NGHIÊN CỨU MỨC ĐỘ ĐÁP ỨNG KHÁNG CHẤN CỦA MỘT SỐ CƠNG TRÌNH HIỆN HỮU TẠI THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI.pdf

1. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
TRẦN ANH CẨN
NGHIÊN CỨU MỨC ĐỘ ĐÁP ỨNG KHÁNG
CHẤN CỦA MỘT SỐ CÔNG TRÌNH HIỆN HỮU
TẠI THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
Đà Nẵng - Năm 2018

2. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
TRẦN ANH CẨN
NGHIÊN CỨU MỨC ĐỘ ĐÁP ỨNG KHÁNG
CHẤN CỦA MỘT SỐ CÔNG TRÌNH HIỆN HỮU
TẠI THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI
C à ự DD&CN
60 5 02 0
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
HƯỚNG DẪN H HỌC:
PGS.TS. TRẦN QU NG HƯNG
Đà Nẵng - Năm 2018

3. i
ỜI CẢ N
Luận văn tốt nghiệp này được hoàn thành không những từ nỗ lực bản
thân học viên mà còn nhờ sự hướng dẫn nhiệt tình và giúp đỡ của quý thầy
cô, đồng nghiệp cùng bạn bè.
Trước tiên xin cảm ơn Qúy thầy cô trong khoa Xây dựng Dân dụng và
Công nghiệp trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng đã nhiệt tình giảng dạy học
viên trong suốt thời gian qua đồng thời quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện
tốt nhất để học viên có thể hoàn thành được Luận văn của mình.
Học viên xin tỏ lòng biết ơn biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Trần
Quang Hưng, người đã giúp đỡ,chỉ dẫn tận tình trong thời gian học viên thực
hiện Luận văn và luôn quan tâm động viên giúp học viên có thêm tự tin để
tiếp thu những kiến thức mới làm nền tảng cho việc học tập và công tác sau
này.
Xin cảm ơn các bạn học viên lớp 32X1CH những người đã luôn kề vai
sát cánh trong suốt thời gian học tập.
18 g 02 ăm 2018
T ả ă
Trần Anh Cẩn

4. ii
ỜI C Đ N
m
ă
./.
18 t 02 ăm 2018
T ả ă
Trần Anh Cẩn

5. iii
ỤC ỤC
ỜI CẢ N ............................................................................................................. I
ỜI C Đ N ......................................................................................................II
ỤC ỤC.................................................................................................................III
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ..........................................................................................1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU....................................................................................2
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU........................................................3
4. PHƯ NG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................................................................3
5. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN...................................................................................3
CHƯ NG 1. ỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ ĐỘNG ĐẤT ...................................................4
VÀ TÁC ĐỘNG CỦ ĐỘNG ĐẤT LÊN CÔNG TRÌNH........................................4
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG ĐẤT..........................................................................4
1.1.1. KHÁI NIỆM......................................................................................................4
1.1.2. NGUYÊN NHÂN .............................................................................................4
1.1.3. CÁC CẤP ĐỘ ĐỘNG ĐẤT .............................................................................5
1.1.4. ĐỘNG ĐẤT TẠI THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI..........................................10
1.2. TÁC ĐỘNG CỦ ĐỘNG ĐẤT LÊN CÔNG TRÌNH .....................................10
1.2.1. ẢNH HƯỞNG CỦ ĐỘNG ĐẤT ĐẾN CÔNG TRÌNH, TÀI SẢN VÀ CON
NGƯỜI......................................................................................................................10
1.2.2. ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU KHUNG BTCT KHI CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG
ĐẤT...........................................................................................................................12
CHƯ NG 2. TÍNH T ÁN, THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CHỊU TẢI TRỌNG
ĐỘNG ĐẤT VÀ THỰC TRẠNG MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐÃ THI CÔNG XÂY
DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ..................................................................15
QUẢNG NGÃI .........................................................................................................15
2.1. TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT..........................................................15
2.1.1. BIỂU DIỄN TỔNG QUÁT CỦ TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT........................15
2.1.2. PHỔ THIẾT KẾ KHÔNG THỨ NGUYÊN DÙNG CHO PHÂN TÍCH ĐÀN
HỒI............................................................................................................................15

6. iv
2.1.3. CÁC PHƯ NG PHÁP TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT ................16
2.2. THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT................................................21
2.2.1. NHỮNG NGUYÊN TẮC C BẢN ...............................................................21
2.2.2. TIÊU CHÍ VỀ TÍNH ĐỀU ĐẶN CỦA KẾT CẤU ........................................24
2.2.3. CHỌN CẤU HÌNH KẾT CẤU HỢP LÝ .......................................................26
2.3. MỘT SỐ YÊU CẦU CẤU TẠO .......................................................................29
2.3.1. YÊU CẦU VỀ VẬT LIỆU VÀ KÍCH THƯỚC.............................................29
2.3.2. KIỂM TRA VÀ YÊU CẦU VỀ CẤU TẠO...................................................30
2.3.3. MÓNG.............................................................................................................36
2.4. THỰC TRẠNG MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC THI CÔNG XÂY
DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI .......................................36
2.4.1. TỔNG QUAN .................................................................................................36
2.4.2. CÔNG TRÌNH KHẢ SÁT, ĐÁNH GIÁ KHÁNG CHẤN .........................36
2.4.2.3 CÔNG TRÌNH NHÀ HIỆU BỘ TRƯỜNG THCS TRẦN PHÚ (02 TẦNG)
...................................................................................................................................39
CHƯ NG 3. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ KHÁNG CHẤN MỘT SỐ CÔNG TRÌNH
HIỆN HỮU ...............................................................................................................40
3.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG..................................................................................40
3.1.1 TĨNH TẢI SÀN................................................................................................40
3.1.3 XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG D ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH ...........43
3.2 KIỂM TRA KHÁNG CHẤN CÁC CÔNG TRÌNH...........................................43
3.2.1 UBND XÃ TỊNH AN – THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI.................................43
3.2.2.6. KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH.................................................................53
3.3.2 TRỤ SỞ LÀM VIỆC PHÒNG PC 46 CÔNG AN TỈNH QUẢNG NGÃI
KIỂM TRA THÉP CỘT............................................................................................61
3.2.2.5 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH..................................................................62
3.3.3 NHÀ HIỆU BỘ TRƯỜNG THCS TRẦN PHÚ..............................................62
3.2.2.5 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ ĐỈNH..................................................................69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................71
1. KẾT LUẬN...........................................................................................................71

7. v
2. KIẾN NGHỊ ..........................................................................................................71
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................72
PHỤ LỤC..................................................................................................................73
1. CÔNG TRÌNH NHÀ LÀM VIỆC UBND XÃ TỊNH AN....................................73
1.1 HỒ S THIẾT KẾ KIẾN TRÚC........................................................................73
1.2. HỒ S THIẾT KẾ KẾT CẤU...........................................................................77
2. CÔNG TRÌNHTRỤ SỞ LÀM VIỆC PHÒNG PC64 CÔNG AN TỈNH QUẢNG
NGÃI.........................................................................................................................80
2.1 HỒ S THIẾT KẾ KIẾN TRÚC........................................................................80
2.2. HỒ S THIẾT KẾ KẾT CẤU...........................................................................85
3. CÔNG TRÌNH NHÀ HIỆU BỘ TRƯỜNG THCS TRẦN PHÚ .........................90
3.1. HỒ S THIẾT KẾ KIẾN TRÚC.......................................................................90
3.2. HỒ S THIẾT KẾ KIẾN CẤU.........................................................................93

8. vi
NGHIÊN CỨU MỨC ĐỘ ĐÁP ỨNG KHÁNG CHẤN CỦA
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH HIỆN HỮU TẠI THÀNH PHỐ QUẢNG NGÃI
Học viên: Trần Anh Cẩn Chuyên ngành: Kỹ thuật XDCT DD&CN
Mã số: 60.58.02.08 Khóa : 32 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt: Nước ta đã ban hành tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn TCVN 9386:2012
dựa trên tiêu chuẩn Eurocode 8. Các công trình nhà cửa ở nước ta nói chung, thiết
kế trước năm 2006 hay sau này, đại đa số là chưa quan tâm đến tải trọng động đất
(trừ các nhà cao tầng). Thông qua việc khảo sát các hồ sơ thiết kế, đề tài tập trung
đánh giá lại mức độ đáp ứng kháng chấn một số công trình hiện hữu đã được xây
dựng trên địa bàn thành phố Quảng Ngãi bao gồm: Cấu tạo kháng chấn và khả năng
chịu lực của công trình khi động đất xảy ra. Kết quả cho thấy khi tính toán cho 03
công trình hiện hữu trên địa bàn thành phố Quảng Ngãi: Về cấu tạo kháng chấn
chưa đảm bảo, nhưng khi tính có tải trọng động đất công trình vẫn đảm bảo khả
năng chịu lực.
T : Động đất; Thiết kế kháng chấn; Khả năng kháng chấn; Cấu tạo kháng
chấn, Nhà bê tông cốt thép.
Abstract: Our country has issued the standard of TCVN 9386: 2012 based on
Eurocode 8 standards. The buildings in our country in general, designed before
2006 or later, the majority is not interested. earthquake load (except for tall
buildings). Through the survey of the design documents, the topic focused on re-
evaluation of the level of response to a number of existing projects have been built
in the city of Quang Ngai include: Structural shock resistance and the ability
bearing capacity of the work when the earthquake occurs. The results showed that
when calculating 03 existing works in Quang Ngai city: Regarding the structure of
shock resistance is not guaranteed, but when calculating the earthquake load
capacity of the project still ensure the bearing capacity.
Earthquake: Shock resistance design; Resistance to shock; Structural
shockproofing, Reinforced concrete buildings.

9. vii
D NH ỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Những tòa nhà đổ nát sau một trận động đất (Nguồn Iternet) ....................4
Hình 1.2 Hệ khung cứng chân khớp giảm chấn (Nguồn Iternet)..............................13
Hình 1.3 Biến dạng kết cấu khi động đất xảy ra (Nguồn Iternet).............................14
Hình 1.4 Khớp dẻo giảm chấn cho công trình (Nguồn Iternet) ................................14
Hình 2.1 - Các tiêu chí của nhà có giật cấp ( Nguồn TCVN 9386-2012).................26
Hình 2.2 Chiều rộng hữu hiệu của bản cánh dầm liên kết với cột tạo thành khung(
Nguồn TCVN 9386-2012) ........................................................................................31
Hình 2.3. Cốt thép ngang vùng tới hạn của dầm( Nguồn TCVN 9386-2012).........32
Hình 2.4. Sự bó lõi bê tông( Nguồn TCVN 9386-2012) ..........................................35

10. 1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Động đất là một trong những thảm họa thiên nhiên gây ra hậu quả khá lớn
cho con người. Chỉ trong vài phút đồng hồ cả một thành phố có thể bị sụp đổ, cả
một khu vực có thể bị sụt lún và đôi khi có thể có sóng thần. Động đất lớn có thể
gây thiệt hại lớn về tài sản và nhân mạng.
Việt Nam nằm trong vùng địa tầng ít có sự biến động của lớp vỏ Trái Đất,
do vậy động đất ở nước ta xảy ra rất ít. Một số nước thường xuyên xảy ra động
đất với cường độ lớn như: Philippin, Nhật Bản,…. Trước đây, Việt Nam có
những trận động đất rất lớn đã xãy ra ở Điện Biên (năm 1935) với cường độ
6,75 độ Richter. Trận lớn thứ hai là động đất Tuần Giáo Sơn a (năm 1983), với
cường độ 6,8 độ Richter. Và gần đây năm 2014 ở Sông Tranh (Quảng Nam) với
cường độ 3,4 độ Richter, ở lưới (Thừa Thiên Huế) là 4,7 độ Richter. Tuy
nhiên, đối với tốc độ đô thị hóa hiện nay làm ảnh hưởng đến sự ổn định của lớp
vỏ Trái Đất, nguy cơ động đất ngày càng lớn. Theo ghi nhận của Viện Vật lý địa
cầu, tính đến nay, sau mười năm kể từ khi thành lập, trung tâm báo tin động đất
và cảnh báo sóng thần thuộc Viện Vật lý địa cầu đã phát hiện và báo tin khoảng
400 trận động đất trên toàn lãnh thổ và thềm lục địa Việt Nam. Các trận động
đất này có độ lớn dao động trong khoảng từ 0,7 đến 4,7 độ theo thang mômen
(gần tương đương từ 0,7-4,7 độ richter).
Trong thiết kế xây dựng công trình, động đất là dạng tải trọng đặc biệt.
Nước ta từ năm 2006 ban hành tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn dựa trên tiêu
chuẩn Eurocode 8 (TCXDVN 375:2006). Đến nay, tiêu chuẩn này được chuyển
đổi thành tiêu chuẩn TCVN 9386:2012. Thực tế hiện nay việc quy định có hay
không thiết kế kháng chấn cho từng loại công trình vẫn chưa được nhắc đến.
Ngoài ra, theo quy định của tiêu chuẩn TCVN 9386:2012, động đất được
chia thành ba trường hợp (theo giá trị gia tốc nền thiết kế ag = I x agR):
- Động đất mạnh ag ≥ 0,08g, phải tính toán và cấu tạo kháng chấn;

11. 2
- Động đất yếu 0,04g ≤ ag < 0,08g, chỉ cần áp dụng các giải pháp kháng
chấn đã được giảm nhẹ;
- Động đất rất yếu ag < 0,04g, không cần thiết kế kháng chấn.
Gia tốc nền thiết kế trên lãnh thổ Việt Nam đa số nằm trong phạm vi ag <
0,08g, một số ít vùng miền có giá trị ag ≥ 0,08g. Do việc tính toán thiết kế công
trình với tải trọng động đất thường dẫn đến kết cấu công trình lớn, từ đó phát
sinh chi phí lớn. Do vậy, các công trình nhà cửa ở nước ta nói chung, thành phố
Quảng Ngãi nói riêng thiết kế trước 2006 hay sau này, đại đa số chưa quan tâm
đến tải trọng động đất (trừ các nhà cao tầng).
Trên địa bàn thành phố Quảng Ngãi chưa ghi nhận trường hợp động đất
nào xảy ra. Thời gian gần đây thường xảy ra động đất tại khu vực thủy điện
Sông Tranh 2, huyện Bắc Trà My và một số khu vực tại huyện Nam Trà My,
tỉnh Quảng Nam (giáp ranh Quảng Ngãi) với cường độ dao động từ 2 – 4,7 độ
richter. Theo phụ lục H, Tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 thì trên địa bàn thành phố
Quảng Ngãi có gia tốc nền 0,0824g. Do vậy, nguy cơ về động đất xảy ra trên địa
bàn thành phố là khá lớn.
Xuất phát từ lý do trên, thông qua việc khảo sát hồ sơ thiết kế của một số
công trình đã được xây dựng tại thành phố Quảng Ngãi, đề tài tập trung đánh giá
lại khả năng kháng chấn của các công trình này, bao gồm: Cấu tạo kháng chấn,
mức độ kháng chấn so với tiêu chuẩn và khả năng chịu lực tối đa trong trường
hợp động đất xảy ra.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá mức độ đáp ứng kháng chấn của một số công trình hiện hữu tại
thành phố Quảng Ngãi, từ đó đưa ra một số dự đoán cho tình hình xây dựng, sử
dụng các công trình hiện nay trên địa bàn thành phố trong trường hợp động đất
xảy ra.

12. 3
3 Đ ượng và phạm vi nghiên cứu
+ Đối tượng: Khảo sát 03 công trình có kết cấu bằng bê tông cốt thép đã
được xây dựng tại thành phố Quảng Ngãi, các loại công trình trụ sở nhà làm việc
với quy mô vừa và nhỏ.
+ Phạm vi nghiên cứu: Mức độ đáp ứng kháng chấn của công trình.
4 P ươ p p ứu
Khảo sát hồ sơ thiết kế của một số công trình tại thành phố Quảng Ngãi
đã được phê duyệt, thi công xây dựng. Từ đó mô phỏng lại hệ kết cấu bằng một
số phần mềm tính toán (Etabs, Sap2000…). Tính toán lại với tải trọng động đất
tác dụng lên công trình theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9386:2012. Từ đó,
đánh giá mức độ đáp ứng kháng chấn của các công trình đã được xây dựng trên
địa bàn.
5. B cục của lu ă
Luận văn gồm phần: Mở đầu, 03 Chương và phần Kết luận, kiến nghị

13. 4
CHƯ NG 1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ ĐỘNG ĐẤT
VÀ TÁC ĐỘNG CỦ ĐỘNG ĐẤT LÊN CÔNG TRÌNH
1.1. Tổng quan về Độ đất
1.1.1. Khái niệm
Động đất là sự rung chuyển của mặt đất do kết quả của sự giải phóng
năng lượng bất ngờ ở lớp vỏ Trái Đất. Động đất lớn có thể gây thiệt hại nghiêm
trọng về tài sản và tính mạng con người.
1.1.2. Nguyên nhân
Có nhiều nguyên nhân xảy ra Động đất:
1.1.2.1. Nguyên nhân nội sinh
- Động đất do sụp lở các hang động ngầm dưới mặt đất và động đất do các
vụ trượt lở đất đá tự nhiên với khối lượng lớn (loại động đất này thường chỉ làm
rung chuyển một vùng hẹp và chiếm khoảng 3% tổng số trận động đất thế giới)
Hình 1.1. Nhữ ò à đổ nát sau một tr độ đất (Nguồn Iternet)
1.1.2.2. Nguyên nhân ngoại sinh:
Do thiên thạch va chạm vào trái đất, các vụ trượt lở đất đá với khối lượng
lớn.
1.1.2.3. Nguyên nhân nhân sinh:

14. 5
Động đất xảy ra do hoạt động làm thay đổi ứng suất đá gần bề mặt đặc
biệt là các vụ thử hạt nhân, nổ nhân tạo dưới lòng đất hoặc tác động của áp suất
cột nước của các hồ chứa nước, hồ thủy điện.
1.1.3. Các cấp độ độ đất
Cấp độ chấn động (hay có thể gọi là chấn độ – seismic intensity) của một
trận động đất là khái niệm dùng để chỉ mức độ rung lắc trên mặt đất gây ra bởi
trận động đất ấy, xác định cho một địa điểm cụ thể.
Mỗi trận động đất chỉ có một giá trị cường độ duy nhất, trong khi
mức độ ảnh hưởng đặc trưng bởi giá trị cấp độ (hay chấn độ) lại khác nhau cho
mỗi địa điểm nhất định trong khu vực chịu ảnh hưởng của trận động đất đó. Giá
trị này thay đổi tùy thuộc vào khoảng cách tới tâm chấn, cấu tạo địa chất và đặc
điểm địa hình của từng địa điểm. Chấn độ (intensity) tại mỗi địa điểm được xác
định dựa trên giá trị gia tốc cực đại của đất nền tại khu vực đó ghi nhận được
trong trận động đất.
Hiện nay trên thế giới có nhiều thang đo khác nhau để xác định chấn
độ (hay cấp động đất). Thông thường sử dụng các thang đo sau:
1 1 3 1 Richter
Thang đo này được Charles Francis Richter đề xuất vào năm 1935. Đầu
tiên nó được sử dụng để sắp xếp các số đo về cơn động đất địa phương
tại California.Thang đo Richter là một thang lôgarit với đơn vị là độ Richter. Độ
Richter tương ứng với lôgarit thập phân của biên độ những sóng địa chấn đo ở
100 km cách chấn tâm của cơn động đất. Độ Richter được tính như sau:
M = lg(A) - lg(A0)
A: biên độ tối đa đo được bằng địa chấn kế.
A0: là một biên độ chuẩn.
Theo thang Richter, biên độ của một trận động đất có độ Richter 6 mạnh
bằng 10 lần biên độ của một trận động đất có độ Richter 5. Năng lượng được

15. 6
phát ra bởi trận động đất có độ Richter 6 bằng khoảng 31 lần năng lượng của
trận động đất có độ Richter 5.
Độ
Richter
Mô tả Tác hại
nhỏ hơn
2,0
Không
đáng kể
Động đất thật nhỏ, không cảm nhận được
2,0-2,9 Thật nhỏ Thường không cảm nhận nhưng đo được
3,0-3,9 Nhỏ Cảm nhận được nhưng ít khi gây thiệt hại
4,0-4,9 Nhẹ
Rung chuyển đồ vật trong nhà. Thiệt hại khá nghiêm
trọng.
5,0-5,9
Trung
bình
Có thể gây thiệt hại nặng cho những kiến trúc không theo
tiêu chuẩn phòng ngừa địa chấn. Thiệt hại nhẹ cho những
kiến trúc xây cất đúng tiêu chuẩn.
6,0-6,9 Mạnh
Có sức tiêu hủy mạnh trong những vùng đông dân trong
chu vi 180 km bán kính.
7,0-7,9 Rất mạnh Có sức tàn phá nghiêm trọng trên những diện tích to lớn.
8,0-8,9 Cực mạnh
Có sức tàn phá vô cùng nghiêm trọng trên những diện tích
to lớn trong chu vi bán kính hàng trăm km.
9,0-9,9
Cực kỳ
mạnh
Khả năng tàn phá ngoài sức tưởng tượng trong phạm vi
hàng nghìn km vuông
10+ Ngoại lệ
Hủy diệt mọi thứ, không gì có thể trụ vững trên diện tích
cả lục địa
1.1.3.2 MM (Modified Mercalli)
Thang đo (Modified Mercalli) còn gọi là “thang ercalli (hiệu
chỉnh)” được áp dụng tại Mỹ. Thang đo này có 12 cấp theo thứ tự từ thấp tới
cao, được biểu diễn bằng các số La Mã:

16. 7
Cấp Mô tả Tác hại
I
Không cảm
nhận được
Không nhận ra rung động nào
II Yếu
Một vài người có thể cảm nhận được khi họ đang nằm
nghỉ hoặc ở trên tòa nhà cao tầng.
III Nhẹ
Một vài người có thể cảm nhận được nếu đang ở trong
nhà; ngược lại, họ sẽ không thấy gì nếu đang ở bên
ngoài.
IV Tương đối Một số đồ vật nhỏ như chén bát có thể bị dịch chuyển.
V Khá mạnh
Phần lớn mọi người đều có thể cảm nhận được ngay cả
khi đang ngủ. Cửa bị đóng sập lại, bình hoa bị rơi vỡ.
VI Mạnh
Mọi người dễ dàng cảm nhận được, việc đi lại gặp khó
khăn, đồ vật hư hỏng, nhà cửa với kết cấu yếu dễ dàng bị
hư hại.
VII Rất mạnh
Trở ngại trong việc di chuyển, thậm chí ngay cả khi đang
trong xe hơi, rất nguy hiểm đối với nhà cửa.
VIII
Có sức phá
hoại
Phá hủy các ngôi nhà có nền yếu và một số công trình
cầu cống.
IX Uy hiếp
Khá nguy hiểm đối với nhà cao tầng, phá hủy các công
trình đường ống dưới lòng đất.
X Mạnh dữ dội
Phần lớn nhà cửa đều bị phá hủy, có thể có hiện tượng
sạt lở đất.
XI Cực kỳ mạnh
Hầu hết công trình xây dựng trên lẫn dưới mặt đất đều bị
hư hỏng nặng.
XII Thảm họa
Gần như mọi thứ đều bị phá hủy, địa mạo bị biến dạng,
mọi thứ bị hất tung lên.

17. 8
1.1.3.3 MSK (Medvedev-Sponheuer-Karnik)
Được áp dụng tại Đông Âu và iên Xô cũ vào trước thập niên 1990. Hiện
nay, thang đo này vẫn đang được sử dụng rộng rãi tại Ấn Độ, Israel, Nga, cộng
đồng các quốc gia độc lập (SNG) và Việt Nam… Thang SK khá giống thang
, cũng có 12 cấp độ, ghi bằng chữ số La Mã:
Cấp Mô tả Tác hại
I
Không cảm
nhận được
Không cảm thấy. Không có tác động lên các vật thể.
Không có thiệt hại đối với nhà cửa.
II
Khó cảm
nhận được
Chỉ những ai đang nghỉ ngơi mới cảm nhận được. Không
có tác động lên các vật thể. Không có thiệt hại đối với nhà
cửa.
III Yếu
Người ở trong nhà cảm nhận được. Các đồ vật treo đu đưa
nhẹ. Không có thiệt hại đối với nhà cửa.
IV
Quan sát
được trên
diện rộng
Người ở trong nhà cảm nhận được nhưng người ở bên
ngoài hầu như không nhận thấy. Rung động vừa phải. Có
thể nhận thấy sự rung hay đu đưa nhẹ của nhà cửa, phòng
ốc, giường, bàn, ghế v.v. Các đồ vật treo đu đưa. Không
có thiệt hại đối với nhà cửa.
V Khá mạnh
Người ở trong nhà cảm nhận được, người ở bên ngoài nếu
chú ý có thể nhận ra. Một số người sợ hãi và chạy ra khỏi
nhà. Nhiều người đang ngủ tỉnh dậy. Có thể nhận thấy sự
rung động hay đu đưa mạnh của toàn bộ nhà cửa, phòng
ốc hay đồ nội thất. Các đồ vật treo đu đưa đáng kể. Thiệt
hại nhẹ đối với các công trình xây dựng có kết cấu yếu.

18. 9
Cấp Mô tả Tác hại
VI Mạnh
Người ở trong nhà cảm nhận được, người ở bên ngoài nếu
chú ý có thể nhận ra. Một số người sợ hãi và chạy ra khỏi
nhà. Nhiều người đang ngủ tỉnh dậy. Có thể nhận thấy sự
rung động hay đu đưa mạnh của toàn bộ nhà cửa, phòng
ốc hay đồ nội thất. Các đồ vật treo đu đưa đáng kể. Thiệt
hại nhẹ đối với các công trình xây dựng có kết cấu yếu,
vôi vữa hư hại dễ nhận ra.
VII Rất mạnh
Phần lớn mọi người đều sợ hãi và cố chạy ra khỏi nhà. Đồ
nội thất dịch chuyển và có thể bị lật nhào. Đồ vật bị rơi đổ.
Nước bắn tung tóe ra khỏi vật chứa. Thiệt hại nghiêm
trọng đối với nhà cửa cũ, các ống khói xây bằng vôi vữa
sụp đổ. Có các vụ lở đất nhỏ.
VIII
Gây thiệt
hại
Nhiều người khó đứng vững, ngay cả khi ở bên ngoài nhà.
Đồ nội thất có thể bị lật nhào. Có thể nhìn thấy các con
sóng chạy trên đất rất mềm. Các công trình xây dựng cũ bị
sụp đổ một phần hay chịu thiệt hại đáng kể. Các vết nứt
lớn và các khe nứt toác ra, đá lở xuống.
IX Phá hủy
Hoảng loạn. Người đi đứng không vững. Các công trình
không đủ chuẩn sụp đổ. Thiệt hại thực sự đối với các công
trình xây dựng có kết cấu tốt. Các đường ống ngầm nứt
gãy. Mặt đất nứt toác, lở đất trên diện rộng.
X Hủy diệt
Các công trình gạch đá bị đổ sập, cơ sở hạ tầng bị phá
hỏng. Lở đất ồ ạt. Các công trình tích nước có thể bị phá
hoại, gây ra ngập lụt xung quanh.
XI Thảm họa
Phần lớn các công trình xây dựng đều sụp đổ. Xáo trộn đất
trên diện rộng, sóng thần.

19. 10
Cấp Mô tả Tác hại
XII
Cực kỳ
thảm họa
Tất cả các kết cấu phía trên và dưới đất đều bị phá hủy
hoàn toàn. Cảnh quan nói chung bị thay đổi, sông suối bị
thay đổi dòng chảy, sóng thần.
1.1.4 Độ đất tại thành ph Quảng Ngãi
Trên địa bàn thành phố Quảng Ngãi chưa ghi nhận trường hợp động đất
nào xảy ra. Tuy nhiên, thời gian gần đây thường xảy ra động đất tại khu vực
thủy điện Sông Tranh 2, huyện Bắc Trà My (giáp ranh tỉnh Quảng Ngãi) với
cường độ dao động từ 2 – 4,7 richter.Cường độ của các trận động đất này khá
lớn, có khả năng gây ảnh hưởng chấn động đến các huyện lân cận của tỉnh
Quảng Ngãi.
Bên cạnh đó, theo Tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 khi gia tốc nền ag ≥
0,08g thì phải tính toán cấu tạo kháng chấn. Trên địa bàn thành phố Quảng Ngãi
có gia tốc nền 0,0824g, nguy cơ về động đất xảy ra động đất là khá lớn. Như vậy
khi thiết kế công trình cần phải tính toán cấu tạo kháng chấn.
1.2. T động củ Độ đất lên công trình
Mức độ thiệt hại do động đất gây ra phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ
sâu của tâm động đất, độ mạnh của các chấn động địa chấn được ghi và đo bằng
độ Richter; cường độ của sóng địa chấn tác động vào các địa tầng của khu vực
bị động đất được đánh giá theo 10 độ của thang độ Mercalli cải tiến. Đồng thời
chúng còn phụ thuộc khoảng cách từ điểm trung tâm đến các nơi, cấu trúc các
địa tầng vùng bị động đất, các kiến trúc được xây dựng trên vùng đất bị động đất
như nhà, công trình, cầu cống, đường, đập, cột điện, sân bay, sân vận động, hải
cảng... Ngoài ra, mức độ thiệt hại do động đất cũng phụ thuộc vào yếu tố địa dư
như vùng đồi núi, vùng đồng bằng, vùng có hồ sông lớn, vùng ven biển, đô thị,
thành phố, mật độ tập trung của người dân cư trú; sự chuẩn bị sẵn sàng của cộng
đồng người dân trong công tác phòng chống thiên tai động đất.
1.2.1. Ả ưởng củ Độ đất đến công trình, tài sả à o ười
1.2.1.1. Các dạ ộng:

20. 11
Gồm tác động nguyên phát và tác động thứ phát.
Tác động nguyên phát của động đất do sự chuyển động mạnh của đất và
hậu quả tức thì là các vết nứt gãy, các vết sụt lở nền đất, móng tường, sườn đồi
núi, đê đập, nền và cột các công trình, những khoảng sụt lớn nứt gãy, các khối
đất đá nền di chuyển có kích thước từ 10 đến 15 mét theo chiều bằng ngang và
sự sụp theo chiều dọc sâu có thể từ vài mét đến vài chục mét. Trong tác động
nguyên phát, ngoài chấn động của động đất gây ra còn có hiện tượng lỏng hóa
các cấu tạo đất cát ẩm bị rời rã ra làm cho các kiến trúc nặng bị lún sâu vào lòng
đất. Tác động nguyên phát của các sóng địa chấn và những rung chuyển được
lan truyền từ tâm động đất ra các phía gây ra các tác động cộng hưởng làm tăng
lực tàn phá của động đất đối với những công trình kiến trúc.
Tác động thứ phát của động đất sẽ gây một số ảnh hưởng như sập lở đất
đá làm thiệt hại về cơ sở vật chất và con người, tạo nên lũ lụt ở các vùng có hồ
chứa nước lớn; tác động của động đất cũng làm cho các đập nước dâng cao mức
nước, tràn nước, vỡ đập chắn hồ chứa nước. Đồng thời có thể gây cháy ở những
đô thị, tại khu dân cư có thể phát sinh các đám cháy do chập điện, vỡ ống dẫn
khí đốt; cháy các kho nhiên liệu, các loại vật liệu dễ cháy. Ngoài ra, sóng thần
cũng có thể xảy ra do sóng chấn động ở nền đáy biển của khu vực có động đất
tạo nên sự chuyển động các sóng biển lớn trên mặt biển với đỉnh sóng cao tới 30
mét và di chuyển với vận tốc 50 km/giờ khi tràn vào vùng ven biển gây lụt lội,
phá hoại và cuốn trôi đi các công trình, cơ sở vật chất, người cũng như những
loại động vật.
1.2.1.2. Tổn th i vớ ời
Động đất có thể gây nên các trường hợp tử vong, chấn thương đa dạng và
nhiều tổn thương kết hợp khác cho con người. Nguyên nhân:
Do sập nhà, đất đá hoặc vật cứng rơi đè làm vỡ sọ, ngực, bụng, dập nát
chi, chảy máu trong, chảy máu ngoài, ngã từ trên cao xuống.
Do bị ngạt thở vì đất cát vùi kín, hít thở nhiều bụi, khói khí các vụ cháy,
thành ngực bị chèn ép.

21. 12
Ngoài các trường hợp tử vong, con người cũng có thể bị chấn thương đa
dạng với nhiều tổn thương kết hợp: do bị va đập, rách xước, tổn thương vùng
đầu, chấn thương chi trên, hội chứng đè ép chi thể kéo dài, nhiễm trùng vết
thương.…
1.2.2. Ứng xử của kết cấu khung BTCT khi chịu tải trọ độ đất
1.2.1.1. Khung BTCT
Khung BTCT là kết cấu chính chịu tải trọng động đất. Chấn động do
động đất làm phát sinh ra lực quán tính cho công trình, lực này tỉ lệ với
khối lượng. Đối với một công trình dân dụng thì khối lượng tập trung ở cao
trình của sàn nên lực quán tính phát sinh và phát triển chủ yếu là tại cao trình
sàn. Những lực này truyền qua dầm, sàn xuống tường, cột và cuối cùng xuống
móng để truyền tải trọng vào nền đất. ực ngang do động đất gây ra tăng dần
theo độ giảm chiều cao công trình, tại đỉnh thì lực ngang do động đất gây ra
là cực tiểu còn tại chân cột, tường tầng trệt thì cực đại.
1 2 2 2 S ờng xây
Trong nhà nhiều tầng có thể dùng hệ dầm - sàn hay hệ sàn không dầm.
Với hệ dầm-sàn nếu dầm bị uốn do tải trọng thẳng đứng thì những tấm sàn cũng
sẽ uốn chung với dầm. Khi dầm dịch chuyển cùng với cột theo phương ngang
sàn kéo theo dầm cùng chuyển động với nó. Trong hầu hết mọi công trình thì
biến dạng hình học của sàn không đáng kể theo phương ngang, vì ứng xử của
sàn được xem là một tấm cứng tuyệt đối theo phương ngang.
Dưới tác động của lực ngang thì cột dịch chuyển theo phương lực tác
dụng, trong khi tường xây có khuynh hướng chống lại sự dịch chuyển này bởi vì
chúng có trọng lượng lớn và bề dày tường lớn cho nên tường chịu tác dụng
những lực ngang khá lớn. Bên cạnh đó khối xây là loại vật liệu dòn nên dễ phát
sinh vết nứt và phá hoại

22. 13
Hình 1.2 Hệ ứ ớp ảm ấ (Nguồn Iternet)
Độ cứng của tấm tường có thể được tăng cường bằng mác vữa, các lớp
hồ no vữa, có thể làm giảm khoảng hở giữa chúng với khung nhà. Tuy vậy nếu
một tấm tường được thiết kế không hợp lý về chiều cao và chiều dài so với bề
dày của nó có thể dẫn đến sự sụp đổ ngoài mặt phằng tường gây ra nguy hiểm.
Hơn nữa, việc đặt tường không hợp lý có thể gây ra hiện tượng xoắn và giảm
yếu khung giống như hiện tượng “cột ngắn”.
1.2.2.3. Nội l c c a công trình khi chịu t i trọ ộ t
Dưới tác dụng của tải trọng trọng lực thẳng đứng làm cho dầm bị uốn và
gây ra sự căng thớ tại các vị trí khác nhau. Thông thường thì dầm bị căng thớ
dưới tại giữa dầm và căng thớ trên tại 2 đầu dầm. Trong khi đó tải trọng động
đất tác động theo phương ngang làm cho dầm, cột căng thớ ngược lại so với
tải trọng thẳng đứng tức là momen uốn do tải trọng động đất sinh ra ngược lại
so với momen do tải trọng thẳng đứng gây ra cho công trình đặc biệt tại 2 đầu
của dầm. Độ lớn của momen do động đất gây ra có thể lớn hơn momen do
trọng lực gây nên dẫn đến đầu dầm bị căng thớ chịu nén khi xảy ra động đất.

23. 14
Hình 1.3 Biến dạng kết cấu khi độ đất xảy ra (Nguồn Iternet)
Để an toàn cho công trình thì cột phải được thiết kế khỏe hơn dầm và liên
kết dầm cột nên là liên kết cứng để khi có động đất thì sự phá hoại bắt đầu ở
dầm trước. Khi dầm được thiết kế có nhiều tính dẻo ngôi nhà có thể biến dạng
lớn và khi phá hoại dầm đạt đến trạng thái dẻo trước cột. Sự phá hoại của dầm
sẽ chỉ làm công trình hư hại tại một số tầng cụ thể mà không làm phá hoại,
sập toàn bộ công trình và có thể sửa chữa được sau đó. Còn nếu thiết kế cột yếu
hơn dầm thì cột sẽ chịu phá hoại cục bộ tại 2 đầu cột. Sự phá hoại cục bộ ở cột
có thể dẫn đến sự sập đổ của toàn bộ công trình cho dù sàn dầm, cột tầng trên
không bị phá hoại.
Hình 1.4 Khớp dẻo giảm chấn cho công trình (Nguồn Iternet)
Khớp dẻo

24. 15
CHƯ NG 2. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CHỊU TẢI
TRỌNG ĐỘNG ĐẤT VÀ THỰC TRẠNG MỘT SỐ CÔNG TRÌNH ĐÃ
THI CÔNG XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ
QUẢNG NGÃI
2.1. Tính toán tải trọ độ đất
2.1.1. Biểu diễn tổng quát củ độ độ đất
- Chuyển động động đất tại một điểm cho trước trên bề mặt được biểu
diễn bằng phổ phản ứng gia tốc đàn hồi, gọi tắt là „„phổ phản ứng đàn hồi”.
- Dạng của phổ phản ứng đàn hồi được lấy như nhau đối với hai mức tác
động động đất với yêu cầu không sụp đổ (trạng thái cực hạn - tác động động đất
thiết kế) và đối với yêu cầu hạn chế hư hỏng.
- Tác động động đất theo phương nằm ngang được mô tả bằng hai thành
phần vuông góc được xem là độc lập và biểu diễn bằng cùng một phổ phản ứng.
- Đối với ba thành phần của tác động động đất, có thể chấp nhận một hoặc
nhiều dạng khác nhau của phổ phản ứng, phụ thuộc vào các vùng nguồn và độ
lớn động đất phát sinh từ chúng.
- Ở những nơi chịu ảnh hưởng động đất phát sinh từ các nguồn rất khác
nhau, khả năng sử dụng nhiều hơn một dạng phổ phản ứng phải được xem xét để
có thể thể hiện đúng tác động động đất thiết kế. Trong những trường hợp như
vậy, thông thường giá trị của ag cho từng loại phổ phản ứng và từng trận động
đất sẽ khác nhau.
- Đối với các công trình quan trọng (l >1) cần xét các hiệu ứng khuếch
đại địa hình.
- Có thể biểu diễn chuyển động động đất theo hàm của thời gian.
- Đối với một số loại công trình, có thể xét sự biến thiên của chuyển động
nền đất trong không gian cũng như theo thời gian.
2.1.2. Phổ thiết kế không thứ nguyên dùng cho phân í đà ồi
Đối với các thành phần nằm ngang của tác động động đất, phổ thiết kế
không thứ nguyên ( )
d
S T được xác định bằng các công thức sau:

25. 16
2 2,5 2
0 : ( ) . . .( )
3 3
g
d
B
B
a T
T T S T S
g T q
 
    
 
 
(2.1)
2.5
: ( ) . .
g
d
B C
a
T T T S T S
g q
   (2.2)
2,5
. . .
: ( )
g C
d
C D
g
a T
S
g q T
T T T S T
a
g





  
 


(2.3)
2
.
2,5
. . .
: ( )
g C D
D d
g
a T T
S
g q T
T T S T
a
g

  

  
 

 
 


(2.4)
Trong đó:
S, TB, TC, và TD xác định theo bảng 2.1
T – Chu kỳ dao động của hệ
β = 0,2 (hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương ngang)
Bảng 2.1 - Giá trị của các tham s S, TB, TC, và TD
(Nguồn: Bảng 3.2, 3.2.2.2 – TCVN 9386:2012)
Loại nề đất S TB (s) TC (s) TD (s)
A 1,0 0,15 0,4 2,0
B 1,2 0,15 0,5 2,0
C 1,15 0,20 0,6 2,0
D 1,35 0,20 0,8 2,0
E 1,4 0,15 0,5 2,0
2 1 3 C p ươ p p í o ải trọ độ đất
2.1.3.1. P ơ p p phân tích ĩ ơ ơ
a. ều ki n áp dụng
Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương có thể áp dụng cho
các nhà và công trình mà phản ứng của nó không chịu ảnh hưởng đáng kể bởi

26. 17
các dạng dao động bậc cao hơn dạng dao động cơ bản trong mỗi phương chính.
Cụ thể phải thỏa mãn cả hai điều kiện sau:
+ Các chu kỳ dao động cơ bản T1 theo hai hướng chính nhỏ hơn các giá trị
sau:




s
T
T c
0
,
2
.
4
1
Trong đó Tc xác định theo bảng 2.1.
+ Thỏa mãn những tiêu chí về tính đều đặn theo mặt đứng (Theo …..
b X ịnh l c cắ
- Theo mỗi phương nằm ngang được phân tích, lực cắt đáy động đất Fb
được xác định theo biểu thức sau:
Fb = 1
( ).W.
d
S T  (2.5)
Trong đó:
1
( )
d
S T : Tung độ của phổ thiết kế không thứ nguyên tại chu kỳ T1;
T1: Chu kỳ dao động cơ bản của nhà do chuyển động ngang theo phương
đang xét;
W: Tổng khối lượng của nhà và công trình ở trên móng hoặc ở trên đỉnh
của phần cứng phía dưới;
: Hệ số hiệu chỉnh, lấy như sau:
 = 0,85 nếu T1 ≤ 2.TC với nhà có trên 2 tầng;
 = 1,0 với các trường hợp khác.
c. Phân b l ộ t nằm ngang
+ Tác động động đất phải được xác định bằng cách đặt các lực ngang Fi
vào tất cả các tầng ở hai mô hình phẳng, tính bằng:
.W
.
.W
i i
i b
j j
s
F F
s


(2.6)
Trong đó:
Fi: Lực ngang tác dụng tại tầng thứ i;

27. 18
Fb: Lực cắt đáy do động đất tính theo (2.5);
si, sj: Chuyển vị của các khối lượng Wi, Wj trong dạng dao động cơ bản
mi, mj: Khối lượng của các tầng.
+ Khi dạng dao động cơ bản được lấy gần đúng bằng các chuyển vị ngang
tăng tuyến tính dọc theo chiều cao của nhà, lực ngang Fi (đặt tại cao trình tập
trung của trọng lượng Wi) tính bằng:
.W
.
.W
i i
i b
j j
z
F F
z


(2.7)
Trong đó:
zi, zj: Chuyển vị của các khối lượng Wi, Wj trong dạng dao động cơ bản
2.1.3.2 P ơ p p phân tích phổ ph n ng
Phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động là phương pháp động lực
học kết cấu sử dụng phổ phản ứng động lực của tất cả các dạng dao động ảnh
hưởng đến phản ứng tổng thể của kết cấu. Phổ phản ứng của các dạng dao động
được xác định dựa trên tọa độ của các đường cong phổ phản ứng thích hợp với
các chu kỳ dao động riêng tương ứng.
a ều ki n áp dụng
Phương pháp phân tích phổ phản ứng là phương pháp có thể áp dụng cho
tất cả các loại nhà (theo 4.3.3.1 (3b) TCVN 9386:2012)
b. S dạ d ộng cầ é n
+ Phải xét đến phản ứng của tất cả các dao động góp phần đáng kể vào
phản ứng tổng thể của công trình. Điều này có thể được thỏa mãn nếu đạt được
một trong hai điều kiện sau:
- Tổng trọng lượng hữu hiệu của các dạng dao động (mode) được xét
chiếm ít nhất 90% tổng trọng lượng kết cấu.
- Tất cả các dạng dao động (mode) có trọng lượng hữu hiệu lớn hơn 5%
của tổng trọng lượng đều được xét đến.

28. 19
Trọng lượng hữu hiệu W tương ứng với dạng dao động thứ i, được xác
định sao cho lực cắt đáy Fbi, tác động theo phương tác động của lực động đất có
thể biểu diễn dưới dạng 1
( ).W
d
bi
F S T
 , trong đó 1
( )
d
S T là phổ thiết kế không
thứ nguyên ứng với chu kỳ dao động riêng thứ i.
+ Nếu điều kiện (a) không thỏa mãn (dao động xoắn góp phần đáng kể)
thì số lượng tối thiểu các dao động k (các mode k) cần được xét đến trong tính
toán khi phân tích không gian cần thỏa mãn cả 2 điều kiện sau:
3
k n
 (2.8)
Và 0,2
k
T s
 (2.9)
Trong đó:
k: Số dạng dao động cần được xét đến trong tính toán.
n: Số tầng ở trên móng hoặc đỉnh của phần cứng phía dưới.
Tk: Chu kỳ dao động riêng tương ứng với dạng dao động k.
c. Quy trình tính toán
+ Xác định các chu kỳ và dạng dao động riêng của nhà.
+ Xác định phổ thiết kế không thứ nguyên 1
( )
d
S T của nhà ứng với từng
dạng dao động theo các công thức từ (2.1) đến (2.4) mục 2.1.2.
+ Xác định tổng lực cắt tại chân công trình tương ứng với dạng dao động
thứ i theo phương X theo công thức sau:
, 1 ,
( ).W
d
X i X i
F S T
 (2.10)
Trong đó:
,
X i
F : Lực cắt đáy dạng dao động thứ I, xét theo phương X (phương
Y tương tự);
,
WX i : Trọng lượng hữu hiệu (theo phương X trên mặt bằng,
phương Y tương tự) tương ứng với dạng dao động thứ i, xác định theo
công thức sau:

29. 20
2
,
1
,
2
,
1
.W
W
.W
n
i j j
j
X i n
i j j
j
X
X


 
 
 



(2.11)
Trong đó:
n: Tổng bậc tự do (số tầng) xét theo phương X (phương Y tương tự)
Xi,j: Chuyển vị theo phương X trên mặt bằng tại điểm đặt trọng lượng thứ
j của dạng dao động thứ i;
Wj: Trọng lượng tập trung tại tầng thứ j của công trình
+ Phân phối tải trọng ngang lên các cao trình tầng của tổng lực cắt tại
chân công trình tương ứng với dạng dao động thứ i theo phương X, như sau:
,
,
,
,
1
.W
F
.W
X i
i j j
j
X i n
i l j
j
X
F
X



(2.12)
Trong đó:
Fj
X,i: Lực ngang tác dụng lên tầng thứ j theo phương X ứng với dạng dao
động riêng thứ i;
Wj , Wj: Trọng lượng tập trung tại tầng thứ i, j của công trình;
Xi,j , Xi,l: Chuyển vị theo phương X tại điểm đặt trọng lượng thứ j và l của
dạng dao động thứ i;
+ Tổ hợp các dạng dao động cần xét (k)
- Phản ứng ở hai dạng dao động i và j (kể cả các dạng dao động tịnh tiến
và xoắn) có thể xem là độc lập với nhau, nếu các chu kỳ Ti và Tj thỏa mãn điều
kiện sau:
Tj ≤ 0,9 . Ti (2.13)
- Khi các dạng dao động đang xét độc lập tuyến tính thì giá trị lớn nhất EE
(nội lực, chuyển vị) của hệ quả tác động động đất có thể lấy bằng:

30. 21
2
1
E
k
E i
i
E

  (2.14)
Trong đó:
EE là hệ quả tác động động đất đang xét (lực, chuyển vị, v.v…);
EEi là giá trị của hệ quả tác động động đất này do dạng dao động
thứ i gây ra.
- Trong trường hợp phản ứng của hai dạng dao động i và j không độc lập
với nhau theo điều kiện (2.13) thì giá trị lớn nhất của tác động động đất EE
,
1 1
E
k k
E i j i j
i j
r E E
 
  (2.15)
Trong đó, ri,j xác định như sau:
 
     
3/2
, 2
2 2 2 2 2
8 .
1 4 1 4
i j i j
i j
i j i j
r
    
       


    
(2.16)
Trong đó: /
j i
T T
 
,
i j
  : hệ số cản nhớt lấy bằng 0,05 (5%)
2.2. Thiết kế công trình chị độ đất
2.2.1. Những nguyên tắ ơ bản
2.2.1.1. ơ n về k t c u
- Tính đơn giản về kết cấu đặc trưng bởi các đường truyền lực động đất
trực tiếp và rõ ràng, là một mục tiêu quan trọng vì sự mô hình hóa, sự phân tích,
xác định kích thước, cấu tạo và cách thi công công trình càng đơn giản thì càng
đỡ thiếu tin cậy. Vì thế việc dự đoán ứng xử kháng chấn càng tin cậy.
2 2 1 2 ồ ề i x ĩ a k t c u
- Tính đồng đều trong mặt bằng đặc trưng bởi sự phân bố đều các cấu
kiện chịu lực cho phép truyền trực tiếp và nhanh chóng các lực quán tính sinh ra.
Tính đồng đều có thể tạo ra bằng cách chia nhỏ công trình thành các đơn nguyên
độc lập về mặt động lực nhờ các khe kháng chấn.

31. 22
- Tính đồng đều theo mặt đứng của công trình cũng quan trọng, vì nó có
xu hướng loại trừ sự xuất hiện của các vùng nhạy cảm, tại đó sự tập trung ứng
suất hoặc yêu cầu có độ dẻo kết cấu lớn có thể sớm gây nên sự sụp đổ.
- Mối quan hệ chặt chẽ giữa sự phân bố khối lượng và sự phân bố độ bền
và độ cứng sẽ loại trừ được sự lệch tâm lớn giữa khối lượng và độ cứng.
- Nếu kết cấu của ngôi nhà đối xứng hoặc gần đối xứng, phương pháp
thích hợp nhất để đạt tính đồng đều là bố trí các cấu kiện đối xứng và phân bố
chúng đồng đều trong mặt bằng.
- Sử dụng các cấu kiện chịu lực được phân bố đều đặn sẽ làm tăng bậc
siêu tĩnh, cho phép phân bố lại nội lực một cách có lợi hơn và tiêu tán năng
lượng dàn trải trên toàn bộ công trình.
2.2.1.3. K t c ó ộ c ộ bề e 02 p ơ
- Chuyển động động đất theo phương ngang diễn ra theo hai phương
vuông góc vì thế kết cấu công trình phải có khả năng chịu được các tác động
ngang theo bất kỳ phương nào.
- Các cấu kiện chịu lực cần bố trí theo hai phương vuông góc nhau trong
mặt bằng, để bảo đảm các đặc trưng về độ cứng và độ bền tương tự nhau theo cả
hai phương chính.
- Việc lựa chọn các đặc trưng độ cứng của công trình, trong khi tìm cách
giảm thiểu các hệ quả của tác động động đất (có tính đến các đặc trưng cụ thể
của động đất tại địa điểm xây dựng) cũng cần hạn chế sự phát triển các chuyển
vị quá lớn có thể dẫn tới sự mất ổn định do những hiệu ứng bậc hai hoặc do các
hư hỏng nghiêm trọng.
2.2.1.4. K t c ó ộ c ộ bền ch ng xoắn
Ngoài độ cứng và độ bền theo phương ngang, kết cấu nhà cần có độ cứng
và độ bền chống xoắn phù hợp nhằm hạn chế sự phát triển của những chuyển vị
xoắn có xu hướng gây ra các ứng suất không đều trong các cấu kiện chịu lực
khác nhau. Nhằm mục đích đó, việc bố trí các cấu kiện kháng chấn chính gần
với chu vi của nhà là rất có lợi.

32. 23
2.2.1.5. Sàn tầng có ng xử m c ng
- Trong ngôi nhà, các sàn (kể cả sàn mái) đóng một vai trò rất quan trọng
trong sự làm việc tổng thể của kết cấu chịu động đất. Chúng làm việc như những
tấm cứng ngang, tiếp nhận và truyền các lực quán tính sang hệ kết cấu thẳng
đứng và bảo đảm cho các hệ thống này cùng nhau làm việc khi chịu tác động
động đất theo phương ngang. Tác động của sàn như tấm cứng có tác dụng đặc
biệt trong trường hợp hệ kết cấu thẳng đứng là phức tạp và không đều đặn, hoặc
trong trường hợp sử dụng đồng thời các hệ kết cấu có các đặc trưng biến dạng
theo phương ngang khác nhau (ví dụ như trong hệ ghép hoặc hỗn hợp).
- Các hệ sàn và mái cần có độ bền và độ cứng trong mặt phẳng, có sự liên
kết hiệu quả với các hệ kết cấu thẳng đứng. Đặc biệt cần quan tâm đến các
trường hợp có cấu hình rời rạc hoặc kéo rất dài trong mặt phẳng và trường hợp
có những lỗ mở lớn trên sàn, đặc biệt khi các lỗ mở này nằm gần với các cấu
kiện thẳng đứng chính làm giảm hiệu quả của mối nối giữa kết cấu theo phương
ngang và phương đứng.
- Các tấm cứng cần có đủ độ cứng trong mặt phẳng để phân bố các lực
quán tính ngang tới hệ kết cấu thẳng đứng chịu tải phù hợp với những giả thiết
tính toán, đặc biệt khi có những thay đổi đáng kể về độ cứng hoặc có phần nhô
ra thụt vào của cấu kiện thẳng đứng phía trên và phía dưới tấm cứng.
2.2.1.6. Nhà có móng thích h p
- Đối với tác động động đất, việc thiết kế và thi công móng và sự liên kết
với kết cấu bên trên phải bảo đảm toàn bộ công trình chịu kích động động đất
đồng đều.
- Đối với kết cấu bao gồm một số tường chịu lực rời rạc, có thể khác nhau
về độ cứng và chiều rộng, thường chọn hệ móng cứng, kiểu hộp hoặc kiểu nhiều
ngăn, gồm một bản đáy và một bản nắp.
- Đối với nhà và công trình có những cấu kiện móng độc lập (móng đơn
hoặc móng cọc), nên dùng bản giằng móng hoặc dầm giằng móng liên kết các

33. 24
cấu kiện này theo hai hướng chính tuân thủ các quy định tại điều 5.4.1.2 TCVN
9386:2012.
2.2.2. Tiêu chí về í đề đặn của kết cấu
2.2.2.1. Tiêu chí về ề ặn trong mặt bằng
- Về độ cứng ngang và sự phân bố khối lượng, nhà phải gần đối xứng
trong mặt bằng theo hai trục vuông góc.
- Mỗi sàn phải được giới hạn bằng một đa giác lồi. Nếu trong mặt bằng có
các chỗ lõm (góc lõm vào hoặc các hốc), tính đều đặn trong mặt bằng vẫn được
xem là thỏa mãn nếu các chỗ lõm đó không ảnh hưởng tới độ cứng trong mặt
bằng của sàn và với mỗi chỗ lõm, diện tích giữa biên ngoài của sàn và đa giác
lồi bao quanh sàn không vượt quá 5 % diện tích sàn.
- Độ cứng trong mặt phẳng của sàn phải khá lớn so với độ cứng ngang của
các cấu kiện thẳng đứng chịu lực, để biến dạng của sàn ít ảnh hưởng tới sự phân
bố lực giữa các cấu kiện thẳng đứng chịu lực.
- Độ mảnh  = Lmax/Lmin của mặt bằng nhà và công trình không được lớn
hơn 4, trong đó Lmax và Lmin là kích thước lớn nhất và bé nhất của mặt bằng nhà
theo hai phương vuông góc.
- Tại mỗi tầng và đối với mỗi hướng tính toán x và y, độ lệch tâm kết cấu
e0 và bán kính xoắn r phải thỏa mãn 2 điều kiện dưới đây, các điều kiện này viết
cho phương y:
e0x ≤ 0,30 . rx (2.17)
rx ≥ ls (2.18)
Trong đó:
e0x: Khoảng cách giữa tâm cứng và tâm khối lượng, theo phương x, vuông
góc với hướng tính toán đang xét;
rx: Căn bậc hai của tỉ số giữa độ cứng xoắn và độ cứng ngang theo
phương y (“bán kính xoắn");
ls : Bán kính quán tính của khối lượng sàn trong mặt bằng.

34. 25
Đối với mỗi tầng riêng lẻ của nhà cho phép xác định tâm độ cứng ngang
và bán kính xoắn trên cơ sở các momen quán tính của các mặt cắt ngang của cấu
kiện thẳng đứng, bỏ qua ảnh hưởng của các cấu kiện dầm:
 
. .
x
.
y
cs
y
x E I
E I


,
 
. .
y
.
x
cs
x
y E I
E I

 (2.19)
 
 
2 2
. .
r
.
y x
x
y
x EI y EI
E I




,
 
 
2 2
. .
r
.
y x
y
x
x EI y EI
E I




(2.20)
2.2.2.2. Tiêu chí về ề ặn trong mặ ng
- Tất cả các hệ kết cấu chịu tải trọng ngang như lõi, tường hoặc khung,
phải liên tục từ móng tới mái của nhà hoặc tới đỉnh của vùng có giật cấp của nhà
nếu có giật cấp tại các độ cao khác nhau.
- Cả độ cứng ngang lẫn khối lượng của các tầng riêng rẽ phải giữ nguyên
không đổi hoặc giảm từ từ, không thay đổi đột ngột từ móng tới đỉnh nhà đang
xét.
- Trong các nhà khung, tỷ số giữa độ bền thực tế và độ bền yêu cầu theo
tính toán của tầng không được thay đổi một cách không cân xứng giữa các tầng
liền kề.
a) b) Giật cấp nằm trên mức 0,15 x H
c) Giật cấp nằm dưới mức 0,15H d)

35. 26
50
,
0
3
1


L
L
L 30
,
0
2


L
L
L
; 10
,
0
1
2
1


L
L
L
Hình 2.1 - Các tiêu chí của nhà có gi t cấp ( Nguồn TCVN 9386-2012)
- Khi có giật cấp thì áp dụng các quy định bổ sung sau:
+ Đối với các giật cấp liên tiếp mà vẫn giữ được tính đối xứng trục, sự
giật cấp tại bất kỳ tầng nào cũng không được lớn hơn 20 % kích thước của mặt
bằng kề dưới theo hướng giật cấp (Hình 2.1.a và 2.1.b);
- Đối với giật cấp một lần nằm trong phần thấp hơn 15 % chiều cao H của
hệ kết cấu chính kể từ móng, kích thước chỗ lùi vào không được lớn hơn 50%
kích thước mặt bằng ngay phía dưới (Hình 2.1.c). Trong trường hợp này, kết cấu
của vùng đáy trong phạm vi hình chiếu đứng của các tầng phía trên cần được
thiết kế để chịu được ít nhất 75 % các lực cắt ngang có thể sinh ra ở vùng này
trong một công trình tương tự nhưng có đáy không mở rộng.
- Nếu các giật cấp không giữ được tính đối xứng, tổng kích thước của các
giật cấp ở mỗi mặt tại tất cả các tầng không được lớn hơn 30 % kích thước mặt
bằng tầng trệt hoặc mặt bằng trên đỉnh của phần cứng phía dưới và kích thước
của mỗi giật cấp không được lớn hơn 10 % kích thước mặt bằng liền dưới (Hình
2.1.d).
2.2.3. Chọn cấu hình kết cấu hợp lý
Cấu hình kết cấu là một trong những yếu tố quyết định, là nhân tố có ảnh
hưởng mạnh đến sự làm việc kháng chấn của kết cấu. Cấu hình kết cấu tồi có thể
dẫn đến tình trạng tập trung ứng suất nghiêm trọng.

36. 27
Một số cấu hình kết cấu nên dùng
TT Không nên dùng Nên dùng
1 Khe kháng chấn:  
d,1 1 d,2 2
. .
k k
  
 
d,1
 - Chuyển vị đàn hồi của công trình
i tại đỉnh
i
k - Hệ số ứng xử của công trình i
2
 
0 0 3cm
  
Chiều cao các tầng như nhau, gia
cường công trình mềm
3
Tăng cứng + tăng cường độ tầng trệt
4
Thay đổi đột ngột độ cứng trên mặt
bằng
Khe kháng chấn: d,i. i
k
 
 

37. 28
TT Không nên dùng Nên dùng
5
Công trình có dạng bất đối xứng trên
mặt bằng
Khe kháng chấn: d,i. i
k
 
  hoặc gia
cường vùng tiếp nối giữa các kết cấu
6
Độ cứng khác nhau rõ rệt theo 2
phương
Độ cứng đồng đều theo 2 phương
7
Độ cứng bằng nhau theo 2 phương
Độ cứng khác nhau theo 2 phương
(khác nhau về chu kỳ dao động)
8
Tác dụng chống xoắn của vách nhỏ Tăng tác dụng chống xoắn của vách
9

38. 29
Cột không liên tục:
+ Nút α, β dễ chuyển vị;
+ Nút γ, δ có hiện tượng tập trung ứng
suất
Cột liên tục
10
Dầm khỏe, cột yếu. Dầm chịu cắt, cơ
chế phá hỏng tại cột
Cột khỏe, dầm yếu. Dầm chịu uốn, cơ
chế phá hỏng tại dầm
2.3. Một s yêu cầu cấu tạo
Đối với kết cấu bêtông được thiết kế chịu động đất, tùy theo khả năng tiêu
tán năng lượng trễ của chúng, được phân thành hai cấp dẻo kết cấu: trung bình
và cao. Cả hai cấp dẻo kết cấu này tương ứng với nhà được thiết kế, chỉ định
kích thước và cấu tạo theo những điều khoản kháng chấn cụ thể, cho phép kết
cấu phát triển các cơ cấu ổn định cùng với sự làm tiêu tán lớn năng lượng trễ khi
chịu tải trọng có chu kỳ, mà không xảy ra phá hoại giòn.
Trong phạm vi luận văn, tác giả trình bày các yêu cầu kích thước và cấu
tạo cho trường hợp cấp dẻo kết cấu trung bình.
2.3.1. Yêu cầu về v t liệu à í ước
2.3.1.1. Yêu cầu về v t li u
- Bê tông có cấp độ bền thấp hơn so với C16/20 không được sử dụng
trong các cấu kiện kháng chấn chính.
- Ngoại trừ cốt đai kín và đai móc, chỉ có thép thanh có gờ mới được sử
dụng làm cốt trong vùng tới hạn của cấu kiện kháng chấn chính.
- Trong vùng tới hạn của cấu kiện kháng chấn chính, phải sử dụng cốt
thép thuộc loại B hoặc C trong EN 1992-1-1:2004, Bảng C.1.

39. 30
2.3.1.2. Yêu cầu về k ớc hình học
a. Dầm
- Khoảng cách giữa các trục đi qua trọng tâm của dầm và cột cần được
hạn chế nhỏ hơn bc/4, trong đó bc là kích thước cạnh lớn nhất tiết diện ngang của
cột vuông góc với trục dọc dầm.
- Chiều rộng bw của dầm kháng chấn chính:
bw ≤ min {bc + hw; 2bc} (2.21)
Trong đó:
hw là chiều cao của dầm và bc là kích thước cạnh lớn nhất tiết diện ngang
của cột vuông góc với trục dọc dầm.
b. Cột
Kích thước tiết diện ngang của cột kháng chấn chính không nên nhỏ hơn
1/10 của khoảng cách lớn nhất giữa điểm uốn và các đầu mút của cột, đối với
trường hợp uốn trong phạm vi mặt phẳng song song với kích thước cột.
c ờng có tính dẻo k t c u
Bề dày của tường, bw0:
bw0 ≥ max {0,15; hs/20} (2.22)
Trong đó:
hs : Chiều cao thông thủy của tầng nhà.
d. i với dầm ỡ các k t c u thẳ ng không liên tục
- Tường chịu lực không được tựa lên dầm hoặc bản sàn.
- Đối với dầm kháng chấn chính đỡ cột không kéo dài xuống quá dầm:
+ Không được có độ lệch tâm nào của trục cột so với trục của dầm;
+ Dầm phải được tựa trên ít nhất là hai gối đỡ trực tiếp (tường hoặc cột)
2.3.2. Kiểm tra và yêu cầu về cấu tạo
2.3.2.1. Dầm
a. Kh ă ịu u n và chịu cắt
- Cốt thép trên của các tiết diện đầu mút của dầm kháng chấn chính có tiết
diện hình chữ T hoặc chữ L cần được bố trí chủ yếu trong phạm vi chiều rộng

40. 31
phần bụng. Chỉ một phần trong số cốt thép này có thể đặt bên ngoài phạm vi
chiều rộng phần bụng dầm, nhưng trong phạm vi chiều rộng làm việc của bản
cánh beff.
- Chiều rộng hữu hiệu của bản cánh beff:
+ Với dầm kháng chấn chính liên kết với các cột biên: chiều rộng hữu
hiệu của bản cánh beff được lấy bằng chiều rộng bc của tiết diện cột khi không có
dầm cắt ngang nó (Hình 2.2b), hoặc bằng chiều rộng này tăng lên một lượng 2hf
ở mỗi bên dầm khi có một dầm khác có cùng chiều cao cắt ngang nó (Hình
2.2a).
+Với dầm kháng chấn chính liên kết với các cột trong, các chiều rộng nêu
trên có thể được tăng lên một lượng 2hf ở mỗi bên dầm (Hình 2.2c và d).
Hình 2.2 Chiều rộng hữu hiệu của bản cánh dầm liên kết với cột tạo thành
khung( Nguồn TCVN 9386-2012)
b. C u tạo dầm kháng ch n chính ể m b ộ dẻo k t c u cục bộ
- Các vùng của dầm kháng chấn chính có chiều dài lcr = hw (trong đó hw là
chiều cao của dầm) tính từ tiết diện ngang đầu mút dầm liên kết vào nút dầm -
cột, hoặc từ cả hai phía của bất kỳ tiết diện ngang nào có khả năng chảy dẻo
trong tình huống thiết kế chịu động đất, được coi là vùng tới hạn.
- Trong các dầm kháng chấn chính đỡ các cấu kiện thẳng đứng không liên
tục, các vùng trong phạm vi một khoảng bằng 2hw ở mỗi phía của cấu kiện thẳng
đứng được chống đỡ được xem là vùng tới hạn.

41. 32
- Tại vùng nén, cần bố trí thêm không dưới một nửa lượng cốt thép đã bố
trí tại vùng kéo, ngoài những số lượng cốt thép chịu nén cần thiết khi kiểm tra
trạng thái cực hạn của dầm trong tình huống thiết kế chịu động đất.
- Hàm lượng cốt thép  của vùng kéo không được vượt quá giá trị max:
yd
cd
d
sy 


 .
0018
,
0
'
.
max





(2.23)
Với  và ': hàm lượng cốt thép của vùng kéo và vùng nén, được lấy theo
bd (là chiều rộng của cánh chịu nén của dầm). Nếu như vùng kéo bao gồm cả
bản sàn, thì lượng cốt thép sàn song song với dầm trong phạm vi chiều rộng hữu
hiệu của bản cánh được kể đến trong .
- Dọc theo toàn bộ chiều dài của dầm kháng chấn chính, hàm lượng cốt
thép của vùng kéo  không được nhỏ hơn giá trị tối thiểu min sau đây:











yk
ctm
.
5
,
0
min
 (2.24)
- Trong phạm vi các vùng tới hạn của dầm kháng chấn chính, bố trí cốt
đai thỏa mãn những điều kiện sau đây:
+ Đường kính dbw của các thanh cốt đai không được nhỏ hơn 6;
+ Khoảng cách cốt đai không được vượt quá:
s = min {hw/4; 24dbw; 225; 8dbL} (2.25)
Trong đó:
dbL : Đường kính thanh thép dọc nhỏ nhất;
hw : Chiều cao tiết diện của dầm.
+ Cốt đai đầu tiên cách tiết diện mút dầm không quá 50 mm.
Hình 2.3. C t thép ngang vùng tới hạn của dầm( Nguồn TCVN 9386-2012)

42. 33
2.3.2.2. Cột
a. Kh ă ịu l c
- Kiểm tra uốn theo hai phương có thể được đơn giản hóa bằng cách tiến
hành kiểm tra riêng rẽ theo từng phương, với khả năng chịu mômen uốn một
trục được giảm đi 30%.
- Trong các cột kháng chấn chính, giá trị của lực dọc thiết kế qui đổi d
không được vượt quá 0,65.
b. C u tạo cột kháng ch ể m b ộ dẻo k t c u cục bộ
- Tổng hàm lượng cốt thép dọc 1 không nhỏ hơn 0,01 và không vượt quá
0,04. Trong các tiết diện đối xứng cần bố trí cốt thép đối xứng ( = ').
- Phải bố trí ít nhất một thanh trung gian giữa các thanh thép ở góc dọc
theo mỗi mặt cột để bảo đảm tính toàn vẹn của nút dầm-cột.
- Các vùng trong khoảng cách lcr kể từ cả hai tiết diện đầu mút của cột
kháng chấn chính được xem là các vùng tới hạn.
- Chiều dài vùng tới hạn lcr có thể được tính toán từ biểu thức sau đây:
lcr = max {hc; lcl/6; 0,45} (m) (2.26)
Trong đó:
hc : Kích thước lớn nhất tiết diện ngang của cột;
lcl : Chiều dài thông thủy của cột.
- Nếu lcl/hc < 3, toàn bộ chiều cao của cột kháng chấn chính phải được
xem là một vùng tới hạn và phải đặt cốt thép theo quy định.
- Trên toàn bộ tiết diện ngang, bố trí hàm lượng cốt đai để đảm bảo hạn
chế biến dạng bêtông không lớn hơn cu2 = 0,0035. Sự bó chặt lõi bêtông phải
đảm bảo theo điều kiện sau:
035
,
0
.
30
0
, 









b
bc
d
sy
d
wd 


  (2.27)
Trong đó:
wd : Tỷ số thể tích cơ học áp dụng trong phạm vi các vùng tới hạn có cốt
đai hạn chế biến dạng được tính theo biểu thức sau:

43. 34
 : Giá trị yêu cầu của hệ số dẻo kết cấu khi uốn;
d : Lực dọc thiết kế qui đổi (d = NEd/Ac fcd);
sy,d : Giá trị thiết kế của biến dạng cốt thép chịu kéo tại điểm chảy;
hc : Chiều cao tiết diện ngang toàn phần;
h0 : Chiều cao của phần lõi có cốt đai hạn chế biến dạng;
bc : Chiều rộng tiết diện ngang toàn phần;
b0 : Chiều rộng của lõi có cốt đai hạn chế biến dạng;
 là hệ số hiệu ứng hạn chế biến dạng,  = ns,
+ Với tiết diện ngang hình chữ nhật:
 = 1 - bi
2
/(6b0h0) (2.28a)



















0
0 2
1
2
1
h
s
b
s
s
 (2.29a)
Trong đó:
n : Tổng số thanh thép dọc được cố định theo phương nằm ngang bằng
thép đai kín hoặc đai móc;
bi : Khoảng cách giữa các thanh thép liền kề.
+ Với các tiết diện ngang hình tròn có cốt đai và đường kính của lõi có cốt
đai hạn chế biến dạng D0 (tính tới đường tâm của cốt đai):
n = 1 (2.28b)
2
0
2
1 









D
s
s
 (2.29b)
+ Với tiết diện ngang hình tròn dùng cốt đai vòng xoắn ốc:
n = 1 (2.28c)










0
2
1
D
s
s
 (2.29c)

44. 35
Hình 2.4. Sự bó lõi bê tông( Nguồn TCVN 9386-2012)
- Trong phạm vi vùng tới hạn tại chân cột kháng chấn chính giá trị tối
thiểu của wd cần lấy bằng 0,08.
- Cốt đai kín và đai móc có đường kính ít nhất là 6 mm, được bố trí với
một khoảng cách bảo đảm độ dẻo kết cấu tối thiểu và ngăn ngừa sự mất ổn định
cục bộ của các thanh thép dọc. Hình dạng đai phải sao cho tăng được khả năng
chịu lực của tiết diện ngang do ảnh hưởng của ứng suất 3 chiều do các vòng đai
này tạo ra. Cụ thể:
+ Khoảng cách s giữa các vòng đai:
s = min {b0/2; 175; 8dbL} (mm) (2.30)
Trong đó:
b0 : Kích thước tối thiểu của lõi bêtông (tính tới trục của cốt thép đai);
dbL : Đường kính tối thiểu của các thanh cốt thép dọc.
+ Khoảng cách giữa các thanh cốt thép dọc cạnh nhau được cố định bằng
cốt đai kín và đai móc không được vượt quá 200 mm.
2.3.2.3. Nút dầm - cột
- Cốt đai trong nút dầm-cột của dầm kháng chấn chính không nhỏ hơn cốt
thép đai đã quy định đối với vùng tới hạn của cột (mục 2.3.2.2.2).
- Nếu các dầm qui tụ từ 4 phía vào nút và chiều rộng của dầm ít nhất bằng
ba phần tư kích thước của cạnh cột song song với nó, thì khoảng cách giữa các
cốt đai trong nút đó có thể tăng lên 2 lần, nhưng không được vượt quá 150 mm.
- Ít nhất một thanh cốt thép trung gian (giữa các thanh ở góc cột) thẳng
đứng phải được bố trí ở mỗi phía của nút dầm kháng chấn chính với cột.

45. 36
2.3.3. Móng
- Không để một đoạn cổ cột giữa mặt trên của bản móng hoặc của đài cọc
và mặt dưới của dầm giằng hoặc của bản móng. Mặt dưới của dầm giằng hoặc
của bản móng phải thấp hơn mặt trên của đế móng hoặc của đài cọc.
- Dầm giằng và dầm giằng móng cần có chiều rộng tiết diện ngang ít nhất
là bw,min và chiều cao tiết diện ngang ít nhất là hw,min
bw,min = 0,25 m và hw,min = 0,4 m cho loại nhà cao tới 3 tầng, hoặc hw,min =
0,5 m cho những loại nhà có từ 4 tầng trở lên không kể tầng hầm.
- Bản móng được bố trí phù hợp để liên kết theo phương nằm ngang các
bản móng đơn hoặc đài cọc, cần có độ dày tối thiểu tmin và hàm lượng cốt thép
tối thiểu là s,min ở mặt trên và mặt dưới của chúng.
tmin = 0,2 m và s,min = 0,2 %.
- Trong dầm giằng và dầm giằng móng, dọc theo toàn bộ chiều dài của
chúng, cần có hàm lượng cốt thép dọc ít nhất là b,min ở cả mặt và đáy.
2.4. Thực trạng một s đ được thi công xây dự địa bàn
thành ph Quảng Ngãi
2.4.1. Tổng quan
Thành phố Quảng Ngãi được thành lập năm 2005, sau 10 năm phát triển
đến năm 2015 thành phố công nhận đạt chuẩn đô thị loại II. Hiện nay cơ sở hạ
tầng của thành phố được đầu tư mạnh mẽ, hệ thống giao thông được chú trọng
nâng cấp, hệ thống dịch vụ công ích như Trường học, Bệnh viện … ngày càng
đầu tư phát triển.
Trên thực tế, trong 10 năm gần đây, khu vực thành phố Quảng Ngãi chưa
xảy ra động đất. Nên hầu hết các công trình đều chưa quan tâm đến tính toán,
cấu tạo kháng chấn (trừ các công trình cao tầng).
Trong phạm vi của luận văn, tác giả lựa chọn 03 công trình xây dựng hiện
đang sử dụng. Dựa trên hồ sơ thiết kế đã được thẩm định, thi công
2.4.2. Công trình khảo , đ g chấn
2.4.2.1. UBND xã Tịnh An (03 tầng)

46. 37
a. Hồ ơ t k (xem phần phụ lục)
Công trình được thiết kế khung BTCT chịu lực, móng đôi, đơn, tường xây
gạch rổng 6 lổ, mái lợp tole sóng.

47. 38

48. 39
b. ị ểm xây d ng công trình
Công trình được xây dựng tại xã Tịnh An, thành phố Quảng Ngãi. Nền
đất chủ yếu là đất sét pha cát.
2.4.2.2. Trụ sở làm vi c phòng PC64 Công an tỉnh Qu ng Ngãi (03 tầng)
a. Hồ ơ t k (xem phần phụ lục)
b. ị ểm xây d ng công trình
Công trình được xây dựng tại số 509 Quang Trung, phường Nguyễn
Nghiêm, thành phố Quảng Ngãi. Nền đất chủ yếu là đất sét pha cát.
2.4.2.3 Công trình Nhà hi u bộ ờng THCS Trần Phú (02 tầng)
a. Hồ ơ t k (xem phần phụ lục)
b ị ểm xây d ng công trình
Công trình được xây dựng tại 145 Phan Chu Trinh, phường Trần Phú,
thành phố Quảng Ngãi. Nền đất chủ yếu là đất sét pha cát.
c ơ ộ về ộ t tại vị trí xây d ng công trình
Khu vực xây dựng công trình thuộc thành phố Quảng Ngãi. Theo tiêu
chuẩn TCVN 9386:2012 thì gia tốc nền agR = 0.0824g. Công trình có hệ số tầm
quan trọng γ = 1. Gia tốc nền thiết kế ag = γ.agR =0.0824*1= 0.0824g > 0.08g =>
Phải tính toán và cấu tạo kháng chấn.

49. 40
CHƯ NG 3. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ KHÁNG CHẤN MỘT SỐ CÔNG
TRÌNH HIỆN HỮU
3.1 Tải trọng tác dụng
3 1 1 Tĩ ải sàn
Tĩnh tải sàn bao gồm trọng lượng gạch lát, vữa liên kết, vữa trát, các lớp
đệm…
3.1.1.1 Sàn phòng làm vi c h = 120 mm
Cấu tạo vật liệu
h γ gtt
Ghi chú
(mm) (kN/m3
) (kN/m2
)
Gạch Ceramic 10 22 0.22
Vữa XM liên kết 20 18 0.36
Vữa trát trần 15 18 0.27
Tổng cộng 0.85
3.1.1.2 Sàn v sinh h = 120 mm
Cấu tạo vật liệu
h γ gtt
Ghi chú
(mm) (kN/m3
) (kN/m2
)
Gạch Ceramic 10 22 0.22
Vữa XM liên kết 20 18 0.36
Thiết bị vệ sinh 1.000
Vữa trát trần 15 18 0.27
Tổng cộng 1.85

50. 41
3.1.1.2 Sàn mái M1; h = 120 mm
Cấu tạo vật liệu
h γ gtt
Ghi chú
(mm) (kN/m3
) (kN/m2
)
Gạch chống nhiệt 100 15 1.5
Lớp sàn lá nem 10 15 0.15
Vữa tạo dốc 20 18 0.36
Vữa trát trần 15 18 0.27
Tổng cộng 2.28
3.1.1.3 Sàn mái M2; h = 120 mm
Cấu tạo vật liệu
h γ gtt
Ghi chú
(mm) (kN/m3
) (kN/m2
)
Lớp vữa tạo dốc 20 18 0.36
Vữa trát trần 15 18 0.27
Tổng cộng 0.63
3.1.1.4 Sàn seno h = 120 mm
Cấu tạo vật liệu
h γ gtt
Ghi chú
(mm) (kN/m3
) (kN/m2
)
Lớp vữa tạo dốc 20 18 0.36
Vữa trát trần 15 18 0.27
Nước đọng 200 10 2.00
Tổng cộng 2.63

51. 42
3.1.1.5 Sàn cầu thang
Cấu kiện Vật liệu δ b h γ gtt
(mm) (mm) (mm) (kN/m3
) (kN/m2
)
Bản thang Đá Granit 10 300 150 22 0.295
Vữa lót 20 300 150 18 0.483
Bậc gạch 300 150 18 1.207
Vữa lót 15 18 0.27
Vữa trát 15 10 0.27
Tổng cộng 2.525
Chiếu
nghĩ
Đá Granit 10 22 0.22
Vữa lót 20 18 0.36
Vữa trát 15 18 0.27
Tổng cộng 0.85
3.1.1.6 Tỉnh t ờng phân b ều trên dầm
+ Tường 200: 10,2 KN/m
+ Tường 150: 7,65 KN/m
+ Tường 100: 5,1 KN/m
3.1.2 Hoạt tải tác dụng
3.1.2.1 Hoạt t i sàn (TCVN 2737-1995)
Loại phòng gtt
(kN/m2)
Hội trường 4,00
Sân khấu 7,50
Phòng phục vụ 2,00
Sảnh hội nghị, sảnh cầu thang 3,00
Phòng hội thảo, phòng đón tiếp 4,00
Hành lang 3,00
Phòng vệ sinh 2,00

52. 43
Loại phòng gtt
(kN/m2)
Mái sảnh đón 0,75
Phòng làm việc, phòng nghỉ 2,00
Ban công 4,00
Mặt bằng không sử dụng 0,75
Sê nô 0,75
3 1 3 X định các đặc ư o động của công trình
Trong phạm vi Luận văn tác giả tính toán các công trình theo phương
pháp phân tích phổ phản ứng tại điểm 2.1.3.2 và kiểm tra khả năng chịu lực của
công trình khi động đất xảy ra. Gồm các bước:
+ L p mô hình k t c u trong Etaps 9.7.4
+ K ặ ọc (ti t di n, v t li … ) m
+ Ch t t i cho mô hình, gồm tỉnh t i (TT) và hoạt t i (HT)
+ Khai báo kh m d ộng gồm TT+ 0,24 HT
3.2 Kiểm tra kháng chấn các công trình
3.2.1 UBND xã Tịnh An – Thành ph Quảng Ngãi
3.2.1.1 Kiểm tra về c u tạo
a. Dầm
Cấu
kiện
Tiêu chuẩn Công trình hiện hữu
khảo sát
Kết lu n
Dầm
Bố trí thép vùng nén ≥ ½
thép vùng kéo Phù hợp
Đường cốt đai không
được nhỏ hơn Ø6
Cốt đai sử dụng Ø6, Ø8 Phù hợp
Cốt đai đầu tiên không đặt
quá 50mm
100 Không phù
hợp
Cột Đường cốt đai không Cốt đai sử dụng Ø6, Ø8 Phù hợp

53. 44
Cấu
kiện
Tiêu chuẩn Công trình hiện hữu
khảo sát
Kết lu n
được nhỏ hơn Ø6
S=min(bo/ 2; 175; 8bbl )
= min( 250/2;175;144)
100 Phù hợp
Móng Dầm, giằng móng phải tối
thiểu nhà 3 tầng: bwmin =
0.25m, hwmin = 0.4m
b =0.2m; h=0.3m Không phù
hợp
3.2.1.1.Tính toán t i trọ ộ t
a. Thông s tính toán:
- Địa điểm xây dựng: xã Tịnh An, thành phố Quảng Ngãi
- Gia tốc nền: agR = 0,0824g;
- Hệ số tầm quan trọng: γ1 = 1;
- Loại nền đất thiết kế: B
- Hệ số ứng xử: Do một số điều kiện về cấu tạo hệ kết cấu của công trình
không thỏa mãn nên theo mục 2.2.2 của Tiêu chuẩn TCVN 9386-2012 nên lấy q
= 1,5.
- Gia tốc nền thiết kế: ag = γ1.agR = 0,0824g.
b P d ộng công trình
Sử dụng phần mềm Etabs 9.7.4 để mô hình hóa công trình. Khai báo khối
lượng tham gia dao động Mass source = TT + 0,24HT.
Kết quả phân tích 3 dạng dao động đầu tiên (phân tích từng phương):
THE PHƯ NG X THE PHƯ NG Y
Mode T(s) f(1/s) Mode T(s) f(1/s)
1 1.739 0.575 1 1 1.245 0.803 1
2 0.591 1.693 0 2 0.401 2.493 0
3 0.392 2.552 0 3 0.242 4.134 0

54. 45
c. Trọ ng hữu hi m de d ộng
X ịnh trọ ng hữu hi u theo công th c:
2
,
1
,
2
,
1
.W
W
.W
n
i j j
j
X i n
i j j
j
X
X


 
 
 



* P ươ X
STT Tầ
Wj CHUYỂN VỊ CÁC DE PHƯ NG X
(kN) Mode 1 Mode 2 Mode 3
2 Story2 301.1 0.021 -0.040 -0.034
3 Story3 291.1 0.030 0.014 0.031
4 Story4 96.9 0.041 -0.040 -0.033
TRỌNG ƯỢNG HỮU HIỆU 3 DE D ĐỘNG ĐẦU TIÊN
Mode 1 2 3
Wi,j(kN) 642.824 105.065 0.098
Nhận xét: Trọng lượng hữu hiệu mode dao động đầu tiên 93,28% > 90%
tổng trọng lượng công trình ( 642.824/689.1=93.28). Do vậy ta chỉ cần tính tải
trọng động đất cho 01 mode đầu tiên.
STT Tầ
Wj CHUYỂN VỊ CÁC DE PHƯ NG Y
(kN) Mode 1 Mode 2 Mode 3
2 Story2 301.1 0.022 0.043 0.027
3 Story3 291.1 0.038 0.024 -0.033
4 Story4 96.9 0.045 -0.047 0.030
TRỌNG ƯỢNG HỮU HIỆU 3 DE D ĐỘNG ĐẦU TIÊN
Mode 1 2 3
Wi,j(kN) 645.775 104.776 0.082
Nhận xét: Trọng lượng hữu hiệu mode dao động đầu tiên 93,7% > 90%
tổng trọng lượng công trình ( 645.775/689.1=93.7). Do vậy ta chỉ cần tính tải
trọng động đất cho 01 mode đầu tiên.
e. Phân ph i l ộ t lên cao trình các sàn tầng
Tính toán lực cắt đáy theo công thức 2.10: , 1 ,
( ).W
d
X i X i
F S T


55. 46
Phân phối lực cắt đáy lên cao trình các sàn tầng theo công thức 2.12
,
,
,
,
1
.W
F
.W
X i
i j j
j
X i n
i l j
j
X
F
X



Kết quả
BẢNG PHÂN PHỐI ỰC CẮT
ĐÁY ÊN C TRÌNH TẦNG
PHƯ NG X PHƯ NG Y
Mode 1 Mode 1
Chu kì dao động T1 = 1.739 1.245
Phổ thiết kế Sd(T) = 0.047 0.066
Trọng lượng hữu hiệu Wi,i = 642.824 645.775
ực cắt đáy FX,i 30.598 42.749
PHÂN PHỐI ỰC CẮT ĐÁY ÊN C TRÌNH TẦNG
STT Tầng
Wj
(kN)
PHƯ NG X PHƯ NG Y
Mode 1 Mode 1
2 Story2 301.1 9.891 13.818
3 Story3 291.1 14.342 20.038
4 Story4 96.9 9.891 8.893
3.2.1.2 Tính toán kiểm tra k t c u
a. Khai báo t i trọng
Khai báo vào phần mềm Etabs 9.7.4 các trường hợp tải trọng:
+ TT : Tĩnh tải
+ HT : Hoạt tải
+ DDX : Động đất theo phương X ở dạng dao động đầu tiên
+ DDY : Động đất theo phương Y ở dạng dao động đầu tiên
+ DD: SRSS(DDX+DDY)
b. Tổ h p t i trọng
+ TH1: TT+0.3HT+SRSS(DD)
+ TH2: TT+SRSS(DD)
Tải bản FULL (115 trang): https://bit.ly/40nZ4IV
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

56. 47
3.2.2.3 K t qu nội l c khi có tham gia c a t i trọ ộ t
a. Biể ồ M me ( H1) ơ ị KN.m

57. 48
b. Biể ồ l c cắt (TH1)
Tải bản FULL (115 trang): https://bit.ly/40nZ4IV
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

58. 49
c. Biể ồ l c dọc (TH1)
3.2.2.4. Kiểm tra kh ă ịu l c c a dầm
Do số lượng cấu kiện của công trình lớn, nên tác giả lựa chọn một khung
ngang điển hình chịu lực chính để kiểm tra, so sánh. Đối với công trình này, tác
giả chọn khung K4 trục 5 (khung giữa nhà có sảnh đón) để tính toán, kiểm tra.
Mặt cắt hiện trạng dầm B44.
7740410