Phân tích khả năng kháng chấn của công trình sử dụng các bể chứa trong đó có xét đến sự tương tác giữa chất lỏng và thành bể

TS. Lѭѫng Văn Hҧi luongvanhaigmail.com ĈҤI HӐC QUӔC GIA THÀNH PHӔ HӖ CHÍ MINH TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA BÙI PHҤM ĈӬC TѬӠNG PHÂN TÍCH KHҦ NĂNG KHÁNG CHҨN CӪA CÔNG TRÌNH SӰ DӨNG CÁC Bӆ CHӬA TRONG ĈÓ CÓ XÉT ĈӂN SӴ TѬѪNG TÁC GIӲA CHҨT LӒNG VÀ THÀNH Bӆ CHUYÊN NGÀNH : XÂY DӴNG DÂN DӨNG VÀ CÔNG NGHIӊP MÃ SӔ NGÀNH : 60 58 20 LUҰN VĂN THҤC SƬ TP. HӖ CHÍ MINH, THÁNG 7 NĂM 2010 TS. Lѭѫng Văn Hҧi luongvanhaigmail.com

Trang 2

TS Lѭѫng Văn Hҧi - luongvanhai@gmail.com

ĈҤI HӐC QUӔC GIA THÀNH PHӔ HӖ CHÍ MINH

TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA

-BÙI PHҤM ĈӬC TѬӠNG

PHÂN TÍCH KHҦ NĂNG KHÁNG CHҨN

CӪA CÔNG TRÌNH SӰ DӨNG CÁC Bӆ CHӬA

TRONG ĈÓ CÓ XÉT ĈӂN

SӴ TѬѪNG TÁC GIӲA CHҨT LӒNG VÀ THÀNH Bӆ

CHUYÊN NGÀNH : XÂY DӴNG DÂN DӨNG VÀ CÔNG NGHIӊP

MÃ SӔ NGÀNH

: 60 58 20

LUҰN VĂN THҤC SƬ

TP HӖ CHÍ MINH, THÁNG 7 NĂM 2010

CÔNG TRÌNH ĈѬӦC HOÀN THÀNH TҤI

ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP HӖ CHÍ MINH

CÁN BӜ HѬӞNG DҮN KHOA HӐC: TS LѬѪNG VĂN HҦI CÁN BӜ CHҨM NHҰN XÉT 1:

CÁN BӜ CHҨM NHҰN XÉT 2:

Luұn văn thҥc sƭ ÿѭӧc bҧo vӋ tҥi

HӜI ĈӖNG CHҨM BҦO Vӊ LUҰN VĂN THҤC SƬ

TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA,

Ngày tháng năm 2010

KHOA KӺ THUҰT XÂY DӴNG

-CӜNG HOÀ XÃ HӜI CHӪ NGHIÃ VIӊT NAM

Ĉӝc Lұp - Tӵ Do - Hҥnh Phúc

-oOo Tp HCM, ngày tháng năm 2010

NHIӊM VӨ LUҰN VĂN THҤC SƬ

Hӑ và tên hӑc viên: BÙI PHҤM ĈӬC TѬӠNG

Trang 3

Giӟi tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 20/12/1984

Nѫi sinh: Gia Lai

Chuyên ngành: Xây dӵng dân dөng và công nghiӋp

MSHV: 02108500

1- TÊN Ĉӄ TÀI

PHÂN TÍCH KHҦ NĂNG KHÁNG CHҨN CӪA CÔNG TRÌNH SӰ DӨNG CÁC Bӆ

CHӬA TRONG ĈÓ CÓ XÉT ĈӂN SӴ TѬѪNG TÁC GIӲA CHҨT LӒNG VÀ THÀNH

Bӆ

2- NHIӊM VӨ LUҰN VĂN:

Khҧo sát mӝt cách tәng quát các ÿһc trѭng riêng cӫa bӇ chӭa chҩt lӓng, ÿһc biӋt nhҩn mҥnh

ÿӃn sӵ tѭѫng tác giӳa chҩt lӓng và thành bӇ Qua ÿó, ӭng dөng vào viӋc phân tích khҧ năng

kháng chҩn cӫa công trình sӱ dөng bӇ nѭӟc mái nhѭ thiӃt bӏ cҧn dҥng chҩt lӓng

3- NGÀY GIAO NHIӊM VӨ:

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ:

5- HӐ VÀ TÊN CÁN BӜ HѬӞNG DҮN: TS LѬѪNG VĂN HҦI

Nӝi dung và ÿӅ cѭѫng Luұn văn thҥc sƭ ÿã ÿѭӧc Hӝi Ĉӗng Chuyên Ngành thông qua

CÁN BӜ HѬӞNG DҮN

TS LѬѪNG VĂN HҦI

TRѬӢNG BAN

QUҦN LÝ CHUYÊN NGÀNH

LӠI CҦM ѪN

Ĉҫu tiên, tác giҧ muӕn gӣi lӡi cҧm ѫn chân thành ÿӃn tҩt cҧ các thҫy cô ÿã nhiӋt tình

giҧng dҥy và tҥo ÿiӅu kiӋn nghiên cӭu trong thӡi gian tác giҧ hӑc tұp ӣ chѭѫng trình ÿào tҥo sau ÿҥi hӑc cӫa Khoa Kӻ Thuұt Xây Dӵng, trѭӡng Ĉҥi Hӑc Bách Khoa Thành Phӕ Hӗ Chí Minh

Ĉây là mӝt trong nhӳng cѫ hӝi quý báu nhҩt mà tác giҧ tӯng có ÿѭӧc

Và trên hӃt, tác giҧ mong muӕn bày tӓ lòng biӃt ѫn sâu sҳc ÿӃn thҫy TS Lѭѫng Văn Hҧi

là ngѭӡi ÿã trӵc tiӃp hѭӟng dүn và ÿi cùng tác giҧ trên toàn bӝ chһng ÿѭӡng vӯa qua ÿӇ tác giҧ có thӇ hoàn thành ÿѭӧc luұn văn này Thҫy ÿã tҥo mӑi ÿiӅu kiӋn tӕt nhҩt và nhanh chóng nhҩt giúp

ÿӥ tác giҧ có tӯng tài liӋu tham khҧo cǊng nhѭ uӕn nҳn tӯng câu chӳ Và trên hӃt thҫy ÿã truyӅn thө mӝt tinh thҫn hăng say làm viӋc ÿӇ tác giҧ có thӇ tiӃp tөc cӕ gҳng cho nhӳng nghiên cӭu

trong tѭѫng lai

Cuӕi cùng, tác giҧ muӕn dành cho cha mҽ mình lòng kính trӑng thiӃt tha vì nhӳng gì cha

mҽ ÿã hy sinh dành cho các con Nhӳng lӡi dҥy bҧo cӫa cha mҽ ÿã làm hành trang cho tác giҧ

bѭӟc vào cuӝc sӕng vӟi nhӳng quyӃt tâm cao nhҩt ÿӇ ÿi ÿӃn ngày hôm nay Dүu rҵng luұn văn ÿã ÿѭӧc thӵc hiӋn vӟi tҩt cҧ sӵ nӛ lӵc cӫa bҧn thân cӝng vӟi sӵ giúp ÿӥ cӫa gia ÿình, bҥn bè và ÿӗng nghiӋp Nhѭng do kiӃn thӭc còn hҥn chӃ cho nên chҳc chҳn không tránh khӓi nhӳng sai sót hay khiӃm khuyӃt Cho nên tác giҧ mong muӕn nhұn ÿѭӧc lӡi góp ý chân thành cӫa tҩt cҧ thҫy cô hay ÿӝc giҧ ÿӇ luұn văn này có thӇ ÿѭӧc hoàn thiӋn hѫn

TÓM TҲT LUҰN VĂN

ThiӃt kӃ kháng chҩn ÿã và ÿang rҩt ÿѭӧc quan tâm ÿӇ chӕng lҥi ҧnh hѭӣng cӫa gió hay

Trang 4

ÿӝng ÿҩt, nhҩt là ÿӕi vӟi các công trình ngày càng cao tҫng nhѭ hiӋn nay ThiӃt bӏ kháng chҩn sӱ dөng chҩt lӓng vӟi nhiӅu ѭu ÿiӇm nhѭ giá thành rҿ, ít tӕn chi phí bҧo trì, dӉ lҳp ÿһt, không chiӃm không gian sӱ dөng, ӭng dөng ÿѭӧc cho hҫu hӃt các loҥi công trình và nhҩt là có thӇ dùng làm bӇ chӭa nѭӟc mái ÿã ÿѭӧc áp dөng ӣ nhiӅu nѫi trên thӃ giӟi Tuy thiӃt bӏ này rҩt phù hӧp vӟi ÿiӅu kiӋn thӵc tӃ cӫa ViӋt Nam nhѭng hҫu nhѭ chѭa ÿѭӧc ӭng dөng trong các công trình xây dӵng Luұn văn này ÿã bѭӟc ÿҫu khҧo sát tәng quát các ÿһc trѭng chính yӃu cӫa thiӃt bӏ kháng

chҩn sӱ dөng chҩt lӓng nhѭ tҫn sӕ tӵ nhiên cӫa chҩt lӓng trong bӇ, biên ÿӝ dao ÿӝng cӫa sóng chҩt lӓng, sӵ tiêu tán năng lѭӧng và lӵc cҳt ÿáy hình thành trong bӇ Và qua sӵ so sánh giӳa lý

thuyӃt tính toán bҵng lӡi giҧi giҧi tích vӟi phѭѫng pháp phҫn tӱ hӳu hҥn kӃt hӧp vӟi các nghiên cӭu trѭӟc ÿây, kӃt quҧ cho thҩy các thông sӕ ÿһc trѭng cӫa thiӃt bӏ kháng chҩn dҥng này hoàn toàn có thӇ ÿѭӧc ÿiӅu khiӇn khi kӃt cҩu chӏu tҧi trӑng bҩt kǤ

Sӵ tѭѫng tác giӳa chҩt lӓng và thành bӇ là mӝt trong nhӳng ÿiӇm ÿѭӧc nhҩn mҥnh trong

luұn văn Các nghiên cӭu trѭӟc ÿây thѭӡng bӓ qua tính chҩt này ÿӇ ÿѫn giҧn trong tính toán bҵng cách giҧ thiӃt thành bӇ tuyӋt ÿӕi cӭng giúp tiӋn lӧi cho viӋc thiӃt kӃ, tuy nhiên ÿã có nhӳng tác hҥi không nhӓ xҧy ra trong thӵc tӃ do sӵ tѭѫng tác này Nhӳng hѭ hӓng kӃt cҩu xuҩt phát tӯ sӵ ÿѫn giҧn hóa ÿó trӣ thành mөc tiêu ÿӇ tѭѫng tác chҩt lӓng thành bӇ ÿѭӧc khҧo sát trong luұn văn Khҧ năng kháng chҩn cӫa công trình có sӱ dөng thiӃt bӏ kháng chҩn bҵng chҩt lӓng khi

chӏu ÿӝng ÿҩt ÿѭӧc phân tích bҵng cách khҧo sát các công trình sӱ dөng bӇ nѭӟc mái nhѭ thiӃt bӏ kháng chҩn trong ÿó có xét ÿӃn sӵ tѭѫng tác giӳa chҩt lӓng và thành bӇ KӃt quҧ chӍ ra rҵng không nhӳng chuyӇn vӏ ÿӍnh, gia tӕc quán tính giҧm ÿi mà cҧ các thành phҫn nӝi lӵc trong công trình cǊng ÿѭӧc giҧm mӝt cách ÿáng kӇ

MӨC LӨC

1

TӘNG QUAN

1.1

Giӟi thiӋu vӅ thiӃt bӏ kháng chҩn bҵng chҩt lӓng TLD 1

1.2

Các nghiên cӭu ÿã thӵc hiӋn 5

1.3

Mөc ÿích và hѭӟng nghiên cӭu 19

1.4

Tóm tҳt luұn văn 20

2

NGUYÊN LÝ LÀM VIӊC VÀ CÁC ĈҺC TRѬNG CӪA TLD

2.1

Cѫ chӃ hoҥt ÿӝng cӫa thiӃt bӏ TLD 21

2.2

Trang 5

Dao ÿӝng và tҫn sӕ dao ÿӝng tӵ nhiên cӫa sóng chҩt lӓng trong bӇ 23 2.3

Các thông sӕ cҫn phân tích trong tính toán thiӃt kӃ TLD 28 2.3.1

Biên ÿӝ dao ÿӝng sóng bӅ mһt cӫa chҩt lӓng 28

2.3.2

HӋ sӕ cҧn cӫa sóng chҩt lӓng 30

2.3.3

Lӵc cҳt ÿáy bӇ 32

2.4

Phân tích các ÿһc trѭng ÿӝng lӵc hӑc cho chҩt lӓng bҵng phѭѫng pháp sӕ 34 2.5

Nhұn xét 45 3

SӴ TѬѪNG TÁC CHҨT LӒNG THÀNH Bӆ

3.1

Tәng quan vӅ sӵ tѭѫng tác chҩt lӓng và thành bӇ 46 3.1.1

Sӵ khác nhau giӳa bӇ cӭng và bӇ mӅm 47

3.1.2

Ma trұn khӕi lѭӧng phө trӧ 50

3.1.3

Các tính chҩt ÿһc trѭng cӫa bӇ chӭa chҩt lӓng dҥng mӅm 52

3.2

Áp dөng phѭѫng pháp PTHH ÿӇ xét tѭѫng tác chҩt lӓng và thành bӇ 56 3.3

Ҧnh hѭӣng cӫa sӵ tѭѫng tác chҩt lӓng và thành bӇ ÿӃn tҫn sӕ tӵ nhiên chҩt lӓng 59 3.4

Ҧnh hѭӣng cӫa sӵ tѭѫng tác chҩt lӓng và thành ÿӃn các ÿһc trѭng khác cӫa bӇ 63

Trang 6

3.4.1

Khi bӇ không chӏu ngoҥi lӵc kích ÿӝng 65

3.4.2

Khi bӇ chӏu ngoҥi lӵc kích thích ÿiӅu hòa 67

3.4.3

Ҧnh hѭӣng cӫa sӵ tѭѫng tác chҩt lӓng và thành bӇ ÿӃn momen nӝi lӵc 70 3.4.4

Ҧnh hѭӣng cӫa sӵ tѭѫng tác chҩt lӓng và thành ÿӃn lӵc cҳt ÿáy bӇ 72 3.5

Nhұn xét 74 4

KHҦ NĂNG KHÁNG CHҨN CHO CÔNG TRÌNH SӰ DӨNG TLD

4.1

Tәng quan vӅ viӋc sӱ dөng TLD trong thiӃt kӃ kháng chҩn 76 4.2

Các nghiên cӭu ÿã thӵc hiӋn vӅ giҧm chҩn cho nhà cao tҫng 78 4.3

Các phѭѫng pháp sӕ ÿӇ phân tích quá ÿӝ ÿӝng lӵc hӑc kӃt cҩu 82 4.3.1

Phѭѫng pháp Runge Krutta 83

4.3.2

Phѭѫng pháp Newmark 86

4.3.3

Nhұn xét và các kӃt luұn vӅ phѭѫng pháp sӕ 88

4.4

Tӕi ѭu các tham sӕ trong thiӃt kӃ thiӃt bӏ TLD 89 4.5

Trang 7

Ĉánh giá khҧ năng kháng chҩn cӫa TLD 92

4.5.1

Ví dө minh hӑa 94

4.5.2

Ĉáp ӭng dao ÿӝng ÿiӅu hòa cӫa công trình khi không sӱ dөng TLD 96

4.5.3

Phân tích quá ÿӝ cho khung khi chѭa sӱ dөng thiӃt bӏ kháng chҩn 97

4.5.4

Ĉáp ӭng dao ÿӝng ÿiӅu hòa cӫa công trình khi có sӱ dөng TLD 98

4.5.5

Phân tích quá ÿӝ cho khung khi sӱ dөng thiӃt bӏ kháng chҩn TLD 102

4.5.6

So sánh nӝi lӵc trong khung khi không sӱ dөng và khi sӱ dөng TLD 105

4.5.7

Bài toán thiӃt kӃ thiӃt bӏ kháng chҩn TLD 112

4.6

Nhұn xét 115

5

KӂT LUҰN VÀ HѬӞNG NGHIÊN CӬU TIӂP THEO

iii

CHѬѪNG 1

TӘNG QUAN

1.1

Giӟi thiӋu vӅ thiӃt bӏ kháng chҩn sӱ dөng chҩt lӓng

Vҩn ÿӅ thiӃt kӃ kháng chҩn cho nhà cao tҫng ÿѭӧc quan tâm rҩt nhiӅu ӣ các nѭӟc trên thӃ

giӟi trong nhiӅu thұp niên qua Ӣ ViӋt Nam, vҩn ÿӅ này ngày càng ÿѭӧc các kӻ sѭ cǊng nhѭ nhà nghiên cӭu chú trӑng nhiӅu hѫn trong nhӳng năm gҫn ÿây Vì lý do dân sӕ và môi trѭӡng nên sӕ lѭӧng các công trình cao tҫng ÿã tăng lên rҩt nhiӅu NӃu nhѭ trѭӟc ÿây ngѭӡi ta chӍ nghƭ tӟi viӋc làm sao tăng cѭӡng ÿӝ bê tông hay thép ÿӇ thӓa mãn các ÿiӅu kiӋn chӏu lӵc thì xu thӃ trong

nhӳng thұp niên vӯa qua ngѭӡi ta sӱ dөng các vұt liӋu nhҽ hѫn, mҧnh hѫn ÿӇ công trình xây dӵng ÿѭӧc cao hѫn Tuy nhiên khi các công trình ngày càng cao mà càng nhҽ ÿi lҥi dүn ÿӃn viӋc ҧnh hѭӣng cӫa tҧi trӑng ÿӝng tác dөng lên công trình càng tăng cao Do vұy các thiӃt bӏ nhҵm

Trang 8

giҧm các chҩn ÿӝng nhѭ gió hay ÿӝng ÿҩt cҫn phҧi ÿѭӧc ÿѭa vào sӱ dөng Và tӯ ÿây ÿã mӣ ra mӝt chân trӡi nghiên cӭu mӟi ÿáp ӭng cho mөc tiêu ÿiӅu khiӇn dao ÿӝng cӫa kӃt cҩu (Yao,

1972)

Các thiӃt bӏ kháng chҩn hiӋn nay có rҩt nhiӅu loҥi nhѭ thiӃt bӏ cách chҩn ÿáy, thiӃt bӏ

kháng chҩn chӫ ÿӝng, thiӃt bӏ kháng chҩn bӏ ÿӝng, thiӃt bӏ kháng chҩn bán tӵ ÿӝng … (Soong & Spencer, 2002) ThiӃt bӏ kháng chҩn bҵng chҩt lӓng Tuned Liquid Dampers (TLD) nhѭ ӣ hình

1.1 là mӝt trong nhӳng thiӃt bӏ kháng chҩn dҥng bӏ ÿӝng, tӭc là không cҫn sӱ dөng thêm năng

lѭӧng hay vұt ÿiӅu khiӇn gì trong quá trình hoҥt ÿӝng

Hình 1.1 – Thiit bb kháng chhn bbng chht llng ddng bb ch aͱ

NӃu so sánh vӟi các thiӃt bӏ kháng chҩn khác thì TLD có mӝt sӕ khía cҥnh ÿһc biӋt chҷng hҥn:

Có thӇ kӃt hӧp sӱ dөng thiӃt bӏ TLD làm bӇ nѭӟc sinh hoҥt nhѭ ӣ hình 1.2

Tӕn rҩt ít chi phí ÿӇ xây dӵng và bҧo trì so vӟi các thiӃt bӏ khác

Không chiӃm nhiӅu không gian sӱ dөng

Thѭӡng ÿѭӧc lҳp ÿһt ӣ trên mái nên không làm ҧnh hѭӣng ÿӃn mӻ quan kiӃn trúc

Ngoài ra viӋc lҳp ÿһt thiӃt bӏ khá dӉ dàng cho nên TLD ngày càng phә biӃn, ÿһc biӋt do có

thӇ ӭng dөng cho nhiӅu dҥng công trình có kích thѭӟc lӟn nhӓ khác nhau bҵng cách thay

ÿәi kích thѭӟc cӫa bӇ chӭa

Trong ngành xây dӵng dân dөng thì công trình cao tҫng ÿҫu tiên trên thӃ giӟi ӭng dөng TLD cho thiӃt kӃ kháng chҩn là One Wall Center ӣ Vancouver, British Columbia (hình 1.3) Công trình có

48 tҫng cùng vӟi 2 bӇ chӭa nѭӟc rҩt ÿһc biӋt, mӛi bӇ có khoҧng 50.000 gal (189.250 L) nѭӟc nҵm trên tҫng Penthouse cӫa công trình

Hình 1.2 – Tòa nhà One Rincon Hill cao 68 tt̯ng là công trình ÿt̯u tiên ͧ Hoa KǤ s͵ ddͭng bb

n˱˱ͣc sinh hodt nh˱ thiit bb kháng chhn

Có nhiӅu cách ÿӇ phân loҥi TLD nhѭng mӝt trong các cách phә biӃn là phân theo cao ÿӝ

mӵc chҩt lӓng Theo ÿó thiӃt bӏ TLD có thӇ ÿѭӧc phân ra làm hai loҥi chính: (1) mӝt loҥi dùng mӵc nѭӟc nông và (2) loҥi còn lҥi dùng mӵc nѭӟc sâu Khi tӹ sӕ chiӅu cao mӵc chҩt lӓng trên bӅ rӝng bӇ theo phѭѫng kích thích cӫa ngoҥi lӵc nhӓ hѫn 0.15 lҫn thì xem nhѭ bӇ có mӵc nѭӟc nông

và ngѭӧc lҥi là bӇ có mӵc nѭӟc sâu TLD có mӵc nѭӟc nông sӁ tiêu tán năng lѭӧng thông qua cѫ chӃ chuyӇn ÿӝng cӫa sóng ӣ bӅ mһt dүn ÿӃn hiӋn tѭӧng sóng vӥ Ĉӕi vӟi TLD có mӵc nѭӟc sâu thì các vách ngăn (Baffle) hoһc màn (Screen) thѭӡng ÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ ÿiӅu khiӇn dao ÿӝng sóng

Do vұy sӵ tiêu tán năng lѭӧng trong TLD có mӵc nѭӟc sâu lҥi phө thuӝc vào cѫ chӃ hoҥt ÿӝng cӫa chҩt lӓng, vӏ trí cӫa vách ngăn, kích thѭӟc và dҥng vách ngăn

Trang 9

Hình 1.3 – Tòa nhà One Wall Center ͧ Vancouver, Canada v˱ͣi TLD

TLD ÿѭӧc hình thành dӵa trên nguyên tҳc là sӵ hҩp thө năng lѭӧng cӫa chҩt lӓng ӣ mһt

thoáng sӁ tҥo ra dao ÿӝng sóng và thay ÿәi ÿһc trѭng ÿӝng lӵc hӑc kӃt cҩu mөc tiêu tҥo ra cӝng hѭӣng ÿӇ tiêu tán năng lѭӧng kích ÿӝng vào công trình (Fujino et al., 1988) Ngoài ra sӵ tiêu tán năng lѭӧng trong kӃt cҩu còn thông qua các cѫ chӃ khác là: tiêu tán năng lѭӧng do tính nhӟt cӫa chҩt lӓng, tiêu tán năng lѭӧng do sóng vӥ, do tѭѫng tác chҩt lӓng – thành bӇ, do ÿӝ nhám ÿáy bӇ

và do cҧ dҥng hình hӑc cӫa bӇ Các tính chҩt cӫa TLD sӱ dөng mӵc nѭӟc nông là:

ChiӅu cao chҩt lӓng trong bӇ thҩp ÿӇ ÿҥt ÿѭӧc sӭc cҧn lӟn và tҫn sӕ tӵ nhiên vӯa ÿӫ nhӓ

ÿӇ phөc vө cho ngành xây dӵng dân dөng ӣ lƭnh vӵc ÿiӅu khiӇn dao ÿӝng Tuy nhiên vì

chiӅu cao chҩt lӓng trong thiӃt bӏ kháng chҩn TLD thҩp nên chҩt lӓng có tính chҩt ӭng xӱ

phi tuyӃn mҥnh mӁ, dүn ÿӃn các lý thuyӃt phân tích tuyӃn tính không còn áp dөng ÿѭӧc

nӳa, gây rҩt nhiӅu khó khăn trong viӋc tìm ra lӡi giҧi nhҵm tiên lѭӧng chính xác chuyӇn

vӏ cӫa chҩt lӓng ÿһc biӋt là ӣ mһt thoáng

Sӭc cҧn thông qua dao ÿӝng cӫa sóng là thông sӕ ҧnh hѭӣng rҩt nhiӅu ÿӃn viӋc thiӃt kӃ

mӝt TLD, vì vұy ÿây là thông sӕ cҫn ÿѭӧc ÿҫu tѭ xem xét cҭn thұn

HiӋn tѭӧng sóng vӥ có thӇ xuҩt hiӋn trong quá trình dao ÿӝng khi biên ÿӝ dao ÿӝng cӫa

sóng lӟn Sӵ tiêu tán năng lѭӧng thông qua hiӋn tѭӧng này ÿѭӧc khҷng ÿӏnh bҵng thӵc

nghiӋm là không nhӓ nhѭng mô hình toán cho sóng vӥ còn nhiӅu bҩt cұp nên phҧi ÿѭӧc

ÿҫu tѭ nghiên cӭu thêm

1.2 Các nghiên cӭu ÿã thӵc hiӋn vӟi TLD

ThiӃt bӏ kháng chҩn sӱ dөng chҩt lӓng thѭӡng sӱ dөng nhiӅu nhҩt trong hai lƭnh vӵc là:

hàng hҧi và xây dӵng Mһc dҫu ÿѭӧc nghiên cӭu bҵng lý thuyӃt vào nhӳng năm 30 cӫa thӃ kӹ trѭӟc nhѭng trong thӵc tӃ thì thiӃt bӏ dҥng này ÿã ÿѭӧc sӱ dөng rҩt sӟm tӯ nhӳng năm 1800 Mөc

ÿích cӫa viӋc sӱ dөng TLD khi ÿó là dùng ÿӇ khӕng chӃ dao ÿӝng cӫa tàu bè bҵng hai bӗn nѭӟc liên thông vӟi nhau và có tҫn sӕ dao ÿӝng gҫn vӟi tҫn sӕ dao ÿӝng cѫ bҧn cӫa tàu (hình 1.4)

Hình 1.4 –Thiit bb s͵ ddͭng nguyên tt̷c kháng chhn bbng chht llng dùng cho tàu bè

Còn trong ӭng dөng cho ngành xây dӵng dân dөng thì TLD ÿѭӧc ÿӅ xuҩt ÿҫu tiên bӣi Kareem và Sun (1987) và Modi et al (1987) Phҫn này trình bày vӅ ba hѭӟng nghiên cӭu chính thѭӡng ÿѭӧc thӵc hiӋn ÿӕi vӟi viӋc nghiên cӭu thiӃt bӏ kháng chҩn sӱ dөng chҩt lӓng là:

Phân tích ӭng xӱ cӫa sóng chҩt lӓng bên trong bӇ chӭa

Trang 10

Tѭѫng tác cӫa sóng chҩt lӓng và thành bӇ.

Ӭng dөng cӫa thiӃt bӏ TLD trong giҧm chҩn công trình cao tҫng

1.2.1

Phân tích ӭng xӱ cӫa sóng chҩt lӓng bên trong bӇ chӭa

Dao ÿӝng sóng ÿѭӧc hình thành khi có ngoҥi lӵc tác dөng vào và làm cho chҩt lӓng mҩt

әn ÿӏnh dүn ÿӃn dao ÿӝng, tӯ ÿó kéo theo sӵ thay ÿәi các ÿһc trѭng ÿӝng lӵc hӑc cӫa hӋ NӃu nhѭ

có thӇ khӕng chӃ ÿѭӧc biên ÿӝ cǊng nhѭ tҫn sӕ cӫa sóng thì әn ÿӏnh cӫa kӃt cҩu xem nhѭ ÿѭӧc ÿiӅu khiӇn Vì vұy có thӇ xem sóng chҩt lӓng trong bӇ là thông sӕ quan trӑng nhҩt khi nghiên cӭu

vӅ TLD, do ÿó thông sӕ này ÿѭӧc ÿҫu tѭ xem xét rҩt nhiӅu Các nhà khoa hӑc phát triӇn ba

hѭӟng nghiên cӭu chính vӅ phân tích chuyӇn ÿӝng cӫa chҩt lӓng trong bӇ là hѭӟng phân tích kiӇu Lagrangian, phân tích kiӇu Eulerian hoһc kӃt hӧp cҧ hai hѭӟng trên

1.2.1.1 Phân tích chuyӇn ÿӝng chҩt lӓng bҵng phѭѫng pháp Eulerian

Phѭѫng pháp Eulerian ÿѭӧc sӱ dөng nhiӅu nhҩt trong phân tích chuyӇn ÿӝng cӫa chҩt

lӓng nhӡ thuұn lӧi cӫa phѭѫng pháp này là biӃn dҥng lӟn ÿѭӧc kiӇm soát dӉ dàng nhѭng lҥi làm cho khӕi lѭӧng phѭѫng trình cҫn giҧi tăng lên nhiӅu hѫn do viӋc tҥo lҥi lѭӟi phҫn tӱ sau mӛi bѭӟc thӡi gian tính toán ÿӇ ÿҥt ÿѭӧc ÿӝ chính xác cho phép Thông thѭӡng trong phѭѫng pháp Eulerian thì biӃn cҫn tìm là áp suҩt ӣ nút cӫa chҩt lӓng (Zienkiewicz et al., 1983) Phѭѫng pháp Eulerian ÿӅ nghӏ bӣi Zienkiewicz và Bettess, (1978) sӱ dөng áp suҩt làm biӃn cҫn tìm sau khi

phân tích dүn ÿӃn viӋc giҧi quyӃt mӝt chuӛi các ma trұn không ÿӕi xӭng, làm cho viӋc giҧi

phѭѫng trình không ÿѫn giҧn Trong khi ÿó, Olson và Bath (1985) thì lҥi xem thӃ vұn tӕc nhѭ biӃn cҫn tìm còn áp suҩt thӫy ÿӝng là biӃn phө trong miӅn chҩt lӓng và ÿѭa bài toán vӅ dҥng ma trұn ÿӕi xӭng, giúp giҧi quyӃt phѭѫng trình dӉ hѫn nhiӅu, ngay cҧ khi sӕ ҭn sӕ trong bài toán là lӟn

Bҵng cách giҧ thiӃt chҩt lӓng không nén ÿѭӧc, không nhӟt, không xoay, Aslam (1981) sӱ

dөng phѭѫng pháp thӃ vұn tӕc (lҩy vұn tӕc làm ҭn) ÿӇ phân tích sóng chҩt lӓng khi công trình chӏu ÿӝng ÿҩt trong bӇ chӭa tuyӋt ÿӕi cӭng có dҥng ÿӕi xӭng trө Trong nghiên cӭu ÿó, Aslam ÿã ÿѭa vӅ còn mӝt ҭn sӕ duy nhҩt và khó khăn chính trong bài toán này là viӋc phҧi giҧi quyӃt vҩn

ÿӅ phi tuyӃn cӫa sóng ӣ mһt thoáng chҩt lӓng Aslam ÿã lӵa chӑn phѭѫng pháp Eulerian và ÿѫn giҧn hóa bҵng cách bӓ qua các mode bұc cao, tuy nhiên cách này chӍ có thӇ áp dөng cho sóng chҩt lӓng có biên ÿӝ không lӟn Ma trұn tѭѫng tác trong ÿó tӗn tҥi ÿҥo hàm theo thӡi gian cӫa

vұn tӕc chҩt lӓng và chuyӇn vӏ kӃt cҩu ÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ mô phӓng ӭng xӱ tҥi mһt tѭѫng tác chҩt

lӓng – thành bӇ Phѭѫng pháp cӫa Aslam ÿѭӧc mӣ rӝng bӣi Babu và Bhattacharyya (1996) ÿӇ xem xét ҧnh hѭӣng tѭѫng tác chҩt lӓng và thành bӇ trong quá trình dao ÿӝng cӫa sóng Phѭѫng pháp lһp ÿѭӧc ÿӅ xuҩt ÿӇ tính toán chuyӇn vӏ cӫa sóng chҩt lӓng do ngoҥi lӵc tác ÿӝng và chuyӇn

vӏ cӫa bӇ do áp suҩt chҩt lӓng gây ra Theo hѭӟng tiӃp cұn khác, Kock và Olson (1991) ÿӅ xuҩt phѭѫng pháp thӃ vұn tӕc phi tuyӃn vӟi khӕi lѭӧng thu gӑn ÿӇ tính toán chuyӇn vӏ cӫa chҩt lӓng Mһc dù nghiên cӭu này có nói ÿӃn khҧ năng ӭng dөng rӝng rãi cӫa phѭѫng pháp, nhѭng ví dө minh hӑa chӍ mӟi giӟi hҥn cho trѭӡng hӧp chuyӇn vӏ biên chҩt lӓng là ÿӫ nhӓ

1.2.1.2 Phân tích chuyӇn ÿӝng chҩt lӓng bҵng phѭѫng pháp Lagrangian

Bҵng cách sӱ dөng chuyӇn vӏ nhѭ biӃn cҫn tìm, phѭѫng pháp Lagrangian cho thҩy sӵ mô

tҧ rõ ràng hѫn cho mһt tѭѫng tác và giҧi quyӃt vҩn ÿӅ dòng chҧy chi tiӃt hѫn Thuұn lӧi lӟn cӫa phѭѫng pháp Lagrangian so vӟi Eulerian là khҧ năng tѭѫng thích vӟi các phҫn mӅm ÿѭӧc xây

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	47,65 KB
File đính kèm	document_tailieudaihoc (1).rar (14 KB)