Phân tích bể nước có liên kết bản nắp đậy không liên kế ngàm quanh chu vi

Phân tích bể nước có liên kết bản nắp ñậy không liên kết ngàm quanh chu vi

Thomngo – Cauduong.NET

Giả sử bể nước là một kết cấu vỏ mỏng dạng cái hộp có kích thước, 4m dài x3m rộng x 3m cao,
Tải trọng phân bố ñều trên nắp, nắp không có các ñiểm dị thường về hình học

- Vật liệu: bê tông cốt thép lấy các thông số mặc ñịnh trong SAP2000 (ñể ñơn giản)
- Kích thước chiều dày: Thành 0.15m, bản ñáy: 0.2m, nắp: 0.1m

Tải trọng:
- Tải phân bố ñều trên bản nắp: q = 0.5Ton/m2
ðiều kiện biên:
- Liên kết khớp quang chu vi bản ñáy
- Bản ñáy chống chuyển vị và xoay trong mặt phẳng làm việc (Ux, Uy = fixed, Rz=0

Mục ñích mô tả sự làm việc của bể ứng với tải trọng ñứng phân bố ñều trên nắp.
Liên kết giữa nắp và thành không ngàm, nắp chỉ gác lên thành bể.

Bước 1: Xây dựng mô hình hình học.
Bước này ñơn giản, xây dựng theo sơ ñồ kết cấu có ñầy ñủ 6 mặt , dùng tiết diện loại vỏ dày
hoặc mỏng. Nên loại tiết diện tấm dày sẽ cho kết quả tốt hơn vì có xét ñến biến dạng do ảnh hưởng
của lực cắt (theo lý thuyết tấm – Mindin-Raisen).

Bước 2: Tách rời các nút chung thành 2 nút riêng biệt

Chọn tất cả các nút quanh chu vi bản nắp:
Chọn từ menu Edit > Disconect

Kết quả sẽ cho tất cả các ñiểm nút quanh chu vi sẽ có 2 ñến 4 nút riêng biệt, số nút chung bằng với
số phần tử giao nhau tại nút ñó. (xem hình 2)

Bước 3: Gán ñiều kiện biên
Gán cho các nút quanh chu vi bản ñáy (Ux, Uy, Uz, Rz = Fixed), và các nút bên trong (Ux,
Uy, Rz = Fixed)
Rz
Sơ ñồ làm việc Sơ ñồ tính trong SAP
Vị trí có 2 nút chung
Bước 4: Gán tải trọng (ñơn giản chỉ xét 1 trường hợp tải, có xét ñến trọng lượng bản thân)
Gán tải phân bố qz = 0.5 Ton/m2 lên bản nắp (hướng gravity, hay global -Z)

Bước 5a: Thực hiện giải:
ðến ñây, rõ ràng là bản nắp chưa có bất kể ràng buộc nào với thần thành bên dưới, nếu thực
hiện giản thì hệ kết cấu sẽ mất cân bằng, kết quả sẽ không ñúng với sự làm việc của kết cấu. ðôi khi

hệ phương trình tuyến tính bị suy biến (vô nghiệm).

Thực hiện giải: F5:
Kết quả như hình 4, rõ ràng là không ñúng với yêu cầu.

Hình 2: Các nút quanh chu vi sau khi disconnect

H3. Mô hình kết cấu sau khi ñã gán tải trọng
Hình 4: Kết quả chuyển vị không gán constraint


Bước 5b:
- ðể thuận tiện cho thao tác gán constraint giữa các nút và dễ minh họa, ta di chuyển bản nắp lên ñộ
cao Z=3.5m (cộng thêm 0.5m), Hình 5.
- Vì các nút của các tấm trên miệng thành ñã tách rời nhau hoàn toàn do vậy ta phải connect chúng
lại với nhau.
+ chọn tất cả các phần tử thành bể: Edit > Connect.
+ làm tương tụ cho bản nắp nếu thấy các nút quanh biên có 2 nút ở cùng 1 vị trí
- Di chuyển bản nắp trở về vị trí +3.0 (ñộ ban ñầu), như vậy tại vị trí một ñiểm chung sẽ có 2 nút
tách rời.

- Chọn tất cả các cặp nút chung trên biên:
+ Assign > Joint > Constraints > Constraint Type chọn equal ñánh ñấu vào ô Trans. Z



Hình 6. Gán constraint cho Uz
Bước 6. Thực hiện giải và phân tích kết quả

Sau khi gán constraint chuyển vị Uz cho các nút, và thực hiện giải, kết quả chuyển vị như
hình H.7. Biểu ñồ mô ment hình H.9.

Hình 7. Chuyển vị của bể Hình 8. Lực màng F22 trong thành
bể
Hình 9. Biểu ñồ mô ment M11 à M22