Chuyên đề tính động đất đối với nhà cao tầng

TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
PHẦN I: ĐỀ TÀI VÀ DANH SÁCH NHÓM 3

I. CHỦ ĐỀ : Tính động đất đối với nhà cao tầng?
II. DANH SÁCH NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN:
1. Nguyên Cao Nguyên
2. Nguyễn Văn Minh
3. Võ Thanh Ngân
4. Nguyễn Khoa Phong
5. Đinh Kim Phú
6. Phạm Thanh Phong
7. Phan Xuân Lâm
8. Võ Thò Hồng Lanh
9. Trần Thò Kim Loan
10. Bùi Đình Lộc
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:1
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
PHẦN II: THUYẾT MINH
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỘNG ĐẤT:
1. Kh¸i niƯm:
§éng ®Êt , hiƯn tỵng rung ®éng ®ét ngét m¹nh cđa vá tr¸i ®Êt do sù
dÞch chun c¸c m¶ng th¹ch qun hc c¸c ®øt g·y trong vá tr¸i ®Êt vµ ®-
ỵc trun qua nh÷ng kho¶ng c¸ch lín díi c¸c d¹ng dao ®éng ®µn håi. §éng
®Êt chđ u liªn quan víi néi lùc kiÕn t¹o. §¹i ®a sè ®éng ®Êt x¶y ra ë ®íi
hót ch×m c¸c m¶ng th¹ch qun hc ë däc c¸c ®øt g·y s©u.
Nhng còng cã lo¹i ®éng ®Êt do ngo¹i lùc nh sù trỵt lë ®Êt ®¸ víi khèi
lỵng lín hc sù mÊt c©n b»ng träng lùc ë nh÷ng n¬i cã hå chøa níc lín vµ
s©u nh©n t¹o . N¬i ph¸t sinh dÞch chun cđa ®éng ®Êt ®ỵc gäi lµ chÊn tiªu
hc lß ®éng ®Êt. Nèi t©m tr¸i ®Êt víi chÊn tiªu qua lªn mỈt ®Êt, ®êng nµy
gỈp mỈt ®Êt t¹i n¬i ®ỵc gäi lµ chÊn t©m.

Kho¶ng c¸ch tõ chÊn t©m ®Õn chÊn tiªu ®ỵc gäi lµ ®é s©u chÊn tiªu,
ký hiƯu lµ H. Kho¶ng c¸ch tõ chÊn tiªu ®Õn tr¹m quan s¸t ( tr¹m ®Ỉt m¸y
hay ch©n c«ng tr×nh ) ®ỵc gäi lµ tiªu cù ∆, kho¶ng c¸ch tõ chÊn t©m ®Õn
tr¹m quan s¸t gäi lµ t©m cù D. Cêng ®é ®éng ®Êt ë mỈt ®Êt x¸c ®Þnh theo
thang ®éng ®Êt hc b»ng ®¹i lỵng manhitut ( magnitude ).
§éng ®Êt trªn thÕ giíi thêng tËp trung ë hai ®íi: ®íi vßng quanh Th¸i
B×nh D¬ng vµ ®íi §Þa Trung H¶i qua Himalaya vßng xng Malaixia. Hai
®íi nµy còng lµ n¬i tËp trung nhiỊu nói lưa ®· t¾t vµ ®ang ho¹t ®éng. §éng
®Êt ë Chilª 1960 lµ ®éng ®Êt m¹nh nhÊt ( 8,9 ®é Richter) cã n¨ng lỵng lín
gÊp tr¨m lÇn n¨ng lỵng qu¶ bom nguyªn tư ®· nỉ ë Hirosima. T¹i ViƯt
nam, ®éng ®Êt chđ u tËp trung ë phÝa tròng Hµ néi, däc theo s«ng Hång,
s«ng Ch¶y, s«ng §µ, s«ng C¶, ven biĨn Nam Trung bé. §éng ®Êt ë §iƯn
Biªn Phđ (1-11-1935) ®¹t tíi 6,75 ®é Richter, cÊp 8-9 thang ®éng ®Êt, ®é s©u
chÊn tiªu lµ 25 km. §éng ®Êt ë Tn gi¸o ( Lai Ch©u) , x¶y ra ngµy 24-6-
1989 ®¹t 6,7 ®é Richter, cÊp 8-9 , ®é s©u chÊn tiªu lµ 23 Km.
NhiỊu nguyªn nh©n cđa sù ph¸t sinh ra khèi n¨ng lỵng g©y ra ®éng ®Êt nh
hang ®éng bÞ xËp, c¸c m¶nh thiªn th¹ch va vµo tr¸i ®Êt, c¸c vơ thư bom h¹t nh©n
ngÇm díi ®Êt, nhng nguyªn nh©n c¬ b¶n lµ sù chun ®éng t¬ng hç kh«ng ngõng
cđa c¸c khèi vËt chÊt n»m s©u trong lßng ®Êt ®Ĩ thiÕt lËp mét thÕ c©n b»ng míi ,
thêng ®ỵc gäi lµ vËn ®éng kiÕn t¹o. §éng ®Êt x¶y ra do hËu qu¶ cđa vËn ®éng
kiÕn t¹o ®ỵc gäi lµ ®éng ®Êt kiÕn t¹o. Theo thèng kª, 95% c¸c trËn ®éng ®Êt trªn
thÕ giíi cã liªn quan trùc tiÕp ®Õn vËn ®éng kiÕn t¹o.
Theo thut kiÕn t¹o vá tr¸i ®Êt, th¹ch qun lµ líp cøng ®ỵc t¹o chđ u
lµ c¸c qn thĨ ®¸ giµu nguyªn tè Si vµ Mg nªn gäi t¾t lµ Sima cßn bªn trªn nã ®-
ỵc g¾n c¸c lơc ®Þa r¶i r¸c do c¸c qn thĨ ®¸ giµu chÊt Si vµ Al nªn gäi t¾t lµ Sial
t¹o nªn. BỊ dµy th¹ch qun kho¶ng 70 km ë biĨn vµ 140 km díi c¸c lơc ®Þa.
Tuy bao trïm toµn bé vá tr¸i ®Êt nhng th¹ch qun kh«ng ph¶i lµ líp cã bỊ dµy
®ång ®Ịu mµ cã d¹ng kiÕn tróc ph©n m¶ng bëi c¸c vÕt ®øt s©u xuyªn thđng. Díi
th¹ch qun lµ líp dung nham láng, dỴo ë nhiƯt ®é cao. Thùc tÕ nµy lµm cho c¸c
m¶ng cã sù chun dÞch t¬ng ®èi víi nhau vµ dÜ nhiªn nh÷ng lơc ®Þa b¸m trªn

m×nh nã còng dÞch chun theo ( thut lơc ®Þa tr«i nỉi). Ngµy nay tån t¹i 11 vÜ
m¶ng mang tªn : ¸ ¢u , Ên óc, Th¸i b×nh d¬ng, B¾c Mü, Nam Mü, Phi, Nam
Cùc, Philippin, Cocos, Caribª, vµ Nazca. C¸c m¶ng lín l¹i ®ỵc ph©n chia thµnh
c¸c m¶ng nhá qua c¸c vÕt ®øt g·y n«ng h¬n.
Cã n¨m d¹ng chun ®éng t¬ng ®èi gi÷a c¸c m¶ng khi ®éng ®Êt lµ : c¸c
m¶ng t¸ch xa nhau ra, c¸c m¶ng dòi ngÇm xng s©u , c¸c m¶ng trên lªn nhau,
c¸c m¶ng va vµo nhau, c¸c m¶ng róc ®ång qui vµo nhau. Trong 5 lo¹i nµy, c¸c
chun ®éng dòi vµ trên t¹o ®éng ®Êt m¹nh h¬n c¶.
ThÝ dơ trËn ®éng ®Êt ë Kobª, NhËt b¶n , th¸ng Giªng n¨m 1995 ®ỵc m« t¶
chun ®éng cđa c¸c m¶ng theo h×nh kÌm ®©y.
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:2
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
Khi x¶y ra ®éng ®Êt, qu¸ tr×nh chun ®éng trỵt t¬ng ®èi gi÷a c¸c khèi vËt
chÊt kh«ng chØ vËn ®éng c¬ häc ®¬n gi¶n mµ cßn cã c¶ sù tÝch l thÕ n¨ng biÕn
d¹ng hc kÌm chun ho¸ n¨ng lỵng, n¨ng lỵng tõ tr¹ng th¸i nµy sang tr¹ng
th¸i kh¸c dÉn ®Õn sù tÝch tơ n¨ng lỵng ë nh÷ng vïng xung u nhÊt ®Þnh trong
lßng ®Êt. Khi n¨ng lỵng tÝch tơ ®Õn giíi h¹n nµo ®ã , kh«ng cßn thÕ c©n b»ng víi
m«i trêng chung quanh nªn tho¸t ra díi d¹ng thÕ n¨ng chun sang ®éng n¨ng
vµ g©y ra ®éng ®Êt. C¸c ®iĨm tÝch tơ n¨ng lỵng , ®iĨm chÊn tiªu, n»m s©u trong
lßng ®Êt tõ 5 km ®Õn 70km. TrËn ®éng ®Êt ë Tn gi¸o ( 1983) cã ®é s©u H = 32
km. Mét sè trËn ®éng ®Êt kh¸c H = 70 km ~ 300 km. C¸c trËn ®éng ®Êt m¹nh th-
êng ë ®é s©u 30 km ~ 100 km.
2. §¸nh gi¸ cêng ®é ®éng ®Êt :
Cã thĨ dùa vµo hc hËu qu¶ cđa nã, hc n¨ng lỵng g©y ra trËn ®éng ®Êt
Êy. Trong vßng 200 n¨m qua trªn thÕ giíi ®· ®Ị nghÞ kho¶ng 50 lo¹i thang ph©n
cÊp ®o cêng ®é ®éng ®Êt. C¸c thang sau ®©y ®ỵc nhiỊu níc sư dơng :
Thang Mercalli c¶i tiÕn:
N¨m 1902 G. Mercalli ( Giuseppe Mercalli , ngêi ý, 1850-1914 ) ®Ị ra
thang ®o cêng ®é ®éng ®Êt 12 cÊp. N¨m 1931 Wood vµ Newmann bỉ sung nhiỊu

®iỊu cho thang 12 cÊp nµy vµ thang nµy ®ỵc mang tªn MM. Thang MM ®¸nh gi¸
®é m¹nh cđa ®éng ®Êt dùa vµo hËu qu¶ cđa nã t¸c ®éng lªn con ngêi, ®å vËt vµ
c¸c c«ng tr×nh x©y dùng. Thang chia thµnh 12 cÊp, tõ cÊp I ®Õn IV lµ ®éng ®Êt
u, tõ cÊp V ®Õn VI ®· t¸c ®éng ®Õn gi¸c quan con ngêi, ®¸nh thøc ngêi ngđ,
®Ìn treo trªn trÇn nhµ lay ®éng, nhµ cưa rung nhĐ vµ cã chót Ýt thiƯt h¹i.
§éng ®Êt cÊp VII lµm cho ngêi ph¶i bá ch¹y khái nhµ, h háng tõ nhĐ ®Õn
võa víi nhµ b×nh thêng vµ lµm háng nỈng nhµ mµ kh©u thiÕt kÕ vµ thi c«ng kÐm.
Mét sè èng khãi bÞ ®ỉ. CÊp VIII lµm h háng hµng lo¹t c«ng tr×nh, ngay nh÷ng
nhµ ®ỵc thiÕt kÕ vµ thi c«ng tèt.Panen sµn rêi khái dÇm ®ì. Gäi lµ ®éng ®Êt cÊp
IX vµ cÊp X lµ ®éng ®Êt lµm ®ỉ hÇu hÕt c¸c nhµ. §éng ®Êt cÊp XI g©y thiƯt h¹i
trªn ph¹m vi lín. CÊp XII mang tÝnh hủ diƯt kÌm theo sù thay ®ỉi ®Þa h×nh n¬i
cã ®éng ®Êt.
Thang MKS-64 :
Thang MSK-64 n¨m 1964 ®ỵc Medvedev vµ Sponheuer vµ Karnic ®Ị xt
®Ĩ ®¸nh gi¸ ®éng ®Êt ¶nh hëng ®Õn c«ng tr×nh x©y dùng. Cêng ®é ®éng ®Êt ®ỵc
®¸nh gi¸ qua hµm sè chun dêi cùc ®¹i cđa con l¾c tiªu chn cã chu kú dao
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:3
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
®éng riªng T = 0,25 s. Thang KSK-64 còng cã 12 cÊp vµ quan hƯ gi÷a cÊp MSK-
64 víi phỉ biªn ®é cđa con l¾c tiªu chn nh b¶ng sau:
MSK-64 Phỉ biªn ®é
(mm)
5
6
7
8
9
10
0,5~1,0

1,1~2,0
2,1~4,0
4,1~8,0
8,1~16,0
16,1~32,0
Thang Richter:
Thay cho viƯc ®¸nh gi¸ cêng ®é ®éng ®Êt th«ng qua hËu qu¶ cđa nã, n¨m
1935 , Richter, kü s ®Þa chÊn ngêi Hoa kú( Charle Francis Richter , 1900-1985 )
®a ra thang ®o cêng ®é ®éng ®Êt b»ng c¸ch ®¸nh gi¸ gÇn ®óng n¨ng lỵng ®ỵc
gi¶i phãng ë chÊn tiªu. ¤ng ®a ra ®Þnh nghÜa , ®é lín M ( Magnitude ) cđa mét
trËn ®éng ®Êt b»ng logarit thËp ph©n cđa biªn ®é cùc ®¹i A ( µm ) ghi ®ỵc t¹i
mét ®iĨm c¸ch chÊn t©m D = 100 km trªn m¸y ®o ®Þa chÊn cã chu kú dao ®éng
riªng T = 0,8 sec.
M = log A
Quan hƯ gi÷a n¨ng lỵng E ( ergi) ®ỵc gi¶i phãng ë chÊn tiªu víi magnitude ®ỵc
x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
Log E = 9,9 + 1,9 M - 0,024 M
2

TÝnh to¸n theo c«ng thøc nµy, thu ®ỵc :
M 5 6 6,5 7 7,5 8 8,6
E 0,08x10
20
2,5x10
20
14,1x10
20
80x10
20
46x10

20
2000x10
20
20000x10
2
VỊ mỈt lý thut , thang M b¾t ®Çu tõ 0 vµ kh«ng cã giíi h¹n trªn, nhng thùc tÕ
cha bao giê ®o ®ỵc trËn ®éng ®Êt nµo cã M ®¹t ®Õn 9. TrËn ®éng ®Êt m¹nh t¹i
Columbia ( 30-11-1906 ) vµ t¹i Sanricum, NhËt b¶n ( 2-3-1933) còng chØ ®¹t tíi
8,9.
§é s©u cđa chÊn tiªu ¶nh hëng rÊt lín trong t¬ng quan gi÷a thang M vµ
thang MM. TrËn ®éng ®Êt cã thang M=8 nhng s©u H>100 km th× ¶nh hëng cđa
nã kh¸ réng nhng hËu qu¶ l¹i kh«ng ®¸ng kĨ. Cã trËn ®éng ®Êt t¹i Maroc M =
5,75 nhng H = 3 km ®· g©y ra cêng ®é ®éng ®Êt tíi cÊp XI ë vïng chÊn t©m.
Thang n¨ng lỵng Richter cã 7 bËc ®¸nh sè tõ 2 ®Õn 8 ®é Richter. Gi÷a
thang Mercalli c¶i tiÕn vµ thang Richter cã quan hƯ nh sau:
Thang Richter M Thang Mercalli c¶i tiÕn MM
2
3
4
5
6
7
8
I~II
III
IV~V
VI~VII
VII~VIII
IX~X
XI

N¨m 1981, ViƯn KiÕn tróc NhËt b¶n ®· thiÕt lËp mèi quan hƯ gi÷a thang
MM , MSK-64 vµ ®Ỉt ra thang ®o ®éng ®Êt JMA cđa NhËt b¶n mµ thang nµy
gåm 8 cÊp víi gia tèc cùc ®¹i cđa nỊn ®Êt W, cm/s
2
nh b¶ng sau:
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:4
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
MM 0 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
MSK
64
I II III IV V VI VI
I
VIII IX X XI XII
JMA 0 I II III IV V VI VII
Wcm/s
2
0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500
1000
C¸c níc thêng dïng song song hai thang lµ thang Mercalli c¶i tiÕn vµ
thang n¨ng lỵng Richter nªn chóng ta hay thÊy nãi trËn ®éng ®Êt m¹nh cÊp mÊy
vµ cã mÊy ®é Richter. M¹nh cÊp mÊy , hay ®ỵc hiĨu theo cÊp cđa thang Mercalli
c¶i tiÕn vµ ®é Richter lµ theo thang Richter.
3.Nh÷ng trËn ®éng ®Êt tõ ®Çu n¨m 2001 cËp nhËt ®Õn ngµy 9-03-2001:
Theo thèng kª cđa Trung t©m th«ng tin qc gia vỊ ®éng ®Êt cđa Hoa kú,
nh÷ng trËn ®éng ®Êt x¶y ra cã thĨ g©y t¸c h¹i cho c«ng tr×nh tõ ®Çu n¨m 2001 ®·
ghi ®ỵc nh díi ®©y:
Ngµy Giê VÜ ®é Kinh ®é §é s©u §é
m¹nh
§Þa ®iĨm

2001/01/01
2001/01/09
2001/01/10
2001/01/13
2001/01/26
2001/02/13
2001/02/19
2001/02/24
06:57:04
16:49:28
16:02:43
17:33:30
03:16:40
19:28:31
22:52:30
07:23:48
6,907 B¾c
14,898
Nam
57,019
B¾c
13,063
B¾c
23,326
B¾c
4,618
Nam
21,4 B¾c
1,46
B¾c

126,613
§«ng
167,154
§«ng
153,398
T©y
88,787
T©y
70,317
§«ng
102,937
§«ng
120,8
§«ng
126,3
§«ng
33 km
111 km
33 km
39 km
22 km
36 km
12 km
33 km
7,4
7,0
6,8
7,6
6,9
7,3

5,3
7,0
Mindanao
Philippines
§¶o
Vanuatu
Alaska
TrungMü
Ên ®é
Indonexia
Vietnam
B¾c
BiĨnMoluca
2001/03/07
2001/03/07
2001/03/07
2001/03/07
2001/03/07
2001/03/07
2001/03/07
2001/03/07
2001/03/07
2001/03/08
2001/03/08
2001/03/08
2001/03/08
2001/03/08
2001/03/08
2001/03/08
2001/03/08

2001/03/09
2001/03/09
08:29:19
08:47:28
11:19:10
11:34:06
11:51:28
17:12:24
18:10:57
18:22:55
23:46:04
01:38:15
06:06:42
07:19:55
11:37:24
14:53:18
15:28:44
20:50:34
21:11:25
01:07:09
02:52:05
0,30B¾c
62:74 B¾c
23,18Nam
20,01 B¾c
27,91 B¾c
35,05 B¾c
7,26Nam
20,02Nam
24,15Nam

8,70Nam
53,39Nam
6,37Nam
29,87Nam
35,29B¾c
30,26Nam
36,55B¾c
5,24Nam
32,51B¾c
14,04B¾c
97,57§«ng
148,35T©y
66,75 T©y
143,81 §
102,73§
84,81T©y
12,97T©y
178,35T©y
179,72T©y
123,87§
160,09§
130,71§
178,13T©y
99,49§«ng
178,32T©y
70,97§«ng
102,28§
69,48§«ng
144,90 §
33 km

33,0 km
33,0 km
33,0 km
33,0 km
6,7 km
10,0 km
560,9
km
400,0
km
118,3
km
84,8 km
114,5
km
33,0 km
33,0 km
300,0
5,1
3,0
4,4
4,3
4,4
3,2
5,6
4,5
4,3
5,1
4,4
5,1

5,2
4,3
4,7
5,1
5,9
5,4
4,6
Sumatra
Indonªxia
Alaska
Achentina
§¶o
Mariana
Trungqc
Hoa kú
§¶o atx¨g
§¶o Fiji
§¶o Fiji N
Indonexia
Kamchatka
§¶o Banda
NiuZilªn
TQc
NiuZilªn
Apganistan
Indonexia
Pakist¨ng
Mariana
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:5

TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
2001/03/09
2001/03/09
02:56:59
07:10:22
6,31Nam
64,48B¾c
130,15 §
130,94T©y
km
148,6
km
33,0 km
33,0 km
122,1
km
200,0
km
10,0 km
5,2
4,9
§¶o Banda
Canada
Chó thÝch cho b¶ng: Giê GMT. To¹ ®é theo Greenwich.
Vµo håi 22h52 ngµy 19-02-2001 trªn ®Þa bµn tØnh Lai Ch©u x¶y ra trËn
®éng ®Êt g©y nªn nhiỊu ®ỵt chÊn ®éng ng¾n kÐo dµi ®Õn 6 giê s¸ng ngµy 20-02-
2001. Theo b¸o c¸o cđa Trung t©m §Þa chÊn, trËn ®éng ®Êt lóc 22h52 m¹nh 5,3
®é Richter, sau ®ã lóc 1h24 ngµy 20-02-2001 chÊn ®éng m¹nh 3,8 ®é Richter,
lóc 2h04 ngµy 20-02-2001 chÊn ®éng m¹nh 4,3 ®é Richter sau ®ã cßn mét sè ®ỵt
chÊn ®éng kh¸c víi cêng ®é nhĐ. T©m ®éng ®Êt c¸ch thÞ x· §iƯn Biªn Phđ 20 km

vỊ phÝa T©y ë to¹ ®é 21,4 vÜ ®é B¾c; 120,8 ®é kinh §«ng, ®é s©u 12 km.
Do chÊn t©m c¸ch thÞ x· §iƯn Biªn kho¶ng 20 km nªn t¸c ®éng kh«ng
m¹nh. Nhµ cưa h háng chót Ýt vµ kh«ng cã nhµ xËp. VỊ thiÕt kÕ kÕt cÊu ng«i nhµ
®· lµm t¹i §iƯn Biªn cßn ph¶i rót kinh nghiƯm v× hÇu nh Ýt nhµ lµm kiĨu
khung bª t«ng cèt thÐp. ChØ cã mét vµi ng«i nhµ lµm kiĨu khung kh«ng hoµn
chØnh vµ phÇn lín lµ nhµ têng g¹ch chÞu lùc ®ỵc x©y víi m¸c v÷a rÊt thÊp.
Níc ta hÇu hÕt c¸c trËn ®éng ®Êt ghi l¹i ®ỵc th× chÊn t©m ®Ịu n»m tËp
trung ë phÝa B¾c, däc theo c¸c vÕt ®øt g·y ®Þa chÊt vïng s«ng Ch¶y, s«ng Hång,
s«ng Hång , s«ng §µ , s«ng M· , s«ng C¶ Theo sè liƯu mµ tËp Quy chn X©y
dùng ViƯt nam ( tËp III ) cung cÊp th× vïng dù b¸o chÊn ®éng cùc ®¹i lµ 8 ®é
MSK-64, nghÜa lµ t¬ng ®¬ng ®é 5~6 Richter. Nh÷ng n¨m qua míi ghi ®ỵc t¹i n-
íc ta cùc ®¹i lµ 6,75 ®é Richter nhng phÇn lín vµo thêi ®iĨm ®éng ®Êt, nh÷ng
vïng cã ¶nh hëng cđa ®éng ®Êt mËt ®é nhµ tha thít nªn thiƯt h¹i kh«ng ®¸ng kĨ.
T¹i Ên ®é võa qua, trËn ®éng ®Êt th¸ng 22 th¸ng Giªng n¨m 2001chØ cã
6,8 ®é Richter mµ ®ỉ hµng tr¨m ngµn ng«i nhµ vµ lµm chÕt kho¶ng 20.000 ngêi ,
lµm bÞ th¬ng nỈng ®Õn 20.000 ngêi n÷a.
NÕu víi ®é s©u chÊn tiªu chõng 30 km, vµ ®« thÞ c¸ch chÊn t©m trªn 20
km cã thĨ tham kh¶o mét sè kinh nghiƯm tỉng kÕt cđa kinh nghiƯm trong cÊu
t¹o c¸c chi tiÕt nhµ sau khi s¬ kÕt nh÷ng trËn ®éng ®Êt lín nh t¹i Osaka ( 17
th¸ng Giªng n¨m 1995; 7,2 ®é Richter ):
(i) Nhµ khung bª t«ng cèt thÐp chÞu lùc kh¸ng chÊn tèt h¬n nhµ têng g¹ch chÞu
lùc.
(ii) Nhµ khung bª t«ng cèt thÐp, t¹i nót khung nªn bè trÝ thÐp ®ai trong nót
khung , ®ai ph©n bè theo chiỊu cét khung, viƯc tr¸nh ®ỵc nøt ë nót khung tèt.
Kho¶ng c¸ch ®ai 50 mm , ®ai Φ8.
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:6
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
(iii) Gi÷a têng chÌn vµ khung cÇn bè trÝ nh÷ng thanh thÐp r©u c¾m tõ trong cét
khung ®Ĩ c©u víi têng mµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c r©u kh«ng lín qu¸ 5 hµng g¹ch.

Nèi gi÷a hai cèt r©u ë hai ®Çu têng lµ thanh thÐp ch¹y theo chiỊu dµi têng. §êng
kÝnh thÐp r©u Φ8 . M¹ch chøa r©u thÐp ph¶i x©y b»ng v÷a xi m¨ng kh«ng cã v«i
vµ #100. Nªn ®Ỉt r©u thÐp nµy khi ®Ỉt cèt thÐp cét, ®Ĩ Ðp vµo mỈt cèp-pha, sau
khi rì cèp-pha sÏ cËy cho thÐp nµy bung ra ®Ĩ c¾m vµo c¸c líp têng x©y chÌn
NÕu quªn cã thĨ khoan lç s©u 100 mm vµo cét khung rèi nhÐt thÐp vµo sau nhng
nhí lÊp lç chÌn b»ng v÷a cã xi m¨ng tr¬ng në ( sikagrout ).
(iv) Víi nh÷ng nhµ têng g¹ch chÞu lùc ph¶i x©y b»ng v÷a cã xi m¨ng vµ chÊt l-
ỵng v÷a kh«ng nhá h¬n #25. CÇn ®¶m b¶o ®é c©u gi÷a nh÷ng hµng g¹ch. Kh«ng
x©y qu¸ ba hµng däc míi ®Õn mét hµng ngang vµ nªn x©y theo kiĨu ch÷ c«ng.
(v) Trong mét bøc têng nªn cã Ýt nhÊt hai hµng gi»ng t¹i cao tr×nh bËu cưa sỉ,
cao tr×nh lanh t« cưa. Gi»ng b»ng bª t«ng cèt thÐp #200 cã 2 cèt däc Φ8 vµ ®ai
nèi 2 thanh cèt däc nµy. Cèt thÐp ®Ỉt gi÷a gi»ng.
NhiỊu c«ng tr×nh h háng do xt hiƯn lùc c¾t lín trong dÇm vµ cét khung.
Nh÷ng ph¸ ho¹i lo¹i nµy thêng x¶y ra t¹i phÇn cét s¸t ngay møc trªn sµn. Lý do
lµ c¸c chi tiÕt ë quanh nót khung cha ®đ ®é cøng. Víi cét , ta thÊy cha cã cÊu t¹o
chèng víi lùc c¾t ë vïng gÇn ch©n cét. CÇn thiÕt kÕ líi èp quanh ch©n cét.
Nh÷ng thanh thÐp däc ©m qua gèi cét cđa dÇm , nªn n mãc 135
o
.
Nhµ nhiỊu tÇng bÞ ®éng ®Êt hay dËp n¸t cét ë tÇng trƯt vµ tÇng trªn s¸t tÇng
trƯt v× c¶ khèi nhµ bÞ xo¾n. Lý do lµ tÇng trƯt thêng ph¶i lµm tho¸ng cho phßng
®ãn tiÕp, garage nªn kh«ng bè trÝ sên gia cêng cét. Còng hay thÊy cét bÞ dËp ë
s¸t ch©n nh÷ng tÇng gi¶m ®é cøng theo chiỊu cao nhµ. Nh÷ng vÞ trÝ võa nªu ,
ch©n cét cÇn gia cêng chèng xo¾n.
§Ĩ kh¸ng chÊn tèt, nªn dïng cèt thÐp v»n ( thÐp gai, thÐp gê) v× ë Kobª
cho thÊy nhiỊu nhµ mµ kÕt cÊu dïng thÐp tr¬n thêng bÞ ph¸ háng. H
háng thêng do xt hiƯn lùc c¾t lín trong dÇm vµ cét khung. VÞ trÝ n¬i ph¸ ho¹i
thêng x¶y ra t¹i phÇn cét s¸t ngay møc trªn sµn. Nªn lµm líi thÐp nhá èp quanh
ch©n cét , cét sÏ t¨ng ®é cøng nhiỊu. ThÐp däc chÞu m«men ©m dï lµ cèt v»n
còng nªn n mãc 135

o
, mµ nhiỊu tiªu chn cho r»ng víi thÐp v»n kh«ng cÇn
n mãc.
Trong khi chê ®ỵi qui ®Þnh t¹m thêi cđa Bé X©y dùng s¾p ban hµnh, chóng
t«i cã mét sè khun nghÞ nh trªn kh«ng lµm t¨ng chi phÝ x©y dùng lµ bao nh
trªn nhng ®¶m b¶o kh¸ng chÊn ®Õn ®é 6 Richter./.
LK.
II. Ý TƯỞNG MỚI CHO KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG KHI XÉT THEO
TẢI ĐỘNG ĐẤT : (GSTS. NGUYỄN VĂN ĐẠT)
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:7
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
• Người ta đã nói khá nhiều về những tiến bộ các mặt của nhà cao
tầng đang phát triển rất nhanh trong cả nước, song ít thấy ai nói đến độ bền
vững của những công trình nhà cao tầng khi chòu các loại tải khác nhau.
• Điều này phụ thuộc chính vào năng lực của các cơ quan tư vấn thiết
kế.
• Hiện nay, một số doanh nghiệp đã hướng ra các cơ quan thiết kế
nước ngoài. Tuy nhiên, sự cải thiện cũng chưa thật rõ rệt. TCXDVN về động
đất sẽ giúp chúng ta sáng tỏ thêm điều đó.
• Nhà cao tầng (NCT) thuộc loại công trình tháp. Vì vậy, trong bản
thân nhà NCT có 3 loại dao động, dao động bản thân phụ thuộc vào tính chất
phân bố độ cứng và khối lưọng theo chiều cao, dao động cưỡng bức do gió và
dao động, biến dạng cưỡng bức do động đất.
• Dao động nào cũng tạo ra biên độ tại đỉnh tháp. Biên độ này lớn thì
chế độ nội lực tại chân công trình càng căng thẳng. Khi chòu tải động đất, tại
chân công trình xảy ra lực trượt rất mạnh.
• Tùy theo khả năng đầu tư mà mức độ chống trượt được gia tăng.
• Ở nước ta, Hội đồng tư vấn về TCXD công trình chòu tải động đất đã
làm việc xong, thủ tục hoàn thiện còn chờ Bộ Xây dựng.

• Từ bản dự thảo, ta thấy có những ý tưởng mới cần vận dụng để có cơ
sở làm tăng độ bền vững cho công trình Xây dựng nói chung và NCT nói
riêng.
• Theo kết quả nghiên cứu của Viện Vật lý đòa cầu nước ta, khu vực
TP.HCM có “gia tốc nền” agR chỉ dưới 0.08g m/s2 tức động đất ở mức trung
bình yếu. Nếp gãy sinh chấn sau khi qua Ninh Thuận, Bình Thuận thì ra dần
phía biển. Do đó trận động đất nhỏ cuối 2005 chỉ gây rung ở Vũng Tàu cấp 5
và TP.HCM cấp 3 theo thang MSK64.
• Trước đây có qui đònh rằng, với công trình có yêu cầu chòu tải động
đất cấp 7 mới phải tính toán. Lúc đó, lực trượt ở chân công trình rất lớn và
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:8
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
chi phí đầu tư cũng cao nên phải cân nhắc chống đỡ hoặc tỏ ra bất khả
kháng.
• Ngày nay, đã có khá nhiều ý kiến cho rằng dù ở cấp động đất nào
cũng nên có giải pháp đề phòng tải rung và do đó mức độ đầu tư cũng từ rất
thấp – vài ba phần trăm so với tổng dự toán đến cao dần theo khả năng đầu
tư.
• Tác dụng của tải động đất là ngẫu nhiên nên phải được xem xét
bằng xác xuất thống kê và mang tính đột ngột, xung kích nên “tải tác dụng”
và “tải thiết kế” đều có dạng “Phổ” (Spectrum)
• “Tải tác dụng còn gọi là phổ phản ứng đàn hồi, chủ yếu phụ thuộc
gia tốc nền thiết kế” ag=γ1agR, tức có kể thêm hệ số tầm quan trọng γ1.
• “Tải thiết kế” còn gọi là phổ thiết kế được chọn từ tải tác dụng và
hệ số ứng xử q.
• Phương pháp tính toán là theo chế độ mô phỏng, mang tính chất ước
lệ và không thể trắc nghiệm. Vì vậy, TCXD đã dành một phần thỏa đáng cho
các giải pháp cấu tạo thực hành. Giải pháp này tuy có thiên về đònh tính,
song là những chỉ dẫn quan trọng cho cơ quan thiết kế. Các chuyên gia thiết

kế có thể lượng hóa ở mức độ tương đối.
• Mọi người cần hiểu rằng, những giải pháp cấu tạo thực hành này
không những chỉ chòu tải động đất khi có động đất mà còn chính là độ bền
vững truyền thống mà xã hội đang kỳ vọng đối với NCT.
• Trong phần tiếp theo, bài viết này sẽ giới thiệu những phần được
TCXD chòu tải động đất quan tâm, đó là những gợi ý có giá trò đối với độ bền
vững của NCT.
• Như trên đã nói, trước tiên cần tăng cường khả năng chống trượt tại
chân công trình .Bằng những giải pháp ít tốn kém, ta dễ dàng gia tăng gấp
đôi, gấp ba khả năng chống trượt so với thiết kế bình thường. Mặt khác, có
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:9
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
thể tạo ma sát trượt tại cao trình này. Mọi giải pháp được xét đều theo cả hai
phương.
• Đối với các NCT có tầng hầm thì nắp tầng hầm chính là sàn tầng
trệt. Kết hợp với giải pháp mở rộng cổ móng, từ đó sẽ tạo ra hiệu quả giảm
rung nhờ làm giảm đáng kể độ thanh mảnh của cột tầng trệt vốn quá lớn theo
tập quán thiết kế.
• Không những thế, giải pháp tổng hợp này sẽ chia xẻ sự làm việc
nặng nề của nền móng NCT.
• Từ ý tưởng đó, đối với nhà không có tầng hầm, cũng có thể làm cứng
cao trình cốt Zéro bằng một sàn giả hoặc tạo giằng cứng cho hệ đà kiềng.
Hoặc nói cách khác “mâm” ở cốt Zéro càng bền vững càng tốt nhiều mặt.
• Khi thiết kế hệ khung NCT, người thiết kế mặc nhiên xem các nút
là cứng hoàn toàn. Song, thực tế cấu tạo lại có một độ mềm nào đó. Vì vậy,
trên toàn bộ hệ thanh xảy ra hiện tượng phân phối lại nội lực ở một bộ phận
kết cấu hoặc dễ dẫn đến phá hoại khi chòu quá tải.
• Để khắc phục nhược điểm này, TCXD đã có hướng dẫn cấu tạo để
trả độ ngàm cứng hoàn toàn cho hệ thống nút khung đó. Đây là giải pháp cấu

tạo khá tốt của TCXD này.
• Đối với NCT, dùng ứng lực trước làm cứng các sàn là một giải pháp
mang lại nhiều lợi ích kinh tế và kỹ thuật. Khi đó, sàn được xem là hệ thống
tấm cứng (Diaphragm) nằm ngang có nhiệm vụ tiếp nhận tải gió để truyền
vào các tấm cứng thẳng đứng xuống nền móng công trình.
• TCXD yêu cầu các sơ đồ kết cấu phải “tường minh”. Hàm ý rằng
trên lộ trình truyền lực nói trên không được tắc nghẽn. Những nơi lực truyền
không trọn vẹn sẽ có một phần tải bò lưu lại nên tích tụ một phần thế năng,
tiềm tàng cho sự hư hỏng và sự cố công trình như dạng khớp dẻo chẳng hạn.
Khi có khớp dẻo xuất hiện thì kết cấu mất đi một bậc siêu tónh và cho đến
khi số lượng siêu tónh bò cạn kiệt thì dấu hiệu sụp đổ xuất hiện. Mặt khác của
giải pháp tấm ứng nằm ngang này là mức độ đầu tư khác nhau về ứng lực
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:10
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
trước. TCXD có lưu ý rằng, cần thiết kế sao cho tâm cứng và tâm khối lượng
không xa lắm. Như vậy điều kiện làm việc của công trình sẽ tốt hơn.
• Trước đây một số Viện Thiết Kế quốc gia các nước qui đònh rằng, để
chống rung động do gió gây ra, từ sàn tầng 9 trở lên mới cần tạo cứng “tuyệt
đối”. Ngày nay, theo quan điểm bền vững cho công trình chòu tải động đất thì
NCT 9-10 tầng cũng có thể tạo sàn cứng. Tuy nhiên, mức độ đầu tư ứng lực
trứơc thể hiện sự phân bố hợp lý cho từng sàn.
• Để giảm bớt sự căng thẳng của hệ nội lực ở chân công trình, TCXD
còn hướng dẫn việc giảm từ từ khối lượng theo chiều cao công trình.
Hiện tượng giảm đột ngột sẽ tạo ra hiệu ứng biên có nhiều nguy hiểm.
Đây cũng là một trong những giải pháp góp phần làm giảm biên độ đỉnh
tháp như đã nói trên.
• Hiện nay ở TP.HCM, có trường hợp nhiều đơn nguyên ghép lại thành
một dãy NCT. Mỗi đơn nguyên nhiều tầng đó lại có chủ đầu tư riêng biệt, cơ
quan thiết kế riêng biệt, giải pháp kêt cấu khác biệt, cách tính chuyển vò

ngang khác biệt v.v… Để giải quyết thỏa đáng “điều kiện khe kháng chấn”
như TCXD động đất đã nêu là một vấn đề khá tinh tế, song lại thiếu cơ quan
trung gian phối hợp để công trình của mỗi chủ sở hữu đều tốt đẹp, không gây
ảnh hưởng lên nhau lúc phải tính với tải động đất.
• Thông thường kết cấu khung được hình thành từ các ô hình chữ nhật.
Những ô này dễ biến hình khi có tác động gây chuyển vò ngang, làm suy
giảm khả năng chòu lực của khung.
Để hạn chế nhược điểm đó, có thể cấu tạo giằng chéo để đưa về dạng
tam giác hoặc cấu tạo khối xây chèn có liên kết bền vững, kết hợp với việc
gia cường bằng lưới thép trên các lớp gạch xây. Trong bộ chi tiết đònh hình
(Typical Details) của công nghệ EVG – 3D panel (CH Áo) có những thí dụ
minh chứng rất tốt về cách liên kết cứng liên tục ở các tấm chèn khung.
***
Với một vài thí dụ vừa nêu ở trên hi vọng giúp các cơ quan thiết kế vận
dụng một số nguyên tắc và ý tưởng mới vào việc thiết kế kết cấu công trình
nhằm tăng cường độ bền vững cho các tình huống chòu tải kể cả tải động đất
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:11
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
gây rung động. Mức độ gia cường tùy thuộc vào chủ đầu tư kết hợp với sự
vận dụng khéo léo của các chuyên gia thiết kế đối với TCXDVN về công
trình chòu tải động đất còn khá mới mẻ này.
Trong bối cảnh phát triển NCT như hiện nay, Chủ đầu tư nào vận dụng
khéo léo những ý tưởng mới về độ bền vững vừa nêu ở trên sẽ đạt được tính
thuyết phục cao nhất đối với khách hàng của mình.
III. T¶i träng §éng ®Êt:
Tỉng quan
§éng ®Êt hc ®Þa chÊn lµ nh÷ng rung ®éng tù nhiªn cđa vá tr¸i ®Êt, x¶y ra mét
c¸ch bÊt ngê vµ kh«ng kÐo dµi. Trong thêi gian ®éng ®Êt, chun ®éng cđa nỊn
lµm ph¸t sinh ra lùc qu¸n tÝnh ë c¸c bé phËn cđa c«ng tr×nh. Nh vËy mơc tiªu

viƯc thiÕt kÕ kh¸ng chÊn nh»m b¶o vƯ cho c¸c c«ng tr×nh trong nh÷ng trËn ®éng
®Êt sÏ x¶y ra t¬ng lai. VỊ mỈt nguyªn t¸c c¸c c«ng tr×nh x©y dùng ph¶i ®ỵc cÊu
t¹o vµ tÝnh to¸n sao cho cã thĨ chÞu ®ỵc c¸c trËn ®éng ®Êt u x¶y ra trong giíi
h¹n ®µn håi. Cßn c¸c trêng hỵp ®éng ®Êt m¹nh v× lỵi Ých kinh tÕ cho phÐp cã thĨ
bÞ h háng; nhng kh«ng ®ỵc bÞ ®ỉ ®Ĩ ®¶m b¶o an toµn tinh m¹ng cho con ngêi.
ViƯc x¸c ®Þnh chÝnh x¸c t¶i träng ®éng ®Êt t¸c ®éng lªn c«ng tr×nh lµ mét viƯc
lµm hÕt søc khã kh¨n vµ phơ thc vµo rÊt nhiỊu u tè ( c¸c tÝnh chÊt chun
®éng ®Þa chÊn, c¸c tÝnh chÊt ®éng häc cđa c«ng tr×nh vµ nỊn ®Êt). HiƯn nay cã
hai ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n c«ng tr×nh chÞu tait träng ®éng ®Êt.
1. Ph¬ng ph¸p ®éng lùc:
(x¸c ®Þnh trùc tiÕp tr¹ng th¸i øng st- chun vÞ c¸c kÕt cÊu chÞu t¶i tõ
c¸c gia tèc ®å ghi l¹i chun ®éng cđa nỊn ®Êt khi ®éng ®Êt x¶y ra). Tuy ph¬ng
ph¸p nµy cho kÕt qu¶ chÝnh x¸c h¬n nhng phøc t¹p vµ ®ßi hái cã sè liƯu thùc tÕ
ban ®»u, nªn ta kh«ng dïng ph¬ng ph¸p nµy.
2. Ph¬ng ph¸p tÜnh lùc:
(Thay thÕ c¸c lùc ®éng ®Êt thùc t¸c dơng lªn c«ng tr×nh b»ng c¸c tÜnh lùc
¶o cã hiƯu øng t¬ng ®¬ng; Do ®ã cßn cã tªn gäi lµ ph¬ng ph¸p t¶i träng ngang
thay thÕ).HiƯn nay ph¬ng ph¸p nµy ®ỵc sư dơng réng r·i trªn thÕ giíi.
Mét sè trËn ®éng ®Êt m¹nh
trªn thÕ giíi gÇn ®©y
a. TrËn ®éng ®Êt t¹i Kobe-nhËt(1995)
Vµo 17/1/1995, ®· x¶y ra trËn ®éng ®Êt t¹i Kobe ë phÝa nam NhËt b¶n , khiÕn
cho 5,400 ngêi chÕt lµm bÞ th¬ng hµng chơc ngh×n ngêi. Ngêi ta íc tÝnh thiƯt h¹i
lªn tíi 150 tØ ®« la. C¸c ®øt g·y ®éng ®Êt Kobe kÐo dµi tõ T©y b¾c Hßn ®¶o
Awajishima xuyªn qua vµo thµnh phè Kobe. BỊ mỈt ®øt g·y nhá h¬n 10 km,
®Ịu t¹i ci cđa Hßn ®¶o Awajishima.
ThiƯt h¹i lín nhÊt tíi c¸c c«ng tr×nh x©y dùng tËp trung trong 10 km tõ
t©m ®øt g·y, vµ ®i ngang qua khu ®«ng d©n c t¹i trung t©m cđa Kobe. C¸c rung
chun ®éng ®Êt g©y ra nhiỊu thiƯt h¹i cho c¸c tßa nhµ. §éng ®Êt lµm cho c¸c
chÊt láng nguy hiĨm lan réng gÇn nh÷ng tßa nhµ vµ d©n khiÕn cho thiƯt h¹i gia

t¨ng. Cêng ®é cđa c¸c rung chun nỊn ®Êt trong vïng ®éng ®Êt , ®¸nh gi¸ biÕn
thiªn gi÷a 5 ®Õn 7 ®é Shindo(gi¸ trÞ cùc ®¹i lµ 7 ®é Shindo).
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:12
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
Nh©n tè c¬ b¶n lµm gia t¨ng møc ®é thiƯt h¹i nh÷ng tßa nhµ trong vµ
xung quanh Kobe lµ ®êng ®øt g·y ®i qua trùc tiÕp bªn díi c¸c thµnh phè Kobe,
Ashiya, vµ mét phÇn cđa Nishinomiya.
TiÕp theo, ®êng ®øt g·y n»m díi vïng ®Êt båi lÊp khiÕn cho khuch ®¹i
®¸ng kĨ c¸c chun ®éng nỊn ®Êt. MỈc dÇu kh«ng cã c¸c ghi chÐp vỊ c¸c ®Þa
h×nh ®Êt vµ ®¸ cđa c¸c vïng l©n cËn cđa vïng ®éng ®Êt m¹nh nhÊt, c¸c ph©n tÝch
vỊ ghi chÐp tõ 1,85km ngoµi vïng nói Ikoma(®Þa h×nh ®¸) vµ t¹i Osaka(®Þa h×nh
®Êt), ®Ịu kho¶ng 50 km tõ chÊn t©m chØ ra sù khuch ®¹i ®¸ng kĨ chun ®éng
nỊn ®Êt vµ phỉ ph¶n øng nh ®ỵc chØ ra ë b¶ng díi ®©y(sư dơng phỉ vËn tèc ®Ĩ so
s¸nh sù t¬ng tù vỊ møc ®é tµn ph¸ t¹i c¸c ®Þa gi¸p ranh d¹ng ®¸ vµ ®Êt). C¸c d÷
liƯu nµy cho thÊy ®é h h¹i cđa c¸c toµ nhµ n»m trªn c¸c ®Þa h×nh ®Êt lín h¬n
nhiỊu so víi ®Þa h×nh ®¸. Trong c¸c vïng ®éng ®Êt m¹nh nhÊt, quan s¸t thÊy sù
ch¶y dỴo m¹nh cđa vËt liƯu nỊn mãng.
Khuch ®¹i ph¶n øng t¹i c¸c ®Þa h×nh ®Êt ®¸ kh¸c nhau
§Çu vµo/§é lín ph¶n
øng
T (sec.) §Þa h×nh ®¸
§Þa h×nh
®Êt båi
§é
khuch
®¹i
Gia tèc nỊn ®Ønh - 110 gals 152 gals 1.5
Phỉ vËn tèc 0.5 20 cm/sec
45

cm/sec
2.3
Phỉ vËn tèc 1.0 15 cm/sec 60cm/sec 4.0
Phỉ vËn tèc 2.0 12 cm/sec
50
cm/sec
4.0
Mét sè h×nh ¶nh vỊ c¸c thiƯt h¹i trËn ®éng ®Êt ë Kobe
Cét bÞ ph¸ háng do c¾t H háng mỈt ®êng
H háng ®êng cao tèc NhÞp cÇu bÞ sËp
b. TrËn ®éng ®Êt t¹i Thỉ NhÜ K×(1999)
Ngµy 1.1 1999 mét trËn ®éng ®Êt Izmit m¹nh 7.4 ®é Mw lóc 3 : 02 a.m. giê ®Þa
ph¬ng x¶y ra ë phÝa B¾c Anatolian. ChÊn t©m ®ỵc x¸c ®Þnh lµ ë chiỊu s©u 15.9
km ë 40.70 ®é B¾c, 29.91 ®é T©y, gÇn Izmit, tØnh Kocaeli, 90km vỊ phÝa ®«ng
Istanbul. Sè ngêi chÕt chÝnh thøc lµ h¬n 17,225, víi xÊp xØ 44,000 ngêi bÞ th¬ng
vµ hµng chơc ngµn ngêi kh¸c bÞ mÊt nhµ cưa. PhÇn lín ngêi chÕt vµ bÞ th¬ng
trong c¸c thµnh phè Golcuk, Adapazari, Vµ Yalova. XÊp xØ 77,300 toµ nhµ vµ c¬
quan bÞ ph¸ hđy, vµ 244,500 bÞ h h¹i. Toµn bé thiƯt h¹i trùc tiÕp cđa trËn ®éng
®Êt ®ỵc ®¸nh gi¸ lµ 6 tØ USD.
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:13
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
B¶n ®å c¸c vïng bÞ ¶nh hëng víi vÞ trÝ vµ dÞch chun ®øng, ngang cđa nỊn ®Êt
DÞch chun th¼ng ®øng cđa nỊn ®Êt gÇn nhµ m¸y Ford t¹i Golcuk

Phỉ ph¶n øng gia tèc víi hƯ sè c¶n nhít 5%.
Mét sè h×nh ¶nh vỊ c¸c thiƯt h¹i cđa trËn ®éng ®Êt ë Thỉ NhÜ K×
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:14
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG

Sù sơp ®ỉ mét trêng häc n»m trªn ®êng ®øt g·y Sù sơp ®ỉ cđa mét nhµ khung

C©y cÇu dµnh cho xe m«t« tun sang Ch©u âu bÞ ph¸ háng
Sù ch¶y láng cđa nỊn ®Êt díi t¸c dơng ®éng ®Êt
Trong thêi gian mét trËn ®éng ®Êt, thiƯt h¹i quan träng cã thĨ kÕt qu¶ v× sù mÊt
ỉn ®Þnh, ho¸ láng bëi nh÷ng vïng bªn trong ¶nh hëng cđa sãng ®Þa chÊn . Ph¶n
øng cđa nỊn ®Êt phơ thc vµo nh÷ng ®Ỉc trng c¬ häc cđa nh÷ng líp ®Êt, chiỊu
s©u mùc níc ngÇm vµ cêng ®é vµ kho¶ng thêi gian nỊn rung chun.
Mét vÝ dơ vỊ thiƯt h¹i do sù ch¶y láng nỊn ®Êt
§éng ®Êt Niigata g©y ra thiƯt h¹i to lín v× sù hãa láng nh÷ng líp ®Êt båi c¸t
trong nh÷ng vïng ë díi thµnh phè Niigata. Trong vµ xung quanh thµnh phè nµy,
nh÷ng ®Êt gåm cã ®Êt míi ®©y ®ỵc c¶i t¹o vµ trỴ cã cỈn ®Ỉt cã thÊp mùc níc thỉ
nhìng mËt ®é vµ chç n«ng. Vµo thêi gian trËn ®éng ®Êt nµy, cã xÊp xØ 1500 tßa
nhµ bª t«ng cèt thÐp trong thµnh phè Niigata. Kho¶ng 310 trong sè nh÷ng tßa
nhµ nµy bÞ h h¹i, trong ®ã xÊp xØ 200 bÞ lón hc nghiªng ®i nghiªm träng mµ
kh«ng cã h h¹i tíi kÕt cÊu bªn trªn.
CÇn ph¶i chó ý r»ng c¸c toµ nhµ bª t«ng bÞ h h¹i ®ỵc x©y dùng trªn c¸c
mãng n«ng hc nh÷ng cäc ma s¸t trong líp ®Êt bÞ ph¸ ho¹i. C¸c toµ nhµ b»ng
bª t«ng cèt thÐp trªn nh÷ng cäc c¾m trªn ®Þa tÇng ®¸ hc ®Êt tèt t¹i chiỊu s©u 20
mÐt kh«ng ph¶i høng chÞu c¸c h h¹i. Nh÷ng kÕt cÊu x©y dùng d©n dơng bÞ h h¹i
bëi trËn ®éng ®Êt Niigata bao gåm bÕn c¶ng vµ nh÷ng ph¬ng tiƯn bÕn c¶ng, hƯ
thèng cung cÊp níc, ®êng s¾t, ®êng bé, cÇu, s©n bay, ph¬ng tiƯn n¨ng lỵng vµ
nh÷ng ph¬ng tiƯn n«ng nghiƯp. Lý do chÝnh cho nh÷ng sù h háng nµy lµ sù ph¸
háng nỊn ®Êt, ®Ỉc biƯt lµ sù hãa láng nỊn trong Thµnh phè Niigata.
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:15
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
Chun vÞ vµ nghiªng cđa c¸c ng«i nhµ g©y ra bëi ho¸ láng ®Êt nỊn t¹i trËn ®éng
®Êt 1964 ë Niigata.
§ỉ nhµ chung c t¹i Kawagishi-Cho,Niigata g©y ra bëi ho¸ láng nỊn ®Êt trong

trËn ®éng ®Êt Niigata 1964
Ph¶n øng c«ng tr×nh
díi t¸c ®éng cđa ®éng ®Êt
1. Phỉ ph¶n øng hƯ 1 bËc tù do
Ph¬ng tr×nh vi ph©n dao ®éng hƯ 1 bËc tù do díi t¸c ®éng ®éng ®Êt:
)t(x)t(x)t(x2)t(x
0
2

−=++ ωβ
NghiƯm cđa ph¬ng tr×nh trªn lµ tÝch ph©n:
ττ*ωτ
ω
τυω
d)t(sine)(x
*
1
)t(x
t
0
)t(
0
−=
∫
−−

Trong ®ã:
2
υ-1ωω* =
NÕu nh hƯ sè c¶n ν≤0,2th×

ωω*
≈
Ph¬ng tr×nh chun ®éng trë thµnh:
ττωτ
ω
τυω
d)t(sine)(x
1
)t(x
t
0
)t(
0
−=
∫
−−

§Þnh nghÜa:
Phỉ chun vÞ t¬ng ®èi : S
d
= |x(t) |
max
Phỉ vËn tèc t¬ng ®èi : S
v
= |x’(t) |
max
Phỉ gia tèc tut ®èi : S
a
= |x’’(t) |
max

VËy lùc lín nhÊt t¸c ®éng vµo F
max
=m.S
a
=mω.S
v
D¹ng cđa phỉ ph¶n øng(trËn ®éng ®Êt EI Centro, 1940)
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:16
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
Phỉ ph¶n øng trung b×nh gia tèc Phỉ ph¶n øng trung b×nh
chun vÞ
2. Phỉ ph¶n øng hƯ nhiỊu bËc tù do
Ph¬ng tr×nh vi ph©n dao ®éng hƯ nhiỊu bËc tù do díi t¸c ®éng ®éng ®Êt:
)t(x}1]{M[}x]{K[}x]{C[}x]{M[
0

−=++
NghiƯm cđa khèi lỵng m
k
cã thĨ viÕt díi d¹ng:
∑
=
=
n
1i
kik
)t(x)t(x
, Ph©n tÝch thµnh x
ki

=Φ
ki
. ξ
i
(t), víi Φ
ki
lµ c¬ së, ξ
i
(t) lµ to¹
®é chÝnh
Cã:
∑
=
Φ=
n
1i
kikik
)t(ξ)t(x
Tõ ®ã:
{x}=[Φ] {ξ}
Víi ma trËn c¸c d¹ng dao ®éng chÝnh: Ma trËn c¸c to¹ ®é
chÝnh:
}]{}, ,{},[{




n21
nn2n1n
n22221

n11211
ΦΦΦ=
ΦΦΦ
ΦΦΦ
ΦΦΦ
=Φ
Ph¬ng tr×nh vi ph©n dao ®éng hƯ nhiỊu bËc tù do díi t¸c ®éng ®éng ®Êt trë
thµnh:
)t(x}1]{M[}]{][K[}]{][C[}]{][M[
0


−=Φ+Φ+Φ ξξξ
Nh©n hai vỊ ph¬ng tr×nh trªn víi{Φ}
i
T
, v× c¸c vector chÝnh lµ c¬ së cho
nªn chóng trùc giao víi nhau, do ®ã thu ®ỵc ph¬ng tr×nh:
)t(x}1]{M[}{)t(}]{K[}{)t(}]{C[}{)t(}]{M[}{
0
T
iii
T
iii
T
iii
T
i



Φ−=ΦΦ+ΦΦ+ΦΦ ξξξ
Gäi:
Khèi lỵng chÝnh d¹ng dao ®éng riªng thø i :
i
T
ii
}]{M[}{M ΦΦ=
HƯ sè c¶n chÝnh d¹ng dao ®éng riªng thø i :
i
T
ii
}]{C[}{C ΦΦ=
§é cøng chÝnh d¹ng dao ®éng riªng thø i :
i
T
ii
}]{K[}{K ΦΦ=
Lùc kÝch ®éng chÝnh d¹ng dao ®éng riªng thø i :
}1]{F[}{F
T
ii
Φ=
Ph¬ng tr×nh vi ph©n dao ®éng hƯ nhiỊu bËc tù do díi t¸c ®éng ®éng ®Êt trë
thµnh:
)t(xF)t(K)t(C)t(M
0iiiiiii


−=++ ξξξ
Víi:

C
i
=2 ν
i
. ω
i
.M
i
K
i
= ω
i
2
.M
i
⇒
i0ii
i
iiii
M/)t(xF)t()t(2)t(


−=++ ξωξωυξ
2
Ph¬ng tr×nh vi ph©n cã nghiƯm lµ:
ττ*ωτ
ωM
ξ
τυω
i

d)t(sine)(x
*
F
)t(
t
0
)t(
0
i
i
−=
∫
−−

Khai triĨn
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:17















=
n
2
1
ξ
ξ
ξ
ξ

TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
∑
=
Φ=ΦΦ=
n
1k
2
kiki
T
ii
m}]{M[}{M
∑
=
Φ=Φ=
n
1k
kik
T
ii
m}1]{M[}{F

Thay vµo c«ng thøc x
ki
=Φ
ki
. ξ
i
(t):

ττ*ωτ
ω
ηx
i
τωυ
i
ii
d)t(sine)(x
*
1
)t(
t
0
)t(
0kiki
−=
∫
−−

Víi
ki
n

1k
2
kik
n
1k
kik
ki
m
m
Φ
Φ
Φ
=
∑
∑
=
=
η
lµ hƯ sè h×nh d¸ng
Phỉ ph¶n øng cđa vËn tèc t¬ng ®èi cđa d¹ng dao ®éng chÝnh thø i:
max
t
0
)t(
0vi
d)t(sine)(x ττ*ωτS
i
τωυ
ii
−=

∫
−−

Chun vÞ t¬ng ®èi cùc ®¹i x
ki
=|x
ki
(t)|
max
=η
ki
.S
di
VËn tèc t¬ng ®èi cùc ®¹i x
ki
=|x’
ki
(t)|
max
=η
ki
.S
vi
Gia tèc tut ®èi cùc ®¹i x
ki
=|x
ki
’’(t)+ η
ki
.x

0
’’(t)|
max
=η
ki
.S
ai
Lùc ®éng ®Êt cùc ®µi t¸c dơng lªn khèi lỵng m
k
:
F
ki
=m
ki.
a
ki
= m
ki.
η
ki
S
ai
Lùc c¾t cùc ®¹i ë ch©n c«ng tr×nh:
F
i
= ΣF
ki
=S
ai
Σm

ki
η
ki
Rót S
ai
thay vµo trªn:
i
n
1k
2
kik
kik
ki
F
m
m
∑
=
=
η
η
F
Thay biĨu thøc cđa η
ki
vµo:
ikii
n
1k
kik
kik

ki
F.PF
m
m
=
Φ
Φ
=
∑
=
F
P
ki
: gäi lµ hƯ sè ph©n phèi
Nh vËy:
§Ĩ x¸c ®Þnh lùc ®éng ®Êt t¸c dơng lªn c«ng tr×nh, ®a viƯc ph©n tÝch hƯ n
bËc tù do trë vỊ thµnh viƯc sư dơng phỉ ph¶n øng hƯ 1 bËc tù do. Nh vËy
chun bµi to¸n hƯ n bËc tù do vỊ hƯ t¬ng ®¬ng 1 bËc tù do, Sư dơng kh¸i
niƯm t¬ng ®¬ng n¨nglỵng gi÷a 2 hƯ thùc vµ t¬ng ®¬ng ®Ĩ x©y dùng n m«
h×nh t¬ng ®¬ng 1 bËc tù do tõ m« h×nh n bËc tù do:
• C¸c chu k× dao ®éng riªng b»ng nhau
:T
i
=T
t
(i)
• C¸c lùc c¾t ë ch©n c«ng tr×nh b»ng nhau
:F
i
=F

t
(i)
• C¸c m«men n ë ch©n c«ng tr×nh b»ng nhau
:M
i
=M
t
(i)
• §éng n¨ng cđa hai hƯ thùc vµ t¬ng ®¬ng trong d¹ng dao ®éng b»ng
nhau :E
i
=E
t
(i)
XÐt lùc c¾t ch©n c«ng tr×nh:
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:18
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
ai
n
1k
2
kik
2
kik
i
S
m
]m[
∑

=
Φ
Φ
=F
F
t
(i)=m
t
(i).S
ai
Tõ ®ã:
∑
=
Φ
Φ
=
n
1k
2
kik
2
kik
i
m
]m[
m
Khèi lỵng toµn bé c«ng tr×nh m=Σm
ki
HƯ sè t¬ng ®¬ng:
∑∑

==
Φ
Φ
=
n
1k
2
kik
n
1k
k
2
kik
mm
]m[
)i(
t
ε
Tỉ hỵp lùc ®éng ®Êt t¸c dơng lªn c«ng tr×nh x¸c ®Þnh theo x¸c xt(v× c¸c
ph¶n øng theo d¹ng dao ®éng chÝnh kh«ng x¶y ra ®ång thêi):
∑
=
=
n
1i
2
i
F
max
F

3. X¸c ®Þnh t¶i träng ®éng ®Êt
XÐt c¸c ph¬ng ph¸p t¶i träng thay thÕ ®¸nh gi¸ lùc ®éng ®Êt t¸c dơng lªn
c«ng tr×nh
Ph¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ gi¸n tiÕp
Trong ph¬ng ph¸p nµy, §Çu tiªn x¸c ®Þnh lùc c¾t t¹i ch©n c«ng tr×nh, sau ®ã
ph©n phèi ®Õn c¸c bé phËn c«ng tr×nh sư dơng c¸c hƯ sè ph©n phèi.
Lùc c¾t t¹i ch©n c«ng tr×nh:
g
S
Q)i(ε
ai
t
=
i
F
§Ỉt 8 :
g
S
)i(
ai
t
εC
i
=
: hƯ sè ®éng ®Êt gi¸n tiÕp
Th×: : F
i
= C
i
.Q

HƯ sè ®éng ®Êt gi¸n tiÕp(hƯ sè ®Þa chÊn) phơ thc vµo:
- Cêng ®é vµ tÇn st ho¹t ®éng cđa ®éng ®Êt.
- CÊu t¹o ®Þa chÊt cđa nỊn.
- Chu k× tréi cđa nỊn ®Êt.
- Lo¹i mãng sư dơng.
- Lo¹i kÕt cÊu chÞu lùc vµ tÝnh chÊt c¬ lÝ cđa vËt liƯu x©y dùng.
- §é lín vµ sù ph©n bè khèi lỵng cđa c«ng tr×nh.
- Sù ph©n bè ®é cøng ngang cđa kÕt cÊu.
- Chu k× dao ®éng riªng cđa c«ng tr×nh.
- Kh¶ n¨ng ph©n t¸n n¨ng lỵng biÕn d¹ng cđa kÕt cÊu.
- TÝnh dỴo cđa cÊu kiƯn chÞu lùc.
- Sù t¸c ®éng t¬ng hç gi÷a nỊn vµ c«ng tr×nh.
-
§Ĩ x¸c ®Þnh C
i
: dïng phỉ chn ®Ĩ x¸c ®Þnh S
ai
theo T
i
lËp ®ỵc ®å thÞ phỉ chn
®Ĩ thiÕt kÕ lµ hµm sè trung b×nh ®ỵc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiƯm.
QCQ
g
a
m.a
i
i
i
===
i

F
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:19
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
Nh vËy, tõ ®å thÞ phỉ chn tra ®ỵc a
i
theo T
i
, tõ ®ã tÝnh ®ỵc F
i
theo c«ng thøc
trªn.
§Ĩ x©y dùng hƯ sè C
i
, gi¶ thiÕt hµm chun vÞ:
tθsinea)t(
t
0
0
υ
0
x
−
=
Tõ ®ã:
τττ
π
ω
τωυ
∫

−==
−−
t
0
)t(
0
i
viiai
d)tsin(e)(x
T
2
SiS
ii
Trong ®ã:
]tctsin)1[(ea)t(x
0
2
2
0
t
2
00
0
osθ
θ
υ
θ
θ
υ
θ

υ
−−=
−
Thay S
ai
vµo c«ng thøc:
g
S
)i(
ai
t
εC
i
=
§Ỉt:
g
θa
K
2
0
c
=
ττωosθ
θ
υ
θ
θ
υ
π
β

ωυυ
d)t(sine]tctsin)1[(e
T
2
i
)t(
t
0
0
2
2
0
t
i
i
ii0
−−−=
−
−−
∫
HƯ sè ®éng ®Êt gi¸n tiÕp ®ỵc tÝnh theo 3 hƯ sè:
)t(εβ
tic
KC
i
=
K
c
: HƯ sè cêng ®é ®éng ®Êt.
β

i
: HƯ sè ®éng lùc.
ε
t
(t) : HƯ sè t¬ng ®¬ng
Tõ ®ã tÝnh ®ỵc lùc c¾t cùc ®¹i t¹i ch©n c«ng tr×nh:
Q).t(
tic
εβKF
i
=
Trong ®ã:
∑∑
==
Φ
Φ
=
n
1k
2
kik
n
1k
k
2
kik
mm
]m[
)i(ε
t

Vµ tÝnh ®ỵc lùc ®éng ®Êt t¸c dơng lªn bé phËn thø k trong d¹ng dao ®éng chÝnh i
:
F
ki
=P
ki
F
i
Trong ®ã:
∑
=
Φ
Φ
=
n
1k
kik
kik
ki
m
m
P
X¸c ®Þnh t¶i träng ®éng ®Êt theo nguyªn t¾c ®¸nh gi¸ trùc tiÕp
Trong ph¬ng ph¸p nµy, x¸c ®Þnh trùc tiÕp t¶i träng ®éng ®Êt t¸c dơng lªn bé phËn
c«ng tr×nh.
Lùc ®éng ®Êt cùc ®µi t¸c dơng lªn khèi lỵng m
k
:
F
ki

=m
ki.
a
ki
= m
ki.
η
ki
S
ai
=Q
k
η
ki
S
ai
/g
Cã mèi quan hƯ:
ic
t
iai
βK
)i(ε
C
g
S
==
Tõ ®ã:
F
ki

=C
ki
Q
k
= K
c
β
i
η
ki
Q
k
HƯ sè ®éng lùc ®ỵc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiƯm vµ ®ỵc tÝnh díi d¹ng:
i
i
T
α
β =
Trong ®ã α lµ h»ng sè
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:20
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
Tiªu Chn kh¸ng chÊn Nga CHNΠ II_7_81
(X¸c ®Þnh theo ph¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ trùc tiÕp)
T¶i träng ®éng ®Êt ngang t¸c ®éng t¹i tÇng thø i , ë d¹ng dao ®éng i ®ỵc x¸c ®Þnh
theo c«ng thøc sau:
F
ki
= C
ki

.Q
k
Trong ®ã :
Q
k
:Lµ träng lỵng tÇng thø K cđa c«ng tr×nh = M
k
.g
C
ki
: Lµ hƯ sè ®Þa chÊn øng víi tÇng k vµ d¹ng dao ®éng i
HƯ sè C
ki
phơ thc vµo nhiỊu u tè, ®ỵc x¸c ®Þnh nh sau.
C
ki
=K
c
. β
i
.ψ.η
ki
.
Trong ®ã:
K
c
- HƯ sã cêng ®é ®Þa chÊn biĨu diƠn tû sè gi÷a gia tèc cùc ®¹i cđa nỊn
®Êt vµ gia tèc träng trêng g.
β
i

- lµ hƯ sè ®éng lùc, hµm sè cđa chu kú dao ®éng riªng vµ ®Ỉc tÝnh cđa
nỊn ®Êt.
ψ- hƯ sè gi¶m chÊn, xÐt tíi hiƯu qu¶ cđa tÝnh gi¶m nhít, ®é dỴo cđa kÕt
cÊu kh¶ n¨ng ph©n bè l¹i néi lùc vµ tham gia chÞu lùc cđa c¸c kÕt cÊu
kh«ng chÞu t¶i.
η
ki
-hƯ sè h×nh d¸ng hay ph©n bè t¶i träng ®Þa chÊn trªn chiỊu cao c«ng
tr×nh, øng víi tÇng k vµ d¹ng dao ®éng i.
Theo nguyªn t¾c trªn tiªu chn kh¸ng chÊn CHNΠ II_7_81 (cđa Liªn X« tríc
®©y ) ®Ĩ lµm c¬ së tÝnh to¸n, hƯ sè C
ki
®ỵc x¸c ®Þnh nh sau:
C
ki
=K
c
.K
1
.K
2
.K
ψ
.β
i
.η
ki
Trong ®ã:
K
c

=0,1;0,2;0,4 øng víi ®éng ®Êt cÊp 7,8,9
K
1
-hƯ sè xÐt tíi sù h háng cho phÐp cđa c«ng tr×nh K
1
=0,12-1,0
K
2
- hƯ sè xÐt tíi gi¶i ph¸p kÕt cÊu sư dơng K
2
=(0,5÷1,5) chän K
2
= 0,1(n-
5)=1,2
n=17 lµ sè tÇng
K
ψ
hƯ sè gi¶m chÊn tra b¶ng phơ thc tû sè
15
B
H
<
, K
ψ
=1,0-1,5
β
i
-hƯ sè ®éng lùc øng víi d¹ng dao ®éng thø i x¸c ®Þnh trªn c¬ së chu kú
dao ®éng riªng T
i

vµ ®Ỉc tÝnh riªng cđa nỊn:
- §Êt lo¹i I (®¸ cøng cha phong ho¸ hc Ýt phong ho¸): 0,8≤β
i
=1/T≤3,0
- §Êt lo¹i II (nỊn ®¸ ®· bÞ phong ho¸ m¹nh vµ ph©n ho¸) : 0,8≤β
i
=1,1/T≤2,7
- §Êt lo¹i III (c¸t, sÐt, c¸c lo¹i kh¸c) : 0,8≤β
i
=1,5/T≤2,0
η
ik
- hƯ sè h×nh d¸ng; hƯ sè ph©n phèi t¶i träng ®Þa chÊn trªn chiỊu cao
c«ng tr×nh ë tÇng thø k, d¹ng dao ®éng i, x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
∑
∑
=
=
×
×
=
n
1k
2
kk
n
1k
kik
kiik
xQ

xQ
xη
Trong ®ã x
ki
lµ chun vÞ ngang cđa K trong d¹ng dao ®éng thø i (®· ®ỵc
x¸c ®Þnh ë b¶ng trªn)
Néi lùc trong c¸c kÕt cÊu cđa nhµ vµ c«ng tr×nh thiÕt kÕ theo tiªu chn kh¸ng
chÊn, cÇn ph¶i tÝnh Ýt nhÊt cho ba d¹ng dao ®éng riªng ®Çu tiªn nÕu T
1
>0,4s, ng-
ỵc l¹i th× chØ cÇn tÝnh cho d¹ng dao ®éng thø nhÊt.
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:21
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
Gi¸ trÞ tÝnh to¸n c¸c lùc däc, lùc c¾t, m«men n vµ lËt, øng st tiÕp vµ ph¸p
tun trong c¸c kÕt cÊu do t¶i träng ®éng ®Êt sinh ra ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng
thøc(bëi cùc trÞ c¸c d¹ng dao ®éng riªng kh«ng x¶y ra ®ång thêi cho nªn lÊy
theo x¸c xt):
∑
=
=
n
1i
2
ip
NN
Trong ®ã:
N
i
- gi¸ trÞ néi lùc, øng st t¹i tiÕt diƯn kh¶o s¸t trong d¹ng dao ®éng riªng thø

i.
N - sè d¹ng dao ®éng cÇn tÝnh
B¶ng hƯ sè K
1
H háng cho phÐp cđa nhµ vµ c«ng tr×nh K
1
1. Nh÷ng c«ng tr×nh kh«ng cho phÐp cã biÕn d¹ng vµ h háng
cơc bé(vì lë, nøt nỴ)
2. C«ng tr×nh cho phÐp biÕn d¹ng d, nøt vµ háng cơc bé nhng
khã kh¨n cho ho¹t ®éng b×nh thêng, kh«ng ®¶m b¶o an
toµn cho ngêi vµ gi÷ g×n c¸c thiÕt bÞ m¸y mãc(nhµ ë, c«ng
tr×nh c«ng céng, nhµ xëng s¶n xt, c¸c c«ng tr×nh thủ
lỵi, giao th«ng, c¸c hƯ thèng n¨ng lỵng vµ cÊp níc, hƯ
thèng cøu ho¶ )
3. C«ng tr×nh cho phÐp biÕn d¹ng d kh¸ lín, xt hiƯn c¸c
khe nøt vµ h háng cơc bé nhng t¹m thêi c¸c chØ tiªu kÜ
tht cßn l¹i cđa c«ng tr×nh kh«ng nguy hiĨm ®èi víi con
ngêi(nhµ dïng trong n«ng nghiƯp, nhµ s¶n xt mét tÇng
kh«ng ®Ỉt c¸c thiÕt bÞ nguy hiĨm)
1
0,25
0,12
B¶ng hƯ sè K
2
C¸c gi¶i ph¸p kÕt cÊu K
2
1. Nhµ khung nhµ khèi lín cã kÕt cÊu v÷ng ch¾c, cao trªn 5
tÇng
2. Nhµ l¾p ghÐp bª t«ng tÊm lín hay nhµ cã têng ®ỉ t¹i chç
b»ng bª t«ng cèt thÐp díi 5 tÇng.

3. Nh mơc 2, víi ®é cao trªn 5 tÇng.
4. Nhµ cã mét vµi tÇng díi lµ khung bª t«ng cèt thÐp, cßn
nh÷ng tÇng trªn lµ têng x©y hc khung phơ, nhng nÕu sù
phơ thªm nµy kh«ng hc Ýt ¶nh hëng tíi ®é cøng cđa
nhµ.
5. Nhµ cã têng x©y b»ng g¹ch ®¸ th«ng thêng.
6. Nhµ khung 1 tÇng cã chiỊu cao ®Õn trÇn(hay dÇm) kh«ng
lín h¬n 8m vµ nhip kh«ng vỵt qu¸ 18m.
7. Nhµ n«ng th«n víi cét ®Ỉt trªn nỊn ®Êt lo¹i II(c¸t, sÐt )
8. Nhµ vµ c«ng tr×nh kh«ng n»m trong c¸c mơc tõ 1-7
Chó ý:
a. Gi¸ trÞ K
2
≤1,5
b. Gi¸ trÞ K
2
®ỵc phÐp x¸c ®Þnh râ thªm b»ng thùc
nghiƯm
1+0,1(n-5)
0,9
0,9+0,075(n-
5)
1,5
1,3
0,8
1
1
B¶ng hƯ sè K
Ψ
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1

Trang:22
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
§Ỉc ®iĨm kÕt cÊu
K
Ψ
1. C«ng tr×nh cao, kÝch thíc mỈt b»ng kh«ng lín(th¸p, èng
khãi, thang m¸y ®øng riªng biƯt vµ c¸c c«ng tr×nh t¬ng
tù).
2. Nhµ khung chÞu lùc cã tØ lƯ H/B theo ph¬ng tÝnh lùc ®éng
®Êt ≥ 25 vµ c¸c têng ng¨n kh«ng ¶nh hëng ®Õn sù biÕn
d¹ng cđa khung.
3. Nh trong ®iĨm 2 nhng H/B ≤ 15.
4. Nhµ vµ c«ng tr×nh kh«ng nªu trong c¸c ®iĨm tõ 1 ®Õn 3
Chó ý:
a. 15≤ H/B ≤ 25, hƯ sè ®ỵc lÊy theo phÐp néi suy.
b. Khi chiỊu cao h cđa c¸c tÇng kh¸c nhau, lÊy theo
gi¸ trÞ trung b×nh cđa H/B.
1,5
1,5
1
1
§Ỉc ®iĨm cđa nhµ vµ c«ng tr×nh x©y dùng CÊp ®éng ®Êt tÝnh
to¸n ë ®Þa ®iĨm x©y
dùng
7 8 9
1. Nhµ ë vµ c«ng tr×nh c«ng céng, nhµ s¶n xt
kh«ng cã trong chØ dÉn ë ®iĨm 1(®Çu phơ lơc 1).
2. Nhµ vµ c«ng tr×nh ®Ỉc biƯt quan träng.
3. Nhµ vµ c«ng tr×nh mµ sù ph¸ hủ sÏ dÉn ®Õn hËu
qu¶ nghiªm träng (nhµ ga trung t©m, s©n vËn ®éng

cã m¸i che).
4. Nhµ vµ c«ng tr×nh cã liªn quan tíi viƯc kh¾c phơc
hËu qu¶ ®éng ®Êt (HƯ thèng n¨ng lỵng cÊp níc,
cøu ho¶, mét sè c«ng tr×nh cã liªn quan).
5. Nhµ ë vµ c«ng tr×nh mµ sù ph¸ hủ cđa nã kh«ng
liªn quan tíi tÝnh m¹ng con ngêi, kh«ng lµm h
háng c¸c thiÕt bÞ q hiÕm vµ kh«ng g©y sù ngng
tơ trong s¶n xt.
Ghi chó:
** Nh©n thªm víi hƯ sè 1,5
*** Nh©n thªm víi hƯ sè 1,2
7
7
7**
7***
8
8
8**
8***
9
9**
9***
9***
Kh«ng tÝnh ®Õn ®éng
®Êt
Tiªu Chn kh¸ng chÊn MÜ UBC-97
(X¸c ®Þnh theo ph¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ gi¸n tiÕp)
1. Chu k× dao ®éng riªng
a. TÝnh to¸n theo tỉng chiỊu cao tÇng nhµ
T: chu k× c¬ b¶n

T=C
t
.h
N
3/4

Trong ®ã:
C
t
= 0,035 (Khung thÐp)
C
t
= 0,030 (Khung BTCT)
C
t
= 0,020 (C«ng thøc Rayleigh)
b. TÝnh to¸n theo ph©n bè khèi lỵng vµ ®é cøng
∑
∑
=
=
×
×
=
N
1i
ii
N
1i
2

ii
fg
W
2T
δ
δ
π
Trong ®ã:
f
i
: Lùc ngang ®ỵc ph©n phèi
V
x
: Lùc c¾t tÇng t¹i to¹ ®é x: V
x
=F
t
+ ΣF
i
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:23
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
F
t
: X¸c ®Þnh dùa vµo ®é lín cđa trËn ®éng ®Êt, lµ mét phÇn cđa lùc c¾t ch©n
V thªm vµo F
n
F
t
=0,07.T.V ≤ 0,25.V víi T>0,7 (s)

F
t
=0 víi T≤0,7 (s)
c. TÝnh to¸n theo ph©n tÝch ®éng häc
Sư dơng ph¬ng tr×nh dao ®éng riªng:
([K]- ω
2
[M]){ φ}={0}
§Ĩ tõ ®ã x¸c ®Þnh c¸c ®Ỉc trng ®éng häc: ω,f,T
d. TÝnh to¸n theo phỉ ph¶n øng
2. §é lín ®éng ®Êt
V: lùc c¾t t¹i ch©n c«ng tr×nh.
W
R
V
WCIZ ×××
=
Trong ®ã:
75,2
T
S25,1
C
3/2
≤
×
=
Z : HƯ sè ®éng ®Êt
Z = 0,075 : Vïng I
= 0,15 : Vïng IIA
= 0,20 : Vïng IIB

= 0,30 : Vïng III
= 0,40 : Vïng IV
Vïng ®éng ®Êt Lo¹i ®Êt S*
I §¸ 1,0(S
1
)
IIA §Êt cøng chỈt 1,2(S
2
)
IIB 1,2(S
2
)
III SÐt dỴo cøng 1,5(S
3
)
IV SÐt mỊm 2,0(S
4
)
S*: hƯ sè ®Þa h×nh
I: hƯ sè ®é quan träng c«ng tr×nh =1,0-1,25.
R
W
: HƯ sè kÕt cÊu ®ỵc x¸c ®Þnh theo b¶ng sau:
D¹ng kÕt cÊu HƯ chÞu t¶i träng ngang R
w
H
max
C«ng tr×nh d¹ng
khung
1. HƯ khung gi»ng thÐp lƯch t©m

2. HƯ khung têng nhĐ víi c¸c v¸ch chÞu
c¾t
a. Têng gç ba tÇng trë xng
b. C¸c lo¹i khung têng nhĐ kh¸c
3. V¸ch cøng
a. Bª t«ng
b. G¹ch
4. HƯ khung gi»ng ®óng t©m
a. ThÐp
b. Bªt«ng
c. Gç cøng
10
9
7
8
8
8
8
8
240
65
65
240
160
160
-
65
3. Lùc ph©n phèi cho c¸c tÇng
Lùc c¾t tÇng:
∑

=
×
××−
=
N
1i
ii
xxt
x
hW
hW)FV
F
(
Trong ®ã:
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:24
f
i
W
i
V
y
i
TRƯỜNG ĐHKT TP. HCM  CĐ.NHÀ CAO TẦNG
F
t
: X¸c ®Þnh dùa vµo ®é lín cđa trËn ®éng ®Êt, lµ mét phÇn cđa lùc c¾t
ch©n V thªm vµo F
n
F

t
=0,07.T.V ≤ 0,25.V víi T>0,7 (s)
F
t
=0 víi T≤0,7 (s)
∑
=
+=
N
1i
it
FFV
M«men
∑
+=
−+−×=
N
1xi
xiixNtx
)hh(F)hh(FM
; x=0,1 N-1
V¸ch cøng ph¶i ®ỵc thiÕt kÕ ®Ĩ chÞu lùc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc:
px
N
xi
i
N
xi
it
px

W
W
FF
F
∑
∑
=
=
+
=
; 0,35ZIW
px
≤ F
px
≤ 0,75ZIW
px
Trong ®ã:
W
px
: khèi lỵng cđa v¸ch vµ c¸c phÇn tư kÌm theo t¹i ®é cao x.
4. M«men xo¾n
HƯ sè m«men xo¾n ngÉn nhiªn ®ỵc nh©n thªm víi m«men xo¾n ®· cã
0,3)
δ2,1
(A
2
avg
max
x
x

≤
×
=
δ
Trong ®ã:
δ
avg
: chun vÞ trung b×nh t¹i tÇng thø x.
IV. TÍNH TOÁN TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT THEO MỘT SỐ
PHƯƠNG PHÁP
1. PHƯƠNG PHÁP TẢI TRỌNG NGANG TĨNH TƯƠNG ĐƯƠNG.
1.1.Giới thiệu chung:
Đây là một phương pháp tính toán tác động của động đất đơn giản nhất
vì yếu tố ứng xử động học của công trình không được kể
đến một cách đầy đủ trong tính toán. phương pháp tónh đã
thay thế tác dụng của các loại tác động ngẫu nhiên bằng
những lực tónh tương đương. Lực tónh này được tính toán
phụ thuộc vào các yếu tố như : hệ số khu vực theo bản đồ
phân vùng động đất Z; hệ số mức độ quan trọng của công
trình I; hệ số nền S; hệ số loại kết cấu K; chu kỳ dao động
của công trình T; khối lượng tính toán của công trình W.
Lực tác động được quy thành lực tập trung tại móng, lực
tập trung tại móng này sẽ được phân bố theo phương đứng
cho các tầng nhà. Cách phân bố này phụ thuộc vào tiêu
chuẩn tính toán của từng nước quy đònh. Hiện nay tồn tại một số cách phân
bố phổ biến sau.
NHÓM 3 : TÍNH ĐỘNG ĐẤT LỚP: TCPY06B1
Trang:25