1. Quan điểm thiết kế kháng chấn hiện đại
Hiệu quả làm việc của một công trình trong thời gian xảy ra động đất phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố:
-
Sức mạnh của trận động đất
-
Chất lượng của công trình xây dựng
Trong đó:
-
Chất lượng công trình là yếu tố có độ tin cậy tương đối cao vì có thể kiểm soát thông qua hình dạng kiến trúc, phương pháp thiết kế, cấu tạo các bộ phận kết cấu chịu lực và không chịu lực, chất lượng thi công,...
-
Sức mạnh động đất lại là yếu tố có độ tin cậy thấp, bởi dựa trên các dữ liệu lịch sử địa chấn hạn chế tại khu vực đang xét và xác xuất xảy ra trận động đất lớn trong thời gian sử dụng công trình là không cao.
Do đó, quan điểm thiết kế kháng chấn đúng đắn hiện nay là:
Chấp nhận tính không chắc chắn của động đất, và tập trung thiết kế công trình đạt mức an toàn chấp nhận được trong các kịch bản động đất có thể xảy ra.
Mục tiêu là đảm bảo:
-
Công trình không bị sụp đổ cục bộ hoặc toàn phần
-
Tính mạng con người được bảo vệ
-
Với công trình quan trọng, chức năng vẫn được duy trì
Thiết kế cần đạt được độ cứng, độ bền và độ dẻo phù hợp.
2. Mức độ kháng chấn theo cường độ động đất
-
Động đất có cường độ yếu: Công trình phải không hư hỏng.
-
Động đất có cường độ trung bình: Cho phép hư hỏng hạn chế, không gây nguy hiểm đến người, và các kết cấu chịu lực chính vẫn còn hoạt động.
-
Động đất có cường độ mạnh: Chấp nhận khả năng hư hại nghiêm trọng ở một số bộ phận, nhưng phải tránh sụp đổ toàn bộ, để con người có thời gian và đường thoát nạn.
3. Các nguyên tắc thiết kế trong TCVN 9386:2012
Tiêu chuẩn “Thiết kế công trình chịu động đất – TCVN 9386:2012” đưa ra hai yêu cầu cơ bản và hai trạng thái giới hạn cần kiểm tra:
3.1. Yêu cầu cơ bản
a) Yêu cầu không sụp đổ
Công trình phải:
-
Chịu được tác động động đất thiết kế mà không sụp đổ cục bộ hoặc toàn bộ
-
Giữ được tính toàn vẹn kết cấu
-
Có khả năng chịu tải phần còn lại sau khi động đất xảy ra
-
Bảo đảm an toàn cho người sử dụng, kể cả trong trường hợp có dư chấn
Tác động động đất thiết kế tương ứng với xác suất vượt quá quy ước PNCR = 10% trong 50 năm (chu kỳ lặp TNCR = 475 năm) và có xét đến hệ số tầm quan trọng γI (tra ở Phụ lục F – TCVN 9386:2012)
b) Yêu cầu hạn chế hư hỏng
Công trình phải:
-
Chịu được tác động động đất nhỏ hơn động đất thiết kế mà không hư hỏng quá mức
-
Hư hỏng (nếu có) phải đảm bảo có thể sửa chữa với chi phí hợp lý, không vượt quá giá trị công trình
Tác động động đất này tương ứng với xác suất vượt quá PLDR = 10% trong 10 năm (chu kỳ lặp TLDR = 95 năm)
3.2. Các trạng thái giới hạn tính toán tác động động đất
Để thỏa mãn các yêu cầu cơ bản trên, cần kiểm tra hai trạng thái giới hạn sau:
a) Trạng thái giới hạn cực hạn (ULS – Ultimate Limit States)
Liên quan tới:
-
Sự sụp đổ
-
Hư hỏng gây nguy hiểm đến an toàn người sử dụng
Cần kiểm tra:
-
Khả năng chịu lực và phân tán năng lượng
-
Ổn định trượt và chống lật
-
Chịu lực cục bộ
-
Khả năng truyền lực nền móng
-
Ảnh hưởng hiệu ứng bậc 2
-
Sự làm việc của các bộ phận không chịu lực
b) Trạng thái hạn chế hư hỏng (DLS – Damage Limitation States)
Liên quan đến:
-
Các hư hỏng ảnh hưởng tới chức năng sử dụng hoặc mức độ an toàn cho phép
Cần:
-
Giới hạn biến dạng cho phép theo quy định
-
Ngăn chặn hư hỏng không thể chấp nhận
Với công trình quan trọng (bệnh viện, trung tâm điều hành,...), cần đảm bảo không bị hư hỏng ngay cả khi xảy ra động đất tương ứng với chu kỳ lặp phù hợp.
4. Kết luận
Tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 đưa ra những quan điểm cốt lõi khi thiết kế công trình để chống chọi với động đất, đó là:
-
Bảo vệ tính mạng con người là ưu tiên số 1: Đây là mục tiêu quan trọng nhất. Tiêu chuẩn yêu cầu công trình phải được thiết kế sao cho khi có động đất mạnh xảy ra, dù có thể bị hư hỏng, nhưng không được sụp đổ hoàn toàn, tạo điều kiện cho người bên trong thoát ra ngoài an toàn.
-
Hạn chế thiệt hại cho tài sản: Với những trận động đất có cường độ vừa phải, công trình cần được thiết kế để giảm thiểu hư hại, tránh những thiệt hại lớn về kinh tế.
-
Duy trì hoạt động cho công trình quan trọng: Đối với các công trình đặc biệt quan trọng như bệnh viện, trung tâm cứu hộ, trạm phát điện... tiêu chuẩn yêu cầu phải thiết kế để chúng vẫn có thể hoạt động được ngay cả sau động đất, phục vụ công tác cứu trợ và duy trì trật tự xã hội.
Tham khảo khóa học chuyên sâu về thiết kế kháng chấn tại Vietcons:
https://vietcons.edu.vn/tinh-toan-tai-trong-dong-dat-theo-tcvn-9386-2012
CÁM ƠN QUÝ ĐỘC GIẢ ĐÃ QUAN TÂM VÀ THEO DÕI BÀI VIẾT CỦA VIETCONS.EDU.VN !
Các bạn có thể liên hệ trực tiếp Fanpage (https://www.facebook.com/VietConsEducation) của trung tâm để đặt câu hỏi. Chúng tôi sẽ giải đáp thêm cho bạn.
Quét mã QR
