Waveforce

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN

MỤC LỤC

I. ĐẶT VẤN ĐỀ. ...................................................................................................... 2

II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ. ....................................................................................... 3
I.1. Mục đích thiết kế chương trình. ..................................................................... 3
I.2. Nguyên tắc thiết kế chương trình. .................................................................. 3
I.3. Các tính năng chính của chương trình............................................................ 4
I.4. Cơ sở lý thuyết xác định các tác động của môi trường. ................................. 6
I.4.1. Lý thuyết tính tải trọng sóng và dòng chảy. ............................................... 6
I.4.2. Lý thuyết tính tải trọng hà bám. ................................................................. 8
I.4.3. Lý thuyết tính lực đẩy nổi........................................................................... 9
I.5. Các lý thuyết sóng sử dụng để tính tải trọng sóng và dòng chảy................. 10
I.5.1. Lý thuyết sóng Airy. ................................................................................. 10
I.5.2. Lý thuyết sóng Stokes bậc 5. .................................................................... 11

III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. ............................................................................ 14

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 16

_______________________________________________________________________________
TRANG 1
© by NGUYỄN THẾ HÙNG, 平成 17 年 12 月 2 日
nguyenthehungsan@yahoo.com


I. ĐẶT VẤN ĐỀ.
Trong tính toán thiết kế công trình biển, một trong những nội dung cơ bản là xác định
tải trọng sóng tác dụng lên công trình. Đây là công việc chính và có ý nghĩa quan
trọng, nhiều khi mang tính chất quyết định, giúp cho việc lựa chọn giải pháp kết cấu
nhằm vừa thỏa mãn các yêu cầu về kỹ thuật, kinh tế, vừa phù hợp với điều kiện tự
nhiên nơi xây dựng công trình.

Có nhiều loại công trình biển, mỗi loại lại có những đặc trưng kết cấu, yêu cầu sử
dụng và khai thác... khác nhau dẫn đến yêu cầu tính toán tải trọng sóng cũng khác
nhau. Ở đây chỉ xét đến các loại công trình biển cố định dạng kết cấu mảnh
(JACKET, BK...).

Có thể coi mô hình của các công trình biển này gồm nhiều thanh liên kết với nhau.
Giao điểm của các thanh khi liên kết với nhau gọi là nút. Việc tính tải trọng sóng tác
động lên công trình được tính với các thanh thông qua các đặc trưng của sóng tại các
nút.

Tuy nhiên số thanh của một công trình biển cố định kiểu JACKET, BK.. là tương đối
lớn mà việc tính toán tải trọng sóng cho một thanh phải tính toán nhiều các đại lượng
trung gian khác. Lúc này khối lượng công việc là khổng lồ, để giải quyết được điều
này cần đến sự trợ giúp của máy tính điện tử. Các phương pháp tính toán được lập
trình trong các phần mềm.

Hiện nay trên thế giới có một khối lượng lớn các chương trình có sẵn để nghiên cứu,
tính toán và thiết kế công trình biển, điển hình như: STRUCAD 3D, JACKLOAD,
SESAMS, SAMCEF...

Tuy nhiên việc tiếp cận các phần mềm này còn hạn chế, ở mức độ nghiên cứu sơ bộ
người thiết kế có thể lập các bảng tính hoặc các chương trình tính toán nhỏ để thực
hiện việc tính toán tải trọng sóng tác động lên công trình.

Với công trình biển cố định dạng kết cấu mảnh tác giả có mạnh dạn nghiên cứu
phương pháp tính và thể hiện bằng các thuật toán trong phần mềm WaveForce 1.0.

_______________________________________________________________________________
TRANG 2


II. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ.
I.1. Mục đích thiết kế chương trình.
Qua kết quả tính toán tải trọng sóng người thiết kế có thể đưa ra đánh giá sơ bộ về kết
cấu công trình. Để đánh giá được toàn diện và chi tiết đến độ ổn định, độ bền của kết
cấu cần thực hiện tiếp đến bài toán nội lực.
Việc thực hiện hai bài toán trên được tiến hành tuần tự và đồng nhất trong một
chương trình tính (như STRUCAD 3D, SESAMS...) là tốt nhất. Ở đây tác giả xin đưa
ra một phương án khác là kết hợp uyển chuyển giữa các chương trình riêng lẻ để giải
quyết vấn đề. Trong đó phần mềm được thiết kế với tên là WaveFroce có vai trò cung
cấp số liệu (tải trọng sóng) cho một phần mềm khác tính kết cấu.

I.2. Nguyên tắc thiết kế chương trình.
Sử dụng Sap2000 ver 7.42, sự kết hợp giữa hai chương trình thể hiện như sau:

S¬ ®å tÝnh

Sap2000 WaveForce
ver 7.42 ver 1.0

Néi lùc T¶i träng sãng

Hình 1: Nguyên tắc hoạt động.

Với sơ đồ do Sap2000 cung cấp chương trình sẽ tính được tải trọng của môi trường
tác động lên công trình. Sơ đồ tính này phải được tạo với các yêu cầu sau:
• Hệ đơn vị: Sử dụng KN cho đơn vị lực và m cho đơn vị dài.
• Hệ tọa độ: Hệ tọa độ oxyz mặc định trục oz làm trục theo độ cao.
• Sơ đồ tính:
− Phải được mô tả gồm các thanh liên kết với nhau tại các nút. Các thanh
được gán tiết diện dạng PIPE.
− Khi xét đến sự làm việc thực của cọc ở trong đất ta dùng đến khái niệm
ngàm giả định, vị trí ngàm này khai báo ở tọa độ âm.
− Nên để trục tọa độ ở vị trí có thể làm trục đối xứng của công trình.
Như vậy cấu trúc cũng như các tính năng của chương trình sẽ được thiết kế xoay

_______________________________________________________________________________
TRANG 3


quanh việc giải bài toán tổng quát sau:

Số liệu đầu vào: Môi trường và Công trình.
• Độ sâu nước: độ sâu hải đồ, nước dâng do triều, nước dâng do bão.
• Sóng: chiều cao sóng, chu kỳ sóng.
• Dòng chảy liên kết với hướng sóng: Vận tốc dòng chảy mặt, dòng chảy đáy.
• Hà bám: phạm vi, bề dày.
• Sơ đồ tính của công trình đã được tạo trong Sap2000 ver 7.42 và lưu trong file
dạng *.S2K.
Yêu cầu tính toán: Xác định tải trọng môi trường tác động lên công trình, truyền kết
quả sang cho chương trình Sap2000 ver 7.42.

Hướng giải quyết:
Các tác động của môi trường biển lên công trình gồm có: tải trọng của sóng và dòng
chảy, tải trọng do hà bám, lực đẩy nổi... trong đó tải trọng sóng và dòng chảy là đáng
kể. Việc tính toán được thực hiện với mỗi thanh rồi qui kết quả tính được về các nút
của công trình.
Chương trình viết bằng ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng Visual Basic .NET 2003
với giao diện thuần việt trực quan, thân thiện, dễ sử dụng được thiết kế để tính toán
cả 3 tải trọng này.

I.3. Các tính năng chính của chương trình.
Ngoài việc tính toán tác động của môi trường, chương trình còn được mở rộng và
phát triển thêm các tính năng sau:
• Kiểm tra độ mảnh của các phần tử thanh trong công trình, sơ bộ đưa ra đánh giá
về kết cấu.
• Tính toán các khối lượng nước kèm, khối lượng hà bám. Cung cấp các số liệu
này cho Sap2000 ver 7.42 để giải bài toán dao động riêng.
• Cho phép thay đổi tiết diện của các phần tử thanh trực tiếp trong chương trình.
• Tạo một sơ đồ tính mới từ sơ đồ tính cũ bằng cách quay quanh trục oz.
Cấu trúc và các tính năng của chương trình được thể hiện dưới dạng sơ đồ khối như
sau:

_______________________________________________________________________________
TRANG 4


WaveForce §äc s¬ ®å tÝnh KiÓm tra ®é m¶nh
tõ file S2K

Khai b¸o c¸c th«ng sè m«i kh«ng tháa m·n
tr−êng khÝ t−îng h¶i v¨n

Thay ®æi kÝch th−íc
TÝnh t¶i träng sãng
kÕt cÊu

kh«ng phï hîp
XuÊt kÕt qu¶ kh«ng tho¶ m·n
ra file S2K
Thay ®æi h−íng ®Æt
c«ng tr×nh
Sap2000 tÝnh
néi lùc

TÝnh c¸c khèi l−îng: XuÊt kÕt qu¶ Sap2000 tÝnh
hµ b¸m, n−íc kÌm ra file S2K dao ®éng riªng

TÝnh träng t©m, phï
t©m

Hình2: Sơ đồ khối về cấu trúc và các tính năng của chương trình.

_______________________________________________________________________________
TRANG 5


I.4. Cơ sở lý thuyết xác định các tác động của môi trường.
I.4.1. Lý thuyết tính tải trọng sóng và dòng chảy.
Tác động của sóng lên công trình biển mang bản chất động và là trội tuyệt đối trong
tổng tải trọng ngang tác dụng lên kết cấu khối chân đế.
Tùy theo tính chất của lực sóng tác dụng mà các phần tử của kết cấu ngoài biển được
chia thành vật thể mảnh và vật thể có kích thước lớn. Đối với vật thể mảnh thì lực
quán tính và lực cản của sóng là đáng kể, còn đối với vật thể lớn thì ảnh hưởng của
nhiễu xạ lại đóng vai trò quyết định.
Ở đây chỉ xét công trình biển cố định bằng thép dạng kết cấu mảnh (D/L≤0.2), tải
trọng của sóng và dòng chảy tác động lên công trình mà cụ thể là các thanh được tính
toán theo công thức Morison dạng chuẩn tắc:
w w δU
q = FD + FI = C D AU U + C I V
2g g δt

Trong đó:
q: Tải trọng sóng và dòng chảy tác dụng lên thanh, KN/m.
FD: Lực cản vận tốc, KN/m.
FI: Lực quán tính, KN/m.
CD: Hệ số cản vận tốc.
CI: Hệ số quán tính.
A: Kích thước đặc trưng của phần tử thanh, m.
Với thanh tròn đường kính D thì A=D
V: Diện tích mặt cắt bao quanh tiết diện, V = π*D2/4, m2.
w: Trọng lượng riêng của nước biển, w = 10.25 KN/m3.
g: Gia tốc trọng trường, g = 9.81 m/s2.
U: Vận tốc của phần tử nước, m/s.
δU
: Gia tốc của phần tử nước, m/s2.
δt

Tải trọng sóng tác động lên thanh xiên:
Để tổng quát cho thuật toán ta xét một thanh xiên bất kì trong hệ tọa độ xyz như sau:

_______________________________________________________________________________
TRANG 6


Giả sử hướng lan truyền sóng trùng với trục x, z
chuyển động của nước có liên quan đến sóng
và dòng chảy được đặc trưng bởi các thành vn
phần vận tốc, gia tốc theo phương ngang (vx,
ax) và theo phương đứng (vz, az). Tức là thành ϕ vτ
phần vectơ vận tốc và gia tốc của chuyển động x
nước tại một điểm là: θ
r r r
v = vx + vz
r r r y
a = ax + az
Hình 3: Sơ đồ phần tử thanh có vị
Phân tích v và a theo các thành phần pháp
trí bất kỳ trong không gian.
tuyến và tiếp tuyến so với trục của thanh, ta
có:
r r r
v = vn + vτ
r r r
a = an + aτ
Ở đây vn và an là các thành phần gây ra tải trọng sóng lên thanh. Từ các hình chiếu ta
xây dựng được các công thức tính vn, an và các thành phần của nó trên các trục như
sau:

v n = v 2 + v 2 − (c x v x + c z v z )
2
x z

v nx = v x − c x (c x v x + c z v z )
v ny = −c y (c x v x + c z v z )
v nz = v z − c z (c x v x + c z v z )

a n = a 2 + a 2 − (c x a x + c z a z )
2
x z

a nx = a x − c x (c x a x + c z a z )
a ny = −c y (c x a x + c z a z )
a nz = a z − c z (c x a x + c z a z )
Trong đó cx, cy, cz là các cosin chỉ phương của thanh trong hệ tọa độ và được xác
định:
x 2 − x1 y 2 − y1
c x = sin ϕ * cos ϕ = c y = sin ϕ * sin θ =
L L
z 2 − z1
c z = cos ϕ = L= (x 2 − x 1 )2 + (y 2 − y1 )2 + (z 2 − z1 )2
L
Đến đây là đủ các đại lượng để sử dụng công thức Morison tính các thành phần tải

_______________________________________________________________________________
TRANG 7


trọng phân bố tác dụng lên thanh xiên trên, công thức xác định như sau:
w w
q x = CD . A. v n v nx + C I . V.a nx
2g g
w w
q y = CD . A. v n v ny + C I . V.a ny
2g g
w w
q z = CD . A. v n v nz + C I . V.a nz
2g g
Sau khi tìm được các lực phân bố q theo các phương, tiến hành tổng hợp lực để qui
về nút, việc này được làm trên cơ sở lý thuyết của Cơ Học Kết Cấu.

Chú ý trường hợp thanh chỉ có 1 phần nằm trong mặt sóng:
Giả sử tại một thời điểm t nào đó mặt sóng và công trình có vị trí như sau:

Ở hình vẽ trên các thanh 1 – 2, 1 – 3, 1 – 4 giao 4 3
với mặt sóng tại các điểm 2’, 3’, 4’. Lúc này
không phải tính toán tải trọng sóng lên các 4'
thanh 1 – 2, 1 – 3, 1 – 4 nữa mà phải tính với 3'
2'
các thanh 1 – 2’, 1 – 3’, 1 – 4’, nhưng sau đó thì 1 2
qui các hợp lực về các nút 1, 2, 3, 4.
Quan điểm tính toán như này cũng được dùng
trong việc tính tải trọng hà bám và đẩy nổi sẽ
trình bày dưới đây.

I.4.2. Lý thuyết tính tải trọng hà bám.
Môi trường biển có nhiều sinh vật trong vùng Hình 4: Sơ đồ mặt sóng giao với
xung quanh công trình sẽ sinh sôi và bám vào phần tử thanh trong công trình.
bề mặt của các thanh. Điều này sẽ làm tăng
kích thước và thay đổi tính chất bề mặt, dẫn đến tải trọng sóng và dòng chảy tác dụng
lên các thanh cũng thay đổi.
Ở đây chỉ xét đến tải trọng hà bám, nó chính là trọng lượng của hà bám bám trên bề
mặt các thanh:

Phb =
π
4
( )
* (D + 2 * t hb ) − D 2 * L * ρ hb
2

Trong đó:
Phb: trọng lượng hà bám, KN.

_______________________________________________________________________________
TRANG 8


D: đường kính thanh, m.
thb: bề dày hà bám, m.
L: chiều dài thanh, m.
ρhb: trọng lượng riêng của hà bám, ρhb = 13 KN/m3.
Tải trọng này sẽ được coi là lực đứng đặt tại trọng tâm của thanh.

Chú ý trường hợp thanh nằm trong nhiều phạm vi hà bám khác nhau:
Để cho đơn giản và gần đúng khi xét các thanh nằm trong nhiều phạm vi khác nhau ta
có thể tính toán lấy giá trị trung bình của bề dày hà bám trên thanh.

Ví dụ thanh 1 – 2 nằm trong 3 phạm vi 2, 2
4
3, 4, sẽ được tính trung bình trong 3 phạm
vi này. Thanh 3 – 4 nằm ngay trên mặt
phân cách giữa phạm vi 2 và 3 sẽ được 3
3 4
tính toán với mức 2.
2
1
I.4.3. Lý thuyết tính lực đẩy nổi.
1
Tương tự như tải trọng hà bám, lực đẩy
nổi cũng được coi là tải trọng đứng đặt tại
trọng tâm của phần tử thanh. Giá trị được Hình 5: Sơ đồ phần tử thanh nằm trong
tính như sau: nhiều phạm vi hà bám.
π
* (D + 2 * t hb ) * L * ρ n
2
Fdn =
4
Trong đó:
Fdn: lực đẩy nổi, KN.
D: đường kính thanh, m.
thb: bề dày hà bám, m.
L: chiều dài thanh, m.
ρn: trọng lượng riêng của nước biển, ρn = 1.025 KN/m3.
Cần chú ý rằng chỉ xét lực đẩy nổi và tải trọng sóng tác động lên phần thanh nằm trên
đáy biển và dưới mặt sóng.

_______________________________________________________________________________
TRANG 9


I.5. Các lý thuyết sóng sử dụng..
I.5.1. Lý thuyết sóng Airy.
Lý thuyết sóng này được xây dựng trên cơ sở sử dụng hệ bốn phương trình thủy động
lực học sóng; coi profil mặt sóng có dạng hình sin; chiều cao sóng H là bé so với
chiều dài sóng L và độ sâu nước d. Kết quả tính đã bỏ qua các đại lượng vô cùng bé
bậc cao. Ở đây ta chỉ xét sóng phẳng.
Có thể coi mô hình của lý thuyết sóng Airy như sau:

S.W.L H

d
L
z
Đáy biển
o x

Hình 6: Mô hình sóng Airy.
• Chọn hệ tọa độ xoz như trên (trục x hướng theo phía lan truyền sóng, trục z
hướng thẳng đứng từ dưới lên; gốc tọa độ O đặt tại đáy biển).
• Thực hiện tuyến tính hóa hệ phương trình động lực học sóng (bỏ qua các số
hạng phi tuyến và các vô cùng bé bậc cao), sau một số phép biến đổi ta xác định
được biên độ của mặt sóng so với mực nước tĩnh (S.W.L) biểu diễn dưới dạng:
H
η (x,t) = .cos(kx-ωt) gọi là phương trình sóng bề mặt.
2
Trong đó:
ω và k là tần số vòng và số sóng :
ω = g * k * th( k * d )
2π
k=
L
• Các thành phần vận tốc theo phương ngang (theo trục x) và phương thẳng đứng
(theo trục z) của phần tử chất lỏng có tọa độ (x,z) được xác định từ các công
thức sau:
ωH ch( kz)
vx = .cos(kx-ωt)
2 sh ( kd)
ωH sh ( kz)
vz = .sin(kx-ωt)
2 sh ( kd)

_______________________________________________________________________________
TRANG 10


• Vận tốc lan truyền sóng không đổi gọi là vận tốc pha:
ω L
c= =
k T
• Lý thuyết sóng Airy xét các sóng có chiều cao bé cho nên các thành phần gia tốc
chuyển động của các phần tử chất lỏng có tọa độ (x,z) theo phương ngang và
phương đứng có thể xác định gần đúng như sau :
ω 2 H ch( kz)
ax = . .sin(kx-ωt).
2 sh ( kd)
ω 2 H sh ( kz)
az = . .cos(kx-ωt).
2 sh ( kd)

I.5.2. Lý thuyết sóng Stokes bậc 5.
Lý thuyết sóng này xuất phát từ ý tưởng phân tích phương trình mặt sóng thành chuỗi
và xác định các hệ số của chuỗi từ các điều kiện thỏa mãn các phương trình thủy
động lực học đối với sóng có biên độ hữu hạn.
• Khi sóng có chiều cao H, số sóng k và tấn số vòng ω lan truyền theo chiều
dương của trục x, thì độ dâng của bề mặt chất lỏng so với mực nước tĩnh có thể
biểu diễn dưới dạng:
1 n
η(x,t) = ∑ Fn.cosn(kx-ωt)
k i =1
Trong đó:
Fn (n=1..5) được xác định theo các biểu thức:
F1 = a
F2 = a2F22 + a4F24
F3 = a3F33 + a5F35
F4 = a4F44
F5 = a5F55
F22, F24, F33, F35, F44, F55 gọi là các thông số hình dáng của sóng, phụ thuộc
vào trị số kd=2ðd/L và chúng có quan hệ với chiều cao sóng H theo biểu
thức:
kH=2[a+a3F33+a5(F35+F55)]
• Thành phần vận tốc theo phương ngang và phương đứng tại điểm có tọa độ (x,z)
trong vùng nước có độ sâu d được xác định theo biểu thức:

_______________________________________________________________________________
TRANG 11


ω 5 ch( nkz)
vx = ∑ G n sh(nkd) . cos n(kx − ωt )
k n =1
ω 5 sh ( nkz)
vz = ∑Gn . sin n (kx − ωt )
k n =1 sh ( nkd)
Trong đó:
Gn (n=1..5) được xác định theo các biểu thức:
G1 = aG11 + a3G13 + a5G15
G2 = 2(a2G22 + a4G24)
G3 = 3(a3G33 + a5G35)
G4 = 4a4G44
G5 = 5a5G55
G11, G13, G15, G22, G24, G33, G35, G44, G55 là các giá trị phụ thuộc vào tỉ số
d/L.
• Các thành phần gia tốc theo phương ngang và phương đứng tại điểm có tọa độ
(x,z) trong vùng nước có độ sâu nước d được xác định như sau:
kc 2 5
ax =
2
∑ R n sin n(kx − ωt )
n =1

kc 2 5
az −
2
∑ Sn . cos n(kx − ωt )
n =1

Trong đó:
Rn (n=1..5) được xác định theo biểu thức :
R 1 = 2U 1 − U 1 U 2 − U 2 U 3 − V1 V2 − V2 V3
2 2
R 2 = 4U 2 − U 1 + V1 − 2U 1 U 3 − 2V1 V3
R 3 = 6U 3 − 3U 1 U 2 + 3V1 V2 − 3U 1 U 4 − 3V1 V4
R 4 = 8U 4 − 2U 2 + 2V2 − 4U 1 U 3 + 4V1 V3
R 5 = 10U 5 − 5U 1 U 4 − 5U 2 U 3 + 5V1 V4 + V2 V3
Sn (n=1..5) được xác định theo biểu thức :
S1 = 2V1 − 3U 1 U 2 − 3U 2 V1 − 5U 2 U 3 − 5U 3 V2
S 2 = 4V2 − 4U 1 V3 − 4U 3 V1
S3 = 6V3 − U 1 V2 + U 2 V1 − 5U 2 V4 − 5U 4 V1
S 4 = 8V4 − 2U 1 V3 + 2U 3 V1 + 4U 2 V2
_______________________________________________________________________________
TRANG 12


S5 = 10V5 − 3U 1 V4 + 3U 4 V1 − U 2 V3 + U 3 V2
Các giá trị Un (n=1..5) và Vn (n=1..5) tính theo biểu thức :
ch( nkz)
Un = Gn.
sh ( nkd)
sh ( nkz)
Vn = G n .
sh ( nkd)
• Tần số vòng ω :
ω2 = (gk)(1+a2C1+a4C2)th(kd)
Trong đó: C1, C2 – thông số sóng, phụ thuộc vào tỷ số d/L.

I.6. Tính toán vận tốc dòng chảy.
Dòng chảy biển được tạo bởi hai chuyển động chủ yếu gây lên đó là dòng chảy do
thuỷ triều và dòng chảy do gió. Với số liệu quan trắc được dùng cho thiết kế đã tổng
hợp từ hai vận tốc dòng chảy do gió và do triều đối với vận tốc mặt và vận tốc đáy.
z

i

j
d

Hình 7: Sơ đồ tính toán vận tốc dòng chảy.
Dòng chảy được xác định trên cơ sở các giả thiết sau:
– Coi vận tôc dòng chảy của dòng nước là nằm ngang, đều và ổn định.
– Xét công trình trong điều kiện công trình không ảnh hưởng đế chuyển động
của dòng chảy.
– Coi hướng vận tốc dòng chảy mặt và đáy là cùng hướng.
Chính vì vậy vận tốc dòng chảy tại các độ sâu z được xác định theo qui luật tuyến
tính, dựa theo công thức sau:

_______________________________________________________________________________
TRANG 13


⎛ v − vd ⎞
v dc ( z) = v d + ⎜ m ⎟z
⎝ d ⎠
Trong đó:
vm: vận tốc dòng chảy mặt, m/s.
vd: vận tốc dòng chảy đáy, m/s.
d: độ sâu nước tính toán, m.
z: là độ sâu tính toán, m.

Vận tốc của dòng chảy sẽ được tổng hợp với vận tốc của sóng rồi sử dụng công thức
Morison tính toán tải trọng của sóng và dòng chảy.

_______________________________________________________________________________
TRANG 14


III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
Ngoài việc tính toán tải trọng của môi trường tác động lên công trình để cung cấp số
liệu cho Sap2000 ver 7.42 tính nội lực, chương trình còn có thêm các tính năng khác
trợ giúp cho việc thiết kế công trình biển là những nét ưu thế của chương trình.
Các ưu điểm:
• Kiểm tra độ mảnh của công trình. Giúp cho việc lựa chọn sơ bộ kết cấu ban đầu
một cách hợp lý.
• Cho phép thay đổi tiết diện trực tiếp trong chương trình. Kết hợp với tính năng
tính tải trọng sóng, người thiết kế có thể lựa chọn các giải pháp kết cấu khác
nhau để chọn ra một giải pháp phù hợp giảm thiểu được tác động của môi
trường.
• Cho phép quay sơ đồ tính của công trình quanh trục oz để tạo ra một sơ đồ mới.
Sơ đồ này dùng để xét các hướng sóng khác nhau hoặc sơ bộ chọn lựa hướng đặt
công trình.
• Tính toán được trọng tâm và phù tâm của công trình khi công trình đã được đặt
dưới biển.

Tuy vậy chương trình còn có các khiếm khuyết:
• Việc nhập sơ đồ tính và tính toán nội lực, tính dao động riêng còn phải nhờ đến
sự trợ giúp của Sap2000 ver 7.42.
• Các tải trọng hà bám, lực đẩy nổi mới chỉ coi là lực tập trung đặt tại trọng tâm
của thanh, chưa sát với thực tế, tuy nhiên sự sai khác là có thể chấp nhận được.
• Yêu cầu về sơ đồ tính phải là các thanh liên kết với nhau tại các nút. Để kết quả
càng chính xác thì yêu cầu cần chia mịn phần tử. Việc làm này phải được thực
hiện trước ở trong Sap2000.
• Việc nhận dạng các loại thanh của công trình khi kiểm tra độ mảnh còn kém.

Kiến nghị và phương hướng phát triển chương trình:
Giống như các chương trình khác (STRUCAD 3D, JACKLOAD...) tác giả có mong
muốn phát triển chương trình WaveForce của mình thành một chương trình hoàn
chỉnh chuyên về tính toán và thiết kế công trình biển.
Về cấu trúc sẽ gồm nhiều môđul, mỗi môđul được thiết kế để thực hiện một phần
công việc rõ ràng và rành mạch.

_______________________________________________________________________________
TRANG 15


TÀI LIỆU THAM KHẢO.
[1] Giáo trình công trình biển cố định.
GS.TS PHẠM KHẮC HÙNG
GVC.KS HOÀNG THIỆN TOÀN

[2] Báo cáo Nghiên cứu phương pháp luận xác định các phản ứng động của
chân đế DKBCĐ chịu tác động của sóng và dòng chảy.
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN.

[3] Môi trường Biển tác động lên Công trình.
PGS.TS VŨ UYỂN DĨNH.

[4] Nhập môn đồ họa máy tính.

[5] Ngôn ngữ lập trình Visual Basic .NET 2003.

_______________________________________________________________________________
TRANG 16

Waveforce

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Waveforce

Similar to Waveforce (20)

More from luuguxd

More from luuguxd (20)

Waveforce