TÍNH KHUNG PHẲNG CÓ XÉT ĐẾN ĐỘ ĐÀN HỒI CỦA NÚT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN VỊ

Báo cáo này trình bày kết quả xây dựng phương pháp tính khung phẳng có xét đến tính quây đàn hồi tuyến tính của nút khung bằng phương pháp chuyển vị. Để áp dụng, tác giả đã lập trình, phân tích bằng số cho một số bài toán cụ thể, từ đó đánh giá và so sánh kết quả với cách tính truyền thống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
TÍNH KHUNG PHẲNG CÓ XÉT ĐẾN ĐỘ ĐÀN HỒI CỦA NÚT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN VỊ Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 TÍNH KHUNG PHẲNG CÓ XÉT ĐẾN ĐỘ ĐÀN HỒI CỦA NÚT BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN VỊ ANALYSING PLANAR FRAMES WITH CONSIDERATION OF THE LINEAR ELASTIC ROTATIONAL SPRINGS USING DISPLACEMENT METHOD SVTH : BÙI ANH NGỌC Lớp: 07X1LT, Trường Đại học Bách khoa, ĐHĐN GVHD: Ths. ĐỖ MINH ĐỨC Khoa XDDD&CN , Trường Đại học Bách khoa, ĐHĐN TÓM TẮT Báo cáo này trình bày kết quả xây dựng phương pháp tính khung phẳng có xét đến tính quây đàn hồi tuyến tính của nút khung bằng phương pháp chuyển vị. Để áp dụng, tác giả đã lập trình, phân tích bằng số cho một số bài toán cụ thể, từ đó đánh giá và so sánh kết quả với cách tính truyền thống. Kết quả thu được từ quá trình nghiên cứu có thể áp dụng vào học tập, nghiên cứu và thiết kế kết cấu. ABSTRACT This paper presents the results of building method for analysing planar frames including refer the linear elastic rotational springs using displacement method. For ca lculation, author program and analyse numerically some examples in order to assess and compare to conventional caculation. The results which are gotten from those studying can be applied for learning, research as well as design. 1. Mở đầu Kết cấu khung là loại kết cấu chịu lực được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Ngày nay, với yêu cầu xây dựng cao, nhiều công trình đòi hỏi không gian và nhịp các kết cấu lớn, phức tạp thì việc tính toán kết cấu khung đòi hỏi phải càng chính xác hơn nữa mới đáp ứng được. Trong cơ học vật rắn biến dạng, có nhiều phương pháp tính toán hệ kết cấu này: phương pháp lực, phương pháp chuyển vị, phương pháp phần tử hữu hạn…Để đơn giản trong thực hành, các phương pháp này đều được thiết lập trên giả thiết: nút liên kết giữa các phần tử trong hệ là tuyệt đối cứng. Kết quả tính toán không gây sai số đáng kể khi nút khung được thiết kế và cấu tạo có độ cứng đủ lớn như khung bê tông cốt thép đổ toàn khối. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp thực tế, ví dụ như khung bê tông cốt thép lắp ghép hoặc bán lắp ghép, khung thép... được sử dụng ngày càng phổ biến trong các công trình cao tầng, công trình nhà công nghiệp. Các kết cấu này có nút liên kết với độ đàn hồi nhất định sẽ ảnh hưởng đáng kể đến kết quả tính toán nội lực và biến dạng theo quan điểm trên. Để kết quả nội lực và biến dạng sát với thực tế làm việc của hệ kết cấu khung, quá trình tính toán cần phải xét đến độ đàn hồi của nút, khi đó việc tính toán sẽ phức tạp hơn nhiều. Để góp phần làm sáng tỏ những vấn đề đó, đề tài được chọn: “Tính khung phẳng có xét đến độ đàn hồi của nút bằng phương pháp chuyển vị”. 2. Tổng quan Quan điểm tính khung có xét đến tính đàn hồi của nút đã được nghiên cứu trong nhiều tài liệu và có những cách tiếp cận và phân tích khác nhau: + Trong [1], tác giả tập trung nghiên cứu để giải bài toán bằng phương pháp lực và áp dụng kết quả để phân tích đánh giá một số kết cấu cụ thể. 132 Tuyển tập Báo cáo “Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học” lần thứ 6 Đại học Đà Nẵng - 2008 + Trong [3] & [5] các tác giả xây dựng cách giải bài toán bằng phương pháp phần tử hữu hạn và áp dụng các tiêu chuẩn vào thực tế thiết kế xây dựng. + Trong [4], các tác giả đi sâu vào việc mô hình hóa tính đàn hồi của nút từ các số liệu thí nghiệm thực tế cũng như xây dựng các sơ đồ cơ học cho các liên kết. Các nghiên cứu này cho phép giải quyết được nhiều vấn đề về tính đàn hồi của nút khung nhưng vẫn chưa thấy xây dựng cách tiếp cận bài toán bằng phương pháp chuyển vị, một phương pháp rất cơ bản khi giải các bài toán kết cấu. Trong phạm vi đề tài, các tác giả xây dựng cách giải bài toán bằng phương pháp chuyển vị mà nội dung chủ yếu là nghiên cứu, lập các phần tử mẫu, đánh giá ảnh hưởng bởi tính đàn hồi của nút khung đến nội lực và biến dạng của hệ khung phẳng. 3. Những nghiên cứu lý thuyết 3.1. Độ đàn hồi của nút khung Để đánh giá tính đàn hồi của nút khung,  R người ta dùng đại lượng R gọi là độ cứng đàn hồi của nút, là tỷ số giữa mômen tác dụng tại nút M với M góc xoay biến dạng của nút  . M R (3.1)  R có thứ nguyên (Lực x chiều dài/rad) Theo [1] và [4], để xác định giá trị độ cứng Hình 3.1 Hình ảnh nút đàn hồi đàn hồi của nút khung theo cần có các kết quả tính toán góc xoay bằng lý thuyết và xác góc xoay thực tế bằng thực nghiệm. Từ đó xác định được góc xoay biến dạng của nút khung  ứng với mômen M và xác định độ cứng đàn hồi theo công thức (3.1). Cũng theo [1], R là khác nhau tùy theo vật liệu cũng như cách cấu tạo nút và nằm trong khoảng (6,5.107 – 200.107)kN.m/rad. Do cách cấu tạo khung lắp ghép và khung thép là các cột thường liền khối và các liên kết thường được chế tạo tại vị trí nách dầm (H.3.1). Chính các liên kết này tạo ra độ đàn hồi của nút khung. Do vậy, trong đề tài này chỉ xét tính đàn hồi tại vị trí liên kết của dầm vào cột. Theo một số nghiên cứu trước đây [1], nếu độ cứng đàn hồi của nút quá lớn thì sẽ gây tốn kém cho công tác chế tạo khung; nếu độ cứng đàn hồi của nút quá bé, thì nội lực và chuyển vị trong hệ khung gia tăng vượt quá giới hạn cho phép, khung bị p ...