zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Lựa chọn phương pháp tính toán phù hợp cho dầm cao

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

Báo xấu

5
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Lựa chọn phương pháp tính toán phù hợp cho dầm cao trình bày tổng quan về phương pháp tính toán dầm cao; Ảnh hưởng của biến dạng trượt đến nội lực, chuyển vị dầm một đầu khớp chịu tải trọng phân bố đều.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Lựa chọn phương pháp tính toán phù hợp cho dầm cao

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHÙ HỢP CHO DẦM CAO Đỗ Thắng Trường Đại học Thủy lợi, email: dothang@tlu.edu.vn 1. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP trục dầm do lực cắt tại trục dầm gây ra (do vậy TÍNH TOÁN DẦM CAO giả thiết tiết diện phẳng vẫn được sử dụng). 1.1. Khái niệm về dầm cao Góc trượt γ tại trục dầm được tính như sau: Q Hiện nay, cùng với sự phát triển kinh tế thì γ=K (1.1) nhu cầu nhà ở, khách sạn, văn phòng, trung GA tâm thương mại... cũng tăng cao. Nhiều loại kết Góc nghiêng toàn phần của tiếp tuyến cấu mới cũng như vật liệu mới đã được đưa đường đàn hồi sẽ bằng tổng góc xoay do vào sử dụng trong các công trình xây dựng momen và góc trượt do lực cắt: hiện đại, có quy mô lớn, đa chức năng. Các kết dy = β+γ (1.2) cấu có lực cắt và biến dạng trượt ngang lớn dx ngày càng được sử dụng nhiều, đặc biệt là Trong đó: trong các công tình nhà cao tầng như: dầm A: Diện tích tiết diện dầm; truyền tải trọng trong nhà cao tầng (dầm G: Mô đun đàn hồi trượt; chuyển), sàn chuyển… Kết cấu dầm chuyển có K: Hệ số tập trung ứng suất cắt; đặc điểm là chiều cao tiết diện rất lớn so với y: là hàm biểu diễn đường đàn hồi chiều dài dầm (dầm cao), dẫn đến ảnh hưởng của dầm; của biến dạng trượt ngang do lực cắt Q gây ra β: Góc xoay do mômen. đối với sự làm việc của dầm là đáng kể. Dựa trên cơ sở lý thuyết xét biến dạng Theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu BTCT của trượt ngang đã nêu trên, các tác giả thường sử mỹ ACI 318-02, dầm cao được định nghĩa là dụng phương pháp phần tử hữu hạn để đưa ra một dầm có tỷ số a/h ≤ 2,5 ) khi chịu lực tập các lời giải số cho bài toán. Tương ứng với trung, hoặc l/h ≤ 5 khi lực phân bố đều (a là hai ẩn y và β chưa biết, khi sử dụng phương nhịp chịu cắt, l là nhịp dầm, h là chiều cao pháp phần tử hữu hạn, các tác giả đã dùng hai tiết diện dầm). phần tử độc lập: phần tử chỉ có chuyển vị và Theo tiêu chuẩn anh BS 8110-1997 cũng phần tử chỉ có góc xoay do momen gây ra để phân biệt dầm thường có tỷ lệ nhịp cắt chia mô tả phần tử chịu uốn. chiều cao dầm lớn hơn 2 và dầm cao có tỷ lệ Tuy nhiên, khi biến dạng trượt ngang tiến nhịp cắt chia chiều cao dầm nhỏ hơn 2. tới không, lý thuyết dầm xét biến dạng trượt 1.2. Phương pháp tính toán dầm cao ngang nêu trên không đưa về lý thuyết dầm Các phương pháp xây dựng và giải bài Euler - Bernoulli do gặp phải hiện tượng toán dầm chịu uốn dựa trên ý tưởng xét biến suy biến (shear locking - lực cắt bị khóa). dạng trượt ngang của Timoshenko đã được Nhiều tác giả đã nghiên cứu khắc phục hiện nghiên cứu từ những năm 1970: Biến dạng tượng này và mặc dù đã đem lại các kết quả trượt ngang do các ứng suất tiếp trên mặt cắt chấp nhận được nhưng vẫn mắc các lỗi về ngang gây ra sẽ được xét qua góc trượt γ của lý thuyết. 84
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 Giáo sư E.L.Wilson (giáo sư danh dự của q trường đại học Berkeley (Mỹ), một trong x những tác giả của phần mềm tính toán kết EJ cấu SAP, ETABS, SAFE...) là một trong l những người đầu tiên đưa ra các giải pháp để y làm giảm hiện tượng shear locking. Trong báo cáo tại cuộc hội thảo năm 1971, ông đã Hình 2.2. Dầm một đầu ngàm, một đầu khớp đưa ra đề nghị dùng đa thức bậc thấp để biểu chịu tải trọng phân bố đều diễn hàm nội suy của các phần tử chuyển vị Số liệu tính toán: Dầm có chiều dài nhịp (tương đương với việc dùng tích phân Gauss l=10m chịu tải trọng phân bố đều q=10kN/m. giảm bậc) và phần tử góc xoay do mô men Bề rộng tiết diện dầm b=0.5m, chiều cao dầm mà ông gọi là các phần tử không tương thích h=l/4=2.5m, mô đun đàn hồi E=30000MPa, [3]. Tuy nhiên, Giáo sư toán học G.Strang hệ số Poisson μ=0.2. Chia dầm thành 16 phần của trường đại học MIT (Mỹ) cho rằng ở đây tử, mỗi phần tử có chiều dài là 0.625m. có hai lỗi về lý thuyết đó là: sự tương thích Chạy chương trình dam 1 cho kết quả của các phần tử bị vi phạm và phương pháp chuyển vị, momen, lực cắt được trình bày đã không được kiểm chứng với các phần tử trên hình 2.2a, hình 2.2b và hình 2.2c. không phải chữ nhật. Mặc dù vậy, giáo sư G.Strang vẫn thừa nhận các nỗ lực làm giảm hiện tượng shear locking và đưa ra nhận xét: "Hai cái sai đã làm ra một cái đúng" ("Two Wrongs Make a Right") [3]. Vũ Thanh Thủy (2010) khi nghiên cứu nội lực và chuyển vị của hệ thanh chịu uốn khi xét Hình 2.2a. Chuyển vị của dầm một đầu tới ảnh hưởng của biến dạng trượt đã đề xuất ngàm, một đầu khớp chịu tải phân bố đều dùng hai hàm chuyển vị y và lực cắt Q là hai ẩn độc lập để xây dựng và giải quyết bài toán. 2. ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN DẠNG TRƯỢT ĐẾN NỘI LỰC, CHUYỂN VỊ DẦM MỘT ĐẦU KHỚP CHỊU TẢI TRỌNG PHÂN BỐ ĐỀU Hình 2.2b. Momen của dầm một đầu ngàm, một đầu khớp chịu tải phân bố đều Nguyễn Thị Mây (2016) đã lập chương trình dam 1 bằng phương pháp phần tử hữu hạn trên phần mềm Matlab để làm rõ ảnh hưởng của biến dạng trượt ngang đến nội lực, chuyển vị, biến dạng trong dầm cao thông qua một số bài toán cơ bản. Điểm khác của chương trình dam 1 so với các phần mềm đang được sử dụng phổ biến hiện nay là tác giả đã sử dụng 7 thông số gồm chuyển vị, Hình 2.2c. Lực cắt của dầm một đầu ngàm, đạo hàm bậc nhất của chuyển vị và lực cắt tại một đầu khớp chịu tải phân bố đều các nút của phần tử để mô tả phần tử thanh - Tại x = 0 có: chịu uốn. + Chuyển vị của dầm bằng không Ở đây xét một bài toán điển hình là dầm một + Momen tại tiết diện sát đầu ngàm: đầu ngàm, một đầu khớp có chiều dài nhịp l ql 2 M = 119 . 1kNm < = 125 kNm chịu tải trọng phân bố đều q như hình 2.2. 8 85
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 + Lực cắt tại tiết diện sát đầu ngàm: hợp dầm không xét biến dạng trượt ngang 5 ql (không bị hiện tượng shear locking). Q = 61 .96 kN < = 62 . 5 kN 8 - Tại x = l có: 3. KẾT LUẬN + Chuyển vị và momen của dầm bằng Thông qua kết quả của việc lập trình tính không toán dựa trên đề xuất coi chuyển vị y và lực + Lực cắt tại tiết diện sát đầu khớp: cắt Q là hai ẩn độc lập của TS Vũ Thanh 3 ql Thủy (2010), có thể thấy rõ ảnh hưởng của Q = 38 . 04 kN > = 37 .5 kN 8 biến dạng trượt ngang đến nội lực, chuyển vị, - Tại x = l /2có: biến dạng trong dầm cao. Khi xét biến dạng + Độ võng lớn nhất tại giữa dầm: trượt ngang đã nhận được sự phân phối ql 4 lại nội lực trong dầm, mặc dù thay đổi y max = 3 . 8 × 10 − 5 m > = 2 .7 × 10 − 5 m 192 EJ không lớn. + Momen tại giữa dầm: Kết quả tính toán theo chương trình dam 1 ql 2 trùng với kết quả tính toán trên phần mềm M = 65 . 43 kNm > = 62 . 5 kNm 16 Etabs. Ngoài ra, kết quả tính toán hoàn toàn Kết quả tính toán theo chương trình dam 1 hội tụ và không xảy ra hiện tượng shear này trùng với kết quả tính toán trên phần locking. Vì vậy, kiến nghị dùng đề xuất coi mềm Etabs và kết quả tính toán theo đường chuyển vị y và lực cắt Q là hai ẩn độc lập để lối giải tích của TS Vũ Thanh Thủy (chi tiết xây dựng và giải các bài toán kết cấu chịu được trình bày trong tài liệu [1]). uốn có xét biến dạng trượt ngang. Nhận xét: - Khi xét biến dạng trượt ngang, momen và 4. TÀI LIỆU THAM KHẢO lực cắt tại tiết diện sát đầu ngàm giảm đi so [1] Nguyễn Thị Mây. 2016. Luận văn thạc sĩ kỹ với không xét biến dạng trượt ngang. Trong thuật “Lựa chọn phương pháp tính toán phù khi đó momen tại tiết diện giữa dầm lại tăng hợp cho dầm cao bê tông cốt thép”. Trường lên một lượng đúng bằng lượng đã giảm tại Đại học Dân lập Phương Đông. đầu ngàm; lực cắt tại tiết diện sát đầu khớp [2] Vũ Thanh Thủy. 2010. Luận án tiến sỹ kỹ tăng lên một lượng đúng bằng lượng đã giảm thuật “Nghiên cứu nội lực và chuyển vị của tại đầu ngàm. Điều này chứng tỏ có sự phân hệ thanh uốn khi xét tới ảnh hưởng của biến bố lại nội lực trong dầm khi xét biến dạng dạng trượt”. Trường Đại học Kiến trúc trượt ngang. Hà Nội. - Độ võng lớn nhất tại giữa dầm ymax lớn [3] Wilson Edward L. Professor Emeritus of hơn so với trường hợp không xét biến dạng structural Engineering University of trượt ngang. California at Berkeley. 2002. Three – - Khi giảm chiều cao dầm (tức là tỉ lệ h/l Dimensional Static and Dynamic Analysis nhỏ dần, giả sử h/l=1/10), kết quả chuyển vị of structures. Inc. Berkeley, California, của dầm: USA. Third edition, Reprint January. ql 4 y max = 0 .00044 m ≈ = 0 . 00042 m , 192 EJ tức là kết quả tính theo lý thuyết dầm có xét biến dạng trượt ngang đã hội tụ về trường 86

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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

65 tài liệu

2409 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.