TIÊu chuẩn quốc gia tcvn 9386: 2012

(Tham khảo)

Bảng I.1 - Bảng chuyển đổi từ đỉnh gia tốc nền sang cấp động đất

Thang MSK-64		Thang NM
Cấp động đất	Đỉnh gia tốc nền (a)g	Cấp động đất	Đỉnh gia tốc nền (a)g
V	0,012-0,03	V	0,03 - 0,04
VI	> 0,03 - 0,06	VI	0,06 - 0,07
VII	> 0,06 - 0,12	VII	0,10 - 0,15
VIII	> 0,12 - 0,24	VIII	0,25 - 0,30
IX	> 0,24 - 0,48	IX	0,50 - 0,55
X	> 0,48	X	> 0,60

THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT - PHẦN 2: NỀN MÓNG, TƯỜNG CHẮN VÀ CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA KỸ THUẬT

Design of structures for earthquake resistances - Part 2: Foundations, retaining structures and geotechnical aspects

1. Tổng quát

1.1. Phạm vi áp dụng

(1)P Phần 2 của tiêu chuẩn thiết lập các yêu cầu, tiêu chí và quy định về việc chọn vị trí xây dựng và nền móng của kết cấu chịu tác động động đất. Nó bao gồm việc thiết kế các loại móng khác nhau, các loại tường chắn và sự tương tác giữa kết cấu và đất nền dưới tác động động đất. Vì vậy nó bổ sung cho Eurocode 7 - Tiêu chuẩn không bao gồm các yêu cầu đặc biệt cho thiết kế chịu động đất.

(2)P Các điều khoản của Phần 2 áp dụng cho các công trình dạng nhà - Phần 1 của Tiêu chuẩn, công trình cầu (EN 1998-2), tháp, cột và ống khói (EN 1998-6), silo, bể chứa và đường ống (EN 1998-4).

(3)P Các yêu cầu thiết kế đặc biệt cho móng của các loại kết cấu nào đó, khi cần, có thể tìm trong các phần tương ứng của tiêu chuẩn này.

(4) Phụ lục B của tiêu chuẩn này đưa ra các biểu đồ thực nghiệm cho việc đánh giá đơn giản hóa về khả năng hóa lỏng có thể xảy ra, Phụ lục E đưa ra quy trình đơn giản hóa cho phép phân tích động đất của kết cấu tường chắn.

CHÚ THÍCH 1: Phụ lục tham khảo A cung cấp các thông tin về các hệ số khuếch đại địa hình.

CHÚ THÍCH 2: Phụ lục tham khảo C cung cấp các thông tin về độ cứng tĩnh của cọc.

CHÚ THÍCH 3: Phụ lục tham khảo D cung cấp các thông tin về tương tác động lực giữa kết cấu và đất nền.

CHÚ THÍCH 4: Phụ lục tham khảo F cung cấp các thông tin về khả năng chịu tác động động đất của móng nông.

1.2. Tài liệu viện dẫn

(1)P Phần 2 của tiêu chuẩn được hình thành từ các tài liệu tham khảo có hoặc không đề ngày tháng và những điều khoản từ các ấn phẩm khác. Các tài liệu tham khảo được trích dẫn tại những vị trí thích hợp trong văn bản tiêu chuẩn và các ấn phẩm được liệt kê dưới đây. Đối với các tài liệu có đề ngày tháng, những sửa đổi bổ sung sau ngày xuất bản chỉ được áp dụng đối với tiêu chuẩn khi tiêu chuẩn này được sửa đổi, bồ sung. Đối với các tài liệu không đề ngày tháng thì dùng phiên bản mới nhất.

EN 1990, Cơ sở thiết kế kết cấu

EN 1997-1, Thiết kế địa kỹ thuật - Phần 1: Các quy định chung

EN 1997-2, Thiết kế địa kỹ thuật - Phần 2: Khảo sát và thí nghiệm đất

EN 1998-2, Thiết kế công trình chịu động đất - Phần 2: Quy định cụ thể cho cầu

EN 1998-4, Thiết kế công trình chịu động đất - Phần 4: Quy định cụ thể cho kết cấu silô, bể chứa và đường ống

EN 1998-6, Thiết kế công trình chịu động đất - Phần 6: Quy định cụ thể cho công trình dạng tháp, dạng cột, ống khói.

TCXDVN ………:2011, Thiết kế công trình chịu động đất - Phần 1: Quy định chung, tác động động đất và quy định đối với kết cấu nhà

1.3. Các giả thiết

(1)P Áp dụng các giả thiết chung trong 1.3 của EN 1990:2002.

1.4. Phân biệt giữa nguyên tắc và quy định áp dụng

(1)P Áp dụng các quy định trong 1.4 của EN 1990:2002.

1.5. Các thuật ngữ và định nghĩa

1.5.1. Các thuật ngữ chung cho toàn bộ Tiêu chuẩn

(1)P Áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa đã nêu trong 1.5.1, Phần 1 của tiêu chuẩn này.

(2)P Áp dụng 1.5.1 của tiêu chuẩn này cho các thuật ngữ chung của toàn bộ tiêu chuẩn.

1.5.2. Các thuật ngữ bổ sung được sử dụng trong Tiêu chuẩn này

(1)P Áp dụng các định nghĩa về đất nền như trong 1.5.2 của EN 1997-1:2004, còn định nghĩa các thuật ngữ chuyên ngành địa kỹ thuật liên quan đến động đất, như hóa lỏng được cho trong tài liệu này.

(2) Trong Phần 2 này áp dụng các thuật ngữ được định nghĩa trong 1.5.2 ở Phần 1 của tiêu chuẩn này.

1.6. Các ký hiệu

(1)P Sử dụng hệ đơn vị SI theo ISO 1000.

(2) Ngoài ra, có thể sử dụng các đơn vị được khuyến nghị trong 1.7, Phần 1 tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH: Đối với các tính toán địa kỹ thuật, cần tham khảo thêm 1.6(2) của EN 1997-1:2004.

2. Tác động động đất

2.1. Định nghĩa về tác động động đất

(1)P Tác động động đất phải phù hợp với các khái niệm và định nghĩa cơ bản như đã nêu trong 3.2, Phần 1 của tiêu chuẩn này, có xét đến điều khoản trong 4.2.2.

(2)P Các tổ hợp của tác động động đất với các tác động khác phải được tiến hành theo 3.2.4, Phần 1 của tiêu chuẩn này.

(3) Các đơn giản hóa khi lựa chọn tác động động đất sẽ được nêu tại các điểm thích hợp trong tiêu chuẩn này.

(1)P Nếu các phép phân tích theo miền thời gian được tiến hành thì có thể sử dụng cả giản đồ gia tốc nhân tạo và các giản đồ thực ghi chuyển dịch mạnh của đất nền. Nội dung liên quan đến giá trị lớn nhất và tần số phải theo quy định trong 3.2.3.1, Phần 1 của tiêu chuẩn này.

(2) Khi kiểm tra ổn định động lực bao gồm các tính toán biến dạng lâu dài của nền, các kích động thường bao gồm các giản đồ gia tốc ghi được khi động đất xảy ra tại địa điểm xây dựng, vì chúng có thành phần tần số thực tế là thấp và có tương quan nhất định về thời gian giữa thành phần ngang và thẳng đứng của chuyển động. Khoảng thời gian xảy ra chuyển động mạnh phải được chọn theo phương thức phù hợp với 3.2.3.1, Phần 1 của tiêu chuẩn này.

3. Các tính chất của đất nền

(1) Nói chung có thể sử dụng các thông số độ bền của đất trong điều kiện tĩnh và không thoát nước. Đối với đất dính, thông số độ bền thích hợp là sức kháng cắt không thoát nước c_u, được hiệu chỉnh cho tốc độ gia tải nhanh và độ suy giảm do gia tải lặp khi động đất nếu việc hiệu chỉnh là cần thiết và được kiểm chứng đầy đủ bằng thực nghiệm thích đáng. Đối với đất rời, thông số độ bền thích hợp là sức kháng cắt không thoát nước khi gia tải lặp _cy,u. Giá trị này phải tính đến khả năng tích luỹ áp lực nước lỗ rỗng.

(2) Mặt khác, có thể sử dụng các thông số độ bền hữu hiệu với áp lực nước lỗ rỗng phát sinh khi gia tải theo chu kỳ. Đối với đá, có thể sử dụng độ bền nén có nở hông q_u.

(3) Các hệ số _M đối với các đặc trưng vật liệu c_u, _cy,u và q_u được biểu thị là _cu, _cy, _qu và đối với tan ' được biểu thị là _'

CHÚ THÍCH: Giá trị _cu, _cy, _qu và _' khuyến nghị là _cu = 1,4, _cy = 1,25, _qu = 1,4 và _' = 1,25.

3.2. Các thông số độ cứng và thông số độ cản

(1) Do ảnh hưởng của nó đến tác động động đất thiết kế, thông số độ cứng chính của đất nền dưới tải trọng động đất là mô đun cắt G, tính theo công thức:

(3.1)

(2) Các tiêu chí để xác định _s, kể cả sự phụ thuộc của chúng vào mức biến dạng của đất, được cho trong 4.2.2 và 4.2.3.

(3) Độ giảm chấn được xem như một đặc trưng phụ của nền trong trường hợp có kể đến tương tác giữa đất nền và kết cấu như được quy định trong Chương 6.

(4) Độ cản bên trong do ứng xử phi đàn hồi của đất dưới tác dụng của tải trọng có chu kỳ, và độ cản lan tỏa do sóng động đất lan truyền ra khỏi móng, phải được xem xét riêng biệt.

4. Các yêu cầu đối với việc lựa chọn vị trí xây dựng và đất nền

4.1. Lựa chọn vị trí xây dựng

4.1.1. Tổng quát

4.1.3. Độ ổn định mái dốc

(1)P Việc kiểm tra độ ổn định của nền phải được tiến hành với các kết cấu được xây dựng trên hoặc gần với mái dốc tự nhiên hoặc mái dốc nhân tạo, nhằm đảm bảo rằng độ an toàn và/hoặc khả năng làm việc của các kết cấu được duy trì dưới tác dụng của cấp động đất thiết kế.

(2)P Trong điều kiện chịu tải trọng động đất, trạng thái giới hạn của mái dốc là trạng thái mà khi vượt quá nó thì sẽ phát sinh chuyển vị lâu dài (không phục hồi) của đất nền lớn hơn mức cho phép trong phạm vi chiều sâu có ảnh hưởng đối với kết cấu và chức năng của công trình.

(3) Có thể không cần kiểm tra độ ổn định đối với những công trình thuộc tầm quan trọng cấp I nếu kinh nghiệm đối chứng đã biết cho thấy đất nền tại địa điểm xây dựng là ổn định.

(1)P Tác động động đất thiết kế được giả thiết để kiểm tra ổn định phải tuân theo các định nghĩa trong 2.1.

(2)P Khi kiểm tra ổn định của nền của các kết cấu có hệ số tầm quan trọng _l lớn hơn 1 nằm trên hoặc gần mái dốc cần tăng lực động đất thiết kế thông qua hệ số khuếch đại địa hình.

CHÚ THÍCH: Một số hướng dẫn cho các giá trị của hệ số khuếch đại địa hình được cho trong Phụ lục tham khảo A.

(3) Tác động động đất có thể được đơn giản hóa như quy định trong 4.1.3.3.

4.1.3.3. Các phương pháp phân tích

(1)P Phản ứng của sườn dốc đối với động đất thiết kế phải được tính toán hoặc là bằng các phương pháp phân tích được thừa nhận của động lực học công trình, như mô hình phần tử hữu hạn hoặc mô hình khối cứng, hoặc là bằng phương pháp tựa tĩnh đơn giản hóa theo các giới hạn của các điều kiện (3) và (8) của điều này.

(2)P Khi mô hình hóa ứng xử cơ học của đất nền, sự mềm hóa của phản ứng khi biến dạng tăng và các hệ quả do sự tăng áp lực lỗ rỗng gây ra dưới tác dụng của tải trọng có chu kỳ phải được xét đến.

(3) Việc kiểm tra ổn định có thể được tiến hành bằng phương pháp tựa tĩnh đơn giản hóa tại những nơi địa hình bề mặt và cấu tạo địa tầng của đất không xuất hiện những biến động bất thường.

(4) Các phương pháp tựa tĩnh phân tích ổn định giống như các phương pháp đã chỉ dẫn trong 11.5 của EN 1997-1:2004, ngoại trừ việc bao gồm cả các lực quán tính ngang và thẳng đứng đối với mỗi phần của khối đất và đối với tải trọng trọng trường tác dụng trên đỉnh mái dốc.

(5)P Các lực quán tính do động đất thiết kế F_H và F_V tác động lên khối đất, tương ứng với phương ngang và phương thẳng đứng, trong phép phân tích tựa tĩnh được tính như sau:

 là tỷ số của gia tốc nền thiết kế a_g trên nền loại A với gia tốc trọng trường g;

Hệ số khuếch đại địa hình cho a_g phải được tính đến theo 4.1.3.2(2).

(6)P Điều kiện trạng thái giới hạn khi đó được kiểm tra cho mặt trượt có độ ổn định thấp nhất.

(7) Điều kiện trạng thái giới hạn sử dụng có thể được kiểm tra bằng cách tính toán chuyển vị lâu dài của khối trượt theo mô hình động lực đơn giản hóa bao gồm một khối cứng trượt chống lại lực ma sát trên sườn dốc. Trong mô hình này, tác động động đất phải là đại diện của quan hệ lịch sử thời gian theo 2.2 và dựa trên gia tốc thiết kế mà không dùng bất cứ hệ số giảm nào.

(8)P Các phương pháp đơn giản hóa như phương pháp tựa tĩnh đơn giản hóa đã nêu trong các điều từ (3) đến (6)P của mục này không được sử dụng cho các loại đất có khả năng phát triển áp lực nước lỗ rỗng cao hoặc có độ suy giảm đáng kể về độ cứng dưới tác dụng của tải trọng có chu kỳ.

(9) Độ tăng áp lực lỗ rỗng phải được đánh giá bằng cách sử dụng các thí nghiệm thích hợp. Khi không có những thí nghiệm này, và để thiết kế sơ bộ, có thể dự tính thông qua các tương quan thực nghiệm.