PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ CHỐNG ĐỘNG ĐẤT

Cao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Profs. A. Whittaker
Môn h
ọc: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Biên dịch: PhD Hồ Hữu Chỉnh
Chương 13:
KHÁI QUÁT: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ CHỐNG ĐỘNG ĐẤT
Chương 13: KHÁI QUÁT: PHÂN TÍCH
&
THIẾT KẾ CHỐNG ĐỘNG ĐẤT
13.1 GIỚI THIỆU
Thực hành phân tích và thiết kế chống các ảnh hưởng của động đất có những khác biệt
đáng kể so với trường hợp công trình chịu tải bình thường, như tải trọng bản thân và tải
trọng gió. Bảng dưới đây liệt kê một số khác biệt chính:
Lực kích thích bình thường Lực kích thích động đất
Thường là tải trọng tĩnh Luôn là tải trọng động
Tải trọng không đổi theo thời gian
hay thường xảy ra
Tải động đất hiếm (50-100 năm/lần) hoặc rất
hiếm xảy ra (2500 năm/lần)
Cường độ và hướng tác dụng được
biết trước
Cường độ và hướng tác dụng thường không
biết trước
Hình dung được đơn vòng lặp quá tải Hình dung được đa vòng lặp quá tải
Tải tác dụng trực tiếp vào khung KC Tải tác dụng gián tiếp bởi sự di chuyển móng
Các tiêu chuẩn thực hành thiết kế chống động đất đã ban hành ở Mỹ từ đầu thập niên
1930, Nhật ban hành các qui định đầu tiên về thiết kế chống động đất vào thập niên 1890.
Phương trình cơ bản thiết kế chống động đất của Uniform Building Code năm 1927, cho
công trình nhà, đơn giản là:
V = CW (13-1)
với V là lực cắt đáy móng thiết kế , C là hệ số động đất, W là trọng lượng nhà.
Cao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Profs. A. Whittaker

Môn h
ọc: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Biên dịch: PhD Hồ Hữu Chỉnh
Chương 13:
KHÁI QUÁT: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ CHỐNG ĐỘNG ĐẤT
13.2 ĐỘNG ĐẤT & QUÁ TRÌNH ĐỘNG ĐẤT
13.2.1 Động đất
Thực hành thiết kế chống động đất có bản chất đa kỹ thuật như minh hoạ dưới đây:
Các chuyển vị đứt gãy động đất có thể
phân làm ba loại :
o Đứt gãy trượt - Strike-slip fault
o Đứt gãy nghịch - Reverse fault
o Đứt gãy thẳng góc - Normal fault
Hình dưới bên phải mô tả đứt gãy San
Andreas cắt ngang đồng bằng Carrizo
Plains ở miền Trung California. Tham
khảo chi tiết các ví dụ đứt gãy khác ở
Mỹ trên website:
/>Hai đặc trưng thường gặp của động đất
là magnitude và cấp động đất (intensity).
 Magnitude (M) là đại lượng đo lường
năng lượng do đứt gãy phóng thích.
Dao động lớn của móng có thời gian
kéo dài thường gắn kết với các trận
động đất lớn. Đơn vị Richter. Tần
suất xuất hiện hàng năm của động
đất phân nhóm theo đại lượng M
xem Bảng 1 dưới đây.
 Cấp động đất là đại lượng đo lường
dao động động đất tại vị trí cần xem
Cao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Profs. A. Whittaker

Môn h
ọc: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Biên dịch: PhD Hồ Hữu Chỉnh
Chương 13:
KHÁI QUÁT: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ CHỐNG ĐỘNG ĐẤT
xét, và phụ thuộc vào magnitude, khoảng cách từ vị trí đến tâm chấn và đường đứt
gãy, điều kiện địa hình địa chất của vị trí đó, ... (xem minh họa ở Hình 1 dưới đây).
Đơn vị theo thang đo MMI (Mỹ) hay thang đo MSK (Châu Âu, VN) - từ cấp I đến cấp
XII.
Một số hình ảnh về tác động của động đất trên kết cấu BTCT trên thế giới:
Cao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Profs. A. Whittaker
Môn h
ọc: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Biên dịch: PhD Hồ Hữu Chỉnh
Chương 13:
KHÁI QUÁT: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ CHỐNG ĐỘNG ĐẤT
Cao học: Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp Bài giảng: Profs. A. Whittaker
Môn h
ọc: Phân Tích Ứng Xử & Thiết Kế Kết Cấu BTCT Biên dịch: PhD Hồ Hữu Chỉnh
Chương 13:
KHÁI QUÁT: PHÂN TÍCH & THIẾT KẾ CHỐNG ĐỘNG ĐẤT
13.2.2 Các quá trình động đất
Các phay đứt gãy tạo ra các sóng động đất mà có thể ghi bởi các địa chấn kế (gia tốc kế)
và các thiết bị kỹ thuật số. Sơ đồ một địa chấn kế đơn giản xem ở hình vẽ dưới đây:
Một địa chấn kế điển hình thường ghi ba thành phần chuyển vị của dao động động đất: hai
nằm ngang và một thẳng đứng. Các đường quá trình gia tốc ghi tại một trạm đo của trận
động đất năm 1994 ở Northridge (California, Mỹ) được biểu diển ở hình bên dưới: