zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Ứng xử ngang của gối cách chấn đàn hồi FREI hình vuông

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

3
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Ứng xử ngang của gối cách chấn đàn hồi FREI hình vuông trình bày ứng xử ngang của gối cách chấn đàn hồi FREI hình vuông chịu đồng thời tải trọng đứng và chuyển vị ngang vòng lặp bằng phân tích mô hình số. Các đặc trưng cơ học của gối cách chấn như vòng lặp trễ, độ cứng ngang và hệ số cản nhớt được điều tra.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Ứng xử ngang của gối cách chấn đàn hồi FREI hình vuông

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 ỨNG XỬ NGANG CỦA GỐI CÁCH CHẤN ĐÀN HỒI FREI HÌNH VUÔNG Ngô Văn Thuyết, Phạm Thu Hiền Trường Đại học Thủy lợi, email: thuyet.kcct@tlu.edu.vn 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Các nghiên cứu về gối FREI bằng cả thí nghiệm và phân tích mô hình số đã được thực Kỹ thuật sử dụng gối cách chấn để giảm hiện trên thế giới trong thời gian qua như thiệt hại cho công trình chịu tải trọng động Nezhad và ctv (2008), Ngo và ctv (2016, đất đã được nghiên cứu và phát triển trên 2017). Ở Việt Nam, một số tác giả đã nghiên thế giới hơn một thế kỉ qua. Phương pháp cứu về sử dụng gối cách chấn SREI cho công này có hiệu quả là làm giảm năng lượng của trình chịu tải trọng động đất như Lê Xuân các trận động đất truyền lên phần thân công Huỳnh, Nguyễn Hữu Bình (2008). Gối FREI trình thông qua việc tăng chu kì dao động là một loại gối cách chấn đàn hồi tương đối của hệ kết cấu khi sử dụng các gối cách mới trên thế giới. Chưa có nghiên cứu nào ở chấn. Thông thường gối cách chấn được đặt Việt Nam trình bày về sự làm việc của gối ở phần tiếp nối giữa phần móng và phần cách chấn đàn hồi FREI. thân công trình. Nghiên cứu này trình bày ứng xử ngang Gối cách chấn đàn hồi là loại gối cách của gối cách chấn đàn hồi FREI hình vuông chấn được sử dụng phổ biến hiện nay. Gối chịu đồng thời tải trọng đứng và chuyển vị cách chấn đàn hồi thông thường (steel ngang vòng lặp bằng phân tích mô hình số. reinforced elastomeric isolator), gọi tắt là gối Các đặc trưng cơ học của gối cách chấn như cách chấn SREI, được cấu tạo từ các lớp cao vòng lặp trễ, độ cứng ngang và hệ số cản su nằm xen kẽ và gắn kết với các lớp lá thép nhớt được điều tra. mỏng và có hai phần đế thép dày ở phần đỉnh và phần đáy để liên kết với phần thân và phần 2. CẤU TẠO CHI TIẾT GỐI FREI móng công trình. Các gối SREI này thường nặng và đắt tiền. Do vậy, chúng thường được Gối cách chấn FREI hình vuông có cạnh là sử dụng cho các tòa nhà cao tầng và có tầm 100mm. Kích thước của gối được thiết kế quan trọng cao. cho mô hình 1/5 lần công trình thực tế. Gối Gối cách chấn đàn hồi FREI (fiber được chế tạo từ 19 lớp cao su mỏng xen reinforced elastomeric isolator), gọi tắt là kẽ và gắn kết với 18 lớp sợi carbon hai hướng. gối FREI, được phát triển lần đầu tiên bởi Kelly (1999) trong nỗ lực giảm trọng lượng và giá thành của gối cách chấn. Gối FREI có cấu tạo tương tự như gối SREI nhưng các lớp lá thép trong gối SREI được thay thế bằng các lớp sợi, thường là sợi carbon. Sợi nhẹ hơn thép và có quá trình gia công đơn giản hơn lá thép. Do vậy, gối FREI được kì vọng giảm trọng lượng, giá thành và đơn giản trong chế tạo. Hình 1. Các lớp cấu tạo của gối FREI 69
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 Chiều dày mỗi lớp cao su là 5mm và mỗi lớp 3.2. Mô hình vật liệu sợi là 0.55mm. Tổng chiều dày của gối là Các thông số vật liệu ở bảng 1 được sử 104.9mm. Mặt cắt dọc theo phương đứng của dụng trong mô hình. Cao su trong gối FREI gối FREI được miêu tả trong hình 1. Các có ứng xử phi tuyến khi chịu chuyển vị lớn. thông số về vật liệu được cho trong bảng 1. Do đó, nó được mô hình bằng mô hình vật 2. MÔ HÌNH GỐI FREI liệu hyper-elastic và visco-elastic thông qua mô hình Ogden 3-terms và Prony Shear Ứng xử ngang của gối cách chấn FREI Response với các thông số như sau: được điều tra bằng phương pháp phân tích Ogden (3-terms): μ1 = 1.89 x 106 (N/m2); mô hình số sử dụng phần mềm ANSYS μ2 = 3600 (N/m2); μ3 = -30000 (N/m2); v.14.0. Kết quả phân tích ứng xử ngang của α1 = 1.3; α2 = 5; α3 = -2; các mẫu gối cách chấn FREI bằng sử dụng Prony Shear Response: a1 = 0.33; t1= 0.04; phần mềm ANSYS đã được so sánh với kết a2 = 0.33; t2 = 100; quả điều tra trong phòng thí nghiệm ở các 3.2. Tải trọng chi tiết nghiên cứu của tác giả Ngo và ctv (2016, 2017). Kết quả trong các nghiên cứu này cho Gối cách chấn chịu đồng thời tải trọng thấy sử dụng phần mềm ANSYS để phân tích thẳng đứng và chuyển vị ngang vòng lặp. Tải ứng xử ngang của gối cách chấn FREI là trọng thẳng đứng được giữ không đổi, đặc tương đối phù hợp với kết quả thực nghiệm. trưng cho lực dọc tại chân cột công trình. Lực dọc thiết kế cho gối là 12kN (lấy bằng lực Bảng 1. Vật liệu của gối FREI dọc lớn nhất ở các chân cột của mô hình 1/5 Thông số Giá trị công trình thực tế hai tầng). Chuyển vị vòng Mô đun cắt của cao su, G, (MPa) 0.80 lặp được gán theo phương ngang vào gối. Mô đun đàn hồi của gối, E, (GPa) 40 Chuyển vị ngang dạng hình sin được miêu tả như hình 3. Hệ số poisson của gối, µ 0.20 3.1. Lựa chọn loại phần tử Cao su được mô hình bằng phần tử khối SOLID185 với 8 nút cho phép biến dạng lớn. Sợi carbon hai hướng được mô hình bằng phần tử khối nhiều lớp SOLID46. Hai tấm đế thép được mô hình ở đỉnh và đáy gối để mô phỏng cho phần thân và phần Hình 3. Chuyển vị ngang gán vào gối móng công trình. Tải trọng thẳng đứng và chuyển vị ngang vòng lặp được gán vào phần 4. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH đế thép phía trên. Phần đế thép phía dưới được giữ cố định. Mô hình gối cách chấn 4.1. Vòng lặp trễ của gối FREI FREI đã chia phần tử như hình 2. Ứng xử ngang phi tuyến của gối cách chấn được thể hiện qua vòng lặp trễ. Các vòng lặp trễ trình bày mối quan hệ giữa lực cắt ngang và chuyển vị ngang. Kết quả vòng lặp trễ của gối FREI trong nghiên cứu này được thể hiện trong hình 4. 4.2. Đặc trưng cơ học của gối FREI Hai thông số quan trọng của một gối cách Hình 2. Mô hình gối cách chấn FREI chấn là độ cứng ngang hiệu dụng và hệ số 70
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 cản nhớt. Theo Tiêu chuẩn International Kết quả trong bảng 2 cho thấy độ cứng Building Code (IBC-2000), độ cứng ngang ngang hiệu dụng của gối FREI giảm và hệ số hiệu dụng, Keffh, của một gối cách chấn ở một cản nhớt tăng lên khi độ lớn của chuyển vị độ lớn của chuyển vị ngang được tính theo ngang tăng lên. Sự giảm độ cứng ngang hiệu công thức sau: dụng khi tăng độ lớn chuyển vị ngang sẽ làm F  Fmin (1) tăng chu kì của hệ thống kết cấu, qua đó làm K effh  max umax  umin tăng hiệu quả cách chấn của gối. trong đó, Fmax, Fmin là các giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của lực cắt ngang. umax, umin là các giá trị 5. KẾT LUẬN lớn nhất và nhỏ nhất của chuyển vị ngang. Nghiên cứu này trình bày ứng xử ngang Hệ số cản nhớt, , được tính thông qua của gối cách chấn đàn hồi FREI hình vuông năng lượng tiêu tán trong một chu kì chuyển chịu đồng thời tải trọng thẳng đứng và vị, Wd. Năng lượng tiêu tán trong một chu kì chuyển vị ngang vòng lặp bằng phân tích mô chuyển vị được tính bằng diện tích của một hình số. Kết quả cho thấy độ cứng ngang vòng lặp trễ ở hình 4. Hệ số cản nhớt được hiệu dụng của gối FREI giảm và hệ số cản tính bằng công thức sau: nhớt tăng lên khi độ lớn của chuyển vị ngang Wd tăng lên. Gối FREI được kì vọng áp dụng cho   (2) 2 K eff  max h 2 công trình thấp tầng với chi phí rẻ. trong đó, max   umax  umin  / 2 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] International Building Code (2000). USA. [2] Kelly J.M. (1999). "Analysis of Fiber- Reinforced Elastomeric Isolators". Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, USA, Vol. 2(1), pp. 19-34. [3] 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 Hình 4. Vòng lặp trễ của gối FREI tổng kết đề tài, mã số 01C-04/09-2007-3, Viện KHCN Kinh tế Xây dựng - Việt Nam. Độ cứng ngang hiệu dụng và hệ số cản [4] Nezhad H.T., Tait M.J. and Drysdale R.G. nhớt của gối FREI ở các độ lớn khác nhau (2008). "Testing and Modeling of Square của chuyển vị ngang cho kết quả trong bảng Carbon Fiber-reinforced Elastomeric 2. Các giá trị cho trong bảng là giá trị trung Seismic Isolators". Structural Control and bình cho mỗi độ lớn của chuyển vị. Health Monitoring, Vol. 15, pp. 876-900. [5] Ngo Van Thuyet, Deb S.K., Dutta A., Ray Bảng 2. Đặc trưng cơ học của gối FREI N. and Mitra A.J. (2016). "Performance Độ lớn chuyển vị Keffh β evaluation of fiber reinforced elastomeric isolators under cyclic load", Proceedings of (mm) (kN/m) (%) the 8th World Congress on Joints, Bearing 10.0 89.7 12.1 and Seismic Systems for Concrete 20.0 86.4 12.3 Structures, 25-29th September, 2016, Atlanta, Georgia, USA, paper 8-51. 30.0 83.2 12.3 [6] Ngo Van Thuyet, Dutta A. and Deb S.K. 40.0 79.3 12.5 (2017). "Evaluation of horizontal stiffness 50.0 74.7 12.8 of fibre reinforced elastomeric isolators". Earthquake Engineering and Structural 60.0 70.7 13.1 Dynamics, DOI: 10.1002/eqe.2879. 71

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2430 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.