Thông tin tài liệu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - CƠ SỞ II BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN TÊN ĐỀ TÀI PHÂN TÍCH CẦU DẦM LIÊN TỤC CHỊU ĐỘNG ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Thuộc nhóm ngành khoa học: TP.HCM, Tháng 05/2014 ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN PHÂN TÍCH CẦU DẦM LIÊN TỤC CHỊU ĐỘNG ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Thuộc nhóm ngành khoa học: Sinh viên thực hiện: 1.Nguyễn Mạnh Hùng Nam, Nữ: Nam 2.Hồ Ngọc Pháp Nam, Nữ: Nam 3.Vũ Mạnh Đạt Nam, Nữ: Nam 4.Ngơ Nguyễn Duy Hồng Nam, Nữ: Nam Dân tộc:Kinh Lớp, khoa: Cầu Đường Anh –K51 Năm thứ: Số năm đào tạo:4.5 Ngành học: Cầu Đường - Bộ Người hướng dẫn: Th.s Huỳnh Văn Quân Hồ Chí Minh , 5/2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ II THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: “Phân tích cầu dầm liên tục chịu động đất địa bàn thành phố Hồ Chí Minh” - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Mạnh Hùng Hồ Ngọc Pháp Vũ Mạnh Đạt Ngô Nguyễn Duy Hoàng - Lớp: Cầu Đường Anh K51 - Khoa: Cơng trình - Năm thứ: - Số năm đào tạo: 4.5 năm - Người hướng dẫn:ThS Huỳnh Văn Quân Mục tiêu đề tài:: - Đưa biểu đồ mô men,chuyển vị kết cấu nhịp chịu động đất với gia tốc địa bàn thành phố Hồ Chí Minh ứng với sơ đồ nhịp, độ cứng trụ khác Tính sáng tạo: - Khảo sát phản ứng cầu dầm liên tục chịu tác dụng tải trọng động đất địa bàn thành phố Hồ Chí Minh mà trước chưa có đề tài thực Kết nghiên cứu: - Đưa phổ mô men,chuyển vị kết cấu nhịp chịu động đất với gia tốc địa bàn thành phố Hồ Chí Minh ứng với sơ đồ nhịp, độ cứng trụ khác Đóng góp mặt kinh tế - xã hội,giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòngvà khả áp dụng đề tài: - Nhằm đưa phương án xây dựng thi công cho kết cấu Cầu dầm liên tục địa bàn thành phố để phòng chống động đất,giảm thiệt hại đáng kể người tài sản - Q trình mơ phân tích kết cấu cầu chịu động đất phần mềm Midas/civil tài liệu tham khảo bổ ích cho quan tâm Tp Hồ Chí Minh, Ngày 04 tháng 05 năm 2014 Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Tp Hồ Chí Minh, Ngày tháng 05năm 2014 Xác nhận trường đại học (ký tên đóng dấu) Người hướng dẫn (ký, họ tên) ThS Huỳnh Văn Quân TRƯỜNG ĐH GTVT CS2 THƠNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN: Ảnh 4x6 Họ tên:Nguyễn Mạnh Hùng Sinh ngày: 07 tháng 04 năm1992 Nơi sinh:Vinh – Nghệ An Lớp: Cầu Đường Anh Khóa:51 Khoa:Cơng Trình Địa liên hệ: Lớp Cầu Đường Anh Điện thoại: 01674067496 Email:konpozu.onljne@gmail.com II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP (kê khai thành tích sinh viên từ năm thứ đến năm học): * Năm thứ 1: Ngành học: Cầu Đường Anh K51 Khoa:Cơng trình Kết xếp loại học tập:5.92 ( 1.91 ) Sơ lược thành tích: * Năm thứ 2: Ngành học:Cầu Đường Anh K51 Khoa:Cơng trình Kết xếp loại học tập:6.98 (2.69) Sơ lược thành tích: * Năm thứ 3: Ngành học:Cầu Đường Anh K51Khoa:Cơng trình Kết xếp loại học tập:7.15 (2.76) Sơ lược thành tích: * Năm thứ 4: (kỳ 1) Ngành học:Cầu Đường Anh K51 Khoa:Cơng trình Kết xếp loại học tập:8.34 (3.48) Sơ lược thành tích Xác nhận trường đại học (ký tên đóng dấu) Tp Hồ Chí Minh, Ngày tháng 05 năm 2014 Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu phản ứng cầu dầm liên tục chịu tác dụng tải trọng động đất 1.2 Sự cần thiết đề tài 1.3 Phương pháp phân tích: 1.4 Phạm vi nghiên cứu đề tài: CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH KẾT CẤU CHỊU ĐỘNG ĐẤT 2.1.Dao động hệ bậc tự chịu tác dụng động đất 2.2.Dao động hệ hữu hạn bậc tự chịu tác dụng động đất 2.3.Một số phương pháp tính hệ hữu hạn bậc tự chịu tác dụng động đất: CHƯƠNG MƠ HÌNH KẾT CẦU LIÊN TỤC CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 3.1 Sơ đồ cầu tính tốn 3.2 Mặt cắt ngang dầm 3.3 Mố, trụ cầu 10 3.4 Mơ hình kết cấu nhịp 11 3.5 Gia tốc động đất 11 3.5.1 Theo Thiết kế cơng trình chịu động đất TCXDVN 375:2006 11 3.5.2 Theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 13 3.6 Mơ hình kết cấu phần mềm Midas/Civil 16 CHƯƠNG PHÂN TÍCH CẦU DẦM LIÊN TỤC CHỊU ĐỘNG ĐẤT 20 4.1.Biểu đồ chuyển vị mơ men mơ hình kết cấu 20 4.2 Khảo sát ảnh hưởng độ cứng trụ thay đổi 24 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 34 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu phản ứng cầu dầm liên tục chịu tác dụng tải trọng động đất Theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 [1], cầu dầm giản đơn khơng cần phải phân tích động đất, cần kiểm tra chuyển vị dầm so với gối vị trí mố trụ Với cầu dầm liên tục, nên thực phân tích động đất Tình hình nghiên cứu giới, Zhang, Jian, Makis Nicos[4] thực nghiên cứu phản ứng cầu có xét đến tương tác đất kết cấu việc mô mơ hình cầu dầm liên tục nhịp phức tạp Tương tự, nhóm tác giả thực phân tích mơ hình cầu cầu vượt nhịp 91/5, California [6] có xét đến tương tác đất kết cấu Hình Mơ hình phân tích Zhang, Jian, Makis Nicos Hình Mơ hình phân tích cầu 91/5, California Có thể nói Juan camilo Alvarez Botero tác giả nghiên cứu tổng quát đề tài phân tích phản ứng cầu dầm liên tục chịu động đất có xét đến tính cản mố vùi đất thực với tải trọng động đất tĩnh tương đương[7] Tình hình nghiên cứu nước, Nguyen Viet Trung, Nguyen Viet Hung thực phân tích phản ứng động cầu dầm giản đơn nhiều nhịp điều kiện Việt Nam [2], nhóm tác giả trường ĐH Đà Nẵng thực phân tích động đất cầu dây văn có xét tới tương tác đất kết cấu [3], Như vậy, việc phân tích phản ứng cầu dầm liên tục chịu tác dụng tải trọng động đất địa bàn thành phố Hồ Chí Minh chưa đề tài thực thời điểm 1.2 Sự cần thiết đề tài Qua tham khảo tình hình nghiên cứu phân tích phản ứng cầu dầm liên tục chịu tác dụng tải trọng động đất cho thấy: việc phân tích phản ứng cầu chịu tác dụng động đất nhiều tác giả quan tâm Đây hướng phù hợp với lý thuyết kết cấu siêu tĩnh bậc cao chịu tác dụng gia tốc cưỡng Nhưng việc khảo sát sơ đồ cầu chịu tác dụng tải trọng động đất địa bàn thành phố Hồ Chí Minh cần thiết vừa phù hợp với lý thuyết tính tốn vừa mang tính ứng dụng kết địa bàn thành phố Hồ Chí Minh Chính vậy, nhóm sinh viên lựa chọn đề tài “Phân tích cầu dầm liên tục chịu động đất địa bàn thành phố Hồ Chí Minh” để thực nghiên cứu 1.3 Phương pháp phân tích: Đề tài thực cách kết hợp nghiên cứu: nghiêu cứu lý thuyết - tham khảo tài liệu phân tích cầu chịu động đất tác giả nước, kết hợp mơ phân tích mơ hình cầu phần mềm Midas/Civil quen thuộc 1.4 Phạm vi nghiên cứu đề tài: Với thời gian khả có hạn, đề tài giới hạn phân tích với sơ đồ cầu dầm bê tông liên tục nhiều nhịp chịu tác dụng tải trọng động đất với giá trị gia tốc cực đại địa bàn thành phố Hồ Chí Minh theo tiêu chuẩn Thiết kế cơng trình chịu động đấtTCXDVN 375:2006, tham khảo phân vùng động đất theo Tiểu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 Phần phân tích sơ đồ cầu dầm thép liên tục nhiều nhịp chịu tác dụng tải trọng động đất hội cho bạn nghiên cứu sau Kết luận chương I: Tổng quan cấp thiết phạm vi nghiên cứu đề tài đặt CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH KẾT CẤU CHỊU ĐỘNG ĐẤT 2.1.Dao động hệ bậc tự chịu tác dụng động đất Phương trình vi phân chuyển động kích động viết dạng: 𝑀𝑦̈ (𝑡 ) + 𝐶𝑦̇ (𝑡 ) + 𝐾𝑦(𝑡 ) = −𝑀 𝑦̈ (𝑡) (2.1) Thành phần vế phải đóng vai trò tải trọng động thay đổi theo thời gian tác dụng lên hệ Phương trình vi phân 2.1 viết lại dạng sau (chia vế cho M) : y(t ) 2 y(t ) y(t ) y0 (t ) (2.2) Với ε tham số tắt dần, tần số dao động riêng Nghiệm tổng quát phương trình vi phân (5-2) tổng nghiệm ứng với vế phải phương trình khơng nghiệm riêng.Nghiệm biểu thị dao động tự tắt dần sau khoảng thời gian ngắn.Vì xét tới nghiệm riêng,nghiệm riêng phương trình vi phân (5.2) viết theo : y (t ) t P .e (t ) sin c (t )d ; M c Ở tốn động đất,ta có: y (t ) Trong đó: c c y0 .e (t ) sin c (t )d (2.3) t 1 Với đại đa số cơng trình xây dựng thực tế: ,talấy c y (t ) Viết lại phương 0, ; c trình nghiệm 2.3 y0 .e (t ) sin c (t )d (2.4) t (2.4) phương trình dao động hệ bậc tự chịu tác dụng động đất đặc trưng gia tốc kích động y0 (t ) Giá trị tuyệt đối lớn biểu thức tích phân vế phải (2.4) gọi phổ vận tốc kí hiệu Sv ( , T ) Sv ( , T ) = t y0 ( ).e (t ) sin (t )d V(t ) max (2.5) t Trong đó: V (t ) 0 y0 ( ).e (t ) sin (t )d (2.6) Phù hợp với (2.5),giá trị tuyệt đối lớn chuyển vị (2.4) y (t ) max .SV , T Sd , T (5.7) Sd , T :gọi phổ chuyển vị Dấu (-) vế phải phương trình vi phân dao động (2.1) lực kích động thay đổi theo thời gian tác dụng vào hệ có chiều ngược với chiều gia tốc chuyển động đất y(0) (t ) Vì chuyển động đất có đặc trưng đối chiếu tác dụng,nên chuyển Tổng kết chương III: Toàn sở cách chọn số liệu đề tài cho kết cấu nhịp tương ứng Và mô kết cấu theo chương trình Midas CHƯƠNG PHÂN TÍCH CẦU DẦM LIÊN TỤC CHỊU ĐỘNG ĐẤT Thực phân tích kết cấu với sơ đồ khác nhau, tương ứng với thông số kết cấu sau: Độ cứng mố:75000 KN/m Độ cứng trụ:18000 KN/m Diện tích mặt cắt ngang dầm: A= 6.55 m^2 Mơ men quán tính dầm: I= 3.59 m^4 Gia tốc sở để phân tích động đất theo thời gian: Elcentro-1940 Gia tốc động đất cực đại: 0.086g (tương ứng với gia tốc cực đại địa bàn thành phố Hồ Chí Minh Quận 0.0856g) 4.1.Biểu đồ chuyển vị mơ men mơ hình kết cấu -Sơ đồ 1: nhịp Chiều dài nhịp: 40 – 50-40 Bảng Kết phân tích sơ đồ Mố A Trụ Trụ Mố B 20 Keff(KN/m) 75000 18000 18000 75000 1,07E-02 3,32E-02 3,32E-02 1,07E-02 613,2 552,906 552,906 613,2 M (KN.m) 2,12E+04 21240 Mass (kg) 365,773 822,8992 822,899 365,773 (m) R (KN) 4.00E-02 3.50E-02 3.32E-02 3.00E-02 3.32E-02 2.50E-02 2.00E-02 1.50E-02 1.07E-02 1.00E-02 1.07E-02 5.00E-03 0.00E+00 Hình 10 Chuyển vị Sơ đồ (m) 25000 21240 20000 2.12E+04 15000 10000 5000 0 0 Hình 11 Mơ men Sơ đồ (KN.m) - Sơ đồ 2: nhịp Chiều dài nhịp: 40 – 50 – 50-40 Mố A Keff(KN/m) (m) R (KN) M (KN.m) Mass (kg) Trụ Bảng Kết phân tích sơ đồ Trụ Trụ Mố B 75000 18000 18000 18000 75000 8,95E-03 2,24E-02 3,65E-02 670,971 365,523 582,448 365,523 670,971 7,86E+03 1,88E+04 7864 365,773 822,99 914,432 822,989 365,773 2,24E-02 8,95E-03 21 4.00E-02 3.65E-02 3.50E-02 3.00E-02 2.50E-02 2.24E-02 2.00E-02 2.24E-02 1.50E-02 1.00E-02 8.95E-03 8.95E-03 5.00E-03 0.00E+00 Hình 12 Chuyển vị Sơ đồ (m) 20000 1.88E+04 18000 16000 14000 12000 10000 8000 7.86E+03 7864 6000 4000 2000 0 Hình 13 Mơ men Sơđồ - Sơ đồ 3: nhịp Chiều dài nhịp: 40 – 50 – 50 – 50-40 Bảng Kết phân tích sơ đồ Mố A Trụ Trụ Trụ Trụ Mố B Keff(KN/m) 75000 18000 18000 18000 18000 75000 (m) 1,03E-02 1,74E-02 2,54E-02 2,54E-02 1,74E-02 1,03E-02 R (KN) 574,163 313,405 435,408 435,408 313,405 574,163 M (KN.m) 1,09E+04 1,32E+04 1,32E+04 1,09E+04 Mass (kg) 365,773 8,23E+02 914,432 914,432 8,23E+02 365,773 22 3.00E-02 2.54E-02 2.50E-02 2.54E-02 2.00E-02 1.74E-02 1.74E-02 1.50E-02 1.03E-02 1.00E-02 1.03E-02 5.00E-03 0.00E+00 Hình 14 Chuyển vị Sơđồ 14000 1.32E+04 12000 1.32E+04 10000 1.09E+04 1.09E+04 8000 6000 4000 2000 0 0 Hình 15 Mơ men Sơ đồ - Sơ đồ 4: nhịp Chiều dài nhịp:40 – 50 – 50 – 50 – 50-40 Mố A Keff (KN/m) (m) R (KN) M (KN.m) Mass (kg) Trụ 75000 18000 Trụ 18000 Bảng 10 Kết phân tích sơ đồ Trụ Trụ Trụ Mố B 18000 7,86E-03 1,56E-02 2,13E-02 3,25E-02 589,434 280,897 363,898 510,914 1,16E+04 5,27E+03 1,55E+04 365,773 8,23E+02 75000 18000 914,132 18000 18000 18000 75000 0,02126 0,01561 7,86E-03 363,898 280,897 11610 914,132 914,1324 822,989 365,773 18000 5265 589,434 18000 18000 75000 23 3.50E-02 3.25E-02 3.00E-02 2.50E-02 2.13E-02 2.00E-02 0.02126 1.56E-02 1.50E-02 1.00E-02 0.01561 7.86E-03 5.00E-03 7.86E-03 0.00E+00 Hình 16 Chuyển vị Sơ đồ 18000 16000 1.55E+04 14000 12000 1.16E+04 11610 10000 8000 6000 5.27E+03 4000 5265 2000 0 Hình 17 Mơ men Sơ đồ 4.2 Khảo sát ảnh hưởng độ cứng trụ thay đổi Khảo sát ảnh hưởng trụ đến phản ứng kết cấu nhịp khiđộ cứng tăng giảm xuống Sơ đồ 1: nhịp Keff1(+0%) R1 M1 Keff2 (-10%) R2 M2 Keff3 (-5%) R3 Bảng 11 Kết phân tích thay đổi theo độ cứng trụ sơ đồ Mố A Trụ Trụ Mố B 75000 18000 18000 75000 1,07E-02 3,32E-02 3,32E-02 1,07E-02 613,2 552,906 552,906 613,2 2,12E+04 21240 75000 16200 16200 75000 1,06E-02 3,38E-02 3,38E-02 1,06E-02 696,683 448,231 448,231 696,683 1,96E+04 1,96E+04 75000 17100 17100 75000 1,07E-02 3,36E-02 3,36E-02 1,07E-02 660,151 503,16 503,16 660,151 24 M3 Keff4 (+5%) R4 M4 Keff5 (+20%) R5 M5 Keff6 (+30%) R6 M6 Mass 75000 1,05E-02 602,089 75000 9,14E-03 612,068 75000 9,42E-03 706,153 365,773 2,02E+04 18900 3,26E-02 596,712 2,19E+04 21600 3,17E-02 551,817 2,19E+04 23400 2,94E-02 722,175 1,96E+04 822,8992 2,02E+04 18900 3,26E-02 596,712 21920 21600 3,17E-02 551,817 21920 23400 2,94E-02 722,175 19640 822,899 75000 1,05E-02 602,089 75000 9,14E-03 612,068 75000 9,42E-03 706,153 365,773 Hình 18 Mơ men theo độ cứng trụ Sơ đồ (KN.m) (Keff1+0%, Keff2-10%, Keff3-5%, Keff4+5%, Keff5+200%, Keff6+30%) Hình 19 Chuyển vị theo độ cứng trụ Sơ đồ (m) (Keff1+0%, Keff2-10%, Keff3-5%, Keff4+5%, Keff5+10%, Keff6+15%) 25 Bảng12 Tỷ lệ tăng, giảm mômen Sơ đồ độ cứng trụ thay đổi Mố A Trụ Tỷ lệ (%) Trụ Tỷ lệ (%) Mố B 21240 21240 0 19590 -7,77 19590 -7,77 0 20220 -4,80 20220 -4,80 0 21920 3,20 21920 3,20 0 21920 3,20 21920 3,20 0 19640 -7,53 19640 -7,53 Keff1+0%, Keff2-10% Keff3-5%, Keff4+5% Keff5+20% Keff6+30% Bảng13 Tỷ lệ tăng, giảm chuyển vị Sơ đồ độ cứng trụ thay đổi Keff1+0%, 1,07E-02 Tỷ lệ (%) 0,00 Keff2-10% 1,06E-02 -0,38 3,38E-02 1,75 3,38E-02 1,75 1,06E-02 -0,38 Keff3-5%, 1,07E-02 0,28 3,36E-02 1,20 3,36E-02 1,20 1,07E-02 0,28 Keff4+5% 1,05E-02 -1,69 3,26E-02 -1,84 3,26E-02 -1,84 1,05E-02 -1,69 Keff5+20% 9,14E-03 -14,24 3,17E-02 -4,55 3,17E-02 -4,55 9,14E-03 -14,24 Keff6+30% 9,42E-03 -11,68 2,94E-02 -11,56 2,94E-02 -11,56 9,42E-03 -11,68 Mố A 3,32E-02 Tỷ lệ (%) 0,00 Trụ 3,32E-02 Tỷ lệ (%) 0,00 1,07E-02 Tỷ lệ (%) 0,00 Trụ Mố B Sơ đồ 2: nhịp Keff1(+0%) R1 M1 Keff2 (+5%) R2 M2 Keff3 (-10%) R3 M3 Keff4 Bảng 14 Kết phân tích thay đổi theo độ cứng trụ sơ đồ Mố A Trụ Trụ Trụ Mố B 75000 18000 18000 18000 75000 8,95E-03 2,24E-02 3,65E-02 2,24E-02 8,95E-03 670,971 365,523 582,448 365,523 670,971 7,86E+03 1,88E+04 7864 75000 18900 18900 18900 75000 9,32E-03 2,35E-02 3,66E-02 2,35E-02 9,32E-03 698,609 392,547 621,722 392,547 698,609 8,51E+03 1,84E+04 8513 75000 16200 16200 16200 75000 8,37E-03 1,95E-02 3,37E-02 1,95E-02 8,37E-03 628,053 291,538 497,135 291,538 628,053 6,77E+03 1,79E+04 6770 75000 18000 18000 18000 75000 26 Hình 20 Mơ men theo độ cứng trụ Sơ đồ (KN.m) (Keff1+0%, Keff2+5%, Keff3-10%) Hình 21 Chuyển vị theo độ cứng trụ Sơ đồ (m) (Keff1+0%, Keff2+5%, Keff3-10%) Bảng 15 Tỷ lệ tăng, giảm mômen Sơ đồ độ cứng trụ thay đổi Keff1+0% Keff2+5%, Keff310%) Mố A Trụ Tỷ lệ (%) Trụ Tỷ lệ (%) Trụ Tỷ lệ (%) Mố B 0 7864 8513 0,00 8,25 18790 18380 0,00 -2,18 7864 8513 0,00 8,25 0 6770 -13,91 17870 -4,90 6770 -13,91 Bảng16 Tỷ lệ tăng, giảm chuyển vị Sơ đồ độ cứng trụ thay đổi Mố A Keff1+0% Keff2+5%, Keff3-10%) 8.95E03 9.32E03 8.37E- Tỷ lệ (%) 0.00 4.12 -6.39 Trụ 2.24E02 2.35E02 1.95E- Tỷ lệ (%) 0.00 5.23 -12.83 Trụ 3.65E02 3.66E02 3.37E- Tỷ lệ (%) 0.00 0.27 -7.54 Trụ 2.24E02 2.35E02 1.95E- Tỷ lệ (%) 0.00 5.23 -12.83 Mố B 8.95E03 9.32E03 8.37E- Tỷ lệ (%) 0.00 4.12 -6.39 27 03 02 02 02 03 Sơ đồ 3: nhịp Keff1(+0%) R1 M1 Keff2 (+10%) R2 M2 Keff3(+20%) R3 M3 Keff4 (-20%) R4 M4 Mass Bảng 17 Kết phân tích thay đổi theo độ cứng trụ sơ đồ Mố A Trụ Trụ Trụ Trụ Mố B 75000 18000 18000 18000 18000 75000 1,03E-02 1,74E-02 2,54E-02 2,54E-02 1,74E-02 1,03E-02 574,163 313,405 435,408 435,408 313,405 574,163 1,09E+04 1,32E+04 1,32E+04 1,09E+04 75000 19800 19800 19800 19800 75000 1,04E-02 1,87E-02 2,94E-02 2,94E-02 1,87E-02 1,04E-02 609,787 369,774 533,143 533,143 369,774 609,787 1,05E+04 1,37E+04 1,37E+04 1,05E+04 75000 21600 21600 21600 21600 75000 1,04E-02 1,96E-02 3,28E-02 3,28E-02 1,96E-02 1,04E-02 649,549 422,175 613,446 613,446 422,175 649,549 1,04E+04 1,40E+04 1,40E+04 1,04E+04 75000 14400 14400 14400 14400 75000 1,01E-02 1,73E-02 2,67E-02 2,67E-02 1,73E-02 1,01E-02 532,354 200,217 368,356 368,356 200,217 532,354 1,20E+04 1,22E+04 1,22E+04 1,20E+04 314,7838 7,08E+02 786,9594 786,959 7,08E+02 314,7838 Hình 22 Mơ men theo độ cứng trụ Sơ đồ (KN.m) (Keff1+0%, Keff2+10%, Keff3+20%, Keff4-20%) 28 Hình 23 Chuyển vị theo độ cứng trụ Sơ đồ (m) (Keff1+0%, Keff2+10%, Keff3+20%, Keff4-20%) Bảng 18 Tỷ lệ tăng, giảm mô men Sơ đồ độ cứng trụ thay đổi 10930 Tỷ lệ (%) 0.00 13230 Tỷ lệ (%) 0.00 10510 -3.84 13680 Keff3+20% 10360 -5.22 Keff4-20% 12000 9.79 Mố A Trụ Keff1+0% Keff2+10% 13230 Tỷ lệ (%) 0.00 10930 Tỷ lệ (%) 0.00 3.40 13680 3.40 10510 -3.84 13960 5.52 13960 5.52 10360 -5.22 12200 -7.79 12200 -7.79 12000 9.79 Trụ Trụ Trụ Mố B Bảng 19 Tỷ lệ tăng, giảm chuyển vị Sơ đồ độ cứng trụ thay đổi Mố A Keff1+0% Keff2+10% Keff3+20% Keff4-20% 1.03E02 1.04E02 1.04E02 1.01E02 Tỷ lệ (%) Trụ 1.74E02 1.87E02 1.96E02 1.73E02 0.00 0.78 1.36 -1.46 Tỷ lệ (%) 0.00 7.58 12.29 -0.63 Trụ 2.54E02 2.94E02 3.28E02 2.67E02 Tỷ lệ (%) 0.00 15.80 29.39 5.24 Trụ 2.54E02 2.94E02 3.28E02 2.67E02 Tỷ lệ (%) 0.00 15.80 29.39 5.24 Trụ 1.74E02 1.87E02 1.96E02 1.73E02 Tỷ lệ (%) 0.00 7.58 12.29 -0.63 Mố B 1.03E02 1.04E02 1.04E02 1.01E02 Tỷ lệ (%) 0.00 0.78 1.36 -1.46 Sơ đồ 4: nhịp Bảng 20 Kết phân tích thay đổi theo độ cứng trụ sơ đồ Mố A Keff1(+0%) Trụ Trụ Trụ Trụ Trụ Mố B 75000 18000 18000 18000 18000 18000 75000 7,86E-03 1,56E-02 2,13E-02 3,25E-02 0,02126 0,01561 7,86E-03 R1 589,434 280,897 363,898 510,914 363,898 280,897 589,434 1,16E+04 5,27E+03 1,55E+04 5265 11610 M1 Keff2 (+5%) 75000 18900 18900 18900 18900 18900 75000 7,76E-03 1,60E-02 2,22E-02 3,35E-02 0,02218 0,01595 7,76E-03 29 R2 M2 Keff3 (-5%) 581,747 301,452 403,552 564,691 403,552 301,452 581,747 1,17E+04 5,24E+03 1,58E+04 5240 11680 75000 17100 17100 17100 17100 17100 75000 7,96E-03 1,62E-02 2,14E-02 3,27E-02 0,02135 0,01615 7,96E-03 R3 597,015 267,86 349,971 457,59 349,971 267,86 597,015 1,15E+04 5,27E+03 1,57E+04 5270 11540 M3 Keff4 (-10%) 75000 16200 16200 16200 16200 16200 75000 8,06E-03 1,62E-02 2,25E-02 3,41E-02 0,02252 0,01617 8,06E-03 R4 604,539 261,88 350,564 436,77 350,564 261,88 604,539 1,15E+04 5,26E+03 1,60E+04 5258 11470 M4 Keff5(-20%) 75000 14400 14400 14400 14400 14400 75000 D5 8,29E-03 1,76E-02 2,69E-02 3,91E-02 0,0269 0,01763 8,29E-03 R5 621,417 253,873 369,524 461,374 369,524 253,873 621,417 1,65E+04 5,16E+03 1,14E+04 914,1324 822,9892 365,773 M5 Mass 1,14E+04 5,16E+03 365,773 8,23E+02 914,1324 914,1324 Hình 24 Mơ men theo độ cứng trụ Sơ đồ (KN.m) (Keff1+0%, Keff2+5%, Keff3-5%, Keff4-10%, Keff5-20%) 30 Hình 24 Chuyển vị theo độ cứng trụ Sơ đồ (m) (Keff1+0%, Keff2+5%, Keff3-5%, Keff4-10%,Keff5-20%) Bảng 21 Tỷ lệ tăng, giảm mô men Sơ đồ độ cứng trụ thay đổi Mố A Keff1+ 0% Keff2+ 5% Keff35%, Keff410% Keff520% 0 0 Trụ 116 10 116 80 115 40 114 70 113 50 Tỷ lệ (%) 0.00 0.60 -0.60 -1.21 -2.24 Trụ 526 524 527 525 515 Tỷ lệ (%) 0.00 -0.47 0.09 -0.13 -2.01 Trụ 155 10 158 20 157 30 160 00 165 00 Tỷ lệ (%) 0.00 2.00 1.42 3.16 6.38 Trụ 526 524 527 525 515 Tỷ lệ (%) 0.00 -0.47 0.09 -0.13 -2.01 Trụ 116 10 116 80 115 40 114 70 113 50 Tỷ lệ (%) Mố B 0.00 0.60 -0.60 -1.21 -2.24 Bảng 22 Tỷ lệ tăng, giảm chuyển vị Sơ đồ độ cứng trụ thay đổi Keff1 +0% Keff2 +5% Keff3 -5%, Keff4 -10% Keff5 -20% Mố A 7.86 E-03 7.76 E-03 7.96 E-03 8.06 E-03 8.29 E-03 Tỷ lệ (%) 0.00 -1.30 1.29 2.57 5.43 Trụ 1.56 E-02 1.60 E-02 1.62 E-02 1.62 E-02 1.76 E-02 Tỷ lệ (%) 0.00 2.18 3.46 3.59 12.94 Trụ 2.13 E-02 2.22 E-02 2.14 E-02 2.25 E-02 2.69 E-02 Tỷ lệ (%) 0.00 4.33 0.42 5.93 26.53 Trụ 3.25 E-02 3.35 E-02 3.27 E-02 3.41 E-02 3.91 E-02 Tỷ lệ (%) 0.00 3.01 0.58 4.89 20.07 Trụ 2.13 E-02 2.22 E-02 2.14 E-02 2.25 E-02 2.69 E-02 Tỷ lệ (%) 0.00 4.33 0.42 5.93 26.53 Trụ 1.56 E-02 1.60 E-02 1.62 E-02 1.62 E-02 1.76 E-02 Tỷ lệ (%) 0.00 2.18 3.46 3.59 12.94 Mố B 7.86 E-03 7.76 E-03 7.96 E-03 8.06 E-03 8.29 E-03 Tỷ lệ (%) 0.00 -1.30 1.29 2.57 5.43 Tổng kết chương IV: Kết chuyển vị mơmen thu từ mơ hình kết cấu nhịp so sánh đánh giá theo thay đổi độ cứng thay đổi theo sơ đồ kết cấu nhịp 31 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài thực phân tích phản ứng (mô men, chuyển vị) dầm cầu ứng với sơ đồ nhịp liên tục khác nhau: nhịp, nhịp, nhịp nhịp độ cứng trụ khác nhau.Chi tiết kết số trình bày trên, sau số kết luận chug sau phâ tích kết xử lý số liệu sau: - Chuyển vị cực đại kết cấu nhịp thay đổi phức tạp số lượng nhịp thay đổi, mơ hình cầu nhịp cho kết có chuyển vị lớn mơ hình - Mơ men cực đại kết cấu nhịp thay đổi phức tạp theo số lượng nhịp, mơ men có giá trị lớn tương ứng với sơ đồ giảm dần đến sơ đồ đến sơ đồ lại tăng nhẹ - Chuyển vị cực đại mố trụ thay đổi phức tạp theo độ cứng trụ, việc thay đổi chưa cho thấy quy luật rõ rãng độ cứng trụ tăng chuyển vị trụ có lúc tăng theo có lúc giảm lại - Độ cứng trụ có ảnh hưởng rõ rệt đến chuyển vị mố, theo kết đề tài cho thấy, độ cứng trụ thay đổi chuyển vị mố thay đổi theo mặt dù độ cứng mố suốt q trình phân tích khơng thay đổi - Qua phân tích cho thấy, độ cứng trụ thay đổi giá trị mơ men cực đại số vị trí thay đổi chưa cho ta thấy theo quy luật Qua số nhận xét cho ta thấy, việc phân tích phản ứng cầu chịu tác dụng tải trọng động đất phức tạp Không cho phép ta kết luận phản ứng tuân theo quy luật qua cho thấy điều là: ứng với sơ đồ cầu cụ thể, quy luật phản ứng có phần rõ ràng CHƯƠNG KIẾN NGHỊ Khi phân tích phản ứng sơ đồ cầu thiết kế, cần phải thực với nhiều phương án (độ cứng trụ, số lượng nhịp) khác đề tìm phương án tối ưu hợp lý Mặt dù cố gắng hoàn thành tiến độ giao Đề tài khơng tránh khỏi số thiếu sót chưa xét đến ảnh hưởng độ cứng kết cấu nhịp đến phản 32 ứng cầu, đồng thời đề tài hạn chế chưa xét đến tương tác đất kết cấu phân tích Nhưng hội mở cho quan tâm muốn phát triển đề tài 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 [2] Tran Viet Hung, Nguyen Viet Trung, Evaluation on seismic resistance of multispans PC bridge under earthquake occur in Viet Nam, International cooperation journals, Madi-Swjtu-Utc, 2009 [3] Nguyễn Văn Mỹ, Đỗ Việt Hải, Đoàn Việt Lê, Nghiên cứu tương tác động đất kết cấu lên cầu dây văng chịu tác động động đất theo phương pháp phổ phản ứng, tạp chí KH&CN, ĐH Đà Nẵng số 4, 2010 [4] Zhang, Jian, Makis, Nicos, Seismic response analysis of highway overcrossing including soil-structure interaction, earthquake engineering and structural dynamics, 2002 [5] Tiêu chuẩn Thiết kế cơng trình chịu động đất TCXDVN 375:2006 [6] Zhang, Jian, Makis, Nicos, Seismic response analysis of highway overcrossing equipped with elastomeric bearings ang fluid dampers, Postprints, Multi-Campus, 2004 [7] Julian Camilo Alvarez Botero, Displacement-based deisgn of continuous concrete bridges under transverse seismic excitation, 2004 [8] Phạm Đình Ba, Nguyễn Tài trung, Động lực học cơng trình, NXB Xây dựng, 2008 [9] Bộ Xây Dựng, Hướng dẫn thiết kế kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép chịu động đất theo TCXDVN 375:2006, NXB Xây dựng, 2013 34
Ngày đăng: 31/05/2023, 10:22
Xem thêm:
