Phương pháp nay đãbỏ qua tác động tương hỗ của chất lỏng trong hồ chứa với thân đập và nền công trình.Trong bai báo này tác động tương hỗ của nước trong hồ chứa, đập dâng và nền đượcnghi
TONG QUAN 1.1 DAT VAN DE
MỤC TIỂU NGHIÊN CỨU
Khi công trình chịu động tải trọng tác dung là thành phần lực quán tính, lực quán tính này phát sinh do bản thân công trình và áp lực thuỷ động đối với công trình chịu ảnh hưởng của nước Ứng suất, bién dạng công trình ảnh hưởng rất lớn độ bền công trình Khi ứng suất, biến dạng vượt qua giới han cho phép, kết cấu có thé xảy ra nứt gây hư hỏng công trình Đặc biệt khi động đất , thành phần lực tác dụng vào công trình tăng nhanh, tăng đột ngột sẽ xuất hiện vị trí nguy hiểm là các điểm có ứng suất và chuyền vị lớn so với các điểm còn lại và sẽ hư hai các điểm này trước.
Khi xảy ra sự cố về đập sẽ gây rất nhiều hậu quả nghiêm trọng vê mặt vật chất lẫn tinh thần Do đó vấn dé an toàn trong thiết kế và vận hành đập là van đề được đặt lên hàng dau, bảo đảm tránh mọi thiệt hại có thể xảy ra
Trong thiết kế đập bê tông chịu tác động của động đất phương pháp Westergaad thường được dùng để xác định áp lực thủy động tác dụng lên đập dâng và kết quả của phương pháp này cũng được dùng để quy thành khối lượng bồ sung găn vào mặt thượng lưu của đập dâng trong khi tính toán dao động của đập dâng.
Hiển nhiên là chất lỏng trong hồ chứa và nền công trình có ảnh hưởng đến ứng xử của đập khi xảy ra động đất Do đó trong để tài này tác động tương hỗ của đập dâng, hồ chứa và nền được nghiên cứu trong cùng một bài toán, qua đó kết quả tính toán có thé sẽ thé hiện chính xác hon sự làm việc thực sự của hệ thống đập — hồ chứa — nên công trình.
Nội dung nghiên cứu cơ sở lý thuyết gồm: lý thuyết về động lực học công trình, vận dụng lý thuyết vào tính toán động dat, từ đó tiễn hành phân tích ứng suất biến dạng công trình bang phương pháp phan tử hữu hạn.
Nghiên cứu sử dụng đặc tính đặc trưng của 2 chương trình dé cùng mô phỏng 1 bài toán ngoài thực tế từ đó đề ra ưu khuyết điểm trong cách mô phỏng khi áp dụng vào thiết kế công trình
Chương 1: Tổng quan 1.3 PHAM VI NGHIEN CUU
Phuong pháp nghiên cứu trước đây thường chia lam 2 dạng: phương pháp tinh và phương pháp động lực, cùng với sự phát triển của máy tính phương pháp động lực với phương pháp giải bang phương pháp phan tử hữu hạn ngày càng được sử dụng do mô tả chính xác hơn, kỹ hơn Trong phương pháp động lực có 2 phương pháp nghiên cứu phổ biến là phương pháp phổ ứng xứ theo đường cong gia tốc và phương pháp động lực theo lịch sử thời gian, trong dé tài này sẽ nghiên cứu theo hướng theo phương pháp động lực dựa vào biểu đồ gia tốc có săn được ghi nhận trong quá khứ.
Cùng với sự phát triển của kỹ thuật máy tính cho cho phép giải hệ phương trình với nhiều biến hon, đồng thời cũng phát triển ra nhiều phần mềm giải bang phương pháp phan tử hữu hạn như: HN-BUILDING, ETAB, SAP, ANSYS, MATHLAB Mỗi phần mềm đều có ưu và nhược điểm riêng nhưng có cách giải chung là sử phương pháp phan tử hữu hạn Trong dé tài này sẽ đi nghiên cứu về 2 phân mềm là ANSYS và Sap, trong việc mô tả phần tử chất lỏng trong ANSYS và sự mô phỏng áp lực thuỷ động trong Sap Qua đó có cách đánh giá khác nhau trong sự mô phỏng khác nhau này.
CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC Các bài báo nghiên cứu về ảnh hưởng của động đất lên công trình đập bê tông
1.4.1 Nghiên cứu trong nước a Nghiên cứu trạng thái ứng suất và biến dạng của đập bê tông trọng lực có xét đến tác dụng động đất [1]
Tác giả: Nguyễn Trọng Quân (Công ty cổ phan tư van Sông Đà - Tập đoàn Sông
Da) giới thiệu trên trang web http://www.vncold.vn.
Trước đây, phương pháp tính toán cho đập bê tông trong lực thường đưa về bài toán phang dé tính nên chưa phản ánh đúng trạng thái chịu lực của công trình khi làm việc Trong dé tai này, tác giả tính theo bài toán không gian tức là đập tran, trụ pin, đập bê tông trọng lực và nền cùng làm việc đồng thời có xét đến tải trọng động đất, do đó nó phan anh được day đủ hơn, chính xác hon trạng thái lam việc của công trình trong thực tế.
Trong nghiên cứu này, tác giả đã thiết lập các mô hình 3D tính toán sử dụng phần mém Autocad và ANSYS dé mô hình hóa đập dâng, đập tràn va nền cùng làm việc đồng thời và được mô hình hoá bằng phần tử solid coneret 65. b Ứng dụng phần mềm Cadam để tính toán đập bê tông trọng lực [2]
Tác giả: KS Trần Huy Thanh Khoa Công trình thủy, Trường ĐH Hàng Hải Cadam là một chương trình máy tính mà chức năng đầu tiên của nó là cung cấp hỗ trợ cho việc hiểu thêm các nguyên tắc về đánh giá 6n định của đập BTTL.
Cadam cũng dùng dé hỗ trợ việc nghiên cứu và phát triển về các tac động kết cấu và sự an toàn của đập BTTL Cadam dựa trên phương pháp trong lực (sự cân bang của
Chương 1: Tổng quan khối cứng và lý thuyết dam) Nó thực hiện sự phân tích ồn định dưới tác dụng của lực thủy tĩnh và lực động đất.
Phần mềm Cadam được xây dựng dựa trên các giả thiết sau:
+ Phân tích ứng suất để xác định chiều dài vết nứt có thể xảy ra và các ứng suất nén;
+ Phân tích 6n định để xác định các dự trữ an toàn chống trượt dọc theo các nút quy ước và vi tri của các hợp lực tac dụng lên các nút.
Phần mềm nay sử dụng phương pháp trọng lực dé tính toán với các giả thiết đơn giản hóa sau:
+ Thân đập được chia thành các nút với các đặc tính đồng nhất dọc theo chiều dài của chúng, khối bê tông và các nút là các vật liệu đàn hồi đồng nhất:
+ Toàn bộ các lực tác dụng lên được truyền lên móng của đập mà không tương tác với các khối đá bên cạnh;
+ Không có sự tương tác giữa các nút, mà mỗi nút được phân tích không phụ thuộc vào các nút khác;
+ Ứng suất được phân bồ tuyến tính doc theo mặt phăng nam ngang:
+ Ứng suất cắt phân bố theo quy luật parabol doc theo mặt phang nam ngang trong cácđiều kiện không có vét nứt c Phân tích ứng suất đập bê tông trọng lực khi có xét đến tính phi tuyến của vật liệu [3]
Tác giả: Ts.Vũ Hoàng Hưng và Ts.Nguyễn Quang Hùng, Trường đại học Thủy
Loi http://lib.wru.edu.vn
Phương pháp tính toán thiết kế đập bê tông trong lực ra đời tương đối sớm, vì vậy có những tính toán thiết kế chưa phù hop với điều kiện phát triển khoa học kỹ thuật ngày nay Thông thường, tính toán phân tích ứng suất thân đập mới chỉ xét đến quá trình làm việc của vật liệu trong giai đoạn đàn hồi, chưa phản ánh đúng điều kiện làm việc của vật liệu làm đập Bài báo này tiễn hành phân tích ứng suất đập bê tông trọng lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn có ứng xử vật liệu phi tuyến là một phát triển mới trong thiết kế đập Những kết quả đạt được trong phân
Chương 1: Tổng quan tích ứng suất đập BTTL khi có xét đến tính phi tuyến của vật liệu cho thấy rõ sự khác nhau cơ bản trong hai loại quan niệm vật liệu khác nhau để từ đó có những ứng xử công trình cho thích hợp Các kết quả nghiên cứu trình bày trong bài báo là những tham khảo tốt cho người thiết kế
Bài báo đã đưa ra được kết quả của bài toán phân tích ứng suất- biến dạng đập bê tông trọng lực bằng phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng mô hình vật liệu bê tông làm việc trong giai đoạn phi tuyến Các giá trị ứng suất S1, S3 tại mép biên thượng hạ lưu tính theo hai loại mô hình vật liệu tuyến tính và phi tuyến.
1.4.2 Nghiên cứu ngoài nước: a Phân (ích đập bê tông trọng lực khi có động dat [4]
Các tac giả: Manzori Iman Kamanbedast, Amir Abbas, Erfanian Azmoudeh và Mohammad Hossein.
Bai báo nghiên cứu điều tra và phan tích ứng xử của một đập bê tông trọng lực trong chuyên động mặt đất mạnh ngang do một trận động đất được mô phỏng bằng chương trinhANSYS
Trong mô hình phân tích tác giả đưa vào áp lực nước biểu đỗ gia tốc động dat cũng như kích thước đập, tác giả chỉ ra rắng ở trung tâm động đất tần số cao hơn thì mạnh hơn, xa hơn thì tần số yếu đi, ứng suất kéo lớn nhất trong thân đập lớn hơn ứng suất cho phép sẽ gây các vết nứt trong thân đập.
Kết quả trong mô hình phân tích ra ứng suất và chuyền vị các nút trong thân đập theo phương X và Y b Ảnh hưởng của môđun đàn hồi của nền đến ứng xử của đập bê tông trọng lực [5]
Cac tác giả Z Heirany va M Ghaemian
Bài báo nghiên cứu ứng xử của đập bê tông trọng lực khi có động đất, tác động đồng thời của hồ chứa và nên trong trong mô hình 2 chiều Phương pháp sử dung phân tích là sử dụng 2 phương pháp: phần tử hữu hạn và phương pháp bôi gãy
Các thông số nhập vào mô hình là các thông số vậy lý như: môdun đản hồi, độ bên, và đặc biệt là năng lượng gây nứt gãy.
Kết quả phân tích cho thấy với các điều kiện biên khác nhau, phân tích phi tuyến bao gồm sự tác động của đập lẫn hồ sẽ cho kết quả tốt hơn gần với thực tế. c So sánh việc thiết kế và phân tích đập bê tông trọng lực [6]
Tác giả Md Hazrat Ali
CƠ SỞ LY THUYET 2.1 PHƯƠNG TRÌNH CHUYEN DONG CUA HE THONG CHUYEN VỊ 1
PHƯƠNG TRÌNH CHUYEN DONG CUA HE THONG CHUYEN VỊ
NHIEUBAC TU DO [7] qt) git) — qgát) q40
Hệ dao động nhiều bậc tự do
Thanh lập phương trình chuyển động của hệ nhiều bậc tự do là quá trình phân tích các bậc tự do của hệ thống, đưa ra các điều kiện cân bang động lực hoc ứng với các bậc tự do Kết quả xác định được hệ phương trình với N phương trình dao động ứng với N bậc tự do của hệ thống fii tfc¡itfti=pi@ (2.6) fiitfoitfi=pi — (2.7) fint fon t+ fin =pn(t) (2.8)
N: bac tu do fii foi, fi: các lực tương ứng với bac tu do. Đề thuận tiện trong quá trình tính toán, các lực tác dụng được biéu diễn bang cac hệ sô anh hưởng:
Chương 2: Cơ sở lý thuyết hệ số ảnh hưởng độ cứng kị;
Sica — > k,,d,() i=l hệ sô ảnh hưởng tat dan c¡¡
Sen — > Cn, œ,CZ) z=1 hệ số anh hưởng khối lượng mị,.
Với gia thiết ứng xử tuyến tính, phương pháp giải bai toán theo nguyên ly nghiệm xếp chồng Hệ phương trình được viết dưới dạng ma trận:
[M]: ma trận khối lượng tổng thé
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
[C]: ma trận tat dan tong thé [K]: ma trận độ cứng tổng thé {u(t)}: vecto chuyền vị nút
{P(t)} vecto lực nút của hệ thống 2.3 PHƯƠNG TRÌNH HE CHUYEN ĐỘNG NHIÊU BAC TU DO DAO ĐỘNG TRONG HE TOA ĐỘ MODE DAO DONG Phân tích tần số dao động và dang mode dao động
Với hệ dao động nhiều bậc tự do, giả thiết hệ không có lực tắt dần, không có ngoại lực tác dụng, phương trình chuyển động được viết dưới dang sau:
Phương trình trong hệ toạ độ chung có dạng
[A⁄]{g})+[K]fqgW@=0 — (113) giả thiết trạng thái dao động là dao động điều hoà
{2} : biên độ dao động œ: tần số góc
0: pha dao động thế (2.14),(2.13) vào (2.12) ta có
Giải phương trình (2.15) ta có:
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Từ phương trình (2.16) ta xác định được N giá tri (@s, @22, , @wz) tương ứng với N bậc tự do.
Kết quả thu được từ phương pháp thay thế tần số œt trong (2.15) là đồng nhất và phụ thuộc tuyến tính
Các phương pháp giải gồm: phương pháp chuẩn hoá vec to và phương pháp quy về giá trị trong đương với các vec to mode dao động.
Phương pháp thuận tiện trong quá trình diễn tả mode dao động đó là dạng chuẩn hoá đưa về các đại lượng không thứ nguyên băng cách phân chia các thành phan về một thành phan liên quan Vec tơ kết quả gọi là trạng thái mode thứ N $, Ma trận [®] là tập hợp tất cả các trạng thái mode dao động, gọi là ma trận mode dao động lối Óị› aa A, |
2.4 HE TOA DO MODE Trong quá trình động lực học hệ dao động tuyến tính, giả thiết chuyển vi của hệ được mô tả trong giới hạn cua mode dao động tư cho 9, Các mode dao động này thiết lập N chuyền vị độc lập.
Vec tơ chuyến vị {q} có thé được viết bằng cách thêm vào biên độY thích hợp của N mode dao động
Với N là số thành phan bac tu do cua hé Cho thay rang ma trận mode thoả mãn sự biến đổi từ hệ toa độ chung tới hình dạng hệ toa độ dao động.hệ toa độ biên độ mode gọi chung là hệ toa độ mode Y
Chương 2: Cơ sở lý thuyết ti =lỉ] tỳ (2.21) Đề giải quyết vần đề cần xác định hệ toạ độ mode {Y} từ đó xác định ứng xử của hệ thống từ hình dạng hệ toạ độ Các bước tiễn hành xác định vec tơ chuyển vi{q} bang cách sử dụng (2.19) gọi là nguyên lý xếp chong.
Ta nhận thay rang ma trận mode [] tạo nên từ N vec tơ độc lập nên có thé nghich dao Điều đó có nghĩa là có thể tính toán trực tiếp hệ toạ độ biên độ mode dao động liên quan tới vec tơ chuyển vị {q}
PHƯƠNG TRÌNH CHUYEN ĐỘNG TRONG HE TOA ĐỘ MODE Phương trình chuyển động trong hệ toa độ chung 1a
Trong phương trình (2.12) trình bày đồng thời N cặp phương trình vi phân bên ngoài đường chéo trong ma trận khối lượng và độ cứng.
Ta có thé chuyên đổi phương trình thành N tập hợp phương trình trong hệ toa độ mode độc lập.
Giải hệ phương trình và áp dụng nguyên lý xếp chồng để thành lập phản ứng độc lập của hệ thống.
Dé xác dinhd, và sự liên quan các yếu tô hợp thành loại mode chuyển động thứ n la {qn} có thé được phân chia thành:
Vectơ mode dao động chuẩn hoá o, được xác định Ú, = lì (2.24) ia} Loa,
Kêt qua của quá trình chuân hoa
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Ið ]IM]I9]E[1] (2.25) với [1] là ma trận NxN nhân vao 2 về ma trận chuyền vị [Q@ ]
Kết hợp với giá tri chuân hoá
=>Kon=0ˆ (2.30) Phan tử năm trên đường chéo tại hang thứ n cùa ma trận độ cứng [K]g có giá trị băng bình phương tần số mode dao động thứ n đó.
Tương tự với khối lượng và đô cứng, độ tắt dần của hệ được xác định:
C]19alE†Cle (2.31)
LY THUYET VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH ĐỘNG DAT Hiện nay việc xác định tải trọng động đất tác dụng lên công trình một cách chính
Thay thế các lực động đất thực tác dụng lên công trình bang các lực tĩnh ảo có hiệu ứng tương đương (phương pháp tải trọng ngang thay thế) Theo phương pháp này toàn bộ công trình được xem như một vật răn tuyệt đối đặt trên nền đất, lực động đất tác dụng lên công trình theo phương ngang, bằng tích khối lượng công trình với gia tốc. Ưu điểm cơ bản : tính toán đơn giản, áp dụng cho công trình có hình dáng bat kỳ.
Nhược điểm: không phản ánh được trạng thái chịu lực thực
2.6.2 Phương pháp động lực a Theo phương pháp đường cong pho.
Trên cơ sở phân tích các trận động đất ở Xan Franeiseo năm 1923 và Laybich năm 1933 nhiều tác giả đã thiết lập được dạng mới của phương pháp động lực học
Chương 2: Cơ sở lý thuyết dé tính toán công trình đó là phương pháp phổ, hoặc theo phương pháp đường cong phô.
Phương pháp phố được M.Bo dé xuất năm 1933 va sau đó được Cotrinski nghiên cứu hoàn thiện.
Nội dung của phương pháp phổ là xác định các gia tốc, vận tốc và chuyền vị cực đại của các dao động Khi phân tích, người ta đã sử dụng sự tương tự của hệ phức tạp với hệ có một bậc tự do Phương pháp tính toán theo đường cong pho đã được ứngdụng rộng
Pho ứng xử thiết kế được thiết lập dựa trên lời giải max của phương trình ii + 2€0,U + 07w = ~ủ (t) (2.44)
Dang phố ứng xử đàn hồitheo TCXDVN 375 : 2006
Se(T):Ph6 phản ứng dan hdi ; T:Chu ky dao động của hệ tuyến tính một bậc tự do; ag : Gia tốc nền thiết kế trên nền loại A (ag = gl agR);
TB :Giới hạn dưới của chu ky
TC :Giới hạn trên cua chu ky
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
TD: Giá trị xác định điểm bắt đầu của phần phản ứng dịch chuyển không đổi trong phô phản ứng:
S: Hệ sô nên; e hệ so điêu chỉnh tham chiều. b Phương pháp phân tích dựa trên biếu đồ gia tốc biết trước (time history analysis)
Phương này có thé dé dàng đánh giá sự thay đổi cau trúc (ví dụ như độ cứngK) trong những bước tiếp theo Vi vậy đây là 1 trong những phương pháp hiệu quả trong các phương pháp ứng xử phi tuyến.
LY THUYET PHƯƠNG PHÁP PHAN TÍCH DỰA TREN BIEU ĐỎ GIA
TÓC BIẾT TRƯỚC 2.7.1 Phân tích động đất theo lịch sử thời gian tuyến tính trong hệ nhiều bậc tự do
Các giải pháp được đưa ra bởi tích phân Duhamel dùng để xác định cách thức toạ độ của hệ nhiều bậc tự do cho phương trình động lực học chung Phương pháp chồng chất dao động được dùng xác định phản ứng chung cho toàn hệ thống động lực
Việc xác định các phương thức tọa độ của một hệ thống nhiều bậc tự do, Yn (t), được thực hiện từ phương trình (2.59), trong đó các vector {p}(t) biểu hiện các động lực học trong hệ nhiều bậc tự do
Chuyển sang toa d6Yn (t).phương trình có dang tương tự như (2.43), giả định rang hệ điều kiệh bắt đầu từ§ = É„ và œ = @,, tức là: ¥,)=—— i fers (2.47)
Sau khi viết ở hệ toa độ bình thường áp dụng áp dung mô ta theo công thức(2.21)sé thu được kết quả chuyển động theo thời gian trong toa độ mode, đây là phản ứng chung của hệ trong bất ky thời gian t nào
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Can lưu ý rang, dé giải các phương trình chuyển động tự do tại một thời điểm t trong một hệ thống nhiều bậc tự do cần thiết lập N phương trình, để thu được phản ứng của hệ cân cân phải tính chuyên động ứng với N bậc tự do đó.
Do đó có thể kết luận rằng để thiết lập hình dạng của hệ tại một thời điểm nhất định t, thì phải giải được phương trình NxN (2.47).Néu muốn miêu tả chuyển vị theo thời gian, các khoảng thời gian phải được thiết lập theo từng thời từng điểm sau đó tập hợp lại tạo thành chuối xác định trong lịch sử thời gian Nếu chia khoảng thời gian thành m đoạn thì ta thu được mxNxN phương trình cần giải quyết Trong trường hop ít hơn N mode dao động được xem xét thì các mode ứng với tần số lớn sẽ được chia nhỏ ra dé đánh giá phản ứng của cấu trúc.
Như vay, sự quyết định về số lượng các bậc tự do và độ chính xác mong muốn cho thời gian lịch sử, ảnh hưởng trực tiếp đến số lượng phép tính thực hiện tính toán, do đó phải lựa chọn cân thận vẫn dé có tính đến thời gian và yêu cầu cau có hình CPU đủ mạnh déxt lý một phân tích lich sử thời gian cho phù hop
2.7.2 Phân tích động đất theo lịch sử thời gian trong động đất Động đất duoc xem là sự di chuyển dựa vao các gia tốc Tach các vec tơ gia tốc q(t) thành 3 thành phân X, Y, Z Chúng ta có mỗi bậc tự do với tải động lực học tạo bởi khối lượng và giá trị tương ứng với gia tốc cụ thé
Như đã định nghĩa trước đó, trong toạ độ độ mode Y;(n) có thé chia ra các phương khác nhau theo cách dùng phương pháp chất chồng và giả định tuyến tính của hệ thông
Nếu sử dụng công thức (2.43) phương trình chuyển động mode thứ n theo phương J là
Y(Œ)+2ứ,.Ê,.YŒ)+@°.Y,„0)+@°Y,0)=Pu„.q„(0) — (2.48) Các yếu tố Pạ¿ tham gia được ghi lai, chu kỳ thứ 2 được viết là
Sự tương tự giữa các biểu thức (2.68) và (2.70) là thé hiện vector tai: {p(t)}
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Xét (2.71) trong toạ độ Yn ta được
Vấn đề bây giờ bao gồm giải bài toán ở toạ độ mode theo các phương Một trong những kỹ thuật phố biến là chia một chuỗi các khoảng thời gian, các bước trong toa độ Yn(t) gọi là phương pháp tích phân từng bước.
2.7.3 Tích phân từng bước với tải thay đối tuyến tính Dé mô phỏng phương pháp tích phan từng bước với tải thay đổi tuyến tính người ta sử dụng một chuối các gia tốc của trung tâm động đất được xem như là 1 diễn bién của tải động đất Chuỗi gia tốc có thé được ghi nhận từ đo lường gia tốc nên tại trung tâm vi tri trong suốt quá trình xảy ra động đất Một chuỗi gia tốc hoàn chỉnh sẽ chứa gia tốc theo 3 phương theo 3 trục X,Y,Z bao gồm :ọsx() GsY(t), qsz(t) Đề đảm bao sự chính xác của việc phân tích lich sử thời gian, người thiết kế phải quyết định số lượng thời gian các khoản At, gia tốc sẽ được thay đối tuyến tính giựa các khoảng thời gian với giá trị ban đầu:
4uoΠ+ ADF (FZ) (2.52) dg (T) = Fay 9(T) + AT
Chuyén (2.52) vào toa độ mode Yn(At) trở thành ma a : ; r+Af)—=q T y,(At)=2—— Pf oS | (quy@+ 8£ T22 he 2 | sino, 0-2)
Can chú ý rằng biểu thức này mô tả chính xác cho khoảng thời gian giả định đầu tiên, trong khoảng thời gia này hệ thống đứng yên cho đến khi bat dau chịu tải. Đến khoảng thời gian tiếp theo At,,liên quan đến tính liên tục của phản ứng, điều
Chương 2: Cơ sở lý thuyết kiện ban đâu, Yn; ¡và Yn¡.¡ phải được xác định rõ vê chuyên vi và vận toc Do đó ở thời gian 1 phản ứng trong toạ dộ mode n có dạng (2.43)
Yni-at Y ni-l EO, Y.(ù— Af) =e 2X VY, c0S(@, „4) + sin(„„Œ) d.n (2.54)
Khi tất cả các toa độ mode được xác định tại thời điểm i-At có thé tính toán các phản ứng theo toạ độ thường khi sử dụng phương pháp chồng chất Sự lặp lại này cho mỗi khoảng thời gian cho đến khi kết thức thời gian phản ứng.
CHUONG 3: ÁP DUNG 1 THONG SO DAU VAO
Mô hình phân tích là một đập bê tong trong lực cao 37m, bề rộng đỉnh 8m, bề rộng đáy 22m, chiều sâu mực nước ở mực nước dâng bình thường là 35m (hình 3.1) Đập được đặt trên nên đá có một lớp đá phong hóa kẹp giữa Miễn tính toán được tính từ mép đập thượng lưu ngược về phía thượng lưu 100m.
Thông số kỹ thuật vật liệu như sau:
Modul E&00000 kN/m2 hé s6 Poisson v= 0,2; khối lượng riêng p=2,446 T/m3.
Vật liệu lớp nền 1 là 1 lớp đá cứng chịu trực tiếp đập đặt lên:
Modul 1244220 kN/m2 hệ số Poisson v= 0,19.
Vật liệu lớp nền 2 là 1 lớp đá phong hoá nhẹ kẹp giữa lớp đá 1 với các thông số
Modul E1970 kN/m2 ; hệ số Poisson v= 0,17.
0ô ãõ nôn na
CHƯƠNG 4: PHAN TICH KET QUA 1 PHAN TICH BANG CHUONG TRINH ANSYS
4.1.1 Mô phóng mô hình trong chương trình Ansys
- Dac tính phan tử nước trong Ansys:
Trong mô hình Ansys, khối nước thượng lưu được mô tả băng phần tử Fluid để mô tả Trong mô hình nay trọng lượng của nền được lay bang 0 dé đảm bảo rang gia tốc của nền chính bang gia tốc do lực động động đất gây ra Khi nghiên cứu ứng xử của đập khi xảy ra động đất ta bỏ qua thành phần áp lực thâm dưới nên.
Phần tử nước sử dụng phần tử Fluid29 : phần tử nuớc dao động âm điều hòa, đối xứng trục
Phan tử 4 nút, 2D, 3 bậc tự do UX, UY, áp suất Khối lượng riêng p=1 T/m3, vận tốc âm thanh V= 1460 m/s.
Phan tử nước được sử dụng dé mô hình hoá các môi trường chất long và van dé tương tác chất lỏng và chất răn Khi không có dao động phần tử này sẽ có đóng vai trò lực tĩnh và có ma trận đối xứng Khi dao động, phan tử này có thé được dùng với cau trúc 2 D ma trận không đối xứng hoặc giảm chan trong phân tích chuyển động có gia tốc nên.
Trong các vấn dé tương tác chất lỏng cấu trúc âm thanh, các phương trình động lực cau trúc cần phải được xem xét cùng với các phương trình Navier-Stokes động lực chất lỏng và các phương trình dòng chảy liên tục.
- _ Các giả định của Kinsler về nước sóng âm:
+ Nước là nén được (thay đối mật độ do thay đổi áp suất) + Chất lỏng là không nhớt
+ Không có dòng chảy trong chất lỏng (nước tĩnh) + Mật độ và áp suất không thay đổi
Ta có phương trình sóng âm: iat we -0 (4.1)
Chương 4: Phân tích kết quả c : tốc độ âm thanh trong nước P: áp suất t: thời gian
Phương trình (3.10) sẽ được bỏ qua lực can do độ nhớt và được rời rac hoa ở bước tiếp theo trong ma trận tắt dan Áp lực nước trong mối tương tác nước và vật thể sẽ được thêm vào ma trận độ cứng phân tử
Phương trình dao đông áp lực nước
Phương trình lượt bớt theo Helmholtz
Phuong trình chuyén động của phan tử nước Phương trình chuyển động cơ bản của phân tửtrong hệ toạ độ chung
Từ (2.12) ta có phương trình chuyển động co ban của phan tử nước trong hệ toa độ chung
Chương 4: Phân tích kết quả {Fe}: vecto áp lực nước lên bề mặt diện tích
{N'} = vecto ham số chuyển vi u,v và w {N} = phan tử hình dang phan tử
{Pe} = vecto áp suất nút {n} = vecto điều kiện biên phan tử nước
Thanh phan áp lực nước tác dụng vào đập là tổ hop của 2 thành phan : áp lực thủy tinh luôn có khi hồ có chứa nước, và áp lực thủy động được sinh ra khi nước hồ dao động Để xem xét cụ thể hơn về tác dụng của động đất ta sẽ xem xét 2 lực này riêng, từ đó đánh giá được lực sinh ra và so sánh với phương pháp khác được dễ dàng.
Phan tử đập sử dụng phan tử Plane 182: phan tử cau trúc ran 2D và có 2 bậc tự do UX, UY: dùng mô phỏng các phân tử chịu kéo, nén và mô phỏng trong các trường hợp biến dạng vật liệu đàn hồi dẻo.
Fluid29 được chia ra làm 2 loại phan tử nuéc:phan tử nước không tiếp xúc với mặt ran (đập, nền) va phan tử nước tiếp xúc trực tiếp với mặt rắn Với phan tử tiếp xuc truc tiép mỗi nút có 3 bậc tự do: chuyền vi theo trục x,y va ap suat Su phan chia loại phan tử nước giúp dé mô phỏng sự tiếp xúc của 2 loại phan tử khác nhau,khi đó sự chuyền vị của 2 thành phan là riêng biệt.
Chương 4: Phân tích kết quả
Hình 4.1: Mô hình mô phỏng của bài toán trong ansys
Chia lưới phần tử trong Ansys 13 và gán điều kiện biên cho mô hình
Chương 4: Phân tích kết quả
4.1.3 Phân tích chuyền vị a Chuyến vị do áp lực thủy tinh
Ux (AVG) RSYS=0 DMX =.026037 SMN =-.564E-03 SMX =.020849
Hình 4.3: Chuyến vị do áp lực thủy tinh
Khi chịu áp lực thủy tĩnh đập có xu hướng chuyền vị về phía sau và có chuyền vị lớn nhất tại đỉnh đập là 2.08 em chuyền vị sẽ ít hơn về phía chân đập. b Chuyến vị do áp lực thủy động và động dat
Hình 4.4 : Chi tiết lưới đập và các điểm xem xét phân tích
Ta xem xét đánh giá các nút trên dap, nut 19 tại vi trí đỉnh dap, nút 81 tại vi trí đập bat đầu thay đối tiết diện, nút 38, 47, 45 tại vị trí thân đập thượng lưu, giữa đập
Chương 4: Phân tích kết quả và than dap hạ lưu, nút 62, 41, 10 tại vi tri chuyển từ chân đập từ thượng lưu sang chân đập hạ lưu
Lực thủy động là lực do nước trước đập dao động làm tăng thêm lực phát sinh ở thượng lưu Xem xét sự làm việc tại các thời điểm khác nhau trong khoảng thời gian động đất dé đánh giá về cách ứng xử của đập ứng với các gia tốc khác nhau và sự ảnh hưởng của điều kiện ban đầu đến các bước tính tiếp theo At như thế nào Đầu tiên ta xem xét về chuyển vị của đập để nhận thay su liện hệ giữa gia tốc nên và độ lớn cũng như hướng chuyển vị của đập
2,00E-02 1,50E-02 1,00E-02 —— UX 19 5,00E-03 —— UX 81 0,00E+00 —— UX 15 -5,00E-03 UX 10 -1,00E-02 UX 38
-3,00E-02 Tr?rrrrrrrtrtrtrrrrririrrrirrgrgrgrgrrg?rrgrg?rgrogererd?rgrgrgrgrgrgrrrrrrrerdd
COANM TN ONNADADAOANM TT NON AD ủ ọ ọ se
Hình 4.5: Đồ thị chuyền vi các nút xem xét theo thời gian 1000 điểm
Qua đồ thị ta có thé nhận thấy chuyền vị sẽ lớn nhất ở đỉnh đập và chuyền vị ít dần xuống chân đập, mật độ xuất hiện các chuyển vị lớn trong thời gian từ 2s cho đến 5s điều nay cũng tương ứng xảy ra những gia tốc nền lớn Trong thiết kế tính toán ta chỉ cần xem xét nghiên cứu đập lúc xảy ra chuyến vị lớn, nên ta chỉ cần phân tích ứng xử của đập trong khoảng thời gian này.
Chương 4: Phân tích kết quả
Hình 4.6: Gia tốc nền theo thời gian 2s đến 5s Đề phân tích đồng thời có sự so sánh giá tri chuyển vi, thời gian chuyén vi, ta so sánh đồng thời các nút với nhau trong cùng một khoảng thời gian dé có cách đánh giá cụ thể hơn
Phân tích chuyền vi đỉnh đập và vi tri đập thay đồi tiết dién
-3,00E-02 LỊ LỊ LÍ LỊ LÍ LỊ LÍ LỊ LỊ LÍ LỊ LÍ LỊ LÍ LỊ LỊ LỊ LỊ LÍ LỊ LÍ LỊ LỊ LỊ LỊ LÍ LỊ LÍ LỊ LỊ
ON TOWON TT OWOON TT (CÔ CO C ci TONWOON TT OW O OMI N MTF OR WHOA MTA Lhn (CO CO C› C Ắ= CclI TN ORM WM C
NNN AN ANN Ni ono tt tt tr re Tt
Hình 4.7: Đồ thị chuyển vị các nút 19, 81 theo thời gian 2s đến 5s
Xét đồng thời 2 vị trí nút tại vị trí đỉnh đập 19 và vị trí đập thay đổi tiết diện 81,do mặt cắt ngang của đập nhỏ nên ta chỉ xét 1 vị trí, khoảng cách theo phương đứng2 vị trí này là 8m Theo đồ thị chuyển vị có thé thấy răng, ngoài chuyển vi do gia
Chương 4: Phân tích kết quả tốc nền gây ra đập còn chịu áp lực nước gia cường do động đất làm đập có xu hướng chuyển vị ngược về phía hạ lưu nhiều hơn Trong khoảng thời gian gia tốc nền lớn, chiều thay đối nhanh thì đỉnh đập cho dao động (2.56s+3.54s) đập cho những dao động có biên độ lớn và bước dao động ngăn.
ÌIHIIHHHHIHHHHI
Hình 4.37: Mô hình mô phỏng và lực tác dung cua chương trình Sap 2000
Hình 4.38: Chia lưới mô hình
Chương 4: Phân tích kết quả
Hình 439: Chi tiết các nút xem xét
4.2.2 kết quả chuyển vị theo SAP2000 a Chuyến vị do áp lực thủy tĩnh:
Chương 4: Phân tích kết quả
Kết quả chịu áp lực thủy tĩnh của Sap cho ra hoàn toàn giống kết quả của Ansys được mô phỏng băng phan tử nước, đập chuyền vị ngược về phía hạ lưu và có kết quả chuyền vị lớn nhất tại đỉnh với UX=2.17em a Chuyến vị của đập khi có động đất và chịu áp lực thùy động Tương tự như kết quả của Ansys ta xem xét các nút cụ thé trên đập theo thời gian
COHAN MT NON DMO NM TN OWD a cot ti = = Tt = = hc eS
Hình 4.41: Đồ thi chuyển vi các nút xem xét trong 20s
Chuyển vị trong Sap 2000 cho khoảng thời gian chuyến vị lớn như Ansys, khoảng thời gian có chuyến vị lớn là 2s đến 5s, do đó khi nghiên cứu bai toán trong trong Sap 2000 ta sẽ xét trong khoảng thời gian nay
Phân tích chuyền vi đỉnh đập va vi trí thay đôi tiết diện
Chương 4: Phân tích kết quả
-1,00E-02 T=4 04s, Ux333min =-1.53cm -1,50E-02 T=4.02s, Ux357min=-0.696cm
Hình 4.42: Đồ thị chuyển vị các nút 333 và 357 từ 2s +5s
Nút 333 là nút ở đỉnh đập, nút 357 là nút ở vị trí mặt cắt đập thay đổi Trong suốt thời gian xảy ra động đất thì cả 2 vị trí đều cho chuyển vị cùng chiều trong các khoảng thời gian, tuy nhiên biên độ dao động tại đỉnh đập thì cho chuyển vị lớn hơn.
Cả 2 vị trí này trong khoảng 6s xem xét cho 4 thời điểm chuyển vị cùng chiều trục x có giá trị lớn và 2 lần chuyền vị ngược chiều trục x có giá trị lớn, tương ứng 6 chu kì dao động trong thời gian xem xét.
- Phan tích chuyên vi thân đập va chân đập
Chương 4: Phân tích kết quả
T=2.82, Ux196min =-0.367cm -4,00E-03 T=2.80s, Ux386min=-0.158cm
Hình 4.43: Đồ thị chuyén vi các nút 196 va 386 từ 2s +5s
Nút 196 là nut ở vi trí than dap phía thượng lưu, nút 386 là nút ở vi trí chan đập phía thượng lưu, trong suốt quá trình dao động vị trí thân đập thượng lưu cho chuyển vị lớn hơn chân đập, khi cả 2 nút đều dao động cùng phía nên cho chiều chuyển vị trong những khoảng thời gian giống nhau Tuy nhiên tại 1 số thời điểm đồ thị chuyển vị của 2 vi trí không giống nhau (2.7s+2.9s, 3.20+.40s), trong các khoảng thời gian này biên độ dao động các vị trí nhỏ hơn các biên độ tại thời điểm khác trong vùng xem xét và 2 vị trí này có xu hướng hướng chuyền vị ngược chiều nhau kết quả này cho thấy sự ảnh hưởng của gia tốc nền đến chân đập nhiều hơn gây nên những chuyến vị thay đối nhiều hon.
Xét về độ lớn biên dao động mỗi nút, kết quả cho chuyển vị cùng chiều trục x tại các biên độ lớn gần băng nhau tương tự như 2 vị tri 333 và 357 tuy nhiên chuyén vi ngược chiều trục x tại thời điểm 4.70s+4.80s có giá tri lớn hơn tại giá tri tại thời điểm 2.70s+2.80s
Chương 4: Phân tích kết quả
— t(O© Cíi Œ@ =r CC ©@€© cIi Œ =r CC t€Œ ci ©œG x=r CC (CÔ Ccl GŒœ
S 1m SÄ ễ @G 0 ọ A ẽÄ 6n ễaA ÄSẹẴứmn DW ẤN CâI CIl Cl CC CIl Cci 65 œ6 mó œ5 œ6 6m Xxr X“ùr “tr =“r = “
Hình 4.44: Đồ thị chuyền vi các nút 233 và 238 từ 2s +5s
Nut 233 va 238 là 2 nút ở giữa thân đập và chân đập cũng tương tự như 2 nút ở vị trí mặt thượng lưu nút 233 cho giá trị dao động lớn hon nút 238 ở chân dap, 2 vi trí giữa đập nay cũng cho chuyên vi cùng chiêu với nhau trong các khoảng thời gian dao động.
T=4.00s, Ux372max =0.365cm 4,00E-03 T=2.54 Ux389max=0.146cm
2 00E-03 ủ aN Joint372 h || h A\ /j À là ơ han Joint389
2,00E-03 LÍ V /
AN TAA TAAL A
0,00 NG: ‘ i] oT Í 1 oT i] i] = v 1 oT i] i] || ` || 1 oT i]
N OO TN DWO TAN WWNUOT NR WO Ảù1 em mm cƒj âO ẹWẹ N1 O x CƠ | @ (ý G
NN NN Om Mm M no =r TFT TF +
Hình 4.52: Ung suất Smax các phan tử từ 2s +5s
NON WTWHON WTVOUMON WAT TON WD
NN NN NOM M mn st T+ “TT =r xô=
Hai phan tử 1 va 5 nam ở thuong luu va ha luu dap cho nén cho 2 thoi diém ung suất max và min lớn tại các thời điểm xen kẽ nhau, khi thượng lưu cho ứng suất Smax lớn thi hạ lưu có ứng suất Smin lớn và ngược lại, vị trí đỉnh đập tại thượng lưu lại cho giá thay đối ứng suất tại 2 vị trí này khá nhiều, có thé thay do ứng suất đỉnh đập bé, nên
Hình 4.53: Ứng suất Smin các phần tử từ 2s +5s trị lớn hơn so với hạ lưu Tuy xét trong thời gian 4s nhưng mật độ
Chương 4: Phân tích kết quả chuyền từ ứng suất kéo sang ứng suất nén nhanh tương ứng do động đỉnh đập cũng khá nhanh.
Phõn tớch ứng suất tai vi trớ ứiữa đỉnh đập và vi trớ dap thay đổi tiết điện
10,00 ‡ 1 ys D Wend 177s We Wo WW/ -
— t(O©O n Œ@ =r CC t©Œ Cl €Œ =r C (@© ci G TOON ®W â = m N tO œ@ Ơ: ù | N (On Ơ O AI N mn GœG ẤN CI Câl C^I[ CIl Chi Ci OOO MO MOM MOO =ù TFT TT TFT TS
Hình 4.54: Ưng suât Smax các phân tử 20 và 16 từ 2s +5s 8 p
-80,00 T Ỉ T T Ỉ T Ỉ T T Ỉ T T Ỉ T T Ỉ T Ỉ T T Ỉ LÍ LÍ Ỉ LÍ LÍ Ỉ LÍ Ỉ LÍ
GOON WTO ON DO TO MON WOT TO ON OW © = em N (@© mart ÊN SN (On Ơ C AI N nh @ ẤN C^IL CAI CC Chớ CGẤ Ch 65D œm7 mm œmủn5 œ6ủmn xe rẽ xr x =
Hình 4.55: Ứng suất Smin các phần tử 20 và 16 từ 2s +5s
Chương 4: Phân tích kết quả
Phan tử 16 và 20 nằm ở cao trình giữa đỉnh đập và cao trình đập thay đổi tiết diện phía thượng lưu và hạ lưu Xét kết quả ứng suất nén lẫn kéo thì vị trí thượng lưu cho giá trị lớn hơn giá trị hạ lưu Tuy nhiên có thé thay mật độ thay đổi ứng suất giảm so với vị đỉnh đập đồng thời giá trị ứng suất kéo lẫn nén tăng lên rất nhanh so với vị trí đỉnh đập.
- Phan tích ứng suất tai vi trí dap thay đôi tiết diện
Hình 4.56: Ứng suất Smax các phan tử 41 và 37 từ 2s +5s
~~ TOON €© =er CC tứ ci WT CC (CC ci OT OC WO MAMAOR HAN TAHRAANMN NR W KFANNNNN @ œứ MH @ứủ Hh tt Tt tt St
Hình 4.57: Ung suất Smin các phan tử 41 va 37 từ 2s +5s
Chương 4: Phân tích kết quả
Phan tử 37 và 41 nam ở cao trình đập thay đối tiết diện phía thượng lưu và hạ lưu, khi cùng tiết diện ngang, ứng suất cho bởi vùng thượng lưu vẫn lớn hơn cho bởi vùng hạ lưu, xét về giá trị độ lớn ứng suất tăng từ giữa đỉnh đập với vị trí thay đối tiết diện đến vị trí thay đổi tiết diện tăng nhanh hơn từ vị trí đỉnh đập đến vị trí giữa.
Nếu như các vùng có cao trình ở trên tại thời gian 3.3s+3.5s ứng suất có sự thay đối tăng giảm rất nhanh trong cùng 1 bước ứng suât thì đến cao trình này sự tăng giảm tại thời điểm này vẫn còn như giảm nhiều, hình thành các bước ứng suất rõ hơn
- Phan tích ứng suất tai cao trình s1ữa vi trí đập thay đồi tiết điên và chân dap
Hình 4.58: Ứng suất Smax các phan tử 64, 66 và 68 từ 2s +5s
Chương 4: Phân tích kết quả
0,00 6 2ơ oe, Sa me oo t wd eee?
' ¡ ' h ' ! ' h Plane68-Smin -150,00 H ị ' h i H t°°ee°eee°e Plane66-Smin L
COON œ@ TOON DOT C t@€@ Chi DO TO ON WO œ M TT OO WAT N TOR MD ON TN ke @®
NN AN ANN Ninn nonin ttt tT St
Hình 4.59: Ứng suất Smin các phan tử 64, 66 va 68 từ 2s +5s
Phần tử 64, 66, 68 năm ở thân đập phía thượng lưu, giữa đập và hạ lưu Tại vi trí này ứng suất kéo lẫn nén vủng hạ lưu vẫn cho giá trị lớn hơn vùng hạ lưu, trong đó ứng suất nén tại các biên độ lớn thượng lưu có giá trị gần gấp đôi biên độ lớn của hạ lưu Trong suốt các bước ứng suất các giá trị cho liên tục không có hện tượng tăng giảm nhanh như các vùng có cao trình ở trên.Vùng giữa đập cho kết quả nhỏ hơn 2 vùng biên hạ lưu và thượng lưu, là vùng ứng suất nhỏ an toàn trong thiết kế.
Chương 4: Phân tích kết quả - Phan tích ứng suất tại cao trình chân dap
-200,00 LÍ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ LJ t(O N WTO ON WO TIOON œG =r C ON WD © = m M © @G@ Ơ 6N Sj Oh Ơ CÔ 6 N1 mm G0
NNNNNNNSN @6@0 œ6 n0 mm @6n MN TT TT =
Hình 4.60: Ứng suất Smax các phan tử 99, 101 va 103 từ 2s +5s
0,00 -Fryenqren| lo? vf ber] Le steely? fess oy | We 7 1 fle \ 1
-400,00 TT T L1 TT The ou nn wor C UO nD TO UO NWOT C WON DW
CS rà m 1đ @Œ œ6 Ơ vị CC 1S (Dm CƠ C CN 1N tm 0
NNNNNNNSN MOM HO MH TFT TTF TT TF X
Hình 4.61: Ung suất Smin các phan tử 99, 101 va 103 từ 2s +5s
Phan tử 99 nam ở thượng lưu, phan tử 103 nam ở hạ lưu, phan tử 101 năm chính giữa, theo đồ thị kết quả ứng suất cho thấy ứng suất tại thượng lưu vẫn lớn hơn hạ lưu Thời điểm cho ứng suất cũng tương tự như các vùng cao trình ở trên khi đập có
Chương 4: Phân tích kết quả thượng lưu ứng suất kéo lớn nhất thì hạ lưu cho ứng suất nén lớn nhất, vùng chính giữa cho ứng suât kéo lân nén nhỏ hơn 2 vùng biên.
Phân tích ứng suất dọc theo chiều đứng của đập
Dé so sánh ứng suat tông quát ta xem xét ứng suât biên đôi theo chiêu đứng của đập
Plane99-Smax Plane64-Smax Plane37-Smax Plane16-Smax Plane1-Smax
Hình 4.62: Ung suất Smax các phan tử doc biên thượng lưu từ 2s +5s
NN NN NOM M mms T+ T+ Tv T+
Hình 4.63: Ung suất Smin các phan tử dọc biên thượng lưu từ 2s +5sTv
Chương 4: Phân tích kết quả
Dọc theo biên thượng lưu thì vị trí đập thay đổi tiết diện cho ứng suất lớn nhất, các vị trí chân đập và thân đập cho ứng suất gần băng nhau, các vị trí trên đỉnh đập cho ứng suất nhỏ hơn Ngoại trừ vi trí đỉnh đập cho đồ thị ứng suất vơi các bước dao động thay đôi thì các vị trí còn lại cho ứng suất kéo và ứng suất nén trong cùng khoảng thời gian phù hợp với hướng chuyền vị của đập.
NON WOT wouonndwT Q€Œ ({ cí wot TON WO
J1 êm SN (Ô NAAN Nay Ph Ơ C GI („ r h 0G
NN NN NOM MOM mn st T+ PS =r ~=
Hình 4.64: Ứng suất Smax các phân tử dọc biên hạ lưu từ 2s +5s
-200,00 torr fF fF Ff fo Í Fo Í Ì Í Í T Í T Ì TÌ Í T Í Í T Ì Í [ 1 l 1
TMM dị CAN S* 6 AANMN FY
NN NN Om mM M no +t TFT FT wt
Hinh 4.65: Ung suất Smin các phân tử dọc biên hạ lưu từ 2s +5s
Chương 4: Phân tích kết quả
Dọc theo biên hạ lưu ứng suất kéo tại vị trí đập thay đôi tiết điện, thân đập và chân đập cho giá trị gần bằng nhau, trong khoảng thời gian đập chuyền vị về 1 phía CÓ SỰ chuyển đôi ứng suất lớn từ vị trí chân đập đập đến vị trí thay đôi tiết điện, nên các vị trí này cùng cho ứng suất lớn dọc theo biên đập nhưng có các đỉnh biên độ không trùng thời điểm mà kế tiếp nhau
Xem xét môi quan hệ gitra chuyên vi và ứng suat trong thời diém đặc trưng
Hình 4.66: Phân bố ứng suất max tại 3.98s
Chương 4: Phân tích kết quả
Hình 4.68: Phân bố ứng suất max tại 4.28s
Có thé thấy răng ứng suất thay đổi từ lớn đến nhỏ tương ứng từ chân đập đến đỉnh đập, cả 2 phía thượng lưu va hạ lưu chân đập đều có ứng suất max và min lớn hơn nhiều lần so với các vị trí khác, đây được xác định vi trí nguy hiểm của đập khi xảy ra động đất vì trong quá trình dao động bê tông liên tục chịu kéo và nén trong thời gian ngắn dé gây hư hỏng cau kiện Mặt khác có thé thấy giá trị ứng suất tại vị trí thân đập và vi tri đập bắt đầu thay đôi tiết điện có ứng suất gân băng nhau, mặc dù cao trình càng lên cao thì ứng suât càng bé tuy nhiên do mặt
Chương 4: Phân tích kết quả cắt đập tại đó bé hơn thân đập và vì vậy vùng đỉnh đập dao động nhiều hơn tạo nên ứng khá lớn tại vùng đó, cho nên khi tiết diện nhỏ nhưng chịu ứng suất lớn cũng là 1 vị trí cần quan tâm khi xảy ra động đất.
4.3 SO SÁNH KET QUÁ HAI PHƯƠNG PHAP Đề đánh giá kết quả 2 phan mềm qua 2 cách mô phỏng khác nhau, ta so sánh giá trị 1 số nút trên thân đập Dưới đây là kết quả chuyền vi tại 1 số nút xem xét kết qua cho ra từ phần mềm Sap2000 và kết quả cho ra từ phần mém Ansys
4.3.1 So Sanh chuyền vị So sánh kết quả chuyển vi các nút tương ứng 2 mô hình
Chú thích: kết quả từ Sap 2000 ket quả từ Ansys
NN WwoOTNn A WOTN MNWOUO TN DD
@Ằ-) NM “tr Ln © œ Oe =T thô CŒ T— =
Hình 4.70: Chuyến vị đỉnh đập theo thời gian
Chương 4: Phân tích kết quả
Hình 4.71: Chuyên vi tai vi trí đập thay đổi tiết diện theo thời gian
Hình 4.72: Chuyén vi tai vi trí thân đập phía thượng lưu theo thời gian
NOwOTFTFTNON WT NUON GO =r WON WOT wo
SG -= ra ẹNe@6 6@ NS cU SORA RAAGDA” © j= c4 TM tO œ® CO = CI =† Ln (© OW 7 ao - a e# et
Hình 4.73: Chuyên vi tại vi trí than đập phía ha lưu theo thời gian
Chương 4: Phân tích kết quả
Hình 4.74: Chuyén vi tại vị tri chân đập phía thượng lưu theo thời gian
0,02 1,08 2,14 3,2 5 4,26 5,32 6,38 - 7,44 1 + 8,5 9,56 - 10,62 : 11,68 ` 12,74 - 13,8 - 14,86 ` 15,92 + 16,98 - 4 04 18, 19,1 - Hình 4.75:Chuyén vị tại vi tri chân đập phía hạ lưu theo thời gian
Kết quả từ Sap và Ansys đều cho sô bước dao động chuyên vi như nhau trong các khoảng thời gian bằng nhau tuy nhiên do các mô tả áp lực tác dụng vao đập bằng cách quy đổi lực tương đương trong Sap và các truyền
LLI LLI LLI LLI LLI LLI Oo Oo Oo Oo Oo OoS6 6 6 6 6
KÉT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ
Trong bai nghiên này đã ứng dụng đặc trưng khả năng mô phỏng phan tử nước, kha năng dao động điều hòa sóng âm của phan nước dé mô phỏng hồ chứa, sự mô phỏng này sẽ đi sát với thực tế hơn khi hồ nước, đập và nền đồng thời chịu động đất, khi đó đập không chỉ chịu áp lực gia cường trong dao động như phương pháp Wetergaad mà sẽ chịu áp lực dao động điều hòa của nước dao động Ung dụng đặc tính này bài nghiên cứu phát triển lên trong môi trường làm việc vận hành có nhiễu hạng mục như đập tràn, đập dâng cùng cửa van tràn xả lũ, hầm dẫn nước, mặt khác ta dé dàng mô phỏng trong các cấu kiện có bề mặt tiếp xúc với nước phức tạp ma khi đó việc quy đổi gan lực gặp nhiều khó khăn
Và trong bài nghiên cứu này còn sử dụng phương pháp mô phỏng động đất là phương pháp lịch sử theo thời gian, phương pháp còn khá mới đối với những công trình tính động đất ở Việt Nam thường được tính bang lực tĩnh tương đương Việc áp dụng phương pháp lịch sử theo thời gian tận dụng được ưu điểm đã mô phỏng được sự làm việc của đất nền của vùng chịu động đất trong quá khứ, và ta xem xét nó trong công trình ở hiện tại như vậy sẽ đánh giá sự ứng xử của công trình trong suốt quá trình xảy ra động đất, từ đó tim ra được sự tính toán kết cau thích hợp
Bài nghiên cứu sử dụng phương pháp còn mới nên hạn chế mặt chưa đánh giá được ở ngoài thực tế hiện trường, sự chưa tương thích khi mô phỏng nhiều chương trình khi mô phỏng băng nhiều chương trình khác nhau Điều này còn phải đòi hỏi nghiên cứu thêm.
