LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG
…………………

LÊ BÁ CƢỜNG

PHÂN TÍCH ẢNH HƢỞNG TLD VÀ TẢI TRỌNG DO ĐỘNG
ĐẤT TRONG ỨNG XỬ KẾT CẤU KHUNG NHÀ CAO TẦNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KỸ THUẬT XÂY DỰNG
CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHỆP

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS NGUYỄN HOÀI SƠN
VĨNH LONG, NĂM 2016

HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang i


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

MỤC LỤC
Đề mục

2.1.2.4 TLD chủ động ............................................................................................................ 9
2.1.2.5 TLD trong thực tế ...................................................................................................... 9
HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang iv


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

2.2 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG, NGOÀI NƢỚC VÀ
MÔ TẢ THÍ NGHIỆM GIẢM CHẤN CÔNG TRÌNH .............................................. 9
2.2.1 Tình hình nghiên cứu nƣớc ngoài ...................................................................... 9
2.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ..................................................................... 16
2.3.3 Mô tả thí nghiệm và hình ảnh .......................................................................... 20
Chƣơng 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .............................................................................. 22
3.1 GIẢI PHƢƠNG TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CHUYỂN ĐỘNG ............................ 22
3.1.1 Mô hình Sun................................................................................................................ 23
3.1.2 Mô hình Yu. ................................................................................................................ 28

3.1.3 Mô hình của Xin............................................................................................... 33
3.2 Mô hình TMD ..................................................................................................... 35
3.2.1 Khái niệm cơ bản của hệ thống TMD. ............................................................. 35
3.2.2 Lực kích thích điều hòa .................................................................................... 36
3.2.3 Gia tốc nền ....................................................................................................... 38
Chƣơng 4. KẾT QUẢ SỐ ......................................................................................... 39
4.1 TLD - Cơ cấu chịu động đất................................................................................ 39
4.2 TMD- Cơ cấu chịu động đất ............................................................................... 42
4.2.1 Mô hình toán .................................................................................................... 42

Hình 3-9: Tỉ Số Biên Độ ........................................................................................... 37
Hình 4-1: Đáp ứng dao động đỉnh công trình khi không và có TLD ....................... 40
Hình 4-2: So sánh chuyển vị đỉnh công trình........................................................... 41
Hình 4-3: So sánh mômen Mz phía trái khung ........................................................ 41
Hình 4-4 : Hệ TMD một bậc tự do ............................................................................ 42
Hình 4-5: Ảnh hƣởng của TMD đến hệ một bậc tự do. ........................................... 44
Hình 4-6: Hệ nhiều bậc tự do ................................................................................... 45
Hình 4-7: Chuyển vị của đỉnh khi chịu lực tam giác ngƣợc trƣờng hợp 1,2,3 ........ 46
Hình 4-8 : Chuyển vị của đỉnh khi chịu lực toàn bộ cơ hệ trƣờng hợp 4,5,6 ........... 46
Hình 4-9 : Tác dụng của TMD đến chuyển vị của tầng đỉnh khi chịu tải động đất .. 47

HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang vi


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng ................................................................................................................... Trang
Bảng 2-1: Hệ Thống Bảo Vệ Chống Động Đất .......................................................... 4
Bảng 2-2: Một Số Loại Giảm Chấn Thụ Động .......................................................... 6
Bảng 2-3: Thống kê các công trình đã đƣợc lắp đặt TLD trên thế giới và Việt Nam17

HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang vii


g

gia tốc trọng trƣờng

p

áp suất

ρ

khối lƣợng riêng của chất lỏng

v

độ nhớt động học của chất lỏng

Φ

hàm thế năngk: số lƣợng sóng

η

độ cao bề mặt tự do trong hồ chứa

n

độ cao bề mặt tự do trong thành hồ chứa bên phải

0


ws

tần số dao động tự nhiên của cấu trúc

xs

chuyển vị của cấu trúc

x&s

Vận tốc của cấu trúc

&
x&
s

gia tốc của cấu trúc

ag

gia tốc nền

HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang viii


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN


tần số góc lực kích thích

A

biên độ kích thích hình sin



pha lực tƣơng tác NSD



hệ số tỉ lệ tần số kích thích

fe

tần số kích thích

fd

tần số tự nhien của NSD

d

hệ số giảm chấn của NSD

ccr

hệ số giảm chấn tới hạn


Tổng thể tích nƣớc trong hồ chứa

&
y&

gia tốc mode đầu tiên của sự chuyển động trƣợt của nƣớc

HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang ix


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

Chƣơng 1. MỞ ĐẦU
1.1

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Van điều chỉnh chất lỏng (TLD) và van điều chỉnh khối lƣợng (TMD) là

các thiết bị năng lƣợng thụ động sử dụng để giảm rung động trong các cấu trúc hoặc
các thành phần cấu trúc nhƣ các tòa nhà công nghiệp, hệ thống sàn, móng máy và
loại công trình khác. Đã có một số nghiên cứu về hiệu quả của TLD và TMD trong
việc giảm tác động động đất cho các nhà cao tầng.
Ngày nay, thiết bị kháng chấn cho các công trình dân dụng, đặc biệt nhà cao
tầng đang đƣợc quan tâm và đầu tƣ nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới.
Thiết kế kháng chấn đƣợc hiểu nhƣ việc đƣa ra giải pháp thiết kế sao cho công trình

chấn càng đƣợc các kỹ sƣ cũng nhƣ nhà nghiên cứu chú trọng. Do tính thời sự của
vấn đề cùng với mong muốn tìm hiểu công nghệ, tác giả chọn đề tài “Phân tích
ảnh hƣởng TLD và tải trọng do động đất trong ứng xử kết cấu khung nhà cao
tầng” để thực hiện đề tài tốt nghiệp của mình.
1.2

MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ:
 Mục tiêu:
Nghiên cứu chi tiết về hệ giảm chấn chất lỏng bao gồm: cấu tạo, đặc tính làm

việc và các thông số có liên quan tới hiệu quả giảm dao động cho công trình cao
tầng. Lập trình tính toán cho kết cấu sử dụng nhiều bể chứa làm việc đồng thời nhƣ
hệ giảm chấn nhiều khối lƣợng (MTLD).
 Nhiệm vụ:
- Nghiên cứu, xây dựng lý thuyết tính toán, bằng phƣơng pháp phần tử hữu
hạn.
- Nghiên cứu phƣơng pháp giải quyết bài toán tƣơng tác đa trƣờng chất lỏng –
thành bể.
- So sánh đánh giá giữa lý thuyết và thực tế về hiệu quả giảm chấn của các
công trình có ứng dụng TLD ở Việt Nam, rút ra kết luận và các hƣớng phát triển đề
tài trong tƣơng lai.
- Thực hiện một thí nghiệm mô hình đặt trên bàn lắc nhằm xây dựng cơ sở dữ
liệu đối chứng với kết quả khảo sát lý thuyết đã phân tích đƣợc và các hƣớng phát
triển đề tài trong tƣơng lai.
1.3

ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tƣợng nghiên cứu: Kết cấu khung nhiều tầng có bố trí TLD chịu tác

động của tải trọng động đất.

- Chƣơng 1: Mở đầu
- Chƣơng 2: Tổng quan
- Chƣơng 3: Cơ sở lý thuyết
- Chƣơng 4: Kết quả số
- Chƣơng 5: Kết luận và kiến nghị
- Tài liệu tham khảo
- Phụ lục code Matlab

HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang 3


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

Chƣơng 2. TỔNG QUAN
2.1

TỔNG QUAN VỀ VAN ĐIỀU CHỈNH CHẤT LỎNG (TLD)

2.1.1

GIỚI THIỆU
Nhu cầu ngày càng cao của việc xây dựng những tòa nhà cao tầng có những

đặc tính giảm chấn tƣơng đối thấp đã thu hút sự quan tâm tìm ra những các hiệu quả
và tiết kiệm để giảm rung động của cấu trúc dƣới những tải động (ví dụ nhƣ gió và
động đất). Những hệ thống khác nhau đƣợc đề xuất để tăng giảm chấn cấu trúc

Hệ trọng tâm

Hệ thanh giằng
Hệ trọng lƣợng
Hệ chất lỏng
Hệ biến chất
Hệ rắn
Hệ điện
Hệ lƣu biến

2.1.1.1 Hệ thông thƣờng
Những hệ thống này dựa trên những khái niệm truyền thống và sử dụng phi
đàn hồi ổn định để làm tiêu tán năng lƣợng. Cơ cấu này có thể đạt đƣợc bởi bản lề
dẽo (plastic hinging) của những cây cột, dầm và những bức tƣờng, trong suốt ứng
xử dọc trục của những phần tử thanh dằn bằng cách tạo ra sức kéo hoặc sự bất ổn
định trong việc nén hay thông qua những bản lề cắt của những phần tử thép.
2.1.1.2 Hệ cô lập
Những hệ cô lập thƣờng đƣợc dùng giữa nền và những phần tử cơ sở của
tòa nhà và giữa sàn và trụ cầu. Những hệ thống này đƣợc thiết kế để có khối lƣợng
độ cứng ngang tƣơng đối với cấu trúc chính ít hơn để hấp thụ năng lƣợng động đất
HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang 4


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

nhiều hơn. Một hệ thống giảm chấn phụ có thể đƣợc cài vào hệ cô lập để giảm

Trang 5


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

hiệu quả; mạnh và tiết kiệm. Do đó, chúng đƣợc sử dụng rộng rãi trong cấu trúc xây
dựng. Những loại chính của hệ tiêu tán năng lƣợng thụ động có thể xem ở Bảng 2-2
(Christopoulos và Filiatrault 2006).
Bảng 2-2 Một Số Loại Giảm Chấn Thụ Động
Chuyển vi cƣỡng bức thụ
động
Giảm chấn bằng kim loại
Ma sát giảm chấn
Giảm chấn trọng tâm
Giảm chấn bằng nhớt

Vật tốc kích hoạt

Truyền động

Giảm chấn bằng nhớt

Giảm chất bằng trọng khối
lƣợng

Giảm chấn bằng nhớt

Giảm chất bằng chất lỏng

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

nữa, Mei (1978) và Yamamoto cùng đồng nghiệp quan sát những tƣơng tác của
sóng cấu trúc sử dụng những phƣơng pháp số. Những năm đầu 1980, những tham
số quan trọng nhƣ chiều cao chất lỏng, khối lƣợng, tần số và giảm chấn cho một
TLD đƣợc gắn vào hệ thống ngoài biển đã đƣợc nghiên cứu bởi Lee và Reddy
(1982). Bauer (1984) đã giới thiệu một bể chứa hình chữ nhật chứa đầy 2 chất lỏng
không trộn lẫn cho một cấu trúc tòa nhà. Kareeem và Sun, Sato, Toshiya và Tanaka,
Modi và Welt là một trong những nhà nghiên cứu đầu tiên đề nghị sử dụng TLD
trong cấu trúc xây dựng.
Những TLD có thể đƣợc sử dụng nhƣ một thiết bị chủ động hoặc thụ động và
đƣợc chia làm 2 nhóm chính: Tuned Sloshing Dampers (TSD) và Tuned Liquid
Dampers (TLCDs).
2.1.2.2 Tuned Liquid Column Dampers
TLCD kết hợp ảnh hƣởng của chuyển động chất lỏng trong ống, điều này
tạo ra một lực phục hồi sử dụng ảnh hƣởng trọng lực của chất lỏng và ảnh hƣởng
giảm chấn đƣợc tạo ra bởi sự mất áp suất thủy động (Sakai và đồng nghiệp)
Ƣu điểm của TLCD:
- Nó có thể có một vài hình dạng tùy ý giúp cho nó dễ dàng phù hợp với
một cấu trúc đang tồn tại.
- Ứng xử của nó hoàn toàn dễ hiểu.
- Giảm chấn TLCD có thể đƣợc điêu khiển bởi việc hiệu chỉnh mở cửa.
- Tần số TLCD có thể đƣợc hiệu chỉnh bởi việc điều chỉnh cột chất lỏng
trong ống.
- Một Double Tuned Liquid Column Damper (DTLCD) đƣợc tạo thành từ 2
TLCD theo 2 hƣớng chuyển động (Kim và đồng nghiệp). Vì vậy DTLCD hoạt động
trong nhiều hơn một hƣớng giúp loại bỏ giới hạn của TLDC một hƣớng thông
thƣờng.

HVTH: Lê Bá Cƣờng

So với những giảm chấn thụ động khác TSD có một vài ƣu điểm:
- Dễ dàng thiết đặt với chi phí thấp.
- Dễ hòa hợp bằng cách thay đổi mực chất lỏng hoặc kích thƣớc của bễ
chứa.
- Khả năng hoạt động nhƣ là một giảm chấn 2 chiều.
- Hiệu quả ngay cả dƣới dao động biên độ nhỏ.
- Có thể đƣợc dùng nhƣ là kho chứa nƣớc của tòa nhà để phòng cháy.
HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang 8


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

Mặt khác TSD có một vài vấn đề:
- Ứng xử phức tạp do chuyển động sloshing của chất lỏng có độ phi tuyến
cao.
- Giảm chấn đƣợc tạo ra bởi chính chất lỏng có thể không đủ cho ứng dụng
thực tế. Để giải quyết vấn đề này, khung cảnh, hình dạng bễ chứa hiệu quả và khối
tam giác ở đáy bễ chứa đã đƣợc giới thiệu để tăng giảm chấn.
- Không hiệu quả trong quá trình động đất dạng xung, khi chuyển động của
nƣớc không có cơ hội để tiêu tán đủ năng lƣợng.
- Hiện tƣợng đập trong đó một phần của năng lƣợng hấp thụ bởi giảm chấn
sẽ trả về cho cấu trúc sau khi kích thích dừng. Một dạng đáy dốc sử dụng mật độ
chất lỏng biến đối đã đƣợc đề xuất để giải quyết 2 vấn đề sau cùng ở trên.
2.1.2.4 TLD chủ động
TLD cũng có thể đƣợc khảo sát nhƣ những thiết bị chủ động và bán chủ
động bằng cách sử dụng chất lỏng từ tính, hoặc thông qua việc sử dụng chân vịt

Shin Yokohama Prince (SYP) để giảm dao động kết cấu.
Shimizu và hayama (1986) trình bài một mô hình số để giải bài toán
Navier-Stoke và phƣơng trình liên tục dựa trên lý thuyết sóng nƣớc nông. Họ rời rạc
những phƣơng trình chính và giải chúng bằng số. Sun và đồng nghiệp đề xuất một
mô hình phi tuyến mà nó sử dụng lý thuyết sóng nƣớc nông và giải Navier-Stokes
và những phƣơng trình liên tục với nhau. Hơn nữa, họ đã giới thiệu những hệ số
thực nghiệm để tính đến hiệu quả của việc bẻ gây sóng, một khuyết điểm quan trọng
những mô hình khác. Modi và Seto (1997) cũng đề xuất môt nghiên cứu số xem xét
ứng xử phi tuyến của TLD, nó bao gồm những ảnh hƣởng của phân tán sóng cũng
nhƣ lớp biên ở những bức tƣờng, các tƣơng tác hạt nỗi ở bề mặt tự do và việc gãy
sóng. Tuy nhiên, phân tích không tính đến ảnh hƣởng động lực học của sóng đánh
vào tƣờng bề chứa. Hơn nữa, ở những độ cao chất lỏng thấp, tƣơng ứng với việc
xãy ra hiện tƣợng gãy sóng, phân tích số không đƣợc chính xác lắm và một sai lệch
lớn tồn tại giữa kết quả số và kết quả thực nghiệm.
Sun và đồng nghiệp (1995) đã xác định khối lƣợng tƣơng đƣơng, độ cứng
và giảm chấn của TLD sử dụng một TMD tƣơng tự từ dữ liệu thực nghiệm của
những bễ chứa hình khuyên, hình tròn và hình chữ nhật phụ thƣợc kích thích nền
điều hòa.
Yu (1999) giới thiệu một mô hình dựa trên TLD cân bằng với độ cứng và
giảm chấn phi tuyến đƣợc tính toán từ thủ tục tƣơng hợp năng lƣợng (energy
matching procedure). Nó cho thấy rằng mô hình có thể bắt đƣợc ứng xử TLD dƣới
những kích thích biên độ lớn và suốt quá trình gãy sóng.

HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang 10


LUẬN VĂN THẠC SĨ


HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang 11


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

Siddique và Hamed (2005) trình bày một mô hình số mới để giải NavierStokes và những phƣơng trình liên tục. Họ ánh xạ miền vật lý chƣa biết, phụ thuộc
thời gian, chính quy vào miền tính toán hình chữ nhật nơi mà hàm ánh xạ không
đƣợc biết và đƣợc xác định suốt quá trình giải nghiệm. Nó cho biết thuật toán có thể
dự đoán chính xác chuyển động sloshing của chất lỏng dƣới những biến dạng bề
mặt tƣơng tác lớn. Tuy nhiên nó không thể dự đoán những biến dạng trong trƣờng
hợp bề mặt không liên tục nhƣ việc tồn tại những cuộn hoặc khi gãy sóng xãy ra.
Kareem và đồng nghiệp (2009) trình bày một mô hình cho TLD sử dụng
sloshing-slamming (S2) tƣơng tự, bao gồm sự kết hợp của những đặc tính động lực
học của ảnh hƣởng slamming và sloshing chất lỏng và có thể bắt đƣợc ứng xử của
cả những kích thích có biên độ cao và thấp. Tuy nhiên kết quả thực nghiệm không
tƣơng đồng tốt với mô hình đề xuât.
Li và đồng nghiệp (2002) giải những phƣơng trình chất lỏng mô men và
liên tục cho chất lỏng nông sử dụng phƣơng pháp phần tử hữu hạn. Họ đơn giản hóa
bài toán 3 chiều thành bài toán một chiều để đơn giản thủ tục tính toán. Tuy nhiên,
mô hình không đƣợc kiểm tra lại bằng thực nghiệm.
Frandsen (2005) phát triển một mô hình sai phân biến đổi sigma 2D phi
tuyến đầy đủ dựa trên những phƣơng trình dòng chảy không nhớt trong những bễ
chứa hình chữ nhật. Những kết quả đƣợc trình bày cho những sóng không gãy từ
nhỏ tới lớn ở một khoảng những tỷ số độ sâu và chiều dài bễ chứa đại diện cho
những trƣờng hợp nƣớc từ sâu đến nông. Tuy nhiên, mô hình không thể bắt đƣợc
những ảnh hƣởng giảm chấn của chất lỏng và ứng xử sóng nƣớc nông.Warnitchai

Li và Wang (2004) đề xuất hệ thống nhiều TLD để giảm chấn cho những
tòa nhà cao tầng và các cấu trúc cao tầng trƣớc những kích động chuyển động của
động đất. Các TLD đƣợc hòa hợp với vài khoảng cấu trúc tự nhiên đầu tiên. Nó cho
thấy cả lý thuyết và thực nghiệm rằng có cùng trọng lƣợng nhƣ một TLD thì nhiều
TLD hiệu quả hơn trong việc giảm chuyển động cấu trúc đến 40%. Koh và đồng
nghiệp (1995) cũng khảo sát hệ nhiều giảm chất chất lỏng hòa hợp với vài tần số
mode của cấu trúc. Nó cho thấy rằng nhiều TLD giúp cho việc điều khiển dao động
tốt hơn những TLD hòa hợp với một tần số mode cụ thể. Hơn nữa họ cũng nhận
thấy sự phụ thuộc TLD vào bản chất của kích thích và ảnh hƣởng quan trọng của vị
trí TLD lên đáp ứng dao động.
Tait và đồng nghiệp (2005, 2007) hƣớng dẫn một nghiên cứu về ứng xử
TLD 2D. Họ dùng TLD cho cả kích thích ngang 1D và 2D, đáp ứng sloshing của
nƣớc trong bễ chứa đƣơc đặc tính hóa bởi chuyển động bề mặt tự do, lực cắt cơ sở
tổng hợp và tính giá trị của năng lƣợng tiêu tán bởi sóng sloshing nƣớc. Những kết
quả cho thấy ứng xử tách riêng cho TLD 2D cho phép bễ chứa hình chử nhật đƣợc
HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang 13


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

dùng nhƣ TLD 2D và đồng thời giảm đáp ứng động lực học của cấu trúc trong 2
mode dao động trực giao.
Tait và Deng (2009) giới thiệu những mô hình bễ chứa đáy tam giác, đáy
dốc, đáy parabol, đáy phẳng sử dụng lý thuyết sóng dài tuyến tính. Năng lƣợng tiêu
tán bởi màn chắn giảm chấn và những tính chất cơ học cân bằng bao gồm khối
lƣợng, tần số tự nhiên, và tỷ số giảm chấn của TLD đƣợc so sánh cho những dạng

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

ở khả năng linh hoạt của lò xo, gia tốc xoay của thanh cùng pha với gia tốc cấu trúc
đỉnh, TLD chịu gia tốc biên độ lớn hơn gia tốc đáy cố định thông thƣờng và hiệu
quả của nó đƣợc tăng lên.
Modi và Akinturk (2002) tập trung vào việc thiết lập những vật cản có dạng
nêm 2D để tăng hiệu quả tiêu tán năng lƣợng TLD. Dạng hình học của vật cản tối
ƣu đƣợc xác định thông qua một nghiên cứu dao động tự do tham số. Nó cho thấy
rằng yếu tố giảm chấn có thể đƣợc tăng lên xấp xĩ 19.8% trong điều kiện tối ƣu.
Abe và đồng nghiệp (1998) trình bày một TLD chủ động bao gồm chất lỏng
từ tính đƣợc kích hoạt bởi điện từ. Một lực điều khiển bộ hấp thụ dao động động lực
học chủ động dựa trên quy tắc đƣợc sử dụng nhờ vào ứng xử phi tuyến của
sloshing. Nó cho thấy TLD chủ động giảm dao động cấu trúc hiệu quả hơn và ở
cùng thời điểm thì độ nhạy với sai số trong việc hòa hợp sẽ thấp hơn.
Ikeda (2010) nghiên cứu ảnh hƣởng của cấu hình 2 bễ chứa chữ nhật để đáp
ứng cấu trúc 2 tầng. Trong trƣờng hợp một là một bễ chứa đƣợc thiết lập trên đỉnh
và một cái khác ở tầng 2; trƣờng hợp thứ 2 là đặt một bễ chứa ở đỉnh và trƣờng hợp
thứ ba là thiết lập cả 2 bễ chứa ở đỉnh. Ikeda kết luận rằng nhiều bễ chứa thì ít hiệu
quả hơn trong việc giảm chấn cấu trúc.
Ikeda (2003) khảo sát ứng xử phi tuyến TLD gắn với cấu trúc tuyến tính
chịu kích thích điều hòa theo phƣơng thẳng đứng. Ikeda quan sát thấy rằng bằng
cách lựa chọn mức chất lỏng tối ƣu, một bễ chứa chất lỏng có thể đƣợc dùng nhƣ là
một giảm chấn với những kích thích hình sin thẳng đứng.
Ikeda và Ibrahim (2005) nghiên cứu tƣơng tác ngẫu nhiên phi tuyến của
một cấu trúc đàn hồi với động lực học sloshing chất lỏng trong một bễ chứa hình trụ
chịu kích thích ngẫu nhiên thẳng đứng. Bốn chế độ của chuyển động bề mặt chất
lỏng đƣợc quan sát và mô hình sloshing uni-modal đƣợc tìm thấy để khảo sát tƣơng
tác cấu trúc TLD. Biswall và đồng nghiệp (2003, 2004) khảo sát ảnh hƣởng của
bafles hình khuyên lên ứng xử TLD hình trụ. Ngƣời ta thấy rằng những tần số
sloshing của chất lỏng trong hệ flexible-tank-baffle thấp hơn những tần số của hệ


TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƢỚC
Tại Việt Nam, đã có những nghiên cứu về MTLD sử dụng cho công trình

cầu dây văng trong đó có những điểm chính nhƣ: lập hàm giải tích liên hệ giữa tỷ lệ
tần số kích thích và tần số kết cấu để phản ánh ứng xử của cơ hệ sử dụng thiết bị
kháng chấn TLD, tuy nhiên việc nghiên cứu chỉ dừng lại ở cơ hệ SDOF làm việc
với MTLD, đề tài này cũng chỉ mới đƣợc đề cập trong vài năm gần đây và đặc biệt
hầu nhƣ chƣa có công trình nghiên cứu nào đồng thời xét đến cả hai vấn đề (1)
kháng chấn bằng bể chất lỏng và (2) xét tƣơng tác giữa chất lỏng và thành bể.

HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang 16


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS.TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

Bảng 2-3 Thống kê các công trình đã được lắp đặt TLD trên thế giới và Việt Nam
Công trình

Vị trí

kháng chấn

Loại và số lƣợng

Năm lắp

(YMT)

39 TLD (thùng
chứa hình tròn)

1987

0.55 Hz
1.6t

Tháp Gold (136m)

Udatsu,
Bản

16 TLD (thùng
hình chữ nhật)

1988

0.42 Hz
9.6t

Khách
sạn
ShinYokohama
Prince (149m)

Yokohama,
Nhật Bản


Mount

TYG
Building
(159 m)
Tháp hàng không
Narita Airport (87
m)

Nhật

Atsugi,
Bản

Nhật

Narita,
Bản

Nhật

TLD (thùng chứa
hình tròn)

1993

1.3 Hz
16.5 t


0.32Hz

HVTH: Lê Bá Cƣờng

Trang 17


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: PGS. TS. NGUYỄN HOÀI SƠN

Tháp hàng không Nagasaki (42m)

Tháp Yokohama Marine (105m)

HVTH: Lê Bá Cƣờng

Khách sạn ShinYokohama Prince (149m)

Trang 18