Phân tích ảnh hưởng TLD và tải trọng do động đất trong ứng xử kết cấu khung nhà cao tầng

LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

B ăGIỄOăD CăVĨă ĨOăT O
TR

NGă

IăH CăC UăLONG

ầầầầầầầ

LểăBỄăC

NG

PHỂNăTệCHă NHăH
NGăTLDăVÀăT IăTR NGăDOă
NGă
TăTRONGă NGăX ăK TăC UăKHUNGăNHÀăCAOăT NG

LU NăV NăTH CăS NGÀNHăK ăTHU TăXỂYăD NGă
CỌNGăTRỊNHăDỂNăD NGăVÀăCỌNGăNGH P

NG
IăH
NGăD NăKHOAăH C
PGS.TSăNGUY NăHOÀIăS N
V NHăLONG,ăN Mă2016
HVTH: LêăBáăC

ng

Trang i


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

L IăCỄMă N
L iăđ uătiênătôiăxinăbƠyăt ălòngăkínhătr ngăvƠăbi tă năsơuăs cănh tăđ năPGS.TSă
Nguy năHoƠiăS n,ăng

iăth yăđƣăt nătìnhăh

ngăd n,ăgiúpăđ ăvƠăt oăm iăđi uăki nă

thu năl iăchoătôiătrongăsu tăth iăgianăth căhi nălu năv n.ăTh yăth căs ălƠăm tănhƠă
khoaăh căm uăm c,ăluônăquanătơm,ăđ ngăviênăvƠăkhíchăl ătôiăkhiăg păkhóăkh năc ă
trongăcôngăvi căvƠătrongăcu căs ng,ăcùngăh cătròăchiaăs ăc ăth tăb iăl năthƠnhăcông.ă
Tôiă xină chơnă thƠnhă c mă nă Bană giámă hi u,ă Phòngă Ơoă T oă tr

ngă

iă H că H c

C uăLong,ăT nhăV nhăLongăđƣăt oăđi uăki năđ ătôiăcóăth ăhoƠnăthƠnhăch

ngătrìnhă

đƠoăt oăb căcaoăh c.ă
Trongăsu tăth iăgianăth căhi nălu năv năt tănghi p,ătôiăxinăchơnăthƠnhăcámă nă
quỦăth yăcôăph ătráchăch

ngătrìnhăđƠoăt oăth căs ăđƣătruy năđ tănh ngăki n th că

quỦăbáu,ăcungăc păngu nătƠiăli uăđ yăđ ăvƠăk păth i,ăđ ngăth iătôiăc ngăxinăcámă nă
vìăăluônănh năđ

căs ăđ ngăviênăgiúpăđ ăc aăt păth ăcánăb ăKhoaăKhoaăXơyăD ng

DơnăD ngă&ăCNăc aăTr

ngăđƣăt oăđi uăki năđ ătôiăcóăth ăhoƠnăthƠnhăch

ngătrìnhă

đƠoăt oăb căcaoăh c.ă
Tôiă c ngă mongă mu nă đ

că cámă nă b nă bè,ă đ ngă nghi pă vƠă ng

iă thơnă đƣă

đ ngăviên,ăgiúpăđ ătôiătrongăsu tăth iăgianăh căt păvƠăth căhi nălu năv n.ă
XinăchơnăthƠnhăcámă n!ă
V nhăLong,ăthángă9 n mă2016ă

HVTH: LêăBáăC

ng

Trang ii


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N
L IăCAMă OANă

Tôi xin cam đoană đơyă lƠă côngă trìnhă nghiênă c uă c aă riêngă cáă nhơnă tôi,ă đ
th căhi năv iăs ăh

că

ngăd năkhoaăh căc aăPGS.TSăNguy năHoƠiăS n.

Cácăs ăli u,ăk tăqu ătrongălu năv nălƠătrungăth căvƠăch aăđ

căcôngăb ătrongă

b tăk ăcôngătrìnhăkhácănƠo.ă

V nhăăăăăăV nhăLong,ăngƠyăầ thángă09ăn mă2016ă
H căviên

LểăBỄăC

HVTH: LêăBáăC

ng

NG

Trang iii


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N
M CăL C

ăm c

Trang

LụăL CHăKHOAăH CăH CăVIểNăSAUă

IăH C.................................................. i

L IăCỄMă N ............................................................................................................ iv
L IăCAMă OAN ........................................................................................................ v
M CăL C .................................................................................................................. iv
DANH SÁCH CÁC HÌNH ........................................................................................ vi
DANHăSỄCHăCỄCăB NG ......................................................................................vii
DANHăM CăCỄCăKụăHI U,ăCH ăVI TăT T ................................................... viii
Ch

ngă1.ăM ă

U ................................................................................................... 1

1.1 C ăS ăKHOAăH CăVĨăTH CăTI N ................................................................ 1
1.2 M CăTIểUăVĨăNHI MăV : ............................................................................... 2
IăT

1.3
1.4 PH

NGăVĨăPH MăVIăNGHIểNăC U ...................................................... 2
NGăPHỄPăNGHIểNăC U ......................................................................... 3

1.5ăK TăC UăC AăLU NăV NăT TăNGHI P ...................................................... 3
Ch

ngă2.ăT NGăQUAN ........................................................................................... 4

2.1ăT NGăQUANăV ăVANă I UăCH NHăCH TăL NGă(TLD) ........................... 4
2.1.1ăGI IăTHI U ...................................................................................................... 4
2.1.1.1 H thôngăth

ng ........................................................................................................ 4

2.1.1.2 H cô l p ...............................................................................................................................4
2.1.1.3 H gi m ch n ph ................................................................................................................5
2.1.1.3.1 H ch đ ng ......................................................................................................................5
2.1.1.3.2 H ăth ăđ ng ............................................................................................................. 5
2.1.1.4ăC ăc u th đ ng ......................................................................................................... 5

2.1.2ăVANă I UăCH NHăCH TăL NGăTLD .......................................................... 6
2.1.2.1 L ch S Phát Tri n ..................................................................................................... 6
2.1.2.2 Tuned Liquid Column Dampers ................................................................................ 7
2.1.2.3 Tuned Sloshing Damper ............................................................................................ 8
2.1.2.4 TLD ch đ ng ............................................................................................................ 9
2.1.2.5 TLD trong th c t ...................................................................................................... 9
HVTH: LêăBáăC

ng

Trang iv


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

2.2ăT NGăQUANăV ăTỊNHăHỊNHăNGHIểN C UăTRONG,ăNGOĨIăN

C VÀ

MỌăT ăTHệăNGHI M GI MăCH NăCỌNGăTRỊNH .............................................. 9
2.2.1 Tìnhăhìnhănghiênăc uăn

căngoƠi ...................................................................... 9

2.3.2 Tìnhăhìnhănghiênăc uătrongăn

c ..................................................................... 16

2.3.3 Môăt ăthíănghi măvƠăhìnhă nh .......................................................................... 20
Ch

ngă3.ăC ăS ăLụăTHUY T .............................................................................. 22

3.1 GI IăPH

NGăTRỊNHă

NGăL CăH CăCHUY Nă

NG ............................ 22

3.1.1 Mô hình Sun................................................................................................................ 23
3.1.2 Mô hình Yu. ................................................................................................................ 28

3.1.3ăMôăhìnhăc aăXin............................................................................................... 33
3.2 Mô hình TMD ..................................................................................................... 35
3.2.1ăKháiăni măc ăb năc aăh ăth ngăTMD. ............................................................. 35
3.2.2ăL căkíchăthíchăđi uăhòa .................................................................................... 36
3.2.3ăGiaăt căn n ....................................................................................................... 38
Ch

ngă4.ăK TăQU ăS ......................................................................................... 39

4.1 TLD - C ăc uăch uăđ ngăđ t................................................................................ 39
4.2 TMD- C ăc uăch uăđ ngăđ t ............................................................................... 42
4.2.1 Mô hình toán .................................................................................................... 42
4.2.1.1ăV iăh ăNDOF ................................................................................................ 42
4.2.1.2ăV iăh ăSDOF ................................................................................................. 42

4.2.2 K tăqu ............................................................................................................. 43
4.2.2.1ăH ă1ăb căt ădo ............................................................................................... 43
4.2.2.2ăH ănhi uăb căt ădo ........................................................................................ 44
4.2.3ăTMDăCh uăđ ngăđ t ......................................................................................... 47
Ch

ngă5.ăK TăLU NăVĨăKI NăNGH ................................................................. 48

5.1ăK tălu n: .............................................................................................................. 48
5.2ăKi năngh : ............................................................................................................ 49
TĨIăLI UăTHAMăKH O ......................................................................................... 50
PH ăL C .................................................................................................................. 53
HVTH: LêăBáăC

ng

Trang v


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình .................................................................................................................... trang
căc aăhìnhăch ănh tăTLD .......................................................... 24

Hình 3-1ăăKíchăth

Hình 3-2: S ăđ h th ng SDOF v i m tăTLDăKèmătheoăđó .................................. 27

Hình 3-3:ăăS ăđ ăc aăm tăa)ăTLDăvƠăbă)ăt
Hình 3-4: L

că

ăChuy năV ă

ngăđ

ngăm uăNSD ............................ 28

ăTínhăToánăA ..................................................... 31

Hình 3-5: H ăhaiăb căt ădoăăa)ăC ăc uăv iăTLDăăb)ăC ăc u v iăNSDăm u .............. 32
Hình 3-6: S ăđ ăchoăXácăđ nhăcácăthôngăs ăNSD..................................................... 33
Hình 3-7: Môăhìnhăt

ngăđ

ngăc aăb ăđáyăd c ...................................................... 34

Hình 3-8: S ăđ ăgi măch nă1ăb căt ădo..................................................................... 35
Hình 3-9:ăT ăS ăBiênă
Hình 4-1:

........................................................................................... 37

ápă ngădaoăđ ngăđ nhăcôngătrìnhăkhiăkhôngăvƠăcóăTLD ....................... 40

Hình 4-2: Soăsánhăchuy năv ăđ nhăcôngătrình........................................................... 41

Hình 4-3: So sánh mômen Mz phía trái khung ........................................................ 41
Hình 4-4 : H ăTMDăm tăb căt ădo ............................................................................ 42
Hình 4-5:

nhăh

ngăc aăTMDăđ năh ăm tăb căt ădo. ........................................... 44

Hình 4-6: H ănhi uăb căt ădo ................................................................................... 45
Hình 4-7: Chuy năv ăc aăđ nhăkhiăch uăl cătamăgiácăng

cătr

Hình 4-8 : Chuy năv ăc aăđ nhăkhiăch uăl cătoƠnăb ăc ăh ătr

ngăh pă1,2,3 ........ 46
ngăh pă4,5,6 ........... 46

Hình 4-9 : Tácăd ngăc aăTMDăđ năchuy năv ăc aăt ngăđ nhăkhiăch uăt iăđ ngăđ t .. 47

HVTH: LêăBáăC

ng

Trang vi


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

DANHăSỄCHăCỄCăB NG
B ng ................................................................................................................... Trang
B ngă2-1: H ăTh ngăB oăV ăCh ngă

ngă

B ngă2-2: M tăS ăLo iăGi măCh năTh ă
B ngă2-3: Th ng kê các công trình đã đ

HVTH: LêăBáăC

ng

t .......................................................... 4
ng .......................................................... 6

c l p đ t TLD trên th gi i và Vi t Nam17

Trang vii


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

DANHăM CăCỄCăKụăHI U,ăCH ăVI TăT T
H

đ ăsơuăc uăn

L

chi uădƠiăb

a

chi uădƠiă1ăn aăc aăh ăch a

b

b ăr ngăh ăch a

u

v năt căc aăch tăl ngătheoăph

ngăx

w

v năt căc aăch tăl ngătheoăph

ngăz

g

giaăt cătr ngătr

p

ápăsu tă
ă

kh iăl

căkhôngăb ăxáoătr nă
căsóng

ng

ngăriêngăc aăch tăl ng

đ ănh tăđ ngăh căc aăch tăl ng

v
ă

hƠmăth ăn ngk:ăs ăl

ngăsóng

ă

đ ăcaoăb ăm tăt ădoătrongăh ăch a

n

đ ăcaoăb ăm tăt ădoătrongăthƠnhăh ăch aăbênăph iă

0

đ ăcaoăb ăm tăt ădoătrongăthƠnhăh ăch aăbênătráiă



h ăs ăgi măch nă

1

t năs ăc ăb năc aăch tăl ng

S

h ăs ăy uăt ă nhăh

ms

kh iăl

cs

gi măch năt ăthơnăc aăc uătrúc

ks

đ ăc ngăc uătrúc

s

h ăs ăgi măch năc uătrúc

ws

t năs ădaoăđ ngăt ăănhiênăc aăc uătrúc

xs

chuy năv ăc aăc uătrúc

x&s

V năt căc aăc uătrúc

&
x&
s

giaăt căc aăc uătrúc

ag

giaăt căn n

HVTH: LêăBáăC

ng

ngăb ăm t

ngăc uătrúc

Trang viii


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

F

l căc tăTLD

kd

đ ăc ngăc aăNDS

cd

gi măch năc aăNDS

md

kh iăl

ngăc aăNDS

Ew

n ngăl

ngătiêuătánătrongă1ăchuăk

Fw

l căgơyăraădoăs ădaoăđ ngăc aăch tăl ng

mw

kh iăl

w

t năs ăgócăl căkíchăthích

A

biênăđ ăkíchăthíchăhìnhăsin



phaăl căt



h ăs ăt ăl ăt năs ăkíchăthích

fe

t năs ăkíchăthích

fd

t năs ăt ănhienăc aăNSD

d

h ăs ăgi măch năc a NSD

ccr

h ăs ăgi măch năt iăh n

wd

t năs ătuy nătínhăc ăb năc aăNSD



h ăs ăchuy năđ iăt năs

fd

t năs ătuy nătínhăc ăb năc aăch tăl ng



h ăs ăt ăl ăđ ăc ng

L'

chi uădƠiăn năh ăch a

B'

chi uăr ngăn năh ăch a

H'

chi uăcaoăm căn

Vw

T ngăth ătíchăn

&
y&

giaăt cămodeăđ uătiênăc aăs ăchuy năđ ngătr

HVTH: LêăBáăC

ng

ngăc aăch tăl ng

ngătácăNSD

cătrongăh
cătrongăh ăch a

tăc aăn

c

Trang ix


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N
Ch

1.1

ngă1. M ă

U

C ăS ăKHOAăH CăVÀăTH CăTI Nă
Vană đi uă ch nhă ch tă l ngă (TLD)ă vƠă vană đi uă ch nhă kh iă l

cácăthi tăb ăn ngăl

ngă (TMD)ă lƠă

ngăth ăđ ngăs ăd ngăđ ăgi mărungăđ ngătrongăcácăc uătrúcăho că

cácăthƠnhăph năc uătrúcănh ăcácătòaănhƠăcôngănghi p,ăh ăth ngăsƠn,ămóngămáyăvƠă
lo i công trình khác.ă ƣăcóăm tăs ănghiênăc uăv ăhi uăqu ăc aăTLDăvƠăTMDătrongă
vi căgi mătácăđ ngăđ ngăđ tăchoăcácănhƠăcaoăt ng.ă

NgƠyănay,ăthi tăb ăkhángăch năchoăcácăcôngătrìnhădơnăd ng,ăđ căbi tănhƠăcaoă
t ngăđangăđ

căquanătơmăvƠăđ uăt ănghiênăc uăc aăcácănhƠăkhoaăh cătrênăth ăgi i.ă

Thi tăk ăkhángăch năđ

căhi uănh ăvi căđ aăraăgi iăphápăthi tăk ăsaoăchoăcôngătrìnhă

xơyă d ngă đ mă b oă đ ă kh ă n ngă ch uă l c,ă khôngă gơyă h ă h iă v ă k tă c u,ă t nă t iă vƠă
đ ngăv ngăd
thêmăph

iătácăd ngăc aăt iătr ngăđ ngăđ t,ăquanăni măthi tăk ăhi năđ iălƠăcóă

ngădi năn ngăl

ngădoăđ ngăđ tătruy năvƠoăcôngătrình,ăvi căthi tăk ăsaoă

choăk tăc uăcóăkh ăn ngăh păth ăvƠăphơnătánăn ngăl

ngănƠyă giúp cho công trình

lƠmăvi căhi uăqu ăkhiăcóăđ ngăđ tăx yăra.
Trongănh ngăth păniênăv aăquaăxuăth ă tìmă ki măs ă d ngă cácăv tă li uăxơyă
d ngănh ,ăm nhăh năđ ăthayăth ăv tăli uăbêătôngăc tăthépătuy năth ngănh măki năt oă
cácăcôngătrìnhăcóăs ăt ngăngƠyăcƠngăcao, tuy nhiên khi các công trình ngày càng cao
vƠăkh iăl

ngăc aătoƠnăcôngătrìnhăcƠngănh ăthìăvi că nhăh

ngăc aăt iătr ngăđ ngă

tácăd ngălênăcôngătrìnhăcƠngăt ngăcao.ăDoăv y v năđ ăthi tăk ăkhángăch năchoănhƠă
caoăt ngăđ

căquanătơmăr tănhi uă ăcácăn

cătrênăth ăgi i.ăVi căs ăd ngăb ăn

máiănh ăgi iăphápăkhángăch năchoăcôngătrìnhăđ

căxemălƠăm tătrongănh ngăph

că
ngă

phápăcóănhi uă uăđi măvìăthi tăb ănƠyăcóăgiáăthƠnhăr ,ăítăb oătrì,ăd ăl păđ tăvƠăkhôngă
t nănhi uăkhôngăgianăs ăd ng,ăđ căbi tălƠăkh ăn ngă ngăd ngăchoăh uăh tăcácăcôngă
trìnhă v iă quyă môă khácă nhau.ă B ă ch aă ch tă l ngă đ

că thi tă k ă saoă choă t nă s ă daoă

đ ngăt ănhiênăg năb ngăt năs ădaoăđ ngăriêngăc aăcôngătrìnhănh măm căđích t oăraă
c ngăh

ngăkhiădaoăđ ng, khiăđóăbiênăđ ădaoăđ ngăsóngăđ tăgiáătr ăc căđ iăvƠăng

chi uăv iăngo iăl cătácăđ ngălênăcôngătrình.

HVTH: LêăBáăC

ng

Trang 1

că


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

Trongă nh ngă n mă g nă đơyă ă Vi tă Nam,ă xuă h

ngă xơyă d ngă cácă nhƠă caoă

t ngăc ngăb tăk păv iănh păđ ăxơyăd ngăc aăth ăgi iădoăv yăv năđ ăthi tăk ăkhángă
ch năcƠngăđ

căcácăk ăs ăc ngănh ănhƠănghiênăc uăchúătr ng.ăDoătínhăth iăs ăc aă

v nă đ ă cùngă v iă mongă mu nă tìmă hi uă côngă ngh ,ă tácă gi ă ch nă đ ă tƠiă ắPhân tích
nhăh

ngăTLDăvƠăt iătr ngădoăđ ngăđ tătrongă ngăx ăk tăc uăkhungănhƠăcaoă

t ng” đ ăth căhi năđ ătƠiăt tănghi păc aămình.
1.2

M CăTIểUăVÀăNHI MăV :ă
 M cătiêu:
Nghiênăc uăchiăti tăv ăh ăgi măch năch tăl ngăbaoăg m:ăc uăt o,ăđ cătínhălƠmă

vi că vƠă cácă thôngă s ă cóă liênă quană t iăhi uă qu ă gi mă daoă đ ngă choă côngă trìnhă caoă
t ng.ăL pătrìnhătínhătoánăchoăk tăc uăs ăd ngănhi uăb ăch aălƠmăvi căđ ngăth iănh ă
h ăgi măch nănhi uăkh iăl

ngă(MTLD).

 Nhi măv :
- Nghiên c u,ă xơyă d ngă lỦă thuy tă tínhă toán,ă b ngă ph

ngă phápă ph nă t ă h uă

h n.
- Nghiênăc uăph

ngăphápăgi iăquy tăbƠiătoánăt

ngătácăđaătr

ngăch tăl ngăậ

thƠnhăb .
- Soă sánhă đánhă giáă gi aă lỦă thuy tă vƠă th că t ă v ă hi uă qu ă gi mă ch nă c aă cácă
côngătrìnhăcóă ngăd ngăTLDă ăVi tăNam,ărútăraăk tălu năvƠăcácăh
tƠiătrongăt

ngăphátătri năđ ă

ngălai.

- Th căhi năm tăthíănghi mămôăhìnhăđ tătrênăbƠnăl cănh măxơyăd ngăc ăs ăd ă
li uăđ iăch ngăv iăk tăqu ăkh oăsátălỦăthuy tăđƣăphơnătíchăđ
tri năđ ătƠiătrongăt
IăT

1.3
-

iăt

căvƠăcácăh

ngăphátă

ngălai.
NGăVÀăPH MăVIăNGHIểNăC U

ngănghiênăc u:ăK tăc uăkhungănhi uăt ngăcóăb ătríăTLDăch uătácă

đ ngăc aăt iătr ngăđ ngăđ t.

HVTH: LêăBáăC

ng

Trang 2

LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

- Ph mă viă nghiênă c u:ă Nghiênă c uă h ă gi mă ch nă ch tă l ngă baoă g m:ă c uă
t o,ăđ cătínhălƠmăvi căvƠăcácăthôngăs ăcóăliênăquanăt iăhi uăqu ălƠmăgi mădaoăđ ngă
choăcôngătrìnhăcaoăt ng.
1.4

PH

NGăPHỄPăNGHIểNăC U

Nghiênă c uă líă thuy t: Phơnă tíchă lỦă thuy tă d aă trênă vi că thamă kh o,ă tìmă
ki măcácăbƠiăbáoăvƠăcácătƠiăli uătrongăn

căvƠăqu căt ăcóăliênăquanăđ năvi căs ăd ngă

khángăch nădùngăTLDăvƠăMTLD, nh măgi iăquy tăcácăv năđ ăchínhăsauăđơy:
- Nghiên c u,ăxơyăd ngălỦăthuy tătínhătoán b ngăph

ngăphápăph năt ăh uă

h năchoăh ănhƠăcaoăt ngăcóăTLD.
- Xơyă d ngă gi iă thu tă vƠă vi tă ch

ngă trìnhă gi iă quy tă bƠiă toánă b ngă ngônă

ng ăl pătrìnhăMatlab.

1.5

K TăC UăC AăLU NăV NăT TăNGHI P
ă tƠiă “Phân Tích

nh ả

ng Tld Và T i Tr ng Do

ng X K t C u Khung Nhà Cao T ng”. G măcóă5ăch
- Ch

ngă1:ăM ăđ uă

- Ch

ngă2:ăT ng quan

- Ch

ngă3:ăC ăs ălỦăthuy tă

- Ch

ngă4:ăK tăqu ăs ă

- Ch

ngă5:ăK tălu năvƠăki năngh ă

ng

t Trong

ngăvƠăph năph ăl c.ă

- TƠiăli uăthamăkh oă
- Ph ăl căcodeăMatlab

HVTH: LêăBáăC

ng

Trang 3


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

Ch

ngă2. T NGăQUAN

2.1

T NGăQUANăV ăVANă I UăCH NHăCH TăL NGă(TLD)

2.1.1

GI IăTHI U
Nhu c u ngày càng cao c a vi c xây d ng nh ng tòa nhà cao t ng có nh ng

đ c tính gi m ch năt

ngăđ i th păđƣăthuăhútăs quan tâm tìm ra nh ng các hi u qu

và ti t ki măđ gi mărungăđ ng c a c uătrúcăd
đ ngă đ t). Nh ng h th ngă khácă nhauă đ
ch ng l i t iătheoăph

i nh ng t iăđ ng (ví d nh ăgióăvƠă

că đ xu tă đ t ngă gi m ch n c u trúc

ngăngang.ăSauăđơyălƠăB ng tóm t t v nh ng h th ng b o v

ch ngăđ a ch năthôngăth

ng (Ba lo i h th ng b o v đ a ch năđƣăđ

c th c hi n,

theo Christopoulos và Filiatrault 2006).
B ng 2-1 ả Th ng B o V Ch ng
H ăthôngă
th ng

H ăd o
H ălòăxoănh a

H ălòăxoănh aăc ngă
đ ăcao
H ăkimălo i
H ănh t
H ăconăl că

H ăc tă
H ăgi ng

2.1.1.1 H thôngăth

t

H ăgi măch năph ă

H ăcôăl pă

H ăd o

ng

Th ăđ ng

Ch ăđ ng

H ăkimălo i
H ămaăsát
H ăd o
H ănh t
H ătr ngăl ng

H ăch tăl ng
H ătr ngătơm

H ăthanhăgi ng
H ătr ngăl ng
H ăch tăl ng
H ăbi năch t
H ăr n
H ăđi nă
H ăl uăbi n

ng

Nh ng h th ng này d a trên nh ng khái ni m truy n th ng và s d ng phi
đƠnăh i năđ nhăđ lƠmătiêuătánăn ngăl

ng.ăC ăc u này có th đ tăđ

d o (plastic hinging) c a nh ng cây c t, d m và nh ng b căt

cb ib nl

ng, trong su t ng

x d c tr c c a nh ng ph n t thanh d n b ng cách t o ra s c kéo ho c s b t n
đ nh trong vi c nén hay thông qua nh ng b n l c t c a nh ng ph n t thép.
2.1.1.2 H cô l p
Nh ng h cô l păth

ngăđ

c dùng gi a n n và nh ng ph n t c ăs c a

tòa nhà và gi a sàn và tr c u. Nh ng h th ngănƠyăđ
đ c ngăngangăt
HVTH: LêăBáăC

c thi t k đ có kh iăl

ngăđ i v i c uătrúcăchínhăítăh năđ h p th n ngăl
ng

ng

ngăđ ngăđ t
Trang 4


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

nhi uă h n.ă M t h th ng gi m ch n ph có th đ

c cài vào h cô l pă đ gi m

chuy n v c a c u trúc cô l pănh ălƠăm t t ng th .
2.1.1.3 H gi m ch n ph
H gi m ch n ph có th đ

c phân lo i thành 3 nhóm là h th đ ng, h

ch đ ng và h bán ch đ ng. Nh ng gi m ch nă nƠyă đ

c kích ho t b i chuy n

đ ng c a c u trúc và gi m chuy n v c a c u trúc b i vi călƠmătiêuătánăn ngăl

ng

thông qua nh ngăc ăc u khác nhau.
2.1.1.3.1 H ch đ ng
H ch đ ng quan sát ng x c a c u trúc, và sau khi x lý thông tin, trong
m t kho ng th i gian ng n, t o ra m t t p các l căđ đi u ch nh tr ng thái hi n t i
c a c u trúc. Nói chung, m t h đi u khi n ch đ ngă đ

c t o b i 3 thành ph n:

m t h th ng quan sát có th nh n th y tr ng thái c a c u trúc và ghi d li u s
d ng m t h thu d li uăđi n t ; m t h đi u khi n quy tăđ nh nh ng l c ph n ng
l iăđ ápăđ t lên c u trúc d trên d li uăđ u ra t h quan sát và; m t h d năđ ng
đ đ t t i v t lý vào c u trúc.
ch đ ng c n ngu nă n ngă l

th c hi n t t c nh ngăđi u này, m t h đi u khi n
ng bên ngoài liên t c. Vi c m tă n ngă l

ng, có th

làm cho nh ng h th ng này m t tác d ng.

2.1.1.3.2 H bán ch đ ng
Nh ng h bán ch đ ngăc ngăt
v i h ch đ ng thì chúng c n n ngăl

ngăt nh ăh ch đ ng ngoài tr vi c là so
ngăngoƠiăítăh n.ăThayăvìăs d ng nh ng l c

ph cho h c u trúc, h bán ch đ ngă đi u khi nă daoă đ ng b ngă cáchă đi u ch nh
tính ch t c a c u trúc (ví d đi u ch nh gi m ch n b ngăcáchăđi u khi n d ng hình
h c c a nh ng c a trong gi m ch n ch t l ng). Yêu c u cho ngu năn ngăl

ng bên

ngoƠiăc ngăh n ch vi c ng d ng c a h bán ch đ ng.
2.1.1.4 C ăc u th đ ng
H th đ ng làm tiêu tán m t ph năn ngăl
trúc mà không c n b t k ngu năn ngăl

ngăđ uăvƠoăădoăđ a ch n lên c u

ng bên ngoài nào. Nh ng tính ch t c a nó

lƠăkhôngăthayăđ i trong su t quá trình chuy năđ ngăđ a ch n c a c u trúc và không
th đi u ch nh. Nh ng thi t b đi u khi n th đ ngăđ
HVTH: LêăBáăC

ng

c th y là làm vi c m t cách
Trang 5

LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

hi u qu ; m nh và ti t ki m.ăDoăđó,ăchúngăđ
d ng. Nh ng lo i chính c a h tiêuătánăn ngăl

c s d ng r ng rãi trong c u trúc xây
ng th đ ng có th xem

B ngă2-2

(Christopoulos và Filiatrault 2006).
B ng 2-2 M t S Lo i Ải m Ch n Th
Chuy năviăc ngăb căth ă
đ ng
Gi măch năb ngăkimălo i
Maăsátăgi măch n
Gi măch nătr ngătơm
Gi măch năb ngănh t

V tăt căkíchăho t

Truy năđ ng

Gi măch năb ngănh t

Gi măch tăb ngătr ngăkh iă

l ng

Gi măch năb ngănh t

Nh ng thi t b chuy n v c
chuy n v t
chúngăth
l n nh tăđ

ng

Gi măch tăb ngăch tăl ng

ng b c th đ ng h p th n ngăl

ng thông qua

ngăđ i gi a nh ngă đi m mà chúng k t n i v i c u trúc, ng x c a

ngăđ c l p v i t n s chuy năđ ng và n m trong pha v i nh ng n i l c
c t o ra

cu i m i chu k daoăđ ngăt

ngă ng v i bi n d ng l n nh t

c a c u trúc. Gi m ch n kim lo i, gi m ch n ma sát, gi m ch t t đ nh tâm, và gi m
ch t nh t là nh ng thi t b chính trong nhóm này.
Nh ng thi t b V n t c kích ho t (Velocity-activated devices) h p th n ngă
l

ng thông qua v n t căt

ng đ i gi a nh ngăđi m k t n i c a chúng, ng x c a

nh ng gi m ch nănƠyăth

ng ph thu c vào t n s chuy năđ ng và ngoài pha v i

nh ng n i l c l n nh tăđ

c t o ra

d ng l n nh t c a c u trúc.

cu i m i chu k daoăđ ngăt

ngă ng v i bi n

i u này gây ra m t m căđ l c thi t k th păh năchoă

nh ng ph n t c u trúc và n n móng, gi m ch n nh t và gi m ch nă đƠnă nh t là
nh ng ví d đi n hình trong nhóm này.
2.1.2

VANă I UăCH NHăCH TăL NGăTLD

2.1.2.1 L ch S Phát Tri n
K t nh ngăn mă1950ăgi m ch n ch t l ngăđƣăđ

c s d ngăđ

năđ nh tàu

bi năhayăđ đi u khi n chuy năđ ng l c c a v tinh. Nh ngăn măcu i 1970 TLD b t
đ uăđ

c s d ng trong xây d ngăđ gi m chuy năđ ng c a c u trúc; Vandiver và

Mitomeă (1979)ă đƣă s d ngă TLDă đ gi mă daoă đ ng do gió c a m t sân ga. Thêm
HVTH: LêăBáăC

ng

Trang 6


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

n a,ă Meiă (1978)ă vƠă Yamamotoă cùngă đ ng nghi p quan sát nh ngă t
sóng c u trúc s d ng nh ngăph

ngă tácă c a

ngăphápăs . Nh ngăn măđ u 1980, nh ng tham

s quan tr ngă nh ă chi u cao ch t l ng, kh iă l

ng, t n s và gi m ch n cho m t

TLDă đ

c nghiên c u b i Lee và Reddy

c g n vào h th ng ngoài bi nă đƣă đ

(1982).ăBaueră(1984)ăđƣăgi i thi u m t b ch a hình ch nh t ch aăđ y 2 ch t l ng
không tr n l n cho m t c u trúc tòa nhà. Kareeem và Sun, Sato, Toshiya và Tanaka,
Modi và Welt là m t trong nh ng nhà nghiên c uă đ uă tiênă đ ngh s d ng TLD
trong c u trúc xây d ng.
Nh ng TLD có th đ
đ

c s d ngănh ăm t thi t b ch đ ng ho c th đ ng và

c chia làm 2 nhóm chính: Tuned Sloshing Dampers (TSD) và Tuned Liquid

Dampers (TLCDs).
2.1.2.2 Tuned Liquid Column Dampers
TLCD k t h p nhăh

ng c a chuy năđ ng ch t l ng trong ng,ăđi u này

t o ra m t l c ph c h i s d ng nhăh
gi m ch năđ

ng tr ng l c c a ch t l ng và nhăh

ng

c t o ra b i s m t áp su t th yăđ ngă(SakaiăvƠăđ ng nghi p)

uăđi m c a TLCD:
- Nó có th có m t vài hình d ng tùy ý giúp cho nó d dàng phù h p v i
m t c uătrúcăđangăt n t i.
-

ng x c a nó hoàn toàn d hi u.

- Gi m ch n TLCD có th đ
- T n s TLCD có th đ

căđiêuăkhi n b i vi c hi u ch nh m c a.
c hi u ch nh b i vi că đi u ch nh c t ch t l ng

trong ng.
- M tăDoubleăTunedăLiquidăColumnăDamperă(DTLCD)ăđ
TLCDătheoă2ăh

ng chuy năđ ngă(KimăvƠăđ ng nghi p). Vì v y DTLCD ho tăđ ng

trong nhi uă h nă m t h
th

c t o thành t 2

ng giúp lo i b gi i h n c a TLDC m t h

ng thông

ng.

HVTH: LêăBáăC

ng

Trang 7


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

2.1.2.3 Tuned Sloshing Damper
M tăTSDălƠmătiêuătánăn ngăl

ng thông qua ma sát l p biên ch t l ng, vi c

nhi m b n b m t t do và b gãy sóng (do thành ph năph

ngăngangăc a v n t c

ch t l ng liên quan t i chuy năđ ngăsóng,ăđ nh sóng gi măkhiăbiênăđ t ng,
này nh ng mô hình tuy nătínhăđ năgi n không th di n t
TSD có th ho tăđ ng

ch nông ho c gi m ch năn

trong kho ng ½ >h/L> 1/20 t iă1/25ălƠăsóngăn

đi m

ng x ch t l ng). M t

căsơu.ăNg

i ta cho là sóng

cănông,ătrongăđóăhălƠăđ sơuăn

c

và L là chi u dài sóngă(SunăvƠăđ ng nghiêp ). Nh ng nghiên c u g năđơyăchoăth y
r ng m t t l b ng ho c th păh nă0.5ăchoăraăm tăl
ng v iă tiêuă tánă n ngă l

ng gi m ch n nhi uăh năt

ng nhi uă h n.ă D

i nh ngă kíchă thíchă biênă đ cao, TSD

ng l nă n ngă l

ng nh vào ng x phi tuy n c a nó

n

c nông tiêu tán m tă l

t

ngă ng v i vi c b gãy sóng. M t khác m t ng x phi tuy n có th đ

th yătrongătr

ng h păn

ngă

c sâu th măchíăd

c nhìn

i kích thích cao.

T n s ch t l ngăđóngăvaiătròăquanătr ng ng x TLD, nh ng nghiên c u
th c nghi mătr

căđơyăchoăth y r ng giá tr t iă uăc a t n s ch t l ng là m t giá tr

g n v i t n s kích thích,

đóăch t l ng c ngăh

ng v i chuy năđ ng c a b ch a.

Vì v y, vi c hòa h p t n s TLD v i t n s t nhiên c a c u trúc s giúp tiêu tán

m tăl

ngă n ngăl

ngăđángăk . T s kh iăl

ng (t s c a kh iăl

kh iăl

ng c a toàn th c u trúc) là m t thông s quan tr ng khác nhăh

ng x c a h c u trúc TLD. Nó cho th y r ng v i m t t s kh iăl

ngăn

cv i
ngăđ n

ngăt

ngăđ i

nh (vdă4%),ăkhôngăcóăđóngăgópăquan tr ng cho gia t c toàn th c a h th ng, vi c
gi măđápă ng c u trúc hi u qu có th đ tăđ

c.

So v i nh ng gi m ch n th đ ng khác TSD có m tăvƠiă uăđi m:
- D dàng thi tăđ t v i chi phí th p.

- D hòa h p b ngă cáchă thayă đ i m c ch t l ng ho c kích th

c c ab

ch a.
- Kh n ngăho tăđ ngănh ălƠăm t gi m ch n 2 chi u.
- Hi u qu ngay c d
- Có th đ
HVTH: LêăBáăC

ng

iădaoăđ ngăbiênăđ nh .

cădùngănh ălƠăkhoăch aăn

c c aătòaănhƠăđ phòng cháy.
Trang 8


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

M t khác TSD có m t vài v năđ :
-

ng x ph c t p do chuy năđ ng sloshing c a ch t l ngăcóăđ phi tuy n

cao.

- Gi m ch n đ

c t o ra b i chính ch t l ng có th khôngăđ cho ng d ng

th c t .ă

gi i quy t v năđ này, khung c nh, hình d ng b ch a hi u qu và kh i

tam giác

đáyăb ch aăđƣăđ

c gi i thi uăđ t ngăgi m ch n.

- Không hi u qu trongăquáătrìnhăđ ngăđ t d ng xung, khi chuy năđ ng c a
n

căkhôngăcóăc ăh iăđ tiêuătánăđ n ngăl
- Hi năt

s tr v

ng.

ngăđ pătrongăđóăm t ph n c aăn ngăl

ng h p th b i gi m ch n

cho c u trúc sau khi kích thích d ng. M t d ngăđáyăd c s d ng m tăđ

ch t l ng bi năđ iăđƣăđ

căđ xu tăđ gi i quy t 2 v năđ sau cùng

trên.

2.1.2.4 TLD ch đ ng
TLDă c ngă cóă th đ

c kh oă sátă nh ă nh ng thi t b ch đ ng và bán ch

đ ng b ng cách s d ng ch t l ng t tính, ho c thông qua vi c s d ng chân v t
(cánh qu t).
2.1.2.5 TLD trong th c t
TLDăđƣăvƠă đangă đ

c s d ng trong m t vài k t c u xây d ng.ăVƠoăn mă

1987, tòa tháp sân bay Nagasaki (NAT) là công trình có thi t l păTLDăđ u tiên lên
m t k t c u m tăđ t th c s . M tătr
TLDăđ

ng h păkhác,ăc ngăt

ngăt nh ăNAT,ă m t

c thi t l păvƠoăthángă7ăn mă1987ălênătòaătápăYokohamaăMarină(YMT)ă

côngătrìnhănƠyăTLDăđ
caoă0.5măvƠăđ

c làm t 39 b ch a ch t lõng nhi u l p hình tr , v i chi u

ng kính 0.49m. M t ng d ng khác c a TLD là khách s n cao t ng

Shin Yokohama Prince (SYP)
ng x c aă TLDă đƣă đ

yokohama,ă trongă đóă thamă s thi t k

c kh oă sát.ă TLDă c ngă đ

nh :ăc u Ikuchi và Sakitama

nhă h

ng

c dùng cho các công trình c u

Nh t B n.

2.2ăT NGăQUANăV ăTỊNHăHỊNHăNGHIểNăC UăTRONG, NGOÀIăN
2.2.1 TÌNH HÌNHăNGHIểNăC UăN

C

CăNGOÀIăă

K ăt ăđ uănh ngăn mă 1980ăTLDăđƣăđ

cănghiênăc uăb iănhi uă nhƠăkhoaă

h c.ă Leeă nghiênă c uă nh ngă thamă s ă TLDă hi uă qu ă baoă g mă chi uă caoă ch tă l ng,ă
HVTH: LêăBáăC

ng

Trang 9


LU NăV NăTH CăS
kh iăl

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

ng,ăt năs ăvƠăgi măch năchoăm tăTLDăg năvƠoăplatformsăngoƠiăbi n.ăBaueră

lƠăm tătrongănh ngănhƠănghiênăc uăđ uătiênă ngăd ngăTLDăvƠoănh ngăcôngătrìnhă
xơyăd ngătrênăm tăđ tăb ngăvi căđ aăraăm tăb ăch aăhìnhăch ănh tăch aăđ yă2ăch tă
l ngă khôngă tr nă l nă đ ă gi mă daoă đ ngă k tă c u.Wakaharaă vƠă đ ngă nghi pă vƠă
tamamuraăcùngăđ ngănghi păđƣăch ăraănh ngăhi uăqu ăc aăTLDăđ

căthi tăđ tătrongă

c uătrúcăth tănh ăNagasakiăairportăTower,ăYokohamaăMarineăTower,ăvƠăkháchăs nă
ShinăYokohamaăPrinceă(SYP)ăđ ăgi mădaoăđ ngăk tăc u.
Shimizuă vƠă hayamaă (1986)ă trìnhă bƠiă m tă môă hìnhă s ă đ ă gi iă bƠiă toánă
Navier-StokeăvƠăph
nh ngăph

ngătrìnhăliênăt căd aătrênălỦăthuy tăsóngăn

cănông.ăH ăr iăr că

ngătrìnhăchínhăvƠăgi iăchúngăb ngăs .ăSunăvƠăđ ngănghi păđ ăxu tăm tă

môăhìnhăphiătuy nămƠănóăs ăd ngălỦăthuy tăsóngăn
vƠă nh ngă ph

cănôngăvƠăgi iăNavier-Stokes

ngă trìnhă liênă t că v iă nhau.ă H nă n a,ă h ă đƣă gi iă thi uă nh ngă h ă s ă

th cănghi măđ ătínhăđ năhi uăqu ăc aăvi căb ăgơyăsóng,ăm tăkhuy tăđi măquanătr ngă
nh ngămôăhìnhăkhác.ăModiăvƠăSetoă(1997)ăc ngăđ ăxu tămôtănghiênăc uăs ăxemăxétă
ngăx ăphiătuy năc aăTLD, nóăbaoăg mănh ngă nhăh
nh ăl păbiênă ănh ngăb căt

ng,ăcácăt

ngătácăh tăn iă ăb ăm tăt ădoăvƠăvi căgƣyă

sóng.ăTuyănhiên,ăphơnătíchăkhôngătínhăđ nă nhăh
vƠoă t

ngăc aăphơnătánăsóngăc ngă

ngăđ ngăl căh căc aăsóngăđánhă

ngă b ă ch a.ă H năn a,ă ă nh ngă đ ă caoă ch tă l ngă th p,ă t

xƣyăraăhi năt

ngăgƣyăsóng,ăphơnătíchăs ăkhôngăđ

ngă ngă v iă vi că

căchínhăxácăl măvƠăm tăsaiăl chă

l năt năt iăgi aăk tăqu ăs ăvƠăk tăqu ăth cănghi m.
SunăvƠăđ ngănghi pă(1995)ăđƣăxácăđ nhăkh iăl
vƠă gi mă ch nă c aă TLDă s ă d ngă m tă TMDă t

ngăt

ngăđ

ng,ăđ ăc ngă

ngă t ă t ă d ă li uă th că nghi mă c aă

nh ngăb ăch aăhìnhăkhuyên,ăhìnhătrònăvƠăhìnhăch ănh tăph ăth

căkíchăthíchă n nă

đi uăhòa.
Yuă(1999)ăgi iăthi uăm tămôăhìnhăd aătrênăTLDăcơnăb ngăv iăđ ăc ngăvƠă
gi mă ch nă phiă tuy nă đ

că tínhă toánă t ă th ă t că t

ngă h pă n ngă l

matchingăprocedure).ăNóăchoăth yăr ngămôăhìnhăcóăth ăb tăđ

ngă (energyă

că ngăx ăTLDăd

iă

nh ngăkíchăthíchăbiênăđ ăl năvƠăsu tăquáătrìnhăgƣyăsóng.

HVTH: LêăBáăC

ng

Trang 10


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

GardarssonăvƠăđ ngănghi pă(2001)ăkh oăsátăhi uăqu ăc aăTLDăđáyăd căv iă
m tăgócănghiênă30ăđ ăchoăn năb ăch a.ăNóăchoăth yăr ngăm cădùă ngăx ălòăxoăđ

că

lƠmăc ngăc aăTLDăhìnhăch ănh t,ăTLDăđáyăd că ngăx ănh ăm tălòăxoăm m.ăThêmă
n a,ăng

iătaăquanăsátăth yăr ngăkh iăl

sloshingătrongătr

ngăch tăl ngănhi uăh năthamăgiaăvƠoăl că

ngăh păđáyăd căd năđ năvi cătiêuătánăn ngăl

ReedăvƠăđ ngănghi pă(1998)ăkh oăsátă ngăx ăTLDăd

ngănhi uăh n.
iăkíchăthíchăbiênăđ ă

l nă thôngă quaă nh ngă thíă nghi mă vƠă soă sánhă k tă aă v iă m tă môă hìnhă s ă d aă trênă
nh ngăph

ngătrìnhăsóngăn

cănông.ăNg

iătaăth yăr ngăđápă ngăt năs ăTLDăt ngă

khi biênăđ ăkíchăthíchăt ngăvƠăTLDă ngăx ănh ngăm tălòăxoăđ
c nhăđó,ăng
đ

iătaăc ngănh năth y r ngăđ ăđ tăđ

călƠmăc ng.ăBênă

căh ăm nhănh t,ăt năs ăTLDănênă

căhòaăh păv iăm tăgiáătr ăth păh năt năs ăđápă ngăc aăc uătrúc;ănh ăth ,ăt năs ă

TLDăphiătuy năth căs ăphùăh păv iăđápă ngăc aăđápă ngăc uătrúc.
OlsonăvƠăReedă(2001)ănghiênăc uăTLDăđáyăd căs ăd ngămôăhìnhăgi măch nă
vƠă đ ă c ngă phiă tuy nă đ
m măc aăh ăđáyăd căđ
nênăđ

că phátă tri nă b iă Yuă (1999), ngă x ă c aă lòă xoă đ
căxácănh n.ăNg

că lƠmă

iătaăc ngăk tălu năr ngăb ăch aăđáyăd că

căhòaăh păcaoăh năm tăchútăsoăv iăt năs ăc ăs ăc aăc uătrúcăđ ăchoăgi mă

ch năhi uăqu ănh t.
XinăvƠăđ ngănghi pă(2009)ăđ ăxu tăm tăTLDăbi năđ iăt ătr ngăv iăđáyăd că
vƠăkh oăsátăth cănghi mănóătrênăm tăt ăl ă1/4,ăc uătrúcă3ăt ng, h ăđi uăkhi năt ătr ngă
thayăđ iăđ
t

căth yălƠăhi uăqu ăh năvƠăm nhăm ăh năm tăTLDăn

căph ngăđáyăb ngă

ngă ngătrongăvi căgi măgiaăt căsƠnăvƠăl chăt năc aăc uătrúc.
Yamamoto và Kawahara (1999) s ă d ngă d ngă Lagrange-Eulerian c aă

ph

ngătrìnhăNavier-Stokesăđ ăd ăđoánăchuy năđ ngăc aăch tăl ng.
Nh ngă ph

diffusivityăđ

ng pháp fractional-steps và Improved-balancing-tensor-

căs ăd ngăđ ăr iăr c vƠăgi iănh ngăph

khôngăgianăvƠăph

ngăphápăBetaăc aăNewmarkăđ

d ăđoánăđápă ngăt

ngătrìnhăNavier-Stokes trong
cădùngătrongămi năth iăgianăđ ă

ngătácăc uătrúcăTLD.ăTuyănhiên,ămôăhìnhăkhôngăđ

căki mătraă

v iăth cănghi m.

HVTH: LêăBáăC

ng

Trang 11


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

Siddiqueă vƠă Hamedă (2005)ă trìnhă bƠyă m tă môă hìnhă s ă m iă đ ă gi iă NavierStokesăvƠănh ngăph

ngătrìnhăliênăt c.ăH ăánhăx ămi năv tălỦăch aăbi t,ăph ăthu că

th iăgian,ă chínhă quyă vƠoă mi nă tínhă toánă hìnhă ch ă nh tă n iă mƠă hƠmă ánhă x ă khôngă
đ

căbi tăvƠăđ

căxácăđ nhăsu t quáătrìnhăgi iănghi m.ăNóăchoăbi tăthu tătoánăcóăth ă

d ă đoánă chínhă xácă chuy nă đ ngă sloshingă c aă ch tă l ngă d
m tăt

iă nh ng bi nă d ngă b ă

ngătácăl n.ăTuyănhiênănóăkhôngăth ăd ăđoánănh ngăbi năd ngătrongătr

ngă

h păb ăm tăkhông liênăt cănh ăvi căt năt iănh ngăcu năho c khi gãy sóng xãy ra.
Kareemă vƠă đ ngă nghi pă (2009)ă trìnhă bƠyă m tă môă hìnhă choă TLDă s ă d ngă
sloshing-slamming (S2)ăt
h căc aă nhăh

ngăt ,ăbaoăg măs ăk tăh păc aănh ngăđ cătínhăđ ngăl că

ngăslammingăvƠăsloshingăch tăl ngăvƠăcóăth ăb tăđ

că ngăx ăc aă

c ănh ngăkíchăthíchăcóăbiênăđ ăcaoăvƠăth p.ăTuyănhiênăk tăqu ăth cănghi măkhôngă
t

ngăđ ngăt tăv iămôăhìnhăđ ăxuơt.ă
Liă vƠă đ ngă nghi pă (2002)ă gi iă nh ngă ph

liênăt căchoăch tăl ngănôngăs ăd ngăph

ngă trìnhă ch tă l ngă môă menă vƠă

ngăphápăph năt ăh uăh n.ăH ăđ năgi năhóaă

bƠiătoánă3ăchi uăthƠnhăbƠiătoánăm tăchi uăđ ăđ năgi năth ăt cătínhătoán.ăTuyănhiên,ă
môăhìnhăkhôngăđ

căki mătraăl iăb ngăth cănghi m.

Frandsen (2005)ă phátă tri nă m tă môă hìnhă saiă phơnă bi nă đ iă sigmaă 2Dă phiă
tuy năđ yă đ ăd aătrênă nh ngăph

ngătrìnhădòngăch yăkhôngănh tătrongănh ngăb ă

ch aă hìnhă ch ă nh t.ă Nh ngă k tă qu ă đ

cătrìnhă bƠyă choă nh ngă sóngă khôngă gƣyă t ă

nh ă t iă l n ă m tă kho ngă nh ngă t ă s ă đ ă sơuă vƠă chi uă dƠiă b ă ch aă đ iă di nă choă
nh ngătr

ngăh păn

nh ngă nhăh

căt ăsơuăđ nănông.ăTuyă nhiên,ă môăhìnhăkhôngăth ăb tăđ

ngăgi măch năc aăch tăl ngăvƠă ngăx ăsóngăn

că

cănông.Warnitchaiă

vƠăPinkaewă(1998)ăđ ăxu tăm tămôăhìnhătoánăc aăTLDăbaoăg mănh ngă nhăh

ngă

phiătuy năc aănh ngăthi tăb ăflow-dampening.ăNh ngănghiênăc uăth cănghi măv iă
thi tăb ă mƠnăhìnhăl

iădơyă đ

căti năhƠnh.ăV iăvi căgi iăthi uăthi tăb ădampeningă

flowăthìăchoăth yăgi măch năsloshingăvƠăđ cătínhăphiătuy năc aăgi măch năt ngălên;ă
vi căgi mănh ăt năs ăsloshingăphùăh păv iănh ngăd ăđoánămôăhình.
KanekoăvƠăishikawaă(1999)ăđ ă xu tă m tămôăhìnhăgi iătíchăcóăth ătínhăđ nă
nhă h

ngăc aă nh ngă h ă th ngă chìmă trongă n

HVTH: LêăBáăC

ng

călênă ngă x ă c aă TLDă d aă trênă lỦă
Trang 12


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

thuy tăsóngăn

cănông.ăNóăchoăth yănhơnăt ăgi măch năt iă uăcóăth ăđ tăđ

nh ngăm ngăl

iăvƠădaoăđ ngăc uătrúcăs ăgi mănhi uăh năkhiăcóăs ăxu tăhi năc aă

cácăm ngăl

căb ngă

i.

Taită (2008)ă phátă tri nă môă hìnhă c ă h că tuy nă tínhă cơnă b ngă tínhă đ nă n ngă
l

ngătiêuătánăb iănh ngăt măch năgi măch năchoăc ăkíchăthíchăng uănhiênăvƠăkíchă

thíchăhìnhăsin.ăMôăhìnhăđ
t căthi tăk ăs ăb ăđ

căxácănh nănh ănh ngăki mătraăth cănghi măvƠăm tăth ă

căđ ăxu tăchoăm tăTLDătrangăb ămƠnăch năgi măch n.

Casolatoă vƠă đ ngă nghi pă (2010)ă đ ă xu tă nh ngă mƠnă ch nă thanhă m ngă
nghiênăđ ăgi măt ăs ăgi măch năTLD.ăH ătínhătoánăh ăs ăm tăápăsu tăchoămƠnăch nă
nghiênăvƠă

căl

ngăn ngăl

ngătiêuătánăb iănh ngămƠnăch n.ăm tămôăhìnhăđ ăd ă

đoánăđáp ngătr ngătháiăt nhăc aăch tăl ngăc ngăđ
m tăTLDăđ

căphátătri n.ăNg

iătaănh năth yă

cătrangăb ămƠnăch n nghiênăcóăth ăđi uăch nhăvà nó cóăth ăđ aăraămôtă

t ăs ăgi măch năkhôngăđ iătrênăm tădƣyăbiênăđ ăkíchăthích.ăNg

iătaăc ngănh năth yă

vi căt ngăg cănghiênăc aămƠnăch năs ăgi măt ăs ăgi măch năc aăTLD.
LiăvƠă Wangă(2004)ăđ ăxu tăh ăth ngănhi uă TLDăđ ăgi mă ch n cho nh ngă
tòa nhà cao t ngăvà các c uătrúcăcaoăt ngătr
đ ngăđ t.ăCácăTLDăđ

cănh ngăkíchăđ ngăchuy năđ ngăc aă

căhòaăh păv iăvƠiăkho ngăc uătrúcăt ănhiênăđ uătiên.ăNóăchoă

th yăc ălỦăthuy tăvƠăth cănghi măr ngăcóăcùngătr ngăl

ngănh ăm tăTLDă thìănhi uă

TLDă hi uă qu ă h nă trongă vi că gi mă chuy nă đ ngă c uă trúcă đ nă 40%.ă Kohă vƠă đ ngă
nghi pă(1995)ăc ngăkh oăsátă h ănhi uăgi măch tăch tăl ngăhòaă h pă v iăvƠiăt năs ă
modeăc aăc uătrúc.ăNóăchoăth yăr ngănhi uăTLDăgiúpăchoăvi căđi uăkhi nădaoăđ ngă
t tăh nă nh ngă TLDă hòaă h pă v iă m tă t nă s ă modeă c ă th .ă H nă n a h ă c ngă nh nă

th yăs ăph ăthu căTLDăvƠoăb năch tăc aăkíchăthíchăvƠă nhăh

ngăquanătr ngăc aăv ă

tríăTLDălênăđápă ngădaoăđ ng.
Taită vƠă đ ngă nghi pă (2005,ă 2007)ă h

ngă d nă m tă nghiênă c uă v ă ngă x ă

TLDă2D.ăH ădùngăTLDăcho c ăkíchăthíchăngangă1DăvƠă2D,ăđápă ngăsloshingăc aă
n

cătrongăb ăch aăđ

căđ cătínhăhóaăb iăchuy năđ ngăb ăm tăt ădo,ăl căc tăc ăs ă

t ngăh p vƠătínhăgiáătr ăc aăn ngăl

ngătiêuătánăb iăsóng sloshing n

c.ăNh ngăk tă

qu ăchoăth yă ngăx ătáchăriêngăchoăTLDă2Dăchoăphépăb ăch aăhìnhăch ănh t đ
HVTH: LêăBáăC

ng

că

Trang 13

LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

dùngă nh ă TLDă 2Dă vƠă đ ngă th iăgi mă đápă ngă đ ngă l că h că c aă c uă trúcă trongă 2ă
modeădaoăđ ngătr căgiao.
TaităvƠăDengă(2009)ăgi iăthi uănh ngă môăhìnhăb ăch aăđáyătamă giác,ăđáyă
d c,ăđáyăparabol,ăđáyăph ngăs ăd ngălỦăthuy tăsóngădƠiătuy nătính.ăN ngăl

ngătiêuă

tánă b iă mƠnă ch nă gi mă ch nă vƠă nh ngă tínhă ch tă c ă h că cơnă b ngă baoă g mă kh iă
l

ng,ăt năs ăt ănhiên,ăvƠăt ăs ăgi măch năc aăTLDăđ

căsoăsánhăchoănh ngăd ngă

hìnhăh căkhácănhauăc aăb ăch a.ăNóăchoăth yăt ăs ăkh iăl
kh iăl

ngăhi uăqu ăchu năhóaă(ă

ngăch tăl ngăthamăgiaăvƠoăsloshing)ăchoăb ăch aăđáyăparabolăvƠăđáyănghiênă

v iăđ ăd că20ăđ , l năh năt ăs ăkh iăl

ngăhi uăqu ăc aăb ăch aăđáyăph ngăvƠăđáyă

tamăgiác.ăIdirăvƠăđ ngănghi pă(2009)ăđƣătính đ

căt năs t ănhiênăc aăsóngăsloshing

n

că choă nh ngă hìnhă d ngă đáyă b ă ch aă khácă nhauă t ă b ă ch aă đáyă ph ngă t

đ

ngăs ăd ngălỦăthuy tăsóngătuy nătính.ăCôngăth căt năs ăđ

ngă

căth ăhi năchínhăxácă

ănh ngăkíchăthíchă y u,ăđ căbi tălƠăchoănh ngăb ăch aăcóăđáyăch ăVăho căđ

ngă

cong.
Banerji và đ ngă nghi pă (2000)ă nghiênă c uă hi uă qu ă c aă nh ngă thamă s ă
quană tr ngă c aă TLDă d aă trênă môă hìnhă đ

că gi iă thi uă b iă Sună vƠă đ ngă nghi pă

(1992).ă Giáă tr ă đ ă sơuă t iă u,ă t ă s ă kh iă l

ngă vƠă t nă s ă đ iă di nă choă đ ă sơuă c aă

n

căvƠăchi uădƠiăb ,ăkh iăl

ngăc aăn

b ăch aăv iăt năs ăc uătrúcăđ
thi tă k ă TLDă th că t ă đ

c v iăkh iăl

ngăc aăc uătrúcăvƠăt năs ăc aă

cătìmăth yăb ngăth cănghi m.ăSauăđó,ăm tăth ăt că

că đ ă xu tă đ ă đi uă khi nă đápă ngă đ aă ch nă c aă c uă trúc.ă

ChangăvƠăGuă(1999)ăch ătrìăm tănghiênăc uălỦăthuy tăvƠ th cănghi măđ ăđ tăđ

că

nh ngă tínhă ch tă TLDă t iă uă thi tă l pă lênă đ nhă c aă m tă tòaă nhƠă caoă t ngă vƠă ch uă
nh ngă l că kích thích ph că t pă (đóă lƠă tr
M tălo tăthíănghi măh măgióăt
đƣăđ

ngă h păđ că bi tă c aă l că kích thích gió).

ngă ngăv iănh ngăd ngăhìnhăh căTLDăkhác nhau

căti năhƠnh.ăH ăđ ăxu tăm tăkho ngăt năs ăTLDăt ă0.9ăđ nă1.0ăchoămôăhìnhă

tòaănhƠăvƠăm tăt ăl ăkh iăl

ngălƠă2.3%.

SamantaăvƠăBanerjyă(2010)ăhi uăch nhămôăhìnhăTLDătrênălỦăthuy tătrongăđóă
TLDăđ tătrênăm tăn năt ngăđ

cănơngăcaoăvƠăk tăn iăv iăđ nhăc aătòaănhƠăthôngăquaă

thanhăc ngăv iăm tălòăxoăxoayălinhăho tă ăđáyăc aănó.ăNh ănh ngăgiáătr ăđ cătr ngă
HVTH: LêăBáăC

ng

Trang 14


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

ăkh ăn ngălinhăho tăc aălòăxo,ăgiaăt căxoayăc aăthanhăcùngăphaăv iăgiaăt căc uătrúcă
đ nh,ăTLDăch uăgiaăt căbiênăđ ăl năh năgiaăt căđáyăc ăđ nhăthông th
qu ăc aănóăđ

ngăvƠăhi uă

căt ngălên.

ModiăvƠăAkinturkă(2002)ăt pătrungăvƠoăvi căthi tăl pănh ngăv tăc năcóăd ngă
nêmă2Dăđ ăt ngăhi uăqu ătiêuătánăn ngăl
uăđ

ngăTLD. D ngăhìnhăh căc aăv tăc năt iă

căxácăđ nhăthôngăquaăm tănghiênăc uădaoăđ ngăt ădoăthamăs .ăNóăchoăth yă

r ngăy uăt ăgi măch năcóăth ăđ

căt ngălênăx păx ă19.8%ătrongăđi uăki năt iă u.

AbeăvƠăđ ngănghi pă(1998)ătrìnhăbƠyăm tăTLDăch ăđ ngăbaoăg măch tăl ngă
t ătínhăđ

căkíchăho tăb iăđi năt .ăM tăl c đi uăkhi năb ăh păth ădaoăđ ngăđ ngăl că

h c ch ă đ ngă d aă trênă quyă t că đ

că s ă d ngă nh ă vƠoă ngă x ă phiă tuy nă c aă

sloshing.ă Nóă choă th yă TLDă ch ă đ ngă gi mă daoă đ ngă c uă trúcă hi uă qu ă h nă vƠă ă
cùngăth iăđi măthìăđ ănh yăv iăsaiăs ătrongăvi căhòaăh p s th păh n.
Ikedaă(2010)ănghiênăc uă nhăh
ngăc uătrúcă2ăt ng.ăTrongătr
vƠăm tăcáiăkhácă ăt ngă2;ătr

ngăc aăc u hìnhă2ăb ăch aăch ănh tăđ đápă

ngăh păm tălƠăm tăb ăch aăđ

căthi tăl pătrên đ nhă

ngăh păth ă2ălƠăđ tăm tăb ăch aă ăđ nhăvƠătr

ngăh pă

th ăba lƠăthi tăl păc ă2ăb ăch aă ăđ nh.ăIkedaăk tălu năr ngănhi uăb ăch aăthìăítăhi uă
qu ăh nătrongăvi căgi măch n c uătrúc.
Ikedaă (2003)ă kh oă sátă ngă x ă phiă tuy nă TLDă g nă v iă c uă trúcă tuy nă tínhă
ch uă kíchă thíchă đi uă hòaă theoă ph

ngă th ngă đ ng.ă Ikedaă quană sátă th yă r ngă b ngă

cáchăl aăch năm căch tăl ngăt iă u,ăm t b ăch aăch tăl ngăcóăth ăđ

cădùngănh ălƠă

m tăgi măch năv iănh ngăkíchăthíchăhìnhăsinăth ngăđ ng.
Ikedaă vƠă Ibrahimă (2005)ă nghiênă c uă t

ngă tácă ng uă nhiênă phiă tuy nă c aă

m tăc uătrúcăđƠnăh iăv iăđ ngăl căh căsloshingăch tăl ngătrongăm tăb ăch aăhìnhătr ă
ch uă kíchă thíchă ng uă nhiênă th ngă đ ng.ă B nă ch ă đ ă c aă chuy nă đ ngă b ă m tă ch tă
l ngăđ

căquanăsátăvƠămôăhìnhăsloshingăuni-modalăđ

cătìmăth yăđ ăkh oăsátăt

tácă c uă trúcă TLD.ă Biswallă vƠă đ ngă nghi pă (2003,ă 2004)ă kh oă sátă nhă h
bafles hình khuyên lên ngă x ă TLDă hìnhă tr .ă Ng

ngă

ngă c aă

iă taă th yă r ngă nh ngă t nă s ă

sloshingă c aă ch tă l ngă trongă h ă flexible-tank-baffleă th pă h nănh ngă t nă s ă c aă h ă
c ng.
HVTH: LêăBáăC

ng

Trang 15


LU NăV NăTH CăS

GVHD:ăPGS.TS.ăNGUY NăHOĨIăS N

TaităvƠăđ ngănghi pă(2005)ăth căhi năm tădƣyănghiênăc u th cănghi măđ ă
kh oăsátă ngăx ăTLDăd
h p vƠăn ngăl

iăđi uăki năchuy năđ ngăb ăm tăt ădo,ăl căc tăc ăs ăt ngă

ngătiêuătánăb iăm tăTLDăv iăt măch năph ngăd aătrênăm tămôăhìnhă

tuy nătínhăvƠăphiătuy n.ăNg

iătaăth yăr ngămôăhìnhăphiătuy năcóăth ădi năt ăchínhă

xácă đápă ngă trongă khiă môă hìnhă tuy nă tínhă lƠă m tă côngă c ă phùă h pă choă vi că
l

ngăbanăđ uăc aăđ cătínhătiêuătánăn ngăl

ngăc aăTLD.ăH năn aănh ngăgiáătr ăt ă

l gi aăchi uădƠiăsoăv iăđ ăsơuăch tăl ngăl năh năvƠăs ăd ngănhi uăt măch năđ
nghiênă c uă d aă trênă nh ngă k tă qu ă th că nghi m.ă Bênă c nhă đóă m tă ph
đ

că
că

ngă phápă

cătrìnhăbƠyăđ ăxácăđ nhăh ăs ăm tămátăc aăt măch n.
Liepingă vƠă đ ngă nghi pă (2008)ă đ ă xu tă s ă d ngă gi mă ch nă ch tă l ngă hòaă

h păphơnăph iă(DTLDs)ăđ ălƠmăđ yăkhôngăgianătr ngăbênătrongănh ngă ngăvƠăh pă
sƠnă bêă tôngă giaă c

ngă (RC)ă cast-in-situhollowă slabsă đ t ngă t ă s ă gi mă ch nă c uă

trúc.
LeeăvƠăđ ngănghi pă(2007)ăth căhi năm tăthíănghi măpseudodynamică(PSD)ă
laiăghépăth iăgianăth căđ ătínhăgiáătr ăc aăhi uăsu tăTLD.ăTrongăph
c uătrúcăđ

cămôăhìnhătrongăm tămáyătínhăvƠăb ăch aăđ

H ăsoăsánhăcácăk tăqu ăv iăki mătraăbƠnărungăthôngăth
TLDăcóă th đ

cătínhă toánăchínhăxácă s ăd ng ph

ngăphápănƠyă

căki mătraăv ăm t v tălỦ.ă
ngăvƠăđoăđ tăhi uăqu ăc aă

ngăphápă ki mătraăbƠnărungăl i

th iăgianăth cămƠăkhôngăc nămôăhìnhăc uătrúcăv tălỦ.
2.3.2

TỊNHăHỊNHăNGHIểNăC UăTRONGăN

C

T i Vi tăNam,ăđƣăcóănh ng nghiên c u v MTLD s d ng cho công trình
c uădơyăv ngătrongăđóăcóănh ngăđi măchínhănh :ăl p hàm gi i tích liên h gi a t l
t n s kích thích và t n s k t c uăđ ph n ánh ng x c aăc ăh s d ng thi t b

kháng ch n TLD, tuy nhiên vi c nghiên c u ch d ng l i
v iăMTLD,ăđ tƠiănƠyăc ngăch m iăđ

c ăh SDOF làm vi c

căđ c pătrongăvƠiăn măg năđơyăvƠăđ c bi t

h uă nh ă ch aă cóă côngă trìnhă nghiênă c uă nƠoă đ ng th iă xétă đ n c hai v nă đ (1)
kháng ch n b ng b ch t l ng và (2) xétăt

HVTH: LêăBáăC

ng

ngătácăgi a ch t l ng và thành b .

Trang 16