Đang tải... (xem toàn văn)
(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10(Luận văn thạc sĩ) Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 và tiêu chuẩn AISC 360 10
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CƠNG NGHIỆP LONG AN NGUYỄN HỒI SƠN TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ DẦM THÉP TIẾT DIỆN CHỮ I THEO TCVN 5575:2012 VÀ TIÊU CHUẨN AISC 360-10 LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số: 8.58.02.01 Người hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Đại Thắng Long An – 2019 i LỜI CAM ĐOAN Ngoài kết tham khảo từ nghiên cứu khác ghi luận văn, xin cam kết luận văn thân thực nộp Trường Đại học Kinh tế Công nghiệp Long An Tôi xin cam đoan rằng: Số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực chưa sử dụng cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn ghi rõ nguồn gốc Long An, ngày tháng năm 2019 Học viên thực Nguyễn Hồi Sơn ii LỜI NĨI ĐẦU Trong thời gian học tập nghiên cứu tài liệu, đồng thời qua việc giảng dạy, truyền đạt kiến thức từ thầy cô, với cố gắng, nỗ lực thân, giao nhận đề tài “Tính tốn ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 tiêu chuẩn AISC 360-10” Đề tài tiến hành nghiên cứu lý thuyết ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo tiêu chuẩn Việt nam tiêu chuẩn Mỹ, đồng thời đưa số ví dụ để so sánh hai tiêu chuẩn Tuy nhiên thời gian có hạn nên luận văn đề cập đến loại dầm tiết diện chữ I (đối xứng) chịu uốn tổng thể Với tất kính trọng biết ơn sâu sắc với Ban giám hiệu Trường Đại học Kinh tế Công nghiệp Long An với tập thể giảng viên giàu kinh nghiệm lĩnh vực ngành kỹ thuật xây dựng nói riêng ngành khác nói chung, tạo điều kiện cho học viên q trình học tập hồn thành luận văn cao học Do thời gian với hiểu biết thân hạn chế đề tài nghiên cứu so sánh tiêu chuẩn, nên vấn đề đưa Luận văn khơng khỏi có việc thiếu sót Nhân đây, tơi xin chân thành cảm ơn thầy TS.Đỗ Đại Thắng tập thể thầy cô, đồng nghiệp tận tình quan tâm, hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm, tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành nội dung luận văn Tơi mong nhận hướng dẫn, góp ý từ thầy cô người quan tâm đến lĩnh vực để đề tài nghiên cứu hoàn thiện Đó giúp đỡ q báo để tơi hồn thiện q trình học tập, nghiên cứu công tác sau Long An, ngày tháng năm 2019 Học viên thực Nguyễn Hồi Sơn iii NỘI DUNG TĨM TẮT ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ DẦM THÉP TIẾT DIỆN CHỮ I THEO TCVN 5575 - 2012 VÀ TIÊU CHUẨN AISC 360-10 Kết cấu thép kết cấu mảnh, bề dày chúng nhỏ so với bề rộng Dẫn đến kết cấu thép dễ bị ổn định Mất ổn định kết cấu thép nguyên nhân phá hoại Theo tiêu chuẩn TCVN 5575 - 2012 quy định thiết kế kết cấu thép phần quy định liên quan đến ổn định chiếm chủ yếu Hiện q trình tồn cầu hóa phát triển nhanh chóng, nhu cầu sử dụng kết cấu thép ngành xây dựng phát triển mạnh mẽ, dẫn đến việc nghiên cứu tìm hiểu tiêu chuẩn nước ngồi AISC (Mỹ), BS5950 (Anh), Eurocode (Châu Âu)… cần thiết Trong đó, tiêu chuẩn Mỹ AISC quy định chi tiết có nhiều ví dụ thiết kế giúp cho người kỹ sư dễ hiểu áp dụng Khi thiết kế dầm chịu tải trọng mặt phẳng uốn, thông thường tải trọng đặt theo phương thẳng đứng Dầm chịu moment uốn Mx, dầm chịu uốn phát sinh biến dạng mặt phẳng tác dụng tải trọng Khi tăng tải trọng đến giá trị mà dầm khơng cịn chịu uốn mặt phẳng chịu lực x-x dầm nữa, nên dầm phát sinh moment biến dạng mặt phẳng uốn My theo phương y-y moment xoắn T Hai moment My T q trình tính tốn khơng xét đến nên dầm bị phá hoại Trường hợp dầm vừa chịu uốn vừa chịu xoắn bị vênh khỏi mặt phẳng chịu uốn, dầm khả chịu lực Hiện tượng ổn định tổng thể (global buckling) gọi dầm bị oằn ngang (lateral torsional buckling) Nguyên nhân: Khi chịu lực tác dụng từ xuống theo phương thẳng đứng (khơng có lực tác dụng theo phương ngang), tiết diện dầm chữ I chia thành phần chịu nén chịu kéo, hai phần phân chia trục trung hịa (như hình 1b) Bản cánh phần bụng chịu nén có xu hướng ổn định giống cột chịu nén Trong cánh phần bụng chịu kéo có xu hướng kéo căng dầm Tổng hợp hai phần dẫn đến dầm bị uốn theo phương ngang My bị xoắn (oằn ngang) iv Khi tải trọng nhỏ dầm bị uốn theo phương mặt phẳng Khi tải trọng tăng lên đạt đến mức dầm ổn định (oằn ngang), giá trị moment làm dầm bắt đầu oằn ngang gọi moment tới hạn Mcr Công thức tổng quát cho trường hợp dầm tiết diện chữ I ổn định tổng thể với trục x,y, z C Γ Luận văn nghiên cứu tính tốn ổn định tổng thể dẩm thép tiết diện chữ I theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575-2012 theo tiêu chuẩn Mỹ AISC 360-10 Đầu tiên lý thuyết ổn định dầm thép tiết diện chữ I, giá trị moment tới hạn ổn định tổng thể cho trường hợp khác tải trọng nghiên cứu Tiếp theo quy định thiết kế ổn định tổng thể dầm tiết diện chữ I theo tiêu chuẩn Việt Nam tiêu chuẩn Mỹ nghiên cứu so sánh Có ví dụ minh họa cho tốn trình bày Từ đó, rút đặc điểm giống khác theo tiêu chuẩn thiết kế dầm ổn định tổng thể Lập chương trình tự động hóa kiểm tra ổn định tổng thể dầm thép theo TCVN 5575:2012 tiêu chuẩn AISC 360-10 Nghiên cứu phát triển lý thuyết tín hành thực nghiệm để xây dựng công thức xác định hệ số điều chỉnh theo hai tiêu chuẩn Ngoài việc nghiên cứu ổn định tổng thể có nghiên cứu ổn định cục nghiên cứu dầm tiết diện chữ I không đối xứng dầm có tiết diện thay đổi v ABSTRACT TOPIC:A COMPARATIVE STUDY OF VIETNAM STANDARD TCVN 5575-2012 AND AMERICAN STANDARD AISC 360-10 ABOUT LATERAL TORSIONAL BUCKLING OF THE STEEL I-BEAM Steel structures are slender structures, their thickness is small compared to the width Leading to structural steel is prone to instability Instability in steel structures is the main cause of sabotage According to the standard TCVN 5575 - 2012, which prescribes steel structure design, the provisions related to instability account for the majority Currently, the process of globalization is developing rapidly, the demand for using steel structures in the construction industry is strongly developed, leading to research and study on foreign standards such as AISC (USA), BS5950 (UK) , Eurocode (Europe) is very necessary In particular, the American Standard AISC specifies in detail and there are many design examples that help engineers understand and apply When designing a girder, the load is applied in the bending plane, because the load is normally placed vertically Beam subjected to bending moment Mx, beam subjected to bending and generating deformation in the plane of effect of the load When increasing the load to a certain value, the beam can no longer bend in the bearing plane xx of the beam, so the beam generates the deformation moment outside the bending plane My in the yy direction and the torsional torque T My and T moments in the calculation process are not considered, so the beams may be damaged In this case, the girder is both flexed and twisted and buckled out of the bending plane, the beam loses its bearing capacity The phenomenon is global buckling or also known as lateral torsional buckling Cause: When the force is applied from the top down in a vertical direction (no force is applied in the horizontal direction), the I-beam cross-section is divided into two sections subject to compression and tensile, these two sections are divided by Neutral axis (as shown in Figure 1b) The lower wing and the part of the lower abdomen subject to compression tend to be as unstable as the compression column vi Whereas the upper wing and the upper part of the upper abdomen are subject to tension Combining the two parts, the beam will be bent in the horizontal direction My and twisted (warped horizontally) When the load is small, the beam is bent vertically in its plane As the load increases and a certain level of beams becomes unstable (horizontal buckling), the value of the moment that the beam begins to warp is called the critical moment Mcr General formula for cases of I-section cross-sections with total instability with x, y, and z axes C Γ The Lateral Torsional Buckling (LTB) of the steel I-beam according to Vietnam Standard TCVN 5575-2012 and American Standard AISC 360-10 Firstly, the theory of LTB of the steel I-beam, in which the critical moment value of LTB for different cases of load is studied Next, the regulation of the LTB design of Ibeams according to Vietnamese Standard and American Standard are considered and compared There are examples to illustrate the problems presented Finally, about the similar and different characteristics according to two standards in LTB design Program automation automation to check the overall stability of steel beams according to TCVN 5575: 2012 and standard AISC 360-10 Research to develop theory or empirical credit to develop a formula for determining a correction factor according to two criteria In addition to the study of overall instability, there are also studies of local stability or it can be studied asymmetrical I-shaped beams or changed cross-section beams vii MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC KÝ HIỆU iv DANH MỤC HÌNH ẢNH .xiiiii DANH MỤC BẢNG BIỂU xiviii LỜI CAM ĐOAN i PHẦN MỞ ĐẦU xv Đặt vấn đề xv Lý chọn đề tài xv Những nghiên cứu trước xvi 3.1 Nghiên cứu nước xvi 3.2 Nghiên cứu nước xvii Mục tiêu nghiên cứu xviii Phạm vi nghiên cứu xviii Phương pháp nghiên cứu xviii Nội dung luận văn xix CHƯƠNG I -LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH KẾT CẤU THÉP 1.1 Khái quát ổn định 1.2 Các dạng ổn định 1.2.1 Các vấn đề liên quan đến ổn định dầm 1.2.2 Mất ổn định cục (Local buckling) 1.2.2.1 Mất ổn định cục cánh chịu nén 1.2.2.2 Mất ổn định cục bụng 1.2.3 Mất ổn định tổng thể (Lateral Torsional Buckling) 1.2.3.1 Phân biệt dầm uốn mặt phẳng mặt phẳng 1.2.3.2 Lý thuyết tính tốn ổn định tổng thể 1.2.3.3 Công thức moment tới hạn tổng quát 14 1.3 Kết luận 15 viii CHƯƠNG - NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ DẦM THÉP TIẾT DIỆN CHỮ I 16 2.1 Quy định tính tốn ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 16 2.1.1 Một số toán dầm chữ I chịu tải trọng đặt vị trí khác tiết diện 16 2.1.2 Tính tốn ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 18 2.2 Quy định tính tốn ổn định dầm thép tiết diện chữ I tiêu chuẩn AISC 360-10 23 2.2.1 Một số quy định tính tốn theo phương pháp LRFD 24 2.2.2 Quy định độ mảnh cánh bụng 26 2.2.3 Quy định độ bền danh nghĩa Mn dầm thép tiết diện chữ I 27 2.2.3.1 Khi Lb Lr 33 2.2.3.4 Hệ số Cb 33 2.2.3.5 Cơng thức tính độ bền uốn danh nghĩa cho trường hợp dầm thép tiết diện chữ I 34 2.3 So sánh hai tiêu chuẩn 37 CHƯƠNG - CÁC VÍ DỤ TÍNH TỐN 39 3.1Ví dụ 39 3.1.1 Các thơng số tính tốn 39 3.1.2 Tính toán ổn định tổng thể theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575: 2012 40 3.1.3 Tính tốn ổn định tổng thể theo tiêu chuẩn AISC 360-10 phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng bền LRFD 41 3.1.4 Nhận xét, so sánh 44 4.2 Ví dụ 2: 44 4.2.1 Các thơng số tính toán 45 4.2.2 Tính tốn ổn định tổng thể theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575: 2012 45 4.2.3 Tính tốn ổn định tổng thể theo tiêu chuẩn AISC 360-10 phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng bền LRFD 46 4.3.4 Nhận xét 47 ix CHƯƠNG -KẾT LUẬN 48 4.1 Kết luận 48 4.2 Kiến nghị hướng phát triển đề tài 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 ... định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 tiêu chuẩn AISC 360- 10? ?? Đề t? ?i tiến hành nghiên cứu lý thuyết ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo tiêu chuẩn Việt nam tiêu chuẩn. .. tổng thể dẩm thép tiết diện chữ I theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575-2012 theo tiêu chuẩn Mỹ AISC 360- 10 Đầu tiên lý thuyết ổn định dầm thép tiết diện chữ I, giá trị moment t? ?i hạn ổn định tổng. .. 2.1.2 Tính tốn ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 18 2.2 Quy định tính tốn ổn định dầm thép tiết diện chữ I tiêu chuẩn AISC 360- 10 23 2.2.1 Một số quy định tính tốn theo