Phân tích giới hạn kết cấu công trình

KHOA CÔNG TRìNH Bộ MÔN KếT CấU CÔNG TRìNH PHÂN TíCH GIớI HạN KếT CấU CÔNG TRìNH GIáo viên phụ trách TS Vũ hoàng hưng PHN TCH GiI HN KếT CấU CÔNG TRìNH Xác định tải trọng giới hạn kết cấu - Tải trọng giới hạn = Tải trọng lớn kết cấu chịu 2W W Bài toán Bài toán INO40 CT3 Wmax= ? W = 28kN INo = ? 3 Gmin Định lý cận tải trọng giới hạn Wp W(+) W(-) wp W(-) maxW minW (-) w (+) Các phương pháp xác định TTGH W(+) - Phương pháp tĩnh - Phương pháp động - Phương pháp tổ hợp cấu độc lập - Phương pháp quy hoạch tuyến tính - Phương pháp gia tải bước HƯớNG DẫN BàI TậP LớN Đề 40 34(kN) 39 1,6 8 6,5 5,2 2,4 3,6 4,2 4,8 - Dầm: h=310, bc=167, tc=13.7, tb=7.9mm - Cột: h=307, bc=166, tc=11.8, tb=6.7mm Yêu cầu: Xác định tải trọng giới hạn p Phng pháp tổ hợp cấu độc lập - Phương trình cân bằng: n-r=8-3=5 P*=M* CƠ CấU (i) * 0,684 * +1,684* -* 2,6 -0,684* 2,6* 3,8 (I) -M1+1,684M2-0,684M3=39x2,6=101,4 CƠ CấU (II) - Khớp dẻo hình thành nút 1, + * 5,2 * 5,2 5,2 * + * * 2,6 (II) 5,2 * -0,8 * 6,5 * 0,8 * 3,8 -M2+M4-0,8M8=8ì5,2=72,8 CƠ CấU (III) - Khớp dẻo hình thành nút 5, 1,3 + * * 1,3 * 1,3 * -0,2 * - * 6,5 0,2 * (III) -M5+M6-0,82M8=8ì1,3=10,4 CƠ CấU (IV) - Khớp dẻo hình thành nút 1, 3, 5,2 * + * - * 6,5 * - * 6,5 * 5,2 * 6,5 5,2 * (IV) + * * * M1-M3+M6-M8=6ì5,2+8ì6,5=83,2 CƠ CấU (V) - Khớp dẻo hình thành nút 6, * * 4, * = 0,875 * Cv 4,8 +1.875 * -1,337 * * 4,2 * 1,829 1,6 3,429 6,5 0,462 * 4,2 4,8 (V) -M6+1,875M7-1,337M8=34ì4,2+8ì3=166,8 Phương pháp tổ hợp cấu độc lập (I) - M1+1,684M2-0,684M3=101,4 (II) - M2+M4-0,8M8=72,8 (III) - M2+M4-0,8M8=72,8 (IV) M1-M3+M6-M8=83,2 (V) -M6+1,875M7-1,336M8=166,8 Cơ cấu tổ hợp: (VI) = (I) + (IV) + (V) (VI) 1,684M2-1,684M3+1,875M7-2,336M8=351,40 CƠ CấU Tổ HợP (VI)=(I)+(IV)+(V) Phương trình cân 4,2 */4,8=0,875 * 2,6 */3,8=0,684 * x = 9,257 +1,875 * 5,2 * 5,2 5,2 * + * +1,684 * 5,2 * 2,6 2,6 4,2 * - 2,336 * 9,5 * 1,461 * * 3,8 4,2 1,6 6,5 * * Z=10,857 4,8 (VI) 1,684M2-1,684M3+1,875M7-2,336M8=351,40 - Xác định cận (+): Giả thiết (VI) cấu phá hủy M2=Mpd=200,55kNm M3=-Mpd=-200,55kNm M7=Mpd=200,55kNm (a) Thay (a) vào (VI) (+)=4,130 M8=-Mpc=-171,06kNm - Xác định cận (-) Thay (a) =4,130 vào (I)-(V) có: M1=56,21kNm < Mpc=171,06kNm M4=107,60kNm < Mpc=171,06kNm M6=-84,21kNm > -Mpc=-171,06kNm (b) M5=-92,95kNm > -Mpc=-171,06kNm (a) (b) thỏa mãn điều kiện cân điều kiện cường độ (-)=4,130 Vậy p=4,130 Phương pháp gia tải bước - Khái quát phương pháp gia tải bước 2W W c c 3 c c W1 W2 W3 W4 Tải giới hạn W4=maxW(-)=Wp - Giới thiệu bảng tính Excel 4.1 Khung liên kết cứng Bước 1a - Số bước lặp m=r+1=4 - Mô hình tính toán nội lực khung ứng với =1 Bước 1b - Cho chạy chương trình - Xuất biểu đồ mômen uốn M3 - Nhập mômen uốn M3 mặt cắt điển hình vào bảng tính Excel xác định (1)= 3,672 - Khớp dẻo thứ hình thành mặt cắt Bước 2a - Khớp dẻo hình thành mặt cắt - Gán liên kết khớp vào mặt cắt - Sơ đồ tính toán nội lực khung hình Bước 2b - Cho chạy chương trình - Xuất biểu đồ mômen uốn ứng với =1 - Nhập mômen uốn mặt cắt điển hình vào bảng tính Excel xác định (2)= 0,245 - Khớp dẻo thứ hai hình thành mặt cắt Bước - Gán thêm liên kết khớp vào mặt cắt - Cho chạy chương trình hiển thị biểu đồ mômen M3 - Nhập mômen uốn M3 mặt cắt điển hình vào bảng tính Excel xác định (3)= 0,161 - Khớp dẻo thứ ba hình thành mặt cắt Bước - Gán thêm liên kết khớp vào mặt cắt - Chạy chương trình hiển thi biểu đồ mômen uốn M3 - Nhập mômen uốn M3 mặt cắt điển hình vào bảng tính Excel xác định (4)= 0,052 - Khớp dẻo cuối hình thành mặt cắt - Vậy: p= (i)=3,672+0,245+0,161+0,052=4,130 4.2 Khung có liên kết nửa cứng Bảng tinh Excel cho khung có liên kết nửa cứng Khung có liên kết nửa cứng Bước 1a - Gán liên kết nửa cứng: Với cột m/c 1, 6, có kcc=14500kNm/radian Với dầm mặt cắt có kcd=22500kNm/radian - Khung có liên kết nửa cứng cho hình Bước 1b - Cho chạy chương trình - Xuất biểu đồ mômen uốn M3 - Nhập mômen uốn M3 mặt cắt điển hình vào bảng tính Excel xác định (1)= 3,203 -Khớp dẻo thứ hình thành mặt cắt - Các bước thực tương tự khung có liên kết cứng 5 Tính nội lực khung SAP2000 Khi xây dựng mô hình tính toán nội lực khung bước gia tải SAP2000 cần ý số vấn đề sau: 1)- Để kết tính toán SAP2000 trùng khớp với kết tính theo phương pháp tổ hợp cấu độc lập, định nghĩa tiết diện cần bỏ qua ảnh hưởng lực cắt 2)- Sử dụng chức Section Cuts xuất kết tính toán nội lực theo thứ tự M1, M2, M3, ., M8 để tiện cho việc nhập số liệu vào bảng tính Excel xác định gia số tham số tải trọng (i) bước gia tải [...]... thêm liên kết khớp vào mặt cắt 7 - Chạy chương trình và hiển thi biểu đồ mômen uốn M3 7 - Nhập mômen uốn M3 tại các mặt cắt điển hình vào bảng tính Excel xác định được (4)= 0,052 - Khớp dẻo cuối cùng hình thành tại mặt cắt 2 - Vậy: p= (i)=3,672+0,245+0,161+0,052=4,130 4.2 Khung có liên kết nửa cứng Bảng tinh Excel cho khung có liên kết nửa cứng Khung có liên kết nửa cứng Bước 1a - Gán liên kết nửa... tải từng bước - Khái quát về phương pháp gia tải từng bước 2W 2 W 4 c c 5 3 1 3 c c 3 W1 W2 W3 W4 Tải trong giới hạn W4=maxW(-)=Wp - Giới thiệu bảng tính Excel 4.1 Khung liên kết cứng Bước 1a - Số bước lặp m=r+1=4 - Mô hình tính toán nội lực khung ứng với =1 Bước 1b - Cho chạy chương trình - Xuất biểu đồ mômen uốn M3 - Nhập mômen uốn M3 tại các mặt cắt điển hình vào bảng tính Excel xác định được... thành tại mặt cắt 3 - Gán liên kết khớp vào mặt cắt 3 - Sơ đồ tính toán nội lực của khung như hình dưới 3 Bước 2b - Cho chạy chương trình - Xuất biểu đồ mômen uốn ứng với =1 - Nhập mômen uốn tại các mặt cắt điển hình vào bảng tính Excel xác định được (2)= 0,245 - Khớp dẻo thứ hai hình thành tại mặt cắt 8 Bước 3 - Gán thêm liên kết khớp vào mặt cắt 8 - Cho chạy chương trình và hiển thị biểu đồ mômen... hình tính toán nội lực của khung ở mỗi bước gia tải bằng SAP2000 cần chú ý một số vấn đề sau: 1)- Để kết quả tính toán bằng SAP2000 trùng khớp với kết quả tính theo phương pháp tổ hợp các cơ cấu độc lập, thì khi định nghĩa tiết diện cần bỏ qua ảnh hưởng của lực cắt 2)- Sử dụng chức năng Section Cuts xuất kết quả tính toán nội lực theo thứ tự M1, M2, M3, ., M8 để tiện cho việc nhập các số liệu này vào... tại mặt cắt 3 có kcd=22500kNm/radian - Khung có liên kết nửa cứng cho ở hình dưới Bước 1b - Cho chạy chương trình - Xuất biểu đồ mômen uốn M3 - Nhập mômen uốn M3 tại các mặt cắt điển hình vào bảng tính Excel xác định được (1)= 3,203 -Khớp dẻo thứ nhất hình thành tại mặt cắt 8 - Các bước tiếp theo cũng được thực hiện tương tự như khung có liên kết cứng 5 Tính nội lực của khung bằng SAP2000 Khi xây...CƠ CấU Tổ HợP (VI)=(I)+(IV)+(V) Phương trình cân bằng 4,2 */4,8=0,875 * 2,6 */3,8=0,684 * x = 9,257 +1,875 * 7 2 1 5,2 * 5,2 3 5,2 * + * +1,684 * 5,2 * 2,6 2,6 4,2 * 8 - 2,336 * 9,5 * 1,461 * * 3,8 4,2 1,6 6,5 * * Z=10,857 4,8 (VI) 1,684M2-1,684M3+1,875M7-2,336M8=351,40 - Xác định cận trên (+): Giả thiết (VI) cơ cấu phá hủy M2=Mpd=200,55kNm M3=-Mpd=-200,55kNm ...PHN TCH GiI HN KếT CấU CÔNG TRìNH Xác định tải trọng giới hạn kết cấu - Tải trọng giới hạn = Tải trọng lớn kết cấu chịu 2W W Bài toán Bài toán INO40 CT3 Wmax=... tải trọng giới hạn p Phng pháp tổ hợp cấu độc lập - Phương trình cân bằng: n-r=8-3=5 P*=M* CƠ CấU (i) * 0,684 * +1,684* -* 2,6 -0,684* 2,6* 3,8 (I) -M1+1,684M2-0,684M3=39x2,6=101,4 CƠ CấU (II)... W4 Tải giới hạn W4=maxW(-)=Wp - Giới thiệu bảng tính Excel 4.1 Khung liên kết cứng Bước 1a - Số bước lặp m=r+1=4 - Mô hình tính toán nội lực khung ứng với =1 Bước 1b - Cho chạy chương trình -