zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Khảo sát và đánh giá dự báo sức kháng uốn của dầm thép bê tông liên hợp quy trình hiện hành

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

Báo xấu

17
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này sẽ hướng đến các mục tiêu chính sau đây: Khảo sát đánh giá công thức thiết kế sức kháng uốn có mặt cắt phân loại đặc chắc có tính đến cấp thép mới của dầm liên hợp của quy trình hiện hành so với phiên bản cũ.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Khảo sát và đánh giá dự báo sức kháng uốn của dầm thép bê tông liên hợp quy trình hiện hành

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ DỰ BÁO SỨC KHÁNG UỐN CỦA DẦM THÉP BÊ TÔNG LIÊN HỢP QUY TRÌNH HIỆN HÀNH Đặng Việt Đức Trường Đại học Thủy lợi, email: dangvietduc@tlu.edu.com 1. GIỚI THIỆU thực tiễn tính toán thiết kế đã chỉ ra rằng công thức này quá thiên về an toàn. Quy trình thiết Từ năm 2008 cấp thép SBHS500 và kế hiện hành TCVN 11823:2017 [5] đã cập SBHS700 (thép tính năng cao áp dụng cho kết nhật công thức dự báo sức kháng uốn danh cấu cầu) đã được tiêu chuẩn hóa trong tiêu định cho dầm liên hợp có mặt cắt phân loại đặc chuẩn công nghiệp Nhật Bản Japanese chắc, do vậy cần thiết phải có những nghiên Industrial Standard [1]. Cấp thép này có một số cứu khảo sát mức độ an toàn, tin cậy và kinh tế ưu điểm như cường độ chảy dẻo lớn, có tính của công thức thiết kế cập nhật này. Nghiên hàn tốt, không cần gia nhiệt khi hàn với loại cứu này sẽ hướng đến các mục tiêu chính sau thép SBHS500. Tuy nhiên đặc tính sau đàn hồi đây: Khảo sát đánh giá công thức thiết kế sức của loại thép này có một số điểm khác biệt so kháng uốn có mặt cắt phân loại đặc chắc có với các cấp thép truyền thống: hầu như không tính đến cấp thép mới của dầm liên hợp của có dải biến dạng dẻo sau đàn hồi, hoặc sẽ rất quy trình hiện hành so với phiên bản cũ. nhỏ, tổng biến dạng dẻo và tỷ số giá trị chảy dẻo/cường độ chịu kéo lớn hơn so với các loại 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU thép thông thường. Cho đến nay vẫn có rất ít các dự án nghiên cứu hay ứng dụng thực tế cấp Mô hình kết cấu của dầm liên hợp có chiều thép mới này. Sức kháng uốn của dầm liên hợp dài dầm, chiều cao bản bụng và chiều dày có quan hệ mật thiết với với sự phân loại của tấm bản bê tông được cố định với các giá trị mặt cắt dầm và sức kháng nén cục bộ của các lần lượt là 9m, 3m và 30 cm. Các giá trị này thành phần trong dầm thép. Đối với dầm liên được đề xuất dựa trên kích thước thực của hợp dạng nhịp giản đơn, phần bản cánh trên các công trình đã được thiết kế và khai thác chịu nén đã bị kiềm chế bởi phần bản bê tông, hiện nay. Chiều dày và rộng bản cánh trên tuf, chỉ còn một phần của sườn dầm phải chịu nén. buf, chiều dày và rộng bản cánh dưới tlf, blf, Vậy trong trường hợp này sự phân loại mặt cắt chiều dày bản bụng tw, chiều rộng của bản bê ảnh hưởng chủ yếu bởi độ mảnh của bản bụng tông bc được xét với các giá trị thay đổi để có dầm. Với sự khác biệt của đặc tính vật liệu sau được các giá trị khác nhau của chiều cao chịu đàn hồi, cấp thép mới sẽ ảnh hưởng đến sức nén Dcp và Dc. kháng mất ổn định cục bộ vùng chịu nén bản Để giảm bớt khối lượng tính toán, chỉ một bụng và có thể tạo nên sự thay đổi về sức nửa mô hình số theo thuật toán phương pháp kháng uốn của dầm thép bê tông liên hợp được phần tử hữu hạn PP PTHH [6] sẽ được rời rạc chế tạo từ các cấp thép truyền thống. hóa theo nguyên tắc đối xứng. Điều kiện biên Đối với dầm thép bê tông liên hợp có mặt tương ứng sẽ được áp dụng cho mô hình như cắt được phân loại đặc chắc, tiêu chuẩn thiết kế trình bày trong hình 1. Để tạo ra trong dầm cầu 22TCN - 272-05 [2], xuất phát từ ASSHTO một tải trọng mô men uốn thuần túy, phương 98 [3] dự báo sức kháng uốn danh định của pháp kiểm soát chuyển vị với chuyển vị góc dầm thể hiện ở công thức 6.10.4.2.2a-2. uốn cưỡng bức được áp dụng như thể hiện Nghiên cứu của E.Barth và R.Roberts [4] và trong hình 1. Đây là một phương pháp phổ 182
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 biến áp dụng trong các mô hình số phân tích được quan tâm trong phạm vi c < 0.0035; do đàn dẻo theo thuật toán PP PTHH. vậy mô hình kết cấu bê tông cốt thép sẽ không Z axis nhất thiết phải xem xét tới ở đây. Đặc tính đàn dẻo của vật liệu thép được mô tả bằng phương trình lý tưởng của Prandtl- Y axis Reuss và giả thiết chảy dẻo của vật liệu theo reaction moment at support mặt phẳng von Mises. Đường quan hệ ứng suất X axis - biến dạng của vật liệu thép SBHS500 được Displacement control to produce pure bending moment xác định từ thí nghiệm thực. Đối với mô hình vật liệu bê tông với cấp chịu nén f’c = 40 Mpa, giả thiết đàn hồi tuyến tính - dẻo hoàn toàn sau Hình 1. Mô men uốn thuần túy được tạo ra đàn hồi, tiêu chuẩn chảy dẻo theo mặt Mohr- bằng phương pháp kiểm soát chuyển vị. Coulomb được áp dụng. Quan hệ ứng suất - biến dạng đơn hướng của mô hình vật liệu bê Mô hình số sẽ mô tả biến dạngban đầu trong tông được định nghĩa dựa trên phương trình đề phần bản bụng của dầm thép. Mức biến dạng lớn nhất được lấy theo quy định trong quy trình xuất bởi hiệp hội kỹ sư Nhật Bản JSCE [8]. thiết kế cầu thép đường bộ Nhật Bản hiện hành 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU [7] với giá trị bw/250 trong đó bw là chiều cao của bản bụng. Mặt biến dạng ban đầu được lý Kết quả được sử dụng để phục vụ khảo sát tưởng hóa với phương trình mặt sin, mặt phồng và phân tích là các giá trị Mu, Mp, Mn và Mn*. móp lý tưởng được thể hiện trong hình 2. Mu là sức kháng tới hạn của mô hình dầm khảo uymax = bw/250 sát, được xác định từ kết quả phân tích mô hình uymax = bw/250 số như thể hiện trong hình. Mp là giá trị mô Z axis men dẻo được định nghĩa như theo lý thuyết kết cấu thép với giả thuyết biến dạng tại tất cả các điểm trong mặt cắt dầm khảo sát đều đạt Y axis X axis tối thiểu là giá trị chảy dẻo. Mn và Mn* là giá trị sức kháng danh định được quy định bởi quy bw = 3m trình thiết kế 22TCN 272-05 [2] và quy trình thiết kế hiện hành TCVN 11823:2017 [5]. Quy trình 22TCN 272-05 quy định sức Hình 2. Mặt phồng móp ban đầu mô tả kháng uốn danh định của mặt cắt dầm thép - cho bản bụng dầm liên hợp bê tông liên hợp phân loại đặc chắc bằng Bản bụng và bản cánh của dầm thép được phương trình 6.10.4.2.2a-2. rời rạc hóa bằng các phần tử vỏ Q20SH định Nếu D’  Dp: nghĩa bởi phần mềm phân tích kết cấu Mn = Mp DIANA. Kết quả phân tích của mô hình có thể Nếu D’ < Dp  5D’ dự báo chính xác hiện tượng mất ổn định cục 5M p  0.85M y 0.85M y  M p  D p  Mn     (1) bộ và lan tỏa vùng chảy dẻo trong kết cấu 4 4  D  dạng thép tấm. Phần bản bê tông sẽ được mô 0,9 khi R  250 MPa hình hóa bởi các phần tử khối HX24L, trong D’ =β(d+ts+th)/7.5   thư viện phần tử của phần mềm DIANA. 3 bậc 0, 7 khi R  345 MPa tự do chuyển vị thẳng sẽ được xét đến tại mỗi trong đó nút trong phần tử. Như đã trình bày ở phần Dp : Khoảng cách từ trục trung hòa MC giới thiệu, nghiên cứu này chỉ xét đến dầm dẻo đến thớ trên bản bê tông liên hợp nhịp giản đơn nên phần bê tông chỉ làm việc d+ts+th : Chiều cao của mặt cắt dầm thép - chịu nén. Biến dạng nén của bản bê tông sẽ chỉ bê tông liên hợp 183
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 Trong quy trình hiện hành TCVN hạn. Mức độ dự báo của quy trình 22TCN 272 11823:2017, công thức dự báo sức kháng uốn - 05 là an toàn hơn xấp xỉ 15% trong khi mức của mặt cắt đặc chắc (mục 10.7.1.2): độ dự báo cập nhật của quy trình hiện hành khi Dp  0.1 Dt thì Mn* = Mp TCVN11823:2017 là khoảng 20%, còn nhỏ Nếu không hơn cả mức dự báo của quy trình cũ. Nghiên *  Dp  cứu [4] đã báo cáo sức kháng uốn danh định M n  M p 1, 07  0, 7  (2) của dầm thép - bê tông liên hợp có mặt cắt  Dt  phân loại đặc chắc theo 6.10.4.2.2a-2 - quy với Dt là tổng chiều cao mặt cắt dầm liên hợp. trình thiết kế cầu đường bộ 22TCN 272 - 05 là Girder with compact section quá thiên về an toàn và nghiên cứu xác nhận 1.20 Mu/Mp=1.018 báo cáo này. Công thức dự báo của quy trình 1.00 thiết kế hiện hành thậm chí còn đưa ra giá trị có xu hướng thiên về an toàn hơn so với dự 0.80 báo của phiên bản trước đó. 0.60 M/Mp 4. KẾT LUẬN 0.40 Với các dầm thép bê tông liên hợp áp dụng 0.20 các cấp thép mới SBHS500, mức dự báo về 0.00 sức kháng uốn đối với các dầm có mặt cắt 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0  p 10.0 12.0 14.0 đặc chắc, quá thiên về an toàn. Mức độ dự báo của quy trình 22TCN 272 - Hình 1. Xác định Mu từ kết quả 05 là an toàn hơn xấp xỉ 15% trong khi mức phân tích số phi tuyến độ dự báo cập nhật của quy trình hiện hành Sức kháng uốn đối chiếu TCVN11823:2017 là khoảng 20%, còn nhỏ 1.6 hơn cả mức dự báo của quy trình cũ. 1.4 1.2 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 0.8 [1] Japanese Industrial Standard. JIS G 3140, Higher yield strength steel plates for 0.6 Mu/Mn* bridges, 2008. 0.4 Mu/Mn [2] 22 TCN 272-05, Tiêu chuẩn thiết kế cầu, 0.2 Bộ GTVT 2005. 0 0.2 0.3 0.3 0.4 0.4 [3] AASHTO LRFD, Bridge Design  Specifications, Customary U.S. Units-1998. [4] K. E. Barth and N. R. Roberts, Flexural Hình 2. Sức kháng uốn đối chiếu của dầm Capacity of Compact Composite I-Girders liên hợp có mặt cắt phân loại đặc chắc in Positive Bending, Journal of Bridge Sức kháng uốn danh định Mn của một số Engineering, Vol. 14, Issue 4, July 2009. dầm khảo sát có mặt cắt phân loại đặc chắc [5] TCVN 11823:2017, Thiết kế cầu đường bộ, 2017. được xác định thông qua phương trình (1). α là [6] D.Kuhl, G. Meschke, Finite Element tỉ lệ giữa chiều cao chịu nén của bản bụng và Methods in Linear Structural Mechanics, chiều cao bản bụng. Các giá trị sức kháng uốn Ruhr-Bochum-University, 2005. danh định này được đối chiếu với với giá trị [7] Japan Road Association, Specifications for tới hạn Mu của dầm tương ứng, xác định thông Highway Bridges - part II. Steel Bridges, 2002. qua mô hình số hình 3. Có thể nhận thấy các [8] Japan Society of Civil Engineers - JSCE, dầm có giá trị sức kháng uốn danh định Mn và Standard Specifications for Concrete Mn* nhỏ hơn đáng kể giá trị sức kháng uốn cực Structures, 2007. 184

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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

65 tài liệu

2431 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 © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.