Phân tích ảnh hưởng của sóng biển và dòng chảy đến đáp ứng động lực học kết cấu khung nổi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI TẤT ĐẠT PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG SĨNG BIỂN VÀ DỊNG CHẢY ĐẾN ĐÁP ỨNG ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU KHUNG NỔI Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số ngành: 60580208 LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp.HCM, 06 - 2018 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: Cán hướng dẫn: PGS.TS Lương Văn Hải Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Nguyễn Trọng Phước Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS Lê Song Giang Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP HCM, ngày 23 tháng 08 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Bùi Công Thành - Chủ tịch Hội đồng TS Châu Đình Thành - Thư ký PGS.TS Nguyễn Trọng Phước - Ủy viên (Phản biện 1) PGS.TS Lê Song Giang - Ủy viên (Phản biện 2) PGS.TS Nguyễn Trung Kiên - Ủy viên CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: BÙI TẤT ĐẠT MSHV: 1670084 Ngày, tháng, năm sinh: 17/10/1993 Nơi sinh: Quảng Ngãi Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số ngành: 60580208 I TÊN ĐỀ TÀI: Phân tích ảnh hưởng sóng biển dịng chảy đến đáp ứng động lực học kết cấu khung II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Trình bày sở lý thuyết, thiết lập ma trận khối lượng ma trận độ cứng cho khung, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn Trình bày sở lý thuyết phân tích hydroelastic miền tần số, sử dụng kết hợp phần tử hữu hạn phần tử biên cho chịu tải trọng sóng biển dịng chảy Phát triển thuật tốn lập trình tính tốn chương trình Matlab Kiểm tra độ tin cậy chương trình cách so sánh kết với SAP2000 Thực ví dụ số nhằm khảo sát ảnh hưởng nhân tố quan trọng đến ứng xử kết cấu khung nổi, từ rút kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 06/2018 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Lương Văn Hải Tp HCM, ngày 22 tháng 06 năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BAN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH PGS.TS Lương Văn Hải TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG i LỜI CẢM ƠN Tơi muốn bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc PGS.TS Lương Văn Hải hướng dẫn, động viên gợi ý quý báu để hoàn thành luận văn Sự nhiệt tình nhạy bén thầy truyền cảm hứng cho nhiều định hình rõ cho tơi cách tiếp cận nghiên cứu hiệu Trong suốt hai năm qua, kiến thức thu học giúp đỡ thầy vô giá hành trang giúp nhiều ngành nghề tương lai Tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới NCS Nguyễn Xuân Vũ kiên nhẫn hợp tác bền bỉ anh suốt trình nghiên cứu Anh hỗ trợ tuyệt vời q trình học tơi giúp nghi ngờ nhỏ gặp phải với kiên nhẫn tối đa Tôi xin gửi lời cảm ơn tới giảng viên khoa Kỹ thuật Xây dựng – Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP HCM, thầy cô dạy nhiều môn học khác làm tảng hỗ trợ nghiên cứu Cuối không phần quan trọng, xin gửi lời biết ơn đến cha mẹ cung cấp tất tình yêu ủng hộ Tình cảm họ tơi khuyến khích liên tục họ, động lực tơi hồn thành thành luận văn Luận văn Thạc sĩ hoàn thành thời gian quy định với nỗ lực thân, nhiên khơng thể khơng có thiếu sót Kính mong quý Thầy cô dẫn thêm, để bổ sung kiến thức hoàn thiện thân Xin trân trọng cảm ơn, TP Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 06 năm 2018 Bùi Tất Đạt ii TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Việt Nam quốc gia biển, tiềm biển Việt Nam vô to lớn, bờ biển từ Bắc vào Nam với chiều dài 3260km, khơi hai quần đảo Trường Sa Hoàng Sa rộng lớn gồm nhiều đảo lớn, nhỏ Đây vị trí có tầm chiến lược quan trọng việc bảo vệ biên cương Tổ quốc khai thác tài nguyên, góp phần vào việc giữ vững an ninh quốc phịng cơng phát triển, xây dựng đất nước Thực tế cho thấy để đáp ứng yêu cầu này, việc xây dựng lực lượng người, vũ khí trang bị, điều tất yếu cần phải xây dựng, khôi phục sở hạ tầng, cơng trình biển, đảo vững Trong thời gian gần đây, kết cấu siêu lớn (VLFS) sân bay nổi, cầu nổi, chí thành phố nhận quan tâm lớn từ phủ nước ven biển, nhà khoa học, từ giới kỹ thuật biển kỹ sư dân dụng Vì kết cấu nên có ưu điểm tiết kiệm chi phí khơng phải đóng cọc không gây hại môi trường bơm bùn cát đảo nhân tạo, v.v Thường kết cấu có kích thước vơ lớn, ứng xử kết cấu – – môi trường nước vô phức tạp tác động yếu tố mơi trường xung quanh (gió, nước, sóng biển, dịng chảy, v.v.) Vì vậy, luận văn đề cập đến việc nghiên cứu “Phân tích ảnh hưởng sóng biển dòng chảy đến đáp ứng động lực học kết cấu khung nổi” Luận văn tập trung phân tích ứng xử kết cấu khung cách: phần khung mô phần tử hữu hạn (FEM), phần kết siêu lớn (VLFS) chia nhỏ thành phần tử hữu hạn (FEM) phần nước xung quanh kết cấu phân chia thành phần tử biên số nút (BEM) iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công việc tơi thực hướng dẫn PGS.TS Lương Văn Hải Các kết Luận văn thật chưa công bố nghiên cứu khác Tôi xin chịu trách nhiệm công việc thực Tp HCM, ngày 22 tháng 06 năm 2018 Bùi Tất Đạt iv MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ i LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT ix CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu 1.1.1 Cấu trúc 1.1.2 Ưu điểm 1.1.3 Ứng dụng 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Các cơng trình nghiên cứu nước 1.2.2 Các cơng trình nghiên cứu ngồi nước 1.3 Mục tiêu hướng nghiên cứu 11 1.4 Cấu trúc luận văn 12 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 Giới thiệu toán giả thiết 13 2.2 Phương pháp phần tử hữu hạn 15 2.2.1 Cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn cho khung 17 2.2.2 Lý thuyết Mindlin phần tử hữu hạn cho 21 2.3 Phương trình chuyển động chất lỏng 29 2.4 Phương pháp phần tử biên 30 2.4.1 Giới thiệu tổng quan 30 2.4.2 Thuật toán phương pháp phần tử biên 31 v 2.4.3 Giải tương tác chất lỏng 33 2.5 Lưu đồ tính toán 35 CHƯƠNG KẾT QUẢ PHÂN TÍCH SỐ 36 3.1 Kiểm chứng chương trình Matlab 38 3.1.1 Bài toán 1: Khảo sát ứng xử khung không tương tác với 38 3.1.2 Bài toán 2: Khảo sát ứng xử khung tương tác với đàn hồi 41 3.2 Phân tích ảnh hưởng sóng biển dòng chảy đến ứng xử kết cấu khung 46 3.2.1 Bài toán 3: Khảo sát ứng xử khung tương tác với thay đổi chiều sâu nước 46 3.2.2 Bài toán 4: Khảo sát ứng xử khung tương tác với thay đổi bề dày 50 3.2.3 Bài toán 5: Khảo sát ứng xử khung tương tác với thay đổi Module đàn hồi 56 3.2.4 Bài toán 6: Khảo sát ứng xử khung tương tác với thay đổi kích thước 61 3.2.5 Bài toán 7: Khảo sát ứng xử khung tương tác với cách thay đổi số tầng khung 65 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 4.1 Kết luận 68 4.2 Kiến nghị 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC 74 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 88 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Phân loại Kết cấu Hình 1.2 Các thành phần hệ thống Mega – Floats .2 Hình 1.3 Tàu Bến Nghé – TP Hồ Chí Minh Hình 1.4 Dự án Sân bay Nhật Bản Hình 1.5 (a) Cầu Albert D Rossellini Hình 1.6 Cầu tàu Ujina – Nhật Bản Hình 1.7(a)Giàn khoan dầu Tập đồn Keppel Hình 1.8(a) Sân vận động Marina, Singapore Hình 2.1 Mơ hình tổng thể nghiên cứu khung đặt 14 Hình 2.2 (a) Mơ hình FEM mái cong (b) Mơ hình FEM dạng tháp 16 Hình 2.3 Phần tử nút với hệ tọa độ cục 17 Hình 2.4 Giả thuyết góc xoay Kirchhoff 22 Hình 2.5 Giả thuyết góc xoay Mindlin 22 Hình 2.6 Tấm chịu uốn hệ trục tọa độ x, y, z 23 Hình 2.7 Phần tử Mindlin nút 27 Hình 2.8 Mơ hình kết cấu chất lỏng .29 Hình 2.9 Cách thức rời rạc miền biên BEM 31 Hình 3.1 Thơng số tính tốn 37 Hình 3.2 Mơ hình Bài toán 38 Hình 3.3 Chuyển vị Bài toán Matlab SAP2000 39 Hình 3.4 Moment Lực cắt Bài tốn SAP2000 40 Hình 3.5 Mơ hình tổng thể Bài tốn .41 Hình 3.6 Sự hội tụ chuyển vị nút 3, thay đổi số lượng lưới cạnh L 42 Hình 3.7 Sự hội tụ chuyển vị nút 3, thay đổi số lượng lưới cạnh B 43 Hình 3.8 Chuyển vị toán Matlab SAP2000 44 Hình 3.9 Moment Lực cắt toán SAP2000 45 vii Hình 3.10 Tổng hợp kết chuyển vị ngang Bài toán theo miền tần số .47 Hình 3.11 Tổng hợp kết chuyển vị đứng Bài toán theo miền tần số .48 Hình 3.12 Tổng hợp kết chuyển vị ngang Bài tốn theo độ sâu nước H 48 Hình 3.13 Tổng hợp kết chuyển vị đứng Bài toán theo độ sâu nước H 49 Hình 3.14 Tổng hợp kết Lực cắt chân cột Bài toán theo độ sâu nước H 49 Hình 3.15 Tổng hợp kết Moment chân cột Bài toán theo độ sâu nước H .50 Hình 3.16 Tổng hợp kết chuyển vị ngang Bài toán theo miền tần số .52 Hình 3.17 Tổng hợp kết chuyển vị đứng Bài toán theo miền tần số .52 Hình 3.18 Tổng hợp kết chuyển vị ngang Bài toán theo chiều dày 53 Hình 3.19 Tổng hợp kết chuyển vị đứng Bài tốn theo chiều dày 54 Hình 3.20 Tổng hợp kết Lực cắt chân cột Bài toán theo chiều dày 54 Hình 3.21 Tổng hợp kết Moment chân cột Bài toán theo chiều dày .55 Hình 3.22 Tổng hợp kết chuyển vị ngang Bài toán theo miền tần số .57 Hình 3.23 Tổng hợp kết chuyển vị đứng Bài toán theo miền tần số .58 Hình 3.24 Tổng hợp kết chuyển vị ngang Bài toán theo Module đàn hồi 59 Hình 3.25 Tổng hợp kết chuyển vị đứng Bài toán theo Module đàn hồi 59 Hình 3.26 Tổng hợp kết Lực cắt chân cột Bài toán theo Module đàn hồi 60 Hình 3.27 Tổng hợp kết Moment chân cột Bài toán theo Module đàn hồi 60 Hình 3.28 Tổng hợp kết chuyển vị ngang Bài tốn theo miền tần số .62 Hình 3.29 Tổng hợp kết chuyển vị đứng Bài toán theo miền tần số .63 Hình 3.30 Tổng hợp kết chuyển vị ngang Bài toán theo chiều dài 63 Hình 3.31 Tổng hợp kết chuyển vị đứng Bài toán theo chiều dài 64 Hình 3.32 Tổng hợp kết Lực cắt chân cột Bài toán theo chiều dài 64 Hình 3.33 Tổng hợp kết Moment chân cột Bài toán theo chiều dài 65 Hình 3.34 Tổng hợp kết chuyển vị ngang Bài tốn theo miền tần số .66 Hình 3.35 Tổng hợp kết chuyển vị đứng Bài toán theo miền tần số .67 Phụ lục 74 PHỤ LỤC Một số đoạn mã lập trình Matlab DATA %% - Reading of the coordinatesx y FrX1=147;FrX2=153;FrY=30;FrZ1=0;FrZ2=4;FrZ3=8; SAPcor=[FrX1 FrY FrZ1 FrX2 FrY FrZ1 FrX1 FrY FrZ2 FrX2 FrY FrZ2 FrX1 FrY FrZ3 FrX2 FrY FrZ3]; SAPconecframe=[1 3; 4; 4; 5; 6; 6]; %Khai bao frame SAPconeclink=[]; %% -Fvcor=[SAPcor(:,1),SAPcor(:,3),SAPcor(:,2)]; Fkconecframe=SAPconecframe; % Warning Fkconeclink=SAPconeclink; % Warning Fkconec=[Fkconecframe;Fkconeclink]; Fndln=3; % bac tu tren nut %% TINH TOAN THONG SO CHUNG MO HINH Fnnt=size(Fvcor,1); % tong so nut Fnnel=size(Fkconec,2);% so nut tren phan tu Fnelt=size(Fkconec,1);% tong so phan tu Fndlt=Fndln*Fnnt;%tong so bac tu % LUC TAP TRUNG TAI NUT Fvfcg=zeros(Fndlt,1); JOINTFOCRE=[3 0]; for i=1:size(JOINTFOCRE,1) Fvfcg((Fndln*JOINTFOCRE(i,1)-2))=JOINTFOCRE(i,2); end %% Vat lieu Fvprelg=[0 30000000 0.3 0.3 0.09 0.001141 0.000675 0.000675 0.075 0.075 0.0045 0.0045 0.00675 0.00675 0.086603 0.086603 Phụ lục 75 30000000 0.5 0.3 0.15 0.002817 0.003125 0.001125 0.125 0.125 0.0125 0.0075 0.01875 0.01125 0.144338 0.086603]; NSAP=length(Fvprelg); FDAMP=0; Fkprop=[1 1 1]; %chon vat lieu cho frame Fkproplink=ones(1,size(Fkconeclink,1)); Fnomtype=['dam2d ';'can ']; Fktypel=ones(1,size(Fkconecframe,1)); Fktypellink=2*ones(1,size(Fkconeclink,1)); %% DIEU KIEN BIEN CHUYEN VI Fkcond=zeros(1,Fndlt); node=[1 2]; %% Gan khoi luong tap trung FMnode=[3 6]; %Assign M vao nut Fmass=[250 250 250 250]; %kN DegreeContact=[1 2]; Khungmientanso global Fnnt Fnelt Fndlt Fndln Fnnel Fndle % parameters global Fntypel Fnprop Fnprel global Fvcor Fkconec Fktypel Fkconecframe Fkconeclink % mesh and allocation global Fvprelg Fvprel Fkprop FDAMP % properties global Fvsol Fvdle % solution % reading of the data DATA close all trace_mail(Fvcor,Fkconec) disp(' =======blin MODULE, finite element method version 1.0 ======= '); disp(' '); % TAO MA TRAN TONG THE Fvkg=zeros(Fndlt); % MA TRAN CUNG TONG THE Fvfg=zeros(Fndlt,1); % VECTO TAI TONG THE Fvfg=Fvfcg; % UPDATE VECTO TAI TAP TRUNG %% loop on the elements for ie=1:size(Fkconecframe,1) Phụ lục 76 fprintf(' - élément ie=%5i\n',ie) kloce=[]; for ii=1:Fnnel if Fkconecframe(ie,ii)> kloce=[kloce,(Fkconecframe(ie,ii)1)*Fndln+[1:Fndln]];end end; Fvprel=Fvprelg(Fkprop(ie),:); [Fvke,Fvfe]=feval([deblank(Fnomtype(Fktypel(ie),:)), '_ke'],ie); Fvkg(kloce,kloce)=Fvkg(kloce,kloce)+Fvke; Fvfg(kloce)=Fvfg(kloce)+Fvfe; end %% MA TRAN KHOI LUONG TAP TRUNG Fvmg=zeros(size(Fvkg,2)); for i=1:size(FMnode,2) Fvmg(Fndln*i-2,Fndln*i-2)=Fmass(i); Fvmg(Fndln*i-1,Fndln*i-1)=Fmass(i); Fvmg(Fndln*i,Fndln*i)=0; end Mainprogram % Luan van tot nghiep Cao hoc - Dai hoc Bach Khoa TPHCM % CBHD: PGS.TS Luong Van Hai, NCS.Nguyen Xuan Vu % Tac gia: KS.Bui Tat Dat %% clear all; clc; echo off global K h lamda Ls D bs global omega k0 m % Data of structure % Vat lieu cua Plate E=11.9e6 ; % don vi: KN/m2 nuy=0.13; % he so poison m=0.25; % ratio of mass density of water sican=0.06; % ti so can % Kich thuoc va thong so hinh hoc cua Plate Ls= 300; % m hs= 2; % m khao sat 0.5 5m Phụ lục 77 bs= 60; % m B/Ls: 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 ds=hs/2; % m D=E*hs^3/(12*(1-nuy^2)); % T.m3/s2 nmode=35; %% - Data of water wave -T = 4.5; %khao sat 10s omega=2*pi/T; g=10; % m/s^2 K=omega^2/g; h=10; % khao sat 6.5 50 100 200 260m fun=@(x) x.*tanh(x.*h)-K; % Matlab 2015b xi=fsolve(fun,K); k0=xi; % Note: Warning lamda=2*pi/k0; % 0.2 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 lam=lamda/Ls; r=1; % T/m2 % Incident wave Aw=1; % 10 20 mm Phi0=1i*g*Aw/omega; theta=0*pi/180; % degree 15 30 45 60 75 90 %% - Mesh -nx=100 ;ny=16 ; % Dieu chinh so luoi dx=Ls/nx; dy=bs/ny; [vectorX,vectorY,vectorZ,Xpanel,Ypanel,Zpanel,kconec panel,X,Y,Z,XM,YM,ZM,N]=Meshpanel(nx,ny,Ls,bs); [vcor,kconec]=updatemeshplate9(kconecpanel,X,Y); Centerline=[0:Ls/nx:Ls]; ix=[]; for i=1:size(Centerline,2) ix=[ix find(Xpanel==Centerline(i))]; end Node_Centerline= find(Ypanel(ix)==bs/2); %% Matrix of Structure VLFS display('Matrix of Structure VLFS'); Datathickplate Phụ lục 78 [Ks,Kw,M,~,~,PHI,PHIw,EIGV,ndlt,kcond]=Thickplate(no mtype,vcor,kconec,[],ktypel,vprelg,kprop,nmode,sican ); Ksw=(Ks+Kw); % Plate stiffness matrix Ms=M; % Plate mass matrix %% Natural frequency f_Natural=diag(sqrt(EIGV)/(2*pi)); omega_Natural=diag(sqrt(EIGV)); %% Frame rests on floating plate Khungmientanso %% Matrix L display('Matrix L,Incident wave'); [L1,L2]=MatrixL(vcor(:,1),vcor(:,2),kconec,N); %% Compute H and G matrices and form system (AV=F) display('Compute H and G matrices'); [~,G1,G2]= GHMATPC(X,Y,Z,kconecpanel); G=-1/(2*pi)*G1+G2; %% Incident wave Phiic=Phi0*exp(1i*k0*(cos(theta)*XM+sin(theta)*YM)); %% Solve system of equations display('Solve system and print result'); ndltFrame=Fndlt; for i=1:length(node) ndltFrame=ndltFrame-3; end L1=kron(L1,[1; 0; 0]); L1=[L1;zeros(ndltFrame,N)]; L1=L1'; L2=kron(L2,[1;0;0]); L2=[L2;zeros(ndltFrame,N)]; display('Assembly plate matrix to global matrix') Kglobal=sparse(ndlt+ndltFrame,ndlt+ndltFrame); Kglobal(1:ndlt,1:ndlt)=Kglobal(1:ndlt,1:ndlt)+Ksw; Mglobal=sparse(ndlt+ndltFrame,ndlt+ndltFrame); Mglobal(1:ndlt,1:ndlt)=Mglobal(1:ndlt,1:ndlt)+Ms; Fglobal=zeros(ndlt+ndltFrame,1); kcond=[kcond,zeros(1,ndltFrame)]; display('Assembly frame matrix to global matrix') Nodegeneral=[]; for i=1:length(node) Phụ lục 79 Nodegeneral=[Nodegeneral;find(vcor(:,1)==SAPcor(node (i),1)& vcor(:,2)==SAPcor(node(i),2))]; end %% kloceframe=[]; klocelocal=[]; for inode=1:size(Fvcor,1) if node(node==inode) > kloceframe=[kloceframe,3*Nodegeneral((node==inode))[2 1]]; else kloceframe=[kloceframe,ndlt+(inode-1length(node))*Fndln+[1:Fndln]]; end if node(node==inode) > klocelocal=[klocelocal,node(node==inode)*3[1 0]]; else klocelocal=[klocelocal,(inode1)*Fndln+[1:Fndln]]; end end %% -Kglobal(kloceframe,kloceframe)=Kglobal(kloceframe,kl oceframe)+Fvkg(klocelocal,klocelocal); Mglobal(kloceframe,kloceframe)=Mglobal(kloceframe,kl oceframe)+Fvmg(klocelocal,klocelocal); Fglobal(kloceframe)=Fglobal(kloceframe)+Fvfcg(klocel ocal); %% -% Fwind=1i*omega*G*L1*((Kglobalomega^2*Mglobal)\(Fglobal)); Poi=(K*G-1/2*eye(N)-r*omega^2*(G*(L1)*((Kglobalomega^2*Mglobal)\(L2))))\(0.5*Phiic+Fwind); Sol=((Kglobal-omega^2*Mglobal)\(1i*r*omega*L2*Poi+Fglobal)); Phụ lục 80 Dispnode_wave=Sol(1:ndlt); W_wave=Dispnode_wave(1:3:end); Dispnode_frame=zeros(Fndlt,1); %% kloceframe=[]; klocelocal=[]; for inode=1:size(Fvcor,1) if node(node==inode) > kloceframe=[kloceframe,3*Nodegeneral((node==inode))[2 1]]; else kloceframe=[kloceframe,ndlt+(inode-1length(node))*Fndln+[1:Fndln]]; end if node(node==inode) > klocelocal=[klocelocal,node(node==inode)*3[1 0]]; else klocelocal=[klocelocal,(inode1)*Fndln+[1:Fndln]]; end end Dispnode_frame(klocelocal)=Sol(kloceframe); display(' Finish ') %% Stress Plate Resultants [Mxx,Myy,Mxy,Qx,Qy]=Stressthickplate(nomtype,vcor,kc onec,ktypel,vprelg,kprop,Dispnode_wave); %% Frame Resultants ChuyenviFrame=real(Dispnode_frame); %% Plot frame plotsol_mail(Fvcor,Fkconec,real(Dispnode_frame),[1e0 1e0]); title('Chuyen vi cua khung (m)'); xlabel('Be rong khung (m)');ylabel('Chieu cao tang (m)');%zlabel('|w/Aw|'); %% Plot plate figure surf(Xpanel,Ypanel,real(reshape(W_wave(1:size(vector X,1),1),ny+1,nx+1)));title('Chuyen vi cua Tam VLFS'); Phụ lục 81 xlabel('Chieu dai VLFS (m)');ylabel('Chieu rong VLFS (m)');zlabel('|w/Aw|');zlim([-1.5 1.5]) Meshpanel function [vectorX,vectorY,vectorZ,Xpanel,Ypanel,Zpanel,kconec panel, X,Y,Z,XM,YM,ZM,N]=Meshpanel(nx,ny,Ls,bs) % Coordinate [Xpanel,Ypanel]=meshgrid(0:Ls/nx:Ls,0:bs/ny:bs); Zpanel=ones(size(Xpanel)); %surf(Xpanel,Ypanel,Zpanel) daspect([1,1,0.02]) vectorX=reshape(Xpanel,[],1); vectorY=reshape(Ypanel,[],1); vectorZ=reshape(Zpanel,[],1); % Connective connective=[]; for i=1:nx for j=1:ny connective=[connective;[j j+ny+1 j+1+ny+1 j+1 ]+(ny+1)*(i-1)]; end end % N: Number of boundary nodes=number of element % L: Number of internal points where the funtion is calculated N=size(connective,1); % Read coordiantes of extrem points of the boundary element in array X and % y X=vectorX'; Y=vectorY'; Z=vectorZ'; % Read conective of boundary elements kconecpanel=connective; % Compute the control nodal coordinates and store in arrays XM and YM XM=zeros(size(kconecpanel,1),1); YM=zeros(size(kconecpanel,1),1); ZM=zeros(size(kconecpanel,1),1); Phụ lục 82 for i=1:size(kconecpanel,1) XM(i,:)=mean(X(kconecpanel(i,:))); YM(i,:)=mean(Y(kconecpanel(i,:))); ZM(i,:)=mean(Z(kconecpanel(i,:))); end; Updatemeshplate9 function [vcor,kconec]=updatemeshplate9(kconecpanel,X,Y) %% Transform node element into node element kconec=kconecpanel; vcor=[X',Y']; addnode=[]; for i=1:size(kconecpanel,1); X5=0.5*(vcor(kconecpanel(i,1),:)+vcor(kconecpanel(i, 2),:)); X6=0.5*(vcor(kconecpanel(i,2),:)+vcor(kconecpanel(i, 3),:)); X7=0.5*(vcor(kconecpanel(i,3),:)+vcor(kconecpanel(i, 4),:)); X8=0.5*(vcor(kconecpanel(i,4),:)+vcor(kconecpanel(i, 1),:)); X9=[X5(1),X8(2)]; Cornew=[X5;X6;X7;X8;X9]; vcornew=Cornew; nodenew=[]; j_remove=[]; ji=0; for j=1:5 jindex=find(vcor(:,1)==Cornew(j,1)&vcor(:,2)==Cornew (j,2)); if isempty(jindex) ji=ji+1; nodenew=[nodenew,size(vcor,1)+ji]; else j_remove=[j_remove;j]; Phụ lục 83 nodenew=[nodenew,jindex]; end end vcornew(j_remove,:)=[]; addnode=[addnode;nodenew]; vcor=[vcor;vcornew]; end kconec=[kconec,addnode]; Thickplate function [Ks,Kw,M,C,vfg,PHI,PHIw,EIGV,ndlt,kcond]=Thickplate( nomtype,vcor,kconec, bcdof,ktypel,vprelg,kprop,nmode,tysocan) %% CALCULATING FEM MATRIX OF THICK PLATE MODEL IN FIXEDCOORDINATE SYSTEM % Input: % nomtype: Type of structural element used in problems (string) % vcor: 9-node’s coordinate of nodes (size(number of vertexes x 2) ) % kconec: Specify each element (size (number of panels x 9)) % ktypel: Type of element (size(1 x Index of type of structural element groups)) % vprelg: Array contains properties of element's groups (size(Ngroup x N properties)) % kprop: Index of properties group for each element (size(1 x Index of properties groups)) % bcdof: Degrees of freedom imposing clamped conditions (size(1 x % Degrees of freedom )) % Ouput: % K: the global sprase stiffness matrix % C: the global sprase damping matrix % M: the global sprase masses matrix % Cs: The generalized damped matrix % vfg: the global vector force % ndlt: Total degree of freedom % kcond: Degree of freedom imposing boundary conditions Phụ lục 84 %% Calculating system’s parameters % - parameters ndln=3; % Degree of free doom of each node nnt=size(vcor,1); % Total number of node nnel=size(kconec,2); % Number of nodes on each element nelt=size(kconec,1); % Total number of element ndlt=ndln*nnt; % Total degree of freedoom fprintf('Total number of element %d.\n',nelt); fprintf('Degree of free doom of each node %d.\n',ndln); fprintf('Total number of node %d.\n',nnt); fprintf('Number of nodes on each element %d.\n',nnel); fprintf('Total degree of freedoom %d.\n',ndlt); kcond=zeros(1,ndlt); kcond(bcdof)=1; vcond=zeros(1,ndlt); nbcdof=size(bcdof,2); % Number of constrains of system fprintf('Number of constrains of system %d.\n',nbcdof); %% -% - finite element calculation: vke vfe and assembly % - initialization %vkg=zeros(ndlt); %global stiffness matrix %vmg=zeros(ndlt); %global stiffness matrix vfg=zeros(ndlt,1); %global loadvector % - loop on the elements i=[]; j=[]; kij=[]; mij=[]; cij=[]; kwgij=[]; for ie=1:nelt % - localization vector kloce for assembly kloce=[]; for ii=1:nnel if kconec(ie,ii)> Phụ lục 85 kloce=[kloce,(kconec(ie,ii)1)*ndln+[1:ndln]]; end end; % - calculation of vke and vfe: vprel=vprelg(kprop(ie),:); %elementaryproperties [vke,vfe,vme,vkw]=feval([deblank(nomtype(ktypel(ie), :)),'_ke'],vcor,kconec,vprel,ie,2); i=[i,kron(ones(1,ndln*nnel),kloce)]; j=[j,kron(kloce,ones(1,ndln*nnel))]; % - assembly of vke kij=[kij;reshape(vke,[],1)]; kwgij=[kwgij;reshape(vkw,[],1)]; % - assembly of vme mij=[mij;reshape(vme,[],1)]; % - assembly of vfe vfg(kloce)=vfg(kloce)+vfe; end %% Ks=sparse(i,j,kij); Kw=sparse(i,j,kwgij); M=sparse(i,j,mij); C=sparse(i,j,0*mij); % Should be modified in further future % - Introduction of the Dirichlet boundaryconditions % Technique demonstrated in section 4.7.2-b: unit termon the diagonal i_re=i;j_re=j; mij_re=mij; % kij_re=kij; kij_re=kij+kwgij; ic=find(kcond==1); indexi=[]; indexj=[]; if max(size(ic))> for i_index=1:max(size(ic)) indexi=[indexi,find(i==ic(i_index))]; indexj=[indexj,find(j==ic(i_index))]; i_re(find(i>ic(i_index)))=i_re(find(i>ic(i_index)))1; Phụ lục 86 j_re(find(j>ic(i_index)))=j_re(find(j>ic(i_index)))1; end else end index=[indexi,indexj]; i_re(index)=[]; j_re(index)=[]; mij_re(index)=[]; kij_re(index)=[]; K_re=sparse(i_re,j_re,kij_re); M_re=sparse(i_re,j_re,mij_re); %% Modal analysis opts.tol=1e-15; [PHI,EIGV] = eigs(M_re,K_re,nmode,'lm',opts); EIGV=(inv(abs(EIGV))); for i=1:size(PHI,2) PHI(:,i)=sqrt(1/((PHI(:,i)'*M_re)*PHI(:,i)))*PHI(:,i ); end % The global vector mode shape M_Wdisp=zeros(ndlt,nmode); M_Wdisp(find(kcond==0),:)=PHI; PHI=M_Wdisp; PHIw=PHI(1:3:end,:); display(' => Finish'); Stressthickplate function [Mxx,Myy,Mxy,Qx,Qy]=Stressthickplate(nomtype,vcor,kc onec,ktypel,vprelg,kprop,Dispnode) % - parameters ndln=3; nnt=size(vcor,1); nnel=size(kconec,2); nelt=size(kconec,1); ndlt=ndln*nnt; %% Phụ lục 87 % - finite element calculation: vke vfe and assembly % - initialization Mxx=zeros(nnt,1); Myy=zeros(nnt,1); Mxy=zeros(nnt,1); Qx=zeros(nnt,1); Qy=zeros(nnt,1); % - loop on the elements for i=1:size(vcor,1) [el,~]=find(kconec==i); for ie=1:size(el,1) % - localization vector kloce for assembly [~,iloc]=find(kconec(el(ie),:)==i); kloce=[]; for ii=1:nnel if kconec(ie,ii)> kloce=[kloce,(kconec(el(ie),ii)1)*ndln+[1:ndln]]; end end; % - calculation of vke and vfe: vprel=vprelg(kprop(ie),:); %elementaryproperties de=Dispnode(kloce,:); [mxx,myy,mxy,qx,qy,~]=feval([deblank(nomtype(ktypel( ie),:)),'_grade'],vcor,kconec,vprel,ie,iloc,de); Mxx(i,1)=(Mxx(i,1)+mxx); Myy(i,1)=(Myy(i,1)+myy); Mxy(i,1)=(Mxy(i,1)+mxy); Qx(i,1)=(Qx(i,1)+qx); Qy(i,1)=(Qy(i,1)+qy); end Mxx(i,1)=(Mxx(i,1))/size(el,1); Myy(i,1)=(Myy(i,1))/size(el,1); Mxy(i,1)=(Mxy(i,1))/size(el,1); Qx(i,1)=(Qx(i,1))/size(el,1); Qy(i,1)=(Qy(i,1))/size(el,1); end Lý lịch trích ngang 88 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: BÙI TẤT ĐẠT Ngày, tháng, năm sinh: 17/10/1993 Nơi sinh: Quảng Ngãi Địa liên lạc: 7A/43/25 Thành Thái, Phường 14, Quận 10, Tp HCM ĐTDĐ: 01656932108 Email: tatdatbui@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 2011 – 2016: Sinh viên Khoa Kỹ thuật Xây dựng, trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh 2016 – 2018: Học viên cao học chuyên ngành Xây dựng Dân dụng Công nghiệp, trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh ... tác động yếu tố mơi trường xung quanh (gió, nước, sóng biển, dịng chảy, v.v.) Vì vậy, luận văn đề cập đến việc nghiên cứu ? ?Phân tích ảnh hưởng sóng biển dòng chảy đến đáp ứng động lực học kết cấu. .. ĐỀ TÀI: Phân tích ảnh hưởng sóng biển dịng chảy đến đáp ứng động lực học kết cấu khung II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Trình bày sở lý thuyết, thiết lập ma trận khối lượng ma trận độ cứng cho khung, sử... sau:  Kiểm chứng kết nhằm đánh giá tin cậy chương trình Matlab sử dụng luận văn  Phân tích ảnh hưởng sóng biển dịng chảy đến ứng xử kết cấu khung Ngoại trừ ghi rõ cụ thể Bài tốn phân tích, thơng