Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá và làm rõ mức độ an toàn cũng như hiệu quả của hai phương pháp phổ biến trong tính toán tải trọng động đất cho nhà cao tầng, bao gồm phương pháp tĩnh lực ngang tương đương và phương pháp phổ phản ứng dạng dao động. Trong bối cảnh thiết kế kháng chấn ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt đối với các công trình cao tầng tại các khu vực có nguy cơ động đất, việc lựa chọn phương pháp tính toán phù hợp không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ an toàn kết cấu mà còn quyết định đáng kể đến hiệu quả kinh tế thông qua khối lượng vật liệu sử dụng. Tuy nhiên, tiêu chuẩn hiện hành TCVN 9386:2012 của Việt Nam chủ yếu dừng lại ở việc hướng dẫn phạm vi áp dụng cho công trình đều đặn và không đều đặn mà chưa đánh giá cụ thể mức độ an toàn tương đối giữa các phương pháp tính toán, cũng như chưa đưa ra định hướng rõ ràng về việc cân bằng kết quả giữa chúng. Đây chính là khoảng trống quan trọng cả về lý thuyết lẫn thực tiễn thiết kế.

Trong thực tế, phương pháp tĩnh lực ngang tương đương thường cho giá trị lực cắt đáy lớn hơn so với phương pháp phổ phản ứng dạng dao động. Điều này khiến thiết kế theo phương pháp tĩnh thường mang tính bảo thủ hơn, góp phần tăng hệ số an toàn nhưng đồng thời có thể dẫn đến xu hướng sử dụng vật liệu lớn hơn mức cần thiết, làm tăng chi phí xây dựng. Ngược lại, phương pháp phổ phản ứng dạng dao động phản ánh tốt hơn đặc trưng dao động thực tế của công trình dưới tác động động đất, đặc biệt đối với nhà cao tầng có nhiều dạng dao động phức tạp, từ đó cho phép mô phỏng hành vi kết cấu sát thực tế hơn. Tuy nhiên, nếu không có cơ chế kiểm soát hoặc hiệu chỉnh phù hợp, việc sử dụng trực tiếp phương pháp này đôi khi có thể dẫn đến đánh giá thấp nội lực ở một số trường hợp, ảnh hưởng đến độ an toàn thiết kế.

Xuất phát từ vấn đề đó, nghiên cứu này đề xuất tiếp cận cân bằng lực cắt đáy giữa hai phương pháp dựa trên hướng dẫn của tiêu chuẩn ASCE 7-10 của Hoa Kỳ – một trong những tiêu chuẩn kháng chấn có mức độ hoàn thiện cao và được áp dụng rộng rãi. Mục tiêu là điều chỉnh kết quả từ phương pháp phổ phản ứng dạng dao động sao cho phản ánh chính xác hơn sự làm việc động lực học của công trình nhưng vẫn đảm bảo không thấp hơn ngưỡng an toàn cần thiết so với phương pháp tĩnh lực ngang tương đương. Cách tiếp cận này cho phép kết hợp ưu điểm của cả hai phương pháp: tận dụng tính thực tế và khả năng mô phỏng chính xác của phổ phản ứng, đồng thời duy trì mức độ bảo đảm an toàn tối thiểu thông qua cơ chế cân bằng lực cắt đáy.

Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu rất đáng chú ý, đặc biệt đối với các công trình cao tầng có tính đều đặn – nhóm công trình phổ biến trong thiết kế hiện đại. Việc cân bằng lực cắt đáy hợp lý không chỉ giúp kỹ sư tránh được xu hướng thiết kế quá an toàn gây lãng phí vật liệu, mà còn hạn chế nguy cơ thiết kế thiếu an toàn do đánh giá chưa đầy đủ tác động động đất. Qua đó, nghiên cứu hướng đến mục tiêu tối ưu hóa đồng thời ba yếu tố cốt lõi: độ an toàn, độ chính xác mô phỏng kết cấu và hiệu quả kinh tế.

Từ các phân tích này, bài báo góp phần bổ sung cơ sở khoa học quan trọng cho việc xem xét hoàn thiện hướng dẫn thiết kế động đất trong điều kiện Việt Nam, đặc biệt trong tương lai khi nhu cầu xây dựng công trình cao tầng ngày càng gia tăng. Việc tham chiếu và vận dụng linh hoạt các nguyên tắc từ ASCE 7-10 có thể là hướng đi phù hợp nhằm nâng cao chất lượng thiết kế kháng chấn, đảm bảo công trình vừa an toàn trước động đất vừa tiết kiệm tài nguyên, phù hợp với xu hướng phát triển xây dựng bền vững.