Luận văn Tính toán ổn định tổng thể của dầm thép có kể đến các điều kiện biên và phân phối nội lực theo tiêu chuẩn eurocode 3
Tính momen tới hạn tương ứng trạng thái mất ổn định tổng thể
của dầm đơn giản nhịp L=6m như hình vẽ theo TCVN 5575:2012 và
Eurocode 3, chịu tải trọng tập trung đặt ở giữa nhịp dầm. Dầm làm từ
thép tổ hợp hàn I có các kích thước như sau: bản cánh dầm có
btxtf=120x10mm; bản bụng dầm có hwxtw=220x6,0mm. Thép mác
Q Q
Q Q17
CCT38, có cường độ tính toán f=2300 daN/cm2, giới hạn chảy
fy
=2400daN/cm2. Bỏ qua trọng lượng bản thân của dầm, biết:
Môdun đàn hồi về uốn E=2,1.106 daN/cm2; Hệ số Poát
xông υ=0,3;
26 trang |
Chia sẻ: anhthuong12 | Lượt xem: 898 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Tính toán ổn định tổng thể của dầm thép có kể đến các điều kiện biên và phân phối nội lực theo tiêu chuẩn eurocode 3, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
NGUYỄN DUY HẢO
TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CỦA
DẦM THÉP CÓ KỂ ĐẾN CÁC ĐIỀU KIỆN
BIÊN VÀ PHÂN PHỐI NỘI LỰC THEO
TIÊU CHUẨN EUROCODE 3
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
Mã số: 60.58.02.08
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng - Năm 2015
Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Phạm Văn Hội
Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Quang Viên
Phản biện 2: TS. Trần Quang Hưng
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Ngành Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công
nghiệp họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 26 tháng 12 năm 2015
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đề tài luận văn “Tính toán ổn định tổng thể của dầm thép có
kể đến các điều kiện biên và phân phối nội lực theo tiêu chuẩn
Eurocode 3 ” nhằm tìm hiểu đặc điểm làm việc, ứng xử của các bộ
phận, cách tính, lập quy trình tính toán ổn định tổng thể của dầm thép
có kể đến điều kiện biên và phân phối nội lực theo tiêu chuẩn
Eurocode 3, trên cơ sở đó so sánh với cách tính theo Tiêu Chuẩn thiết
kế kết cấu thép của Việt Nam TCVN 5575:2012.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Tìm hiểu đặc điểm làm việc, ứng xử các bộ phận của dầm
thép;
- Tìm hiểu, lập quy trình và cách tính toán ổn định tổng thể
cho dầm thép có kể đến điều kiện biên và phân phối nội lực theo tiêu
chuẩn Eurocode 3.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: dầm thép
- Phạm vi nghiên cứu: luận văn này, giới hạn việc tính toán ổn
định tổng thể kết cấu dầm thép có kể đến điều kiện biên và phân phối
nội lực theo tiêu chuẩn Eurocode 3; qua đó đưa ra quy trình tính toán
ổn định tổng thể kết cấu dầm thép liên tục có kể đến điều kiện biên và
phân phối nội lực theo tiêu chuẩn Eurocode 3.
4. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Phương pháp lý thuyết
+ Thu thập các tài liệu tổng quan lý thuyết tính toán ổn định
tổng thể kết cấu dầm thép hiện nay ở nước ta;
+ Thu thập tài liệu về lý thuyết tính toán ổn định tổng thể kết
cấu dầm thép liên tục có kể đến điều kiện biên và phân phối nội lực
theo tiêu chuẩn Eurocode 3.
2
4.2. Phương pháp số
Tiến hành các ví dụ bằng số để minh họa tính toán ổn định
tổng thể kết cấu dầm thép liên tục có kể đến điều kiện biên và phân
phối nội lực theo tiêu chuẩn Eurocode 3;
5. Cấu trúc luận văn
Với mục đích và tiêu chí nêu trên, luận văn dự kiến bao gồm
phần mở đầu, phần kết luận kiến nghị và 3 chương chính sau đây:
- Chương 1: Tổng quan về dầm thép và ổn định kết cấu
- Chương 2: Lý thuyết tính toán ổn định tổng thể dầm thép
- Chương 3: Ví dụ tính toán
3
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ DẦM THÉP VÀ ỔN ĐỊNH KẾT CẤU
1.1. TỔNG QUAN VỀ DẦM THÉP
1.1.1. Đặc điểm của dầm thép
Kết cấu dầm thép được sử dụng rộng rãi nhờ có ưu điểm:
cường độ lớn, độ tin cậy cao, trọng lượng nhẹ, chịu lực tốt, cấu tạo
tương đối đơn giản và chi phí không lớn nên phù hợp với sản xuất
công nghiệp.
1.1.2. Các loại dầm thép trong xây dựng
a. Dầm định hình
b. Dầm tổ hợp
c. Dầm bụng khoét lỗ
d. Dầm bụng sóng
e. Dầm cánh rỗng
1.2. KHÁI NIỆM VỀ ỔN ĐỊNH KẾT CẤU
1.2.1. Khái niệm chung
Theo giáo trình sức bền vật liệu – PGS.TS Lê Ngọc Hồng: độ
ổn định của kết cấu là khả năng duy trì, bảo toàn được dạng cân bằng
ban đầu trước các nhiễu động có thể xảy ra.
1.2.2. Các dạng mất ổn định
- Mất ổn định về vị trí.
- Mất ổn định về dạng cân bằng ở trạng thái biến dạng.
a. Hiện tượng mất ổn định vị trí
Xảy ra khi toàn bộ công trình được xem là tuyệt đối cứng,
không thể giữ nguyên được vị trí ban đầu mà buộc phải chuyển sang
vị trí khác.
b. Hiện tượng mất ổn định về dạng cân bằng trong trạng thái
biến dạng
Xảy ra khi biến dạng ban đầu của vật thể tương ứng với tải
4
trọng nhỏ ban đầu bắt buộc phải chuyển sang dạng biến dạng mới
khác trước về tính chất.
1.2.3. Các tiêu chí về sự cân bằng ổn định
a. Tiêu chí dưới dạng tĩnh học
- Nếu P*>P: cân bằng ổn định.
- Nếu P*<P: cân bằng không ổn định.
- Nếu P*=P: cân bằng phiếm định.
b. Tiêu chí dưới dạng năng lượng
Xét *U là độ biến thiên của thế năng toàn phần của hệ khi
chuyển từ trạng thái đang xét sang trạng thái lân cận sẽ là:
*U U T
U độ biến thiên của thế năng biến dạng;
T độ biến thiên của công ngoại lực.
- Nếu U T hệ ở trạng thái cân bằng ổn định.
- Nếu U T hệ ở trạng thái cân bằng không ổn định.
- Nếu U T hệ ở trạng thái cân bằng phiếm định.
c. Tiêu chí dưới dạng động lực học
- Nếu chuyển động tắt dần hoặc điều hòa (khi không kể đến
lực cản) thì cân bằng là ổn định.
- Nếu chuyển động không tuần hoàn (xa dần trạng thái ban
đầu), mang đặc trưng dẫn đến sự tăng dần của biên độ chuyển động
thì cân bằng là không ổn định.
1.2.4. Các phương pháp nghiên cứu ổn định
a. Các phương pháp tĩnh học
b. Các phương pháp năng lượng
c. Phương pháp động lực học
5
1.3. CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ỔN ĐỊNH CỦA DẦM
1.3.1. Ổn định tổng thể
Hình 1.6. Mất ổn định tổng thể của dầm
1.3.2. Ổn định cục bộ
a. Mất ổn định cục bộ bản cánh nén
b. Mất ổn định cục bộ bản bụng
y
z
yy
z
z
F
F
l
6
CHƯƠNG II
LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ
DẦM THÉP
2.1. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CẤU KIỆN
2.1.1. Trường hợp dầm chịu tác dụng mô men uốn thuần túy
(a) (b)
Hình 2.1. Dầm chịu mô men uốn thuần túy
Công thức xác định mô men tới hạn
* 2 * 2
2 1 1 2 2
2
1 z z
cr t z
t
EI h EI h
M GI EI
l GI l
(2-44)
2
2
2
1
cr t z
a
M GI EI
l l
(2-45)
Đây là công thức tính toán mô men tới hạn cho dầm chịu uốn
thuần túy, các trường hợp khác như: dầm đơn giản, dầm con son
tính toán tương tự.
M M
7
2.2. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ DẦM THEO EUROCODE 3
2.2.1. Mô men tới hạn của dầm theo Eurocode 3
Hình 2.2. Tiết diện dầm chữ I không đối xứng
Công thức tổng quát:
2 2
2 2w
1 2 3 2 32 2
w
( )
[ ( ) ( ) ( )]
( )
z t
cr g j g j
z z
EI k I kL GI
M C C z C z C z C z
kL k I EI
(2-58)
Trong đó:
C1, C2, C3: Hệ số phụ thuộc dạng tải trọng và điều kiện liên kết
hai đầu dầm (có bảng kèm theo).
2.2.2. Tính toán mô men giới hạn của dầm – tính toán ổn định
tổng thể
Độ mảnh quy đổi của dầm:
w ,
w
pl y y
LT
cr
f
M
(2-62)
2.3. CÁCH TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ DẦM THÉP
THEO TCVN 5575:2012
2.3.1. Công thức kiểm tra
c
cb
f
W
M
(2-67)
8
a. Đối với dầm tiết diện chữ I có hai trục đối xứng:
f
E
l
h
I
I
x
y
2
0
1
(2-68)
+ Đối với thép I cán:
2
054,1
h
l
I
I
y
t (2-69)
+ Đối với dầm tổ hợp từ 3 tấm thép hoặc dầm bulong cường
độ cao:
3
3
2
0
18
ff
w
ff
f
tb
at
bh
tl
(2-70)
Giá trị của φb trong công thức (2-67) lấy như sau:
φ1 ≤ 0,85 thì φb = φ1
φb > 0,85 thì φb = 0,68 + 0,21 φ1, nhưng không lớn hơn 1
b. Đối với dầm tiết diện chữ I có một trục đối xứng
Để xác định φb cần tính các hệ số φ1, φ2:
f
E
l
hh
I
I
x
y
2
0
1
1
2
f
E
l
hh
I
I
x
y
2
0
2
2
2
2.3.2. Một số chú ý khi kiểm tra ổn định tổng thể dầm
Nhận thấy rằng, giá trị momen tới hạn Mcr phụ thuộc vào hình
dạng, đặc trưng hình học của tiết diện dầm, vào vị trí tải trọng tác
dụng lên dầm, vào cách liên kết dầm với gối tựa, vào cách bố trí liên
kết ngăn cản chuyển vị ngang của cánh nén (cách bố trí các kiềm chế
ngang)
Biện pháp tăng cường ổn định tổng thể
Để tăng cường ổn định tổng thể, chống oằn ngang, cần tiến
hành theo cá giải pháp sau:
9
- Xem xét việc sử dụng bản sàn: nên sử dụng bản sàn bê tông
cốt thép hoặc bản sàn thép có cố kết chặt bản sàn vào cánh nén của
dầm.
- Điều chỉnh các tỷ số bf / tf , bf / hf để biểu thức trên thoả mãn.
Theo đó việc tăng bề rộng cánh bf, giảm bề dày cánh tf, giảm khoảng
cách hai bản cánh hfk có thể sẽ đạt hiệu quả, nhưng sẽ phải chọn lại
tiết diện dầm.
- Trong hệ dầm sàn, khi bản sàn không dủ cứng, cần phải giảm
nhịp tính toán ngoài mặt phẳng (giảm l0) cho cánh nén dầm, bằng
cách bố trí thêm hệ giằng, thanh chốn ngang.
2.4. SO SÁNH CÁCH TÍNH ỔN ĐINH TỔNG THỂ CỦA DẦM
THÉP THEO TCVN 5575:2012 VÀ EUROCODE 3
2.4.1. Điểm tương tự nhau
1. Cả hai tiêu chuẩn đều xây dựng dựa trên lý luận về ổn định
ngang của dầm chịu uốn của Timoshenko.
2. Giá trị Mcr, Mb,kd phụ thuộc vào các đặc điểm sau:
- Hình dạng dầm
- Đặc trưng hình học của tiết diện dầm
- Vị trí tải trọng tác dụng lên dầm
- Dạng tải trọng tác dụng
- Cách bố trí liên kết ngăn cản chuyển vị ngang của cánh nén
2.4.2. Điểm khác nhau
STT TCVN 5575:2012 Eurocode 3
1
Hình thức của công thức kiểm
tra ổn định tổng thể dầm giữa
hai tiêu chuẩn là khác nhau:
c
cb
f
W
M
1
,
Rdb
Ed
M
M
10
STT TCVN 5575:2012 Eurocode 3
2
Không phân lớp tiết diện, chỉ
sử dụng một loại tiết diện: tiết
diện dẻo, tiết diện đặc chắc;
không cho phép dùng tiết diện
mảnh hơn nếu không có biện
pháp gia cố bằng sườn.
Phân lớp tiết diện tuỳ vào độ
mảnh của các bộ phận thuộc
tiết diện(dẻo, đặc, nửa đặc,
mảnh), vì vậy cho phép sử
dụng nhiều loại tiết diện, thậm
chí là thanh có thể rất mảnh.
3
Xác định Mcr phụ thuộc nhiều
thông số và phức tạp hơn
Xác định Mb,Rd tương đối đơn
giản nhờ một loạt bảng biểu
và các công thức đơn giản
hoá, do đó việc thực hiện sẽ
ưu việt hơn.
4
Việc kiểm tra ổn định tổng thể
dầm chỉ như phần kiểm tra
thêm sau khi tính toán về
cường độ, mọi bảng tra đều ở
phụ lục nên sẽ được xem là
không quan trọng và đôi khi
bỏ qua không làm.
Trình bày phần oằn ngang
ngang hàng mục chịu uốn, vì
vậy mọi cấu kiện chịu uốn mà
không được kiềm chế ngang
đều toàn bộ phải kiểm tra về
oằn.
5
Mcr phụ thuộc vị trí tải trọng
tác dụng: Cánh trên, Cánh
dưới, Bất kỳ
Mb,Rd phụ thuộc chính xác vị
trí điểm đặt tải trọng tác dụng,
vị trí tâm trượt
6
Không xét ảnh hưởng của các
liên kết tại hai đầu dầm, mức
độ cụ thể chống vênh của
cánh nén ra ngoài mặt phẳng
dầm
Xét đến ảnh hưởng của các
liên kết tại hai đầu dầm, mức
độ cụ thể chống vênh của cánh
nén ra ngoài mặt phẳng dầm
thông qua lần lượt hai hệ số
kz, kw
7 Không xét đến ảnh hưởng của
dạng oằn đến momen tới hạn
Mb,Rd
Xét đến ảnh hưởng của dạng
oằn (thông qua hệ số αLT) đến
momen tới hạn Mb,Rd
11
CHƯƠNG III
VÍ DỤ TÍNH TOÁN
3.1. VÍ DỤ 1
Cho một dầm đơn giản mặt cắt không đối xứng với các đặc trưng
như sau:
Các đặc trưng hình học của dầm:
bf1 = 400mm tf = 20mm
bf2 = 250mm tf = 20mm
h= 1.000mm hfk= 980mm
hw= 960mm tw = 10mm
A = 22.600mm2 L= 15.000mm
E = 210.000N/mm2 G = 80.000N/mm2
fy = 235N/mm2 kw= 1
Tọa độ trọng tâm tiết diện xác định bởi: h1= 425mm, h2= 555mm
Yêu cầu:
1. Tính moment tới hạn của dầm có kể đến điều kiện biên và
phân phối nội lực theo tiêu chuẩn Eurocode 3
2. Xác định moment ổn định tổng thể của dầm tiêu chuẩn
Eurocode 3
12
Bảng 3.1a.Tổng hợp mô men tới hạn của dầm chịu mô men
Sơ đồ tải trọng Mcr (N.mm)
1.081.608.127
3.604.048.593
1.421.096.684
9.807.262.742
1.977.158.620
13.284.678.832
2.504.570.034
14.290.719.980
1.798.204.605
4.119.523.277
M M
M M
M M/2
M M/2
M
M
M M/2
M M/2
M M/2
M M
13
Bảng 3.1b. Tổng hợp mô men tới hạn của dầm chịu lực phân bố, tập
trung
Sơ đồ tải trọng Vị trí tải trọng Mcr (N.mm)
Trọng tâm 1.173.029.084
Cánh trên 827.183.346
Cánh dưới 1.729.103.729
Trọng tâm 3.583.998.658
Cánh trên 1.817.457.291
Cánh dưới 6.120.368.387
Trọng tâm 2.374.533.521
Cánh trên 1.722.814.315
Cánh dưới 3.296.948.769
Trọng tâm 14.017.172.483
Cánh trên 11.267.848.449
Cánh dưới 17.619.774.943
Trọng tâm 1.401.128.196
Cánh trên 1.045.945.676
Cánh dưới 1.922.863.436
Trọng tâm 6.455.577.650
Cánh trên 4.824.741.266
Cánh dưới 8.636.310.273
* Nhận xét:
- Qua bảng 3.1a ta thấy: mô men tới hạn nhỏ nhất của dầm khi
hai đầu dầm là khớp chịu mô men trái chiều; mô men tới hạn lớn nhất
khi hai đầu dầm là ngàm chịu mô men cùng chiều (một đầu dầm chịu
mô men M, đầu kia chịu mô men M/2);
- Khi dầm chịu lực tập chung hoặc phân bố: đặt tải trọng tại
cánh dưới sẽ có tác dụng nhất, mô men tới hạn là lớn nhất; nhỏ nhất
khi lực đặt tại cánh trên của dầm;
q
q
Q
Q
Q Q
Q Q
14
- Liên kết hai đầu dầm là ngàm cho kết quả chịu mô men tốt hơn
hai đầu ngàm (do có ảnh hưởng của mô men xoắn kiềm chế của dầm).
3.1.2. Xác định mô men ổn định tổng thể của dầm theo Eurocode 3
Bảng 3.2a. Tổng hợp mô men giới hạn theo điều kiện ổn định tổng
thể của dầm chịu tác dụng của mô ment
Sơ đồ tải trọng M sd,max (N.mm)
618.908.136
1.081.009.823
733.759.558
1.297.439.320
870.906.532
1.340.424.255
961.321.058
1.349.699.584
832.423.873
1.118.722.325
M M
M M
M M/2
M M/2
M
M
M M/2
M M/2
M M/2
M M
15
Bảng 3.2b. Tổng hợp mô men giới hạn theo điều kiện ổn định tổng
thể của dầm chịu tác dụng của tải trọng
Sơ đồ tải trọng
Vị trí
tải
trọng
Msd,max (N.mm)
q, Q
(N/mm,
N)
Trọng
tâm
652.667.092
23,21
Cánh
trên
512.400.131
18,22
Cánh
dưới
816.252.160
29,02
Trọng
tâm
1.297.885.090
69,22
Cánh
trên
946.716.105
50,49
Cánh
dưới
1.504.749.595
80,25
Trọng
tâm
941.724.810
502.253
Cánh
trên
814.741.263
434.529
Cánh
dưới
1.054.043.432
562.156
Trọng
tâm
1.712.329.483
913.242
Cánh
trên
1.667.689.534
889.434
Cánh
dưới
1.753.346.367
935.118
q
q
Q
Q
16
Trọng
tâm
727.757.453
194.069
Cánh
trên
605.122.363
161.366
Cánh
dưới
859.720.778
229.259
Trọng
tâm
1.521.721.147
541.056
Cánh
trên
1.421.330.721
505.362
Cánh
dưới
1.604.510.157
570.493
* Nhận xét:
- Qua bảng 3.2a ta thấy: khi dầm chịu tác động của mô men,
trường hợp bất lợi nhất khi dầm đầu khớp chịu mô men trái chiều;
hiệu quả nhất khi dầm hai đầu ngàm chịu mô men M và M/2 cùng
chiều;
- Khi tính toán ổn định tổng thể, bất lợi nhất khi đặt tải trọng
tại cánh trên, và ổn định nhất khi tải trọng đặt tại cánh dưới;
- Khả năng của dầm chịu mô men tới hạn trong các trường hợp
khác nhau rất lớn, nhưng khi xét đến điều kiện ổn định tổng thể lại
không khác nhau nhiều.
3.2. VÍ DỤ 2
Tính momen tới hạn tương ứng trạng thái mất ổn định tổng thể
của dầm đơn giản nhịp L=6m như hình vẽ theo TCVN 5575:2012 và
Eurocode 3, chịu tải trọng tập trung đặt ở giữa nhịp dầm. Dầm làm từ
thép tổ hợp hàn I có các kích thước như sau: bản cánh dầm có
btxtf=120x10mm; bản bụng dầm có hwxtw=220x6,0mm. Thép mác
Q Q
Q Q
17
CCT38, có cường độ tính toán f=2300 daN/cm2, giới hạn chảy
fy=2400daN/cm2. Bỏ qua trọng lượng bản thân của dầm, biết:
Môdun đàn hồi về uốn E=2,1.106 daN/cm2; Hệ số Poát
xông υ=0,3;
Khảo sát giá trị momen tới hạn tương ứng trạng thái mất ổn
định tổng thể trong các trường hợp sau:
+ Giá trị tf thay đổi
+ Giá trị tw thay đổi
+ Giá trị hw thay đổi
+ Giá trị L thay đổi
3.2.1. Theo tiêu chuẩn TCVN5575:2012
Dầm chữ I, chịu uốn trong mặt phẳng bản bụng được kiểm
tra ổn định tổng thể theo công thức:
c
cb
f
W
M
=> Momen tới hạn do mất ổn định tổng thể:
Mcr = f γc φb Wc
=> Mcr = 2300.0,95.0,64.309 = 432105 daN.cm
18
3.2.2. Theo tiêu chuẩn Eurocode 3
4,288.10.1,2.
98,11.807692.600
4,288
4,3708
600
4,288.10.1,2.
363,1
62
2
2
62
crM
=> Mcr = 552036 daN.cm
Xác định độ mảnh quy ước LT như sau:
=>
16,1
552036
2400.309
cr
yy
LT
M
fW
Xác định momen độ bền chống lại sự oằn bên theo công
thức:
Mb,rd= 0,452.309.2400.0,95 = 318443 daN.cm
3.2.3. Khảo sát giá trị momen tới hạn tương ứng trạng thái
mất ổn định tổng thể trong trường hợp giá trị tf , tw, hw, L thay
đổi
Kết quả tính toán khảo sát tiết diện được thể hiện trong các bảng
dưới đây
19
Bảng 3.3. Bảng giá trị momen tới hạn tương ứng trạng thái mất ổn
định tổng thể trong trường hợp giá trị tf thay đổi
tf
(mm)
Momen tới hạn tương ứng trạng thái mất ổn
định tổng thể (daN.cm)
Theo TCVN 5575:2012 Theo Eurocode 3
10 431.501 319.685
12 591.049 414.485
14 780.086 516.236
16 908.829 622.684
18 1.047.310 732.336
20 1.195.872 844.234
22 1.354.610 957.770
24 1.480.246 1.072.563
26 1.596.615 1.188.374
28 1.713.352 1.305.052
30 1.830.468 1.422.502
32 1.947.979 1.540.664
34 2.065.896 1.659.501
36 2.184.231 1.778.990
38 2.302.997 1.899.116
20
Hình 3.2. Sự biến thiên giá trị momen tới hạn tương ứng trạng thái
mất ổn định tổng thể trong trường hợp giá trị tf thay đổi
Bảng 3.4. Bảng giá trị momen tới hạn tương ứng trạng thái mất ổn
định tổng thể trong trường hợp giá trị tw thay đổi
tw
(mm)
Momen tới hạn tương ứng trạng thái mất ổn định tổng
thể (daN.cm)
Theo TCVN 5575:2012 Theo Eurocode 3
6 431.501 319.685
8 472.217 346.719
10 537.927 382.392
12 632.640 424.348
14 705.756 469.968
16 836.078 517.197
18 868.392 564.723
20 900.706 611.827
22 933.019 658.188
24 965.333 703.712
0
500,000
1,000,000
1,500,000
2,000,000
2,500,000
0 5
1
0
1
5
2
0
2
5
3
0
3
5
4
0
M
(
d
aN
.c
m
)
tf
TCVN
EC3
21
26 997.647 748.423
28 1.029.960 792.402
30 1.062.274 835.747
32 1.094.588 878.557
34 1.126.902 920.920
Hình 3.3. Sự biến thiên giá trị momen tới hạn tương ứng trạng thái
mất ổn định tổng thể trong trường hợp giá trị tw thay đổi
Bảng 3.5. Bảng giá trị momen tới hạn tương ứng trạng thái mất ổn
định tổng thể trong trường hợp giá trị hw thay đổi
hw
(mm)
Momen tới hạn tương ứng trạng thái mất ổn định
tổng thể (daN.cm)
Theo TCVN 5575:2012 Theo Eurocode 3
200 423.774 304.941
240 441.220 333.152
260 452.534 345.571
280 465.143 357.126
300 478.815 367.967
320 493.369 378.217
340 508.660 387.974
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
0 5
1
0
1
5
2
0
2
5
3
0
3
5
4
0
M
(
d
aN
.c
m
)
tw
TCVN
EC3
22
360 524.577 397.320
380 541.027 406.322
400 557.934 415.036
420 575.238 423.509
440 592.888 431.780
460 610.841 439.881
480 629.061 447.842
500 647.517 455.687
Hình 3.4. Sự biến thiên giá trị momen tới hạn tương ứng trạng thái
mất ổn định tổng thể trong trường hợp giá trị hw thay đổi
Bảng 3.6. Bảng giá trị momen tới hạn tương ứng trạng thái mất ổn
định tổng thể trong trường hợp giá trị L thay đổi
L
(mm)
Momen tới hạn tương ứng trạng thái mất ổn định tổng thể
(daN.cm)
Theo TCVN 5575:2012 Theo Eurocode 3
3000 674.510 463.293
3200 674.510 450.716
3400 674.510 438.647
3600 674.510 427.066
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
0
1
0
0
2
0
0
3
0
0
4
0
0
5
0
0
6
0
0
M
(
d
aN
.c
m
)
hw
TCVN
EC3
23
3800 674.510 415.953
4000 674.510 405.292
4200 674.510 395.063
4400 595.673 385.249
4600 587.188 375.833
4800 579.729 366.798
5000 545.086 358.128
5200 517.176 349.805
5400 492.249 341.814
5600 469.884 334.141
5800 449.733 326.769
Hình 3.5. Sự biến thiên giá trị momen tới hạn tương ứng trạng thái
mất ổn định tổng thể trong trường hợp giá trị L thay đổi
*Nhận xét:
- Momen tới hạn tương ứng trạng thái mất ổn định tổng thể của dầm
thép tính theo TCVN 5575: 2012 lớn hơn khi tính theo Eurocode 3
- Trong trường hợp muốn tăng độ ổn định của dầm thép có chiều dài
không đổi thì nên tăng chiều dày bản cánh sẽ có hiệu quả hơn so với
tăng chiều cao dầm cũng như tăng chiều dày bản bụng.
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
800000
0
2
0
0
0
4
0
0
0
6
0
0
0
M
(
d
aN
.c
m
)
Lo
TCVN
EC3
24
KẾT LUẬN
1. Kết quả nghiên cứu của luận văn
Luận văn đã nghiên cứu được một số vấn đề như sau:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết tính toán cơ bản ổn định tổng thể
dầm thép, xác định các phương trình cơ bản của bài toán mất ổn định
tổng thể; từ đó tính toán momen tới hạn của dầm trong các trường
hợp khác nhau.
- Nghiên cứu tính toán ổn định tổng thể của dầm thép có kể
đến điều kiện biên và phân phối nội lực theo tiêu chuẩn Eurocode 3.
- Nghiên cứu cách tính toán ổn định tổng thể của dầm thép theo
TCVN 5575:2012 và Eurocode 3. Theo ví dụ kết quả tính toán Mcr =
432105 daN.cm (TCVN 5575:2012) > Mb,rd= 318443 daN.cm.
- Khảo sát sự thay đổi tăng đối với tf , tW, hW , L thì Mcr tăng
cao nhất đối với trường hợp thay đổi tf , dầm ổn định hơn.
- Tuy nhiên do khả năng và thời gian còn hạn hẹp nên mặc dù
bản thân tác giả có cố gắng nhưng luận văn không tránh khỏi những
hạn chế, thiếu sót và chưa hoàn chỉnh.
2. Kiến nghị và hướng phát triển:
Dựa trên các kết quả nghiên cứu và tính toán trong nội dung luận
văn, tác giả xin được kiến nghị một số hướng phát triển của đề tài mà
trong khuôn khổ của luận văn này chưa có điều kiện để thực hiện:
- Lập chương trình tự động hóa kiểm tra ổn định tổng thể dầm
thép theo Eurocode 3 và TCVN 5575:2012
- Nghiên cứu phát triển lý thuyết hoặc tiến hành thực nghiệm
để xây dựng công thức xác định một số hệ số điều chỉnh theo hai
tiêu chuẩn.
- Nghiên cứu tính toán ổn định cục bộ của dầm theo hai tiêu chuẩn.
- Cần giải quyết bài toán triệt để bài toán so sánh dầm theo hai
tiêu chuẩn về khả năng chịu lực, ổn định cục bộ, ổn định tổng thể,
công nghệ và chi phí chế tạo hay giá thành cho một đơn vị sản phẩm.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- nguyenduyhao_tt_1052_2075843.pdf