Bảng 1.4: Bảng chuyển đổi từ đỉnh gia tốc nền sang cấp động đất
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.43 MB, 77 trang )
12
đất M=6.8, Vùng thứ hai đồng bằng châu thố sông Hồng với cường độ động đất M
= 6.2, Vùng động đất thư ba là vùng miền núi Đông Bắc bao gồm các tỉnh Bắc
Giang, Lạng Sơn, Cao Bằng, Lạng Sơn với cường độ động đất M= 6.0, Vùng động
đất cuối cùng là vùng phía nam của đất nước ta với cường độ động đất M= 5.5 (
Xem biểu đồ phần vùng động đất)
13
14
1.4. Kết luận chương.
-
Trong chương 1 tác giả đã khái quát được tình hình xây dựng các công trình
thủy điện ở Việt Nam, cho thấy việc thiết kế và thi công ngày càng được
hoàn thiện hơn, số lượng nhà máy và quy mô công trình ngày càng nhiều.
-
Thấy được ưu nhược điểm và các vấn đề cần quan tâm nghiên cứu khi xây
dựng nhà máy thủy điện đó là: nhà máy thủy điện là một kết cấu hình khối
lớn, hình dạng khá phức tạp với nhiều khoảng trống bên trong. Toàn bộ nhà
máy nói chung và từng phần nói riêng phải đảm bảo đủ ổn định và đủ độ bền
dưới tác động của mọi tổ hợp tải trọng tĩnh và tải trọng động trong các giai
đoạn xây dựng, vận hành, sửa chữa
-
Tổng quan nguyên nhân gây ra động đất, các khái niệm về động đất.
15
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH KẾT CẤU NHÀ MÁY
THỦY ĐIỆN CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT
2.1. Phương trình vi phân mô tả chuyển vị của nhà máy dưới tác dụng của lực
động đất
Khi tính toán phản ứng động ta không thể mô hình hóa tất cả các hệ kết cấu dưới
dạng hệ có một số bậc dao động tự do. Đại đa số các hệ kết cấu chịu lực của các
công trình xây dựng thường có mô hình tính toán gồm một số bậc tự do lớn hơn
một. Đó là các hệ kết cấu mà khối lượng của chúng có thể tập trung về một số bộ
phận nào đó sao cho sự làm việc thực của chúng về cơ bản không bị ảnh hưởng.
Nhưng hệ như vậy có tên gọi là hệ có khối lượng tập trung, hoặc hệ có khối lượng
rời rạc, hoặc thông dụng hơn, hệ có nhiều bậc tự do.
Để xây dựng phương trình chuyển động của hệ kết cấu người ta có thể dùng
phương pháp lực (phương pháp ma trận độ mềm) hoặc phương pháp chuyển vị
(phương pháp ma trận độ cứng). Trong luận văn này tác giả giới thiệu phương pháp
chuyển vị để thiết lập phương trình chuyển động cho hệ kết cấu.
Dưới tác động của ngoại lực động F k (t) các khối lượng m k của hệ kết cấu sẽ có
R
R
R
R
các chuyển vị ngang x k(t) (k=1,2,..,k,…,n). Trên cơ sở của nguyên lý d’Alembert,
R
R
các chuyển vị này được xác định từ phương trình cân bằng động sau tại mỗi khối
lượng m k :
R
R
FQ ,k ( t ) + FC ,k ( t ) + FH ,k ( t ) =
Fk ( t )
(k=1,2,…,n)
(2.1)
Trong đó:
F Q.k (t) – Lực quán tính tác động lên khối lượng m k ;
R
R
R
R
F C.k (t) – Lực cản tác động lên khối lượng m k ;
R
R
R
R
F H.k (t) – Lực đàn hồi tác động lên khối lượng m k ;
R
R
R
R
2.1.1. Xác định lực đàn hồi tuyến tính
Để xác định lực đàn hồi F H.k (t) tác động lên khối lượng m k ta giả thiết rằng tất
R
R
R
R
cả các bậc tự do của hệ kết cấu đều bị chốt lại (hình 2.1.b), sau đó lần lượt cho mỗi
bậc tự do một chuyển vị cưỡng bức x 1 (t), x 2 (t), …. x k (t)… x n (t). Trong điều kiện
R
R
R
R
R
R
R
R
16
này tại mỗi bậc tự do sẽ phát sinh ra lực đàn hồi. Bằng cách tháo chốt lần lượt các
bậc tự do và bắt chúng phải chịu chuyển vị cưỡng bức đúng bằng chuyển vị ngang
của hệ cho ở hình 2.1.a ta sẽ được các lực đàn hồi sau tại mỗi bậc tự do:
n
FH ,k ( t ) = −∑ rk , j x j ( t )
j =1
(k=1,2,……,n)
(2.2)
Trong đó:
r k,j là hệ số độ cứng hoặc phản lực đơn vị sinh ra khi chất tải liên tục
R
R
hệ kết cấu với các chuyển vị bằng đơn vị (hình 2.1.c).
2.1.2. Xác định lực cản
Để xác định lực cản F C.k (t) tác động lên khối lượng m k , như phần trên đã trình
R
R
R
R
bày, ta xem lực cản trong trường hợp này là lực cản nhớt tỷ lệ thuận với tốc độ
chuyển động của hệ kết cấu. Do đó, tương tự như cách xác định lực đàn hồi F H,k (t) ,
R
R
ta xem mỗi hệ số cản bất kỳ c jk biểu diễn lực xuất hiện theo hướng bậc tự do j khi
R
R
khối lượng m k có tốc độ chuyển vị bằng đơn vị trong khi các khối lượng khác có
R
R
tốc độ bằng không (bị chốt lại), có nghĩa là
= 1,= 0( j ≠ k )
xk
xj
Hình 2.1: Mô hình tính toán của hệ kết cấu có nhiều bậc tự do
17
Trong trường hợp này lực cản được xác định theo công thức sau:
n
FC ,k ( t ) = −∑ ckj x j ( t )
j =1
(k=1,2,…n)
(2.3)
Thay các biểu thức ở (2.1); (2.2); (2.3) vào (2.0) ta được phương trình cân bằng
như sau:
n
n
mk k ( t ) + ∑ ckj x j ( t ) + ∑ rk , j x j ( t ) =
x
Fk ( t )
= 1= 1
j
j
(k=1,2,…n)
(2.4)
Hoặc dưới dạng ma trận:
x
[ M ]{} + [C ]{ x} + [ K ]{ x} =
{F ( t )}
(2.5)
Trong đó:
Ma trận khối lượng
(2.6)
Ma hệ số cản Damping
(2.7)
Ma trận độ cứng
(2.8)
Vectơ gia tốc
(2.9)
