Nền kinh tế Việt Nam đang phát triển rất nhanh chóng, các công trình xây dựng được đầu tư ngày càng nhiều. Việc tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép chống động đất cho các công trình cũng trở nên quan trọng. Bài báo này so sánh quy trình thiết kế khung bê tông cốt thép theo cấp độ dẻo thấp (DCL) và cấp độ dẻo trung bình (DCM), qua đó làm rõ quy trình thực hành thiết kế khung bê tông cốt thép kháng chấn theo DCM.
Trong bối cảnh hiện nay, sự biến đổi mạnh mẽ của các điều kiện tự nhiên gây nên các hậu quả cực kỳ nghiêm trọng đối với môi trường, công trình và con người. Trong đó động đất là hiện tượng gây ra nhiều thảm họa cho con người và các công trình. Việc tính toán công trình chịu tải trọng động đất trở nên rất cần thiết, để đảm bảo sinh mạng con người khi xảy ra động đất. Năm 2006, Việt Nam đã ban hành tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất TCXDVN 375-2006, đến năm 2012, tiêu chuẩn này được chuyển ngang với tên gọi khác là TCVN 9386:2012 [1].
Tiêu chuẩn này được biên soạn dựa trên cơ sở tiêu chuẩn châu Âu BS EN 1998-1[2] và BS EN 1998-5, kết hợp với số liệu về động đất của Việt Nam. Mặc dù đã có hiệu lực 15 năm nhưng việc triển khai thực tế còn gặp nhiều khó khăn vì mức độ phức tạp của tiêu chuẩn và chưa có những hướng dẫn cụ thể từ cơ quan biên soạn.
Theo TCVN 9386:2012, có nhiều phương pháp tính toán công trình chịu động đất như sau: phương pháp tĩnh lực ngang tương đương, phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động (động tuyến tính), phương pháp Push-over (tĩnh phi tuyến đẩy dần), phương pháp phi tuyến theo lịch sử thời gian. Tuy nhiên phương pháp sử dụng để thiết kế công trình phổ biến nhất thường áp dụng cho công trình nhà là phương pháp phân tích phổ phản ứng dạng dao động.
Khi phân tích công trình chịu tải trọng động đất, tiêu chuẩn cũng cho phép hệ kết cấu và các cấu kiện làm việc vượt quá giai đoạn đàn hồi của vật liệu nhưng vẫn đảm bảo công trình không bị sụp đổ. Tùy thuộc vào mức độ cho phép biến dạng dẻo trong các cấu kiện và hệ kết cấu, tiêu chuẩn cũng đưa ra các cấp độ dẻo khác nhau khi thiết kế công trình chịu động đất như sau: cấp độ dẻo thấp (DCL), cấp độ dẻo trung bình (DCM) và cấp độ dẻo cao (DCH).
Với mức độ động đất xảy ra trên lãnh thổ Việt Nam, thiết kế công trình bê tông cốt thép với DCL và DCM là phù hợp và an toàn, còn với DCH thì một số yêu cầu về vật liệu và cấu tạo sẽ làm cho giá thành công trình tăng lên rất cao và thực sự không phù hợp với vùng động đất yếu và trung bình khi áp dụng cho công trình thực tế ở Việt Nam. Ngoài ra tiêu chuẩn còn đưa ra “khuyến nghị” kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) được thiết kế theo DCL chỉ nên sử dụng ở những vùng có động đất yếu, tuy nhiên đây chỉ là khuyến nghị nên các phụ lục áp dụng của các quốc gia châu Âu vẫn không thống nhất rõ ràng trong quy định phạm vi sử dụng công trình BTCT thiết kế theo DCL.
Như vậy nên lựa chọn cấp độ dẻo DCL hay DCM khi thiết kế công trình khung bê tông cốt thép? Trả lời câu hỏi này luôn là vấn đề đối với các kỹ sư kết cấu của Việt Nam và thế giới [3][4][5][6]. Qua bài báo này, tác giả muốn làm sáng tỏ những khác biệt cơ bản giữa thiết kế nhà khung BTCT kháng chấn theo DCL và DCM, từ đó các kỹ sư có thêm cơ sở lựa chọn cấp độ dẻo để thiết kế nhà khung BTCT chịu động đất theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
Buildata
