Nghiên cứu ổn định khung theo tiêu chuẩn động lực học

Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÂM TÚ THANH NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG LỰC HỌC Chuyên ngành: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2007 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS Nguyễn Thị Hiền Lương PGS TS Đỗ Kiến Quốc Cán chấm nhận xét 1: TS Hoàng Nam Cán chấm nhận xét 2: PGS Phan Ngọc Châu Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 18 tháng 01 năm 2008 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC TP HCM, ngày 05 tháng 11 năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: LÂM TÚ THANH Phái: Nam Sinh ngày: 22 - 06 - 1975 Nơi sinh: Bạc Liêu Chuyên ngành: Xây dựng dân dụng công nghiệp Khóa (Năm trúng tuyển): 2005 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nội dung luận văn thiết lập cơng thức tính tốn ổn định khung theo tiêu chuận động học dựa phương pháp ma trận độ cứng động lực học để khảo sát toán ổn định đàn hồi khung phẳng, xác định lực tới hạn Kết kiểm chứng với kết xác Ansys 10.0 III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 05 - 02 - 2007 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 05 - 11 - 2007 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TRƯỞNG BAN QUẢN LÝ NGÀNH PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – LỜI CÁM ƠN ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Thị Hiền Lương PGS TS Đỗ Kiến Quốc hướng dẫn, truyền đạt cho nhiều kiến thức quý báu tận tình giúp đỡ tơi thời gian thực luận văn Xin cảm ơn thầy cô trường đại học Bách Khoa TP.HCM, thầy cô khoa xây dựng truyền đạt cho nhiều kiến thức tảng Xin cảm ơn tác giả dày công nghiên cứu, công bố tài liệu khoa học chuyên ngành quý giá để tơi tham khảo q trình thực đề tài Xin cảm ơn Sở Xây dựng tỉnh Bạc Liêu tạo điều kiện tốt để tơi có điều kiện học tập, nghiên cứu hai năm qua Cuối tơi xin cảm ơn đến gia đình ln động viên tơi lúc khó khăn; cảm ơn bạn bè người thân ủng hộ suốt thời gian qua Xin chân thành cảm ơn TP HCM, tháng 11 năm 2007 Lâm Tú Thanh LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN MỤC LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử phát triển tính cấp thiết đề tài 1.2 Khái niệm ổn định Phân loại 1.2.1 Định nghĩa .4 1.2.2 Phân loại .7 1.3 Các dạng ổn định khung phẳng 10 1.3.1 Mất ổn định dạng đối xứng 10 1.3.2 Mất ổn định dạng phản xứng 10 1.4 Các khái niệm khác .11 1.4.1 Khái niệm bậc tự 11 1.4.2 Lực bảo tồn lực khơng bảo tồn .11 1.4.2 Hệ bảo tồn hệ khơng bảo toàn 11 1.5 Phạm vi nghiên cứu luận văn 11 1.6 Các giả thuyết luận văn 11 Kết luận chương .13 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 14 2.1 Các phương pháp nghiên cứu 14 2.1.1 Phương pháp tĩnh học 14 2.1.2 Phương pháp lượng .14 2.1.3 Phương pháp động lực học 15 2.2 Phương trình vi phân chủ đạo 15 2.2.1 Phương pháp lực 16 2.2.2 Phương pháp lượng .16 2.2.3 Ảnh hưởng lực dọc 18 2.2.4 Lực quán tính .18 2.2.5 Biến dạng dọc trục .19 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN MỤC LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC 2.3 Phương pháp ma trận độ cứng động lực học – phương pháp giải xác.20 2.4 Sự ảnh hưởng qua lại tần số lực dọc 25 2.5 Lực đuổi (follower forces) .25 Kết luận chương 27 Chương PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH CỦA KHUNG PHẲNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP MA TRẬN ĐỘ CỨNG ĐỘNG LỰC HỌC ỨNG DỤNG LẬP TRÌNH BẰNG PHẦN MỀM MATLAB 7.04 .28 3.1 Ma trận độ cứng động lực học cho phần tử 28 3.1.1 Ma trận độ cứng ĐLH phần tử chịu lực dọc bảo toàn P .28 3.1.2 Ma trận độ cứng động lực học phần tử chịu lực dọc khơng bảo tồn Pff (lực đuổi – follower forces) 30 3.2 Phân tích ổn định khung phương pháp ma trận độ cứng động học 30 3.3 Tổng quan Matlab 32 3.4 Xây dựng chương trình Matlab cho toán ổn định khung theo phương pháp ma trận độ cứng động lực học 32 Kết luận chương 34 Chương ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MA TRẬN ĐỘ CỨNG ĐỘNG LỰC HỌC TRONG BÀI TOÁN ỔN ĐỊNH KHUNG 35 4.1 Bài tốn ổn định hệ bảo tồn 35 4.1.1 Ví dụ 35 4.1.2 Ví dụ 36 4.1.3 Ví dụ 40 4.1.4 Ví dụ 43 4.1.5 Ví dụ 46 4.1.6 Ví dụ 51 4.1.7 Ví dụ 56 4.1.8 Ví dụ 58 4.2 Bài toán ổn định hệ khơng bảo tồn 61 4.2.1 Ví dụ 61 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN MỤC LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC 4.2.2 Ví dụ 10 63 Kết luận chương .67 Chương PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH CỦA KHUNG PHẲNG BẰNG PHẦN MỀM ANSYS 68 5.1 Phân tích ổn định khung phẳng phương pháp phần tử hữu hạn 68 5.1.1 Phương pháp phần tử hữu hạn .68 5.1.2 Bài toán ổn định khung theo phương pháp phần tử hữu hạn 71 5.2 Phần mềm Ansys 10.0 72 5.2.1 Tổng quan Ansys 73 5.2.2 Các thông số tính tốn kết hệ số tải trọng tới hạn cho tốn tính ổn định kết cấu chương trình Ansys 10.0 73 5.3 So sánh kết 74 5.3.1 Ví dụ 74 5.3.2 Ví dụ 75 5.3.3 Ví dụ 75 5.3.4 Ví dụ 76 5.3.5 Ví dụ 77 5.3.6 Ví dụ 78 5.3.7 Ví dụ 79 5.3.8 Ví dụ 80 Kết luận chương .82 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83 6.1 Kết luận 83 6.2 Kiến nghị 84 6.3 Hướng phát triển đề tài 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO .85 PHỤ LỤC 87 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, vật liệu có cường độ cao ngày sử dụng nhiều thiết kế để tạo kết cấu có dáng mãnh đáp ứng khả chịu lực khơng cịn vấn đề đáng quan tâm mà vấn đề thiết yếu đảm bảo làm việc ổn định cho kết cấu Hiện nay, có nhiều phương pháp để giải toán ổn định đàn hồi tuyến tính khung phẳng: phương pháp tĩnh học dựa vào cân tĩnh học phương pháp lực, phương pháp chuyển vị, phương pháp giải tích…; phương pháp lượng dựa vào việc khảo sát toàn phần hệ phương pháp hàm thử, phương pháp sai phân hữu hạn, phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp dây xích, phương pháp phần tử rời rạc…; phương pháp động lực học dựa vào việc khảo sát tần số dao động riêng hệ Ngồi ra, việc tìm hiểu nghiên cứu phương pháp có tính ưu việt hơn, đáng tin cậy nhằm đáp ứng nhu cầu tính tốn, nghiên cứu mở rộng tốn ổn định hệ kết cấu điều cấp thiết Trong phạm vi luận văn này, tác giả giới thiệu phương pháp tính tốn ổn định khác gọi phương pháp ma trận độ cứng động lực học Đây phương pháp giải dựa theo tiêu chuẩn động học Phương pháp dựa tảng giải phương trình vi phân chủ đạo phần tử, từ xây dựng ma trận độ cứng động lực học phần tử từ phát triển lên cho tồn hệ kết cấu khung phẳng Bên cạnh đó, tác giả sử dụng phần mềm hỗ trợ Matlab để lập trình để việc tính tốn nhanh chóng xác Việc so sánh kết thu từ phương pháp phương pháp phần tử hữu hạn – đại diện phần mềm Ansys, với phương pháp giải tích xác cho ta minh họa cụ thể đặc tính ưu việt phương pháp Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử phát triển tính cấp thiết đề tài: Bài toán ổn định quan tâm từ đầu kỷ 18, khởi đầu từ công trình nghiên cứu thực nghiệm Piter Van Musschenbroek công bố vào năm 1729 Năm 1744, L Euler đặt móng cho việc nghiên cứu phát triển lý thuyết ổn định Tuy nhiên, đến cuối kỷ 19, vấn đề ổn định cơng trình phát triển mạnh mẽ Cho đến nay, có nhiều cơng trình nghiên cứu vấn đề đạt kết có ứng dụng tốt thực tế Có ba phương pháp nghiên cứu ổn định: - Phương pháp tĩnh học - Phương pháp lượng - Phương pháp động lực học Đối với hệ bảo toàn (conservative systems), tức hệ chịu lực bảo toàn ba phương pháp cho kết Việc lựa chọn phương pháp giải phụ thuộc vào mục đích, dạng tốn cơng cụ tính tốn Tuy nhiên, hệ khơng bảo tồn (nonconservative systems) thiết phải dùng phương pháp động lực học để xác định kết xác Sự cân ổn định theo tiêu chuẩn động học xây dựng sở tiêu chí động học, chất nghiên cứu khuynh hướng chuyển động hệ sau lệch khỏi trạng thái ban đầu nhiễu loạn Nếu loại bỏ nhiễu loạn mà hệ dao động tắt dần dao động điều hòa (bỏ qua lực cản) trở trạng thái ban đầu hệ cân ổn định Ngược lại, hệ chuyển động khơng tuần hồn với biên độ tăng dần (xa dần vị trí ban đầu) hệ ổn định Phương pháp mang tính tổng quát, áp dụng cho hệ bảo toàn hệ khơng bảo tồn Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Hơn nửa kỹ qua, nghiên cứu ổn định kết cấu theo tiêu chuẩn động học ngày quan tâm, phát triển ứng dụng nhiều lĩnh vực, đặc biệt hệ khơng bảo tồn Một phương pháp tiêu biểu cho việc sử dụng tiêu chuẩn động học để nghiên cứu ổn định cơng trình phương pháp ma trận độ cứng động lực học (dynamic stiffness matrix method - DSM) Lịch sử phương pháp ma trận độ cứng động lực học phát triển từ sớm [18] Các cơng trình nghiên cứu Kolousek vào năm 1941, 1943, 1950, 1954, 1962, 1973 Ngồi cịn có tác giả khác nghiên cứu lĩnh vực Gaskell (1943), Raithel (1952), Veletsos Newmark (1955), Rogers (1959), Moshin Sadek (1968), Armstrong (1969), Cheng (1970), Swannell (1973) Các phát triển ứng dụng thời gian sau có cơng trình nghiên cứu Afolabi (1987), Akesson (1980, 1987), Banerjee Williams (1985), Eissenberger (1990, 1991), Leung (1991, 1993), Zhou Wan E (1996)… Ở Việt Nam, Trần Văn Liên [17] nghiên cứu ổn định phương pháp ma trận độ cứng động lực học (2006) Việc phân tích động học dao động tự lực dao động bắt đầu việc xác định dạng ban đầu toán trị riêng tuyến tính tổng quát: ([ K ] − ω ) [ M ] {q} = (1.1) Trong đó: [M ] : Ma trận khối lượng tổng thể (the global mass matrix) [K ] : Ma trận độ cứng tổng thể (the global stiffness matrix) {q}: Vector chuyển vị nút ω : Tần số riêng Phương pháp phần tử hữu hạn phương pháp số dùng để phân tích kết cấu Nó xác định kết cấu mẫu tập hợp phần tử Mỗi phần tử một kết cấu đơn giản đơn giản phân tích kết cấu thực Có hai phương pháp phần tử hữu hạn dựa vào chuyển vị để phân tích động học Một phương pháp xấp xỉ, nội suy chuyển vị cách dùng hàm dạng nhiều mẫu nhỏ (piecewise polinominal) Hai phương pháp xác, nội suy chuyển vị cách sử dụng hàm dạng thỏa điều kiện cân xác tĩnh học Phương pháp phần tử hữu hạn thường có sai số lớn hàm dạng Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Kdong2=K(2,:); Kdong3=K(3,:); Kdong4=K(4,:); Kdong5=K(5,:); disp('MT cung dong luc hoc cua he he toa tong the sau rut gon:') K=[Kdong1;Kdong2+Kdong4;Kdong3;Kdong5] disp('Dinh thuc ma tran cung dong luc hoc D = det(K):') D=det(K) Trang 118 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 22: (file: Khung2thanh_KGDD_ff_dothi.m): %========================================================================== % CHUONG TRINH VE DO THI BIEU DIEN QUAN HE SIGMA - LAMDA % KHUNG 02 THANH LIEN KET KHOP - GOI DI DONG CHIU LUC FOLLOWER FORCE %========================================================================== clear all; clf xx=.001:0.1:40; yy=0:.1:40; [lamda,sigma]=meshgrid(xx,yy); [F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,F9,F10,F11,F12,d1,d2,d3,d4,d,D]=hamtansoff(lamda,sigma); %khung lien ket khop - goi di dong: det=2.*F6.*F8.*F2.^2+4.*F2.*F6.*F8.^2-4.*F2.*F6.*F7.^2+2.*d3.*F8.*F2.^2+4.*F2.*d3.*F8.^24.*F2.*d3.*F7.^2-2.*F2.*F4.^2.*F8-2.*F2.*F4.*F8.*d4-2.*F3.^2.*F8.*F24.*F3.^2.*F8.^2+4.*F3.^2.*F7.^2-4.*F3.*F4.*F1.*F8+2.*d2.*F3.*F8.*F2+4.*d2.*F3.*F8.^24.*d2.*F3.*F7.^2+2.*d2.*F4.*F1.*F8-2.*F1.*F3.*F8.*d4-2.*F1.^2.*F8.*F6-2.*F1.^2.*F8.*d3 contour(xx,yy,det,[0 0],'b') title('KHUNG 02 THANH LIEN KET KHOP - GOI DI DONG CHIU LUC FOLLOWER FORCE') xlabel('lamda'); ylabel('sigma') grid on Trang 119 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 23: (file: hamtanso.m): %========================================================================== % CHUONG TRINH TINH XAC DINH HAM TAN SO KOLOUSEK TRONG TRUONG HOP HE THANH % CHIU LUC BAO TOAN TAC DUNG (KHI HAI GIA TRI THAM SO a VA b DUOC CHO) %========================================================================== function [F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,F9,F10,F11,F12,d,D]=hamtanso(lamda,sigma) a=sqrt(sigma./2+sqrt(sigma.^2/4+lamda.^2)); b=sqrt(-sigma./2+sqrt(sigma.^2/4+lamda.^2)); c=cos(a); s=sin(a); ch=cosh(b); sh=sinh(b); apb=a.^2+b.^2; amb=a.^2-b.^2; d=2.*a.*b.*(c.*ch-1)+amb.*s.*sh; F1=(b.*s-a.*sh).*apb./d; F2=(a.*c.*sh-b.*s.*ch).*apb./d; F3=(c-ch).*a.*b.*apb./d; F4=((b.^2-a.^2).*(c.*ch-1)+2.*a.*b.*s.*sh).*a.*b./d; F5=(b.*sh+a.*s).*apb.*a.*b./d; F6=-(b.*c.*sh+a.*s.*ch).*apb.*a.*b./d; D=cos(lamda).*cosh(lamda)-1; F7=lamda.*(sin(lamda)-sinh(lamda))./D; F8=lamda.*(cos(lamda).*sinh(lamda)-sin(lamda).*cosh(lamda))./D; F9=(lamda.^2).*(cos(lamda)-cosh(lamda))./D; F10=(lamda.^2).*sin(lamda).*sinh(lamda)./D; F11=(lamda.^3).*(sinh(lamda)+sin(lamda))./D; F12=-(lamda.^3).*(sin(lamda).*cosh(lamda)+cos(lamda).*sinh(lamda))./D; Trang 120 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 24: (file: hamtansoff.m): %========================================================================== % CHUONG TRINH TINH XAC DINH HAM TAN SO KOLOUSEK TRONG TRUONG HOP HE % CHIU LUC KHONG BAO TOAN TAC DUNG (FOLLOWER FORCE) %========================================================================== function [F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,F9,F10,F11,F12,d1,d2,d3,d4,d,D]=hamtansoff(lamda,sigma) L=1; a=sqrt(sigma./2+sqrt(sigma.^2/4+lamda.^2)); b=sqrt(-sigma./2+sqrt(sigma.^2/4+lamda.^2)); c=cos(a); s=sin(a); ch=cosh(b); sh=sinh(b); apb=a.^2+b.^2; amb=a.^2-b.^2; d=2.*a.*b.*(c.*ch-1)+amb.*s.*sh; F1=(b.*s-a.*sh).*apb./d; F2=(a.*c.*sh-b.*s.*ch).*apb./d; F3=(c-ch).*a.*b.*apb./d; F4=((b.^2-a.^2).*(c.*ch-1)+2.*a.*b.*s.*sh).*a.*b./d; F5=(b.*sh+a.*s).*apb.*a.*b./d; F6=-(b.*c.*sh+a.*s.*ch).*apb.*a.*b./d; x1=-sigma.*a.*s./apb; x2=sigma.*a.*c./apb; x3=sigma.*b.*sh./apb; x4=sigma.*b.*ch./apb; d1=x1.*(b.*b-F4)-x2.*F6./a+x3.*(a.*a+F4)+x4.*F6./b; d2=x1.*F2.*L +x2.*(a+F4./a).*L-x3.*F2.*L+x4.*(b-F4./b).*L; d3=-x1.*F3 -x2.*F5./a +x3.*F3+x4.*F5./b; d4=x1.*F1.*L -(x2.*F3./a).*L -x3.*F1.*L+(x4.*F3./b).*L; D=cos(lamda).*cosh(lamda)-1; F7=lamda.*(sin(lamda)-sinh(lamda))./D; F8=lamda.*(cos(lamda).*sinh(lamda)-sin(lamda).*cosh(lamda))./D; F9=(lamda.^2).*(cos(lamda)-cosh(lamda))./D; F10=(lamda.^2).*sin(lamda).*sinh(lamda)./D; F11=(lamda.^3).*(sinh(lamda)+sin(lamda))./D; F12=-(lamda.^3).*(sin(lamda).*cosh(lamda)+cos(lamda).*sinh(lamda))./D; Trang 121 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 25: (file: hamtanso_giang.m): %========================================================================== % CHUONG TRINH TINH XAC DINH HAM TAN SO KOLOUSEK TRONG TRUONG HOP HE THANH % CHIU CAC LUC BAO TOAN KHAC NHAU TAC DUNG (KHI THAM SO a VA b DUOC CHO) %========================================================================== function [F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,F9,F10,F11,F12,F13,F14,F15,F16,F17,F18,d1,d,D]=hamtanso_giang(lamda,sigma ); % Truong hop luc tac dung la P a=sqrt(sigma./2+sqrt(sigma.^2./4+lamda.^2)); b=sqrt(-sigma./2+sqrt(sigma.^2./4+lamda.^2)); c=cos(a); s=sin(a); ch=cosh(b); sh=sinh(b); apb=a.^2+b.^2; amb=a.^2-b.^2; d=2.*a.*b.*(c.*ch-1)+amb.*s.*sh; F1=(b.*s-a.*sh).*apb./d; F2=(a.*c.*sh-b.*s.*ch).*apb./d; F3=(c-ch).*a.*b.*apb./d; F4=((b.^2-a.^2).*(c.*ch-1)+2.*a.*b.*s.*sh).*a.*b./d; F5=(b.*sh+a.*s).*apb.*a.*b./d; F6=-(b.*c.*sh+a.*s.*ch).*apb.*a.*b./d; % Truong hop khong co luc tac dung D=cos(lamda).*cosh(lamda)-1; F7=lamda.*(sin(lamda)-sinh(lamda))./D; F8=lamda.*(cos(lamda).*sinh(lamda)-sin(lamda).*cosh(lamda))./D; F9=(lamda.^2).*(cos(lamda)-cosh(lamda))./D; F10=(lamda.^2).*sin(lamda).*sinh(lamda)./D; F11=(lamda.^3).*(sinh(lamda)+sin(lamda))./D; F12=-(lamda.^3).*(sin(lamda).*cosh(lamda)+cos(lamda).*sinh(lamda))./D; % Truong hop luc tac dung la 0.8*P a1=sqrt((0.8.*sigma)./2+sqrt((0.8.*sigma).^2./4+lamda.^2)); b1=sqrt(-(0.8.*sigma)./2+sqrt((0.8.*sigma).^2./4+lamda.^2)); c1=cos(a1); s1=sin(a1); ch1=cosh(b1); sh1=sinh(b1); apb1=a1.^2+b1.^2; amb1=a1.^2-b1.^2; d1=2.*a1.*b1.*(c1.*ch1-1)+amb1.*s1.*sh1; F13=(b1.*s1-a1.*sh1).*apb1./d1; F14=(a1.*c1.*sh1-b1.*s1.*ch1).*apb1./d1; F15=(c1-ch1).*a1.*b1.*apb1./d1; F16=((b1.^2-a1.^2).*(c1.*ch1-1)+2.*a1.*b1.*s1.*sh1).*a1.*b1./d1; F17=(b1.*sh1+a1.*s1).*apb1.*a1.*b1./d1; F18=-(b1.*c1.*sh1+a1.*s1.*ch1).*apb1.*a1.*b1./d1; Trang 122 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 26: (file: hamtanso_3nhip.m): %========================================================================== % CHUONG TRINH TINH XAC DINH HAM TAN SO KOLOUSEK TRONG TRUONG HOP HE THANH % CHIU CAC LUC BAO TOAN KHAC NHAU TAC DUNG (KHI THAM SO a VA b DUOC CHO) %========================================================================== function [F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,F9,F10,F11,F12,F13,F14,F15,F16,F17,F18,F19,F20,F21,F22,F23,F24,d1,d2,d,D] =hamtanso_3nhip(lamda,sigma); % Truong hop luc tac dung la P a=sqrt(sigma./2+sqrt(sigma.^2./4+lamda.^2)); b=sqrt(-sigma./2+sqrt(sigma.^2./4+lamda.^2)); c=cos(a); s=sin(a); ch=cosh(b); sh=sinh(b); apb=a.^2+b.^2; amb=a.^2-b.^2; d=2.*a.*b.*(c.*ch-1)+amb.*s.*sh; F1=(b.*s-a.*sh).*apb./d; F2=(a.*c.*sh-b.*s.*ch).*apb./d; F3=(c-ch).*a.*b.*apb./d; F4=((b.^2-a.^2).*(c.*ch-1)+2.*a.*b.*s.*sh).*a.*b./d; F5=(b.*sh+a.*s).*apb.*a.*b./d; F6=-(b.*c.*sh+a.*s.*ch).*apb.*a.*b./d; % Truong hop khong co luc tac dung D=cos(lamda).*cosh(lamda)-1; F7=lamda.*(sin(lamda)-sinh(lamda))./D; F8=lamda.*(cos(lamda).*sinh(lamda)-sin(lamda).*cosh(lamda))./D; F9=(lamda.^2).*(cos(lamda)-cosh(lamda))./D; F10=(lamda.^2).*sin(lamda).*sinh(lamda)./D; F11=(lamda.^3).*(sinh(lamda)+sin(lamda))./D; F12=-(lamda.^3).*(sin(lamda).*cosh(lamda)+cos(lamda).*sinh(lamda))./D; % Truong hop luc tac dung la 0.8*P a1=sqrt((0.8.*sigma)./2+sqrt((0.8.*sigma).^2./4+lamda.^2)); b1=sqrt(-(0.8.*sigma)./2+sqrt((0.8.*sigma).^2./4+lamda.^2)); c1=cos(a1); s1=sin(a1); ch1=cosh(b1); sh1=sinh(b1); apb1=a1.^2+b1.^2; amb1=a1.^2-b1.^2; d1=2.*a1.*b1.*(c1.*ch1-1)+amb1.*s1.*sh1; F13=(b1.*s1-a1.*sh1).*apb1./d1; F14=(a1.*c1.*sh1-b1.*s1.*ch1).*apb1./d1; F15=(c1-ch1).*a1.*b1.*apb1./d1; F16=((b1.^2-a1.^2).*(c1.*ch1-1)+2.*a1.*b1.*s1.*sh1).*a1.*b1./d1; F17=(b1.*sh1+a1.*s1).*apb1.*a1.*b1./d1; F18=-(b1.*c1.*sh1+a1.*s1.*ch1).*apb1.*a1.*b1./d1; % Truong hop luc tac dung la 0.5*P a2=sqrt((0.5.*sigma)./2+sqrt((0.5.*sigma).^2./4+lamda.^2)); b2=sqrt(-(0.5.*sigma)./2+sqrt((0.5.*sigma).^2./4+lamda.^2)); c2=cos(a2); s2=sin(a2); ch2=cosh(b2); sh2=sinh(b2); apb2=a2.^2+b2.^2; amb2=a2.^2-b2.^2; d2=2.*a2.*b2.*(c2.*ch2-1)+amb2.*s2.*sh2; F19=(b2.*s2-a2.*sh2).*apb2./d2; F20=(a2.*c2.*sh2-b2.*s2.*ch2).*apb2./d2; F21=(c2-ch2).*a2.*b2.*apb2./d2; F22=((b2.^2-a2.^2).*(c2.*ch2-1)+2.*a2.*b2.*s2.*sh2).*a2.*b2./d2; F23=(b2.*sh2+a2.*s2).*apb2.*a2.*b2./d2; F24=-(b2.*c2.*sh2+a2.*s2.*ch2).*apb2.*a2.*b2./d2; Trang 123 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 27: Chương trình Ansys /TITLE, PHAN TICH ON DINH THANH CHIU NEN DUNG TAM /PREP7 ET,1,BEAM3 R,1,0.12,0.0016,0.4 MP,EX,1,625 MP,PRXY,1,0.3 K,1,0,0 K,2,0,1 L,1,2 ESIZE,1/12 ! ESIZE,1; ESIZE,0.5; ESIZE,0.2; ESIZE,0.125; ESIZE,0.1; LMESH,ALL,ALL FINISH /SOLU ANTYPE,STATIC PSTRES,ON DK,1,ALL FK,2,FY,-1 SOLVE FINISH /SOLU ANTYPE,BUCKLE BUCOPT,LANB,1 SOLVE FINISH /SOLU EXPASS,ON MXPAND,1 SOLVE FINISH /POST1 SET,LIST SET,LAST PLDISP Trang 124 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 28: Chương trình Ansys /TITLE, PHAN TICH ON DINH KHUNG HAI THANH HINH L /PREP7 ET,1,BEAM3 R,1,0.12,0.0016,0.4 MP,EX,1,625 MP,PRXY,1,0.3 K,1,0,0 K,2,0,1 K,3,1,0 L,1,2 L,1,3 ESIZE,1/12 ! ESIZE,1; ESIZE,0.5; ESIZE,0.2; ESIZE,0.125; ESIZE,0.1; LMESH,ALL,ALL FINISH /SOLU ANTYPE,STATIC PSTRES,ON DK,1,UX,0,,,UY DK,3,UY FK,2,FY,-1 SOLVE FINISH /SOLU ANTYPE,BUCKLE BUCOPT,LANB,1 SOLVE FINISH /SOLU EXPASS,ON MXPAND,1 SOLVE FINISH /POST1 SET,LIST SET,LAST PLDISP Trang 125 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 29: Chương trình Ansys /TITLE, PHAN TICH ON DINH KHUNG THANH LIEN KET KHOP - NGAM /PREP7 ET,1,BEAM3 R,1,0.12,0.0016,0.4 MP,EX,1,625 MP,PRXY,1,0.3 K,1,0,0 K,2,0,1 K,3,1,1 L,1,2 L,2,3 ESIZE,1/12 ! ESIZE,1; ESIZE,0.5; ESIZE,0.2; ESIZE,0.125; ESIZE,0.1; LMESH,ALL,ALL FINISH /SOLU ANTYPE,STATIC PSTRES,ON DK,1,UX,,,,UY DK,3,ALL FK,2,FY,-1 SOLVE FINISH /SOLU ANTYPE,BUCKLE BUCOPT,LANB,1 SOLVE FINISH /SOLU EXPASS,ON MXPAND,1 SOLVE FINISH /POST1 SET,LIST SET,LAST PLDIST Trang 126 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 30: Chương trình Ansys /TITLE, PHAN TICH ON DINH KHUNG THANH LIEN KET KHOP – GOI DI DONG /PREP7 ET,1,BEAM3 R,1,0.12,0.0016,0.4 MP,EX,1,625 MP,PRXY,1,0.3 K,1,0,0 K,2,0,1 K,3,0.5,1 L,1,2 L,2,3 ESIZE,1/12 ! ESIZE,1; ESIZE,0.5; ESIZE,0.2; ESIZE,0.125; ESIZE,0.1; LMESH,ALL,ALL FINISH /SOLU ANTYPE,STATIC PSTRES,ON DK,1,UX,,,,UY DK,3,UY FK,2,FY,-1 SOLVE FINISH /SOLU ANTYPE,BUCKLE BUCOPT,LANB,1 SOLVE FINISH /SOLU EXPASS,ON MXPAND,1 SOLVE FINISH /POST1 SET,LIST SET,LAST PLDIST Trang 127 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 31: Chương trình Ansys /TITLE, PHAN TICH ON DINH KHUNG TANG – MOT NHIP LK NGAM /PREP7 ET,1,BEAM3 R,1,0.12,0.0016,0.4 MP,EX,1,625 MP,PRXY,1,0.3 K,1,0,0 K,2,0,1 K,3,1,1 K,4,1,0 L,1,2 L,2,3 L,3,4 ESIZE,1/12 ! ESIZE,1; ESIZE,0.5; ESIZE,0.2; ESIZE,0.125; ESIZE,0.1; LMESH,ALL,ALL FINISH /SOLU ANTYPE,STATIC PSTRES,ON DK,1,ALL DK,4,ALL FK,2,FY,-1 FK,3,FY,-1 SOLVE FINISH /SOLU ANTYPE,BUCKLE BUCOPT,LANB,1 SOLVE FINISH /SOLU EXPASS,ON MXPAND,1 SOLVE FINISH /POST1 SET,LIST SET,LAST PLDIST Trang 128 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 32: Chương trình Ansys /TITLE, PHAN TICH ON DINH KHUNG TANG – MOT NHIP LK KHOP /PREP7 ET,1,BEAM3 R,1,0.12,0.0016,0.4 MP,EX,1,625 MP,PRXY,1,0.3 K,1,0,0 K,2,0,1 K,3,1,1 K,4,1,0 L,1,2 L,2,3 L,3,4 ESIZE,1/12 ! ESIZE,1; ESIZE,0.5; ESIZE,0.2; ESIZE,0.125; ESIZE,0.1; LMESH,ALL,ALL FINISH /SOLU ANTYPE,STATIC PSTRES,ON DK,1,UX,,,,UY DK,4,UX,,,,UY FK,2,FY,-1 FK,3,FY,-1 SOLVE FINISH /SOLU ANTYPE,BUCKLE BUCOPT,LANB,1 SOLVE FINISH /SOLU EXPASS,ON MXPAND,1 SOLVE FINISH /POST1 SET,LIST SET,LAST PLDIST Trang 129 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 33: Chương trình Ansys /TITLE, PHAN TICH ON DINH KHUNG NHỊP CÓ GIANG, 02 LK NGAM – 01 LK KHOP /PREP7 K,1,0,0 K,2,0,1 K,3,1,1 K,4,1,0 K,5,2,1 ET,1,BEAM3 ! Element type = R,1,0.12,0.0016,0.4 ! Real type = MP,EX,1,625 ! Material type = MP,PRXY,1,0.3 MP,EX,2,1250 ! Material type = MP,PRXY,2,0.3 L,2,3 ! Line L,3,4 mac dinh: MAT=1, TYPE = 1, REAL=1 LATT,2,1,1 ! Doi line L,2,3 thanh: MAT=2, TYPE = 1, REAL=1 L,1,2 ! Line L,1,2 mac dinh: MAT=1, TYPE = 1, REAL=1 L,3,4 ! Line L,3,4 mac dinh: MAT=1, TYPE = 1, REAL=1 L,3,5 ! Line L,3,4 mac dinh: MAT=1, TYPE = 1, REAL=1 ESIZE,1/16 ! ESIZE,1; ESIZE,0.5; ESIZE,0.2; ESIZE,0.125; ESIZE,0.1; ESIZE,1/12; !ESIZE,1/14 LMESH,ALL,ALL FINISH /SOLU ANTYPE,STATIC PSTRES,ON DK,1,ALL DK,4,ALL DK,5,UX,,,,UY FK,2,FY,-1 FK,3,FY,-0.8 SOLVE FINISH /SOLU ANTYPE,BUCKLE BUCOPT,LANB,1 SOLVE FINISH /SOLU EXPASS,ON MXPAND,1 SOLVE FINISH /POST1 SET,LIST SET,LAST PLDIST Trang 130 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN PHỤ LỤC ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC GVHD: PGS TS NGUYỄN THỊ HIỀN LƯƠNG PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Phụ lục 34: Chương trình Ansys /TITLE, PHAN TICH ON DINH KHUNG TANG – NHIP /PREP7 ET,1,BEAM3 R,1,0.12,0.0016,0.4 MP,EX,1,625 MP,PRXY,1,0.3 K,1,0,0 K,2,0,1 K,3,1,1 K,4,1,0 K,5,2,1 K,6,2,0 K,7,3,1 K,8,3,0 L,1,2 L,2,3 L,3,4 L,3,5 L,5,6 L,5,7 L,7,8 ESIZE,1/12 ! ESIZE,1; ESIZE,0.5; ESIZE,0.2; ESIZE,0.125; ESIZE,0.1; LMESH,ALL,ALL FINISH /SOLU ANTYPE,STATIC PSTRES,ON DK,1,ALL DK,4,ALL DK,6,ALL DK,8,ALL FK,2,FY,-1 FK,3,FY,-0.8 FK,5,FY,-0.5 SOLVE FINISH /SOLU ANTYPE,BUCKLE BUCOPT,LANB,1 SOLVE FINISH /SOLU EXPASS,ON MXPAND,1 SOLVE FINISH /POST1 SET,LIST SET,LAST PLDIST Trang 131 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên học viên: LÂM TÚ THANH Phái: Nam Sinh ngày: 22 - 06 - 1975 Nơi sinh: Bạc Liêu Địa liên lạc: Email: lamtuthanh@gmail.com Điện thoại: 090.394.3535 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: - Năm 1994 – 1999: Kỹ sư Xây dựng DD & CN – Đại học Bách Khoa TP HCM - Năm 2005 – 2008: Thạc sĩ Xây dựng DD & CN – Đại học Bách Khoa TP.HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC: - Năm 1999 – 2000: Công ty XD & PTN Bạc Liêu - Năm 2000 – 2008: Sở Xây dựng tỉnh Bạc Liêu ... thiết phải dùng phương pháp động lực học để xác định kết xác Sự cân ổn định theo tiêu chuẩn động học xây dựng sở tiêu chí động học, chất nghiên cứu khuynh hướng chuyển động hệ sau lệch khỏi trạng... nghiên cứu vật thể biến dạng tuyệt đối cứng, cân xét với ngoại lực nội lực b Khái niệm ổn định theo Lyapunov: Trang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP – PHẦN THUYẾT MINH ỔN ĐỊNH KHUNG THEO TIÊU CHUẨN ĐỘNG HỌC... sở tiêu chí cân ổn định tiêu chí tĩnh học, tiêu chí lượng hay tiêu chí động học Các phương pháp vận dụng tiêu chí cân ổn định dạng tĩnh học gọi phương pháp tĩnh học; phương pháp vận dụng tiêu