Ảnh hưởng của đường quan hệ lực cắt - chuyển vị ngang của gối cách chấn đa lớp đến hiệu quả giảm chấn của nhà cách chấn đáy có kết cấu tường gạch

Từ khóa:

Gối cách chấn đa lớp
đường quan hệ lực cắt – chuyển vị ngang
động đất
công trình có kết cấu tường gạch
nhà cách chấn đáy.

https://doi.org/10.59382/j-ibst.2024.vi.vol4-2

Tóm tắt:

Gối cách chấn đa lớp là một thiết bị giảm chấn thụ động đang được sử dụng phổ biến cho công trình chịu động đất. Độ cứng ngang hiệu dụng và tỷ số cản nhớt là hai thông số quan trọng của đặc tính cơ học gối cách chấn đa lớp, trong đó, độ cứng ngang hiệu dụng được xác định trực tiếp từ đường quan hệ lực cắt – chuyển vị ngang của gối. Thông số độ cứng ngang hiệu dụng của gối sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả giảm chấn của công trình khi động đất xảy ra. Tuy nhiên, có rất ít nghiên cứu xem xét sự ảnh hưởng này. Nghiên cứu này trình bày khảo sát hiệu quả giảm chấn của một công trình cách chấn đáy có kết cấu tường gạch với các đường quan hệ lực cắt – chuyển vị ngang khác nhau của gối cách chấn đa lớp chịu cùng gia tốc nền của một trận động đất thực tế đã xảy ra trong quá khứ bằng phương pháp phân tích động theo thời gian. So sánh chuyển vị tương đối từng tầng, lực cắt đáy và ứng suất trong các bức tường của công trình trong các trường hợp trên được thực hiện. Kết quả cho thấy công trình sử dụng gối cách chấn có lực cắt ngang nhỏ hơn khi so sánh ở cùng một độ lớn của chuyển vị ngang sẽ có hiệu quả giảm chấn tốt hơn khi động đất xảy ra.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

[1] Naeim, F., Kelly, J.M. (1999). Design of Seismic Isolated Structures: From Theory to Practice. John Wiley & Sons, Inc., New York, USA.

[2] Zhang, J., Huo, Y. (2009). Evaluating effectiveness and optimum design of isolation devices for highway bridges using the fragility function method. Engineering Structures, Vol. 31(8), pp. 1648-1660.

[3] Kumar, P., Petwal, S. (2019). Seismic performance of secondary systems housed in isolated and non-isolated building. Earthquakes and Structures, an International journal, Vol. 16(4), pp. 401-413.

[4] Artar, M., Coban, K., Yurdakul, M., Canb, O., Yilmaz, F., Yildiz, M. (2019). Investigation on seismic isolation retrofit of a historical masonry structure. Earthquakes and Structures, an International journal, Vol. 16(4), pp. 501-512.

[5] Ngô Văn Thuyết (2018). 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, Viện Khoa học công nghệ xây dựng, Bộ Xây dựng, số 3, tr. 20-25.

[6] Kelly, J.M. (1999). Analysis of Fiber-Reinforced Elastomeric Isolators. Journal of Seismology and Earthquake Engineering, Vol. 2(1), pp. 19-34.

[7] Toopchi-Nezhad, H., Tait, M.J., Drysdale, R.G. (2008). Lateral response evaluation of fiber-reinforced neoprene seismic isolator utilized in an unbonded application. Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 134(10), pp. 1627-1637.

[8] Toopchi-Nezhad, H., Tait, M.J., Drysdale, R.G. (2009). Shake table study on an ordinary low-rise building seismically isolated with SU-FREIs (stable unbonded-fiber reinforced elastomeric isolators). Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 38(11), pp. 1335-1357.

[9] Russo, G., Pauletta, M. (2013). Sliding instability of fiber-reinforced elastomeric isolators in un-bonded applications. Engineering Structures, Vol. 48, pp. 70-80.

[10] Dezfuli, F.H., Alam, M.S. (2014). Performance of carbon fiber-reinforced elastomeric isolators manufactured in a simplified process: Experimental investigations. Structural Control and Health Monitoring, Vol. 21(11), pp. 1347-1359.

[11] Ngo, V.T., Dutta, A., Deb, S.K. (2017). Evaluation of horizontal stiffness of fibre reinforced elastomeric isolators. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 46(11), pp. 1747-1767.

[12] Ngo, V.T. (2020). Effect of shape factor on the horizontal response of prototype un-bonded fiber reinforced elastomeric isolators under cyclic loading. Structural Integrity and Life, Vol. 20(3), pp. 303-312.

[13] Ngo, V.T., Deb, S.K., Dutta, A. (2018). Mittigation of seismic vulnerability of a prototype low-rise masonry building using U-FREIs. Journal of Performance of Constructed Facilities, ASCE, Vol. 32(2), 04017136.

[14] Habieb, A.B., Valente, M., Milani, G. (2019). Base seismic isolation of a historical masonry church using fiber reinforced elastomeric isolators. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 120, pp. 127-145.

[15] Calabrese, A., Losanno, D., Spizzuoco, M., Strano, S., Terzo, M. (2019). Recycled rubber fiber-reinforced bearings (RR-FRBs) as base isolators for residential buildings in developing countries: The demonstration building of Pasir Badak, Indonesia. Engineering Structures, Vol. 192, pp. 126-144.

[16] Losanno, D., Ravichandran, N., Parisi, F. (2023). Seismic fragility models for base-isolated unreinforced masonry buildings with fibre-reinforced elastomeric isolators. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 52( 2), pp. 308-334.

[17] IBC-2000. International Building Code, USA.

[18] Nguyễn Xuân Thành (2006). Hiệu quả của đệm giảm chấn trong chế ngự dao động kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng động đất. Tuyển tập Hội nghị Khoa học Toàn quốc Cơ học Vật rắn biến dạng lần thứ VIII.

[19] Lê Xuân Huỳnh, Nguyễn Hữu Bình (2008). Nghiên cứu công nghệ chế ngự dao động kết cấu công trình nhà cao tầng phù hợp điều kiện xây dựng ở Hà Nội. Báo cáo tổng kết đề tài, mã số 01C-04/09-2007-3, Viện Khoa học Công nghệ và Kinh tế Xây dựng Hà Nội- Việt Nam.

[20] Ngô Văn Thuyết, Nguyễn Văn Thắng (2018). Hiệu quả cách chấn của nhà khung bê tông cốt thép sử dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi FREI chịu động đất. Tạp chí Xây dựng, Bộ Xây dựng, tập 606, tr. 150-153.

[21] Ngô Văn Thuyết (2020). Nghiên cứu hiệu quả cách chấn và đề xuất giải pháp ứng dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi FREI áp dụng cho công trình dân dụng thấp tầng chịu tải trọng động đất ở Việt Nam. Báo cáo tổng kết đề tài, mã số RD 35-18, Bộ Xây dựng.

[22] Ngô Văn Thuyết (2021). So sánh hiệu quả cách chấn của nhà khung bê tông cốt thép thấp tầng sử dụng gối cách chấn đàn hồi cốt sợi dạng liên kết và không liên kết chịu động đất. Tạp chí Người Xây dựng, tập 353&354, tr. 68-73.

[23] Ngô Văn Thuyết (2021). Ảnh hưởng của đường quan hệ lực cắt - chuyển vị ngang của gối cách chấn đa lớp tới khả năng chịu động đất của công trình cách chấn đáy. Tạp chí Xây dựng, Bộ Xây dựng, tập 638, tr. 76-79.

[24] TCVN 5574 (2018). Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam.

[25] TCVN 1450 (2009). Gạch rỗng đất sét nung. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam.

[26] TCVN 4314 (2003). Vữa xây dựng – Yêu cầu kỹ thuật. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam.

[27] SAP2000 v.15 (2014). CSI Analysis Reference Manual. Computers and Structures Inc., Berkeley, California, USA.

[28] Kaushik, H.B., Rai, D.C., Jain, S.K. (2007). Stress-Strain characteristics of clay brick masonry under uniaxial compression. Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 19(9), pp. 728-739.

[29] Akhaveissy, A.H., Milani, G. (2013). Pushover analysis of large scale un-reinforced masonry structures by means of a fully 2D non-linear model. Construction and Building Materials, Vol. 41, pp. 276-295.

[30] Bilgin, H., Korini, O. (2012). Seismic capacity evaluation of un-reinforced masonry residential buildings in Albania. Natural Hazards and Earth System Sciences, Vol. 12, pp. 3753-3764.

[31] Ngô Văn Thuyết (2024). Đánh giá hiệu quả của giải pháp gia cường kết cấu tường gạch bằng lớp vữa cốt lưới sợi dệt. Tạp chí Vật liệu và Xây dựng, Viện Vật liệu xây dựng, Bộ Xây dựng, số 14(03), tr. 125-131.

[32] Calvi, G.M. (1999). A displacement-based approach for vulnerability evaluation of classes of buildings. Journal of Earthquake Engineering, Vol. 3(3), pp. 411-438.