Phân tích kết cấu cầu thang Ridolfi bằng phương pháp phần tử rời rạc

Bài viết Phân tích kết cấu cầu thang Ridolfi bằng phương pháp phần tử rời rạc trình bày các bước xây dựng mô hình số của kết cấu này và tiến hành phân tích ứng xử của các bộ phận cầu thang bằng phương pháp phần tử rời rạc. Kết quả thu được khẳng định sự an toàn của việc sử dụng cầu thang này trong điều kiện bình thường, đồng thời cho thấy ảnh hưởng một số thông số tới sự ổn định của kết cấu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích kết cấu cầu thang Ridolfi bằng phương pháp phần tử rời rạcPhân tích kết cấu cầu thang Ridolfibằng phương pháp phần tử rời rạcStructural analysis of Ridolfi stair using discrete element method Phan Thanh Lượng Tóm tắt 1. Đặt vấn đề Cầu thang Ridolfi là một tác phẩm Cầu thang kiểu Ridolfi là một tác phẩm kiến trúc của GS.TS.KTS. C. d’Amato và đồng nghiệp tại đại học Bari, Italy đã được giới thiệu tại triển lãm quốc tế về đá kiến trúc độc đáo. Tuy nhiên việc chế tạo và tại Verone năm 2005. Đây là một cầu thang tự đứng với các bậc được làm bằng dựng lắp hoàn toàn dựa trên kinh nghiệm đá nguyên khối và một hệ thống cáp ứng lực trước ở bên trong. Kết cấu được lắpcủa nhóm tác giả và thợ thủ công. Vì vậy, việc dựng tại chỗ với liên kết khô không vữa và căng cáp trực tiếp. Tuy nhiên việc lựađánh giá khả năng làm việc của kết cấu là cần chọn hình dạng, kích thước, lựa chọn vật liệu cũng như số lượng và đường kính thiết để có thể đưa công trình vào sử dụng cáp là hoàn toàn dựa vào kinh nghiệm của người thiết kế và đội ngũ thợ thủ công. trong thực tế. Bài báo trình bày các bước Do đó, việc tính toán, phân tích sự làm việc của kết cấu này là cần thiết để đảm xây dựng mô hình số của kết cấu này và tiến bảo điều kiện an toàn trong sử dụng và khả năng áp dụng vào thực tế. hành phân tích ứng xử của các bộ phận cầu Kết cấu này đã được phân tích, mô phỏng bằng phần mềm ANSYS dựa trênthang bằng phương pháp phần tử rời rạc. Kết nguyên lý của phương pháp phần tử hữu hạn. Mặc dù đã thu được một số kết quả thu được khẳng định sự an toàn của việc quả nhất định, mô hình còn có một số hạn chế và chưa thực sự phù hợp với sự sử dụng cầu thang này trong điều kiện bình làm việc không liên tục của kết cấu này. Trong những năm gần đây, phương pháp thường, đồng thời cho thấy ảnh hưởng một phần tử rời rạc [1] được sử dụng ngày càng rộng rãi trong các nghiên cứu ở nhiều số thông số tới sự ổn định của kết cấu. lĩnh vực khác nhau, và cho thấy sự phù hợp trong việc mô phỏng tính toán kết cấu Từ khóa: Mô hình hóa, phương pháp Phần tử rời gạch đá trong xây dựng [2]. Do đó, tác giả đã sử dụng phần mềm LMGC90 [3], rạc, kết cấu gạch đá được phát triển bởi trường đại học Montpellier, Cộng hòa Pháp, dựa trên cơ sở của phương pháp tiếp xúc động không trơn [4], một trong các họ phương pháp rời rạc, để mô hình hóa và phân tích sự làm việc của kết cấu này. Kết quả nghiên Abstract cứu nhằm khẳng định sự an toàn cũng như chỉ ra các giới hạn cho phép của các Ridolfi stair is an exceptional architectural thông số ảnh hưởng đến khả năng sử dụng của công trình. work. However, its creation and installation are 2. Xây dựng mô hình mostly based on the experiences of authors and craftsmen. Therefore, the evaluation of the 2.1. Mô hình hình học workability of the structure is essential before Cầu thang Ridolfi là một kết cấu dạng xoắn ốc chiều cao 3 m, mỗi bậc rộng using it in real constructions. The article presents 1,2 m cao 15 cm được chế tạo từ đá nguyên khối với hình dạng khá phức tạp. Do the process of building a numerical model of đó, việc xây dựng trực tiếp mô hình hình học trong các phần mềm phân tích kết the structure and studying the behaviors of stair cấu là rất khó khăn. Trong nghiên cứu này sử dụng AutoCAD là một phần mềm members by using the Discrete Element Method. đồ họa mạnh và phổ biến trong xây dựng. Nhờ đó, mô hình cầu thang được dựng Simulation results confirm the safety of the lên với hình dạng và kích thước đúng với kết cấu thực. exploitation of the stair in normal conditions of Sau khi các bậc cầu thang được xây dựng chính xác dạng khối 3D trong use, and also show the affection of some factors to AutoCAD, chúng được chuyển qua Gmsh, một phần mềm đồ họa trung gian, để its ...