Phân tích động lực học công trình biển cố định trên nền san hô chịu tác dụng của tải trọng sóng và gió

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QN SỰ

Nguyễn Văn Chình

PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH
TRÊN NỀN SAN HƠ CHỊU TÁC DỤNG
CỦA TẢI TRỌNG SÓNG VÀ GIÓ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2013


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QN SỰ

Nguyễn Văn Chình

PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH
TRÊN NỀN SAN HƠ CHỊU TÁC DỤNG
CỦA TẢI TRỌNG SÓNG VÀ GIÓ

Chuyên ngành: Cơ học vật thể rắn
Mã số: 62.44.21.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS Nguyễn Thái Chung
2. GS.TS Hoàng Xuân Lượng

Hà Nội - 2013


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi là Nguyễn Văn Chình, tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên
cứu của riêng tơi. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa
từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào.
Tác giả

Nguyễn Văn Chình


ii

LờI CảM ƠN
Tác giả luận án xin by tỏ lòng biết ơn chân thnh đối với
PGS.TS Nguyễn Thái Chung, GS.TS.NGND Hong Xuân Lợng
v cố PGS.TS Đỗ Anh Cờng đà tận tình hớng dẫn, giúp đỡ v cho
nhiều chỉ dẫn khoa học có giá trị, giúp cho tác giả hon thnh luận án
ny. Tác giả trân trọng sự động viên, khuyến khích v những kiến thức
khoa học cũng nh chuyên môn m tập thể hớng dẫn đà chia sẻ cho
tác giả trong nhiều năm qua, giúp cho tác giả nâng cao năng lực,

phơng pháp nghiên cứu khoa học.
Tác giả trân trọng cảm ơn tập thể Bộ môn Cơ học vật rắn, Khoa
Cơ khí, Phòng Sau đại học - Học viện Kỹ thuật quân sự đà tạo mọi
điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình nghiên cứu. Tác giả xin
trân trọng cảm ơn GS.TSKH.NGND Đo Huy Bích - Đại học Quốc
gia H Nội, GS.TSKH Nguyễn Đông Anh - Viện Cơ học Việt Nam,
GS.TSKH Nguyễn Tiến Khiêm - Viện Cơ học Việt Nam,
PGS.TSKH Đỗ Sơn - Viện Cơ học Việt Nam, GS.TS Nguyễn Mạnh
Yên - Đại học Xây dựng H Nội, PGS.TS Đo Nh Mai - Viện Cơ
học Việt Nam đà cung cấp cho tác giả nhiều ti liệu quý hiếm, các kiến
thức khoa học hiện đại v nhiều lời khuyên bổ ích, có giá trị.
Cuối cùng, tác giả xin by tỏ lòng cảm ơn đối với những ngời
thân trong gia đình đà thông cảm, động viên v chia sẻ những khó
khăn với tác giả trong suốt thời gian lm luận ¸n.
T¸c gi¶


iii
MỤC LỤC
Lời cam đoan ............................................................................................... i
Mục lục…….... .......................................................................................... iii
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ..................................................... vii
Danh mục các bảng ......................................................................................x
Danh mục các hình vẽ, đồ thị ................................................................... xii
MỞ ĐẦU….. ...................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU............................................ 6

1.1. Tổng quan về san hô và nền san hơ.......................................................6
1.2. Tổng quan về cơng trình biển và tải trọng tác dụng lên cơng trình biển ......... 8
1.2.1. Tổng quan về cơng trình biển.............................................................8

1.2.2. Tổng quan về tải trọng tác dụng lên cơng trình biển ........................12
1.2.2.1. Tải trọng sóng biển........................................................................12
1.2.2.2. Tải trọng gió..................................................................................15
1.3. Tổng quan về tính tốn cơng trình biển...............................................17
1.4. Các kết quả nghiên cứu đạt được từ các cơng trình đã cơng bố ..........23
1.5. Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu .....................................................24
1.6. Các kết luận rút ra từ tổng quan ..........................................................24
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH
CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG SÓNG VÀ GIÓ ……............................... 25

2.1. Đặt vấn đề ...........................................................................................25
2.2. Giới thiệu bài toán và các giả thiết......................................................26
2.3. Cơ sở phương pháp PTHH phân tích động lực học cơng trình biển cố định
chịu tác dụng của sóng và gió, quan niệm kết cấu và nền không tương tác.....27
2.3.1. Các hệ thức biểu diễn mối tương quan trong PTHH ........................28
2.3.2. Xây dựng véc tơ tải trọng phần tử do sóng và gió gây ra.................30


iv
2.3.2.1. Véc tơ tải trọng do sóng biển tác dụng lên phần tử thanh .............30
2.3.2.2. Véc tơ tải trọng do gió tác dụng lên phần tử thanh........................34
2.3.3. Phương trình chuyển động của phần tử trong hệ toạ độ cục bộ........36
2.3.4. Phương trình chuyển động của phần tử trong hệ toạ độ tổng thể .....36
2.3.5. Ghép nối các ma trận phần tử vào ma trận chung của toàn hệ .........37
2.3.6. Phương trình chuyển động của tồn hệ ............................................37
2.4. Thuật tốn giải phương trình chuyển động của hệ ..............................39
2.5. Chương trình tính và kiểm tra độ tin cậy của chương trình.................44
2.5.1. Chương trình tính .............................................................................44
2.5.2. Kiểm tra độ tin cậy của chương trình ...............................................45
2.6. Kết luận chương 2 ...............................................................................47

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH
CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG SÓNG, GIÓ VÀ TƯƠNG TÁC VỚI NỀN
SAN HÔ…… ........................................................................................................... 48

3.1. Đặt vấn đề ...........................................................................................48
3.2. Giới thiệu bài toán và các giả thiết......................................................49
3.3. Cơ sở phương pháp PTHH phân tích động lực học cơng trình

biển cố định chịu tác dụng của tải trọng sóng, gió và tương tác với
nền san hô .........................................................................................51
3.3.1. Các hệ thức đối với phần tử thuộc nền .............................................51
3.3.1.1. Phần tử tứ giác biến dạng phẳng có bốn điểm nút.........................51
3.3.1.2. Phần tử tam giác biến dạng phẳng có ba điểm nút ........................53
3.3.1.3. Quan hệ biến dạng – chuyển vị .....................................................55
3.3.1.4. Ma trận độ cứng của phần tử.........................................................56
3.3.1.5. Ma trận khối lượng và ma trận cản nhớt phần tử...........................56
3.3.1.6. Véc tơ tải trọng nút........................................................................57


v
3.3.1.7. Véc tơ nội lực nút..........................................................................57
3.3.2. Các hệ thức trong phần tử tiếp xúc...................................................58
3.3.3. Phương trình chuyển động của tồn hệ ............................................65
3.4. Thuật tốn giải hệ phương trình vi phân chuyển động của hệ.............66
3.5. Chương trình tính và kiểm tra độ tin cậy của chương trình.................72
3.5.1. Chương trình tính .............................................................................72
3.5.2. Kiểm tra độ tin cậy của chương trình ...............................................72
3.6. Kết luận chương 3 ...............................................................................74
CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THƠNG SỐ ĐẾN PHẢN
ỨNG ĐỘNG CỦA CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI

TRỌNG SÓNG VÀ GIĨ ........................................................................................................ 75

4.1. Đặt vấn đề ...........................................................................................75
4.2. Bài tốn xuất phát................................................................................75
4.2.1. Bài tốn 1: Phân tích động lực học cơng trình biển cố định chịu tác
dụng của tải trọng sóng và gió ..................................................................75
4.2.2. Bài tốn 2: Phân tích động lực học cơng trình biển cố định chịu tác
dụng của tải trọng sóng, gió và tương tác với nền san hơ ..........................81
4.3. Khảo sát ảnh hưởng của một số thông số đến phản ứng động của hệ.......86
4.3.1. Ảnh hưởng của mô hình tính............................................................86
4.3.2. Ảnh hưởng của tải trọng tác dụng ....................................................90
4.3.3. Ảnh hưởng của vật liệu kết cấu ........................................................93
4.3.3.1. Ảnh hưởng của mơ đun đàn hồi cọc chính ....................................93
4.3.2.2. Ảnh hưởng của mô đun đàn hồi cọc phụ.......................................97
4.3.4. Ảnh hưởng của kích thước cọc chính.............................................101
4.3.4.1. Ảnh hưởng của đường kính ngồi cọc chính...............................101
4.3.4.2. Ảnh hưởng của chiều dày thành ống cọc chính...........................105


vi
4.3.5. Ảnh hưởng của kích thước thanh giằng..........................................109
4.3.5.1. Ảnh hưởng của đường kính ngồi thanh giằng ...........................109
4.3.5.2. Ảnh hưởng của chiều dày thành ống thanh giằng .......................113
4.3.6. Ảnh hưởng của chiều sâu ngàm .....................................................117
4.3.7. Ảnh hưởng của nền san hô .............................................................120
4.3.7.1. Ảnh hưởng của mô đun đàn hồi lớp nền trên cùng......................120
4.3.7.2. Ảnh hưởng của mô đun đàn hồi lớp nền thứ hai .........................122
4.3.8. Ảnh hưởng của chiều sâu cọc chính trong nền...............................124
4.4. Kết luận chương 4 .............................................................................127
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................ 128

DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ.......................... 130
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 131
PHỤ LỤC…........................................................................................................... 139


vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
1. Danh mục các ký hiệu
1.1. Các ký hiệu bằng chữ La tinh
aw

Độ cao đỉnh sóng so với mực nước tĩnh,

awx, awy

Gia tốc sóng theo phương ngang, phương đứng,

[B]e

Ma trận quan hệ biến dạng – chuyển vị,

[B]se

Ma trận quan hệ biến dạng – chuyển vị của PTTX,

[C]e, [C]

Ma trận cản phần tử, ma trận cản của kết cấu,

C

Lực dính đơn vị của vật liệu PTTX,

CD

Hệ số lực cản,

C1

Hệ số lực quán tính,

Cw

Tốc độ truyền sóng,

Cp0

Hệ số áp lực gió,

cx, cy

Các cosin chỉ phương,

dw

Độ sâu mực nước tĩnh,

[D]

Ma trận quan hệ ứng suất – biến dạng,

[Dse]

Ma trận quan hệ ứng suất – biến dạng PTTX,

E

Mơđun đàn hồi của vật liệu,

F

Diện tích mặt cắt ngang phần tử thanh dầm,

fms

Hệ số ma sát,

{F}e

Véc tơ tải trọng quy nút của phần tử,

{g}

Véctơ lực thể tích,

Hw

Chiều cao sóng,

Jz

Mơmen qn tính của mặt cắt ngang đối với trục z,

[K]e

Ma trận độ cứng phần tử,

[K]se

Ma trận độ cứng PTTX,

[K*]

Ma trận độ cứng hiệu quả,

kw

Số sóng,

kn, ks

Độ cứng pháp tuyến, tiếp tuyến của PTTX,


viii
L

Chiều dài phần tử thanh dầm,

Lw

Chiều dài bước sóng,

[M]e

Ma trận khối lượng phần tử,

[N]e

Ma trận các hàm dạng của phần tử,

{Pg}

Véctơ tải trọng phần tử do lực khối,

p(t)

Áp lực gió,

{pn}

Véc tơ tải trọng sóng phân bố trên một đơn vị chiều dài thanh,

q

Tải trọng phân bố theo chiều dài,

Tw

Chu kỳ sóng,

Uwin

Tốc độ gió,

uw, vw

Vận tốc sóng theo phương ngang, phương đứng,

Unx

Cường độ vận tốc sóng theo phương ngang,

Uny

Cường độ vận tốc sóng theo phương đứng,

{u}

Véctơ chuyển vị tại một điểm thuộc phần tử,

{u}e

Véctơ chuyển vị nút của phần tử,

u, v

Chuyển vị kết cấu theo phương ngang và đứng,

 v

u,

Vận tốc chuyển vị kết cấu theo phương ngang, phương đứng,


u, 
v

Gia tốc chuyển vị kết cấu theo phương ngang, phương đứng,

{R*}

Véctơ tải trọng hiệu quả,

Vx, Vy

Vận tốc sóng theo phương x và y

Ve

Thể tích phần tử,

Sηη

Phổ độ cao mặt sóng,

1.2. Các ký hiệu bằng chữ Hy Lạp
α, δ

Các tham số trong tích phân Newmark,

αr, βr

Các hằng số cản Rayleigh,

Δt

Bước thời gian tích phân,

{δ}

Véctơ chuyển vị nút phần tử tiếp xúc,

ωi, ωj

Các tần số dao động riêng,


ix
ξi, ξj

Các tỷ số cản,

ωw

Tần số sóng,

ηw

Độ cao mặt sóng biển so với mực nước tĩnh,

ρ

Khối lượng riêng của vật liệu,

ρair

Khối lượng riêng của khơng khí,

ρw

Khối lượng riêng của nước biển,

{σ}

Véctơ ứng suất phần tử,

{ε}

Véctơ biến dạng phần tử,

{εse}

Véctơ biến dạng phần tử tiếp xúc,

εD

Độ chính xác yêu cầu theo chuyển vị,

εF

Độ chính xác u cầu theo lực,

θ

Góc xoay trong mặt phẳng xy,

ν

Hệ số poisson,

τgh

Ứng suất trượt giới hạn,

φ

Góc hợp bởi trục phần tử thanh dầm và phương thẳng đứng,
G
Góc hợp bởi Uwin ( t ) và pháp tuyến của mặt chắn gió.

ψ

2. Danh mục các chữ viết tắt
PTHH:

Phần tử hữu hạn,

PTTX:

Phần tử tiếp xúc,

TT

Tương tác,

KTT

Khơng tương tác,

FRAME_W1_2012: Chương trình tính tốn động lực cơng trình biển cố
định hệ thanh phẳng chịu tác dụng của tải trọng sóng và gió theo mơ hình
khơng tương tác,
FRAME_W2_2012: Chương trình tính tốn động lực cơng trình biển cố
định hệ thanh phẳng trên nền san hơ chịu tác dụng của tải trọng sóng và gió
theo mơ hình kết cấu và nền làm việc đồng thời.


x
DANH MỤC CÁC BẢNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU...............................................................6
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH CHỊU
TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG SÓNG VÀ GIÓ …… ..........................................................25

Bảng 2.1. Tóm tắt thuật tốn tích phân trực tiếp Newmark giải bài toán .................43
Bảng 2.2. So sánh tần số riêng, kiểm tra độ tin cậy của chương trình tính...............45
Bảng 2.3. So sánh kết quả kiểm tra độ tin cậy của chương trình tính .......................47
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH CHỊU
TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG SÓNG, GIÓ VÀ TƯƠNG TÁC VỚI NỀN SAN HÔ .....48

Bảng 3.1. Đặc trưng vật liệu của phần tử tiếp xúc ......................................................62
Bảng 3.2. So sánh kết quả kiểm tra độ tin cậy của chương trình tính .......................73
CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN PHẢN
ỨNG ĐỘNG CỦA CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI
TRỌNG SÓNG VÀ GIÓ .........................................................................................................73

Bảng 4.1. Giá trị lớn nhất chuyển vị, gia tốc tại đỉnh giàn và mô men uốn tại chân
cọc chính, cọc phụ (mơ hình khơng tương tác)...........................................................81
Bảng 4.2. Đặc trưng vật liệu các lớp nền san hô .........................................................82
Bảng 4.3. Giá trị lớn nhất về chuyển vị, gia tốc chuyển vị tại đỉnh giàn và mô men
uốn tại chân cọc chính, cọc phụ (mơ hình tương tác) .................................................86
Bảng 4.4. Giá trị lớn nhất về chuyển vị, gia tốc chuyển vị tại đỉnh giàn và mô men
uốn tại chân cọc chính, cọc phụ (mơ hình khơng tương tác và tương tác) ...............89
Bảng 4.5. Biến thiên giá trị lớn nhất về chuyển vị tại đỉnh giàn và mô men uốn tại
chân cọc chính, cọc phụ theo chiều cao sóng Hw (mơ hình KTT và TT)..................92
max  max
Bảng 4.6. Biến thiên giá trị U max
tại đỉnh giàn và M max
tại chân cọc
z
x , Uy , Ux

chính, cọc phụ theo mơ đun đàn hồi Ech của vật liệu cọc chính.................................93


xi
max  max
Bảng 4.7. Biến thiên giá trị U max
tại đỉnh giàn và M max
chân cọc

x , Uy , Ux
z

chính, cọc phụ theo mô đun đàn hồi Eph của vật liệu cọc phụ....................................97
max  max
Bảng 4.8. Biến thiên giá trị U max
tại đỉnh giàn và M max
tại chân cọc
x , Uy , Ux
z

chính, cọc phụ theo đường kính ngồi Dch của cọc chính .......................................101
max  max
Bảng 4.9. Biến thiên giá trị U max
tại đỉnh giàn và M max
tại chân cọc
x , Uy , Ux
z

chính, cọc phụ theo chiều dày tch của thành cọc chính .............................................105
max  max
tại đỉnh giàn và M max
tại chân
Bảng 4.10. Biến thiên giá trị U max
x , Uy , Ux
z

cọc chính, cọc phụ theo đường kính ngoài Dth của thanh giằng ............................109
max  max
Bảng 4.11. Biến thiên giá trị U max

tại đỉnh giàn và M max
tại chân
x , Uy , Ux
z

cọc chính, cọc phụ theo chiều dày tth của thành ống thanh giằng ...........................113
max  max
Bảng 4.12. Biến thiên giá trị U max
tại đỉnh giàn và M max
tại chân
x , Uy , Ux
z

cọc chính, cọc phụ theo chiều sâu ngàm (mơ hình khơng tương tác) ....................117
Bảng 4.13. Biến thiên giá trị lớn nhất về chuyển vị tại đỉnh giàn và mơ men uốn tại
chân cọc chính, cọc phụ theo mô đun đàn hồi Ef1 của lớp nền thứ nhất.................120
Bảng 4.14. Biến thiên giá trị lớn nhất về chuyển vị tại đỉnh giàn và mô men uốn tại
chân cọc chính, cọc phụ theo mơ đun đàn hồi Ef2 của lớp nền thứ hai................. 123
Bảng 4.15. Biến thiên giá trị lớn nhất về chuyển vị tại đỉnh giàn và mơ men uốn tại
chân cọc chính, cọc phụ theo chiều sâu cọc chính....................................................124


xii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.............................................6

Hình 1.1. Giàn khoan “Dầu Khí Hải Dương 981” trên Biển Đơng. .............9
Hình 1.2. Tồn cảnh giàn khoan Hai – bơ – nia . .......................................10
Hình 1.3. Chân đế giàn khoan Hải Thạch được kéo trượt xuống sà lan . ...11
Hình 1.4. Nhà giàn DKI ở thềm lục địa phía Đơng Nam Việt Nam..............11

Hình 1.5. Mơ tả bề mặt sóng biển. .............................................................13
Hình 1.6. Phổ độ cao mặt sóng của Pieson-Moskowitz . ...........................14
Hình 1.7. Lực sóng tác dụng lên cột trụ thẳng đứng. .................................15
Hình 1.8. Mơ hình thay thế nền bằng các lò xo Kelvin [70] . ....................20
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH CHỊU
TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG SĨNG VÀ GIĨ …… ................................................25

Hình 2.1. Mơ hình bài tốn (khơng tương tác) ...........................................26
Hình 2.2. Phần tử thanh 2 nút với hệ trục tọa độ cục bộ . ..........................27
Hình 2.3. Mơ hình phần tử thanh chịu tác dụng của tải trọng sóng biển ...30
Hình 2.4. Sơ đồ thuật tốn của phương pháp Newmark.............................44
Hình 2.5. Mơ hình bài tốn so sánh kết quả tính [57] . ..............................46
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH
CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG SÓNG, GIÓ VÀ TƯƠNG TÁC VỚI NỀN
SAN HƠ…… ............................................................................................................48

Hình 3.1. Mơ hình bài tốn cơng trình biển chịu tác dụng của tải trọng
sóng, gió.....................................................................................................49
Hình 3.2. Thứ tự nút của phần tử, hệ tọa độ tổng thể, hệ tọa độ cục bộ của
phần tử tứ giác bốn điểm nút . .....................................................................52

Hình 3.3. Thứ tự nút của phần tử, hệ tọa độ tổng thể, hệ tọa độ cục bộ của
phần tử tam giác ba điểm nút .....................................................................53

Hình 3.4. Sơ đồ phần tử tiếp xúc [54]. .......................................................58


xiii
Hình 3.5. Sơ đồ thuật tốn giải bài tốn tương tác động lực học giữa kết
cấu giàn phẳng và nền san hơ.....................................................................71

Hình 3.6. Mơ hình bài tốn so sánh kết quả tính [73] ................................73
CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THƠNG SỐ ĐẾN PHẢN
ỨNG ĐỘNG CỦA CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI
TRỌNG SÓNG VÀ GIĨ..........................................................................................................75

Hình 4.1. Mơ hình của bài tốn (mơ hình khơng tương tác) ......................76
Hình 4.2. Giản đồ vận tốc gió U win ( t ) với U max = 46,35m / s [37]............77
(1)

(1)

Hình 4.3. Mơ hình PTHH của bài tốn (mơ hình khơng tương tác). .. . .....77
Hình 4.4. Đáp ứng chuyển vị ngang Ux tại đỉnh giàn theo thời gian (mơ
hình khơng tương tác). ...............................................................................78
Hình 4.5. Đáp ứng chuyển vị đứng Uy tại đỉnh giàn theo thời gian (mơ hình
khơng tương tác) ........................................................................................79
 tại đỉnh giàn theo thời gian
Hình 4.6. Đáp ứng gia tốc chuyển vị ngang U
x

(mơ hình khơng tương tác).........................................................................79
 tại đỉnh giàn theo thời gian
Hình 4.7. Đáp ứng gia tốc chuyển vị đứng U
y

(mơ hình khơng tương tác).........................................................................80
Hình 4.8. Đáp ứng mơ men uốn tại chân cọc chính và chân cọc phụ theo
thời gian (mơ hình khơng tương tác)..........................................................80
Hình 4.9. Mơ hình bài tốn (mơ hình tương tác)........................................82
Hình 4.10. Đáp ứng chuyển vị ngang Ux tại đỉnh giàn theo thời gian (mơ

hình tương tác) ...........................................................................................83
Hình 4.11. Đáp ứng chuyển vị đứng Uy tại đỉnh giàn theo thời gian (mơ
hình tương tác) ...........................................................................................84
 tại đỉnh giàn theo thời
Hình 4.12. Đáp ứng gia tốc chuyển vị ngang U
x

gian (mô hình tương tác). ...........................................................................84


xiv
 tại đỉnh giàn theo thời gian
Hình 4.13. Đáp ứng gia tốc chuyển vị đứng U
y

(mơ hình tương tác)....................................................................................85
Hình 4.14. Đáp ứng mơmen uốn Mz tại chân cọc chính và chân cọc phụ
theo thời gian (khơng tương tác). ...............................................................85
Hình 4.15. Đáp ứng chuyển vị ngang Ux tại đỉnh giàn theo thời gian (mơ
hình tương tác và khơng tương tác)............................................................87
Hình 4.16. Đáp ứng chuyển vị đứng Uy tại đỉnh giàn theo thời gian (mơ
hình tương tác và khơng tương tác)............................................................87
Hình 4.17. Đáp ứng mơmen uốn Mz tại chân cọc chính theo thời gian (mơ
hình tương tác và khơng tương tác)............................................................88
Hình 4.18. Đáp ứng mômen uốn Mz tại chân cọc phụ theo thời gian (mơ
hình tương tác và khơng tương tác)............................................................88
Hình 4.19. Đáp ứng chuyển vị ngang tại đỉnh giàn theo thời gian ( U win ( t ) ,
(1)

H w = 16,56m ; U win ( t ) , H w = 12, 45m ; U win ( t ) , H w = 8, 28m ). .....................91

(1)

(2)

(2)

(3)

(3)

Hình 4.20. Đáp ứng mơ men uốn tại chân cọc chính theo thời gian ( U win ( t ) ,
(1)

H w = 16,56m ; U win ( t ) , H w = 12, 45m ; U win ( t ) , H w = 8, 28m ). .....................91
(1)

(2)

(2)

(3)

(3)

Hình 4.21. Đáp ứng mơ men uốn tại chân cọc phụ theo thời gian ( U win ( t ) ,
(1)

H w = 16,56m ; U win ( t ) , H w = 12, 45m ; U win ( t ) , H w = 8, 28m ). .....................92
(1)

(2)

(2)

(3)

(3)

Hình 4.22 Quan hệ giữa chuyển vị ngang U max
tại đỉnh giàn và mô đun đàn
x

hồi Ech của vật liệu cọc chính (mơ hình tương tác và khơng tương tác).........94
Hình 4.23. Quan hệ giữa chuyển vị đứng U max
tại đỉnh giàn và mô đun đàn
y
hồi Ech của vật liệu cọc chính (mơ hình tương tác và khơng tương tác).........94
 max tại đỉnh giàn và mơ đun
Hình 4.24. Quan hệ giữa gia tốc chuyển vị ngang U
x

đàn hồi Ech của vật liệu cọc chính (mơ hình tương tác và không tương tác). .......95


xv
Hình 4.25. Quan hệ giữa mơmen uốn M max
tại chân cọc chính và mơ đun đàn
z
hồi Ech của vật liệu cọc chính (mơ hình tương tác và khơng tương tác).........95
tại chân cọc phụ và mơ đun đàn

Hình 4.26 Quan hệ giữa mômen uốn M max
z
hồi Ech của vật liệu cọc chính (mơ hình tương tác và khơng tương tác).........96
tại đỉnh giàn và mơ đun
Hình 4.27. Quan hệ giữa chuyển vị ngang U max
x
đàn hồi Eph của vật liệu cọc phụ (mơ hình tương tác và khơng tương tác).98
tại đỉnh giàn và mơ đun đàn
Hình 4.28. Quan hệ giữa chuyển vị đứng U max
y
hồi Eph của vật liệu cọc phụ (mô hình tương tác và khơng tương tác)........98
 max tại đỉnh giàn và mơ đun
Hình 4.29. Quan hệ giữa gia tốc chuyển vị ngang U
x
đàn hồi Eph của vật liệu cọc phụ (mơ hình tương tác và khơng tương tác).........99
tại chân cọc chính và mơ đun đàn
Hình 4.30. Quan hệ giữa mômen uốn M max
z
hồi Eph của vật liệu cọc phụ (mơ hình tương tác và khơng tương tác). ..........99
tại chân cọc phụ và mơ đun đàn
Hình 4.31. Quan hệ giữa mômen uốn M max
z
hồi Eph của vật liệu cọc phụ (mơ hình tương tác và khơng tương tác). ........100
Hình 4.32. Quan hệ giữa chuyển vị ngang U max
tại đỉnh giàn và đường kính
x
ngồi Dch của cọc chính (mơ hình tương tác và khơng tương tác)...............102
tại đỉnh giàn và đường kính
Hình 4.33. Quan hệ giữa chuyển vị đứng U max
y

ngoài Dch của cọc chính (mơ hình tương tác và khơng tương tác). ..........102
 max tại đỉnh giàn và đường
Hình 4.34. Quan hệ giữa gia tốc chuyển vị ngang U
x

kính ngồi Dch của cọc chính (mơ hình tương tác và khơng tương tác)...........103
tại chân cọc chính và đường kính
Hình 4.35. Quan hệ giữa mơmen uốn M max
z
ngồi Dch của cọc chính (mơ hình tương tác và khơng tương tác)...............103
tại chân cọc phụ và đường kính
Hình 4.36. Quan hệ giữa mơmen uốn M max
z
ngồi Dch của cọc chính (mơ hình tương tác và không tương tác)...............104


xvi
Hình 4.37. Quan hệ giữa chuyển vị ngang U max
tại đỉnh giàn và chiều dày
x
tch của thành ống cọc chính (mơ hình tương tác và khơng tương tác). .....106
tại đỉnh giàn và chiều dày
Hình 4.38. Quan hệ giữa chuyển vị đứng U max
y
tch của thành ống cọc chính (mơ hình tương tác và không tương tác). .....106
 max tại đỉnh giàn và chiều
Hình 4.39. Quan hệ giữa gia tốc chuyển vị ngang U
x
dày tch của thành ống cọc chính (mơ hình tương tác và khơng tương tác). ......107
Hình 4.40. Quan hệ giữa mơmen uốn M max

tại chân cọc chính và chiều dày
z
tch của thành ống cọc chính (mơ hình tương tác và khơng tương tác)..........107
Hình 4.41. Quan hệ giữa mơmen uốn M max
tại chân cọc phụ và chiều dày tch
z
của thành ống cọc chính (mơ hình tương tác và khơng tương tác). .............108
tại đỉnh giàn và đường kính
Hình 4.42. Quan hệ giữa chuyển vị ngang U max
x
ngoài Dth của thanh giằng (mơ hình tương tác và khơng tương tác)............110
Hình 4.43. Quan hệ giữa chuyển vị đứng U max
tại đỉnh giàn và đường kính
y
ngồi Dth của thanh giằng (mơ hình tương tác và không tương tác).........110
 max tại đỉnh giàn và đường
Hình 4.44. Quan hệ giữa gia tốc chuyển vị ngang U
x
kính ngồi Dth của thanh giằng (mơ hình tương tác và khơng tương tác). .......111
tại chân cọc chính và đường kính
Hình 4.45. Quan hệ giữa mơmen uốn M max
z
ngồi Dth của thanh giằng (mơ hình tương tác và khơng tương tác)............111
Hình 4.46. Quan hệ giữa mơmen uốn M max
tại chân cọc phụ và đường kính
z
ngồi Dth của thanh giằng (mơ hình tương tác và khơng tương tác)............112
Hình 4.47. Quan hệ giữa chuyển vị ngang U max
tại đỉnh giàn và chiều dày
x

tth của ống thanh giằng (mơ hình tương tác và khơng tương tác). ............114
tại đỉnh giàn và chiều dày
Hình 4.48. Quan hệ giữa chuyển vị đứng U max
y
tth của ống thanh giằng (mơ hình tương tác và khơng tương tác). ...........114


xvii
 max tại đỉnh giàn và chiều
Hình 4.49. Quan hệ giữa gia tốc chuyển vị ngang U
x

dày tth của ống thanh giằng (mơ hình tương tác và khơng tương tác).............115
Hình 4.50. Quan hệ giữa mômen uốn M max
tại chân cọc chính và chiều dày
z
tth của ống thanh giằng (mơ hình tương tác và khơng tương tác). ..............115
Hình 4.51. Quan hệ giữa mômen uốn M max
tại chân cọc phụ và chiều dày tth
z
của ống thanh giằng (mơ hình tương tác và khơng tương tác). ...................116
tại đỉnh giàn và
Hình 4.52. Quan hệ giữa chuyển vị ngang lớn nhất U max
x
chiều sâu ngàm (mơ hình khơng tương tác). ............................................117
tại đỉnh giàn và
Hình 4.53. Quan hệ giữa chuyển vị đứng lớn nhất U max
y
chiều sâu ngàm (mơ hình khơng tương tác). ............................................118
 max tại đỉnh giàn và

Hình 4.54. Quan hệ giữa gia tốc chuyển vị ngang lớn nhất U
x

chiều sâu ngàm (mơ hình khơng tương tác)..................................................118
Hình 4.55. Quan hệ giữa mơmen uốn lớn nhất M max
tại mặt cắt chân cọc
z
chính và chiều sâu ngàm (mơ hình khơng tương tác) .................................119
Hình 4.56. Quan hệ giữa mômen uốn lớn nhất M max
tại mặt cắt chân cọc phụ
z
và chiều sâu ngàm (mơ hình khơng tương tác)...........................................119
tại đỉnh giàn và mơ
Hình 4.57. Quan hệ giữa chuyển vị ngang lớn nhất U max
x
đun đàn hồi Ef1 của lớp nền thứ nhất (mơ hình tương tác) .............................121
Hình 4.58. Quan hệ giữa mô men uốn lớn nhất M max
tại chân cọc chính và mơ
z
đun đàn hồi Ef1 của lớp nền thứ nhất (mơ hình tương tác) .............................121
tại chân cọc phụ và mơ
Hình 4.59. Quan hệ giữa mơ men uốn lớn nhất M max
z
đun đàn hồi Ef1 của lớp nền thứ nhất (mơ hình tương tác) .............................122
Hình 4.60. Quan hệ giữa chuyển vị ngang lớn nhất U max
tại đỉnh giàn và mô
x
đun đàn hồi Ef2 của lớp nền thứ hai (mơ hình tương tác) ...............................123

xviii
Hình 4.61. Quan hệ giữa mơ men uốn lớn nhất M max
tại chân cọc chính và mơ
z
đun đàn hồi Ef2 của lớp nền thứ hai (mơ hình tương tác) ...............................123
Hình 4.62. Quan hệ giữa mô men uốn lớn nhất M max
tại chân cọc phụ và mô
z
đun đàn hồi Ef2 của lớp nền thứ hai (mơ hình tương tác) ...............................124
Hình 4.63. Quan hệ giữa chuyển vị ngang lớn nhất U max
tại đỉnh giàn và chiều
x
sâu H1 của cọc chính (mơ hình tương tác)....................................................125
tại chân cọc chính và
Hình 4.64. Quan hệ giữa mô men uốn lớn nhất M max
z
chiều sâu H1 của cọc chính (mơ hình tương tác)...........................................125
Hình 4.65. Quan hệ giữa mô men uốn lớn nhất M max
tại chân cọc phụ và chiều
z
sâu H1 của cọc chính (mơ hình tương tác)....................................................126