Nội dung chương này đó đạt được một số kết quả chớnh như sau:
- Xõy dựng thuật toỏn PTHH giải bài toỏn phõn tớch động lực học kết cấu cụng trỡnh biển cố định hệ thanh chịu tỏc dụng của tải trọng súng và giú theo mụ hỡnh bài toỏn phẳng, với quan niệm kết cấu và nền khụng tương tỏc (liờn kết giữa cụng trỡnh và nền là cứng tuyệt đối), trờn cơ sở xõy dựng cỏc quan hệứng xử cơ học và cỏc ma trận phần tử thanh dầm chịu tải trọng súng theo mụ hỡnh lý thuyết súng tuyến tớnh của Airy, sử dụng phương trỡnh Morison và tải trọng giú với vận tốc giú là hàm của thời gian.
- Xõy dựng chương trỡnh FRAME_W1_2012 trong mụi trường Matlab để
phõn tớch động lực học cụng trỡnh biển cố định hệ thanh phẳng chịu tỏc dụng của tải trọng súng và giú với quan niệm thay thế nền bằng liờn kết ngàm.
- Đó tiến hành kiểm tra độ tin cậy của chương trỡnh tớnh bằng việc giải 2 bài toỏn với cỏc số liệu và điều kiện cụ thể như trong cỏc cụng trỡnh đó cụng bố, với sai số ở mức độ chấp nhận được, cho thấy chương trỡnh tớnh FRAME_W1_2012 cú đủđộ tin cậy.
Thuật toỏn và chương trỡnh tớnh đó lập trong chương 2 là cơ sở cho việc nghiờn cứu, khảo sỏt số trong chương 3 và chương 4 tiếp theo của luận ỏn.
CHƯƠNG 3
PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CễNG TRèNH BIỂN CỐ ĐỊNH CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG SểNG, GIể
VÀ TƯƠNG TÁC VỚI NỀN SAN Hễ 3.1. Đặt vấn đề
Trong chương 2 đó trỡnh bày thuật toỏn, chương trỡnh và phương phỏp phõn tớch động lực học cụng trỡnh biển cố định hệ thanh chịu tỏc dụng của tải trọng súng biển và giú, trong đú khụng xột tương tỏc giữa kết cấu và nền, đõy là mụ hỡnh tớnh được ỏp dụng từ lõu, bờn cạnh cỏc thuận lợi về
tớnh toỏn, mụ hỡnh tớnh này đó bộc lộ nhược điểm lớn đú là khụng xem xột
được ảnh hưởng của nền đến sự làm việc của hệ, hay núi cỏch khỏc là khụng xột được sự tương tỏc giữa kết cấu và nền. Vỡ vậy mụ hỡnh tớnh trờn khụng phản ỏnh được sự làm việc thực của hệ. Ngày nay với sự phỏt triển mạnh mẽ của cụng cụ tớnh toỏn và phương phỏp số, việc nghiờn cứu tương tỏc giữa kết cấu cụng trỡnh và nền làm việc đồng thời được cỏc nhà khoa học trong và ngoài nước quan tõm nghiờn cứu. Ở chương này, tỏc giả tập trung nghiờn, cứu phõn tớch tương tỏc động lực học kết cấu cụng trỡnh biển cố định hệ thanh và nền san hụ chịu tỏc dụng của tải trọng súng biển và giú theo mụ hỡnh bài toỏn phẳng với mụ hỡnh kết cấu và nền làm việc đồng thời. Như đó trỡnh bày trong chương 1, vật liệu san hụ và nền san hụ là loại vật liệu dũn, quan hệ ứng suất – biến dạng gần như tuyến tớnh và nền san hụ cú tớnh chất làm việc một chiều (chỉ chịu nộn, khụng chịu kộo), vỡ vậy
để mụ tả được tớnh chất này, tỏc giả sử dụng PTTX hai chiều mụ tả lớp tiếp xỳc giữa kết cấu và nền san hụ. Trờn cơ sở ỏp dụng cỏc kết quả nghiờn cứu
đó trỡnh bày trong chương 2, chương này tỏc giả xõy dựng cỏc quan hệứng xử của PTTX, phần tử biến dạng phẳng (mụ tả nền san hụ) thuật toỏn và chương trỡnh phõn tớch động lực học của hệ dưới tỏc dụng của tải trọng súng và giú.
3.2. Giới thiệu bài toỏn và cỏc giả thiết
Khảo sỏt cụng trỡnh biển dạng kết cấu DKI được mụ hỡnh húa bởi hệ
thanh trờn nền san hụ chịu tỏc dụng của tải trọng súng và giú, xem hệ làm việc theo mụ hỡnh bài toỏn phẳng, trong đú hệ kết cấu làm việc đồng thời với nền, việc tớnh toỏn được thực hiện trờn mụ hỡnh gồm kết cấu và một phần nền (gọi là miền nghiờn cứu – Hỡnh 3.1) [39], [71], [72]. ( ) win U t JJJJJJJG tt B tt H 1 H 2 H 3 H 4 H 0 B
P Tai trong san cong tac
Song bien Gio β 2 h 3 h 1 h 4 h 5 h Coc chinh Coc phu
Hỡnh 3.1. Mụ hỡnh bài toỏn cụng trỡnh biển chịu tỏc dụng của tải trọng súng, giú Miền nghiờn cứu của bài toỏn được xỏc định bằng phương phỏp giải lặp, với tiờu chớ chuyển vị tại biờn nhỏ nhất [39], [71], [72].
Trong mụ hỡnh bài toỏn khảo sỏt, cỏc cột chớnh lệch gúc β so với phương thẳng đứng, cỏc cọc phụ cú phương thẳng đứng. Chiều sõu cọc chớnh ngập trong nền là H1, phần kết cấu nằm trong nước cú kớch thước H2, phần cũn lại cú chiều cao H3 + H4 và cỏc kớch thước khỏc được mụ tả trờn hỡnh vẽ. Tải trọng tỏc dụng lờn hệ bao gồm: tải trọng thẳng đứng khụng đổi P (tổng khối lượng cỏc thiết bị, con người trờn sàn cụng tỏc), trọng lượng kết cấu, tải trọng súng biển và tải trọng giú tỏc dụng theo phương ngang (phương x). Mụ hỡnh bài toỏn được mụ tả như trờn hỡnh 3.1.
Ngoài cỏc giả thiết như ở mục 2.2 (chương 2), trong phần này cũn bổ
sung cỏc giả thiết để giải bài toỏn như sau:
- Chỉ nghiờn cứu sự làm việc của hệ kết cấu – nền sau khi kết cấu đó nằm ổn định trong nền san hụ. Mỗi lớp nền là vật liệu đồng nhất, đẳng hướng, đàn hồi tuyến tớnh. Liờn kết giữa cỏc lớp nền với nhau xem như bỏm dớnh tuyệt đối. Việc thi cụng khụng ảnh hưởng đến tớnh chất cơ lý của nền.
- Hệ kết cấu và nền làm việc trong điều kiện biến dạng phẳng. Liờn kết giữa cỏc cọc chớnh, cọc phụ và nền là liờn kết một chiều, được thay thế
bằng liờn kết nỳt giữa cỏc phần tử dầm chịu uốn cộng kộo - nộn và phần tử
biến dạng phẳng thụng qua phần tử tiếp xỳc. Liờn kết tiếp xỳc giữa kết cấu và nền san hụ là liờn kết một chiều.
Vỡ vậy, ngoài việc sử dụng phần tử thanh và vộc tơ tải trọng như
chương 2 đó trỡnh bày để mụ tả kết cấu và vộc tơ tải trọng, trong chương này sử dụng phần tử biến dạng phẳng mụ tả nền và phần tử tiếp xỳc mụ phỏng lớp tiếp xỳc giữa cọc chớnh, cọc phụ và nền san hụ.
3.3. Cơ sở phương phỏp PTHH phõn tớch động lực học cụng trỡnh biển cố định chịu tỏc dụng của tải trọng súng, giú và tương tỏc với