báo cáo bài tập môn học động lực học công trình

Khai báo đặc trưng vật liệu:Define -> Materials… -> Add new material như hình:... Gắn khối lượng tại nútChọn và làm tương tự cho các nút còn lại.Chạy chương trình và suất kết quả:Analyze

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ - ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT XÂY DỰNG – GIAO THÔNG



BÁO CÁO BÀI TẬP Môn học ĐỘNG LỰC HỌC CÔNG TRÌNH

Sinh viên thực hiện : Lê Khánh Toàn

Mã số sinh viên : 21021243

Lớp : K66XD2

Giảng viên : TS Nguyễn Văn Bắc

Hà Nội, tháng năm 2023

Đề Bài:

Trả Lời:

Câu 1: Chu kì và dạng dao động riêng của hệ

Phần mềm sử dụng: Sap2000

- Các bước thực hiện và kết quả:

1 xây dựng mô hình:

Chọn phần tử thừa sau khi tạo và xóa >>>

Đổi liên kết chân thành Ngàm:

Assign >> Join >> Restrains…

2 Khai báo đặc trưng vật liệu:

(Define -> Materials… -> Add new material) như hình:

3 Khai báo tiết diện:

(Define -> Section properties -> Frame sections) như hình:

4 gán vật liệu và tiết diện:

5 Gắn khối lượng tại nút

Chọn và làm tương tự cho các nút còn lại

Chạy chương trình và suất kết quả:

Analyze >> Set analysis options >> chọn như hình dưới:

Analyze >> Set load cases to Run >> chọn như hình dưới

Sau khi chạy xuất kết quả như sau:

Display >> Show tables >> chọn như hình dưới

Được kết quả chu kì dao động như bảng:

Câu 2: Xây dựng phổ phản ứng động đất bằng code matlab

1, Xây dựng code phổ phản ứng như sau:

function [T, Spa, Spv, Sd]=SPECBAC(m, dt, Ag, zet, g, endp, beta, gama)

u=zeros(length(Ag),1);

v=zeros(length(Ag),1);

ac=zeros(length(Ag),1);

Ag(end+1)=0;

a0=1/(beta*dt*dt);

a1=gama/(beta*dt);

a2=1/(beta*dt);

a3=0.5/beta-1;

a4=gama/beta-1;

a5=dt/2*(gama*beta-2);

a6=dt*(1-gama);

a7=gama*dt;

T(1,1)=0.00;

for j=1:round(endp/dt)

omega(j,1)=2*pi/T(j);

k=(omega(j))^2*m;

c=2*m*omega(j)*zet/100;

K=k+a0*m+a1*c;

for i=1:length(u)-1

u(1,1)=0;

v(1,1)=0;

ac(1,1)=0;

df=9.806*Ag(i)*m+m*(a0*u(i)+a2*v(i)+a3*ac(i))+c*(a1*u(i) +a4*v(i)+a5*ac(i));

u(i+1)=df/K;

ac(i+1)=a0*(u(i+1)-u(i))-a2*v(i)-a3*ac(i);

v(i+1)=v(i)+a6*ac(i)+a7*ac(i+1);

end

Sd(j,1)=max(abs((u(:,1))));

%Sv(j,1)=max(abs(v));

%Sa(j,1)=max(abs(ac)/g);

Spv(j,1)=Sd(j)*omega(j);

Spa(j,1)=Sd(j)*(omega(j))^2/g;

T(j+1,1)=T(j)+dt;

end

Ag(end)=[];

T(end)=[];

Sd(2,1)=0; Spv(1:2,1)=0;Spa(1:2,1)=max(abs(Ag))/g;

figure('Name' 'Spectral Dispalacement', ,'NumberTitle','off') plot(T,Sd,'lineWidth',2.)

grid on

xlabel('Period (sec)' 'FontSize', ,13);

ylabel('Sd (mm)', 'FontSize',13);

title('Displacement Spectrum' 'FontSize', ,13)

figure('name' 'Pseudo Acceleration Spectrum' 'NumberTitle' 'off', , , )

plot(T, Spa,'lineWidth',2.)

grid on

xlabel('Period (sec)' 'FontSize', ,13);

ylabel('Spv (mm/s)', 'FontSize',13);

title('Pseduo Velocity Spectrum','FontSize',13)

Định nghĩa Ag trong dòng lệnh window là các giá trị Acc với đơn vị gia tốc trọng trường (g)

>> load input.txt %input.txt là file chứa các giá trị Acc

>> Ag = input;

Nhập số liệu cho các giá trị đã được khai báo: [T, Spa, Spv, Sd]=SPECBAC(m,

dt, Ag, zet, g, endp, beta, gama)

>> [T, Spa, Spv, Sd]=SPECBAC(1, 0.005, Ag, 5, 9.806, 4, 0.25, 0.5);

Sau đó thu được kết quả là giá trị gia tốc để xây dựng phổ phản ứng

Và giá trị chu kì T

Với giá trị T và Spa ta xác định được từ Matlab ta vẽ được phổ phản ứng:

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

Phổ phản ứng

Câu 3 : Phân tích phản ứng của hệ với dữ kiện động đất

Phương pháp phân tích phổ phản ứng (Response spectrum analysis)

+ Định nghĩa Functions -> Response Spectrum

+ Chọn Function type là from file -> add new function + Export file excel dữ liệu >> dạng đuôi txt

+ Đưa giá trị chu kì (T) và vận tốc phổ (Spa) vào function file với damping ratio là 5%.

+ Xây dựng trường hợp tải trọng phổ phản ứng: Define -> load case -> add new:

Theo phương pháp lịch sử thời gian (Time history analysis)

+ Định nghĩa Functions -> Time history

+ Chọn Function type là from file -> add new function

+ Đưa vào giá trị Acc trong file dữ liệu:

Bước thời gian là 0,005s

+ Xây dựng trường hợp tải trọng theo lịch sử thời gian: Define -> load case -> add new

3, Chạy mô hình và phân tích kết quả

Lựa chọn 2 trường hợp tải để phân tích

Lựa chọn kết quả phân tích: ở đây xem xét lực cắt đáy tác động lên công trình theo hai phương pháp phân tích

Thu được các giá trị như sau:

Nhận thấy với hai phương pháp phân tích theo lịch sử thời gian và phổ phán ứng cho ra kết quả với số liệu gần tương đương nhau với lực tác dụng lớn nhất lên kết cấu

Mặt khác nếu chúng ta phân tích lực của phương pháp phổ theo thương pháp CQC thì sẽ cho ra được lực cắt đáy lớn hơn