(:,1)=GTt(:,i1); for i2=1:SBC MTKCothietbi; K1=K+(gm/(bt*dT))*C+(1/(bt*dT^2))*M; 154 for j=1:SA/3 dP1(3*(j-1)+1)=PhdA; end a=(1/(bt*dT))*M+(gm/bt)*C; b=(1/(2*bt))*M+dT*(gm/(2*bt)-1)*C; dP=M*dP1+a*PhU1(:,i2)+b*PhU2(:,i2); dU=K1\dP; SogianoilucCothietbi; dU1=(gm/(bt*dT))*dU-(gm/bt)*PhU1(:,i2)+dT*(1-gm/(2*bt))*PhU2(:,i2); dU2=(1/(bt*dT^2))*dU-(1/(bt*dT))*PhU1(:,i2)-(1/(2*bt))*PhU2(:,i2); PhU(:,i2+1)=PhU(:,i2)+ dU; PhU1(:,i2+1)=PhU1(:,i2)+ dU1; PhU2(:,i2+1)=PhU2(:,i2)+ dU2; PhCV(:,i2+1)=PhCV(:,i2)+dCV; PhQtb(:,i2+1)=PhQtb(:,i2)+dQ; PhTr(:,i2+1)=PhTr(:,i2)+dTr; PhMm(:,i2+1)=PhMm(:,i2)+dM; PhQc(:,i2+1)=PhQc(:,i2)+dQcot; dGTt=dU2(91:3:180); PhGTt(:,i2+1)=PhGTt(:,i2)+dGTt; GancanC3 end dU=PhU(:,SBC)-PhU(:,1); dU1=PhU1(:,SBC)-PhU1(:,1); dU2=PhU2(:,SBC)- PhU2(:,1); dCV=PhCV(:,SBC)-PhCV(:,1); dQ=PhQtb(:,SBC)-PhQtb(:,1); dTr=PhTr(:,SBC)- PhTr(:,1); dM=PhMm(:,SBC)-PhMm(:,1); dQc=PhQc(:,SBC)-PhQc(:,1); dGTt=PhGTt(:,SBC)-PhGTt(:,1); 155 U(:,i1+1)=U(:,i1)+ dU; U1(:,i1+1)=U1(:,i1)+ dU1; U2(:,i1+1)=U2(:,i1)+ dU2; CV(:,i1+1)=CV(:,i1)+dCV; Qtb(:,i1+1)=Qtb(:,i1)+dQ; Tr(:,i1+1)=Tr(:,i1)+dTr; Mm(:,i1+1)=Mm(:,i1)+dM; Qc(:,i1+1)=Qc(:,i1)+dQcot; GTt(:,i1+1)=GTt(:,i1)+dGTt; else dU1=(gm/(bt*dT))*dU-(gm/bt)*U1(:,i1)+dT*(1-gm/(2*bt))*U2(:,i1); dU2=(1/(bt*dT^2))*dU-(1/(bt*dT))*U1(:,i1)-(1/(2*bt))*U2(:,i1); U(:,i1+1)=U(:,i1)+ dU; U1(:,i1+1)=U1(:,i1)+ dU1; U2(:,i1+1)=U2(:,i1)+ dU2; CV(:,i1+1)=CV(:,i1)+dCV; Tr(:,i1+1)=Tr(:,i1)+dTr; Mm(:,i1+1)=Mm(:,i1)+dM; Qc(:,i1+1)=Qc(:,i1)+dQcot; dGTt=dU2(91:3:180); GTt(:,i1+1)=GTt(:,i1)+dGTt; end end global CVkthietbi chuyenvicactangDD; plot (X, CVkthietbi(ST,:), '--k', X, CV(ST,:), '-r') xlabel ('Thoi gian, t (sec)'); ylabel ('Chuyen vi ngang, u (cm)'); legend ('Chuyen vi dinh khong thiet bi', 'Chuyen vi dinh co thiet bi'); grid on; 156 Phụ lục 2. Xác định ma trận độ cứng của hệ global Lc Ld E Jc Jd Ad Ac K B G Gvl v ST a1 Ttb1 Ttb2 Ctb Ed Gvld vd n =ST*3; % Ma tran do cung cua cac phan tu trong he toa rieng kv=10*(1+v)/(12+11*v); kvd=10*(1+vd)/(12+11*vd); for i=1:2*ST Phi=12*E*Jc(i)/(Lc^2*kv*Gvl*Ac(i)); k1=12*E*Jc(i)/(Lc^3*(1+Phi)); k2=k1*Lc/2; k3=(4+Phi)*E*Jc(i)/((1+Phi)*Lc); k4=(2-Phi)*E*Jc(i)/((1+Phi)*Lc); k0=E*Ac(i)/Lc; Kr(i)={[k0 0 0 -k0 0 0;0 k1 k2 0 -k1 k2;0 k2 k3 0 -k2 k4;-k0 0 0 k0 0 0;0 -k1 -k2 0 k1 -k2; 0 k2 k4 0 -k2 k3]}; end for i=1:ST if i<Ttb1 Phi=12*Ed*Jd(i)/(Ld^2*kvd*Gvld*Ad(i)); k22=12*Ed*Jd(i)/(Ld^3*(1+Phi)); k23=a1*12*Ed*Jd(i)/(Ld^3*(1+Phi))+6*Ed*Jd(i)/(Ld^2*(1+Phi)); k25=-k22; 157 k26=k23; k33=a1^2*12*Ed*Jd(i)/(Ld^3*(1+Phi))+a1*12*Ed*Jd(i)/(Ld^2*(1+Phi))+(4+Ph i)*Ed*Jd(i)/(Ld*(1+Phi)); k35=-k26; k36=a1^2*12*Ed*Jd(i)/(Ld^3*(1+Phi))+a1*12*Ed*Jd(i)/(Ld^2*(1+Phi))+(2- Phi)*Ed*Jd(i)/(Ld*(1+Phi)); k55=k22; k56=-k26; k66=k33; k0=Ed*Ad(i)/Ld; Kr(i+2*ST)={[k0 0 0 -k0 0 0;0 k22 k23 0 k25 k26;0 k23 k33 0 k35 k36;-k0 0 0 k0 0 0;0 k25 k35 0 k55 k56; 0 k26 k36 0 k56 k66]}; else if i<Ttb2+1 Phi=12*Ed*Jd(i)/(Ld^2*kvd*Gvld*Ad(i)); X=1/(1+12*Ed*Jd(i)/(Ctb(i)*Ld^3)); k22=X*12*Ed*Jd(i)/(Ld^3*(1+Phi)); k23=X*(a1*12*Ed*Jd(i)/(Ld^3*(1+Phi))+6*Ed*Jd(i)/(Ld^2*(1+Phi))); k25=-k22; k26=k23; k33=X*(a1^2*12*Ed*Jd(i)/(Ld^3*(1+Phi))+a1*12*Ed*Jd(i)/(Ld^2*(1+Phi))+ 3*Ed*Jd(i)/(Ld*(1+Phi))); k35=-k26; 158 k36=X*(a1^2*12*Ed*Jd(i)/(Ld^3*(1+Phi))+a1*12*Ed*Jd(i)/(Ld^2*(1+Phi))+ 3*Ed*Jd(i)/(Ld*(1+Phi))); k55=k22; k56=-k26; k66=k33; k0=Ed*Ad(i)/Ld; Kr(i+2*ST)={[k0 0 0 -k0 0 0;0 k22 k23 0 k25 k26;0 k23 k33 0 k35 k36;-k0 0 0 k0 0 0;0 k25 k35 0 k55 k56; 0 k26 k36 0 k56 k66]}; else Phi=12*Ed*Jd(i)/(Ld^2*kvd*Gvld*Ad(i)); k22=12*Ed*Jd(i)/(Ld^3*(1+Phi)); k23=a1*12*Ed*Jd(i)/(Ld^3*(1+Phi))+6*Ed*Jd(i)/(Ld^2*(1+Phi)); k25=-k22; k26=k23; k33=a1^2*12*Ed*Jd(i)/(Ld^3*(1+Phi))+a1*12*Ed*Jd(i)/(Ld^2*(1+Phi))+(4+P hi)*Ed*Jd(i)/(Ld*(1+Phi)); k35=-k26; k36=a1^2*12*Ed*Jd(i)/(Ld^3*(1+Phi))+a1*12*Ed*Jd(i)/(Ld^2*(1+Phi))+(2- Phi)*Ed*Jd(i)/(Ld*(1+Phi)); k55=k22; k56=-k26; k66=k33; k0=Ed*Ad(i)/Ld; 159 Kr(i+2*ST)={[k0 0 0 -k0 0 0;0 k22 k23 0 k25 k26;0 k23 k33 0 k35 k36;-k0 0 0 k0 0 0;0 k25 k35 0 k55 k56; 0 k26 k36 0 k56 k66]}; end end end % Ma tran do cung cua cac phan tu trong he toa chung for i = 1:n if G(i)== 0 Kc{i} = Kr{i}; else g1 = G(i); T1 = [cos(g1) sin(g1) 0; -sin(g1) cos(g1) 0; 0 0 1]; T0 = zeros(3); Te = [T1 T0; T0 T1]; K1 = Kr{i}; K2 = Te'*K1; Kc{i} = K2*Te; end end % Xay dung ma tran do cung cua he K = zeros(max(max(B))); for i = 1:n 160 K1 = Kc{i}; for j = 1:6 if B(i,j)> 0 i1 = B(i,j); for j2 = 1:6 if B(i,j2) > 0 j1 = B(i,j2); K(i1, j1) = K(i1, j1) + K1(j, j2); end end end end end end

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_tinh_toan_ket_cau_tuong_kep_co_gan_thiet.pdf
  • pdf2. TomtatTV_ Pham Thu Hien_2023.pdf
  • pdf3. TomtatTA_Pham Thu Hien_2023.pdf
  • pdf4. Thong tin Dong gop moi TV_Pham Thu Hien_2023.pdf
  • pdf5. Thong tin Dong gop moi TA_Pham Thu Hien_2023.pdf
  • pdfQĐ Hiền.pdf
Luận văn liên quan