Đang tải... (xem toàn văn)
(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực(Luận văn thạc sĩ file word) Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất trong đập bê tông trọng lực
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN VĂN QUẾ SỬ DỤNG LƯỚI PHẦN TỬ TỐI ƯU PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT TRONG ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC Chuyên ngành : Xây dựng cơng trình thủy Mã số : 60.58.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: Người hướng dẫn 1: TS LÊ THANH HÙNG Người hướng dẫn 2: PGS-TS NGUYỄN QUANG HÙNG HÀ NỘI – 2014 LỜI CẢM ƠN Với nỗ lực thân với giúp đỡ tận tình thầy cơ, đồng nghiệp, bạn bè gia đình giúp tác giả hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Lê Thanh Hùng, PGS.TS Nguyễn Quang Hùng, hướng dẫn trực tiếp định hướng khoa học cho luận văn Xin cảm ơn Nhà trường, thầy cô giáo Trường Đại học Thủy Lợi, Phòng đào tạo Đại học sau Đại học giúp đỡ thời gian tác giả học tập nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè tạo điều kiện, giúp đỡ cho tác giả trình học tập hoàn thiện luận văn Cuối tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, em gia đình động viên, tạo điều kiện cho tác giả hồn thành q trình học tập viết luận văn Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Tác giả Nguyễn Văn Quế BẢN CAM KẾT Tên đề tài luận văn: “Sử dụng lưới phần tử tối ưu phân tích ứng suất đập bê tơng trọng lực” Tơi xin cam đoan đề tài luận văn tơi hồn tồn tơi làm Những kết nghiên cứu không chép từ nguồn thông tin khác Nếu vi phạm tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm, chịu hình thức kỷ luật Nhà trường Học viên Nguyễn Văn Quế MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Kết dự kiến đạt CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐẬP BÊ TƠNG TRỌNG LỰC TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1 Tình hình xây dựng đập bê tông trọng lực giới 1.2 Tình hình xây dựng đập bê tơng trọng lực Việt Nam 11 1.3 Những vấn đề tồn thiết kế đập bê tông trọng lực 15 1.3.1 Phương pháp tính toán 15 1.3.2 Tổ hợp tính tốn 15 1.3.3 Về kết tính tốn 16 1.4 Kết luận chương 16 CHƯƠNG 2: CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .17 2.1 Phương pháp phân tích ứng suất đập bê tơng trọng lực 17 2.1.1 Phương pháp lý thuyết 17 2.1.2 Phương pháp phần tử hữu hạn 18 2.2 Tác động động đất tới đập bê tông trọng lực ảnh hưởng .25 2.3 Các phương pháp phân tích động 26 2.3.1 Phương pháp giải tích 27 2.3.2 Phương pháp động lực 27 2.3.3 Phương pháp ngẫu nhiên 27 2.3.4 Phương pháp phố phản ứng 28 2.4 Lựa chọn phương pháp giải phương trình vi phân động 40 2.5 Lưới phần tử tự thích ứng phân tích động 43 2.6 Sử dụng lưới phần tử tự thích ứng phần mềm Ansys để phân tích ứng suất đập bê tông trọng lực 46 MỤC LỤC 2.6.1 Khái niệm điều kiện tiên sử dụng lưới phần tử tối ưu 47 2.6.2 Nâng cấp mạng lưới tự thích ứng 50 2.7 Kết luận chương 51 CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHO CƠNG TRÌNH THỰC TẾ 53 3.1 Giới thiệu vị trí quy mơ cơng trình 53 3.2 Phân tích ứng suất biến dạng đập bê tông trọng lực tác dụng tải trọng động 55 3.2.1 Xác định tải trọng tĩnh 56 3.2.2 Kết tính tốn tổ hợp tải trọng tải trọng động đất 71 3.3 Phân tích kết tính tốn nhận xét kết tính tốn 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 Kết luận 90 Kiến nghị 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1-1 Bản đồ hệ thống cấp nước Jawa Hình 1-2 Dấu vết đập Jawa Hình 1-3 Đập Chambon, Pháp Hình 1-4 Mặt cắt ngang đập Chambon Hình 1-5 Tốc độ phát triển đập từ năm 1900 đến năm 2000 Hình 1-6 Tốc độ xây dựng đập giới kỷ 20 Hình 1-7 Tỷ lệ % phân bố đập giới Hình 1-8 Phân bố theo thể loại Hình 1-9 Phân bố theo chiều cao Hình 1-10 Đập Tam Hiệp, sông Dương Tử Hình 1-11 So sánh số lượng đập lớn Trung Quốc với châu lục Hình 1-12 Tồn cảnh đập bê tơng trọng lực Tân Giang nhìn từ hạ lưu 15 Hình 2-1 Đường cong hệ số ảnh hưởng động đất quy định GB 50011 – 2001 30 Hình 2-2 Phổ phản ứng dùng thiết kế quy định TCXDVN 375:2006 32 Hình 2-3 Lựa chọn phân tích Modal 33 Hình 2-4 Tần suất bước phân tích Modal 34 Hình 2-5 Lựa chọn phân tích phổ phản ứng 35 Hình 2-6 Lựa chọn phân tích phổ phản ứng đơn điểm 36 Hình 2-7 Bảng định nghĩa tần số 36 Hình 2-8 Bảng định nghĩa giá trị phổ phản ứng 37 Hình 2-9 Lựa chọn tính tốn dao động riêng 37 Hình 2-10 Lựa chọn thơng số tính tốn dao động riêng 38 Hình 2-11 Tổ hợp dao động riêng 39 Hình 2-12 Bốn trường hợp phân chia kích thước mạng lưới phần tử hữu hạn không giống 44 Hình 2-13 Q trình sinh lưới tự thích ứng 47 Hình 2-14 Q trình sinh lưới tự thích ứng phần tử khơng đặc khít (bị kht phần) 48 Hình 2-15 Ba phương pháp thay đổi mạng lưới phần tử liên tục 50 Hình 2-16 Biểu thị q trình chỉnh thể tính tốn phần tử hữu hạn tự thích ứng Phần mềm phân tích phần tử hữu hạn thơng dụng ANSYS có khả phân tích tự thích ứng hiệu cao 51 Hình 3-1 Mặt cắt tính tốn Thủy điện Suối Sập 53 Hình 3-2 Mơ hình tính tốn gồm đập 59 Hình 3-3 Mơ hình tính tốn đập 59 Hình 3-4 Chuyển vị tổng đập 59 Hình 3-5 Ứng suất S1 60 Hình 3-6 Ứng suất S3 61 Hình 3-7 Chuyển vị tổng 61 Hình 3-8 Chuyển vị theo phương X 61 Hình 3-9 Chuyển vị theo phương Y 62 Hình 3-10 Ứng suất theo phương X 62 Hình 3-11 Ứng suất theo phương Y 62 Hình 3-12 Ứng suất S1 62 Hình 3-13 Ứng suất S3 63 Hình 3-14 Mơ hình tính tốn đập 64 64 Hình 3-15 Mơ hình tính tốn 64 Hình 3-16 Chuyển vị tổng 64 Hình 3-17 Ứng suất S1 65 Hình 3-18 Ứng suất S3 66 Hình 3-19 Chuyển vị tổng 67 Hình 3-20 Chuyển vị theo phương X 67 Hình 3-21 Chuyển vị theo phương Y 67 Hình 3-22 Ứng suất Sx 67 Hình 3-23 Ứng suất Sy 67 Hình 3-24 Ứng suất S1 68 Hình 3-25 Ứng suất S3 69 Hình 3-26 Sai số mơ hình lưới phần tử thơng thường 71 Hình 3-27 Sai số mơ hình lưới phần tử tự thích ứng 71 Hình 3-28 Mơ hình tính tốn 71 Hình 3-29 Phổ phản ứng theo phương ngang 72 Hình 3-30 Hình dạng dao động riêng thứ 73 Hình 3-31 Hình dạng dao động riêng thứ hai 73 Hình 3-32 Hình dạng dao động riêng thứ ba 74 Hình 3-33 Hình dạng dao động riêng thứ tư 74 Hình 3-34 Hình dạng dao kđộng riêng thứ năm 75 Hình 3-35 Hình dạng dao động riêng thứ sáu 75 Hình 3-36 Hình dạng dao động riêng thứ bảy 76 Hình 3-37 Hình dạng dao động riêng thứ tám 76 Hình 3-38 Hình dạng dao động riêng thứ chín 77 Hình 3-39 Hình dạng dao động riêng thứ mười 77 Hình 3-40 Chuyển vị tổng: Trường hợp Tĩnh + Động Đất 78 Hình 3-41 Chuyển vị Ux: Trường hợp Tĩnh + Động Đất 78 Hình 3-42 Chuyển vị Uy: Trường hợp Tĩnh + Động Đất 78 Hình 3-43 Ứng suất Sx: Trường hợp Tĩnh + Động Đất 78 Hình 3-44 Ứng suất Sy: Trường hợp Tĩnh + Động Đất 78 Hình 3-45 Ứng suất S1: Trường hợp Tĩnh + Động Đất 78 Hình 3-46 Chuyển vị tổng: Trường hợp Tĩnh + Động Đất 79 Hình 3-47 Ứng suất S3: Trường hợp Tĩnh - Động Đất 79 Hình 3-48 Chuyển vị Ux: Trường hợp Tĩnh - Động Đất 79 Hình 3-49 Chuyển vị Uy: Trường hợp Tĩnh - Động Đất 79 Hình 3-50 Ứng suất Sx: Trường hợp Tĩnh - Động Đất 79 Hình 3-52 Ứng suất S1: Trường hợp Tĩnh - Động Đất 80 Hình 3-51 Ứng suất Sy: Trường hợp Tĩnh - Động Đất 79 Hình 3-53 Ứng suất S3: Trường hợp Tĩnh - Động Đất 80 Hình 3-54 Cách chia lưới AreaSize=5(m2), Số phần tử: 689, Ứng suất S1:281(T/m2), Sai số toàn phần: 13.93% 81 Hình 3-55 Cách chia lưới AreaSize=4(m2), Số phần tử: 1029, Ứng suất S1:288(T/m2), Sai số toàn phần: 12.54% 81 Hình 3-56 Cách chia lưới AreaSize=2.5(m2), Số phần tử: 2573, Ứng suất S1:3.045(T/m2), Sai số toàn phần: 9.71% 82 Hình 3-57 Cách chia lưới AreaSize=0.5(m2), Số phần tử: 65174, Ứng suất S1:4.58(T/m2), Sai số toàn phần: 4.0% 82 Hình 3-58 Đường quan hệ cỡ lưới phần tử ứng suất S1 phương pháp chia lưới thông thường 84 Hình 3-59 Đường quan hệ sai số mơ hình ứng suất S1 tác giả chia 85 Hình 3-61 Đường cong quan hệ số lượng phần tử sai số mơ hình tác giả chia lưới lưới tự thích ứng 86 Hình 3-62 Đường cong quan hệ số lượng phần tử ứng suất S1 lưới phần tử thông thường lưới phần tử tự thích ứng 87 Hình 3-24 Chuyển vị tổng: Trường hợp Tĩnh + Động Đất Hình 3-25 Ứng suất S3: Trường hợp Tĩnh - Động Đất Hình 3-26 Chuyển vị Ux: Trường hợp Tĩnh - Động Đất Hình 3-27 Chuyển vị Uy: Trường hợp Tĩnh - Động Đất Hình 3-28 Ứng suất Sx: Trường hợp Tĩnh Hình 3-30 Ứng suất Sy: Trường hợp - Động Đất Tĩnh - Động Đất Hình 3-29 Ứng suất S1: Trường hợp Tĩnh - Động Đất Hình 3-31 Ứng suất S3: Trường hợp Tĩnh - Động Đất 3.3 Phân tích kết tính tốn nhận xét kết tính tốn Bảng 3-5 Kết tính tốn chuyển vị Bài toán Chuyển vị lớn đập (m) Vị trí Khơng xét tới động đất 0.00125 Đỉnh đập Có xét tới động đất 0.364 (bước thứ 4) Đỉnh đập Bảng 3-6 Tổng hợp kết tính tốn động đất Trường hợp S1 (T/m2) S3 (T/m2) Usum (m) Sx (T/m2) Sy (T/m2) Tĩnh+Động đất 4922.2 -22227.8 0.97E-3 1354.4 -15748.4 Tĩnh-Động đất 1258.7 -92163.6 0.00196 755.9 -56300 Nhận xét: Từ bảng tổng hợp kết tính tốn động đất tính toán tĩnh 3.7, nhận thấy động đất tác dụng theo chiều chiều với trục X ( chiều áp lực nước thượng lưu) bất lợi cho cơng trình so với chiều ngược lại Tùy theo cấp động đất khác mà mức độ lớn khác trường hợp với động đất Và kết tính tốn tn theo quy luật tất yếu cấp động đất cao tương ứng lực tác dụng lên cơng trình lớn ứng suất chuyển vị kết cấu lớn Phương pháp động lực mô tả đầy đủ tính chất động học cơng trình, cho thấy ảnh hưởng tính chất biến dạng đến phản ứng cơng trình lực động đất Lực động đất tổng cộng tác dụng vào cơng trình tổ hợp từ lực động đất theo dạng dao động riêng theo ngun tắc Về mặt lý thuyết, tất dao động phải kể đến Tuy nhiên, việc xác định tất dạng dao động riêng cơng trình đặc biệt cơng trình phức tạp việc làm khó mà chưa đâu làm Kết phân tích ứng suất đập Hình 3-32 Cách chia lưới AreaSize=5(m2), Số phần tử: 689, Ứng suất S1:281(T/m2), Sai số tồn phần: 13.93% Hình 3-33 Cách chia lưới AreaSize=4(m2), Số phần tử: 1029, Ứng suất S1:288(T/m2), Sai số tồn phần: 12.54% Hình 3-34 Cách chia lưới AreaSize=2.5(m2), Số phần tử: 2573, Ứng suất S1:3.045(T/m2), Sai số tồn phần: 9.71% Hình 3-35 Cách chia lưới AreaSize=0.5(m2), Số phần tử: 65174, Ứng suất S1:4.58(T/m2), Sai số toàn phần: 4.0% Trong luận văn tính tốn với tải trọng thường xuyên gồm áp lực nước thượng lưu, trọng lượng thân đập, tải trọng bất thường động đất cấp gây đặc thù cơng trình cấp III cơng trình thủy điện Suối Sập xây dựng địa bàn huyện Bắc Yên, tỉnh Sơn La theo TCXCVN 375-2006 động đất cấp 7, nước ta trận động đất cấp 8, lớn cấp theo thang MSK Bảng 3-7 Kết phân tích ứng suất, chuyển vị, sai số mơ hình, số lượng phần tử Số trường hợp Cách chia lưới Số lượng phần tử Sai số mơ hình η% Chuyển vị tổng Usum(m) Ứng suất S1(T/m2) Ứng suất S3 (T/m2) SizeArea=5 689 13.93 0.001129 281 -4684 SizeArea=4 1029 12.54 0.0013 288 -4735 SizeArea=2.5 2573 9.71 0.0018 304.5 -5980 SizeArea=0.5 65174 4.0 0.00124 458 -10492 Tự thích ứng 8006 3.43 0.00125 1326 -44770 Nhận xét: Tải trọng tĩnh với giá trị S1: (Giá trị lớn – Giá trị nhỏ nhất)/Giá trị lớn = 38.64% Từ kết thấy cách chia lưới phần tử kích thước có ảnh hưởng lớn đến giá trị tính tốn, tính cụ thể cho giá trị ứng suất S1 ta có bốn trường hợp chia lưới khác sai khác 38.64% Vì sử dụng FEM phân tích ứng suất – biến dạng dựa vào lần lựa chọn kích thước lưới phần tử để tính tốn khó thu kết ứng suất mong muốn Chính vậy, để giải tốn sát với thực tế cần phải có q trình phân tích hiệu chỉnh để đánh giá tính xác lời giải tốn FEM Trong q trình tính tốn hiệu chỉnh này, sử dụng thuật tốn lưới phần tử tự thích ứng nhằm khống chế phân phối sai số trình giải Hình 3-36 Đường quan hệ cỡ lưới phần tử ứng suất S1 phương pháp chia lưới thông thường Nhận xét: Khi cỡ lưới phần tử lớn ứng suất kéo S1 có sai khác khơng đáng kể (khơng có nhảy vọt ứng suất), cỡ lưới phần tử nhỏ tức lưới phần tử mịn sai khác đáng kể với cỡ lưới phần tử SizeArea=4 SizeArea=5 có ứng suất kéo S1= 281T/m2 S1= 288T/m2 chênh lệnh 7T/m2 với cỡ lưới phần tử SizeArea=2.5 với SizeArea=0.5 ứng suất S1= 304.5T/m2 S1= 458T/m2 chênh lệnh 153.5T/m2 Từ hình thấy rõ ràng kết ứng suất sai số mơ hình có sai khác lớn cách chia lưới phần tử khác Hình 3-37 Đường quan hệ cỡ lưới phần tử số lượng phần tử thơng thường Hình 3-38 Đường quan hệ sai số mơ hình ứng suất S1 lưới phần tử thơng thường Nhận xét: Từ hình ta thấy với lưới phần tử tự thích ứng sai số mơ hình thấp mà kết ứng suất cao so với lưới phần tử thơng thường, nên tính tốn thiết kế cho đập có độ an tồn cao so vưới lưới phần tử thông thường, so sánh lưới phần tử tự thích ứng với trường hợp chia lưới thông thường: lưới phần tử thông thường chia cỡ lưới nhỏ SizeArea=0.5 bảng 3.8 ta thấy với sai số mơ hình lưới phần tử tự thích ứng 3.43% ta giá trị ứng suất kéo S1= 1326T/m2 cịn lưới phần tử thơng thường sai số mơ hình 4% giá trị ứng suất kéo S1= 458 T/m2 Sai số mơ hình lưới phần tử tự thích ứng lưới phần tử thơng thường chênh lệnh 0.57% giá trị ứng suất kéo sai khác 868T/m2 Hình 3-39 Đường cong quan hệ số lượng phần tử sai số mơ hình lưới phần tử thơng thường Nhận xét: Từ hình bảng 3.8 ta thấy số lượng phần tử lưới phần tử thông thường lưới phần tử tự thích ứng có chênh lệch rõ rệt Với cách chia lưới thông thường cỡ lưới SizeArea= có số lượng phần tử 689 sai số mơ hình 13.93%, giá trị ứng suất kéo S1= 281 T/m2, cỡ lưới SizeArea= 0.5 số phần tử 65174, sai số mơ hình 4%, giá trị ứng suất kéo S1 = 458 T/m2, cịn lưới phần tử tự thích ứng có số phần tử 8006, sai số mơ hình 3.43% ứng suất kéo S1= 1326 T/m2 Tác giả liệt kê hai cỡ lưới hai phương pháp lưới phần tử tự thích ứng lưới phần tử thơng thường để thấy lưới phần tử tự thích ứng cho kết số phần tử cồng kềnh mà lại cho kết sai số tốt với ứng suất an toàn cho người thiết kế Nội suy từ đường quan hệ sai số mơ hình số lượng phần tử hai phương pháp chia lưới lưới phần tử tự thích ứng lưới phần tử thơng thường, ta sai số mơ hình chia lưới phần tử thơng thường ứng với số lượng phần tử lưới tối ưu 8006 8.93% lưới phần tử tự thích ứng có sai số mơ hình 3.43% Hình 3-40 Đường cong quan hệ số lượng phần tử ứng suất S1 lưới phần tử thông thường Nhận xét: Từ hình đường cong quan hệ số lượng phần tử giá trị ứng suất phương pháp chia lưới phần tử thông thường phương pháp lưới phần tử tự thích ứng bảng 3.8 ta nội suy với số phần tử 8006 ta giá trị ứng suất kéo lưới phần tử thơng thường S1 = 361T/m2 nhỏ giá trị ứng suất kéo phương pháp lưới phần tử tự thích ứng S1= 1326 T/m2 965T/m2 3.4 Kết luận chương Thông qua nghiên cứu lưới tối ưu sử dụng phần mềm Ansys, kết lưới tác giả tự chia lưới tự thích ứng thể tính ưu việt lưới tự thích ứng qua thơng số cụ thể số phần tử, số lần chia lưới, thời gian chia lưới, ứng suất, chuyển vị trình bày Lưới phần tử tự thích ứng cho kết xác cao với số lượng phần tử nên giảm bớt độ cồng kềnh toán Đưa tải trọng động, cụ thể động đất vào sử dụng tính tốn để khẳng định thêm lưới phần tử tự thích ứng tính tốn tốt với tốn động Lực động đất tổng cộng tác dụng vào cơng trình tổ hợp từ lực động đất theo dạng dao động riêng theo nguyên tắc Về mặt lý thuyết, tất dao động phải kể đến Tuy nhiên, việc xác định tất dạng dao động riêng cơng trình đặc biệt cơng trình phức tạp việc làm khó mà chưa đâu làm Các tiêu chuẩn kháng chấn quy định số lượng dạng dao động cần thiết tham gia vào phản ứng động đất toàn phần ứng với dạng cơng trình khác Ảnh hưởng số lượng dao động đến phản ứng cơng trình chịu tải trọng động đất nhiều vấn đề chưa thống cần có nghiên cứu Trong thực tế thường có tượng tập trung ứng suất số vùng khơng đồng đặc tính học hình học Do nên sử dụng sai số có chênh lệch lớn với thực tế Nói cách khác, lời giải tốn vùng cục khơng cịn ý nghĩa Điều hồn tồn phù hợp với kết nghiên cứu tương tự toán thiết kế, sử dụng giá trị số ứng suất biến dạng cục bộ, người thiết kế thường phải lấy giá trị vùng lân cận để đưa vào thiết kế Lưới phần tử tự thích ứng khống chế sai khác tiến hành phân phối sai số lượng toàn phần toàn miền đảm bảo sai số tại phần tử Điều ý nghĩa mặt học toán học Mơ hình luận văn sử dụng loại vật liệu sai số tính tốn dựa ứng suất trung bình thường khơng biên hai loại vật liệu Ngoài sai số lượng bị ảnh hưởng module đàn hồi Vì bất liên tục ứng suất hai phần tử liên tiếp nhau, sai số lượng khác đặc trưng vật liệu chúng khác Ta nên tránh thay đổi đột ngột chiều dày phần tử vỏ chúng gây vấn đề tương tự tính tốn ứng suất Ta phải dùng phần tử có hỗ trợ tính tốn sai số tính tốn với lưới phần tử thơng thường Các đối tượng hình học mơ hình tác giả chọn có khả sinh lưới hay đặc trưng gây lỗi sinh lưới khơng đưa vào mơ hình Ứng suất xung quanh hành lang phức tạp, khu vực vừa xuất ứng suất kéo tập trung, vừa xuất ứng suất nén tập trung Tại khu vực chân đập thượng lưu hạ lưu, vị trí hành lang xuất ứng suất kéo gây ổn định cục làm nứt bê tơng Do vị trí ta bố trí thêm cốt thép để tăng khả chịu kéo cho bê tông KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua nghiên cứu tác giả đưa số kết luận sau: Ảnh hưởng động đất công trình thủy điện nguy hiểm, đập bị phá hoại mức độ thiệt hại người lớn Vì việc nghiên cứu ảnh hưởng động đất cơng trình thủy điện đảm bảo an tồn suốt q trình vận hành cần thiết Tác giả lựa chọn phương pháp tính tốn động đất theo phương pháp phần tử hữu hạn, để nghiên cứu, tính tốn hình thành vết nứt đập bê tông trọng lực tác động tải trọng tĩnh, tổ hợp tải trọng tĩnh tải trọng động đất, phù hợp Khi tính tốn ứng suất biến dạng đập có xét đến tải trọng động đất, chuyển vị, ứng suất đập tăng lên lớn, cần phân tích chuyển vị ứng suất đập qua giai đoạn để có giải pháp kết cấu xử lý phù hợp nhằm đảm bảo an tồn đập So sánh bật tính tối ưu lưới tự thích ứng so với lưới người dùng chia tính tốn tĩnh Sử dụng lưới tự thích ứng tính tốn ứng suất biến dạng đập với tổ hợp tải trọng tĩnh tải trọng động đất Về cấp động đất tính tốn, luận văn xét động đất cấp (thang MSK) cấp động đất tra từ TCXDVN 375-2006 cho vùng xây dựng cơng trình huyện Bắc n, tỉnh Sơn La Ngồi số vùng khác có cấp động đất khác chưa xét đến Trong tính tốn ứng suất đập bê tơng có xét đến tải trọng động đất, tác giả tính tốn cho đoạn đập mà chưa có điều kiện thực cho tồn mơ hình đập việc tính tốn phân tích động đất địi hỏi nhớ máy tính cấu hình cực mạnh đủ khả thời gian tính tốn, với hệ thống máy tính trang bị công tác thiết kế Việt Nam thực tế chưa đáp ứng để tính với mơ hình tồn đập xét tới động đất Kiến nghị Trong khoảng thời gian làm luận văn cho phép, trình độ hạn chế tác giả nên tác giả chưa nghiên cứu tới: - Tính phi tuyến vật liệu làm đập - Tương tác chất lỏng chất rắn, cụ thể tương tác nước thượng lưu đập đập bê tông trọng lực - Tiếp xúc đập đập - Ảnh hưởng khác đến đập bê tông như: nhiệt độ, giai đoạn khác thi công - Ảnh hưởng động đất tới toàn tuyến đập, với mơ hình khơng gian tồn tuyến - Khi có điều kiện thời gian, tác giả cố gắng hoàn thiện vấn đề ngày không xa TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Thủy Lợi, Vụ kỹ thuật (1982), Sổ tay kỹ thuật Thủy lợi, NXB Nông nghiệp Bộ Xây dựng (1995), Tải trọng tác động lên cơng trình TCVN 2737-1995, NXB Xây dựng, Hà Nội Bộ Xây Dựng (2002), Cơng trình Thủy lợi - Các qui định chủ yếu thiết kế TCXDVN 285-2002, NXB Xây dựng, Hà Nội Vũ Hoàng Hưng, Nguyễn Quang Hùng (2011), Ansys - phân tích kết cấu cơng trình thủy lợi thủy điện Phạm Ngọc Khánh, Trịnh Đình Châm (2002), Lý thuyết đàn hồi, NXB Xây dựng, Hà Nội Phạm Ngọc Khánh, Nguyễn Công Thắng (2007), Phương pháp số, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội Phạm Gia Lộc (1985), Cơ sở động đất tính tốn cơng trình chịu tải trọng động đất, NXB Xây Dựng, Hà Nội Nguyễn Văn Mạo (2008), Đập bê tông trọng lực - Bài giảng cao học, ĐHTL Nguyễn Lê Ninh (2007), Động đất thiết kế công trình chịu động đất 10 Tiêu chuẩn xây dựng Việt nam TCXDVN 375-2006; Thiết kế cơng trình chịu động đất; (2006) 11 Đinh Bá Trụ - Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, Hướng dẫn sử dụng phần mềm ANSYS 12 Viện vật lý Địa Cầu (2000), Bản đồ phân vùng động đất Việt Nam 13 Ngơ Trí Viềng, Nguyễn Chiến, Nguyễn Văn Mạo, Nguyễn Văn Hạnh, Nguyễn Cảnh Thái (2005), Giáo trình thủy cơng - tập 1, ĐHTL 14 Bùi Đức Vinh (2006), Phân tích thiết kế kết cấu phần mềm SAP2000, NXB Thống kê Tiếng Anh 15 EM 1110-2-6050 (1999), Response Spectra and Seismic Analysis for Concrete Hydraulic Structures 16 ER-1110-2-1806 (1999), Earthquake design and evaluation for civil work projects ... phương trình vi phân động 40 2.5 Lưới phần tử tự thích ứng phân tích động 43 2.6 Sử dụng lưới phần tử tự thích ứng phần mềm Ansys để phân tích ứng suất đập bê tông trọng lực 46 MỤC LỤC... ứng suất đập bê tông trọng lực tác dụng tải trọng động - Ứng dụng phần mềm ansys có sử dụng lưới phần tử tự thích ứng để phân tích ứng suất đập bê tơng trọng lực tác dụng tải trọng tĩnh Cách tiếp... pháp phần tử hữu hạn trình tải trọng tác dụng Mục đích đề tài - Ứng dụng phần mềm ansys có sử dụng lưới phần tử tự thích ứng để giải phương trình vi phân động q trình phân tích ứng suất đập bê tông