tÍnh toÁn Ổn ĐỊ Ổ c a d m thÉp cÓ kỂ ĐẾn cÁc ĐiỀu ki n...

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

FF

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

21 z z

cr t z

t

EI h EI hM GI EI

l GI l

(2-44)

2

2

21

cr t z

aM 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 GIM 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

fW

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

32

018

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

11

2

f

E

l

hh

I

I

x

y

2

0

22

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

fW

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

fW

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

LTM

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


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)


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

10

15

20

25

30

35

40

M (

daN

.cm

)

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


mất ổn định tổng thể trong trường hợp giá trị tw thay đổi


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)


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

0200000400000600000800000

10000001200000

0 5

10

15

20

25

30

35

40

M (

daN

.cm

)

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


mất ổn định tổng thể trong trường hợp giá trị hw thay đổi


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)


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

100

200

300

400

500

600

M (

daN

.cm

)

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


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.

0100000200000300000400000500000600000700000800000

0

2000

4000

6000

M (

daN

.cm

)

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.

tÍnh toÁn Ổn ĐỊ Ổ c a d m thÉp cÓ kỂ ĐẾn cÁc ĐiỀu ki n...

Documents