zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Ảnh hưởng của độ cứng liên kết đến sự làm việc của kết cấu khung thép chịu tải trọng động

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

4
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này phân tích ảnh hưởng của độ cứng liên kết đến sự làm việc của kết cấu khung thép chịu tải trọng động, với mục đích hiểu rõ tác động của các liên kết (ví dụ: liên kết khớp, liên kết cố định) đến tính ổn định và khả năng chịu tải của kết cấu. Các mô hình phân tích động học được xây dựng để đánh giá hiệu quả làm việc của khung thép dưới tác động của tải trọng động như gió, động đất, hoặc các tải trọng chu kỳ.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng của độ cứng liên kết đến sự làm việc của kết cấu khung thép chịu tải trọng động

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ CỨNG LIÊN KẾT ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU KHUNG THÉP CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG Nguyễn Tiến Chương1, Nguyễn Hải Quang2 1 Đại học Thủy lợi, email: chuongnt@tlu.edu.vn 2 Đại học Điện lực, email: quangnh@epu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG sơ đồ tính như trên hình 1b. Các phần tử dầm, cột làm việc trong trạng thái đàn hồi. Khi tính toán kết cấu khung thép, liên kết Liên kết giữa các đoạn cột, cột với móng là dầm – cột thường được xem là liên kết ngàm liên kết cứng, còn liên kết giữa cột với dầm là (cứng lý tưởng), nghĩa là không có sự xoay liên kết nửa cứng theo mô hình đàn - dẻo như tương đối giữa trục dầm và trục cột. trên hình 1c. Thực tế, liên kết này thường không cứng Hệ phương trình dao động của kết cấu có tuyệt đối mà là liên kết nửa cứng, nghĩa là dạng như sau [1 - 7]: khi biến dạng có sự xoay tương đối giữa trục dầm và trục cột. M u u  Cu u  Ku u  Pu (1) Vấn đề được đặt ra là khi liên kết dầm – trong đó: cột không cứng tuyệt đối thì việc tính toán M u , Cu , Ku , Pu : lần lượt là các ma kết cấu theo mô hình liên kết cứng lý tưởng trận khối lượng; cản; độ cứng và véc tơ tải có bị sai khác nhiều không so thực tế? Trong trọng nút quy đổi đều phụ thuộc vào quan hệ bài báo này sẽ xem xét vấn đề này cho trường giữa mô men và góc xoay của liên kết; hợp kết cấu khung thép chịu tải trọng động. u, u, u : lần lượt là số gia của véc tơ gia tốc, vận tốc, chuyển vị của nút. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Hệ phương trình vi phân (1) được tích Xét khung thép phẳng bao gồm các cột và phân trực tiếp theo phương pháp Newmark dầm như trên hình 1a. với bước thời gian thay đổi [1 - 7]. Các bước P(t) tính toán được thể hiện như sau: Bước 1: Lựa chọn   0,5 ;   1 / 3 M hn hn Bước 2: Tính toán các số liệu ban đầu P(t) M P 2.1. Xác định ki , K, M, C, P0 h1 h1 P0  Cu0  Ku0 2.2. u0   M l1 ln l1 ln 1 1 a b c 2.3. tmax  Tn Kết cấu khung Sơ đồ tính toán Mô hình liên kết 4 2   2 Hình 1: Khung thép có liên kết nửa cứng Bước 3: Tính toán cho mỗi bước thời gian chịu tải trọng động 3.1. 1  , b  1 M  t    1  C a M C  2  t  2   Kết cấu khung thép có liên kết nửa cứng chịu tải trọng động được mô hình hóa thành 3.2. Tính toán ut  t , ut theo Newmark 32
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5 3.3. Tính toán mô men và góc xoay của hoành là đại lượng 1 / log  k  thể hiện độ các liên kết dầm – cột. mềm của liên kết. Độ cứng càng giảm thì độ 3.4. Kiểm tra sự phù hợp về điều kiện ràng mềm càng tăng. buộc ở mô men, góc xoay và độ cứng của Kết quả tính toán cho thấy: liên kết. + Khi độ cứng của liên kết dầm – cột giảm - Nếu phù hợp thì lưu kết quả để tính cho (liên kết càng mềm) thì chuyển vị của khung bước thời gian tiếp, trường hợp thay đổi độ tăng lên. Sở dĩ như vậy là do khi độ cứng liên cứng của liên kết thì phải cập nhật lại ki , K, kết giảm thì độ cứng của khung cũng giảm. M, C. + Khi độ cứng của liên kết giảm tương đối - Nếu không phù hợp thì chia đôi bước thời ít thì độ tăng của chuyển vị khung tăng lên gian để tính lại các bước 3.1, 3.2, 3.3 và 3.4. tương đối ít. + Quy luật thay đổi của chuyển vị khung 3. KHẢO SÁT KHUNG THÉP CÓ LIÊN trong mối quan hệ với độ cứng liên kết đồng KẾT NỬA CỨNG điệu với quy luật thay đổi mô men chân cột. 3.1. Trường hợp liên kết làm việc trong M1(kNm) trạng thái đàn hồi 120 Khung thép với dầm và cột có tiết diện chữ I. Tiết diện cột có kích thước bản cánh 80 (2008) mm, bản bụng (4506) mm. Tiết diện 40 dầm có kích thước bản cánh (2008) mm, bản bụng (3006) mm. Vật liệu thép có mô đun 0 0,1 0,2 1 / log(K) đàn hồi E  2,1.104 kN / cm2 . Khối lượng Hình 3: Mô men lớn nhất tại chân cột tập trung tại các nút M  2.103 kg . Liên kết ứng với các giá trị K khác nhau cột với dầm là liên kết nửa cứng theo mô hình đàn hồi tuyến (không xét đến biến dạng dẻo). 3.2. Trường hợp liên kết đàn – dẻo Tải trọng tác dụng ngang theo thời gian là Xét trường hợp liên kết dầm – cột là liên P  t   15 sin  t  (lực tính bằng KN, thời kết nửa cứng đàn – dẻo (hình 1.c). gian tính bằng giây). Khảo sát khung với các độ cứng ban đầu y (cm) khác nhau k = [0,  ) ta nhận được giá chuyển vị lớn nhất ở đỉnh khung như trên hình 4, còn 6 giá trị mô men lớn nhất tại chân cột được thể hiện trên hình 5. Trong trường hợp này liên 4 kết làm việc trong trạng thái đàn – dẻo (xuất hiện biến dạng dẻo tại các liên kết). 2 y (cm) 0 6 0,1 0,2 1 / log(K) 4 Hình 2: Chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh khung ứng với các giá trị K khác nhau 2 Khảo sát khung với các độ cứng khác nhau k = [0,  ) thì được kết quả về chuyển vị lớn 0 0,1 0,2 1 / log(K) nhất ở đỉnh khung được thể hiện trên hình 2, còn giá trị mô men lớn nhất tại chân cột được Hình 4: Chuyển vị ngang lớn nhất của khung thể hiện trên hình 3. Trên các hình 2 và 3, trục ứng với các giá trị K khác nhau 33
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5 M1(kNm) + Kết quả tính toán chuyển vị của khung 120 thép theo mô hình liên kết nửa cứng đàn hồi lớn hơn so với tính toán theo mô hình liên kết 80 cứng, còn kết quả tính toán theo mô hình liên 40 kết nửa cứng đàn – dẻo lại nhỏ hơn so với tính toán theo mô hình liên kết cứng. 0 0,1 0,2 1 / log(K) + Quy luật thay đổi của mômen chân cột trong mối quan hệ với độ cứng liên kết Hình 5: Mô men lớn nhất tại chân cột đồng điệu với quy luật thay đổi chuyển vị ứng với các giá trị K khác nhau định khung. Kết quả tính toán cho thấy: 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO + Khi độ cứng ban đầu của liên kết dầm – cột giảm (liên kết càng mềm) thì chuyển vị [1] Nguyễn Tiến Chương, Nguyễn Hải Quang của khung giảm xuống. Sở dĩ như vậy là do (2011). Tích phân trực tiếp phương trình vi độ cản khi xuất hiện biến dạng dẻo tại liên phân dao động của kết cấu theo mô hình đàn hồi – dẻo lý tưởng. Xây dựng - Tạp chí kết ảnh hưởng nhiều đến chuyển động của của Bộ Xây dựng 5/2011, tr 37-38. kết cấu, làm cho chuyển vị của kết cấu giảm [2] Nguyễn Tiến Chương, Nguyễn Hải Quang xuống, mặc dù khi đó độ cứng của kết cấu bị (2012). Tính toán khung thép có liên kết giảm xuống. nửa cứng theo mô hình đàn – dẻo chịu tải + Khi độ cứng của liên kết giảm tương đối trọng động ngắn hạn. Tạp chí Xây dựng, ít thì độ giảm của chuyển vị khung tăng lên 8/2012, tr 57-60. tương đối ít. [3] Nguyễn Tiến Chương, Nguyễn Hải Quang + Quy luật thay đổi của chuyển vị khung (2012), Một số kết quả nghiên cứu tính toán trong mối quan hệ với độ cứng liên kết đồng khung thép có liên kết nửa cứng theo mô điệu với quy luật thay đổi mô men chân cột. hình đàn – dẻo chịu tải trọng động. Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ IX - Hà Nội, 4. KẾT LUẬN 8-9/12/2012, tr, 163 - 171. [4] Nguyễn Tiến Chương, Nguyễn Hải Quang Kết quả khảo sát bằng số kết cấu khung (2013). Tính toán khung thép có liên kết thép có độ cứng liên kết khác nhau chịu tải nửa cứng theo mô hình đàn – dẻo chịu đồng trọng động cho thấy: thời tải trọng động và tải trọng tĩnh. Tạp chí + Khi độ cứng của liên kết tương đối lớn Xây dựng 2/2013, tr 75 - 78. thì sự sai khác giữa kết quả tính toán theo mô [5] Nguyễn Tiến Chương, Nguyễn Hải Quang hình khung có liên kết nửa cứng và theo mô (2013). Phương pháp Newmark với bước hình khung có liên kết cứng là tương đối nhỏ. thời gian thay đổi áp dụng cho bài toán Trong trường hợp này có thể tính toán theo khung có liên kết nửa cứng đàn – dẻo chịu mô hình khung có liên kết cứng. Giá trị tải trọng động. Tuyển tập Hội nghị khoa mômen dẻo đầu dầm lấy bằng giá trị nhỏ nhất học toàn quốc Cơ học vật rắn biến dạng lần trong các giá trị mômen dẻo của liên kết và thứ XI, thành phố Hồ Chí Minh 7- 9/11/2013, tập 1, tr. 264 – 271. của dầm. [6] Nguyễn Tiến Chương, Nguyễn Hải Quang + Khi độ cứng liên kết giảm đến giá trị (2015). Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến nhất định thì sự sai khác giữa kết quả tính phản ứng động lực của kết cấu khung thép có toán theo mô hình khung có liên kết nửa liên kết nửa cứng. Tạp chí Kết cấu và Công cứng và theo mô hình khung có liên kết cứng nghệ Xây dựng, số 17II - 2015, tr, 55 – 61. tăng lên nhanh chóng. Trong trường hợp này [7] Nguyễn Hải Quang (2012). Tính toán khung cần tính toán theo mô hình khung có liên kết thép có liên kết nửa cứng theo mô hình đàn nửa cứng. - dẻo chịu tải trọng động. Luận án tiến sỹ Đại học Kiến trúc Hà Nội. 34

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2438 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.