
Cổng Parabol Bách Khoa Hà Nội có phải là dạng kết cấu vòm tốt nhất ?
Tương tự, trong quá trình lắp đặt các công trình thăm dò khai thác dầu khí, khi các đoạn riser và cáp được thả tự do từ tàu nằm xuống đáy biển, hình dạng cũng được tính theo hàm cosh. Trong các phần mềm mô phỏng, một trong những bài toán benchmark là drag chain, chính là bài toán dây treo này.
Trong Abaqus có sẵn các phần tử DRAG2D và DRAG3D chuyên dùng cho các mô hình tương ứng. Vậy tại sao các công trình trên khắp thế giới lại xây theo dạng Catenary mà không phải Parabol ? Kết cấu dạng Catenary có thể tự đứng được mà không cần bất cứ liên kết nào, gọi là free-standing.
Nói cách khác, nếu chia cổng dạng Catenary làm nhiều khúc rời rạc đặt chồng lên nhau, cổng cũng không bị đổ, giống minh họa như clip dưới đây.
Điều này đã được chứng minh bằng lý thuyết. Kết cấu Catenary có moment nội lực tối thiểu, ứng suất thấp hơn nhiều so với cổng dạng Parabol. Các bạn sinh viên đã học về sức bền vật liệu có thể hiểu chi tiết qua bài báo sau :
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4950195/
Sẽ thú vị nếu sau này cổng trường BKHN được đo để xác định hình dạng, hàm Parabol hay Cosh, và phân tích trên Abaqus !
Các bạn quan tâm bài toán Catenary có thể dùng module Abaqus/Aqua, rất thông dụng tại các hãng dầu khí, tàu thuyền để mô phỏng tương tác chất lưu (biển, gió) với kết cấu slender.
TS Lê Minh – Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives
Tag:CAE