LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 4

LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU CÔNG TRÌNHLÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU CÔNG TRÌNHLÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU CÔNG TRÌNHLÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU CÔNG TRÌNHLÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU CÔNG TRÌNHLÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU CÔNG TRÌNHLÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU CÔNG TRÌNHLÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

BÀI TẬP LỚN

LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

GVHD: Th.s HOÀNG ĐỨC THẮNG

KS.LƯƠNG CAO LINH

SVTH: LÊ HỮU KIÊN

LỚP :57CB1

MSV :8945.57

MĐ: 3-4-I

MỤC LỤC

Page

A-ĐỀ BÀI……… 2

B - NHIỆM VỤ……… 3

C- NỘI DUNG THỰC HIỆN………3

1.Chia cột ra làm 3 phần bằng nhau……… 3

2 Xác định ma trận khối lượng M và ma trận độ cứng K trong hệ tọa độ tổng thể 3.Xác định tần số dao động riêng,các dạng dao động……… 10

4.Tìm ma trận M và  K ……… 12

5.Xác định 1 và 2 , các tần số ứng với giá trị bằng 0 (zero) của phổ……… 13

6.Trong khoảng  1, 2 ,chia ra 20 khoảng đều nhau, xác định cáctần sốtạicác điểm chia và các phổ sóng tươngứng 14

7 Ứng với các tần số sóng tại các điểm chia, xác định lực ngangF F F, 2, 3 ……… 16

8 Xác định giá trị hàm truyền H i  tại các điểm chia;

9 Xác định phương sai chuyển vị tại dạng dao động thứ I;

10 Xác định độ tin cậy chuyển vị đỉnh cột

+ Trọng lượng riêng của thép: γt=78.5(kN/m3)

+ Trọng lượng riêng của nước biển: γnb=10.25(kN/m3)

+ Môduyn đàn hồi của thép: Et= 8

1 64

.

D

b D

16

B T

C: Nội dung thực hiện

Trình tự tính toán được tiến hành theo các bước sau:

9,181.9

5,

= 6.599(tấn/m)

+Khối lượng nước trong ống:

25,10

0

0709.570

00

899.49

(tấn)

- Xác định ma trận độ cứng K:

-Vì K=D^-1 nên để xác định được ma trận độ cứng K ta phải xác định ma trận độ mềm D như sau:

+ Coi hệ là thanh ngàm vào đáy biển

+ Lần lượt đặt các lực đơn vị P = 1 vào vị trí 1,2 và 3 ta sẽ vẽ được các biểu đồ

momen đơn vị ( ), ( ), ( ) như sau :

Hinh 2.1 Sau đó ta nhân biểu đồ:

1 ) )(

I E M M

EI M

EI M

M

3

1233

220

1))(

2 ( 10

1 ) )(

EI M

2 (

1 ) )(

EI M

248.1993.389.4

472.189.4073.610332313

322212

312111

5

d d d

d d d

d d d

(m/KN)

Nghịch đảo ma trận độ mềm D ta được ma trận độ cứng K

- Lệnh Matlab như sau:

9321.05020.28052.1

3 Xác định tần số dao động riêng, các dạng dao động :

-Sử dụng phương pháp chồng mode để đưa (1) về 3 phương trình, mỗi phương trình

có 1 ẩn Đặt U(t)= Z(t)

ˆ ˆ ˆ

ˆ ( ) ( )

T T

T T

0

( ) sin( ) cos

1 2 3

1014.00063.00837.0

0819.00521.01031.0

00818.00

00

0018.0

Tần số ứng với các giá trị riêng T=

00695.00

00

4735.0

Từ Vectơ riêng (VR), ta đưa về ma trận dạng dao động 

 1 2 3

1.000 1.000 1.000 0.8125 -0.1209 1, 23790.2536 -1.8236 0.3357

2 3 4 0

16

B T



2 0

-Ta vẽ được đồ thị phổ sóng Pierson-Moskowitz:

Hình: Hàm mật độ phổ

-Chọn  1, 2 1

2

0,12,1

7 Ứng với các tần số sóng tại các điểm chia, xác định lực ngang F F F, 2, 3

Hình 7.1:Sơ đồ quy đổi tải trọng

(1%)

6, 07 1, 5175 8.6 13, 0505 4

Với : бv : Độ lệch chuẩn của vận tốc phần tử nước

_Theo lý thuyết sóng Airy ta có:

Vận tốc, gia tốc phần tử nước theo phương ngang :

2

( )( )( )( )

( )

( , ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

Dùng phương phắp lặp trong excel ta thu được 21 giá trị k ứng với mỗi tần số w

0,2 0,01448 3,8272E-243 1,8E-243 3,62265E-47 1,9E-243 4,07593E-47 0,3 0,022096 1,65687E-46 7,25E-47 1,34611E-14 8,15E-47 1,67073E-14 0,4 0,030207 6,77025E-14 2,69E-14 4,68278E-06 3,34E-14 6,65202E-06 0,5 0,039029 2,68218E-05 9,37E-06 0,002905493 1,33E-05 0,004935148 0,6 0,048829 0,019722059 0,005802 0,029805289 0,009857 0,062600442 0,7 0,059945 0,228409084 0,053809 0,076516688 0,115344 0,200701448 0,8 0,072763 0,559125402 0,099224 0,093944006 0,286059 0,328018412 0,9 0,087679 0,712813207 0,088664 0,071535172 0,369978 0,362839093

1 0,105043 0,677035164 0,054407 0,040568347 0,3557 0,325741078 1,1 0,125024 0,560380329 0,02673 0,019041069 0,295782 0,261714576 1,2 0,147599 0,435114115 0,011352 0,007852404 0,227647 0,197514516 1,3 0,172624 0,328719895 0,004353 0,002949276 0,167382 0,14341585 1,4 0,199937 0,246192697 0,001546 0,001031135 0,11945 0,101454478 1,5 0,229413 0,184578839 0,000516 0,000339904 0,083459 0,070420869 1,6 0,260975 0,139231549 0,000163 0,000106338 0,057383 0,04815942 1,7 0,294612 0,105933386 4,92E-05 3,16513E-05 0,038936 0,032529934 1,8 0,330282 0,081386405 1,41E-05 8,97397E-06 0,026124 0,021735273

0 0

0 0

Biểu thức tính:

 

3 2

 

7 11

1

1

0, 0017.10

13, 437794.1447

K

M

7 22

3

3

1,5584.10

323, 2881 149,1075

9/ Xác định phương sai chuyển vị tại bậc tự do thứ I (hệ suy rộng)

- Từ phương trình {U}=[ ].{ }  Z suy ra

2

2 0

2, 265 ( 16,5) 29,8587 ( 5)

( 20)0,66

10/ Xác định độ tin cậy chuyển vị đỉnh cột

Chuyển vị cho phép tại đỉnh cột:

0,7 0,059945 0,228409 3,16E-07 1,02E-11 3,4E-13 3,16E-07 5,87993E-07

0,9 0,087679 0,712813 1,16E-06 2,28E-11 1,26E-12 1,16E-06 1,13754E-06

1 0,105043 0,677035 1,12E-06 1,57E-11 1,22E-12 1,12E-06 1,01221E-06 1,1 0,125024 0,56038 9,08E-07 8,58E-12 9,97E-13 9,08E-07 7,92761E-07 1,2 0,147599 0,435114 6,77E-07 4,12E-12 7,46E-13 6,77E-07 5,79975E-07 1,3 0,172624 0,32872 4,83E-07 1,85E-12 5,33E-13 4,83E-07 4,09047E-07 1,4 0,199937 0,246193 3,35E-07 8,13E-13 3,71E-13 3,35E-07 2,8263E-07

1,6 0,260975 0,139232 1,56E-07 1,64E-13 1,72E-13 1,56E-07 1,30346E-07 1,7 0,294612 0,105933 1,05E-07 7,87E-14 1,16E-13 1,05E-07 8,74303E-08

1,9 0,367998 0,06316 4,64E-08 2,13E-14 5,08E-14 4,64E-08 3,84754E-08

2,1 0,449549 0,039182 1,99E-08 6,99E-15 2,16E-14 1,99E-08