Luận Văn Đánh giá hiệu quả giảm chấn của hệ cản ma sát điều khiển bị động với công trình chịu tải trọng động

TÓM TẮT: Bài báo giới thiệu mô hình tính toán để thiết lập phương trình chuyển động
cho kết cấu sử dụng hệ cản ma sát được điều khiển bị động (FD: friction dissipators), từ đó
đưa ra thuật toán giải phương trình chuyển động để tìm đáp ứng của kết cấu dựa trên phương
pháp Time-Newmark. Các ví dụ số được phân tích dựa trên mô hình tính toán nhằm đánh giá
sự hiệu quả về giảm đáp ứng của kết cấu với các loại tải trọng khác nhau, cũng như là phân
tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả giảm chấn của FD. Các kết luận sơ bộ về ưu và khuyết
điểm của FD cũng được đưa ra ở cuối bài báo.
Keywords: Friction dissipators; Structural control; Passive Control; Earthquake
Engineering
1.GIỚI THIỆU
Với ưu điểm về giá thành rẻ và dễ điều khiển [1], FD thích hợp giảm chấn cho công trình
thấp tầng và chịu tải trọng động đất ở mức độ trung bình. Nhưng để đánh giá đặc điểm của FD,
ta cần phải có một mô hình tính toán và thuật giải tìm đáp ứng đúng để từ đó đưa ra cách xác
định lực điều khiển sao cho FD làm việc hiệu quả. Do vậy, việc xây dựng mô hình tính toán và
thuật giải để tìm đáp ứng là vấn đề cần thiết và quan trọng trước khi đánh giá mức độ hiệu quả
của FD.
2. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CỦA KẾT CẤU
Xét kết cấu n tầng được trang bị n FD như sau: (0).
Các ký hiệu: j m và j m′
lần lượt là khối lượng của kết cấu và của hệ giằng ở tầng thứ j;
( ) j x t và x′j (t )
lần lượt là chuyển vị của kết cấu và của hệ giằng so với đất nền ở tầng thứ j;
( ) j P t và ( ) g &x& t là lực tác động và gia tốc nền của tải trọng đông đất biến thiên theo thời gian.
Với giả thiết sàn tuyệt đối cứng, ta quy khối lượng mỗi tầng thành khối lượng tập trung
mj, các khối lượng này được liên kết với nhau bằng các lò xo kj và hệ cản cj. Hệ giằng chứa
FD được quy thành khối lượng tập trung mj’ đặt trên mj và chúng liên kết với nhau bằng lực
ma sát Fj, lực ma sát này chính là lực ma sát trong hệ cản được lắp đặt ở mỗi tầng.