Đề tài: Phân tích ổn định của đập bê tông đầm lăn thủy điện sông Bung 4 bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Chia sẻ: Dung Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

66
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày năn, sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước đang đặt ra những yêu cầu cao cho sự phát triển các ngành thủy lợi - thủy điện. Nhu cầu cho dân sinh, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp các hoạt động dịch vụ, giao thông giữ gìn và cải thiện môi sinh đang không ngừng tăng lên.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Phân tích ổn định của đập bê tông đầm lăn thủy điện sông Bung 4 bằng phương pháp phần tử hữu hạn

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG HOÀNG NAM KHÁNH PHÂN TÍCH N Đ NH C A Đ P BÊ TÔNG Đ M LĂN TH Y ĐI N SÔNG BUNG 4 B NG PHƯƠNG PHÁP PH N T H U H N Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y Mã s : 60.58.40 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng - Năm 2011
2 Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: GS.TS. Nguy n Th Hùng Ph n bi n 1: TS. Hoàng Phương Hoa Ph n bi n 2: TS.Tr n Đình Qu ng Lu n văn ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 10 tháng 12 năm 2011. Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng
3 M Đ U 1. Tính c p thi t c a ñ tài Ngày nay, s nghi p công nghi p hóa và hi n ñ i hóa ñ t nư c ñang ñ t ra nh ng yêu c u cao cho s phát tri n các ngành th y l i – th y ñi n. Nhu c u nư c cho dân sinh, s n xu t công nghi p, nông nghi p, các ho t ñ ng d ch v , giao thông, gi gìn và c i thi n môi sinh ñang không ng ng tăng lên. Nh t là các công trình th y l i – th y ñi n thì yêu c u m c ñ an toàn ph i cao khi ñ i phó v i lũ l t. Nhi u h th ng thu l i – th y ñi n v i quy mô khác nhau ñã và ñang ñư c xây d ng trên c nư c. Nhi m v c a ngư i thi t k cũng ñòi h i ph i ñư c chuyên môn hóa và công trình ph i ñư c tính toán chính xác cao ñ tăng m c ñ an toàn và ti t ki m. Trong các h ng m c công trình th y ñi n, thì v n ñ n ñ nh c a ñ p dâng là c c kỳ quan tr ng! Nó không ch nh hư ng ñ n l i ích kinh t - xã h i c a ñ t nư c mà còn nh hư ng ñ n ñ i s ng dân sinh t i khu v c d án. Vi c nghiên c u, tính toán, ki m tra ng su t n ñ nh c a ñ p và n n trong ñi u ki n làm vi c th c t khi có nh ng t h p l c b t l i như sóng, gió, ñ ng ñ t… là r t c n thi t. Vì v y, tác gi ch n ñ tài: “Phân tích n ñ nh c a ñ p bê tông ñ m lăn th y ñi n Sông Bung 4 b ng phương pháp ph n t h u h n” ñ nghiên c u. 2. M c tiêu và n i dung nghiên c u c a ñ tài Thu th p tài li u thi t k , tài li u ñ a hình, ñ a ch t, th y văn Th y ñi n Sông Bung 4, nghiên c u ñánh giá ñi u ki n ñ a hình, ñ a ch t, th y văn. Tìm hi u các phương pháp tính sóng lên ñ p, tính n ñ nh c a h ng m c ñ p bê tông ñ m lăn, cơ s lý thuy t và cách s d ng ph n m m SAP2000.
4 Tính toán n ñ nh, cơ s lý thuy t và cách s d ng ph n m m SAP2000 ñ ki m tra ñ n ñ nh c a h ng m c ñ p bê tông ñ m lăn công trình Th y ñi n Sông Bung 4 khi làm vi c ñ ng th i v i n n trong ñi u ki n b t l i c a sóng, gió, ñ ng ñ t… T ñó ki n ngh v i các công trình tương t . 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u n ñ nh c a ñ p bê tông ñ m lăn trên sông Bung, thu c ñ a bàn xã Tà BHing và xã ZuôiH, huy n Nam Giang, t nh Qu ng Nam. 4. Phương pháp nghiên c u Nghiên c u cơ s lý thuy t các phương pháp tính n ñ nh c a công trình th y l i – th y ñi n, cơ s lý thuy t c a ph n m m SAP2000 và ng d ng nó ñ gi i quy t bài toán n ñ nh. 5. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a ñ tài Lu n văn ñưa ra các quan ñi m tính n ñ nh ñ p Bê tông tr ng l c hi n nay và nêu lên ñư c nh ng h n ch và ưu ñi m c a t ng phương pháp. Ch ng minh tính ưu ñi m c a phương pháp ph n t h u h n. Sau ñó ng d ng phương pháp này ñ tính n ñ nh c a ñ p bê tông ñ m lăn th y ñi n Sông Bung 4, T nh Qu ng Nam, khi áp l c sóng ñư c tính toán sát v i th c t hơn. 6. C u trúc c a lu n văn CHƯƠNG 1 - T NG QUAN V TÍNH N Đ NH, NG SU T VÀ BI N D NG C A Đ P BÊ TÔNG TR NG L C 1.1. M t s quan ñi m ch n tiêu chu n n ñ nh c a ñ p bê tông tr ng l c Đ p bê tông tr ng l c là ñ p có kh i lư ng bê tông l n. Đ p duy trì n ñ nh nh tr ng lư ng c a kh i bê tông này.
5 Lo i ñ p này có ưu ñi m là k t c u và phương pháp thi công ñơn gi n, ñ n ñ nh cao, có th dùng ñ tràn nư c ho c không tràn nư c. Lo i ñ p này s m ñư c s d ng trên toàn th gi i. Trong các nghiên c u v n ñ nh c a ñ p bê tông tr ng l c có nhi u quan ñi m khác nhau v l a ch n tiêu chu n n ñ nh ñ p như sau: + M t ñi m trên m t c t b phá ho i thì coi như toàn b m t c t tính toán ñó b phá ho i. + L y tiêu chu n bi n hình c c h n làm tiêu chu n tính toán, khi ñ p làm vi c vư t quá gi i h n này thì coi như ñ p làm vi c không bình thư ng. Quan ñi m bi n hình c c h n phù h p v m t lý lu n tuy nhiên tr l i ñư c câu h i khi nào g i là bi n hình c c h n? Đây là m t khó khăn, khi tính toán ph i k t h p v i tiêu chu n cư ng ñ ñ nghiên c u. + Tiêu chu n n ñ nh t m th i. Có th hình dung tiêu chu n này n m gi a gi i h n phá ho i và không phá ho i. Gi i h n t m th i cho phép ñ p làm vi c ñ n m t gi i h n phá ho i nào ñó c a v t li u ho c m t ph m vi nào ñó c a m t c t nhưng so v i kh năng làm vi c c a v t li u ho c t ng th ñ p v n còn ñ nh , v n còn phù h p v i các ñi u ki n kinh t kĩ thu t. Đây là m t quan ñi m tương ñ i toàn di n. Tuy nhiên các nghiên c u chưa hoàn thi n. Vì v y hi n nay chưa th y các quy ph m ñưa vào ñ tính toán thi t k ñ p. 1.2. Các d ng m t n ñ nh c a ñ p bê tông tr ng l c 1.2.1. n ñ nh c a công trình xây trên n n ñá 1.2.1.1. Các kh năng m t n ñ nh a. Trư t theo m t m t nào ñó, có th là m t ñáy ñ p ti p xúc v i n n, hay m t ph ng ñi qua ñáy c a các chân khay (khi ñ p có làm chân khay c m sâu vào n n)
6 b. L t theo tr c n m ngang d c theo mép h lưu c a m t m t c t nào ñó, thư ng là m t ñáy ñ p, hay m t c t mà ñ p b khoét l , gi m y u c. N n ñ p b phá ho i khi tr s ng su t t ñ p truy n xu ng vư t quá s c ch u t i c a n n 1.2.1.2. n ñ nh v trư t ph ng a. V i m t trư t n m ngang b. V i m t trư t nghiêng v thư ng lưu m t góc β c. V i m t trư t nghiêng v h lưu m t góc β 1.2.1.3. n ñ nh v l t 1.2.2. n ñ nh c a công trình xây trên n n ñ t 1.2.2.1. Hình d ng m t trư t 1.2.2.2. Phán ñoán kh năng trư t a. V i n n cát, ñ t hòn l n, ñ t có sét c ng và n a c ng b. V i n n ñ t sét d o, d o c ng và d o m m c. Khi không th a mãn các ñi u ki n quy ñ nh trên d. Khi m t trư t n m ngang e. Khi m t trư t n m nghiêng 1.2.2.3. n ñ nh theo sơ ñ trư t h n h p 1.2.2.4. n ñ nh theo sơ ñ trư t sâu a. Trư ng h p n n ñ ng ch t b. Trư ng h p n n không ñ ng ch t 1.3. Các phương pháp tính toán ñ b n và n ñ nh c a n n và c a ñ p bê tông tr ng l c 1.3.1. N i dung tính toán 1.3.2. Các phương pháp tính toán 1.3.2.1. Phương pháp tính ng su t m t biên a. ng su t pháp trên m t ph ng n m ngang
7 b. ng su t c t t i biên c. ng su t pháp trên biên d. ng su t chính biên e. ng su t c t chính 1.3.2.2. Phương pháp phân tích tr ng l c tính ng su t trong thân ñ p a. ng su t pháp σy b. ng su t c t τ c. ng su t pháp σx d. ng su t chính e. ng su t ti p chính f. Các ñư ng ñ ng ng su t và qu ñ o ng su t 1.3.2.3. Phương pháp lý thuy t ñàn h i a. Đ p có d ng hình nêm vô h n dư i tác d ng c a áp l c nư c và tr ng lư ng b n thân b. Đ p có d ng hình nêm vô h n ch u t i tr ng phân b ñ u c. Đ p có d ng hình nêm vô h n ch u tác d ng c a l c t p trung ñ nh d. ng su t do mômen t p trung M ñ nh gây ra e. ng su t trong ñ p bê tông do các t i tr ng khác gây ra f. Mô t phân b ng su t trong thân ñ p 1.3.2.4. Phương pháp ph n t h u h n Theo phương pháp ph n t h u h n, bài toán quy v vi c gi i m t h phương trình ñ i s tuy n tính xác ñ nh quan h gi a các l c tác d ng vào nút c a ph n t và chuy n v c a các ñi m nút c a ph n t . Quan h này ñư c bi u di n dư i d ng ma tr n: {F} = {K} .{U} (1.67) 1.3.2.5. Phương pháp tính theo tr ng thái gi i h n
8 a. Các tr ng thái gi i h n b. Bi u th c tính toán 1.3.2.6. Phương pháp h s an toàn ch ng trư t t i m t ti p giáp gi a ñ p và n n 1.3.2.7. Phương pháp tính theo h s an toàn 1.3.2.8. Phương pháp tính theo ñ tin c y 1.4. nh hư ng c a bi n d ng n n ñ n s phân b ng su t trong thân ñ p 1.5. nh hư ng c a l c th m ñ n thành ph n ng su t trong thân ñ p 1.6. nh hư ng c a s thay ñ i nhi t ñ và ñ m ñ n thành ph n ng su t trong thân ñ p CH ƯƠNG 2 - CƠ S LÝ TH UY T C A P H N M M SAP 2000 TRO NG P H ÂN TÍCH N Đ NH C A Đ P B Ê TÔ NG TR NG L C 2.1. Gi i thi u chung SAP2000 là s n ph m ph n m m ñ phân tích k t c u xây d ng, áp d ng phương pháp ph n t h u h n di n toán dư i d ng ngôn ng ma tr n làm cơ s gi i quy t các bài toán k t c u. SAP2000 có giao di n ñ h a r t m nh nên ngư i dùng d s d ng. Quá trình t o và thay ñ i mô hình, gi i và ki m tra bài toán thi t k ñ u ñư c th c hi n trong cùng m t giao di n, hi n th k t qu dư i d ng ñ h a k c mô hình dao ñ ng theo th i gian trong các bài toán phân tích ñ ng. Khi x lý d li u, SAP2000 t ñ ng chuy n ñ i mô hình ñ i tư ng cơ b n vào trong mô hình ph n t cơ b n dùng ñ tính toán.
9 Mô hình ph n t cơ b n ñư c g i là mô hình tính toán, nó bao g m các ph n t h u h n truy n th ng và các liên k t (ñi m nút). Phân tích n ñ nh c a công trình ph thu c ch y u 2 tr ng thái: - n ñ nh l t, trư t c a công trình. - Ki m tra ñi u ki n b n c a k t c u. 2.2. N i dung c a phương pháp ph n t h u h n trong phân tích n ñ nh ñ p bê tông tr ng l c 2.2.1. Các lo i ph n t 2.2.1.1. Ph n t t m (Shell) 2.2.1.2. Ph n t bi n d ng ph ng (Plane Strain Element) 2.2.1.3. Ph n t ng su t ph ng (Plane Stress Element) 2.2.1. Hàm chuy n v 2.2.2. Đánh giá sai s ph n t h u h n 2.2.3. Các ñi u ki n biên 2.2.4. Đi u ki n cư ng ñ 2.2.5. H t a ñ mi n 2.2.6. Lý thuy t sóng s d ng trong SAP2000 T i tr ng sóng tác d ng lên công trình thư ng ñư c bi u di n dư i d ng bi u ñ áp l c sóng theo ñ sâu nư c và ph thu c vào hình d ng k t c u công trình. • Sóng Airy hay còn g i là lý thuy t sóng tuy n tính ñư c xây d ng trên cơ s s d ng h phương trình th y ñ ng l c h c sóng (2.26).
10 ∆φ ( x, z, t ) = 0 ∀t, ∀M ( x, z ) ∈ Ω  dφ  =0 z = −d dz   (2.26) ∂φ 1  ∂φ   ∂φ   2 2  +   +    + gη = 0 ∀t, ∀M ( x, η)  ∂t 2  ∂x   ∂z      ∂η ∂φ ∂η ∂φ  + − =0 ∀t, ∀M ( x, η)  ∂t ∂x ∂x ∂z  • Sóng Stoker hay còn g i là sóng sinusoidal (sóng hình sin). ñây các thông s sóng ñư c di n t b ng các hàm lư ng giác thông thư ng và các hàm hyperbol dư i d ng chu i v i s mũ t 1 ñ n n. • Sóng Cnoidal cũng là lý thuy t sóng b c cao, song các thông s sóng ñư c di n t dư i các hàm Jacobie – Elliptic. • Lý thuy t Cnoidal có ph m vi ng d ng h p n m k p gi a gi i h n v H/d = 0,78 và không v L2H/d3 = 26, ñư c d ng l i vùng chuy n ti p. 2.2.7. Phương pháp tính toán công trình ch u tác ñ ng c a ñ ng ñ t trong SAP2000 * Phương pháp ph ph n ng: * Phương pháp l ch s th i gian: - K thu t phân tích d ng chính: - Tích phân tr c ti p phương trình chuy n ñ ng: 2.2.8. Các phương trình ph n t h u h n L i gi i gi ñ nh:  u1  u   N 0 N 2 0 L  v1     u  ≡ {N} {d} u(x, y) =   =  1 T (2.31) v   0 N1 0 N2 L  2  M    Quan h bi n d ng - chuy n v :
11  ∂u   ∂N1 ∂N2    0 0 L u   εx   ∂x   ∂x ∂x  1    ∂v   ∂N1 ∂N2  v  (2.32) {ε} = εy  =  L  1  ≡ [ B] {d} T  0 0    ∂y   ∂y ∂y  u 2  γ xy   ∂u ∂v   ∂N1 ∂N1 ∂N2 ∂N2  M   +  L    ∂y ∂x  ∂y ∂x ∂y ∂x  Quan h ng x n u có s thay ñ i nhi t ñ ∆T: {σ} = [C]{{ε} − {ε0 }} (2.33) σx + σ y {ε0 } = {α∆T α∆T 0} ; ε z = −ν + α∆T T (2.34) E Bài toán ng su t ph ng:    σx  1 ν 0   ε x  α∆T     E        σy  = ν 1 0   ε y  − α∆T  (2.35) τ  1 − ν 2  1 − ν   γ xy   0   xy  0 0       2  Bài toán bi n d ng ph ng:   σx  1 −ν ν 0   εx  (1 + ν)α∆T   E        σy  =  ν 1− ν 0   εy  − (1 + ν)α∆T 2.36) τ  (1 + ν)(1 − 2ν)  1 − 2ν  γ xy   0   xy   0 0       2  H phương trình ph n t : [ K ]{d} = {rq } + {rb }{rε } (2.37) Ma tr n ñ c ng ph n t : [ K ] = h ∫∫ [B][C][B]T dA (2.38) A Véctơ t i tương ñương do t i phân b : q  {rq } = h ∫ {Nc } q x  dC (2.39) C  y
12 Véctơ t i tương ñương do t i th tích: b  {rb } = h ∫ {N} bx  dA (2.40) A  y  Véctơ t i tương ñương do s thay ñ i nhi t ñ ban ñ u: {rε } = h ∫∫ [B][C]{ε0 } dA (2.41) A 2.2.9. R i r c ph n t h u h n Xét ph n t h u h n hình tam giác b t kỳ có các ñ nh 1, 2, 3 (Hình 2.10) và ch u tác d ng c a các ngo i l c ñ t t i các ñi m nút là: [F] = [F1x, F1y, F2x, F2y, F3x, F3y] T i các nút phát sinh phát sinh các véctơ chuy n v là: [V] = [u1, v1, u2, v2, u3, v3] 6 7 12 a) b) 5 11 4 6 12 5 4 8 13 1 3 3 10 13 1 2 7 14 1 3 9 14 2 1 8 15 1 9 16 2 10 11 15 Hình 2.10. Sơ ñ tính toán b ng phương pháp PTHH a) Chia mi n S thành nhi u ph n t ; b) Ph n t tam giác v i 3 ñi m nút Phương trình cân b ng ng su t ph ng là:  ∂σ x ∂τ xy  + + Fx = 0  ∂x ∂y (2.42)   ∂τ xy + ∂σ y + F = 0  ∂x  ∂y y
13 σx = E 1 − ν2 ( εx + νε y ) σy = E 1 − ν2 ( ε y + νεx ) (2.43) E τ xy = γ xy 2 (1 − ν ) Quan h gi a ng su t và bi n d ng trong bi u th c (2.43) có th thu n l i khi vi t dư i d ng ma tr n:    σx  1 ν 0   εx    E    {σ} =  σ y  = 2  ν 1 0   εy  (2.44) τ  1 − ν    1 − ν   γ xy   xy  0 0   2  Tương ñương v i: {σ} = [ D]{ε} [D] - ma tr n ñàn h i.   1 ν 0  E   [ D] = 2  ν 1 0  (2.45) 1− ν  1− ν  0 0   2  Bi n d ng - chuy n v : ∂   0  ε x   ∂x   ∂  u  {ε} =  ε y  =  0 (2.46)     γ   ∂y   v   xy   ∂ ∂     ∂y ∂x  2.2.10. Các bư c tính toán + Tính [Ke], [Fe]: Gi thi t quy lu t bi n ñ i c a chuy n v là b c nh t
14 u = a1 + a2x + a3y v = b1 + b2x + b3y  u i   1 x i yi 0 0 0   a1  u      j  1 x j y j 0 0 0  a 2      u  1 x k yk 0 0 0  a 3    Ve =  k  =  .  (2.48)  vi  0 0 0 1 xi yi  a 4   v j  0 0 0 1 xj y j  a 5            vk  0 0 0 1 xk    y k  a 6  Chuy n v t i ñi m (x,y) thông qua chuy n v nút là: Vxy = M xy .C −1.Ve (2.49)  ∂u   ∂     0  ε x   ∂x   ∂x     ∂v   ∂  u  (2.50) ε = ε y  =  = 0 = [ ∂ ] .Vxy T .    ∂y   ∂y   v     ε xy   ∂u ∂v   ∂ ∂   +     ∂y ∂x   ∂y ∂x   ∂     ∂x   ∂   1 x y 0 0 0  −1 (2.52) B= .   .C  ∂y   0 0 0 1 x y  ∂ ∂   +   ∂y ∂x   y jk y ki yij 0 0 0 1   B= . 0 0 0 x kj x ik x ji  (2.53) 2S∆  x kj x ik x ji y jk y ki yij    Trong ñó xkj = xk - xj; ykj = yk - yj. S∆ - di n tích ph n t ñư c xác ñ nh như sau:
15 1 1 1  1  ( x j yk − xk y j + xk yi − xi yk + xi y j − x j yi ) (2.54) S∆ =  xi x j xk  = 2 2  yi y j yk    V i bài toán ng su t ph ng ta có: σ x    (2.55) σ = σ y  = [ D ][ B] Ve = [S] Ve σ   xy  Tính toán ma tr n ñ c ng [Ke] cho t ng ph n t theo công th c: Ke = ∫ [ B] .D.[ B] .Ve dVpt = t.S∆ .[ B] .D.[ B] T T (2.56) Vpt Ma tr n t i ph n t [Fe] cho t ng ph n t theo công th c:  Fexi  F   exj   Fexk  Fe = ∫ [ C ] ( ) (2.57) −1 T M T .ρ.dVpt =   xy Vpt  Feyi     Feyj  F   eyk  + Đưa [Ke] vào [K]: Xây d ng ma tr n ñ c ng t ng th c a toàn h và phương trình v i h có m ph n t ta có: m K = ∑ Ke (2.58) e =1 Tri n khai phương trình K.V - F = 0 dư i d ng ma tr n:
16  k11 k12 L k1,n k1,n+1 k1,n+2 L k1,2n  u1  F  1x k  21 k22 L k2,n k2,n+1 k2,n+2 L k2,2n u2  F2x       M M M M M M M M  M   M        kn,1 kn,2 L kn,n kn,n+1 kn,n+2 L kn,2n un  Fnx  (2.59) = kn+1,1 kn+1,2 L kn+1,n kn+1,n+1 kn+1,n+2 L kn+1,2n  v1   F      1y  kn+2,1 kn+2,2 L kn+2,n kn+2,n+1 kn+2,n+2 L kn+2,2n v2  F2y   M M M M M M M M  M   M         k2n,1 k2n,2 L k2n,n k2n,n+1 k2n,n+2 L k2n,2n  vn  Fny      Vi c ñưa [Ke] vào [K] theo nguyên t c: - Hàng 1, 2, 3 c a Ke ñư c x p vào hàng i, j, k c a ma tr n K. - Hàng 4, 5, 6 c a Ke ñư c x p vào hàng n+i, n+j, n+k c a ma tr n K. - C t 1, 2, 3 c a Ke ñư c c ng vào c t i, j, k c a ma tr n K. - C t 4, 5, 6 c a Ke ñư c c ng vào c t n+i, n+j, n+k c a ma tr n K. + Đưa [Fe] vào [F]: Xây d ng véctơ t i F c a toàn h , v i h có m ph n t và n nút thì véctơ t i c a h có 2n thành ph n  Fx1   M    m  Fxm  F = ∑ Fe =   (2.60) e =1  Fy1   M     Fym    Vi c ñưa [Fe] vào [F] theo nguyên t c: - Hàng 1, 2, 3 c a Fe ñư c x p vào hàng i, j, k c a ma tr n F. - Hàng 4, 5, 6 c a Fe ñư c x p vào hàng n+i, n+j, n+k c a ma tr n F.
17 - C ng thêm vào t i tr ng t p trung t i nút i theo phương X vào hàng i. - C ng thêm vào t i tr ng t p trung t i nút i theo phương Y vào hàng i+n. + Gán ñi u ki n biên theo nguyên t c sau: - Nút i có tính ch t X = 1 thì [Ki,i] = VCL. - Nút i có tính ch t Y = 1 thì [Ki+n,i+n] = VCL. + Gi i h phương trình: Gi i h phương trình (2.59) cho k t qu chuy n v . V i m i ph n t (i, j, k), ta xác ñ nh ñư c véctơ chuy n v nút V v i: - ui, uj, uk l y t ph n t th i, j, k c a véctơ u. - vi, vj, vk l y t ph n t th i+n, j+n, k+n c a véctơ v. Các thành ph n ng su t xác ñ nh theo công th c (2.60). CHƯƠNG 3 - NG D NG PH N M M SAP2000 PHÂN TÍCH N Đ NH C A Đ P BÊ TÔNG Đ M LĂN CÔNG TRÌNH TH Y ĐI N SÔNG BUNG 4 3.1. Gi i thi u v công trình th y ñi n Sông Bung 4 3.1.1. V trí ñ a lý V trí c a tuy n công trình Sông Bung 4 n m trên ñ a bàn xã Tà BHing và xã ZuôiH thu c huy n Nam Giang t nh Qu ng Nam, cách thành ph Đà N ng theo ñư ng chim bay kho ng 75km v hư ng Tây - Nam. T a ñ ñ a lý tuy n ñ p 15042’19’’ vĩ B c, 107038’28’’ kinh Đông. T a ñ ñ a lý nhà máy 15043’38” vĩ B c, 107038’58” kinh Đông.
18 3.1.2. Đ c ñi m ñ a hình - ñ a m o, ñ a ch t công trình khu ñ u m i 3.1.2.1. Đ c ñi m ñ a hình - ñ a m o 3.1.2.2. Đ c ñi m ñ a ch t 3.1.3. Quy mô công trình ñ u m i 3.1.3.1. Đ p dâng 3.1.3.2. Đ p tràn 3.2. Các lo i t i tr ng và t h p t i tr ng tác d ng lên công trình 3.2.1. T i tr ng thư ng xuyên và t m th i (dài h n và ng n h n) 3.2.1.1. Áp l c th y tĩnh a. M t thư ng lưu 1 Thành ph n theo phương ngang: W1 = γ n .H TL 2 (3.1) 2 1 Thành ph n theo phương ngang: W1 = γ n .H TL 2 (3.2) 2 Cư ng ñ t i ñáy ñ p: P1 = γ n .H TL (3.3) b. M t h lưu 1 Thành ph n theo phương ngang: W2 = γ n .H 2 HL (3.4) 2 1 Thành ph n theo phương ñ ng: W4 = γ n .m HL .H HL (3.5) 2 2 Cư ng ñ t i ñáy ñ p: P2 = γ n .H HL (3.6) 3.2.1.2. Áp l c sóng Áp l c ngang l n nh t c a sóng (tính cho 1m chi u r ng) là:  h Ws = k d γ n h  H TL +  (3.7)  2 Mômen c a áp l c sóng l y v i ñáy công trình là:  h 2 h.H TL H TL  2 M max = k m γ n h  + +  (3.8)  6 2 2 
19 Cư ng ñ t i ñáy ñ p: γ n .H s P3 = (3.9) cosh ( 2πd / L ) h Cư ng ñ t i MNDBT: P4 = ( γ n d + P3 ) (3.10) h+d 3.2.1.3. Áp l c th m L c th m ñ y ngư c: Pmax = γ n .α1.H (3.12) 1 T ng áp l c th m ñ y ngư c: Wth = .γ n .α1.H.B (3.13) 2 1 L c th y tĩnh ñ y ngư c: Wdn = .γ n .H HL .B (3.14) 2 Cư ng ñ t i thư ng lưu ñ p: P5 = γ n H HL + γ n α1H (3.15) Cư ng ñ t i h lưu ñ p: P6 = γ n H HL (3.16) 3.2.1.4. Áp l c bùn cát 1 Thành ph n theo phương ngang: W5 = γ bc .h bc .ξ bc 2 (3.17) 2 1 Thành ph n theo phương ñ ng: W6 = γ bc .m TL .h 2 bc (3.18) 2 Cư ng ñ t i ñáy ñ p: P7 = γ bc .h bc .ξ bc (3.19) 3.2.1.5. Tr ng lư ng b n thân ñ p G = γ bt .Ω (3.21) 3.2.1.6. L c sinh ra khi có ñ ng ñ t Fd = k.α.G (3.22) Áp l c nư c tăng thêm khi có ñ ng ñ t là: 1 Wd = k.γ n .H TL 2 (3.23) 2 Cư ng ñ t i ñáy ñ p: P8 = k.γ n .H TL (3.24) Áp l c bùn cát tăng thêm khi có ñ ng ñ t là: W7 = 2k.tgϕ.W5 (3.25) Cư ng ñ t i ñáy ñ p: P9 = 2k.tgϕ.γ bc .h bc .ξ bc (3.26)
20 K t qu tính toán tr s áp l c tác d ng lên ñ p: Cư ng ñ TT Áp l c tác d ng V trí (T/m2) 1 M t thư ng lưu (MNTL) 0 Áp l c th y tĩnh P1 2 M t thư ng lưu (ñáy ñ p) 104,50 3 M t h lưu (MNHL) 0 Áp l c th y tĩnh P2 4 M t h lưu (ñáy ñ p) 28,70 5 Áp l c sóng P3 T i ñáy ñ p 0,08 6 Áp l c sóng P4 MNTL 3,63 7 Áp l c th m P5 Đáy thư ng lưu ñ p 66,60 8 Áp l c th m P6 Đáy h lưu ñ p 28,70 9 T i cao trình ∇173 0 Áp l c bùn cát P7 10 T i ñáy ñ p 36,92 11 Áp l c nư c tăng thêm M t thư ng lưu (MNTL) 0 12 khi có ñ ng ñ t P8 M t thư ng lưu (ñáy ñ p) 2,61 13 Áp l c bùn cát tăng M t thư ng lưu (MNTL) 0 14 thêm khi có ñ ng ñ t P9 M t thư ng lưu (ñáy ñ p) 0,67 3.2.2. T h p t i tr ng tính toán 3.2.2.1. T h p t i tr ng cơ b n a. Các t i tr ng thư ng xuyên b. Các t i tr ng t m th i dài h n c. Các t i tr ng t m th i ng n h n 3.2.2.2. T h p t i tr ng ñ c bi t a. Các t i tr ng thư ng xuyên b. Các t i tr ng t m th i dài h n c. Các t i tr ng t m th i ng n h n d. Tác ñ ng c a ñ ng ñ t