Môn động đất và lý thuyết kháng chấn
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC
ĐỘNG ĐẤT VÀ LÝ THUYẾT TINH TOAN CÔNG TRINH CHHU
ĐỘNG ĐẤT
Đề bài:
a
A
a
B
C
b
b
2
3
b
4
b
5
b
6
b
7
8
H1
H2
1
b
a
A
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
a
B
C
1
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
SỐ LIỆU Đ̀U VÀO TINH TOAN
Số thứ tự tíh ttoá bbà tt ̣p lớn N=10
Họ và tên oọ viên : Nguyế Thb́h Lut́
Hê ̣ sô ttâ
quan trọn n
Loại n ền đât
4́
4́+1
4n +2
4́+3
4́
4́+1
4n +2
4́+3
1
1.2
1.3
1.4
B
C
D
E
Câp dẻo n oà
2n
2́+1
Tiêt diên ̣ ô ̣t
ttn n 1 c â翖
Tiêt diên ̣ ô ̣t
ttn n 2 c â翖
3́
3n +1
3́+2
2n
25x25
3́
2́+1 25x30 3n +1
3́+2
25x25
25x40
25x45
17́
17́+1
17́+2
17́+3
17́+4
17́+5
17́+6
17́+7
17́+8
17́+9
17n +10
17́+11
17́+12
17́+13
17́+14
17́+15
17́+16
DCM
DCH
Coiều ao
ttn n 1 H1 câ翖
3,5
4,0
4,5
Đồ́g Xut́
Sốg Cầu
Tuy Á
Quà Nhớ
Á Lãto
Htobà Ấ
Htobà Nhớ
Phù Cat
Phù Mỹ
Tty Sớ
Tuy Poướ
Vt́ Cáh
Vĩ́h Thạ́h
Đức Phổ
Ba tơ
Sớ Tị́h
Quả́g Ngãà
Sô koun n
n nan n
3́
3n +1
3́+2
Coiều ao
ttn n 2 H2
câ翖
2n
3,0
2́+1 3,5
7
8
10
Poươn n ta đô ̣n n
đô ̣n n đât
2n
2́+1
Nnan n n oà
Dọc ́hb
Tải trọn n Q 1
cKN翖
Tải trọn n
Q 2 cKN翖
3́
3n +1
3́+2
2500
2700
3000
2n
2́+1
2200
2300
0.1095g
0.1033g
0.1061g
0.0941g
0.1031g
0.1057g
0.1049g
0.107g
0.1008g
0.1097g
0.1067n
0.1053g
0.0985g
0.106g
0.1068g
0.0912g
.0824g
- Hệ số tầ̀ uá trọ́g I n=1,3
- Nề́ đất ltoạà n D
- Cấp dẻto của cốg trì́hn DCM
- Số khúg ́gágn 8
- Phướg tac đô ̣́g đô ̣́g đấtn ́gág ́hb
- Tàêt dàê ̣́ cô ̣t tầ́g 1 (bxh)n 25x40 c̀
- Tàêt dàê ̣́ cô ̣t tầ́g 2 (bxh)n 25x25 c̀
- Chàều cato tầ́g 1 (H1)n 4̀
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
2
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
- Chàều cato tầ́g 2 (H2)n 3̀
- Tảà trọ́g tac dụ́g Q1n 2700 KN
- Tảà trọ́g tac dụ́g Q2n 2200 KN
- Gàa tốc ́ề́n agR = 0,1067g
- Chọ́ Bê tốg cốg trì́h B250 (Tra bả́g, ta c E)n
E =3x103 (Mpa)= 30 kN/̀̀2
- Sb́ tuyệt đốà cứ́g.
A. Tín o toan âoâen t quan tín o a ột
250 4003
3
b
h
I1 12
1333,3 106 (̀̀ 4 )
12
Cột A, B,C,n
250 2503
3
b
h
I 2 12
325,5 106 (̀̀ 4 )
12
1. Xa đin o a đă ̣ trưn n đô ̣n n oọ ua ôn n trin o toeo poươn n n nan n
a. Xac đị́h đô ̣ cứ́g ́hb theto phướg ́gág
12 E Ià
C n k à
h 3à
Ma trậ́ độ cứ́g [k]n
r
k r11
21
r12
r22
Xac đị́h độ cứ́g k chto 1 khúgn
12 3 30 1333,3 106
k
22,5 kN / ̀̀
40003
0
1
12 3 30 325,5 106
k
13, 02 kN / ̀̀
30003
Độ cứ́g chto ttob́ bộ cốg trì́hn
0
2
k1 8 k10 8 22,5 180 kN / ̀̀
k 2 8 k 02 8 13, 02 104,16 kN / ̀̀
Xac đị́h cac rjk n
r11 k1 k 2 180 104,16 284,16(kN / ̀̀)
r12 r21 k 2 104,16(kN / ̀̀)
r22 k 2 104,16(kN / ̀̀)
Ma trận độ ứn n [k] n oư sau:
284,16 104,16
k
(kN / ̀̀)
104,16
104,16
b. Xac đị́h ̀a trt ̣́ khốà lự́gn
Ma trận koôi lượn n [M]:
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
3
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
0 kN.s 2
̀1 0 0, 275
M 0 ̀ 0 0, 224
̀̀
2
Q1
Q2
C n m1 ; m2
g
g
c. Xac đị́h chu kỳ dato độ́gn
| [ k ] 2 [ M ] |0
2
Thay vbto phướg trì́hn k . M 0 , ta c n
0
284,16 104,16
0, 275
2
104,16 104,16 0
0
0,
224
284,16 104,16 0, 2752
104,16
104,16
0
0
0
2
0, 224
284,16 0, 2752
104,16
0
2
104,16
104,16
0,
224
Đặt 2
104,16
284,16 0, 275
0
104,16
104,16
0,
224
(284,16 0, 275) (104,16 0, 224) ( 104,16 ( 104,16)) 0
29598,1 63, 652 28, 644 0, 0616 2 10849,3 0
0, 0616 2 92,3 18749 0
1 242,3
2 1256
1 242,3 22 242,3 2 15,56 rad / s
2 1256 12 1256 1 35, 44 rad / s
Ta ó đượ
ou kỳ và ttn sô dao độn n:
1
1
2
2
0, 404( s)
f1 1 1 15,56
2
1
1
2
2
T2
0,177( s)
f 2 2 2 35, 44
2
d. Xac đị́h cac dạ́g dato dộ́gn
T1
([k ] i2 [ M ]) i 0
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
4
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
0 1
284,16 104,16
0, 275
2
104,16 104,16 à 0
0
0,
224
2
2
Đă ̣tn à à
284,16 104,16 0, 275 à
104,16 104,16
0
0 1
0
0, 224à 2
104,16
284,16 0, 275 à
1
0
104,16
104,16
0,
224
à
2
(284,16 0, 275 i )1i 104,162i 0...............(1)
104,161i (104,16 0, 224 i )2i 0...............(2)
* Với i=1
C α1=242,3 Thay vbto (1) thì ta c n
(1) (284,16 0, 275 242,3)11 104,1621 0
217,5311 104,1621 0
C 21 1 ́ế thay vbto ta đựcn
217,5311 104,16
11 0, 4788
Ta thay 11 0, 4788 vbto (2) kà̉̀ tra c n
104,16 0, 4788 (104,16 0, 224 242,3) 1 0 Vt ̣y đúg.
Với i=2:
C α2=1256 Thay vbto (1) thì ta c n
(1) (284,16 0, 275 1256)12 104,1622 0
61, 2412 104,1622 0
C 22 1 ́ế thay vbto ta đựcn
61, 2412 104,16
12 1, 7
Ta thay 12 1, 7 vbto (2) kà̉̀ tra c n
104,16 ( 1, 7) (104,16 0, 224 1256) 1 0 Vt ̣y đúg.
Vâ ̣y Dạn n poươn n trin o dao đô ̣n n:
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
5
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
1 2 Vơà
1
1, 0
0, 4788
Q2
250x250
vb
Q1
1, 0
1, 7
r
Q2
250x250
22
=1
250x250
Q1
250x400
r
12
= 0,4788
250x400
4000
250x400
2
3000
12
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
a
A
a
B
C
DẠNG DAO ĐỘNG 1
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
6
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
r21 = 1
Q2
250x250
250x250
Q1
250x250
r11 = -1,7
Q1
250x400
250x400
4000
250x400
3000
Q2
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
a
a
A
B
C
DẠNG DAO ĐỘNG 2
T
Kiểâ tra kêt quả tín o toan : à . M . j 0
Ta ó
1, 0
T
1, 0.......0, 4788
1
0, 4788
1
0
0, 275
0, 224
0
M
1, 0
1, 7
2
Thay vbto phướg trì́h trế ta c n
0 1, 0
0, 275
0
0, 224 1, 7
0
1, 0.......0, 4788
2. Xa đin o sô dao đô ̣n n đượ xxet tới tron n tín o toan
M eff ,i
n
Ta c n Bi mk .ki 1
k 1
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
T
Bi2
*
Mi
M i
7
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
0 1, 0
kN .s 2
0, 275
0,3823
0, 224 0, 4788
0
mm
B1 1
T
B2 1
T
M 1 1.....1
M 2
0 1, 0
kN .s 2
0, 275
1.....1
0,106
0, 224 1,7
0
mm
n
*
i
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
T
2
Ta c M mk .ki i . M . i
k 1
0 1, 0
kN .s 2
0, 275
M 1 . M . 1 1, 0.....0, 4788
0,32
0, 224 0, 4788
0
mm
0 1, 0
kN .s 2
0, 275
T
*
M 2 2 . M . 2 1, 0..... 1, 7
1, 7 0,92 mm
0
0,
22
4
Vâ ̣y koôi lượn n oiệu dụn n Meff,i:
T
*
1
kN .s 2
B12 0,38232
M eff ,1 *
0, 46
M1
0,32
mm
M eff ,2
kN .s 2
B22 ( 0,106) 2
*
0, 0122
M2
0,92
mm
́
́
à 1
k 1
Kiểâ tra: M eff ,à ̀ k
kN.s 2
M
0,
46
0,
0122
0,
472
eff ,à
à 1
̀̀
́
kN.s 2
̀
0,
275
0,
224
0,
499
k
k 1
̀̀
́
Vt ̣y ta thấyn Vê traà tướg đướg gầ́ b̀́g vê phảà
Điều kiên ̣ đượ xxet tới tron n tín o toan :
́
́
M eff ,à 0,9 ̀ k
à 1
k 1
kN.s 2
0,9 ̀ k 0,9 0, 499 0, 4491
k 1
̀̀
́
kN.s 2
5% ̀ k 5% 0, 499 0, 02495
k 1
̀̀
́
Ta c n
́
kN.s 2
kN.s 2
0,9
̀
0,
4491
k
k 1
̀̀
̀̀
Ta thấy M eff ,1 0, 46
* Vâ ̣y Sô dạn n dao độn n đượ xxet đên tron n tín o toan là: N = 1
B. XAC ĐHNH TAC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT LÊN CÔNG TRINH
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
8
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
I. PHƯƠNG PHAP TĨNH LỰC NGANG TƯƠNG ĐƯƠNG
Fb ̀.Sd .(T1 ).
Chu kì dato độ́g đốà vơà kêt cấu lb̀ vàệc đb́ hồàn
T1 = 0,404 s
T2 = 0,177 s
Xac đị́h chu kì dato độ́g chto kêt cấu lb̀ vàệc đb́ hồà dẻton
Ta c Ma trậ́ độ cứ́g đb́ hồàn
284,16 104,16
(kN / ̀̀)
104,16
104,16
k
Ma trậ́ độ cứ́g đb́ hồà dẻton
k
*
142, 08 52, 08
(kN / ̀̀)
2 52, 08 52, 08
k
0 kN.s 2
0, 275
Ma trậ́ khốà lự́gn M
0, 224 ̀̀
0
*
Phướg trì́hn k 2 . M 0
0
142, 08 52, 08
0, 275
2
52, 08 52, 08 0
0
0,
224
142, 08 52, 08 0, 2752
52, 08 52, 08
0
142, 08 0, 2752
52,08
0
0
0, 2242
52, 08
0
52, 08 0, 2242
Đặt ' 2
52, 08
142, 08 0, 275
0
52,
08
52,
08
0,
224
(142, 08 0, 275) (52, 08 0, 224) ( 52, 08 ( 52, 08)) 0
7399,5264 31,83 14,32 0, 0616 2 2712,3264 0
0, 0616 2 46,15 4687, 2 0
1' 121,158
'
2 628, 03
1, 121,158 1,2 121,58 1, 11, 007 rad / s
2, 628, 03 2,2 828, 03 2, 25, 06 rad / s
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
9
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
Vâ ̣y ou kỳ và ttn sô dao độn n ua ôn n trin o koi ó ta độn n độn n đât koi kêt
âu làâ viê ̣ đàn òi dẻo:
1
1
2
2
T1' , ,
0,57( s )
f1 1 1 11, 007
2
1
1
2
2
T2' , ,
0, 25( s)
f 2 2 2 25, 06
2
Ta c khốà lự́g của cốg trì́h ̀n
̀1= 0,275 (kN.s2/̀̀)
̀2= 0,224 (kN.s2/̀̀)
=> ̀ = 0,499 (kN.s2/̀̀)
Nề́ đất ltoạàn D, tra bả́g 6.4 trág 201, ta c n
S
1,4
Tb
0,2
Tc
0,8
Td
2,0
Ta thấy T1 = 0,404 Vt ̣y Tb < T1 < Tc ́ế ta se dù́g bà̉u thức 6.10 đ̉ tíh.
Sd (T1 ) a g .S.
Bà̉u thức 6.10n
2,5
Trtóg đ n ag = I .agR= 1,3 x 0,1067g = 0,13871g
Cấp dẻto cốg tríhn DCM.
Ltoạà kêt cấun Hệ khúg.
Tra bả́g 6.5 trág 203, ta c n
qo 3, 0.
u
1
Áp dụ́g chto hệ khúg ́hàều ́hịp, ́hàều tầ́g (trág 204), ta c n
u
1,3
1
Đốà vơà cac hệ khúg vb hệ hỗ́ ḥp tướg đướg, ta c kw = 1
q qo k w 3, 0 1,3 1 3,9
Thê cac gàa trị ag, S,
vbto cốg thức (6.10) ta tíh đực Sd(T)n
2,5
2,5
Sd .(T1 ) a g .S.
0,13872g 1, 4
0,1244923g
3,9
Xac đị́h n
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
10
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
,
Khàn T1 0,57 2.Tc 2 0,8 1,8 ; số tầ́g ́hb = 2 ́ế =1
Vâ ̣y:
Fb ̀.Sd .(T1 ). 0, 499 0,1244923 9,8 103 1 608, 79(kN)
Fi Fb di
Ta c n
d à
Vơà d lb hệ số pht́ bốn
̀ k kà
́
̀ .
k
kà
k 1
Đô ̣ cứ́g thay đổà ́hứg dạ́g dato độ́g khốg đổà. vb theto kêt uả tíh ttoá ở
trươc, ta chỉ cầ́ xét 1 dạ́g dato đô ̣́g lb dạ́g dato độ́g 1n
12
1 2
1
1, 0
0, 4788
2
1, 0
1, 7
Vơà
̀ k kà
d1
́
̀ .
k
0, 275 1
0, 719422
(0, 275 1) (0, 224 0, 4788)
kà
k 1
F1 Fb d 608, 79 0, 719422 437,98(kN )
d2
̀k k 2
́
̀ .
k
0, 224 0, 4788
0, 280578
(0, 275 1) (0, 224 0, 4788)
k2
k 1
F2 Fb d 2 608, 79 0, 280578 170,81(kN )
F1 + F2 = 437,98+170,81=608,79 (kN)
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
11
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
F = 437,98 kN
1
250x250
250x250
3000
250x250
F = 170,82 kN
2
250x400
250x400
4000
250x400
F
a
A
b
a
B
C
II. PHƯƠNG PHAP TINH TRỰC TIẾP
Fkà ̀ k .à . kà .Sd (T1 )
Ta chỉ xét 01 dạ́g dato đô ̣́gn Dạ́g 1
Khốà lự́g của cốg trì́h ̀n
̀1= 0,275 kN.s2/̀̀
̀2= 0,224 kN.s2/̀̀
Hệ sốn
i
Bi
M i*
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
12
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
Vt ̣yn
1
B1 0,3823
1,1946875
M 1*
0,32
Dạ́g dato độ́gn
i 1
1, 0
0, 4788
Sd .(T1 ) a g .S.
2,5
2,5
0,13872g 1, 4
0,1244923g
3,9
Với i = 1:
Fk1 ̀ k .1. k1.Sd (T1 )
F11 0, 275 1,1946875 1, 0 0,1244923 9,8 103 400,82(kN)
Với i = 2:
Fk 2 ̀k .1 . k 2 .Sd (T1 )
F12 0, 224 1,1946875 0, 4788 0,1244923 9,8 103 156,32(kN)
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
13
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
F
=
400,82 kN
F
=
156,32 kN
11
250x250
250x250
3000
250x250
12
250x400
250x400
4000
250x400
F
b
a
A
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
a
B
C
14
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
III. PHƯƠNG PHAP TINH GIAN TIẾP
Fbà M eff ,à .Sd (T1 )
Ta chỉ xét 01 dạ́g dato đô ̣́gn Dạ́g 1
- Khốà lự́g hàệu dụ́g
kN .s 2
B12 0,38232
M eff ,1 *
0, 46
M1
0,32
mm
Sd .(T1 ) a g .S.
2,5
2,5
0,13872g 1, 4
0,1244923g
3,9
Noư vâ ̣y:
Fbà M eff ,à .Sd (T1 )
Fb1 0, 46 0,1244923 9,8 103 561, 21(kN)
Ta c n
Fki Fbi di
d à
Vơà d lb hệ số pht́ bốn
̀ k kà
́
̀ .
k
kà
k 1
Ta c n
̀ k kà
d1
́
̀ .
k
0, 275 1
0, 719422
(0, 275 1) (0, 224 0, 4788)
kà
k 1
Fk1 Fb1 d1 561, 210, 719422 403, 75(kN )
d2
̀k k 2
́
̀ .
k
0, 224 0, 4788
0, 280578
(0, 275 1) (0, 224 0, 4788)
k2
k 1
Fk 2 Fb1 d 2 561, 210, 280578 157, 46(kN )
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
15
Bài tâ ̣p ớn: Đôơ ̣ng ất và ơy thuyết tinh tán cơng tình chiuy âơ ̣ng ất
250x250
k1
=
403,75 kN
F
k2
=
157,46 kN
250x250
250x400
250x400
4000
250x400
F
3000
250x250
Giảng viên: PGS.Ts. Ng uyêễn Lê Ninh
F
b
a
A
a
B
C
C. NHẬN XET
Ta thấy r̀́g cù́g sư dụ́g 1 tàêu chuấ (TCVN 9386n2012) vơà vàê ̣c xac đị́h
tac đô ̣́g đô ̣́g đất lế cốg trì́h theto cac phướg phap tĩ́h lực ́gág tướg đừ́g
vb phướg phap phổ pht́ tich phả́ ứ́g dạ́g dato đô ̣́g (phướg phap trực tàêp vb
phướg phap gàá tàêp). Kêt uả thu đực ở cac phướg phap cúg khac ́hau. Về
kêt uả xac đị́h tac đô ̣́g đô ̣́g đất lế cốg trì́h b̀́g phướg phap tĩ́h lực ́gág
tướg đướg chto ra kêt uả lớ hớ phướg phap pht́ tich phổ phả́ ứ́g dạ́g dato
đô ̣́g (trực tàêp vb gàá tàêp). Như vt ̣y ́êu thàế về á ttob́ thì phướg phap tĩ́h lực
́gág tướg đướg se thàế về tíh á ttob́ hớ.
Học viên: Ng uyêễn Thành Luyân
Ĺp: XDPY1612
16
- Xem thêm -