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

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
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).
B0
P

H4

Tai trong san cong tac

h4

h5

U win ( t )

H3

Gio

Song bien


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

1

2

4

3

Nút cọc

PTTX

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.

0,521
0,553
6,14
f1
1,887
1,993
5,61
f2
2,381
2,579
8,31
f3
3,704
3,982
7,51
f4

{}

{}

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
Phương pháp
Tần số
Sai số
riêng

4,89

U max
y

0,0208

0,0215

3,26

M Chinh
z

3663,58

3518,16

4,13

M Phu
z

6932,85

6725,94

3,08

2.6. Kết luận chương 2



7
GIAN DO VAN TOC GIO THEO THOI GIAN
50

45

Van toc Uw in(t) [m/s]

40

35

30

25

20

15

0

10

20

30


Bảng 3.1. Đặc trưng vật liệu các lớp nền san hô [10], [11]
Hệ số ma Tỷ số cản
Độ sâu
Ef
ρf
Lớp
νf
2
3
ξ
sát fms
(m)
(N/cm )
(kg/m )
0,21
1
2
2,83×104 0,22 2,55×103
5
3
2
10
0,32
2,19×10 0,25 2,60×10
0,05
3
20
0,33
2,03×106 0,22 2,95×103
4


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.


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.
6

3

Chuyen vi U x tai dinh gian [cm]

0

Momen uon My chan coc chinh [Nm]

Tuong tac
Khong tuong tac


2

1

0

-1

-2

-3
0

20

40
60
Thoi gian t[s]

80

x 10

1
0
-1
-2
-3
-4
0

Mô hình vị [cm] [m/s]
[m/s2]
[Nm]
tính
max
Chinh
Phu
max
max
Ux

TT
KTT

5,794
5,618

Ux

0,353
0,375

Ux

2,395
2,762

My

My


Vận tốc
[m/s]

Gia tốc Mô men uốn chân cọc
[m/s2]
[Nm]

U max
x

U max
x

U max
x

5,794
6,797
8,689

0,353
0,312
0,459

2,395
2,463
3,305

M Chinh

-1
-2
-3
-4
-5

-8
0

KCPKGT
CCPKGT
CCPCGT

4
Momen uon My chan coc chinh [Nm]

Chuyen vi U x tai dinh gian [cm]

2

x 10

20

40
60
Thoi gian t[s]

80


Bảng 3.5. Biến thiên giá trị U x , U x , U x tại đỉnh giàn và M y
tại chân cọc chính, cọc phụ theo mô đun đàn hồi Ech
Ech×1010
2,10
5,88
9,66
13,44
17,22
21,00
[N/m2]
31,913 13,954 10,489 8,939
6,919
5,794
U max
x [cm]

U max
[m/s]
x

2,351

0,905

0,740

0,611

0,434


20
15
10

x 10

6

14

ax
Momen uon M m
chan coc phu [Nm]
y

chan coc chinh [Nm]

35

Momen uon My

Chuyen vi ngang U x

m ax

tai dinh gian [cm]

40

12

1.2 1.4 1.6
1.8
2
Modul dan hoi vat lieu coc chinh Ech [N/m ]

2

2.2

0.4

0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
Modul dan hoi vat lieu coc chinh Ech [N/m ]

2

3
0.2

2.2

0.4


U max
m/c chân cọc chính và Ech m/c chân cọc phụ và Ech
x
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.
max
max
Bảng 3.6. Biến thiên giá trị U max
tại đỉnh giàn và M max
tại
x , Ux , Ux
y

chân cọc chính, cọc phụ theo mô đun đàn hồi Eph
Eph×1010
2,10
5,88
9,66
13,44
17,22
21,00
[N/cm2]
U max
7,530

6

6

5

7.5

7

6.5

6

5.5
0.2

x 10

4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.2

0.4

4
ax
Momen uon M m
chan coc phu [Nm]
y

ax
Momen uon M m
chan coc phu [Nm]
y

ax
Chuyen vi ngang U m
tai dinh gian [cm]
x

8

0.4

0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
Modul dan hoi vat lieu coc phu Eph [N/m2]

2

1.2
1.4
1.6
1.8
Modul dan hoi vat lieu coc phu Eph [N/m2]

2

2.2
11

x 10

max
Hình 3.27. Đáp ứng M y
m/c chân cọc phụ và Eph


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).
6

6

max

Momen uon M y

1.2
1
0.8
0.6
0.4

3.56

3.54

3.52
3.5

3.48
3.46

0.2
0.7

1.5

x 10

m ax

20

x 10

Momen uon M y

1.1
1.2
1.3
Duong kinh ngoai coc chinh Dch [m]

1.4

1.5

max
max
Hình 3.32.Đáp ứng M y
Hình 3.31.Đáp ứng M y
m/c chân cọc chính và Dch m/c chân cọc phụ và Dch
max
max
max
Bảng 3.7. Biến thiên giá trị U max
, U x tại đỉnh giàn và M y
x , Ux

Hình 3.28. Đáp ứng
U max
x và Dch

tại chân cọc chính, cọc phụ theo đường kính ngoài Dch cọc chính
0,72
0,87
1,03
1,19

max
M y chính
[Nm] Cọc 3,530.106 3,528.106 3,522.106 3,517.106 3,504.106 3,475.106
phụ

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).
6

5.5

3

2.5

2

chan coc phu [Nm]

m ax

6

x 10


8

1.5

1

3

2

1.5

5

0.5

0.8

0.9
1
1.1
1.2
1.3
Duong kinh ngoai coc phu Dph [m]

1.4

1.5

Hình 3.33. Đáp ứng


1.5

Hình 3.37.Đáp ứng M max
y
m/c chân cọc phụ và Dph


12
max
max
max
M
U
U
Bảng 3.8. Biến thiên giá trị U max
,
,
tại
đỉnh
giàn
và
y tại
x
x
x

chân cọc chính, cọc phụ theo đường kính ngoài Dph cọc phụ
Dph [m]
0,72

2,395
U max
x [m/s ]
Cọc
26,624.105 21,285.105 16,284.105 14,144.105 12,892.105 11,904.105
max
My
chính
[Nm] Cọc 1,870.106 2,352.106 2,436.106 2,859.106 3,216.106 3,504.106
phụ

Nhận xét: Khi đường kính ngoài Dph của cọc phụ tăng lên thì mô
men uốn tại chân cọc chính giảm và chuyển vị tại đỉnh dàn giảm. Lựa
chọn đường kính ngoài Dph của cọc phụ từ 1,03m đến 1,44m là hợp lý.
3.3.6. Ảnh hưởng của lớp nền san hô
Khảo sát hệ kết cấu và nền san hô với mô đun đàn hồi Ef2 của lớp
nền thứ 2 thay đổi từ 1,0×108N/m2 đến 25,0×108N/m2.
6

1.5

m ax

6

5.5

1.3
1.2
1.1

m ax

7

6

x 10

1.4

Momen uon My

chan coc chinh [Nm]

7.5

Momen uon My

Chuyen vi ngang U x

m ax

tai dinh gian [cm]

8

x 10

3.8
3.6

y

Hình 3.41. Đáp ứng M
m/c chân cọc chính và Ef2

0.5
1
1.5
2
Modul dan hoi lop san ho thu 2 [N/m ]

2
9

x 10

Hình 3.42.Đáp ứng M max
y
m/c chân cọc phụ vàEf2
max
tại đỉnh giàn và M y

max
max
, Ux
Bảng 3.9. Biến thiên giá trị U max
x , Ux
tại chân cọc chính, cọc phụ theo Ef2
5,0
10,0

2,389
U max
[m/s2]
x
Cọc
M max
6,972.105 10,451.105 11,334.105 11,656.105 11,904.105 11,977.105
y
chính
[Nm] Cọcphụ 3,014.106 3,393.106 3,475.106 3,498.106 3,504.106 3,502.106


13

Nhận xét: Mô đun đàn hồi của lớp nền thứ hai Ef2 ảnh hưởng đến mô
men uốn tại chân cọc chính, chân cọc phụ và chuyển vị ngang tại đỉnh
giàn. Khi Ef2 tăng từ 1,0×108N/m2 đến 25,0×108N/m2, chuyển vị ngang tại
đỉnh giàn giảm, mô men uốn tại chân cọc chính, chân cọc phụ tăng.
3.3.7. Ảnh hưởng của tải trọng
3.3.7.1. Ảnh hưởng của giản đồ vận tốc gió:
Khảo sát bài toán trong các trường hợp giản đồ vận tốc gió thay đổi
so với bài toán cơ bản 25%, 50%, 75% và 125%.
6

Momen uon M y

m ax

4



5

m ax

8

6

x 10

Momen uon My

chan coc chinh [Nm]

1.5

10

Chuyen vi ngang U x

max

tai dinh gian [cm]

12

25

50

100
125
Ty le [%] so voi gian do van toc BTCB

150

max
Hình 3.47.Đáp ứng M y
theo giản đồ vận tốc gió

max
max
max
Bảng 3.10. Biến thiên giá trị U max
, U x tại đỉnh giàn và M y
x , Ux
tại chân cọc chính, cọc phụ khi thay đổi giản đồ vận tốc gió
Uwin(t) [%]
25
50
75
100
125
(so với BTCB)
1,538
2,898
4,338
5,794
7,250
U max

3.3.7.2. Ảnh hưởng của phương tải trọng gió:
Khảo sát so sánh kết quả bài toán cơ bản(ψ = 0o) với trường hợp tải
gió tác dụng xiên góc 45o với mặt bên của khối thượng tầng (ψ = 45o).


14
1.5

1

x 10

6

o

anfa = 0o

anfa = 0
Chuyen vi U x tai dinh gian [cm]

Momen uon M y chan coc chinh [Nm]

anfa = 45o

0
-1
-2
-3
-4

o
(ψ = 0 và ψ = 45 )

16
Goc xoay quanh truc z tai dinh gian [rad]

anfa = 0o
Momen uon My chan coc phu [Nm]

40
60
Thoi gian t[s]

80

100

-4

x 10

anfa = 45o

2
1
0
-1
-2
-3
-4

12
10
8
6
4
2
0
-2

100

x 10

0

20

40
60
Thoi gian t[s]

80

100

max
Hình 3.52. Đáp ứng M y
(ψ = 0o và ψ = 45o)

Hình 3.53. Đáp ứng góc xoay


2,395

0,00139

11,904.105 3,504.106

ψ = 45o

4,948

0,247

1,497

0,00142

14,002.105 1,830.106

M Chinh
y

M Phu
y

Nhận xét: Khi gió tác dụng theo phương vuông góc với một mặt
max
max
bên (ψ = 0o) thì giá trị lớn nhất U max
, U x đều cao hơn lần lượt

4

6

8

10
12
14
16
Chieu cao song Hw [m]

18

20

1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
4

22

max



6

5.86

6

8

10
12
14
16
Chieu cao song Hw [m]

18

20

22

max
Hình 3.57. Đáp ứng M y
theo chiều cao sóng Hw

x 10

6

4.5

max
max
Bảng 3.12. Biến thiên giá trị U max
, U x tại đỉnh giàn và M y
x , Ux

tại chân cọc chính, cọc phụ theo chiều cao sóng Hw
Chiều cao
4,5
8,5
12,5
16,56
20,5
sóng Hw [m]
5,775
5,781
5,782
5,794
5,820
U max
x [cm]
0,351
0,352
0,353
0,360
U max
[m/s] 0,350
x
2
2,236

tải; không có cọc phụ, không có khối gia tải. Kết quả cho thấy hiệu quả
của phương án kết cấu có 4 cọc chính, 8 cọc phụ và 8 khối gia tải.
- Khảo sát đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố (kết cấu, nền, tải
trọng...) đến phản ứng động của hệ. Các nhận xét có tính định lượng có
thể làm cơ sở cho việc định hướng trong tính toán, thiết kế và thi công
công trình biển hệ thanh chịu tác dụng của tải trọng sóng và gió.
CHƯƠNG 4
NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG ĐỘNG CỦA KẾT CẤU HỆ THANH
MÔ PHỎNG CÔNG TRÌNH BIỂN BẰNG THỰC NGHIỆM
4.1. Mục đích thí nghiệm
Nội dung 1: Thí nghiệm tại bể tạo sóng, xác định đáp ứng động của
hệ liên hợp giàn thép không gian mô phỏng một dạng công trình biển
DKI, trong đó liên kết giữa mô hình và đáy bể coi như ngàm cứng, sóng
có dạng hình sin.
Nội dung 2: Thí nghiệm hiện trường tại bãi cạn ven đảo Song Tử
Tây, xác định đáp ứng động của hệ liên hợp giàn thép - bể chứa trên nền
san hô chịu tác dụng của xung lực va chạm.
4.2. Mô hình và các thiết bị thí nghiệm
4.2.1. Mô hình thí nghiệm
• Đối với thí nghiệm 1: Hệ được cấu tạo bởi phần mô phỏng khung
nhà giàn là khung bằng thép như hình 4.1.
• Đối với thí nghiệm 2: Mô hình sử dụng trong thí nghiệm là hệ liên
hợp giàn thép không gian, liên kết với phần thượng tầng là bể có khả
năng chứa chất lỏng hình 4.2.

Hình 4.1. Mô hình thí nghiệm
tại bểtạo sóng

Hình 4.2. Mô hình thí nghiệm
tại bãi cạn đảo Song Tử Tây

bề mặt của kết cấu, theo phương cần đo biến dạng như hình 4.6.

Hình 4.5. Định vị gia tốc, hướng
đầu đo theo phương OX

Hình 4.6. Gắn tấm điện trở đo biến
dạng theo phương trục cọc chính


18

4.4. Cơ sở phân tích và xử lý số liệu thí nghiệm
- Số lần thí nghiệm mỗi chỉ tiêu là 10 lần.
- Xử lý các số liệu thống kê, kết quả là các đồ thị đáp ứng về gia tốc,
biến dạng theo thời gian, đáp ứng biên độ - tần số và theo đó có được
các giá trị lớn nhất của các đại lượng đo.
4.5. Thí nghiệm và kết quả thí nghiệm
4.5.2. Thí nghiệm xác định đáp ứng động của hệ giàn thép không gian
mô phỏng một dạng công trình biển DKI tại bể tạo sóng
4.5.2.1. Mô tả thí nghiệm:
- Thí nghiệm được thực hiện tại bể tạo sóng thuộc phòng thí nghiệm
trọng điểm quốc gia - Viện Khoa học Thủy lợi.
- Chân của các cọc chính và cọc váy được định vị chặt với sàn bể
bằng mặt bích và bu lông. Tại vị trí chân cột chính (điểm D1 gần ngàm)
tiến hành gắn tấm điện trở đo đáp ứng biến dạng và tại các tầng 1,2,3
của giàn tương ứng là điểm D2, D3, D4 (từ cao xuống thấp) gắn đầu đo
gia tốc theo phương OX theo thời gian.
- Tải trọng sóng sinh ra trong bể tác động trực tiếp lên kết cấu, sóng
do máy tạo ra là sóng hình sin.
4.5.2.2. Thí nghiệm và kết quả:

Gia toc a[m/s2]

Gia toc a[m/s2]

0.2
0

-0.2

0.75

0.5

-0.4
-0.4

-0.6

0.25
-0.6

-0.8
-1

0

100

200


700

Thoi gian t[s]

b. Tại điểm D3
a. Tại điểm D2
Hình 4.12. Đáp ứng gia tốc
tại các điểm đo

800

0
0

1

2

3

4

5

6

7

8


f5
1,03 7,18 12,06 17,46 23,83
Thực nghiệm
1.14 7.86 13.28 19.42 26.68
Lý thuyết (KTT)
Sai số [%]
10,68 9,47 10,12 11,23 11,96
Nhận xét: Kết quả thí so sánh với lý thuyết theo mô hình không
tương tác (KTT) có sai số lớn nhất của gia tốc 13,5% và tần số riêng
(trong 5 tần số riêng đầu tiên) 11,96% là chấp nhận được. Kết quả thí
nghiệm có giá trị tham khảo, nghiên cứu.
4.5.2. Thí nghiệm xác định đáp ứng động của hệ liên hợp giàn thép bể chứa trên nền san hô bãi cạn ven đảo Song Tử Tây chịu tác dụng
của xung lực va chạm
Thực hiện tại bãi cạn của đảo Song Tử Tây - quần đảo Trường Sa
trong nội dung nghiên cứu của đề tài cấp Nhà nước, mã số
KC.09.26/11-15, tác giả luận án là thành viên tham gia.
4.5.2.1. Mô tả thí nghiệm:
Bể chứa
Tại 4 vị trí cần đo thuộc giàn
(điểm K1, K2: thuộc cọc chính, cách
mặt dưới sàn công tác 0,3m; điểm K3:
sensor
Giàn
điểm giao giữa đỉnh cọc chính và sàn
thép
công tác; điểm K4: điểm giữa, phía
trên giàn công tác), lắp đặt 4 đầu đo
gia tốc dọc trục x và trục y như hình
Máy đo
Búa tạo

C huyen vi [cm ]

0.1

0

-0.05

0.005
0
-0.005
-0.01

-0.1
-0.015

0

1

2
3
Thoi gian t[s]

4

-0.02
0

5


0.005
0
-0.005

0.05

0

-0.05

-0.01
-0.1

-0.015
-0.02
0

1

2
3
Thoi gian t[s]

4

-0.15
0

5


0.01
0.05

0

0.005
0
-0.005
-0.01

-0.05

-0.015
-0.1
0

1

2
3
Thoi gian t[s]

4

-0.02
0

5



0.05
Chuyen vi [cm]

Chuyen vi [cm]

4

0

-0.05

2
0
-2
-4
-6

-0.1

-8

0

1

2
3
Thoi gian t[s]


1.2

x 10
Ly thuyet
Thuc nghiem

Ly thuyet
Thuc nghiem

1

1

0.8

0.8

0.8

0.6

Bien do [m]

1

Bien do [m]

Bien do [m]

-3


40

50

60

0
0

10

20

Tan so [Hz]

30

40

50

60

0
0

10

Tan so [Hz]


Chuyển vị theo phương y [cm]
Lý thuyết
Thực
nghiệm (Mô hình TT)
0,0154

0,0134

Sai số
(%)
12,9

Chuyển vị đo tại sensor K2 khi lực tác dụng theo phương y
Chuyển vị theo phương x [cm]
Lý thuyết
Thực
nghiệm (Mô hình TT)
0,0161

0,0109

Sai số
(%)
32,3

Chuyển vị theo phương y [cm]
Lý thuyết
Thực
nghiệm (Mô hình TT)

(%)
23,4

Chuyển vị đo tại sensor K4 khi lực tác dụng theo phương x
Chuyển vị theo phương x [cm]
Lý thuyết
Thực
nghiệm (Mô hình TT)
0,1023

0,0785

Sai số (%)
23,3

Chuyển vị theo phương y [cm]
Lý thuyết
Thực
nghiệm (Mô hình TT)
0,0061

0,0045

Sai số
(%)
26,2


22


27,63 25,44 22,54 15,22 10,97 11,47 10,93

8,18 22,73 30,11 30,94 44,41

Nhận xét: Khi lực tác dụng theo phương x (hoặc phương y) thì theo
phương còn lại (phương y hoặc phương x), các điểm trên kết cấu vẫn có
chuyển vị, tuy nhiên giá trị nhỏ hơn nhiều so với khi đo chuyển vị theo
phương tác dụng lực. Sai khác giữa tính toán lý thuyết và thực nghiệm là
do mô hình tính toán mới chỉ phản ánh gần đúng bản chất của kết cấu,
nền, tải trọng tác động cũng như các điều kiện làm việc thực tế của hệ.
4.6. Kết luận chương 4
Các bộ số liệu thí nghiệm có giá trị làm phong phú thêm kết quả và
tài liệu nghiên cứu.
Kết quả thí nghiệm và khảo sát trên các mô hình bằng chương trình
tính 3D_FRAME_CORAL_2014 là khá đồng dạng về quy luật.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Những đóng góp mới của luận án
- Xây dựng các quan hệ ứng xử, thuật toán PTHH và chương trình
tính 3D_FRAME_CORAL_2014 phân tích động lực phi tuyến liên kết
của kết cấu công trình biển cố định hệ thanh chịu tác dụng của tải trọng
sóng và gió, sử dụng mô hình bài toán không gian khi kết cấu và nền san
hô tương tác và không tương tác. Trong đó tải trọng sóng tính theo lý
thuyết sóng Stoke bậc 2 và tải trọng gió tính theo phương pháp đáp ứng
vận tốc gió theo thời gian. Chương trình tính đã được kiểm tra bảo đảm
độ tin cậy.


23

- Giải nhiều bài toán trên mô hình tính hệ thanh mô phỏng sự làm