Phân tích pushover là phương pháp tiếp cận được đề cập trong các tiêu chuẩn thiết kế hiện đại. Việc trực tiếp quan sát ứng xử ngoài miền đàn hồi tương tự khi động đất xảy ra làm rõ mức độ hư hại ở cấp độ cấu kiện, các cơ chế sụp đổ và nhiều ứng xử khác cũng được xác định nhờ phương pháp này.
Ảnh hưởng của động đất đến thiết kế nhà cao tầng
Trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng động đất đóng vai trò then chốt. Một ví dụ điển hình là sự sụp đổ của Trụ sở Văn phòng Kiểm toán Nhà nước (SAO) cao 30 tầng trong trận động đất vào tháng 3 năm 2025. Nguyên nhân chính của sự cố này được xác định là lỗi thiết kế. Mặc dù các tiêu chuẩn và kỹ thuật thiết kế chống động đất luôn được cập nhật, sai sót vẫn có thể xảy ra. Bên cạnh đó, việc lựa chọn phương pháp chưa phù hợp cũng có thể dẫn đến rủi ro. Vì vậy, những hậu quả nghiêm trọng đối với công trình và con người là điều không thể xem nhẹ.
Phương pháp thiết kế động đất phổ biến hiện nay
Hiện nay, hai phương pháp giản lược được sử dụng phổ biến trong thiết kế công trình chịu động đất. Đó là phương pháp Tĩnh lực ngang tương đương và Phổ phản ứng dạng dao động. Việc giả định kết cấu làm việc hoàn toàn trong miền đàn hồi giúp đơn giản hóa quá trình tính toán. Tuy nhiên, khi động đất xảy ra, các cấu kiện không chỉ làm việc trong miền đàn hồi. Nhiều vùng của kết cấu có thể chuyển sang trạng thái dẻo hoặc chảy dẻo. Do đó, hệ số giảm lực động đất được đưa vào tính toán. Hệ số này còn được gọi là hệ số ứng xử (q). Nhờ đó, có thể tránh được các phân tích phi tuyến phức tạp. Cho đến nay, đây vẫn là phương pháp được áp dụng rộng rãi trong thiết kế công trình chịu động đất.
Ưu nhược điểm của phương pháp hiện nay
Ưu điểm của phương pháp này là tính đơn giản và khả năng tiếp cận cao. Bên cạnh đó, phương pháp còn giúp tiết kiệm tài nguyên tính toán. Điều này bao gồm cả thiết bị và thời gian thực hiện. Phương pháp thường cho kết quả tốt đối với các công trình có tính đều đặn cao. Tuy nhiên, trong thực tế, việc đạt được sự đều đặn và đối xứng hoàn toàn là không dễ dàng. Vì thế, độ chính xác của phương pháp có xu hướng giảm đối với các công trình phi đối xứng. Hiện tượng này thường xuất hiện ở các công trình có mặt bằng phức tạp. Các kết cấu hiện đại như dầm sàn chuyển là một ví dụ điển hình. Những dạng kết cấu này được áp dụng phổ biến trong các tổ hợp dự án và chung cư cao cấp.
Khắc phục những nhược điểm này như thế nào?
Để hạn chế nhưng sai sót của các phương phap đàn hồi hiện nay, có hai phương pháp tiên tiến hơn là Phân tích phi tuyến đẩy dần Pushover (Phân tích Pushover) và Phân tích phi tuyến theo lịch sử thời gian (Time History). Trong đó, Phân tích Pushover được cho là phù hợp vì tính thực hành cao hơn. Nó cũng được đề cập trong nhiều tiêu chuẩn thiết kế hiện đại, tương lai sẽ là công cụ thay thế các phương pháp đàn hồi.
Phương pháp phân tích Pushover
Pushover là phương pháp tiên tiến hơn trong kỹ thuật thiết kế công trình chịu động đất. Ưu điểm nổi bật của phân tích Pushover là khả năng đánh giá ứng xử phi tuyến của kết cấu. Thông qua phương pháp này, mức độ hư hại của từng cấu kiện có thể được xác định rõ ràng. Đồng thời, nguy cơ sụp đổ cục bộ hoặc sụp đổ lũy tiến cũng được nhận diện. Nhờ đó, kỹ sư có cơ sở để điều chỉnh và tối ưu hóa thiết kế.
Ngoài ra, phân tích Pushover còn cho phép đánh giá lại chỉ số vượt cường độ. Chỉ số này thường được xác định từ các phương pháp phân tích đàn hồi truyền thống. Điều này góp phần nâng cao độ tin cậy của kết quả thiết kế phổ phản ứng.
Áp dụng phân tích Pushover của TVXD Việt Thành Công trong thiết kế
TVXD Việt Thành Công là nhà thầu tiên phong áp dụng kỹ thuật phân tích phi tuyến đẩy dần (phân tích Pushover). Phương pháp thiết kế các công trình chịu động đất tiên tiến, kỹ thuật cao. Phương pháp được ưu tiên cho nhà cao tầng, công trình có tầng chuyển, mặt bằng phi đối xứng. Ngoài phân tích Pushover, Việt Thành Công là nhà thầu TVTK kết cấu và cơ điện chuyên môn sâu từng tham ra rất nhiều dự án phức tạp. Chúng tôi không chỉ có kinh nghiệm thực tế mà đã trở thành những chuyên gia đầu ngành với nhiều đóng góp khoa học có giá trị cho nhân loại.
