zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Nghiên cứu tính toán, thiết kế và thí nghiệm dàn thép

Chia sẻ: ViJakarta2711 ViJakarta2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Báo xấu

48
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài tiến hành phân tích sự làm việc của dàn thép. Các dạng dàn thép khác nhau được phân tích tính toán. Các kết quả về nội lực của thanh dàn được được so sánh với phần mềm SAP2000 và kết quả thí nghiệm thực tiễn. Qua các kết quả phân tích số, tác giả rút ra một số kết luận quan trọng và hướng phát triển.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu tính toán, thiết kế và thí nghiệm dàn thép

Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 KHOA HỌC SINH VIÊN NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ THÍ NGHIỆM DÀN THÉP SV Phạm Châu Đức SV Ngô Quang Duy GVHD: KS. Lê Văn Trình Trường Đại học Xây dựng Miền Trung Tóm tắt 1. Đặt vấn đề Đề tài tiến hành phân tích sự làm việc Các bài toán về phân tích sự làm của dàn thép. Các dạng dàn thép khác nhau việc của dàn thép nhà công nghiệp đã được phân tích tính toán. Các kết quả về nội được nhiều tác giả trong và ngoài nước lực của thanh dàn được được so sánh với phần thực hiện kể cả về mặt lý thuyết và thực mềm SAP2000 và kết quả thí nghiệm thực tiễn. Qua các kết quả phân tích số, tác giả rút nghiệm. Các nghiên cứu này đã đưa ra ra một số kết luận quan trọng và hướng phát trạng thái ứng suất biến dạng của dàn triển. thép khi chịu tải trọng tác dụng trong các giai đoạn làm việc của dàn. Tuy nhiên các Từ khóa nghiên cứu này chưa trình bày cách cụ thể Dàn thép, thí nghiệm dàn thép, tính toán cách tiếp cận các kết quả phù hợp với dàn thép. trình độ sinh viên. Tình hình giảng dạy và hiểu biết của sinh viên đại học nói chung và sinh viên Trường Đại học Xây dựng Miền Trung nói riêng về sự làm việc của dàn thép chỉ dừng lại là những hiểu biết về lý thuyết. Còn các quy trình thí nghiệm cũng như khảo sát bằng thực nghiệm của bài toán sự làm việc thực tế của dàn thép còn chưa được tiếp cận. Chính vì thế nghiên cứu này sẽ tập trung đưa ra quy trình thí nghiệm cụ thể và đánh giá kết quả thí nghiệm để làm rõ sự hiểu biết đó và đây là cách nhìn bài toán một cách trực quan và phù hợp với tình hình giảng dạy hiện nay tại Nhà trường. Ngoài ra để đánh giá mức độ tin cậy của kết quả thực nghiệm so với lý thuyết thì nghiên cứu cũng sẽ đưa vào phương pháp nghiên cứu mô phỏng bằng phần tử hữu hạn. 2. Cơ sở lý thuyết 2.1. Xác định tải trọng tác dụng lên dàn và sơ đồ tính dàn Tải trọng tác dụng lên dàn Ptt (đặt tại các nút dàn): Ptt  qtt B (0.1) Trong đó: 229
Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 qtt: tải trọng phân bố đều trên dàn Act B: bước dàn Ag  Pt 2 (2.3) Pt 3 Pt Từ số hiệu thép đã chọn, tra được Pt 2 Pt 1 5 7 8 các đặt trưng hình học i x, iy, Ag (Ag  4 6 9 10 11 Act/2). Kiểm tra tiết diện đã chọn: L N Hình 2.1. Sơ đồ tính toán và số thứ tự phần tử   f c các thanh dàn min A (2.4) 2.2. Xác định nội lực trong các thanh Trong đó: A: diện tích tiết diện (A = 2Ag); dàn φmin: hệ số uốn dọc nhỏ nhất tra Nội lực trong dàn được xác định theo bảng theo λmax và f. ba phương pháp sau: λmax = max (λx, λy) và λmax  [λ] - Lý thuyết: phương pháp tách mắt, 2.3.2. Chọn và kiểm tra tiết diện phương pháp mặt cắt,... Một số giả thuyết thanh chịu kéo khi tính toán theo phương pháp lý thuyết: Diện tích cần thiết Act của tiết diện + Trục các thanh đồng quy tại tim thanh: nút dàn; N + Xem nút dàn là khớp; A ct  + Thanh dàn chỉ chịu nội lực dọc f c (2.5) trục (kéo hay nén đúng tâm). Có Act (diện tích cần thiết của hai Phương pháp phần tử hữu hạn: sử thép góc) dựa vào các bảng thép góc, xác dụng phần mềm SAP2000. định số hiệu thép góc cần dung thỏa mãn. - Thí nghiệm dàn thép. Từ số hiệu thép đã chọn, tra được - Kết quả được xử lý tính toán qua các đặc trưng hình học: i x, iy, Ag… đó đưa ra kết luận. Kiểm tra tiết diện đã chọn: 2.3. Chọn và kiểm tra tiết diện thanh N    f c dàn An (2.6) 2.3.1. Chọn và kiểm tra tiết diện Với: An diện tích thực của tiết diện. thanh chịu nén Khi chọn tiết diện cần giả thiết độ     Yêu cầu về độ mảnh: max mảnh λ: 3. Ví dụ số + λgt = 6080 (đối với thanh cánh) Đề tài đưa ra một số ví dụ tính toán + λgt =100120 (đối với thanh bụng) về dàn thép với kích thước và mô hình khá Diện tích cần thiết Act của tiết diện nhau. Kết quả được trình bày dưới dạng thanh: bảng tính. N 3.1. Bài toán 1 A ct   f (2.2) c Tính toán và thiết kế cho dàn thép ở Hình 0.1 với các số liệu tính toán như Trong đó: N: lực nén trong thanh; Bảng 0.1. Mái lợp tôn múi tráng kẽm dày c: hệ số điều kiện làm việc; f: cường độ tính toán của vật g mtc  0,7 mm; có trọng lượng: 0,074 liệu thép;  p  1,3   1,05 φ: hệ số uốn dọc, tra bảng II.1 kN/m2; ; g .Độ võng cho phụ lục II GT KCT.   1 Từ Act (diện tích cần thiết của hai  L   2 0 0 phép của dầm . thép góc) dựa vào các bảng thép góc, xác định số hiệu thép góc cần dung thỏa mãn: 230
Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 Bảng 0.1. Số liệu tính bài toán 1 Bảng 0.2. Nội lực các thanh dàn bài toán 1 tc STT L D H1 H2 p m Nội lực dàn (m) (m) (m) (m) (kN/m2) Nội lực (kN) Stt Thanh 1 9 1,5 0,5 0 0,2 Lý thuyết SAP2000 1 1 -74,71 -74,71 H1 2 2 -59,77 -59,77 d d d d d d 3 3 -44,82 -44,82 L 4 4 0,00 0,00 Hình 0.1. Sơ đồ tính bài toán 1 5 5 -14,94 -14,94  Kết quả tính toán 6 6 1,65 1,65 3 2 7 7 -15,21 -15,21 7 8 1 5 4 6 8 8 6,60 6,60 9 10 11 9 9 74,25 74,25 L 10 10 74,25 74,25 Hình 0.2. Sơ đồ đánh số thứ tự các thanh dàn 11 11 59,40 59,40 bài toán 1 Bảng 0.3. Kết quả tính toán bài toán 1 Act cm2 Số Lực ix fc hiệu 2A g iy lx ly   Kết Thanh dọc λgt (cm2) (cm λmax φ min daN/c Thép (cm) (cm) (cm) daNcm luận (kN) Nén Kéo ) m2 góc 1 -74,71 70 4,59 L50x5 9,60 1,51 2,52 150,92 150,92 99,95 0,55 1420,1 2100 Thỏa 2 -59,77 70 3,67 L50x5 9,60 1,51 2,52 150,92 150,92 99,95 0,55 1136,1 2100 Thỏa 3 -44,82 70 2,75 L50x5 9,60 1,51 2,52 150,92 150,92 99,95 0,55 852,0 2100 Thỏa 4 0,00 L50x5 9,60 1,51 2,52 13,33 16,67 0,0 2100 Thỏa 5 -14,94 100 1,22 L50x5 9,60 1,51 2,52 120,74 150,92 79,96 0,72 215,6 2100 Thỏa 6 1,65 0,08 L50x5 9,60 1,51 2,52 26,67 33,33 17,2 2100 Thỏa 7 -15,21 100 1,24 L50x5 9,60 1,51 2,52 122,93 153,66 81,41 0,71 222,6 2100 Thỏa 8 6,60 0,31 L50x5 9,60 1,51 2,52 40,00 50,00 68,8 2100 Thỏa 9 74,25 3,54 L50x5 9,60 1,51 2,52 150,00 150,00 773,4 2100 Thỏa 10 74,25 3,54 L50x5 9,60 1,51 2,52 150,00 150,00 773,4 2100 Thỏa 11 59,40 2,83 L50x5 9,60 1,51 2,52 150,00 150,00 618,8 2100 Thỏa 3.2. Bài Toán 2  1  L   2 0 0 Tính toán và thiết kế cho dàn thép ở Độ võng cho phép của dầm Hình 0. với các số liệu tính toán trong Bảng 0.4. Số liệu tính bài toán 2 Bảng 0.4. Mái lợp tôn múi tráng kẽm dày g mtc  0,074 STT L D H1 H2 pmtc 0,7 mm; có trọng lượng: (m) (m) (m) (m) (kN/m2) 2  p  1,3  g  1,05 kN/m ; ; . 1 6 1,5 0,75 0,5 0,3 231
Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 Bảng 0.5. Nội lực các thanh dàn bài toán 2 H1 Nội lực dàn H2 Nội lực (kN) d d d d Stt Thanh Lý thuyết SAP2000 L 1 1 -2,23 -2,23 2 2 0,00 0,00 Hình 0.3 Sơ đồ tính bài toán 2 3 3 -32,25 -32,25  Kết quả tính toán 4 4 -32,25 -32,25 5 5 5 -35,84 -35,84 4 3 2 6 6 -26,04 -26,04 11 8 7 7 14,14 14,14 1 6 7 9 10 8 8 -4,46 -4,46 12 13 9 9 -5,95 -5,95 10 10 -1,10 -1,10 Hình 0.4. Sơ đồ đánh số thứ tự các thanh dàn 11 11 1,49 1,49 bài toán 2 12 12 20,83 20,83 13 13 20,83 20,83 Bảng 0.6. Kết quả tính toán bài toán 2 Act cm 2 Số Lực 2Ag  fc hiệu ix iy lx ly Kết Thanh dọc λgt (cm λmax φmin daN/c daN/c thép (cm) (cm) (cm) (cm) luận (kN) Nén Kéo 2 ) m2 m2 góc 1 -2,23 70 0,14 L30x3 3,48 0,90 1,45 50,00 50,00 55,62 0,84 76,4 2100 Thỏa 2 0,00 70 0,00 L30x3 3,48 0,90 1,45 75,26 75,26 83,72 0,70 0,0 2100 Thỏa 3 -32,25 70 1,98 L30x3 3,48 0,90 1,45 75,26 75,26 83,72 0,70 1331,8 2100 Thỏa 4 -32,25 70 1,98 L30x3 3,48 0,90 1,45 75,26 75,26 83,72 0,70 0,0 2100 Thỏa 5 -35,84 70 2,20 L30x3 3,48 0,90 1,45 75,26 75,26 83,72 0,70 1479,8 2100 Thỏa 6 -26,04 100 1,60 L30x3 3,48 0,90 1,45 75,00 93,75 83,43 0,70 748,3 2100 Thỏa 7 14,14 0,67 L30x3 3,48 0,90 1,45 75,00 93,75 406,2 2100 Thỏa 8 -4,46 100 0,36 L30x3 3,48 0,90 1,45 50,00 62,50 55,62 0,84 128,3 2100 Thỏa 9 -5,95 100 0,48 L30x3 3,48 0,90 1,45 81,39 101,74 90,54 0,65 170,9 2100 Thỏa 10 -1,10 100 0,09 L30x3 3,48 0,90 1,45 81,39 101,74 90,54 0,65 31,6 2100 Thỏa 11 1,49 0,07 L30x3 3,48 0,90 1,45 60,00 75,00 42,8 2100 Thỏa 12 20,83 0,992 L30x3 3,48 0,90 1,45 150 150 598,6 2100 Thỏa 13 20,83 0,992 L30x3 3,48 0,90 1,45 150 150 598,6 2100 Thỏa 3.3. Bài toán 3 d d d d Xác định nội lực các thanh trong dàn P tt P tt thép thể hiện Hình 0. với các số liệu tính H1 toán trong Bảng 0.7. Các thanh dàn có tiết diện L50x5. Kết quả so sánh với thí d d d d d nghiệm thực tiễn. L Bảng 0.7 Số liệu tính bài toán 3 d H1 Hình 0.5 Sơ đồ tính bài toán 3 STT L (m) Tiết diện (m) (m) 1 3 0,6 0,4 2L50x5 232
Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 2 3 1 4 5 6 7 8 9 10 Hình 0.6 Đánh số thanh dàn Nội lực thanh dàn được xác định với các cấp tải khác nhau bằng mô hình thí nghiệm như trên hình. Hình 0.9. Máy STS-WIFI Hình 0.7. Mô hình thí nghiệm Hình 0.10. Thiết bị đo chuyển vị Nội lực thanh dàn thu được từ thí nghiệm được so sánh với phương pháp lý thuyết. Kết quả được thể hiện trong bảng 0.8, bảng 0.9 và bảng 0.10. Hình 0.8. Tensor biến dạng Bảng 0.8. Nội lực thanh số 3 Thanh số 3 Nội lực Cấp tải Biến Ứng suất Sai số STT (kN) dạng (kN/cm2) Phương pháp N (kN) (%) Thí nghiệm -10,33 1 10,81 -1,21E-04 -1,076 60,76 Lý thuyết -4,054 Thí nghiệm -14,52 2 14,39 -1,70E-04 -1,512 62,83 Lý thuyết -5,396 Thí nghiệm -21,54 3 20,77 -2,52E-04 -2,244 63,84 Lý thuyết -7,789 Thí nghiệm -33,04 4 30,44 -3,86E-04 -3,441 65,45 Lý thuyết -11,42 Thí nghiệm -40,49 5 36,02 -4,73E-04 -4,218 66,64 Lý thuyết -13,51 Thí nghiệm -47,11 6 40,47 -5,50E-04 -4,907 67,78 Lý thuyết -15,18 233
Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 Bảng 0.9. Nội lực thanh số 5 Thanh số 5 Cấp tải Ứng suất Nội lực Sai số STT Biến dạng (kN) (kN/cm2) Phương pháp N (kN) (%) Thí nghiệm -10,37 1 10,81 -1,21E-04 -1,08 34,83 Lý thuyết -6,756 Thí nghiệm -14,52 2 14,39 -1,70E-04 -1,513 38,06 Lý thuyết -8,994 Thí nghiệm -21,58 3 20,77 -2,52E-04 -2,248 39,84 Lý thuyết -12,98 Thí nghiệm -33,04 4 30,44 -3,86E-04 -3,442 42,43 Lý thuyết -19,03 Thí nghiệm -40,49 5 36,02 -4,73E-04 -4,218 44,40 Lý thuyết -22,51 Thí nghiệm -47,09 6 40,47 -5,50E-04 -4,905 46,28 Lý thuyết -25,29 Bảng 0.10. Nội lực thanh số 9 Thanh số 9 Cấp tải Biến Ứng suất Nội lực Sai số STT (kN) dạng (kN/cm2) Phương pháp N (kN) (%) Thí nghiệm 16,959 1 10,81 1,98E-04 1,7665 28,29 Lý thuyết 12,161 Thí nghiệm 24,084 2 14,39 2,81E-04 2,5087 32,78 Lý thuyết 16,189 Thí nghiệm 35,187 3 20,77 4,11E-04 3,6653 33,59 Lý thuyết 23,366 Thí nghiệm 53,424 4 30,44 6,24E-04 5,565 35,90 Lý thuyết 34,245 Thí nghiệm 63,137 5 36,02 7,37E-04 6,5768 35,82 Lý thuyết 40,523 Thí nghiệm 72,173 6 40,47 8,43E-04 7,518 36,92 Lý thuyết 45,529 4. Kết luận và kiến nghị giả rút ra một số kết luận quan trọng và Đề tài đã tiến hành phân tích sự hướng phát triển. làm việc của dàn thép. Các dạng dàn 4.1. Kết luận thép khác nhau được phân tích tính - Nội lực của các thanh trong dàn toán. Các kết quả về nội lực của thanh phụ thuộc vào vị trí của thanh và tải trọng dàn được so sánh với phần mềm tác dụng. SAP2000 và kết quả thí nghiệm thực - Kết quả nội lực tính toán bằng tiễn. Qua các kết quả phân tích số, tác phương pháp lý thuyết giống tương tự với 234
Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 2/2016 No. 2/2016 phần mềm SAP2000 chứng tỏ tính chính 4.2. Kiến nghị xác trong qua trình tính toán. Sử dụng mô hình dàn thép đã được - Nội lực bằng phương pháp lý áp dụng trong đề tài để áp dụng vào môn thuyết chênh lệch so với thí nghiệm chứng học Thí nghiệm công trình. Qua đó giúp tỏ sự khác nhau trong mô hình tính trên lý sinh viên có cái nhìn trực quan hơn về dàn thuyết và thực nghiệm. thép và thí nghiệm dàn thép. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Phạm Văn Hội, Nguyễn Quang Viên, Phạm Văn Tư và Lưu Văn Tường, 2007. Kết cấu thép – Cấu kiện cơ bản. NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [2]. Trần Thị Thôn. Bài tập Thiết kế kết cấu. NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh, TP. Hồ Chí Minh. 235

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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

65 tài liệu

2412 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.