Tóm tắt Luận án Phân tích động lực học kết cấu công trình biển hệ thanh cố định trên nền san hô chịu tác dụng của tải trọng sóng biển và gió theo mô hình bài toán không gian

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ Lê Hoàng Anh PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BIỂN HỆ THANH CỐ ĐỊNH TRÊN NỀN SAN HÔ CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG SÓNG BIỂN VÀ GIÓ THEO MÔ HÌNH BÀI TOÁN KHÔNG GIAN Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật Mã số: 62.52.01.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội – 2016 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ - BỘ QUỐC PHÒNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thái Chung Phản biện 1: GS.TSKH Nguyễn Tiến Khiêm Phản biện 2: PGS.TS Trần Văn Liên Phản biện 3: PGS.TS Bùi Đức Chính Luận án được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện theo quyết định số 1756 /QĐ-HV, ngày 24 tháng 5 năm 2016 của Giám đốc Học viện Kỹ thuật Quân sự, họp tại Học viện Kỹ thuật Quân sự vào hồi giờ ngày tháng năm 2016. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Kỹ thuật Quân sự - Thư viện Quốc gia. 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Việt Nam có vùng biển rộng lớn với diện tích thuộc chủ quyền, quyền chủ quyền, quyền tài phán khoảng 1.000.000 km², có chiều dài đường bờ biển khoảng 3.260km. Trên hệ thống đảo ven bờ, ngoài khơi như hai quần đảoTrường Sa, Hoàng Sa và rất nhiều các đảo lớn, nhỏ cùng các bãi cạn san hô đã xây dựng nhiều công trình phòng thủ khẳng định và bảo vệ chủ quyền biển nước ta. Ngày nay, với sự tranh chấp chủ quyền, đặc biệt chủ quyền biển đảo đang là vấn đề hết sức phức tạp đòi hỏi chúng ta phải có những giải pháp xây dựng, gia cố các công trình trong vùng lãnh hải của mình, trong đó công trình móng cọc hệ thanh như nhà giàn DKI, giàn khoan dầu khí là các công trình điển hình. Nhận thức rõ tầm quan trọng này, Đảng và Nhà nước ta đã có những quyết sách đúng đắn nhằm xây dựng các đảo thuộc quần đảo Trường Sa và vùng thềm lục địa trở thành những căn cứ quân sự, kinh tế vững chắc, có đủ khả năng đáp ứng tốt nhiệm vụ kinh tế, chính trị trước mắt và lâu dài. Do đó, nghiên cứu, phân tích động lực học của kết cấu công trình biển hệ thanh cố định trên nền san hô chịu tác dụng của tải trọng sóng biển và gió, sử dụng mô hình không gian, hệ kết cấu - nền san hô làm việc đồng thời là vấn đề đến nay vẫn có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của luận án: - Nghiên cứu lý thuyết tổng quan về nền san hô, tải trọng tác dụng, cơ sở xây dựng mô hình phân tích động lực học kết cấu công trình biển hệ thanh cố định trên nền san hô chịu tác dụng của tải trọng sóng và gió, theo mô hình bài toán không gian, kết cấu - nền san hô. - Sử dụng PP PTHH để xây dựng thuật toán và chương trình tính, khảo sát số, phân tích động lực học công trình, ảnh hưởng của một số yếu tố đến đáp ứng động của hệ kết cấu - nền. - Nghiên cứu thực nghiệm xác định các bộ số liệu đáp ứng động của các hệ kết cấu - nền đồng thời làm cơ sở đánh giá mức độ phù hợp của phương pháp nghiên cứu. 2 3. Đối tượng, phạm vi và mục tiêu nghiên cứu của luận án: - Về kết cấu: Kết cấu công trình biển cố định hệ thanh không gian, cố định trên nền san hô (mô tả các công trình nhà giàn DKI) chịu tải trọng sóng biển và gió. - Về nền: Nền san hô khu vực quần đảo Trường Sa. - Về tải trọng: Tải trọng sóng biển được xác định theo lý thuyết sóng Airy, lý thuyết sóng Stoke và tải trọng gió là hàm của thời gian. 4. Phương pháp nghiên cứu của luận án: Nghiên cứu lý thuyết trên cơ sở phương pháp PTHH, lập trình tính toán, khảo sát hệ; đồng thời nghiên cứu thực nghiệm kết cấu công trình biển bằng mô hình ngoài thực địa và mô hình trong bể tạo sóng. 5. Câu trúc luận án: Luận án gồm phần mở đầu, bốn chương, phần kết luận chung, tài liệu tham khảo và phụ lục. Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Chương 2: Phân tích động lực học công trình biển cố định chịu tác dụng của tải trọng sóng biển và gió. Chương 3: Khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố đến phản ứng động của công trình biển cố định chịu tác dụng của tải trọng sóng biển và gió. Chương 4: Nghiên cứu phản ứng động của kết cấu hệ thanh mô phỏng công trình biển bằng thực nghiệm. Kết luận chung: Các kết quả chính; đóng góp mới của luận án và các kiến nghị nội dung cần tiếp tục nghiên cứu. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Trình bày các kết quả nghiên cứu trong nước và ngoài nước về đặc điểm địa chất công trình và chỉ tiêu kỹ thuật của san hô và nền san hô; nghiên cứu tổng quan về công trình biển, tải trọng phổ biến tác dụng lên công trình biển và tính toán công trình biển. Trên cở sở kết quả nghiên cứu từ những các công trình nghiên cứu đã công bố, các vấn đề cần tiếp tục nghiên và phát triển, tác giả luận án rút ra kết luận: - Nền san hô phân lớp, mỗi lớp là vật liệu đồng nhất đẳng hướng, có tính dòn, chỉ chịu nén, không chịu kéo, tính chất cơ lý vật liệu mỗi lớp nền là khác nhau, quan hệ ứng suất và biến dạng của vật liệu tuyến tính. 3 - Công trình biển chịu điều kiện môi trường và tải trọng tác dụng phức tạp như: sóng biển, gió, lực thủy tĩnh, dòng chảy, động đất, tĩnh tải v.v, trong đó tải trọng sóng biển và gió thường được sử dụng tính toán. - Việc tính toán kết cấu công trình biển hệ thanh, sử dụng mô hình bài toán không gian, kết cấu và nền tương tác (cả lý thuyết và thực nghiệm) đến nay chỉ mới có một số rất ít công bố; cần có nhiều nghiên cứu sâu hơn. CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CÔNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG SÓNG BIỂN VÀ GIÓ 2.1. Đặt vấn đề: Thiết lập thuật toán PTHH, xây dựng chương trình tính phân tích động lực học hệ kết cấu – nền san hô chịu tác dụng của tải trọng sóng và gió, theo mô hình bài toán không gian, kết cấu và nền làm việc đồng thời. 2.2. Giới thiệu bài toán và các giả thiết - Sử dụng phương pháp PTHH để phân tích bài toán, xét hệ gồm công trình biển hệ thanh và miền nghiên cứu làm việc đồng thời, chịu tác dụng của tải trọng sóng và gió (Hình 2.3). ( )winU t






 ttB tt H 1 H 2 H 3 H 4 H 0B P Tai trongsan cong tac Song bien Gio β 2h 3h 1h 4h 5h Coc chinh Coc phu Hình 2.3. Hình chiếu đứng của mô hình bài toán Sử dụng phần tử thanh (3D) mô hình hóa công trình; phần tử khối 3D mô hình hóa các lớp nền và khối gia tải; phần tử tiếp xúc 3D mô hình hóa lớp tiếp xúc giữa bề mặt cọc với nền. 4 2.3. Thiết lập các phương trình cơ bản của bài toán 2.3.1. Các quan hệ đối với phần tử thanh thuộc công trình 2.3.1.4. Phương trình mô tả dao động của phần tử trong hệ tọa độ cục bộ 2.3.1.5. Phương trình mô tả dao động của phần tử trong hệ tọa độ tổng thể 2.3.2. Các quan hệ đối với phần tử thuộc các lớp nền san hô 2.3.2.1. Các phương trình cơ bản của phần tử 2.3.2.2. Phương trình mô tả dao động của phần tử 2.3.3. Quan hệ đối với phần tử thuộc lớp tiếp xúc giữa thanh và nền san hô a, Phương pháp tuyến b, Phương tiếp tuyến Hình 2.7. Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng trong PTTX Phần tử thanh 3D PTTX Nút cọc 1 2 4 3 a) Hình không gian b) Hình chiếu bằng Hình 2.8. Mô hình PTHH khu vực xung quanh cọc 2.3.4. Tải trọng sóng và gió tác dụng lên công trình 2.3.4.1. Tải trọng sóng tác dụng lên phần tử thanh: Sử dụng lý thuyết sóng Stoke bậc 2 [33], [73], [75] 2.3.4.2. Tải trọng gió tác dụng lên công trình: Áp lực gió lên kết cấu được xác định theo theo [49], [63] 2.4. Xây dựng phương trình mô tả dao động của hệ 2.4.1. Tập hợp ma trận và véc tơ toàn hệ Thực hiện theo chương trình 3D_FRAME_CORAL_2014. 5 2.4.2. Phương trình mô tả dao động của hệ Phương trình dao động phi tuyến có dạng: [ ]{ } { }( ) { } { }( ) { } { }M q C q q K q q P ,   + + =     (2.70) 2.5. Thuật toán PTHH phân tích động lực học của hệ kết cấu công trình biển và nền san hô - Phương trình (2.70) sau khi khử biên trở thành: { } { }( ) { } { }( ) { } { }M q C q q K q q P .     + + =       (2.71) - Giải phương trình (2.71) bằng PP tích phân trực tiếp Newmark kết hợp lặp Newton-Raphson [36], [70]. 2.6. Chương trình tính và kiểm tra độ tin cậy của chương trình Chương trình 3D_FRAME_CORAL_2014 được viết bằng ngôn ngữ lập trình Matlab và kiểm tra độ tin cậy: Bài toán so sánh 01: Phân tích bài toán dao động riêng của kết cấu như công trình nghiên cứu của các tác giả Mohamed Nour El-Din, Jinkoo Kim [59(2014)]. Kết quả so sánh 4 tần số riêng đầu tiên như sau: Tần số riêng [Hz] Phương pháp Sai số (%) Mohamed Nour El-Din, Jinkoo Kim [59] 3DFRAME_CO RAL_2014 f1 0,521 0,553 6,14 f2 1,887 1,993 5,61 f3 2,381 2,579 8,31 f4 3,704 3,982 7,51 Bài toán so sánh 02: Phân tích bài toán kết cấu công trình biển hệ thanh trên nền san hô chịu tác dụng của tải trọng sóng và gió, với các số liệu kết cấu, nền và tải trọng như trong công trình của tác giả Nguyễn Văn Chình [7]. Bảng 2.4. So sánh giá trị lớn nhất của các đại lượng tính Tần số riêng [Hz] Phương pháp Sai số (%) Nguyễn Văn Chình (mô hình phẳng) 3DFRAME_CORAL_2014 (mô hình không gian) max xU 14,196 3,866 2,38 max yU 0,8972 0,8605 4,27 6 max xU 1,2570 1,3216 4,89 max yU 0,0208 0,0215 3,26 Chinh zM 3663,58 3518,16 4,13 Phu zM 6932,85 6725,94 3,08 2.6. Kết luận chương 2 Thiết lập phương trình mô tả dao động phi tuyến, thuật toán PTHH giải phương trình, xây dựng chương trình 3D_FRAME_CORAL_2014 để phân tích động lực học của hệ kết cấu công trình biển hệ thanh không gian cố định - nền san hô chịu tác dụng của tải trọng sóng và gió... CHƯƠNG 3 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN PHẢN ỨNG ĐỘNG CỦA CÔNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG SÓNG BIỂN VÀ GIÓ 3.1. Đặt vấn đề : Khảo sát một số thông số đến sự làm việc của công trình DKI (có cọc phụ và khối gia tải). 3.2. Bài toán xuất phát: mô hình bài toán như trên hình 3.1 (hoặc 2.3) Thông số kết cấu: Các kích thước H2 = 20,1m, H3 = 20,5m, H4 = 4m, h1=1,5m, h2= 3,2m, h3 = 2,7m, h4 = 8,9m, h5 = 2,7m, B0 = 12m, B1 = 26m, B2 = 35m, góc nghiêng của cọc chính β = 80, tổng diện tích phần chắn gió quy đổi của sàn công tác là 12m2. Cọc chính có đường kính ngoài Dch=1,35m, chiều dày thành ống tch = 3,8cm; cọc phụ có đường kính ngoài Dph = 1,44m, chiều dày thành ống tph = 3,8cm; thanh xiên và thanh ngang có đường kính ngoài Dth = 0,711m, chiều dày thành ống tth = 2,54cm. Vật liệu giàn bằng thép, có E = 2,1×1011N/m2, ν = 0,3, ρ = 7850kg/m3, chiều sâu cọc trong nền san hô H1 = 20m [32]. Thông số tải trọng: sóng biển có chiều cao Hw = 16,56m, độ sâu nước dw = 20m, ρw = 1050kg/m3, chu kỳ sóng Tw = 7,83s, hệ số lực cản CD = 0,75, hệ số quán tính C1 = 2,0, hệ số áp lực gió Cp = 1, ρair = 1,225kg/m3.Tổng tải trọng của sàn công tác, thượng tầng và vật dụng trên sàn công tác quy đổi là P = 600 tấn. Giản đồ vận tốc gió ( )(1) win U t như trên hình 3.2 [38]. 7 Hình 3.2. Giản đồ vận tốc gió ( )(1) win U t với (1) max U 46,35m / s= [38] Bảng 3.1. Đặc trưng vật liệu các lớp nền san hô [10], [11] Lớp Độ sâu (m) Ef (N/cm2) νf ρf (kg/m3) Hệ số ma sát fms Tỷ số cản ξ 1 2 2,83×104 0,22 2,55×103 0,21 0,05 2 10 2,19×10 5 0,25 2,60×103 0,32 3 20 2,03×106 0,22 2,95×103 0,33 4 50 2,71×105 0,25 2,00×103 0,35 Bài toán dao động riêng:Giải bài toán dao động riêng, nhận được 10 tần số riêng đầu tiên (Hz): f1 = 3,421, f2 = 3,550, f3 =4,738, f4 = 4,964, f5 = 5,029, f6 = 5,544, f7 = 5,640, f8 = 5,772, f9 = 5,872, f10 = 5,906. Bài toán dao động cưỡng bức:Giải bài toán với các thông số đã cho thông qua việc sử dụng chương trình 3D_FRAME_CORAL_2014. Bảng 3.2. Giá trị lớn nhất về chuyển vị, vận tốc, gia tốc tại đỉnh giàn và mô men uốn tại mặt cắt chân cọc chính, cọc phụ Chuyển vị [cm] Vận tốc [m/s] Gia tốc [m/s2] Mô men uốn chân cọc [Nm] max xU max xU max xU Chinh yM Phu yM 5,794 0,353 2,395 11,904.105 3,504.106 Nhận xét: Gia tốc, chuyển vị lớn nhất tại đỉnh giàn thể hiện như bảng 3.2 là trong giới hạn cho phép mà con người hoạt động bình thường. Mômen uốn chân cọc phụ khá lớn, khẳng định tác dụng chịu lực của cọc phụ trong kết cấu. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 15 20 25 30 35 40 45 50 Thoi gian t [s] Va n to c U w in (t) [m /s ] GIAN DO VAN TOC GIO THEO THOI GIAN 8 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố đến phản ứng động của hệ 3.3.1. Ảnh hưởng của mô hình tính Khảo sát phản ứng động của hệ trên mô hình không tương tác và mô hình tương tác. Hình 3.8. Đáp ứng Ux tại đỉnh giàn Hình 3.11. Đáp ứng My tại mặt cắt chân cọc chính Hình 3.12. Đáp ứng My tại mặt cắt chân cọc phụ Bảng 3.3.Giá trị lớn nhất về chuyển vị, vận tốc, gia tốc tại đỉnh giàn và mô men uốn tại mặt cắt chân cọc chính, cọc phụ (mô hình TT và KTT) Mô hình tính Chuyển vị [cm] Vận tốc [m/s] Gia tốc [m/s2] Mô men uốn chân cọc [Nm] max xU max xU maxxU Chinh yM Phu yM TT 5,794 0,353 2,395 11,904.105 3,504.106 KTT 5,618 0,375 2,762 26,710.105 3,131.106 Nhận xét:Khi tính theo mô hình không tương tác sẽ thiên về an toàn theo điều kiện bền, còn tính theo mô hình có tương tác sẽ thiên về an toàn theo điều kiện cứng. Khi tính toán, thiết kế các công trình biển trên nền san hô dưới tác dụng của tải trọng sóng và gió, cần phải quan tâm thêm đến điều kiện sử dụng công trình, do đó nên tính theo mô hình làm việc đồng thời của kết cấu và nền vì đây là mô hình tính phản ánh đầy đủ, sát thực sự làm việc của hệ. 3.3.2. Ảnh hưởng của dạng kết cấu Khảo sát 03 bài toán khác nhau tương ứng với 03 dạng kết cấu: bài toán cơ bản khi hệ giàn có cọc phụ và có khối bê tông gia tải (CCPCGT); hệ giàn có cọc phụ nhưng không có khối gia tải (CCPKGT); hệ giàn không có cọc phụ và không có khối gia tải (KCPKGT). Bảng 3.4.Giá trị lớn nhất về chuyển vị, gia tốc chuyển vị tại đỉnh giàn và mô men uốn tại chân cọc chính, cọc phụ tương ứng các dạng mô hình 0 20 40 60 80 100 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 Thoi gian t[s] Ch u ye n vi U x ta i d in h gi an [cm ] Tuong tac Khong tuong tac 0 20 40 60 80 100 -3 -2 -1 0 1 2 3 x 106 Thoi gian t[s] M o m en u o n M y ch an co c ch in h [N m ] Tuong tac Khong tuong tac 0 20 40 60 80 100 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 x 106 Thoi gian t[s] M o m en u o n M y ch an c o c ph u [N m ] Tuong tac Khong tuong tac 9 Dạng mô hình Chuyển vị [cm] Vận tốc [m/s] Gia tốc [m/s2] Mô men uốn chân cọc [Nm] max xU max xU max xU Chinh yM Phu yM CCPCGT 5,794 0,353 2,395 11,904.105 3,504.106 CCPKGT 6,797 0,312 2,463 38,852.105 5,297.106 KCPKGT 8,689 0,459 3,305 58,052.105 --- Hình 3.13. Đáp ứng Ux tại đỉnh giàntheo thời gian Hình 3.16. Đáp ứng My tại mặt cắt chân cọc chính theo thời gian Nhận xét: Việc sử dụng kết cấu có cọc phụ và có khối bê tông gia tải là sự lựa chọn hợp lý đảm bảo công trình làm việc tốt. 3.3.3. Ảnh hưởng của vật liệu kết cấu 3.3.3.1. Ảnh hưởng của mô đun đàn hồi cọc chính: Khảo sát các bài toán với mô đun đàn hồi Ech của vật liệu cọc chính thay đổi từ 2,1×1010N/m2 đến 2,1×1011N/m2. Bảng 3.5. Biến thiên giá trị maxxU , max xU , maxxU tại đỉnh giàn và maxyM tại chân cọc chính, cọc phụ theo mô đun đàn hồi Ech Ech×1010 [N/m2] 2,10 5,88 9,66 13,44 17,22 21,00 max xU [cm] 31,913 13,954 10,489 8,939 6,919 5,794 max xU [m/s] 2,351 0,905 0,740 0,611 0,434 0,353 max xU [m/s2] 13,754 6,567 5,398 3,911 2,707 2,395 max yM [Nm] Cọc chính 3,559.10 5 5,729.105 7,663.105 9,354.105 10,712.105 11,904.105 Cọcphụ 5,313.106 4,649.106 4,233.106 4,012.106 3,723.106 3,504.106 0 20 40 60 80 100 -8 -6 -4 -2 0 2 4 Thoi gian t[s] Ch u ye n v i U x ta i d in h gi an [cm ] KCPKGT CCPKGT CCPCGT 0 20 40 60 80 100 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 x 106 Thoi gian t[s] M o m en u o n M y ch an co c ch in h [N m ] KCPKGT CCPKGT CCPCGT 10 Hình 3.18. Đáp ứng max xU và Ech Hình 3.21. Đáp ứng maxyM m/c chân cọc chính và Ech Hình 3.22. Đáp maxyM m/c chân cọc phụ và Ech Nhận xét: Khi Ech tăng, chuyển vị lớn nhất ở đỉnh giàn giảm và mô men uốn lớn nhất tại mặt cắt chân cọc chính tăng, cả 2 sự biến thiên này thay đổi một cách phi tuyến. Trong bài toán đã xét, có thể lựa chọnvới mô đun đàn hồi Ech của vật liệu cọc chính trong khoảng 1,344.1011N/cm2 đến 2,1.1011N/cm2, cho thiết kế là hợp lý. 3.3.3.2. Ảnh hưởng của mô đun đàn hồi cọc phụ: Khảo sát các bài toán với mô đun đàn hồi Eph của vật liệu cọc phụ thay đổi từ 2,1×1010N/m2 đến 2,1×1011N/m2. Bảng 3.6. Biến thiên giá trị maxxU , maxxU , maxxU tại đỉnh giàn và maxyM tại chân cọc chính, cọc phụ theo mô đun đàn hồi Eph Eph×1010 [N/cm2] 2,10 5,88 9,66 13,44 17,22 21,00 max xU [cm] 7,530 6.831 6,362 6,013 5,813 5,794 max xU [m/s] 0,393 0,378 0,369 0,362 0,355 0,353 max xU [m/s2] 2,817 2,704 2,653 2,521 2,438 2,395 max yM [Nm] Cọc chính 34,992.10 5 24,303.105 17,234.105 14,759.105 13,151.105 11,904.105 Cọcphụ 1,552.106 2,425.106 2,762.106 3,083.106 3,340.106 3,504.106 Hình 3.23.Đáp ứng max xU và Eph Hình 3.26. Đáp ứng maxyM m/c chân cọc chính và Eph Hình 3.27. Đáp ứng maxyM m/c chân cọc phụ và Eph 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 x 1011 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Modul dan hoi vat lieu coc chinh E ch [N/m 2] Ch u ye n v i n ga n g U xm ax ta i d in h gi an [cm ] 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 x 1011 0 2 4 6 8 10 12 14 16 x 105 Modul dan hoi vat lieu coc chinh E ch [N/m 2] M o m en u o n M ym ax ch an co c ch in h [N m ] 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 x 1011 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 x 106 Modul dan hoi vat lieu coc chinh E ch [N/m 2] M o m en u o n M ym ax ch an co c ph u [N m ] 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 x 1011 5.5 6 6.5 7 7.5 8 Modul dan hoi vat lieu coc phu Eph [N/m 2] Ch u ye n v i n ga n g U xm a x ta i d in h gi an [cm ] 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 x 1011 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 x 106 Modul dan hoi vat lieu coc phu Eph [N/m 2] M o m en u o n M ym ax ch an co c ph u [N m ] 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 x 1011 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 x 106 Modul dan hoi vat lieu coc phu Eph [N/m 2] M o m en u o n M ym ax ch an co c ph u [N m ] 11 3.3.4. Ảnh hưởng của đường kính ngoài cọc chính Khảo sát các bài toán với đường kính ngoài cọc chính Dch thay đổi từ 0,72m đến 1,50m (chiều dày thành ống cọc chính không đổi). Hình 3.28. Đáp ứng max xU và Dch Hình 3.31.Đáp ứng maxyM m/c chân cọc chính và Dch Hình 3.32.Đáp ứng maxyM m/c chân cọc phụ và Dch Bảng 3.7. Biến thiên giá trị maxxU , max xU , max xU tại đỉnh giàn và max yM tại chân cọc chính, cọc phụ theo đường kính ngoài Dch cọc chính Dch [m] 0,72 0,87 1,03 1,19 1,35 1,50 max xU [cm] 18,156 11,947 8,988 7,458 5,794 5,247 max xU [m/s] 1,236 0,757 0,612 0,476 0,353 0,346 max xU [m/s2] 9,334 5,825 4,381 3,121 2,395 2,562 max yM [Nm] Cọc chính 5,332.10 5 7,368.105 9,426.105 10,874.105 11,904.105 13,431.105 Cọc phụ 3,530.10 6 3,528.106 3,522.106 3,517.106 3,504.106 3,475.106 Nhận xét: Khi đường kính ngoài Dch của cọc chính tăng lên thì mô men uốn tại chân cọc chính tăng lên nhưng chuyển vị tại đỉnh dàn giảm đáng kể. Trong bài toán đã xét, lựa chọn đường kính ngoài Dch của cọc chính trong khoảng 1,03m đến 1,50m là hợp lý. 3.3.5. Ảnh hưởng của đường kính ngoài cọc phụ Khảo sát các bài toán với đường kính ngoài cọc phụ Dph thay đổi từ 0,72m đến 1,44m (chiều dày thành ống cọc phụ không đổi). Hình 3.33. Đáp ứng max xU và Dph Hình 3.36. Đáp ứng maxyM m/c chân cọc chính và Dph Hình 3.37.Đáp ứng maxyM m/c chân cọc phụ và Dph 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 0 5 10 15 20 25 Duong kinh ngoai coc chinh D ch [m] Ch u ye n vi n ga n g U xm