Nghiên cứu sự sụp đổ lũy tiến của khung bê tông cốt thép toàn khối chịu tải trọng nổ gần và đề xuất một số giải pháp kháng sập

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu sự sụp đổ lũy tiến của khung bê tông cốt thép toàn khối chịu tải trọng nổ gần và đề xuất một số giải pháp kháng sập tập trung vào sử dụng mô phỏng số để phân tích sự sụp đổ lũy tiến của khung bê tông cốt thép toàn khối khi chịu tác dụng nổ gần. Kết quả mô phỏng được so sánh với dữ liệu thực nghiệm và đạt được sự phù hợp. Từ đó, bài báo đề xuất một số giải pháp kháng sập lũy tiến cho công trình đặc biệt chịu tải trọng nổ gần.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu sự sụp đổ lũy tiến của khung bê tông cốt thép toàn khối chịu tải trọng nổ gần và đề xuất một số giải pháp kháng sập

ạ ậ ệ ự ố ứ ự ụp đổ lũy tiế ủ ố ố ị ả ọ ổ ần và đề ấ ộ ố ả ậ ệ ỹ ật công trình đặ ệ Ừ Ắ ụp đổ lũy tiế ệ ị ụ ủ ả ọ ổ ầ ắ ộ ớ ập lũy tiế ốc phòng và công trình đặ ệ ế ả ổ ấ ứ ạ ố ổ ầ ớ Ở ệt Nam, phương pháp phổ ế ện nay là phương pháp tả ọng tĩnh tương đương. Phương ủ ố pháp đó cho kế ả ợ ớ ộ ố trườ ợ ất đị ản ánh đượ ả ứng độ ủ ấ ệ ả ọ ổ ậ ử ụ ỏ ố để ự ụp đổ lũy tiế ủ ố ố ị ụ ổ ầ ế ả ỏ đượ ớ ữ ệ ự ệm và đạt đượ ự ợ ừ đó, bài báo đề ấ ộ ố ả ập lũy tiến cho công trình đặ ệ ị ả ọ ổ ầ ớ ệ đó, làm căn cứ bước đầ ứ ế ề ạ ổ ầ [1,2]. Kot và cs. [3,4] đã đề ất các phương pháp lý thuyế ề ự ừ ự ụp đổ lũy tiến (SĐLT) củ ạ ủa bê tông dướ ụ ủ ả ọ ổ ầ Murrah và đặ ệ ự ụp đổ lũy tiế ủa Trung tâm Thương mạ ế phương pháp này chỉ ự ộ ố ả định đơn giả ảnh hưở ớ ỹ ụ ổ ạ ấn đề ứ ụp đổ lũy tiến đố đế ủ ế ả ố ững năm 1980, mộ ạ ới các công trình cùng các phương pháp tính toán kế ấ ụ ụ ử ệ ổ bê tông đã đượ ắ ố ế ế ập lũy tiến đã trở ấ ắt đầu đượ ảnh hưởng đế ự ạ ủa bê tông như: khoả ọng lượ ể ấ ạ ẽ ế ớ ộ ố ố ấ ổ, độ dày tường, cường độ ụ gia đã đưa vào tiêu chuẩ ế ế ựng các quy đị ề ế ế lượ ố thép đã đượ ứu. Wang và cs. [6] đã tiế ị ụ ủ ụ ổ ằm đả ả ử ệ ổ ấ ớ ối lượ ố ổ ể ịu đượ ụ ổ như trên xả ế ả đượ ứu qua đó sử ụng để ứ ề ụ ủ ổ ầ ế ấ ốt thép đã đượ ự ố ủ ựa trên lượ ớn các cơ sở ữ ệ ừ ử ệ ậ ỷ ộ ứu xác đị ả ọ ệ ổ ấm sàn và tườ ố ạ ổ ần để đưa ra tả ọng tương đương cho sự ạ [7] đã phát triể ậ ề ứt dướ ụ ủ ả ọ ổ đố ả ệ ậ ả ấ ận đăng 05/07/2021 JOMC 48
ạ ậ ệ ự ố ớ ấm sàn và tườ ố ứ ấ ấ ủ ằ ộ ế ệ ố ứ ử cơ họ ủ ịu tác độ ủ ả ọ ổ ấ ứ ạ ị ự  22, thép đai  ầ ế ệ ả năng chịu tác độ ả ọ ổ ầ ủ ấ ệ ố ố ị ự  20, thép đai  ầ ổ không đượ ự ạ ấ ệ ự ể ề ố ớ  ầ ầ ấ ạ ằ ủ ế ứ ấ ễ ị ạ ề ố ớ  ề Ở ệ ối đe dọ ừ ụ ổ tác độ ớ ả ệ ế ấ ộ ống con ngườ ấn đề ạ ụ như nổ ấ ổ cườ ự ế ấu ngăn cách các phòng là tườ ạ ỗ ổ khí ga…Hiệ ẩ ả ọng và tác độ ệ ủ ệ ầu, nhưng tài liệ ề ỉ ẫ ế ế ế ấ ạ ả ọ ụ ế ấ ọng lượ ả ụ ạ ấn đề ị ụ ủ ế ấ ố ả ọ ủa tườ ạ ủ ả ọ ổ ủ ếu được đề ậ ự ải cho công trình văn phòng lấ ẩ ả ụng chưa được quan tâm đúng mứ ứ ế ỏ ự ạ ủ ầ ử ị ỏ ế ấ ủ ề ấn đề ổ cũng thự ệ ững năm gần đây [8]. đống đổ ỡ tườ ị ủ ặ dù đã có nhiề ứu liên quan đế ế ấ ị ụ ủ ả ọ ổ ầ ủ ế ớ ứu trong giai đoạn đàn ẻ ể đế ụp đổ lũy tiến còn ít được đề ập đến. Điề ể ế ấ ị ụ ủ ả ọ ổ ể đế ụp đổ lũy tiế ứ ạp hơn. Hơn nữ ệ ể ế ả ể đế ụp đổ lũy tiế ứ ạp hơn. ả ẽ ế ỏ ự ụ đổ lũy tiế ủ ố ố ị ụ ổ ầ ằ ầ ề ỹ ậ ỏ ế ấ ầ ử ầ ủ ốt thép, cũng như mô ậ ệu đượ ả ế ế ả ố đượ ớ ữ ệ ự ì ứ ệm và đạt đượ ự ợ ừ đó đưa ra các nhận xét định lượ ề ảnh hưở ủ ố trên đế ại lũy tiế ủ ế ấu, đồ ậ ệ ời đề ấ ộ ố ả ập lũy tiế trườ ợ ế ả thu đượ ể ấ ộ ố Để ế ấ ị ụ ủ ả ọ ổ ằ ầ ữ ế ế ể đế ập lũy tiến đố ớ ề trướ ầ ả ệ ụ ụ ố ự ấ ậ ệ ừ ự ọn phương pháp giả ợ ỗ 2. Đặ ứ ải pháp tương tác giữ ố ằ ầ ề đó, mô hình tính và mô hình các vậ ệ ố cơ bả ể Các công trình đặ ệ ụ ụ lưỡ ụ ừ ục đích đượ ấ ự ế ố ại thường đượ ố ớ ự ừ ục đích an ninh Quố ự ố như ố ụ ể, điề ảm độ ủ ế ủ ố ế ứ ả ứ ả ỏ ố ậ ả đã tiế ộ ố ệm để đưa ồ ầ ổ ộ ầ ầ ầ ủ ụ ố ủ ậ ệ ự ự ầ ế ố ủ ụ ục đích dân sự trong điề ện bình thườ ậ ệu dưới đây đượ ử ụ ấ ả ả ủ ố ế ầ ầ ể đưa vào phụ ụ ủ ục đích trú ẩ ủ ố ế ự ứ ồ ầ ổ ố ổ ộ ầ ầ ầ ổ ủ ồ ị ề ầ lượ ới bướ ề ầ ố ổ đượ ử ụ ứ ạ ố ổ ầ ầm có có kích thướ ớ ề ế ị ổ ố ổ ể ấ ừ ể ắ JOMC 49
ạ ậ ệ ự ố ả ố 0 G A B C N e f min T fc S max Pcrush  crush Plock lock D1 D2 K1 K2 K3 ả ố ậ ệ E v A B n Tmelt TH m  C D D1 D2 D3 D4 D5 khí, tương tác và truyề ột năng lượ ử ệ ổ ủ ấ ệ ị ụ ổ ầ ất đị ố ổ đượ ự không khí đượ ẩ ả ế ử ệ ổ ạ ện trường để ạ ấ ự ỏ ố ằ ệ ử ụ ệ ề ế ệ m được gia cườ ố ổ như mô hình SPH hay CONWEP để ả ằ  ốt đai  ớ ề ệ ử ụ ế ả ả ấ ả ệ ấ ệ ị ụ ủ ả ọ ổ ầ ối lượ g đặ ữ ặ ấ ệ ả ử ụ ố ố ổ ạ ấ ạo lượ ổ ạ ố ập phương, trong công tác nổ xem đây là ối lượ ử ụ ậ ệ ổ ậ ể ử ụ ần đúng cho các công thứ ủ ố ủa mô hình HJC được xác đị ằng phương pháp do Holmquist lượ ổ ầ ình 2). Xác định đượ ự ạ ị ạ ủ ộ ự đề ấ ại bê tông đượ ử ụ ứ ế ấ ừ đó sánh kế ả ữ ệ ỏ ện chưa có các tham số ậ ả đã thự ệ ệm nén đơn trụ ệ ặp cũng như các ệ ẻ ụ ằ ụ ạ ệ ủ ộ môn Cơ sở ỹ ậ ệ ỹ ậ đặ ệ ọ ệ ỹ ậ ự để đưa ra các tham số ủ ừ ệ ự ện đượ ố ủ mô hình HJC cho bê tông B25 được xác đị ệ ả ố ử ụ ủ Cook đề ấ ố ủa phương trình trạ ề ủ ủ ố ì Ả ử ệ (tương đương thép CII) đượ ấ ệ ụ ể như sau như ả ỏ ố ự ủ ấ ệ ị ụ ổ ầ ậ JOMC 50
ạ ậ ệ ự ố ả ế ự ệ ỏ ố ằ ầ ề Bảng ấ ện BTCT đượ ả như phầ ử ố ầ So sánh kết quả trên mô hình thử nghiệm và mô phỏng số ử ụ ế ữ ầ ử ủ ố ỏ ố ử ệ g và thanh thép được xác đị ế ứng. Lướ ề ễ ấ ụ đượ ị ới kích thướ mm. Lướ ị ực và thép đai cũng ề ễ ấ ụ đượ ị ới kích thướ ế ấu bê tông đượ ề ủ ặ ằng phương pháp lưới Lagrange. Điề ệ ỷ được xác đị ẩ ậ ệu ngườ ự định nghĩa, sử ụ ế ạ ọ ục điể ố ậ ệu như thí nghiệm đã nêu. ố ổ đượ ế ạ ọ ục điể ự xung kích trong không khí đượ ẩ Điề ệ ấ ện BTCT đượ ế ế ả kích thướ ủ ử ệ ố = = = ỏ ố ự ề ễ ấ ụ ề ễ ấ ụ ề ủ ặ ả ế ạ ọ ục điể ữ ặt dướ ở ề ấ ệ ặt dướ ữ ấ ệ ự ần lượ ấ ận đượ đố ớ ỏ ụ ủ ả ọ ổ ừ đó có cơ sở để ẳng đị ợ ử ụ ậ ệ ậ ệ ố ế ấ ố ị ụ ổ ầ ằ ầ ề ì ọ ỏ ố ế ả đó ữ ỏ ổ ậ ỹ ế ị ụ ổ ế ả ỏ ố ự SĐLT củ ố ị ụ ế ả ệ ự ỏ ố như trong ổ ầ ả ụ ả ế ả ố ố ị ụ ủ ổ ầ ớ ị ả ị ế ậ ầ ằ ứ ối lượ ố ổ TNT đặ ặt đấ ặt trướ ệ ộ ủ ế ả ỏ ố ì Kích thước vùng phá hủy trên mô hình thử nghiệm và mô phỏng số ế ả ỏ ố ự ụp đổ lũy tiế ủ ố ố ị ụ ủ ổ ần đượ ể ện như ậ ế ả ị lượ ổ ổ ả ọ kích đượ ả ờ ộ ắt đầ ủy phía dướ ộ ếp đế ủ ới các đầ ộ Biến dạng tại điểm 1, 2 trên mô hình thử nghiệm và mô ộ ạ ời điể ộ phỏng số JOMC 51
ạ ậ ệ ự ố ì Quá trình SĐLT củ ị ụ ủ ổ ầ ạ ời điể JOMC 52
ạ ậ ệ ự ố ế ạ ạ Ứ ấ ạ ế ạ ạ Ứ ấ ạ ế ạ ạ Ứ ấ ạ ì ế ạ ứ ấ ạ ần như bị ủ ấ ả năng chị ự ữ ầ ố ế ạ ứ ấ ữ ời điể ế dướ ụ ủ ọng lượ ả ủ ạ ầ ử đó tăng đế ời điể ậ ế ấ ố ả ọ ủa tườ ạ ả ự ị ngay lúc đó phầ ử ị ủ ủ ạ ế ệ ầ ở ần lượ Như vậ ể ấy dướ ụ ủ ụ ổ ần, đồ ờ ầ ầ ộ ị ủy do sóng xung kích, sóng xung kích cũng gây ầ ữ ạ ỏ ầm, ngay sau đó tả ọng đượ ầ ầ ếp đó sự ủ ố ạ ấ ệ ạ ộ ự ấ ện đó tăng ầ ụ ần lượ ừ ầng 1 đế lên độ ột vượ ả năng chị ả ủ ấ ện đó (vố ầ ại lũy tiế ễ ấ ộ không đượ ế ế ẫn đế ấ ện đó bị ủ ử ủ ị ụp đổ ự SĐLT rấ ể ị ế ạ ứ ấ ạ ầ ử 739; 793 và 847 tương ứ ạ ị trí đầ ầ JOMC 53
ạ ậ ệ ự ố ì ủ ủ ị ụ ổ ếp xúc đặ ạ ộ ộ ụ ời điể JOMC 54
ạ ậ ệ ự ố ế ạ ạ Ứ ấ ạ ế ạ ạ Ứ ấ ạ ế ạ ạ Ứ ấ ạ ì ế ạ ứ ấ ạ 5. Đề ấ ộ ố ả ập lũy tiế ả ộ ụ để ập lũy tiế ủ ố ị ụ ủ ổ ầ ố ị ụ ủ ổ ầ ế ả ự ụp đổ lũy tiế ế ả ỏ ố ả ộ ụ ập lũy tiế ủ ố ố ị ụ ủ ổ ế ầ ấ ự ại lũy ố ị ụ ủ ổ ần đượ ể ệ ến trong trườ ợ ả ớ ức độ ớn hơn và thờ ạ như trong ễn ra nhanh hơn do gần như các cộ ở ầ ổ (A2, A3, A4) đề ớ ả ộ ụ ị ộ ị ủ ị ạ ớ ức độ ả đề ấ ộ ố ả lượ ổ ầ ộ ụ ủ ụ ổ ập như sau: Giả ứ ấ ố ộ ụ ả ứ ọ ạ ụ ộ ộ ộ ố ầ ụ ả ọng đượ ố ộ ị ủ ả ứ ố trí tườ ắ ổ ạ ể ấ ộ ả ọ ủ ộ ụ ộ JOMC 55
ạ ậ ệ ự ố ì ủ ủ ị ụ ủ ổ ầ ọ ộ ạ ời điể JOMC 56
ạ ậ ệ ự ố ế ạ ạ Ứ ấ ạ ế ạ ạ Ứ ấ ạ ế ạ ạ Ứ ấ ạ ì ế ạ ứ ấ ạ ả ọ ột để ủ ố ị A5, A6) lúc này đã tác dụ ộ ụ ậ ụ ủ ổ ầ ế ấ ỉ ị ủ ộ ầ ỏ ộ ầ ủ ụ ẩ ự ại lũy tiến như trong trườ ợ ộ ụ ế ả ỏ ố ả ọ ột để ập lũy tiế ủ ể ị ế ạ ứ ấ ạ ầ ử ố ị ụ ủ ổ ần đượ ể ệ 739; 793 và 847 tương ứ ạ ị trí đầ ầ ữ ầ như trong ố ế ạ ứ ấ ạ ầ ử ớ ả ọ ộ ụ ộ đó tăng đế ời điể s sau đó dầ ầ ổn đị ộ ị ụ ự ế ủ ổ Như vậ ớ ả ố ộ ụ ấ ể ố ầ ổ ớ ọ ị ả ẻ ộ ầ ạ ộ ạ ự ụp đổ lũy tiế ị ả ọ ổ ầ ố ị ộ ụ ị tác động tuy nhiên không đế ạ ị ủ ộ ầ ớn năng lượ ổ đượ ớ ọ JOMC 57
ạ ậ ệ ự ố ì ủ ủ ị ụ ủ ổ ần có tườ ắ ạ ời điể JOMC 58
ạ ậ ệ ự ố ế ạ ạ Ứ ấ ạ ế ạ ạ Ứ ấ ạ ế ạ ạ Ứ ấ ạ ì ế ạ ứ ấ ạ ấ ụ ủ ẫ ấ ệ ộ ố ầ ụ ế ả ỏ ố ải pháp tườ ắn sóng để ậ ại lũy tiến đã không xẩ ộ ụ ẫ lũy tiế ủ ố ố ị ụ ả năng chị ự ậ ế ấ ủ ổ ần đượ ể ện như trong ị ủy như trong trườ ợ ộ ụ ớ ả ử ụng tườ ắ ổ ằng bê tông đặ ữ ể ị ế ạ ứ ấ ạ ị ổ ảng cách tương ứ ổ ầ ử 739; 793 và 847 tương ứ ạ ị trí đầ ầ ầ ổ ụ ủy tườ ắ ữ ầ ố ế ạ ọ ụ ứ ấ ệ ộ ố ế ớ ạ ể ị ấ ạ ầ ử đó tăng đế ời điể s sau đó dầ ầ ổ ủ ạ ầ đị ầ ầ ạ ị Như vậ ớ ả ọ ộ ấ ể ố ạ động tuy nhiên không đế ạ ị ủ ộ ầ ớn năng ự ụp đổ lũy tiế ị ả ọ ổ ầ lượ ổ ị ả ấ ả ạ lũy tiến đã không xẩ ộ ụ ẫ ả năng chị ự ải pháp tườ ắn sóng để ủ ố ậ ế ấ ị ủy như ị ụ ủ ổ ầ trong trườ ợ ộ ụ JOMC 59
ạ ậ ệ ự ố ể ị ế ạ ứ ấ ạ ầ ệ ả ử 739; 793 và 847 tương ứ ạ ị trí đầ ầ ữ ầ ố ế ạ ứ ấ J. Li and H. Hao, “A Two ạ ầ ử đó tăng đế ời điểm 0,06s sau đó dầ ầ ổn đị Structural Response to Blast Load,” – Như vậ ớ ả ử ụng tườ ắ ổ ằ J. Dragos and C. Wu, “Interaction between direct ấ ể ố ạ ự ụp đổ lũy tiế ị ả way reinforced concrete slabs using a finite element model,” ọ ổ ầ – ế ả ứ Turula, “Effects of air blast on power plant structures and components,” Argonne National Lab., IL (USA). ứ ả đã ế ỏ C. A. Kot, “Spalling of concrete walls under blast load,” presented at the ự ụp đổ lũy tiế ủ ố ị ụ ổ ầ ằ ầ ề ụ ể ụp đổ lũy ế ủ ố ị ụ ủa lượ ổ ầ M. K. McVay, “Spall Damage of Concrete Structures,” Vicksburg, MS: U.S. Army ị lượ ổ ầ ủ ộ ở ầ ổ (A2, A3, A4) dướ ụ ủ ọng lượ ả ủ ế ấ ố W. Wang, D. Zhang, F. Lu, S. Wang, and F. Tang, “Experimental study and ả ọ ủa tườ ạ ả ại lũy tiế ễ ấ ộ ử ị ụp đổ ừ đó tác in explosion,” – ả đề ấ ộ ố ả ập cho trườ ợ ồ ả ứ ấ ố ộ ụ đặ ộ ị ủ ả ớ ảng cách này tránh đượ ạ ủ ộ ị ủ ả ứ ọ ộ ị ủ ử , “Nghiên cứ ự ệ ả năng chịu tác độ ả ọ ổ ủ ụ ấ ọ ạ ị ộ ị ủ ả ậ ệ ất lượng siêu cao,” ạ ọ ệ ự ứ ố trí tườ ắ ổ – “ABAQUS Theory Manual, revision 2020,” Pawtucket, Rhode Island, USA, 2020. McGuire, “Prevention of Progressive Collapse,” presented at the Proceedings ế ậ ế ả thu đượ ẳng đị ợ ử ụ B. A. Izzuddin, “Simplified assessment of structural robustness for sudde ậ ệ ậ ệ component failures,” COST Action TU0601, 1st Workshop on Robustness of ố ậ ệ ổ ế ấ ố ị ụ ổ ằ ầ ề “Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions.” UFC (Unified Facilities ừ ế ả ể ậ ấ ằ ụ đổ lũy tiế ủ ố ố ị ụ T. J. Holmquist, G. R. Johnson, and W. H. Cook, “A computational constitutive ủ ổ ầ ễ ức độ ủ ấ ớ ậ ầ ế ả ải pháp để ập sũy tiế ệ ạ s,” in – Cũng từ ế ả đó tác giả ậ ấy các đề ấ ả ộ G. R. Johnson and W. Cook, “A Constitutive Model and Data for Metals Subjected ụ ọ ột và tườ ắ ổ để ập lũy tiế ệ to Large Strains, High Strain Rates and High Temperatures,” presented at the 7 ả ố ảm đáng kể ức độ ủ ủ ế ấ ố ạ G. R. Johnson and W. H. Cook, “Fracture characteristics of three metals subjected ụp đổ lũy tiế to various strains, strain rates, temperatures and pressures,” ế ả thu đượ ể ấ ộ ố ữ – ế ế ể đế ụp đổ lũy tiến đố ớ ụ ụ ố JOMC 60