ĈҤ,+Ӑ&48Ӕ&*,$73+&0
1*8<ӈ17+$1+3+Ө1*
ӬNG XӰ 7Ƭ1+&+8<ӆN Vӎ LӞN CӪA Hӊ DÀN THÉP KHÔNG GIAN CÓ Kӆ ĈӂN SӴ 75ѬӦT BU LÔNG LIÊN KӂT
STATIC LARGE DISPLACEMENT BEHAVIOR OF SPATIAL STEEL TRUSS SYSTEM
WITH BOLT SLIP
Chuyên ngành: ӻTKXұW;k\DӵQJ&{QJTrình Dân DөQJYj&{QJNJKLӋS 0mVӕ 60 58 02 08
/8Ұ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
73+Ӗ&+Ë0,1+, tháng 08 QăP2021
Trang 2&{QJWUuQKÿѭӧFKRjQWKjQKWҥL 7UѭӡQJĈҥLKӑF%iFK.KRD ± Ĉ+4*-HCM
&iQEӝKѭӟQJGүQNKRDKӑF 3*6761*Ð+Ӳ8&ѬӠ1* PGS.TS BÙI CÔNG THÀNH
&iQEӝFKҩPQKұQ[pW 3*6761JX\ӉQ9ăQ+LӃX &iQEӝFKҩPQKұQ[pW 76ĈRjQ1JӑF7ӏQh Nghiêm
/XұQYăQWKҥFVƭÿѭӧFEҧRYӋWҥL7UѭӡQJĈҥLKӑF%iFK.KRDĈ+4*7P.HCM ngày 22 tháng 08 QăP2021 (Online trên Google Meet)
7KjQKSKҫQ+ӝLÿӗQJÿiQKJLiOXұQYăQWKҥFVƭJӗP 1 3*676+ӗĈӭF'X\ - &KӫWӏFK
3 3*6761JX\ӉQ9ăQ+LӃX - 3KҧQELӋQ 4 76ĈRjQ1JӑF7ӏQK1JKLrP - 3KҧQELӋQ 5 3*676&DR7KDQK1JӑF - Ӫ\YLrQ
;iFQKұQFӫD&KӫWӏFK+ӝLÿӗQJÿiQKJLiOXұQYăQYj7UѭӣQJ.KRDTXҧQOêFKX\rQQJjQKVDXNKLOXұQYăQÿmÿѭӧFVӱDFKӳD
&+Ӫ7ӎ&++Ӝ,ĈӖ1* 75ѬӢ1*.+2$.Ӻ7+8Ұ7;Æ<'Ӵ1*
3*676+ӗĈӭF'X\ 3*676/r$QK7XҩQ
Trang 3i ĈҤ,+Ӑ&48Ӕ&*,$73+&0
75ѬӠ1*ĈҤ,+Ӑ&%È&+.+2$
&Ӝ1*+Ñ$;+Ӝ,&+Ӫ1*+Ƭ$9,ӊ71$0 ĈӝFOұS- 7ӵGR- +ҥQKSK~F
NHIӊM VӨ LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
+ӑWrQKӑFYLrQ 1*8<ӈ17+$1+3+Ө1* MSHV: 1770369 1Jj\WKiQJQăPVLQK 01/08/1994 1ѫLVLQK %uQKĈӏQK Chuyên ngành: ӻTKXұW;k\DӵQJ&{QJTrình Dân DөQJYj&{QJNJKLӋS Mã ngành: 60580208
Phát triӇQFKѭѫQJWUuQKSKkQWtFKEҵng ngôn ngӳ lұp trình MATLAB bҵng thuұt WRiQÿLӅu khiӇn chuyӇn vӏ tәng quát hiӋu chӍnh và kiӇm chӭQJÿӝ chính xác cӫa kӃt quҧ phân tích vӟi các nghiên cӭXÿmF{QJEӕ
III 1*¬<*,$21+,ӊ09Ө : 22/02/2021IV 1*¬<+2¬17+¬1+1+,ӊ09Ө: 05/08/2021 V &È1%Ӝ+ѬӞ1*'Ү1: 3*6761J{+ӳX&ѭӡQJ PGS.TS Bùi Công Thành
&È1%Ӝ+ѬӞ1*'Ү1&+Ӫ1+,ӊ0%Ӝ0ÔN ĐÀO TẠO
PGS.TS1J{+ӳX&ѭӡQJ PGS.TS Bùi Công Thành
75ѬӢ1*.+2$.Ӻ7+8Ұ7;Æ<'Ӵ1*
Trang 4ii
LӠI CҦ0Ѫ1
7Uѭӟc tiên, tôi [LQÿѭӧc gӱi nhӳng lӡi cҧPѫQYj biӃWѫQ chân thành tӟi Thҫy PGS.TS Ngô HӳX&ѭӡng và Thҫy PGS.TS Bùi Công Thành ÿmWұQWuQKKѭӟng dүn, hӛ trӧ YjJL~Sÿӥ trong suӕt thӡi gian thӵc hiӋn luұQYăQQj\%rQFҥQKÿy, W{L[LQÿѭӧc cҧPѫQQKӳQJÿiQKJLiYjJySêWӯ ThS /r9ăQ%uQKÿӇ tôi có thӇ hoàn thành luұQYăQmӝWFiFKV~FWtFKYjÿҫ\ÿӫ KѫQ Nhӳng kiӃn thӭc quý giá và kӻ QăQJFҫn thiӃWÿѭӧc hoàn thiӋn trong quá trình thӵc hiӋn luұQYăQQj\VӁ giúp tôi tӵ tin tiӃp tөc phát triӇn các nghiên cӭu khoa hӑc sau này
Tôi xin chân thành cҧPѫQ toàn thӇ Thҫy Cô Khoa Kӻ thuұt Xây dӵQJ7Uѭӡng Ĉҥi hӑF%iFK.KRDÿm nhiӋWWuQKJL~Sÿӥ và truyӅn thө cho tôi nhӳng kiӃn thӭc quý báu khi thӵc hiӋn luұQYăQQj\
Sau cùng, tôi xin bày tӓ lòng biӃt ѫQVkXVҳFÿӃQJLDÿuQK và bҥn bè ÿmWҥRÿLӅu kiӋn, hӛ trӧ Yjÿӝng viên tôi trong suӕt quá trình hӑc tұp và nghiên cӭu tҥi TUѭӡng Ĉҥi hӑc Bách Khoa
Do thӡi gian nghiên cӭu có hҥn và hiӇu biӃt còn hҥn chӃ nên luұQYăQchҳc chҳn không tránh khӓi nhӳng sai sót nhҩWÿӏnh, tác giҧ kính mong Quý Thҫ\&{Yjÿӝc giҧ ÿyQJJySêNLӃQÿӇ tôi có thӇ bә sung và hoàn thiӋn trong nhӳng nghiên cӭu sau này
TP H͛ Chí Minh, tháng 08 QăP21
NguyӉn Thanh Phөng
Trang 5iii
TÓM TҲT LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
Mӝt phҫn tӱ hӳu hҥQÿӗQJ[RD\ÿѭӧc thiӃt lұp ÿӇ SKkQWtFKÿjQKӗi chuyӇn vӏ lӟn cho hӋ dàn thép không gian chӏu tҧi trӑQJWƭQKFy[pWÿӃn sӵ WUѭӧt bulông liên kӃt bҵng nguyên lý công ҧo+DLP{KuQKWUѭӧWEXO{QJÿӝt ngӝt và liên tөFÿѭӧc áp dөng bҵng cách gҳn các lò xo thҷQJYjRKDLÿҫu cӫa phҫn tӱ vӟi chiӅu dài biӃn dҥng lӟn nhҩt bҵng vӟi khoҧng hӣ chӃ tҥo giӳa bu lông và lӛ trên bҧn mã thép ThuұWWRiQÿLӅu khiӇn chuyӇn vӏ tәng quát hiӋu chӍQK ÿѭӧc áp dөQJ ÿӇ giҧi hӋ SKѭѫQJ WUuQK FkQ Eҵng phi tuyӃn Các ví dө sӕ ÿѭӧc phân tích và so sánh vӟi các nghiên cӭXÿmF{QJEӕ ÿӇ chӭng PLQKÿӝ tin cұy cӫa phҫn tӱ ÿӅ xuҩt
Trang 6iv
ABSTRACT
A corotational finite element is established for large-displacement elastic analysis of spatial steel trusses subjected to static load with bolt slip by the principle of virtual work Both instantaneous and continuous slip models are applied by attaching straight springs to the element ends with the maximum translations equal to the fabricated clearances between the bolts and the holes in steel gusset plates The modified generalized displacement control method is applied to solve the nonlinear equilibrium equation systems Some numerical examples are analyzed and their results are compared with the published results to prove the reliability of the proposed element
Trang 7v
LӠI CAM Ĉ2$1
7{L[LQFDPÿRDQFiFQӝi dung trình bày trong luұQYăQQj\OjGRFKtQKW{LOjPGѭӟi sӵ Kѭӟng dүn cӫa Thҫy PGS.TS Ngô HӳX &ѭӡng và Thҫy PGS.TS Bùi Công Thành Các sӕ liӋu trong luұQYăQÿѭӧc trình bày trung thӵc tӯ kӃt quҧ phân tích cӫa FKѭѫQJWUuQKWӵ phát triӇn Các kӃt quҧ trong luұQYăQFKѭDÿѭӧc công bӕ ӣ các nghiên cӭu khác
Tôi xin chӏu trách nhiӋm vӅ luұQYăQFӫa mình
TP H͛ Chí Minh, tháng 08 QăP21
Hӑc viên
Trang 81.1.2 Phi tuyӃn liên kӃt 2
1.2.Giӟi thiӋu kӃt cҩu dàn thép 3
1.3.Tәng quan tình hình nghiên cӭu 5
1.3.1 Tình hình nghiên cӭu trên thӃ giӟi 5
1.3.2 Tình hình nghiên cӭXWURQJQѭӟc 6
1.4.Sӵ cҫn thiӃt cӫa nghiên cӭu 7
1.5.Mөc tiêu nghiên cӭu 8
1.6.Nӝi dung chi tiӃt 8
1.7.éQJKƭDNKRDKӑFYjêQJKƭDWKӵc tiӉn 8
1.7.1 éQJKƭDNKRDKӑc 8
1.7.2 éQJKƭDWKӵc tiӉn 9
1.8.3KѭѫQJSKiSQJKLrQFӭu 9
1.9.ĈӕLWѭӧng nghiên cӭu và phҥm vi nghiên cӭu 10
1.10.Cҩu trúc cӫa luұQYăQ 10
&+ѬѪ1*&Ѫ6Ӣ LÝ THUYӂT 11
Trang 9vii
2.1.Các giҧ thiӃt 11
2.2.Phҫn tӱ GjQ'ÿӗng xoay 11
2.3.Phҫn tӱ GjQ'ÿӗng xoay có kӇ ÿӃn sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃt 15
2.3.1 0{KuQKWUѭӧt bu lông liên kӃt 15
2.3.2 Ĉӝ cӭng phҫn tӱ có kӇ ÿӃn sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃt 18
2.4.Thuұt toán giҧi hӋ SKѭѫQJWUuQKSKLWX\Ӄn 19
Trang 10viii
DANH MӨC HÌNH VӀ
Hình 1-1 Mô hình phҫn tӱ ÿӗng xoay 2
Hình 1-2 Sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃt 3
Hình 2-1 0{KuQKÿӝng hӑc phҫn tӱ hӳu hҥQGjQ'ÿӗng xoay 11
Hình 2-2 Sӵ dӏch chuyӇn nhӓ tӯ cҩu hình hiӋn tҥi 14
Hình 2-3 Quan hӋ lӵc ± chuyӇn vӏ NKLWUѭӧt bulông liên kӃt 16
Hình 2-4 0{KuQKWUѭӧt liên kӃt bulông cӫa Kitipornchai [7] 17
Hình 2-5 Phҫn tӱ WKDQKGjQ'Fy[pWWUѭӧt bulông liên kӃt 18
Hình 2-6 ĈLӇm giӟi hҥn snap-through và snap-EDFNWUrQÿѭӡng cân bҵng 20
Hình 2-7 Dҩu cӫDÿӝ cӭQJFKXQJÿѭӧc sӱ dөQJWURQJSKѭѫQJSKiS*'&0 23
Hình 2-8 /ѭXÿӗ thuұt toán MGDCM 25
Hình 3-1 Mô hình dàn không gian 12 thanh 29
Hình 3-2 Quan hӋ hӋ sӕ tҧi ± chuyӇn vӏ WKHRSKѭѫQJ[Fӫa nút 1 30
Hình 3-3 Quan hӋ hӋ sӕ tҧi ± chuyӇn vӏ WKHRSKѭѫQJ]Fӫa nút 1 30
Hình 3-4 Quan hӋ hӋ sӕ tҧi ± chuyӇn vӏ WKHRSKѭѫQJ]Fӫa nút 2 31
Hình 3-5 6ѫÿӗ thanh chӏu lӵc dӑc trөFFy[pWWUѭӧt bulông liên kӃt 31
Hình 3-6 Quan hӋ lӵc ± chuyӇn vӏ dӑc trөc thanh 32
Hình 3-7 ҦQKKѭӣng cӫa tham sӕ PÿӃn tӍ lӋ WUѭӧt (n=6) 33
Hình 3-8 ҦQKKѭӣng cӫa tham sӕ QÿӃn tӍ lӋ WUѭӧt (m=100) 33
Hình 3-9 HӋ dàn 2 thanh 34
Hình 3-10 Quan hӋ lӵc ± chuyӇn vӏ thҷQJÿӭng cӫa hӋ dàn 2 thanh 34
Trang 11ix
Hình 3-11 Quan hӋ tҧi trӑng ± nӝi lӵc trong phҫn tӱ thanh dàn (n=6) 35
Hình 3-12 Mô hình hӋ dàn vòm sao 24 thanh: (a) mһWÿӭng, (b) mһt bҵng 36
Hình 3-13 Quan hӋ lӵc ± chuyӇn vӏ ÿӭng tҥLÿӍnh vòm (n=6) 36
Hình 3-14 HӋ dàn 35 thanh Thomson 37
Hình 3-15 Quan hӋ lӵc ngang - chuyӇn vӏ ngang ӣ gӕi tӵDGLÿӝng 38
Hình 3-16 Quan hӋ lӵc ngang ӣ gӕi tӵDGLÿӝng - chuyӇn vӏ ngang ӣ giӳa nhӏp 39
Hình 3-17 Quan hӋ lӵc ngang và lӵc dӑc trong thanh xiên ӣ gӕi tӵDGLÿӝng 40
Trang 12x
DANH MӨC CÁC KÝ HIӊU d Vector FKX\ӇQYӏnút SKҫQWӱWURQJKӋWӑDÿӝWәQJWKӇ
d Vector FKX\ӇQYӏnút SKҫQWӱWURQJKӋWӑDÿӝÿӏDSKѭѫQJ
0, n
l l &KLӅXGjLFӫDSKҫQWӱWҥLFҩXKuQKEDQÿҫXYjFҩXKuQKKLӋQWҥL , ,
D E J *yF[RD\FӫDSKҫQWӱWKHRSKѭѫQJ[\]
A 0DWUұQFKX\ӇQÿәLWӑDÿӝFӫDSKҫQWӱÿӗQJ[RD\ ,
f f Vector QӝLOӵFSKҫQWӱWURQJKӋÿӏDSKѭѫQJYjWәQJWKӇ ,
Trang 131
&+ѬѪ1* MӢ ĈҪU 1.1 Tәng quan phân tích phi tuyӃn
1.1.1 Phi tuy͇n hình h͕c
Trong thӵc tӃ, kӃt cҩXGjQWKpSNK{QJJLDQWKѭӡQJÿѭӧc chӃ tҥo bҵng cách sӱ dөng mӝt sӕ Oѭӧng lӟn các cҩu kiӋQYjÿѭӧc liên kӃt vӟi nhau thông qua các liên kӃt mà WKѭӡQJÿѭӧc mô phӓQJQKѭOLrQNӃt khӟp Hình dҥng kӃt cҩu cӫa dàn không gian có thӇ phӭc tҥp và có nhiӅu biӃn thӇ Ӭng xӱ phi tuyӃn cӫa kӃt cҩu dàn thép không gian là mӝt vҩQÿӅ quan trӑng trong phân tích kӃt cҩXĈLӅu này là do hҫu hӃt các kӃt cҩu dàn không JLDQÿӅu khá mӅPGRYѭӧt nhӏp lӟn và gӗm nhiӅu cҩu kiӋn mҧQK'RÿyVӵ hiӇu biӃt vӅ nhӳQJWKD\ÿәi hình dҥng kӃt cҩXGRWiFÿӝng cӫa ngoҥi lӵc và sӵ WiFÿӝng cӫa nhӳng biӃQÿәi vӅ dҥng hình hӑc cӫa cҩu kiӋn và hӋ kӃt cҩXÿӃQÿӝ cӭng cӫa hӋ trong suӕt quá trình phân tích là mӝt khía cҥnh quan trӑng trong quá trình thiӃt kӃĈyOjYLӋF[pWÿӃn WiFÿӝng phi tuyӃn hình hӑc khi phân tích hӋ kӃt cҩu dàn không gian
Khi xét phi tuyӃn hình hӑc, ma trұQÿӝ cӭng nhұQÿѭӧc có thӇ có thêm các ҭn sӕ chuyӇn vӏ hoһc có các sӕ hҥng là các dҥng khác nhau cӫa chuyӇn vӏ Khác vӟi phân WtFKÿjQKӗi tuyӃn tính có lӡi giҧi có thӇ WuPÿѭӧc mӝWFiFKÿѫQJLҧn và trӵc tiӃp, phân tích phi tuyӃn hình hӑc phҧLGQJÿӃn thӫ tөc lһp gia tҧi tӯQJEѭӟc do sӵ thD\ÿәi hình hӑc cӫa kӃt cҩXNK{QJÿѭӧc biӃWWUѭӟc khi thành lұSSKѭѫQJWUuQKFkQEҵng Cө thӇ KѫQtrong mӝWEѭӟc gia tҧi, kӃt quҧ cӫDEѭӟc gia tҧi hiӋn tҥi sӁ trӣ thành dӳ liӋXEDQÿҫXÿӇ thiӃt lұp ma trұQÿӝ cӭQJFKREѭӟc kӃ tiӃp
&ySKѭѫQJSKiSFKtQKWKѭӡQJÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ xây dӵng ma trұQÿӝ cӭng phҫn tӱ OjSKѭѫQJSKiS/DJUDQJHWәQJTXiWSKѭѫQJSKiS/DJUDQJHFұp nhұWYjSKѭѫQJSKiSÿӗng xoay
ViӋc sӱ dөng mô hình Lagrange tәng quát hoһc mô hình Lagrange cұp nhұt gһp nhiӅXNKyNKăQNKLSKkQWtFKKӋ kӃt cҩu có chuyӇn vӏ lӟn do cҫn có mӝt thӫ tөc tính toán phӭc tҥSÿӇ loҥi bӓ chuyӇn vӏ cӭng ra khӓi chuyӇn vӏ tәng và chӍ kӇ ÿӃn thành phҫn biӃn dҥng tӵ nhiên gây ra sӵ WKD\ÿәi nӝi lӵc trong cҩu kiӋQ3KѭѫQJSKiSÿӗng xoay là mӝt cách tiӃp cұn mӟi trong phân tích phi tuyӃn kӃt cҩu dӵa trên lý thuyӃt dҫm biӃn dҥng nhӓ Trong suӕt quá trình chuyӇQÿӝng, mӝt hӋ tӑDÿӝ tәng thӇ ÿѭӧc cӕ ÿӏnh
Trang 142
WURQJNKLÿyPӝt hӋ tӑDÿӝ ÿӏDSKѭѫQJÿѭӧc gҳn vӟi phҫn tӱ dӏch chuyӇn và xoay cùng phҫn tӱ BiӃn dҥng tӵ QKLrQÿѭӧc phân tích trong tӑDÿӝ ÿӏDSKѭѫQJYӟi viӋc thiӃt lұp các ma trұQÿӝ cӭng, vector nӝi lӵc và ma trұn khӕLOѭӧng phҫn tӱ VDXÿyÿѭӧc chuyӇn sang hӋ tӑDÿӝ tәng thӇ bҵng ma trұn chuyӇn và lҳp ghép lҥLÿӇ xây dӵng ma trұQÿӝ cӭng tәng thӇ, vector nӝi lӵc tәng thӇ và ma trұn khӕLOѭӧng tәng thӇ cӫa hӋ kӃt cҩu Hay nói cách khác, chuyӇn vӏ cӭQJÿmÿѭӧc trӵc tiӃp loҥi bӓ trong quá trình thiӃt lұp phҫn tӱ'RÿySKѭѫQJSKiSÿӗng xoay có thӇ phân tích tӕt ӭng xӱ phi tuyӃn hình hӑc cӫa hӋ kӃt cҩu khi chӍ cҫn mô phӓng hai hoһc ba phҫn tӱ cho mӛi cҩu kiӋQÿһc biӋt là trong các bài toán phân tích kӃt cҩu chuyӇn vӏ lӟn
Hình 1-1 Mô hình ph̯n t͵ ÿ͛ng xoay
1.1.2 Phi tuy͇n liên k͇t
Liên kӃt trong kӃt cҩXNKXQJGjQWKpSWKѭӡQJÿѭӧc giҧ thuyӃt là khӟSOêWѭӣng Vӟi khӟSOêWѭӣng bҵng liên kӃWEXO{QJFѭӡQJÿӝ cao làm viӋc nhӡ ma sát giӳa các tҩm thép thì liên kӃt làm viӋc là nhӡ tҧi trӑng truyӅn qua liên kӃt bӣi lӵFPDViWWiFÿӝng lên phҫn diӋn tích tiӃp xúc giӳa các bҧn mã và cҩu kiӋQÿѭӧc xiӃt chһt bӣi các bu lông Trong thӵc tӃ, do lӵc siӃWEXO{QJNK{QJÿӫ so vӟi thiӃt kӃ hoһc do lӵc truyӅn qua liên kӃt lӟQKѫQOӵc ma sát giӳa các tҩm thép trong khi có khe hӣ kӃt cҩu giӳa bu lông và lӛ bu lông, sӵ WUѭӧt liên kӃt có thӇ xҧy ra (Hình 1-2) Vì vұy, liên kӃt bu lông không còn hoàn toàn cӭQJWKHRSKѭѫQJGӑc trөFPjQrQÿѭӧc giҧ ÿӏnh là liên kӃt nӱa cӭng (semi-rigid)
Trang 153
Hình 1-2 S WU˱ͫt bu lông liên k͇t
Nhӳng liên kӃt khӟSÿѭӧFOtWѭӣQJKyDJL~SÿѫQJLҧn hóa thӫ tөc phân tích và thiӃt kӃ, tuy nhiên, lҥi dӵ ÿRiQNK{QJFKtQK[iFӭng xӱ thӵc tӃ cӫa liên kӃt và tӯ ÿyJk\ҧQKKѭӣQJÿӃQÿӝ chính xác cӫa kӃt quҧ phân tích hӋ kӃt cҩu tәng thӇ
1.2 Giӟi thiӋu kӃt cҩu dàn thép
KӃt cҩu dàn thép là mӝt tұp hӧp các cҩu kiӋn có khҧ QăQJFKӏu tҧi ba chiӅXÿmÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong nhiӅu công trình dân dөng và công nghiӋp và là mӝt trong nhӳng dҥng kӃt cҩu quan trӑng nhҩt vì hiӋu quҧ kӃt cҩu cӫa chúng; QJKƭDOjWӹ lӋ trӑng OѭӧQJWUrQFѭӡQJÿӝ thҩp, dӉ chӃ tҥo, lҳp dӵng nhanh Các ӭng dөng cӫa các kӃt cҩu này bao gӗm mái dҥng vòm, hӋ Oѭӟi mӝt lӟp, hai và nhiӅu lӟp, tháp truyӅn tҧi ÿLӋn, cҫn cҭu tháp và khung cho các ÿѫQYӏ phân phӕLÿLӋn trong các trҥm biӃn áp và các dàn dҫu NKtQJRjLNKѫL7X\QKLrQQKӳng kӃt cҩu nhӏp lӟQQj\WKѭӡng có nhӳng cҩu kiӋn mҧnh và có chuyӇn vӏ cӫa hӋ rҩt lӟQ'RÿyFҫn có mӝt phân tích chính xác cho hӋ dàn có kӇ ÿӃn ҧQKKѭӣng phi tuyӃn hình hӑc Các tiêu chuҭn hiӋn hành cung cҩSFiFÿLӅu khoҧn thiӃt kӃ cho vҩQÿӅ mҩt әQÿӏnh tӯng cҩu kiӋn thành phҫQQKѭQJYҩQÿӅ mҩt әQÿӏnh toàn hӋ WKuNK{QJÿѭӧFÿӅ cұp tӟi mһc dù sӵ mҩt әQÿӏnh này có thӇ xҧy ra trong quá trong lҳp dӵng hay khi chӏu tҧi trӑng lӟQÿӝt ngӝt
Ngoài ra, kӃt cҩXGjQWKѭӡQJÿѭӧc phân thành các kèo và hӋ thӕng khung lý Wѭӣng bҵng cách sӱ dөQJFiFSKkQWtFKWƭQKWX\Ӄn tính và giҧ sӱ các cҩu kiӋn chӏu tҧi dӑc trөc và liên kӃt khӟp hoһc ngàm FKѭD [HP[pWWiFÿӝng cӫa sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃt (Joannides và Weller 2002 [1]; Ahmed cùng cӝng sӵ 2009 [2]; Silva cùng cӝng sӵ 2005 [3]) Trong thӵc tӃ, sӵ WUѭӧt cӫa liên kӃt luôn xuҩt hiӋn trong các thí nghiӋm cӫa kӃt cҩu dàn thép kích thuӟc lӟn và có thӇ gây ra sӵ khác biӋt lӟn giӳa ӭng xӱ kӃt cҩu WKXÿѭӧc tӯ các mô hình phân tích tuyӃn tính cә ÿLӇn và kӃt quҧ thí nghiӋm Peterson (1962) [4] ÿmNӃt luұn rҵng có tӟi mӝt nӱDÿӝ lӋFKÿRÿѭӧc cӫa các tháp truyӅn tҧi có
Trang 164
thӇ OjGRWUѭӧt bu lông và phҫn còn lҥi là do biӃn dҥQJÿjQKӗi Marjerrison (1968) [5]
ÿmSKiWKLӋn ra rҵng sӵ WUѭӧt bulông liên kӃt khҧ QăQJOjPWăQJÿӝ lӋch lý thuyӃt cӫa tháp truyӅn tҧLÿLӋn theo hӋ sӕ 3 Rao cùng cӝng sӵ (2012) [6] ÿmEiRFiRUҵng chuyӇn vӏ ÿRÿѭӧc bҵng thӵc nghiӋm cӫDQăPORҥLWKiSFDRKѫQNKRҧng 1,3 ÿӃn 1,9 lҫn so vӟi các chuyӇn vӏ ÿҥWÿѭӧc trong phân tích tuyӃn tính Al-Bermani và Kitipornchai (1992)
[7] ÿmÿiQKJLiӭng xӱ cӫa các tòa tháp khi kӇ ÿӃn các WiFÿӝng phi tuyӃn vұt liӋu và hình hӑc Hӑ cho rҵng sӵ khác biӋt lӟn giӳa kӃt quҧ phân tích và thӱ nghiӋm cӫa hӑ là do sӵ WUѭӧt bu lông, vӕn FKѭD ÿѭӧFP{KuQKKyDWURQJSKkQWtFK'RÿyPһc dù chi phí và thӡi gian cҫn thiӃt lӟQKѫQWKí nghiӋm NtFKWKѭӟc lӟn ÿѭӧc xem là cҫn thiӃWÿӇ xác minh xem thiӃt kӃ cӫa các kӃt cҩu thép dҥng dàn lӟn hoһc quan trӑng, ví dө, tháp truyӅn tҧLYjFiFFѫVӣ dҫXNKtQJRjLNKѫLcó chính xác hay không vӟi sӵ xҧy ra sӵ WUѭӧt liên kӃt
Sӵ WUѭӧt liên kӃWOLrQTXDQÿӃn chuyӇn vӏ WѭѫQJÿӕi cӫa các cҩu kiӋn liên kӃt trong liên kӃt bulông (Ungkurapinan cùng cӝng sӵ 2003) [8] Nó xҧy ra do sӵ ma sát giӳa các thành phҫn liên kӃt NK{QJÿӫ chӕng lҥi lӵc truyӅn qua ChiӅu dài WUѭӧt cӫa liên kӃt phө thuӝc vào vӏ WUtWѭѫQJÿӕi cӫa các bu lông trong các lӛ cӫa chúng và phө thuӝc YjRÿӝ chênh lӋFKNtFKWKѭӟc giӳDÿѭӡng kính lӛ Yjÿѭӡng kính bulông ÿӇ cung cҩp dung sai lҳp dӵng Trong các kӃt cҩu thép dàn, sӵ WUѭӧWÿiQJNӇ có thӇ xҧ\UDGRÿѭӡng kính bu lông nhӓ, các cҩu kiӋn liên kӃt thì mҧnh, các liên kӃt có khҧ QăQJchӏu lӵc thҩp ÿѭӧc sӱ dөng và hӋ sӕ ma sát cӫa các bӅ mһt tҩm thép thҩp
Tuy nhiên, FKRÿӃn nay FKѭD có nghiên cӭu nào báo cáo mӝt mô hình có kӇ ÿӃn sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃt có thӇ dӵ ÿRiQFKtQK[iFӭng xӱ cӫa dàn thép không gian mà có thӇ xác minh bҵng kӃt quҧ cӫa các thí nghiӋm trên toàn hӋ'Rÿy, mөFÿtch chính cӫDÿӅ tài này là phát triӇn mӝt phҫn tӱ dàn không gian có kӇ ÿӃn ÿӗng thӡi yӃu tӕ phi tuyӃn hình hӑc và ӭng xӱ sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃt bҵng cách kӃt hӧp công thӭFÿӗng xoay và thuұWWRiQÿLӅu khiӇn chuyӇn vӏ tәng quát hiӋu chӍnh ÿӇ dӵ ÿRiQFKtQK[iFӭng xӱ WƭQKphi tuyӃn cӫa dàn thép không gian
Trang 175
1.3 Tәng quan tình hình nghiên cӭu
1.3.1 Tình hình nghiên cͱu trên th͇ giͣi
Kitipornchai cùng cӝng sӵ [7] ÿmQJKLrQFӭu ҧQKKѭӣng cӫa sӵ WUѭӧt liên kӃt EXO{QJÿӃn ӭng xӱ cӫa hӋ tháp thép truyӅn tҧLÿLӋn có kӇ ÿӃn WiFÿӝng phi tuyӃn hình hӑFYjSKѭѫQJSKiSNKӟp dҿo dӵa trên khái niӋm mһt dҿo trong không gian lӵc Nghiên cӭXQj\NK{QJÿLVkXSKkQWtFKFiFP{KuQKWUѭӧt mà tұp trung xây dӵQJFKѭѫQJWUuQKphân tích dӵDWUrQSKѭѫQJSKiS/DJUDQJHFұp nhұt
Thai và Kim (2011) [9] thӵc hiӋn phân tích phi tuyӃn dҿo khung không gian sӱ dөng hàm әQÿӏQKÿӇ giҧm sӕ Oѭӧng phҫn tӱ cҫQGQJYjWăQJKLӋu quҧ tính toán, mӛi cҩu kiӋQÿѭӧc mô hình bҵng mӝt phҫn tӱ Sӵ chҧy dҿRÿѭӧc mô kӇ ÿӃn nhӡ vào quan hӋ ӭng suҩt-biӃn dҥng tҥi mӛi thӟ phҫn tӱ trên tiӃt diӋn ngang ± phân tích khӟp dҿo YӃu tӕ phi tuyӃn do sӵ WUѭӧt bulông liên kӃWFKѭDÿѭӧFÿӅ cұp trong nghiên cӭu này
Saffari cùng cӝng sӵ [10] ÿmQJKLrQFӭu vӅ các thuұt toán giҧi phi tuyӃn khác nhau khi phân tích phi tuyӃn cho hӋ GjQ NK{QJ JLDQ WURQJ ÿy WKXұt toán Newton-5DSKVRQ ÿѭӧc kӃt hӧp vӟL SKѭѫQJ SKiS FKX\Ӈn vӏ Gѭ QKӓ nhҩW SKѭѫQJ SKiS EuQKSKѭѫQJFӵc tiӇu và gradient liên hӧSÿӇ giҧi hӋ SKѭѫQJWUuQKSKLWX\Ӄn
Tiainen và Heinisuo [11] nghiên cӭu thiӃt kӃ thép ӕng sӱ dөng liên kӃt nӱa cӭQJWURQJÿyQJKLrQFӭu ҧQKKѭӣng cӫDÿӝ cӭng liên kӃt và chiӅu dài mҩt әQÿӏnh cӫa thanh dàn trong thiӃt kӃ kӃt cҩu dàn thép KӃt quҧ nghiên cӭu cho thҩ\ÿӝ cӭng góc quay cӫa liên kӃWNK{QJÿiQJNӇ vӟi khung ChiӅu dài mҩt әQÿӏnh cӫa hҫu hӃt thanh dàn thì lӟQKѫQVRYӟi theo tiêu chuҭn Eurocode
Zhan cùng cӝng sӵ [12] ÿmnghiên cӭu bҵng thӵc nghiӋm và ÿӅ xuҩt mô hình phҫn tӱ hӳu hҥQÿӇ phân tích ӭng xӱ cӫa hӋ GjQNK{QJJLDQWURQJÿyFy[pWÿӃn sӵ WUѭӧt trong liên kӃt KӃt quҧ cho thҩy sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃt làm giҧPÿiQJNӇ ÿӝ cӭQJYjWăQJÿiQJNӇ sӵ chuyӇn vӏ cӫa dàn thép, tuy nhiên ҧQKKѭӣng cӫa sӵ WUѭӧt bu lông lên khҧ QăQJFKӏu lӵc và sӵ phá huӹ OjNK{QJÿiQJNӇ khi kӃt cҩu chӕng lҥi tҧi trӑQJWKHRSKѭѫQJQJDQJ
Trang 186
Lu cùng cӝng sӵ [13] ÿmWUuQKEj\QKӳng nghiên cӭu gҫQÿk\vӅ phân tích kӃt cҩu tháp truyӅn tҧLÿLӋQWURQJÿyFyQJKLrQFӭX[pWÿӃn sӵ WUѭӧt cӫa liên kӃt bu lông 3KѭѫQJSKiSP{SKӓng sӕ ÿѭӧc xem xét tӯ liên kӃt bu lông và thành phҫQWKiSÿӃn hӋ WK{QJÿѭӡng và tháp riêng biӋt
Battini (2002) [14] ÿmiSGөQJSKѭѫQJSKiSSKҫn tӱ ÿӗng xoay phân tích phi tuyӃn khung thép không gian có xem xét phi tuyӃn vұt liӋu vӟLP{KuQKFѫEҧQÿjQdҿROêWѭӣQJYjÿjQKӗi tái bӅn Ngoài gia SKѭѫQJSKiSWtFKSKkQWUrQWLӃt diӋn ngang ÿѭӧc áp dөQJÿӇ theo dõi sӵ chҧy dҿo ± SKѭѫQJSKiSYQJGҿo
Aristizábal-Ochoa (2004) [15] thӵc hiӋn phân tích chuyӇn vӏ lӟn phi tuyӃn hình hӑc có kӇ ÿӃn liên kӃt nӱa cӭng sӱ dөng lí thuyӃt ÿjQ hӗi và lӡi giҧLWtFKSKkQWѭѫQJӭng
Lui và Chen (1987) [16] phân tích phi tuyӃn khung thép vӟi vұt liӋXÿjQGҿo lí WѭӣQJWKHRSKѭѫQJSKiSNKӟp dҿo có kӇ ÿӃn liên kӃt nӱa cӭng sӱ dөQJKjPPNJ/XL-Chen
De Souza (2000) [17] áp dөQJSKѭѫQJSKiSphҫn tӱ ÿӗQJ[RD\ÿӇ phân tích phi tuyӃn khung phҷng và khung không gian sӱ dөng hàm nӝi suy Phi tuyӃn hình hӑc ÿѭӧc kӇ ÿӃn thông qua quan hӋ biӃn dҥng-chuyӇn vӏ WѭѫQJ ӭng vӟi dҥng tích phân Green-LagUDQJHĈӗng thӡLSKѭѫQJSKiSWtFKSKkQÿLӇm trên tiӃt diӋn ngang và dӑc chiӅu dài phҫn tӱ ÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ theo dõi ӭng xӱ phi tuyӃn cӫa vұt liӋu ± SKѭѫQJpháp vùng dҿo
Ramalingam và Jayachandran [18] ÿmVӱ dөQJSKѭѫQJSKiSNӃt hӧp giӳa công thӭFÿӗng xoay và Lagrange cұp nhұWÿӇ khҧo sát ӭng xӱ sau mҩt әQÿӏnh cӫa hӋ dàn WKpSNK{QJJLDQFy[pWÿӃn sӵ WUѭӧt cӫa liên kӃt bu lông
1.3.2 Tình hình nghiên cͱXWURQJQ˱ͣc
/rĈuQK4Xӕc, NguyӉn Sӻ Lâm, NguyӉn Tҩn Tiên [19] ÿmSKkQWtFKәQÿӏnh hӋ dàn không gian bҵQJSKѭѫQJSKiS/DJUDQJHFұp nhұt
Trang 197
PhҥP9ăQĈҥt [20] ÿmSKkQWtFKNӃt cҩu dàn bao gӗm cҧ hӋ phҷng và không gian chӏu tҧi trӑQJWƭQKWKHRVѫÿӗ biӃn dҥng mà thӵc chҩWOjVѫÿӗ kӇ ÿӃn yӃu tӕ phi tuyӃn hình hӑc
ĈRjQ1Jӑc Tӏnh Nghiêm (2016) [21]thӵc hiӋn phân tích khung thép phҷng chӏu tҧi trӑQJWƭQKYjÿӝng bҵng phҫn tӱ ÿӗng xoay
TrҫQ7KDQK+ѭQJ [22] phân tích phi tuyӃn khung thép phҷng có xét liên kӃt nӱa cӭng bҵng phҫn tӱ ÿӗng xoay sӱ dөng hàm әQÿӏQKFyÿѭӧc tӯ lӡi giҧi chính xác tӯ SKѭѫQJWUuQKYLSKkQFKӫ ÿҥo và áp dөQJSKѭѫQJSKiSNKӟp dҿo
NguyӉQ9ăQ+ҧi (2017) [23] phân tích vùng dҿo phi tuyӃn khung thép phҷng nӱa cӭng chӏu tҧi trӑQJWƭQKEҵng phҫn tӱ hӳu hҥQÿӗng xoay
Có thӇ nhұn thҩy, viӋc áp dөng công thӭFÿӗng xoay cho bài toán chuyӇn vӏ lӟn cӫa hӋ dàn không gian kӃt hӧp vӟi viӋc xét ҧQKKѭӣng cӫDWUѭӧt bulông liên kӃt vӟi viӋc SKkQWtFKFiFP{KuQKWUѭӧWOjFKѭDÿѭӧFÿӅ cұp trong các nghiên cӭu trên
1.4 Sӵ cҫn thiӃt cӫa nghiên cӭu
KӃt cҩu dàn thép không gian là mӝt trong nhӳng dҥng kӃt cҩXÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong các công trình có yêu cҫu nhӏp lӟQQKѭQKjWKLÿҩu, sân vұQÿӝng, nhà ga, KăQJ-JDPi\ED\«.Ӄt cҩu dàn thép không gian nói riêng và kӃt cҩu thép nói chung WKѭӡQJFyÿӝ mҧnh lӟn nên yӃu tӕ phi tuyӃn hình hӑc ҧQKKѭӣng rҩWÿiQJNӇ ÿӃn kӃt quҧ SKkQWtFK'RÿyYLӋc xét ҧQKKѭӣng cӫa sӵ WKD\ÿәi hình hӑc cӫa cҩu kiӋn và kӃt cҩu thép cҫQÿѭӧc nghiên cӭXÿҫ\ÿӫ nhҵm dӵ ÿRiQWLQFұy ӭng xӱ thұt cӫa cҩu kiӋn và hӋ kӃt cҩu Phân tích nâng cao cho kӃt cҩXWKpSÿmÿѭӧc nhiӅu tác giҧ tұp trung nghiên cӭXÿӇ KѭӟQJÿӃn viӋc thiӃt kӃ trӵc tiӃS GLUHFWGHVLJQ QKѭÿmÿѭӧFÿӅ xuҩt trong các tiêu chuҭn thiӃt kӃ kӃt cҩu thép gҫQÿk\Fӫa Châu Âu và Mӻ ThiӃt kӃ trӵc tiӃp cҫn có FKѭѫQJWUuQKSKkQWtFKSKLWX\Ӄn toàn diӋn vӟLÿӝ tin cұ\FDRÿӇ sӱ dөng trong nghiên cӭXFNJQJQKѭWURQJWtQKWRiQWKLӃt kӃ công trình Các phҫn mӅm máy tính nәi tiӃng thӃ giӟLQKѭ$16<6$%$486$',1$«ÿmJLҧLÿѭӧc mӝt sӕ EjLWRiQFѫEҧn, tuy nhiên vүn còn trong quá trình nghiên cӭXÿӇ phát triӇn
Trang 208
Thêm nӳDÿӕi vӟi cҩu kiӋn dàn WKpSÿѭӧc liên kӃt vӟi nhau bҵQJEXO{QJFѭӡng ÿӝ cao làm viӋc nhӡ ma sát, trong quá trình chӏu lӵc các liên kӃt này có thӇ bӏ WUѭӧt và làm cho liên kӃt suy giҧPÿӝ cӭng dӑc trөF'RÿyYLӋc kӇ ÿӃn sӵ WUѭӧt bu lông này WURQJSKkQWtFKFNJQJOjPӝt yӃu tӕ quan trӑQJÿӇ có thӇ dӵ ÿRiQFKtQK[iFKѫQӭng xӱ cӫa kӃt cҩu dàn trong quá trình chӏu tҧi
Phát triӇn phҫn tӱ hӳu hҥQÿӗQJ[RD\ÿӇ phân tích chuyӇn vӏ lӟn kӃt cҩu dàn không gian có kӇ ÿӃn sӵ WUѭӧt cӫa bu lông liên kӃWĈk\OjPӝWEѭӟc quan trӑQJÿӇ xem xét thêm các yӃu tӕ NKiFQKѭSKLWX\Ӄn vұt liӋXWiFÿӝQJÿӝng cӫa lӵc nhҵm dӵ ÿRiQFKtQK[iFKѫQӭng xӱ cӫa hӋ dàn phөc vө công tác phân tích thiӃt kӃ trӵc tiӃp
1.5 Mөc tiêu nghiên cӭu
Phát triӇn mӝWFKѭѫQJWUuQKSKkQWtFKWƭQKFKX\Ӈn vӏ lӟn cho hӋ dàn thép không gian chӏu tҧi trӑQJWƭQKEҵng phҫn tӱ hӳu hҥQÿӗng xoay có kӇ ÿӃn sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃt
1.6 Nӝi dung chi tiӃt
x Nghiên cӭu tәng quan tình hình nghiên cӭXOLrQTXDQÿӃQÿӅ tài trong và ngoài Qѭӟc
x Tìm hiӇu lý thuyӃt xây dӵng phҫn tӱ hӳu hҥQGjQ'ÿӗng xoay x Nghiên cӭXP{KuQKWUѭӧt bulông liên kӃt
x Xây dӵng thuұt toán dӵa trên nguyên lý công ҧo kӃt hӧp vӟi ӭng xӱ WƭQKFӫa dàn thép không gian có kӇ ÿӃn sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃt
x Phát triӇQFKѭѫQJWUuQKSKkQWtFKEҵng ngôn ngӳ lұp trình MATLAB
x So sánh kӃt quҧ phân tích và thӵc nghiӋPÿӇ ÿiQKJLiÿӝ tin cұy cӫDFKѭѫQJtrình
1.7 éQJKƭDNKRDKӑFYjêQJKƭDWKӵc tiӉn
1.7.1 éQJKƭDNKRDK͕c
ĈӅ tài này tiӃn hành thӵc hiӋn xây dӵng phҫn tӱ ÿӗng xoay có kӇ ÿӃn sӵ làm viӋc cӫa sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃt vӟi nhӳng mô hình WUѭӧt liên kӃt khác nhau ÿLӅu FKѭDÿѭӧc thӵc hiӋn ӣ các nghiên cӭXWUѭӟFÿk\%rQFҥQKÿyWKXұt toán ÿLӅu khiӇn
Trang 219
chuyӇn vӏ tәng quát hiӋu chӍnh kӃt hӧp vӟi tiêu chuҭn chuyӇn vӏ GѭFKRSKpSFKѭѫQJWUuQKSKkQWtFKTXDFiFÿLӇm giӟi hҥn (limit point) YjÿLӇm nhҧ\ÿӝt ngӝt (snap through) Ngoài ra, trong nghiên cӭu này, phҫn tӱ ÿӗQJ [RD\ ÿѭӧc sӱ dөng cho phép phân tích chính xác nhӳng hӋ kӃt cҩu có chuyӇn vӏ lӟQÿLӅXPjSKѭѫQJSKiSVӱ dөng phҫn tӱ Lagrange WK{QJWKѭӡng không thӵc hiӋQÿѭӧc
1.7.2 éQJKƭDWKc ti͍n
MӝWFKѭѫQJWUuQK0$7/$%ÿѭӧc tӵ ÿӝng hóa có khҧ QăQJSKkQWtFKVӵ làm viӋc và ӭng xӱ cӫa kӃt cҩu khung thép phҷng cho kӃt quҧ ÿiQJWLQFұy, giúp kӻ Vѭ[HP[pWÿҫ\ÿӫ KѫQFiFNKtDFҥnh khi thiӃt kӃ
KӃt quҧ ÿѭӧc trình bày qua các biӇXÿӗ quan hӋ trӵc quaQJL~SQJѭӡi kӻ Vѭhình dung hӃWÿѭӧc ӭng xӱ hӋ dàn không gian khi chӏ tҧi, giúp thiӃt kӃ tin cұ\KѫQ
1.8 3KѭѫQJSKiSQJKLrQFӭu
Áp dөQJSKѭѫQJSKiSOêWKX\ӃWÿѭӧc tóm tҳWTXDFiFEѭӟc chính sau:
Sӱ dөQJSKѭѫQJSKiSF{QJҧo thiӃt lұp ma trұQÿӝ cӭQJÿӗng xoay cho phҫn tӱ nӝi suy vӟi sӵ hӛ trӧ tӯ phҫn mӅm Maple
Liên kӃW EX O{QJ ÿѭӧF [HP [pW QKѭ OLrQ NӃt dӑc trөc nӱa cӭQJ Yj ÿѭӧc mô phӓng bҵng lò xo thҷng gҳQYjRKDLÿҫu phҫn tӱ vӟi chiӅu dài biӃn dҥng lӟn nhҩt bҵng vӟi khoҧng hӣ chӃ tҥo cӫa lӛ bulông trên bҧn mã thép +DLP{KuQKWUѭӧWEXO{QJÿӝt ngӝt và liên tөFÿѭӧc áp dөQJÿӇ mô phӓng ӭng xӱ cӫa liên kӃt khi bӏ WUѭӧt Tӯ ÿy[k\dӵng ma trұQÿӝ cӭng cӫa phҫn tӱ Fy[pWWUѭӧt bulông liên kӃt
Lұp trình MATLAB tҥo ra mӝWFKѭѫQJWUuQKWӵ ÿӝng phân tích kӃt cҩu khung thép dàn không gian, áp dөng thuұWWRiQÿLӅu khiӇn chuyӇn vӏ tәng quát hiӋu chӍQKÿӇ giҧLSKѭѫQJWUuQKSKLWX\Ӄn
6RViQKYjÿiQKJLiNӃt quҧ ÿҥWÿѭӧc tӯ FKѭѫQJWUuQKSKkQWtFKYӟi các nghiên cӭXNKiFÿmÿѭӧc công bӕ
Trang 2210
1.9 ĈӕLWѭӧng nghiên cӭu và phҥm vi nghiên cӭu
ĈӅ tài giӟi hҥn ӣ viӋc phân tích kӃt cҩu dàn thép không gian chӏu tҧi trӑQJWƭQKcó kӇ ÿӃn sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃW3KѭѫQJSKiSÿӗQJ[RD\ÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ thiӃt lұp mô hình phҫn tӱ Phҫn tӱ chӍ xét yӃu tӕ phi tuyӃn hình hӑc và phi tuyӃn liên kӃt, không [pWÿӃn yӃu tӕ phi tuyӃn vұt liӋu
1.10 Cҩu trúc cӫa luұQYăQ
LuұQYăQQj\ÿѭӧc trình bày thành 4 FKѭѫQJYӟi nӝi dung mӛLFKѭѫQJÿѭӧc tóm tҳWQKѭVDX
&KѭѫQJ± Mӣ ÿҫu: Giӟi thiӋu nӝi dung thӵc hiӋn trong luұQYăQWUuQKEj\
tình hình nghiên cӭu tronJYjQJRjLQѭӟc; Nêu tính cҩp thiӃWYjêQJKƭDFӫDÿӇ tài nghiên cӭu ӣ JyFÿӝ khoa hӑc và ӭng dөng thӵc tiӉQĈӗng thӡi, nêu phҥPYLYjSKѭѫQJSKiSnghiên cӭu
&KѭѫQJ± &ѫVӣ lý thuyӃt: Trình bày thӫ tөc thiӃt lұp phҫn tӱ hӳu hҥQÿӗng
xoay và các lý thuyӃt vӅ P{KuQKWUѭӧt bu lông liên kӃt Trình bày thuұt toán ÿLӅu khiӇu khiӇn chuyӇn vӏ tәng quát hiӋu chӍnh
&KѭѫQJ3 ± Ví dө sӕ: Trình bày các ví dө phân tích cө thӇ các hӋ dàn có kӇ
ÿӃn sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃt vӟi các tham sӕ ÿLӅu khiӇQWUѭӧt khác nhau
&KѭѫQJ4 ± KӃt luұn và kiӃn nghӏ: Trình bày nhӳng kӃt luұn chính vӅ ÿӅ tài
thӵc hiӋn Ĉӗng thӡLÿӅ xuҩt mӝt sӕ Kѭӟng phát triӇn tӯ ÿӅ WjLÿmQJKLrQFӭXÿӇ cҧi thiӋQFKѭѫQJWUuQKSKkQWtFKKLӋn tҥi
Trang 23Hình 2-1 0{KuQKÿ͡ng h͕c ph̯n t͵ hͷu h̩QGjQ'ÿ͛ng xoay
Yaw [24] ÿmWUuQKEj\Pӝt cách thiӃt lұp ma trұQÿӝ cӭng cӫa phҫn tӱ dàn không JLDQÿӗng xoay dӵa trên nguyên lý công ҧRWURQJÿyYHFWRUFKX\Ӈn vӏ phҫn tӱ ÿѭӧc ÿӏQKQJKƭDQKѭVDX
vӟi u v w, , lҫQOѭӧt là các chuyӇn vӏ thҷng theo các trөc tәng thӇ X, Y, Z
ChiӅu dài cӫa phҫn tӱ WѭѫQJӭng tҥi cҩXKuQKEDQÿҫu L0 và cҩu hình hiӋn tҥi
L ÿѭӧc tính theo tӑDÿӝ nút 1 X Y Z1, ,11 , nút 2 X Y Z2,2,2 và các chuyӇn vӏ nút:
Trang 24Trөc tӑD ÿӝ e1 cӫa hӋ tӑD ÿӝ ÿӏD SKѭѫQJÿѭӧF ÿӏQK Kѭӟng dӑc theo phҫn tӱ thanh ӣ vӏ trí hiӋn tҥi NӃu c1, c2, c3 là góc cosin cӫa trөc e1 ÿӕi vӟi hӋ tӑDÿӝ tәng thӇ, NKLÿy
(2.8)
ĈѭDFKX\Ӈn vӏ dG dӑFWKHRKѭӟng e1 ÿѭӧF[iFÿӏnh bӣi:
1
Tl
Trang 2614
Hình 2-2 S d͓ch chuy͋n nh͗ tͳ c̭u hình hi͏n t̩i
;iFÿӏnh G G Gc1, c2, c3 xét Hình 2-2, hai vector trung gian cӫa cҩu hình hiӋn tҥi và sau khi dӏch chuyӇn mӝWÿRҥn nhӓ ÿѭӧc thiӃt lұp:
Trang 2715
[ 1 0 0 1 0 0]
2.3 Phҫn tӱ GjQ'ÿӗng xoay có kӇ ÿӃn sӵ WUѭӧt bu lông liên kӃt
2.3.1 0{KuQKWU˱ͫt bu lông liên k͇t
Trong liên kӃt bulông làm viӋc nhӡ ma sát, nӝi lӵFWURQJFiFWKDQKGjQWiFÿӝng trong mһt phҷng vuông góc vӟi trөc cӫa bulông và tҧi trӑQJÿѭӧc truyӅn qua liên kӃt bӣi lӵFPDViWWiFÿӝng trên phҫn diӋn tích tiӃp xúc giӳa các bҧQPmÿѭӧc xiӃt chһt bӣi
Trang 2816
các bulông Sӵ WUѭӧt bulông trong liên kӃt xҧy ra khi lӵFWiFÿӝng lӟQKѫQOӵc ma sát, khi ÿyOӵc sӁ WiFÿӝng trӵc tiӃSOrQWKkQEXO{QJÿӗng thӡi lӛ bҧn mã chӏu ép mһt do thân bulông tì lên thành lӛ liên kӃt Tӯ kӃt quҧ thӵc nghiӋm, Ungkurapinan [8] ÿmÿӅ xuҩt quan hӋ lӵc ± chuyӇn vӏ trong liên kӃt bulông bӏ WUѭӧt (Hình 2-3 WURQJÿy OA là JLDLÿRҥQWUѭӟFNKLWUѭӧW$%OjJLDLÿRҥQWUѭӧWYj%'OjJLDLÿRҥn ép mһt cӫa bulông lên thành lӛ liên kӃt
Hình 2-3 Quan h͏ lc ± chuy͋n v͓ NKLWU˱ͫt bulông liên k͇t
Khҧ QăQJFKӕQJWUѭӧt cӫa liên kӃt EXO{QJÿѭӧc cho bӣi biӇu thӭc:
WURQJÿym là sӕ mһt phҷQJWUѭӧt qua thân bulông, nblà sӕ Oѭӧng bulông trong liên kӃt, Pf là hӋ sӕ PDViWWUѭӧt, Tc là lӵc kéo trong bulông phө thuӝc vào viӋc lӵc xiӃt ÿDLӕFEDQÿҫu Kitipornchai cùng cӝng sӵ [7] ÿmÿӅ xuҩWKDLP{KuQKWUѭӧt trong liên kӃWEXO{QJWѭѫQJӭQJWKHRTXiWUuQKWUѭӧWÿӝt ngӝt hoһc liên tөFÿѭӧc biӇu diӉn trên Hình 3
0{KuQK, P{KuQKWU˱ͫWÿ͡t ng͡t):
Mô hình này giҧ thiӃt rҵng ӣ ÿҫu phҫn tӱ thanh dàn sӁ xҧy ra mӝt sӵ WUѭӧWWѭѫQJÿӕi mӝWOѭӧng là 's khi lӵc dӑc trong phҫn tӱ Yѭӧt quá khҧ QăQJFKӕQJWUѭӧt Ps ChiӅu dài phҫn tӱ VDXNKLWUѭӧWÿѭӧc biӇu diӉQQKѭVDX
Ĉӕi vӟi phҫn tӱ chӏu nén:
s
Trang 2917 Ĉӕi vӟi phҫn tӱ chӏu kéo:
WURQJÿyL là chiӅu dài phҫn tӱ WUѭӟFNKLWUѭӧt
Trong mô hình này, khi mӝt phҫn tӱ bҳWÿҫXWUѭӧt sӁ không có sӵ JLDWăQJcӫa tҧi trӑQJFKRÿӃQNKLWUѭӧt hӃt giá trӏ's
0{KuQK,, P{KuQKWU˱ͫt liên tͭc):
Mô hình này giҧ thiӃt rҵng sӵ WUѭӧt xҧy ra liên tөc ngay khi bҳWÿҫu chҩt tҧi Hàm Ramberg-2VJRRGÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ mô tҧ ӭng xӱ WUѭӧt liên tөc Tҥi bҩt kǤ thӡi ÿLӇm nào cӫa tҧi trӑng, nӃu chuyӇn vӏ dӑc trөc cӫa phҫn tӱ là ' thì sӵ WUѭӧWJLDWăQJtrong phҫn tӱ 's ÿѭӧc biӇu diӉn ӣ dҥng tәng quát:
PP
Trang 3018
Vӟi tham sӕ n WKD\ÿәi thì có hiӋu ӭQJQJѭӧc lҥi Khi n WăQJWKuWӍ lӋ WUѭӧt lҥi
WăQJNKLÿҥt gҫn tӟi tҧi trӑQJWUѭӧt Ps
3KѭѫQJWUuQK Yj FKRWKҩy sӵ WUѭӧt dӑc trөc luôn nhӓ KѫQFKX\Ӈn vӏ dӑc trөc trong phҫn tӱQJKƭDOj ' 's Tuy nhiên khi lӵc dӑFÿҥWÿӃn tҧi trӑng gây WUѭӧt và tham sӕ m khá lӟn thì sӕ hҥng ( m)
v v trong Hình 2-4 ÿҥt gҫn tӟi giá trӏ 1, khi ÿyFKX\Ӈn vӏ dӑc trөc ' gҫn bҵng vӟi giá trӏ WUѭӧt 's
Trong nghiên cӭu cӫa S Kitipornchai (1994) [7], giá trӏ ÿѭӧc sӱ dөng là m 4và n 6
2.3.2 Ĉ͡ cͱng ph̯n t͵ có k͋ ÿ͇n s WU˱ͫt bu lông liên k͇t
ĈӇ xét tӟi sӵ WUѭӧt bulông liên kӃt, phҫn tӱ WKDQKGjQ'ÿӗQJ[RD\ÿmÿѭӧc xây dӵng ӣ mөc 2.2 ÿѭӧc gҳQWKrPFiFOz[RYjRÿҫu cӫa phҫn tӱ QKѭ+uQK
Hình 2-5 Ph̯n t͵ WKDQKGjQ'Fy[pWWU˱ͫt bulông liên k͇t
ChiӅu dài có thӇ WUѭӧt lӟn nhҩt cӫa các lò xo là 'c, bҵng vӟi khoҧng hӣ chӃ tҥo cӫa lӛ liên kӃt so vӟLÿѭӡng kính cӫa thân bulông Khi biӃn dҥng cӫDOz[Rÿҥt tӟi giá trӏ 'c, thân bulông tì vào thành lӛ thì không còn xҧy ra hiӋQWѭӧQJWUѭӧt liên kӃt
7URQJ P{ KuQK WUѭӧt liên tөc, chuyӇn vӏ dӑc trөF ÿѭӧc phân thành 2 phҫn: chuyӇn vӏ dӑc trөFÿjQKӗi 'e và thành phҫQWUѭӧt 'sQJKƭDOj
Trang 3119 11 22
2.4 Thuұt toán giҧi hӋ SKѭѫQJWUuQKSKLWX\Ӄn
Thuұt toán giҧi hӋ SKѭѫQJWUuQKSKLWX\Ӄn bҵQJSKѭѫQJSKiSÿLӅu khiӇn chuyӇn vӏ tәng quát (generalized displacement control method *'&0