Trang Chủ / Công trình thủy lợi / Tác động của động đất lên công trình

Tác động của động đất lên công trình

Trong quá trình động đất, vỏ quả đất bị rung động đàn hồi với chu kỳ T (thường T = 0,8 ÷ 1,2 giây) và gia tốc τ, khi đó công trình chịu tác động của lực động đất.

Nguyên nhân và hiện tượng động đất rất phức tạp. Vì vậy phương pháp tính chưa được hoàn chỉnh. Trong hai phương pháp động lực và phương pháp tĩnh lực thì hiện nay thường dùng phương pháp tĩnh lực vì tương đối đơn giản.

Lực quán tính động đất

Lúc có động đất, công trình bị rung động, do đó gây ra lực quán tính Fđ. Lực đó tỉ lệ với khối lượng công trình  G/g và gia tốc động đất τ:
lực quán tính(3-21)
Trong đó :
  • G- trọng lượng công trình ;
  • g – gia tốc trọng trường ;
  • k = τ/g – hệ số động đất (bảng 3-7) ; động đất dưới cấp 6, hệ số động đất rất bé, g
  • thường bỏ qua không xét lực quán tính;
  • α – hệ số đặc trưng động lực.

Đối với các tháp, tường chắn đất, đập bê tông, hoặc bêtông cốt thép cao trên 10m:

hệ số đặc trưng động lực (3-22)

Trong đó :

h1 – khoảng cách từ điểm tính toán đến mặt nền;
ho – khoảng cách từ trọng tâm công trình đến mặt nền.
Với các loại kết cấu công trình chịu lực xô ngang như vòm … α = 2;
Với các bộ phận liên kết cục bộ với công trình như cột, giàn… α = 5;
Với các công trình và các bộ phận khác không nêu ở trên thì α = 1.
Bảng 3-7

Hướng của lực quán tính động đất ngược chiều với gia tốc động đất. Vì vậy lực này có hướng tuỳ thuộc vào hướng gia tốc. Trong thiết kế, chúng ta không thể xác định được hướng gia tốc mà phải chọn hướng nào bất lợi nhất cho công trình về mặt ổn định và kết cấu.  Điểm  đặt  của  tổng  áp  lực  quán  tính,  được  xem  như nằm    trọng  tâm  công  trình (hình 3-10).

luc quan tinh và ap luc nuoc

Áp lực nước khi động đất

Lực quán tính phát sinh trong nước làm tăng thêm áp lực thuỷ tĩnh lên công trình (hình 3-8).

hình 3-8

Đối với các hồ chứa có độ sâu nước trước thượng lưu H1 < 50m, áp suất tăng thêm này có thể tính theo công thức:

áp suất tăng thêm (3-23)
hoặc tính theo phương pháp tỷ lệ đường thẳng: p = kγy,       (3-24)
Trong đó :
y – độ sâu từ mặt nước tới điểm tính toán.
Như vậy, tổng áp lực nước tăng thêm ở thượng lưu đập do động đất gây nên là: W = 0,5 k γ H12       (3-25)

Áp lực đất khi động đất

Khi có động đất, trong khối đất cũng phát sinh lực quán tính tác động lên công trình. Đối với tường chắn đất lưng thẳng đứng, áp suất chủ động p’cđ và áp suất bị động p’ của đất lúc có động đất là:
p’ = (1 + 2ktgφ)p;       (3-26)
p’ = (1 – 2ktgφ)p;        (3-27)
Trong đó:
p và p– áp suất chủ động và bị động của đất tại điểm tính toán khi không có động đất;
φ – góc ma sát trong của đất.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.