Phân tích khung thép có xét đến sự làm việc của cả hệ kết cấu theo tiêu chuẩn Mỹ AISC-LRFD (2010)

Trong những năm gần đây sự phát triển của phần cứng và phần mềm máy tính đã mang lại nhiều thuận lợi trong việc giải quyết các bài toán phi tuyến và đã hình thành nhiều phương pháp khác nhau để dự đoán dạng phá hủy khung thép chính xác hơn, phản ánh gần sát sự làm việc thực tế của khung thép.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích khung thép có xét đến sự làm việc của cả hệ kết cấu theo tiêu chuẩn Mỹ AISC-LRFD (2010) KHOA H“C & C«NG NGHª Phân tích khung thép có xét đến sự làm việc của cả hệ kết cấu theo tiêu chuẩn Mỹ AISC-LRFD (2010) Analysis of the steel frame considering the work of the whole structural system in accordance with US standard AISC-LRFD (2010) Mai Trọng Nghĩa Tóm tắt 1. Đặt vấn đề Trong những năm gần đây sự phát triển của Theo quy phạm AISC 2010, có hai cách tiếp cận khi thiết kế công trình: hướng thiết kế trực tiếp và không trực tiếp. phần cứng và phần mềm máy tính đã mang lại nhiều thuận lợi trong việc giải quyết các Hướng tiếp cận không trực tiếp: sử dụng phương pháp thiết kế theo hệ số bài toán phi tuyến và đã hình thành nhiều tải trọng và hệ số sức kháng (Load and Resistance Factor Design, LRDFD), phương pháp khác nhau để dự đoán dạng phương pháp thiết kế theo độ bền cho phép (Allowable Strength Design, ADS). phá hủy khung thép chính xác hơn, phản ánh Hai phương pháp này là thiết kế theo trạng thái giới hạn [1] .Theo LRFD khung thép được phân tích theo bậc 2 tức là có kể đến hiệu ứng P-∆ và P-δ, sau đó gần sát sự làm việc thực tế của khung thép. cấu kiện sẽ được thiết kế dựa vào các đường cường độ của cấu kiện, có kể đến Khi đó ứng xử phi tuyến hình học, phi tuyến yếu tố phi tuyến vật liệu, trong tính toán có sử dụng hệ số chiều dài tính toán K. vật liệu và phân tích xét đến sự làm việc của Việc tính toán hệ số K rất phức tạp, không thuận lợi cho việc tự động hóa thiết kế cả hệ kết cấu được kết hợp trong một bước. khung thép, do vậy cách tính sử dụng hệ số chiều dài tính toán K được khuyến Bài báo này bước đầu đề cập đến “ Phương cáo chỉ nên áp dụng với khung giằng, cấu kiện chịu nén đúng tâm [2]. Quy phạm pháp phân tích khung thép có xét đến sự làm AISC 2010 đã đề xuất phương pháp phân tích trực tiếp khắc phục nhược điểm việc của cả hệ kết cấu theo tiêu chuẩn Mỹ của phương pháp sử dụng hệ số chiều dài tính toán. Phương pháp này thuận lợi AISC-LRFD(2010)”. cho việc lập trình thiết kế. Từ khóa: phân tích phi tuyến, phi tuyến hình học, Hướng tiếp cận trực tiếp: Quy phạm AISC 2010 đề cập đến Tính toán thiết kế phi tuyến vật liệu, AISC khung thép có xét đến sự làm việc của cả hệ kết cấu cũng gọi phương pháp phân tích trực tiếp vào và xem như một phương pháp chính cho việc đánh giá cường độ của kết cấu. Phương pháp này tính toán nội lực chính xác hơn qua trạng thái Abstract giới hạn về cường độ và áp dụng một cách chặt chẽ , logic cho nhiều loại khung In recent years, the development of computer bao gồm khung giằng, khung mômen và các loại khung kết hợp khác. hardware and software has brought many Phạm vi bài báo này đề cập đến các bước cơ bản của phương pháp Tính toán advantages in solving nonlinear problems and thiết kế khung thép có xét đến sự làm việc của cả hệ kết cấu cũng gọi phương has formed many different methods to predict the pháp phân tích trực tiếp, áp dụng của phương pháp này qua phần mềm chuyên exact form of steel frame destruction, reflecting sâu phân tích kết cấu MASTAN2, một ví dụ phân tích áp dụng phương pháp phân closer to the actual work of the steel frame. The tích trực tiếp. nonlinear of geometry, nonlinear ofmaterial behavior and the analysis of the structural system 2. Nội dung are combined in one step. This article firstly 2.1. Phương pháp phân tích trực tiếp mentions “Steel frame analysis taking into account Phương pháp phân tích trực tiếp gồm các tính toán các độ bền yêu cầu và các the structural integrity of the American standard độ bền thiết kế, áp dụng cho tất cả các loại kết cấu. system AISC-LRFD (2010)”. 2.1.1 Độ bền yêu cầu Key words: nonlinear analysis, nonlinear geometry, • Phân tích phải xem xét biến dạng uốn, cắt, dọc trục của các cấu kiện và tất nonlinear material analysis, AISC cả các biến dạng khác, biến dạng liên kết gây ra chuyển vị trong kết cấu. Phân tích sẽ kết hợp độ giảm của tất cả các độ cứng được xem là có ảnh hưởng đến độ ổn định của kết cấu. • Phân tích sẽ là phân tích bậc hai kể đến cả ảnh hưởng P-∆ và P-δ. Trong một số trường hợp đặc biệt P-δ có thể bỏ qua. Phân tích bậc hai là phân tích bậc hai tường minh hoặc là phân tích bậc hai xấp xỉ. • Phân tích phải xem xét đến tất cả các tải trọng theo phương trọng lực và tải trọng khác ảnh hưởng đến sự ổn định của kết cấu. ThS. Mai Trọng Nghĩa • Nếu thiết kế theo quy phạm LRFD thì tổ hợp tải trọng trong phân tích bậc hai Bộ môn ...