Phân tích ứng xử của công trình bị hư hại đối với động đất dự đoán sử dụng phân tích mô hình một bậc tự do được xác định từ dữ liệu gia tốc

Từ khóa:

Phân tích SDOF
Ứng xử động đất
Khả năng chịu lực sau động đất
SHM
Đánh giá hư hại.

https://doi.org/10.59382/j-ibst.2025.vi.vol2-1

Tóm tắt:

Nghiên cứu này trình bày một phương pháp phân tích và dự đoán phản ứng của công trình đã bị hư hại sau động đất khi đối mặt với các trận động đất trong tương lai. Phương pháp đề xuất dựa trên mô hình tương đương một bậc tự do (SDOF), được xây dựng hoàn toàn từ dữ liệu gia tốc được đo tại các tầng của công trình, dựa trên phương pháp xây dựng đường cong khả năng từ dữ liệu gia tốc được phát triển Kusunoki et al., và xây dựng mô hình tương đương SDOF được đề xuất bởi Pham et al. Sau khi xây dựng mô hình SDOF, phân tích phi tuyến lịch sử thời gian được thực hiện để dự báo ứng xử công trình dưới tác động của gia tốc nền dự đoán. Phương pháp được kiểm chứng qua kết quả từ dữ liệu thí nghiệm bàn rung của công trình tòa nhà bê tông cốt thép 3 tầng tỷ lệ 1:1 tại E-Defense (Nhật Bản). Kết quả cho thấy sai số chuyển vị cực đại lần lượt là 4% và 24% so với giá trị tham chiếu xác định từ cảm biến đo chuyển vị laser đối với 2 trường hợp được xét đến. Phương pháp có tiềm năng ứng dụng thực tiễn trong đánh giá nhanh và dự báo rủi ro kết cấu công trình sau động đất, phù hợp để tích hợp trong hệ thống giám sát sức khỏe kết cấu (SHM). 

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

[1]   R. P. Gallagher and R. P. Gallagher Associates (1999), “Earthquake Aftershocks-Entering Damaged Buildings.”, ATC Techbrief No. 2, Applied Technology Council, Redwood City, CA.

[2]   M. Sarrafzadeh et al. (2017), “Performance of reinforced concrete buildings in the 2016 Kumamoto earthquakes and seismic design in Japan,” Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, vol. 50, no. 3, pp. 394–405, Sep. 2017, doi: 10.5459/bnzsee.50.3.394-435.

[3]   Jeng-Fuh Ger and Franklin Y.Cheng (1992), “Collapse assessment of a tall steel building damaged by 1985 Mexico earthquake,” Earthquake Engineering.

[4]   Q. V. Pham, K. Kusunoki, Y. Maida, and T. Yeow (2024), “Improving accuracy of estimating building capacity curves from acceleration data using SDOF analysis,” Earthquake Engineering and Structural Dynamics , vol. 53, no. 9, pp. 2850–2875, Jul. doi: 10.1002/eqe.4141.

[5]   Government of Türkiye (2023), “TÜRKİYE EARTHQUAKES RECOVERY AND RECONSTRUCTION ASSESSMENT,”.

[6]   K. Kusunoki, D. Hinata, Y. Hattori, and A. Tasai (2018), “A new method for evaluating the real‐time residual seismic capacity of existing structures using accelerometers: Structures with multiple degrees of freedom,” Japan Architectural Review, vol. 1, no. 1, pp. 77–86, Jan. doi: 10.1002/2475-8876.1010.

[7]   H. Pan and K. Kusunoki (2021), “Capacity Curve Estimation for High-Rise Buildings Using Limited Number of Sensors,” Journal of Earthquake Engineering, vol. 25, no. 8, pp. 1644–1656, doi: 10.1080/13632469.2019.1592792.

[8]   H. Pan and K. Kusunoki (2018), “A wavelet transform-based capacity curve estimation approach using seismic response data,” Struct Control Health Monit, vol. 25, no. 12, Dec. doi: 10.1002/stc.2267.

[9]   H. Pan, K. Kusunoki, and Y. Hattori (2019), “Capacity-curve-based damage evaluation approach for reinforced concrete buildings using seismic response data,” Eng Struct, vol. 197, Oct. doi: 10.1016/j.engstruct.2019.109386.

[10] T. Z. Yeow and K. Kusunoki (2022), “Unbiased rank selection for automatic hysteretic response extraction of RC frame buildings using acceleration recordings for post-earthquake safety evaluations,” Earthq Eng Struct Dyn, vol. 51, no. 3, pp. 515–536, Mar. doi: 10.1002/EQE.3577.

[11] Q. V. Pham, K. Kusunoki, and T. Z. Yeow (2022), “Correction of displacement response estimates obtained from floor acceleration data using SDOF analysis for building damage assessments,” Accessed: Jun. 09, 2025. [Online]. Available: http://t2r2.star.titech.ac.jp/cgi-bin/publicationinfo.cgi?lv=en&q_publication_content_number=CTT100925168.

[12] T. Z. Yeow, K. Kusunoki, I. Nakamura, and Y. Hibino (2020), “Initial damage observations from an E-defense shake-table test of a building with post-disaster functions,”.

[13] R. W. Clough and J. Penzien (2003), Dynamics of Structures.

[14] W. J. Hall (1996), “Dynamics of Structures—Theory and Applications to Earthquake Engineering,” Earthquake Spectra, vol. 12, no. 3, doi: 10.1193/1.1585900.