LÝ 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
SVTH : TRƯƠNG VĂN HÂN
LỚP :

58CB1

MSSV:3423.58
MÃ ĐỀ: 3-2-A
A-ĐỀ BÀI
B - NHIỆM VỤ
C- NỘI DUNG THỰC HIỆN
3 1.Chia cột ra làm 3 phần bằng nhau3 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
^

4.Tìm ma trận

5.Xác định

M

ϖ1

^

và

và

K

ϖ2

ϖ1

và, các tần số ứng với giá trị bằng 0 (zero) của phổ

ϖ2

6.Trong khoảng
và
chia ra 20 khoảng đều nhau, xác định cáctần sốtạicác
điểm chia và các phổ sóng tương ứng
7. Ứng với các tần số sóng tại các điểm chia, xác định lực ngang 2 3 …,
8. Xác định giá trị hàm truyền  

H (iϖ )

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.

F1 , F2 , F3


A: Đề bài.
- Cho cột thép đặt ở dưới biển chịu tác động của tải trọng sóng, như hình vẽ:

1/Kích thước tiết diện.
Bảng 1
MÃ SỐ
III

d(m)
20.0

a(m)
3.0
Bang 2

MÃ SỐ
II

D(m)
1.80

b(m)
0.015
Bảng 3

MÃ SỐ
A
-Biết :

H S (m)
6.5

M (T )

T0 ( s)
8.3

60


γ t = 78.5(kN / m3 )

+ Trọng lượng riêng của thép:

γ nb = 10.25(kN / m3 )

+ Trọng lượng riêng của nước biển:

Εt = 2.1×10.8( kN / m 2 )

+ Môduyn đàn hồi của thép:
+Momen quán tính
Ιx =

π D 4  ( D − 2b) 4  π ×1.80 4  (1.8 − 2 × 0.015) 4 
4
1 −
÷=
1 −
÷ = 0.033504(m )
4
64 

D4
64
1.
8




+ Phổ sóng bề mặt là phổ Pierson- Moskowitz cải tiến:
Sηη =

A
 B 
exp  − 4 ÷
5
ϖ
 ϖ 

Α = 4π 3

Trong đó:

Hs
T04

=

Β=

;

16π 3
T04

B: Nhiệm vụ
- Xác định độ tin cậy về chuyển vị tại đỉnh cột khi biết chuyển vị cho phép:

[ ∆] =

1
H = 0.005 H
200

C: Nội dung thực hiện.
Trình tự tính toán được tiến hành theo các bước sau:
1. Chia cột ra làm 3 phần từ .
-Chia cột ra làm 3 phần tử như hình vẽ.
_Ta có :

V .H1% = 0.7 ×1.67.Hs = 0.7 ×1.67 × 6.5 = 7.5985 > a = 3
 Lấy tại a


2. Xác định ma trận M,K của hệ
a/ Xác định ma trận khối lượng M :

+)Với th = 78.5 (kN/m3), = 10.25 (kN/m3), D = 1.70 m, b = 0.25 m, Cm = 1,
9.81(m/s2)
Ta có
-

mt

:Khối lượng phân bố của cột thép(tấn/m):

g=


γ
mt = t
g

2
 π D 2 π ( D − 2b ) 2  78.5  π ×1.82 π × ( 1.8 − 2 × 0.015 ) 
÷ = 0.6731( t / m )
−
×
−

÷=
 4
÷ 9.81  4
÷
4
4





+Khối lượng nước trong ống:
mnto = ρ nb Alo =

γ nb π
× ( D 2 − 2 × b ) = 2.5709 ( t / m )
9.81 4

+ khối lượng nước phân bố kèm:

mnk = Cm ρnb Atd = Cm

_trong đó :

(

Cm = 1.0

+ Khối lượng phân bố phần ống ngập nước :

⇒ m1 = mt

m2 = mt

m3 = m

a
3
+ M = 0.6731× + 60 = 61.010(T/ m 2 )
2
2

a
d
3
20
+ m = 0.6731 × + 3.3319 ×
= 17.6152(T/ m 2 )
2
4
2
4
d
20
= 3.3319 ×
= 33.1900(T/ m 2 )
2
2

Ta được ma trận khối lượng M
0
0 
 61.0100

M = 0
17.6152
0 ÷
÷
 0
0
33.1900 ÷




- Xác định ma trận độ cứng K:
-Vì

)

γ nb π 2
10.25 π
2
( D − ( D − 2b) 2 ) = 1.0 ×
× 1.82 − ( 1.8 − 2 × 0.015 ) = 0.0879 ( t / m )
g 4
9.81 4