Báo cáo khoa học: Tính kết cấu khung phẳng và nền làm việc đồng thời có kể đến trình tự đặt tải bằng ph-ơng pháp phần tử hữu hạn

Hiện nay nhu cầu về nhà ở của ng-ời dân thành thị đang rất cao. ở Hà Nội, có nhiều công trình xây dựng nhà cao tầng đang đ-ợc triển khai ở nhiều nơi, tuy vậy vẫn ch-a đáp ứng đ-ợc nhu cầu thực tế. Nh-ng trong tính toán thiết kế, hầu hết việc tính toán kết cấu đều đ-ợc tính toán với sơ đồ một giai đoạn, có nghĩa là không kể đến các diễn biến của quá trình thi công.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: "Tính kết cấu khung phẳng và nền làm việc đồng thời có kể đến trình tự đặt tải bằng ph-ơng pháp phần tử hữu hạn" TÝnh kÕt cÊu khung ph¼ng vμ nÒn lμm viÖc ®ång thêi cã kÓ ®Õn tr×nh tù ®Æt t¶i b»ng ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vò v¨n thµnh TrÇn ngäc linh Bé m«n T§H TK CÇu §−êng - §H GTVT Tãm t¾t: HiÖn nay nhu cÇu vÒ nhμ ë cña ng−êi d©n thμnh thÞ ®ang rÊt cao. ë Hμ Néi, cã nhiÒu c«ng tr×nh x©y dùng nhμ cao tÇng ®ang ®−îc triÓn khai ë nhiÒu n¬i, tuy vËy vÉn ch−a ®¸p øng ®−îc nhu cÇu thùc tÕ. Nh−ng trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ, hÇu hÕt viÖc tÝnh to¸n kÕt cÊu ®Òu ®−îc tÝnh to¸n víi s¬ ®å mét giai ®o¹n, cã nghÜa lμ kh«ng kÓ ®Õn c¸c diÔn biÕn cña qu¸ tr×nh thi c«ng. Bμi b¸o nμy nghiªn cøu vÒ m« h×nh tÝnh to¸n kÕt cÊu theo c¸c giai ®o¹n thi c«ng, tõ ®ã ¸p dông lý thuyÕt ®Ó viÕt ch−¬ng tr×nh tÝnh b»ng ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n cho c¸c kÕt cÊu nμy, ph©n tÝch kÕt qu¶ tÝnh vμ ®−a ra nh÷ng khuyÕn nghÞ cho c¸c ®¬n vÞ thiÕt kÕ. Summary: In the design of height buildings, designers often calculate the frame and the foundation struture separately. This does’n reflect the true working model of the structure. This article introduces an approach of calculating model of this problem using finite element method. The authors introduce also a computer program to test and estimate the theory.I. §Æt vÊn ®Ò KÕt cÊu khung ®−îc sö dông phæ biÕn trong c¸c c«ng tr×nh x©y dùng, giao th«ng vµ thuûlîi. §Æc biÖt, trong c«ng tr×nh x©y dùng d©n dông ë n−íc ta hiÖn nay, kÕt cÊu khung bª t«ng cètthÐp thi c«ng t¹i chç ®· vµ ®ang ®−îc sö dông phæ biÕn. Mãng cña nh÷ng c«ng tr×nh nµy th−ênglµ mãng b¨ng, mãng bÌ hoÆc mãng cäc. ViÖc tÝnh to¸n kÕt cÊu khung vµ mãng lµm viÖc ®ångthêi vµ tÝnh to¸n theo ®óng tr×nh tù ®Æt t¶i sÏ ph¶n ¸nh s¸t t×nh h×nh chÞu lùc thùc tÕ cña kÕt cÊuh¬n so víi c¸ch tÝnh to¸n th«ng th−êng lµ tÝnh khung vµ mãng riªng biÖt vµ kh«ng kÓ ®Õn tr×nhtù ®Æt t¶i. Trong bµi viÕt nµy c¸c t¸c gi¶ giíi thiÖu ph−¬ng ph¸p PTHH lµ ph−¬ng ph¸p m¹nhcho ph©n tÝch kÕt cÊu ®Ó ¸p dông cho bµi to¸n nµy. Sau cïng lµ mét sè vÝ dô ®−îc tÝnh to¸nb»ng mét phÇn mÒm do c¸c t¸c gi¶ x©y dùng.II. M« h×nh c¸c phÇn tö h÷u h¹n vμ ma trËn ®é cøng cña nã Cã 2 m« h×nh ®Ó tÝnh kÕt cÊu trªn nÒn ®µn håi. M« h×nh thø nhÊt lµ m« h×nh sö dôngph−¬ng ph¸p hÖ sè nÒn. Trong ph−¬ng ph¸p nµy, ng−êi ta thiÕt lËp mèi quan hÖ gi÷a t¶i trängt¸c dông, ph¶n lùc gi÷a nÒn víi kÕt cÊu vµ chuyÓn vÞ cña nÒn th«ng qua mét sè hÖ sè nµo ®ã.C¸c hÖ sè nµy ®−îc gäi lµ hÖ sè nÒn vµ chóng ®−îc x¸c ®Þnh trùc tiÕp b»ng thÝ nghiÖm t¹i hiÖntr−êng hoÆc gi¸n tiÕp b»ng lý thuyÕt. M« h×nh mét hÖ sè nÒn cña Winkler vµ m« h×nh hai hÖ sènÒn cña Pasternak lµ ®−îc sö dông phæ biÕn nhÊt. M« h×nh thø hai lµ m« h×nh coi m«i tr−êngnÒn vµ kÕt cÊu lµ mét hÖ kÕt cÊu thèng nhÊt, biªn cña hÖ kÕt cÊu nµy x¸c ®Þnh b»ng c¸ch coinh÷ng ®iÓm trong nÒn cã chuyÓn vÞ rÊt nhá so víi kÝch th−íc cña kÕt cÊu lµ nh÷ng ®iÓm cãchuyÓn vÞ b»ng kh«ng (liªn kÕt cøng). Bµi b¸o nµy tr×nh bµy ph−¬ng ph¸p tÝnh kÕt cÊu theo m«thø nhÊt. Cßn m« h×nh thø hai sÏ ®−îc tr×nh bµy trong mét bµi b¸o kh¸c. Víi m« h×nh kÕt cÊu ®· chän nh− trªn, kÕt cÊu sÏ ®−îc chia thµnh c¸c lo¹i phÇn tö h÷u h¹nsau: 2.1. PhÇn tö h÷u h¹n thanh 2 ®iÓm nót §èi víi phÇn tö thanh liªn kÕt hai ®Çu ngµm, cã ®é cøng chèng kÐo nÐn EF vµ ®é cøngchèng uèn EJ, c¸c thµnh phÇn lùc nót ®−îc thÓ hiÖn trªn h×nh 1, cã vÐc t¬ chuyÓn vÞ nót {δ}e vµvÐc t¬ lùc nót { }e , tõ ph−¬ng tr×nh [K ]e {δ}e = {F}e , ta dÔ dµng x¸c ®Þnh ®−îc ma trËn ®é cøng FphÇn tö quen thuéc nh− c«ng thøc (1). ⎧N1 ⎫ y ⎧u1 ⎫ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪Q1 ⎪ ⎪v 1 ⎪ ⎪⎪ x ⎪⎪ ⎪M ⎪ ⎪ϕ ⎪ M1 ⎪ 1⎪ ⎪ 1⎪ ...