Mái không gian nhịp lớn dạng lưới - PGs Lê Kiều

mái không gian nhịp lớn dạng lưới Gs Lê Kiều Ks Lê Xuân Tùng Hà nội - 2005 Ti liệu lưu trữ http://www.Tailieuxd.com/ Môc lôc Trang Phần 1: Đặt vấn đề Phần 2: Nghiên cứu mái không gian nhịp lớn dạng lưới thép Chương 1: Giới thiệu mái lưới thép không gian nhịp lớn Chương 2: Một số dẫn bước đầu thiết kế kết cấu mái lưới không gian nhịp lớn thép I: Kết cấu mái lưới không gian dạng phẳng hai lớp II: Kết cấu mái lưới không gian hai lớp dạng vỏ trụ Chương 3: Quy trình thi công lắp dựng kết cấu mái lưới không gian thép 4 8 14 24 Phần 3: Nghiên cứu mái dây không gian nhịp lớn Chương 1: Giới thiệu mái dây Chương 2: Lý thuyết chung tính toán dây treo I: Dây mềm có đường tên võng nhỏ II: Giải toán hệ mái treo nhịp lớn dạng kiến trúc thông dụng 33 33 36 36 47 Phần 4: Kết luận kiến nghị 60 Phần 5: Hướng phát triển đề tài 61 Tài liệu tham kh¶o 62 Tài liệu lưu trữ ti http://www.Tailieuxd.com/ Phần Đặt vấn đề Ngày Khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển, lịch sử kiến trúc đà trải qua bề dày sáng tạo Điều dần đáp ứng môi trường sống không gian làm việc lý tưởng cho người Mỗi công trình xây dựng nên phải thể tiêu chí: Bền vững, có tính thẩm mỹ kiến trúc độc đáo hài hòa công sử dụng lớn Bởi mang nét văn hóa đặc trưng dân tộc mang tính thời đại, tiền đề để tăng trưởng kinh tế sở, ngành, vùng mặt Quốc gia Đặc biệt công trình có độ không gian nhịp lớn đà cần thiết đem lại hiệu tối ưu, sân vận động, sân bay, nhà ga, nhà máy, bảo tàng Với việc sáng tạo loại mái không gian dạng lưới có nhiều ưu điểm: rẻ, dễ chế tạo, lắp ráp, bền, nhẹ, tạo nhiều hình dáng kiến trúc bật vượt nhịp lớn nên đà góp phần cho hoàn thiện công trình cách nhanh chóng, kinh tế linh hoạt Nên việc nghiên cứu để đưa loại mái vào thực tế nước ta nhu cầu cần thiết Tài liệu lưu trữ http://www.Tailieuxd.com/ PhÇn Nghiên cứu máI lưới không gian thép nhịp lớn Chương 1: Giới thiệu Kết cấu dàn lưới thép không gian nhờ ưu điểm vượt trội mà thay dạng kết cấu truyền thống như: dàn kèo, dàn bê tông cốt thép, - vỏ mỏng bê tông cốt thép Dạng kết cấu đà sử dụng rộng rÃi giới nhiều thập kỷ gần đây, công trình nhà trưng triển lÃm, nhà ga, sân vận động Cơ thĨ: Nhµ ga xe lưa qc tÕ Waterloo London, xây dựng năm 1992 Nicholas Grimshaw, kỹ sư kết cấu tổ chức YRM Anthony Hunt thiÕt kÕ ThiÕt kÕ bao gåm mét sè nÐt tân cách đặc trưng, cấu kiện thép thon mảnh sử dụng đà tăng thẩm mĩ giảm đáng kể trọng lượng hệ toàn mái Công trình thể thao Olympic Sydney thiết kế The Games Facilities Giàn thép không gian lớn ga hàng không Kan-Sai, Nhật Bản Đối với Việt Nam, đường công nghiệp hóa đất nước, nhiều công trình vượt độ có nhiều hình dáng đặc biệt, yêu cầu thi công nhanh như: Cung thể thao, nhà ga sân bay, nhà công nghiệp xây dựng nhiều nơi, nhà thiết kế đà chọn kết cấu dàn lưới không gian làm mái che Chẳng hạn, nhà thi đấu Quần ngựa, nhà thi đấu thể thao Nam Định, sân bay quốc tế Nội Một số hình ảnh mái lưới không gian nhịp lín trªn ThÕ giíi: Tài liệu lưu trữ http://www.Tailieuxd.com/ Tài liệu lưu trữ http://www.Tailieuxd.com/ Tài liệu lưu trữ http://www.Tailieuxd.com/ Một số hình ảnh mái lưới không gian Việt Nam: Dự án xây dựng mái che khu di tÝch Thµnh cỉ Hµ Néi Tài liệu lưu trữ http://www.Tailieuxd.com/ Ch­¬ng Mét sè dẫn bước đầu thiết kế kết cấu mái lưới không gian nhịp lớn thép I Kết cấu mái lưới không gian dạng phẳng hai lớp Loại mái dùng cho công trình nhịp nhỏ (l < 30 m), nhÞp võa l = (30-60 m) nhịp lớn L > 60 m 1.1 Các dạng sơ đồ bố trí hệ 1.1.1 Mái gồm dàn phẳng giao Hệ mái tạo dàn phẳng giao nhau, đặt theo hai hướng: trực giao ( H.2.1.a), chéo (H 2.1b); đặt theo ba hướng (H 2.1.c,d) Tùy theo cách bố trí mà cánh hợp với để tạo nên mạng lưới hình vuông, tam giác lục giác a) b) d) c) Hình 2.1 Sơ đồ mái dàn thẳng đứng giao a), b) - bố trí dàn theo hai hướng; c), d) - bố trí dàn theo ba hướng 1.1.2 Hệ mái ghép đơn nguyên định hình dạng hình chóp mặt, mặt mặt Các cách ghép tạo nên dàn đặt chÐo m¸i (H 2.2) a) Tài liệu c lu tr ti http://www.Tailieuxd.com/ c) Hình 2.2 Sơ đồ mái ghép đơn nguyên hình tháp a), b) - từ đơn nguyên hình chóp mặt; c) - Từ đơn nguyên hình chóp mặt; d) - Từ đơn nguyên hình chóp mặt 1.1.3 Lựa chọn sơ đồ bố trí tùy ý theo nhiều yếu tố: dạng mặt mái, cỡ nhịp, sơ đồ bố trí gối kê, cấu tạo nút liên kết thanh, dạng tiết diện Mái có ô lưới hình vuông ( H.2.1a; H.2.2,a,b) dùng hợp lý mặt mái hình vuông, mái chữ nhật tỉ số cạnh < 1: 0,8 làm việc mái theo hai hướng gần Đối với mái có mặt hình chữ nhật tỉ số cạnh < 1: 0,8 nên dùng mái gồm dàn ®Ỉt chÐo gãc 450 so víi chu vi ( H.2.1,b,c); (H.2.2,c) Loại mái có cánh tạo nên ô lưới hình vuông (H.2.1,a), (H.2.2,a,b) hình sáu cạnh (H 2.2,d) gồm đơn nguyên hình chóp bị biến hình nên không chịu mômen xoắn Vì cấu tạo mái có côngxon cần bố trí cho phần côngxon chịu uốn ngang Loại mái có cánh tạo nên hình tam giác (H.2.1,c), (H.2.2,c) tạo nên hệ lưới không gian có tính bất biến hình độ cứng tăng, thích hợp cho dạng mặt hình phức tạp có phận làm việc dạng côngxon 1.2 Tính toán dàn lưới không gian 1.2.1 Xác định tải trọng - Tải trọng tác dụng lên kết cấu dàn lưới gồm: tải trọng thường xuyên (trọng lượng thân dàn, lớp lợp, lớp cách âm, cách nhiệt ), tải tạm thời ( hoạt tải mái, tải trọng gió ), tải trọng thi công, dựng lắp Tất tải trọng tổ hợp tải trọng phải tuân theo quy định TCVN 2737-1995 - Khi tính đưa tải trọng thành lực tập trung đặt nút 1.2.2 Tính toán nội lực dàn phương pháp gần a) Xác định nội lực Cách tính đơn giản, kết dùng cho giai đoạn thiết kế sơ dùng làm sở để kiểm tra kết theo chương trình máy tính (đề phòng nhầm lẫn xảy trình tính máy tính) Một phương pháp đơn giản cho kết tin cậy chuyển đổi rỗng thành đặc dùng hệ số điều chỉnh nội lực (không cần xét đến độ cứng) Ti liu ny c lu tr ti http://www.Tailieuxd.com/ Trong trường hợp nhà có mặt phức tạp, ta chuyển kết cấu mái thành đơn với điều kiện liên kết biên khác (H 2.3,a,b,c) Khi vị trí có dÃy cột thay liên kết biên tựa ngàm đơn Khi chịu tải trọng phân bố p nội lực nguy hiểm dạng tính theo công thức sau: Đối với có mặt hình chữ nhật: Mômen uốn lớn giải có bề rộng đơn vị phụ thuộc tỉ số cạnh dài cạnh ngắn (l1/l2) điều kiƯn liªn kÕt biªn: M   pl 2l1 1o 3 M  1 pl 2l2 10 3 M    pl l1 10 3 M 2'   pl l1.10 3 M    pl l1 10 3 M 1'   pl 2l1 10 (2.1) Giá trị lớn phản lực gối đơn vị chiÒu réng tÊm: V   p.l 10 2 (2.2) C¸c hƯ sè  ; 1 ;  ; 1 ;  ;  ; tra bảng theo đồ thị phần phụ lục 1, tùy theo sơ đồ liên kết cạnh hình 2.3 a) 2 2 4 b) c) d) Cạnh lên kết cứng Cạnh kê khớp Cạnh tự Cạnh kê điểm (kê lên cột) Hình 2.3 Các dạng chia liên tục thành đơn để xác định nội lực (chia nhỏ tính xác) a) mái nhịp ; b) mái nhịp; c) mái khối nhịp ; d) ký hiệu cách liên kết biên 10 Ti liu ny c lu tr ti http://www.Tailieuxd.com/ 1.2 Dạng đan lưới Dây chủ a) Dây đeo Dây neo Dây đan Tháp D ầm àn d ( ) ên i b Tấm lợp Neo b) Hình 3.10 a) Dây treo đơn treo mái dây đan b) Dây treo nhiều lớp liên kết tam giác 48 Ti liu ny c lu trữ http://www.Tailieuxd.com/ a) b) 49 Tài liệu lu tr ti http://www.Tailieuxd.com/ Hình 3.11 a) Mái dây treo nhiều nhịp b) Paraboloid hyperbolic trực giao có mặt nằm hai đường có hai độ cong c) Mái dây văng 50 Ti liu ny c lu tr ti http://www.Tailieuxd.com/ Tháp hai nhánh a) Dây văng Mái luới không gian dạng phẳng hai lớp Tháp hai nhánh Dây văng Mặt tiền nhà ga b) Tháp đối trọng Sân vận động Tháp đối trọng c) Dây treo Mái luới không gian hai lớp vỏ trụ Dây treo phụ công trình thể thao Hình 3.12 a) Hệ mái treo kết hợp dây văng với dàn lưới không gian phẳng hai lớp b) Hệ mái treo kết hợp dây văng với dàn lưới không gian hai lớp vỏ trụ c) Hệ mái treo kết hợp hệ dây liên kết dạng tam giác treo dàn lưới không gian hai lớp vỏ trụ Giải toán hệ mái treo theo sơ đồ biến dạng 2.1 Tính mái dây có dầm dàn treo dây chủ (Hình 3.13) Mục đích việc treo dầm dàn để dầm dàn đỡ dây đan Và tính dây đan coi gối tựa không gian không đàn hồi Hơn dầm dàn có tác dụng chia lực để truyền lên dây chủ, tăng độ cứng cho hệ mái 51 Ti liu ny c lu tr ti http://www.Tailieuxd.com/ Dây chủ Tháp Dây đeo Tấm lợp Dây neo Dây đan D ầm iên b n) (d Dầm dàn Neo Hình 3.13 2.1.1 Tính dây treo chủ (dây chính) 2.1.1.1 Trường hợp dây chủ nối hệ dây neo a) Sơ đồ truyền tải Gồm tải trọng tác dụng lên mái: tải trọng thường xuyên (trọng lượng thân dây, dầm, lớp lợp, lớp cách âm, cách nhiệt ), tải trọng tam thời (hoạt tải mái, tải trọng gió ) Tất tải trọng lớp dây đan truyền lên dây thông qua hệ thống dây đeo đeo Cụ thể: dây đan trục i nhận tải trọng từ ô mái có kích thước (axB), nên gọi tải trọng tiêu chuẩn mà dây truyền lên dây chình p Đối với hai dây trục trục n nhận tải trọng từ ô mái có kích thước (Bxa/2), nên tải trọng tiêu chuẩn truyền xuống dây p/2 Vậy tải trọng toàn dây biểu diển hình 3.14,c Mặt khác, nhịp dây (l) lớn, nên để đơn giản tính toán ta xem tải trọng phân bố theo chiều dài dây b) Tính toán Sau xác định tải trọng, ta vận dụng công thức đà tính phần 1.1 thuộc chương để tìm thông số độ võng, lực căng, góc nghiêng Việc xác định thông số lµ hÕt søc quan träng viƯc thiÕt kÕ vµ thi công mái công trình 52 Ti liu ny c lu tr ti http://www.Tailieuxd.com/ l a) Dây đan c) p/2 p p/2 A B l Vật liệu lợp Dây i Sơ đồ mặt mái Sơ đồ truyền tải từ dây đan lên dây n l 2a a c) b) p A B l B i Đơn giản sơ đồ tính toán dây n Sơ đồ truyền tải lên dây đan Hình 3.14 Mặt mái dây sơ đồ truyền tải Khi dây (dây chủ) có thêm hệ thống dây neo, ta cần xét đến ảnh hưởng biến dạng dây neo 2.1.1.2 Cách tính dây chủ xét đến biến dạng dây neo Trong hệ treo, phần dây mềm điểm tựa gọi dây chủ; điểm tựa nối với đất dây neo tháp Trên thực tế, thường dùng hai hình thức sau để liên kết dây chủ với đất Dây chủ nối cố định với đỉnh tháp Trong trường hợp này, dây neo bố trí độc lập với dây chủ; tháp trụ cấu tạo dạng cứng liên kết khớp chân tháp Khi nguyên nhân bên tác dụng dây chủ, điểm tựa có khả chuyển vị hậu biến dạng dây neo chuyển vị cưỡng chân tháp Dây chủ đặt qua đỉnh tháp puli Trong trường hợp này, dây chủ dây neo hệ dây liên tục; tháp trụ cấu tạo dạng cứng có puli đỉnh liên kết ngàm chân tháp Khi nguyên nhân bên tác dụng dây chủ; biến dạng dây neo gây thay đổi chiều dài dây chủ; tháp chịu biến dạng uốn nén nên đỉnh tháp có chuyển vị theo phương z phương y Chuyển vị theo phương thẳng đứng y biến dạng nén thường nhỏ nên bỏ qua 53 Tài liệu lưu trữ http://www.Tailieuxd.com/ 2.1.1.2.1 Trường hợp dây chủ nối cố định với đỉnh tháp Xét dây mềm có kích thước hình học hình 3.15, làm việc hai trạng thái: Trạng thái ban đầu: Dây chịu tải trọng ban đầu, dây phát sinh lực căng Ho có dạng hình học xác định theo hệ thức đà nêu mục 1.4 Trạng thái tính toán: Giả sử dây chịu thêm tác dụng nguyên nhân sau: A A z Tải trọng thay đổi dây chủ o Nhiệt độ thay đổi t a B Chiều dài dây chủ thay đổi h a B b điều chỉnh s hb Chiều dài dây neo thay đổi điều chỉnh s a sb va vb Các đại lượng quy ước dương chiều dài dây y l a l lb điều chỉnh tăng lên Các chân tháp có chuyển vị cương theo phương thẳng đứng v a v b Các chuyển vị Hình 3.15 tuyệt đối v a v b dương chân tháp lún xuống phía (hướng trục y) Với giả thiết chuyển vị nhỏ, chuyển vị chân tháp theo phương z không ảnh hưởng đến làm việc dây Chiều dương đại lượng khác thống với quy ước đà nêu mục 1.4.3 Dưới tác dụng nguyên nhân nói trên, dạng hình học dây thay đổi dây phát sinh lực căng H Để thiết lập phương trình xác định lực căng ta sử dụng phương trình (3.28), (3.29) cần thay chuyển vị tương đối u, v chuyển vị tương ứng Ta phương trình lực căng:  EAD0 D0  EA    H3  cos H cos   cos   v a  vb  sin   Ln Ln H   L n H  s a s b  s     cos  a cos  b      t.D0  cos    t.Lt  cos    H  2H    D cos  EA H D cos   Ln Ln (3.29)   la lb (3.30)  Ln  l  EA cos   ; 3 EA cos  EA cos  a b    la lb  l  cos   ha  hb  sin   ha tg a  hb tg b  cos  (3.31) Lt     cos   cos  a cos  b  víi: 54 Tài liệu ny c lu tr ti http://www.Tailieuxd.com/ 2.1.1.2.2 Trường hợp dây chủ đặt đỉnh tháp qua puli Khảo sát dây mềm có kích thước hình học hình 3.16, điểm tựa A B có puli Trong trường hợp này, dây chủ dây neo cấu tạo với độ cứng EAa EAb EA Xét dây làm việc hai trạng thái: Trạng thái ban đầu: A z Dây chịu tải trọng ban a A đầu, dây phát sinh lực B căng Ho có dạng hình b B học xác định theo hb hệ thức đà nêu mục 1.4 Trạng thái tính toán: va vb Giả sử dây chịu thêm tác dụng nguyên y nhân sau: l la lb Tải trọng thay đổi dây chủ Nhiệt độ thay đổi to Hình 3.16 Chiều dài dây thay đổi điều chỉnh s (không cần phân biệt điều chỉnh dây chủ hay dây neo) Các chân tháp có chuyển vị cưỡng theo phương đứng v a v b Chuyển vị xoay chuyển vị thẳng theo phương z chân tháp có ảnh hưởng nhỏ đến làm việc dây nên không xét Chiều dương đại lượng khác thống với quy ước đà nêu mục 1.4.3 Dưới tác dụng nguyên nhân nói trên, dạng hình học dây thay đổi dây phát sinh lực căng H Để thiết lập phương trình xác định lực căng ta sử dụng phương trình (3.28), (3.29) cần thay chuyển vị tương đối u, v chuyển vị tương ứng Ta phương trình lực căng:  EAD0 D  EA H3  cos   H  cos   cos   v a  v b  sin   s  Ln H Ln   Ln H    t.D D cos  EA (3.32)   t.Lt  H D cos   cos    H  L L 2H   n n  La Lb  cos    Q AO La sin  AO  Q BO Lb sin  BO   Ln  l  cos    Ho  cos  AO cos  BO       Q Q cos  a cos  b EA cos  1   AO sin  AO cos  a . A  1   BO sin  BO cos  b . B  Ho Ho   cos  BO    cos  AO víi: (3.33) Lt  l  ha  hb  sin   La  Lb  cos  55 Tài liệu lu tr ti http://www.Tailieuxd.com/ (3.34) 2.1.2 Tính dây đan Để tổng quát hóa toán tính dây đan, ta tính với trường hợp mái treo dầm dàn nhiều nhịp Tức ta đưa toán dây mềm nhiều nhịp đặt nhiều gối tựa Khảo sát dây mềm có hai điểm tựa hai đầu có n gối trung gian gối di động Số nhịp tương ứng dây n+1 Sơ đồ tính hình 3.17 Xét dây làm việc hai trạng thái: a) vo o 1 z n +1 +1 y b) n i- yki vi- uo i vi i Ho u n +1 yki Ho c) H l1 H l i-1 li ln l n +1 H×nh 3.17 Trạng thái ban đầu: Dây chịu tải trọng ban đầu thẳng đứng, chẳng hạn theo sơ đồ hình 3.17,a Trong dây phát sinh lực căng H0 dây có dạng hình học phù hợp với sơ đồ tải trọng ban đầu đà cho (H.3.17,b) Vì tải trọng thẳng đứng sau thực mặt cắt từ điều kiện cân dạng hình chiếu lực lên phương z ta thấy: H0 = const (3.35) Cô lập nhịp thứ i, thay tác dụng đoạn dây thuộc nhịp thứ (i-1) thứ (i+1) lực căng H0 áp lực thẳng đứng truyền vào gối Vận dụng điều kiện cân ta được: H0 M kio y kio (3.36) , Trong ®ã: y kio độ võng điểm k thuộc nhịp thứ i trạng thái ban đầu (tính từ đường nối hai gèi tùa thø (i -1) vµ thø (i+1); M ki0 mômen uốn tiết diện k dầm đơn giản tương ứng có nhịp li chịu tải trọng ban đầu tác dụng nhịp thứ i Như vậy, cho biết độ võng y kio điểm ta xác định o o góc xoay mJ tiếp lực căng H0 dây, tiếp xác định độ võng y mJ tuyến điểm m nhịp thứ j nh­ sau: o y mJ  o M mJ ; Ho o tg mJ  o Q mJ ; Ho 56 Tài liệu lưu trữ http://www.Tailieuxd.com/ (3.37) o o với M mJ Q mJ mômen lực cắt tiết diện m dầm đơn giản tương ứng có nhịp l J chịu tải trọng ban đầu lúc tác dụng nhịp thứ j Tiếp ta xác định được: + Chiều dài đoạn dây nhịp thứ i trạng thái ban đầu xác định sau: l D Loi  i  oi2 cos  i cos  i H o li víi Doi   (Qio ) dz ( 3.38) o Qio  lùc c¾t dầm đơn giản tương ứng với nhịp thứ i tải trọng ban đầu gây + Chiều dài không dÃn đoạn dây nhịp thứ i trạng thái ban đầu xác định sau: Looi  Doi li D H o l i  oi2 cos  i   cos  i H o EA cos  i EAH o Do đó, chiều dài không dÃn toàn hệ dây trạng thái ban đầu là: n n 1 Lo   Loi   i 1 i 1 li  cos  i H o2 n 1  Doi cos   i 1 H o n 1 l i   EA i 1 cos  i EAH o n D oi (3.39) i Trạng thái tính toán: Giả sử dây chịu thêm nguyên nhân sau: Tải trọng thay đổi nhịp Nhiệt độ thay đổi to Các điểm tựa biên có chuyển vị cưỡng theo phương z phương y: Tại gối o: uo , vo  T¹i gèi n+1: un+1 , vn+1  ChiỊu dài dây thay đổi điều chỉnh s Các gối tựa trung gian có chuyển vị cưỡng theo phương y vi (vi hướng xuống dưới, theo chiều dương trục y dương) Quy ước dấu đại lượng đà nêu mục 1.4.3 Giả thiết bỏ qua ảnh hưởng chuyển vị theo phương z (dọc theo chiều dài dây) gối trung gian xác định chiều dài nhịp Để xác định lực căng H dạng hình học hệ dây trạng thái tính toán ta cần tìm chiều dài tương ứng dây + Chiều dài cong đoạn dây nhịp i trạng thái tính toán xác định sau: Li li D cos  i  i  (v i 1  v i ) sin  i  (u i 1  u i ) cos  i cos  i 2H li víi : Di  Qi2 dz o Qi - lực cắt dầm đơn giản tương ứng với nhịp thứ i tải trọng tổng cộng trạng thái ban đầu trạng thái tính toán gây + Chiều dài không dÃn đoạn dây nhịp thứ i trạng thái tính toán xác định sau: 57 Ti liệu lưu trữ http://www.Tailieuxd.com/ Li  li D cos  i  i  v i 1  v i  sin  i  u i 1  u i  cos  i  cos  i 2H Di H l i  t.l i  t.Doi cos  i  s i     2 EAH EA cos  i cos  i 2H o Do đó, chiều dài không dÃn toàn hệ dây trạng thái tổng cộng chiều dài Li với i = 1, 2, , n+1 xác định sau: n L i 1 li  cos  i H n 1 D i cos  i  v o sin   v n 1 sin  n 1   i 1 n 1   v i sin  i 1  sin  i   u o cos   u n1 cos  n 1   i 1  n 1 li H n 1 l i  t   t    EA i 1 cos  i H o2 i 1 cos  i EAH n 1 D i  i 1 n 1 D oi cos i s (3.40) i Chiều dài dây với giả thiết dây không dÃn phải với trạng thái, ta có điều kiện: L Lo Thay biểu thức (3.39) (3.40) vào điều kiện trên, tiếp nhân hai vế với thõa sè .H víi:   EA li  i 1 cos  i n 1 Sau biến đổi ta phương trình lực căng:  n 1  n 1  H3  D cos  H  Doi   oi i o  EAH H i  i  o  o   . v o sin  i  v n 1 sin  n 1   u o cos   u n 1 cos  n 1   s   n 1 n 1 li    t n 1   t   Doi cos  i   v i sin  i 1  sin  i   .H   H o i 1 i 1 cos  i i 1     n 1   n 1  Di .H   Di cos     EA  i 1  i 1 (3.41) Từ phương trình lực căng dây nhiều nhịp ta suy phương trình lực căng dây nhịp cho n = Sau giải phương trình lực căng để tìm H ta tìm độ võng yki góc xoay ki tiết diện k thuộc nhịp thứ i, xác định từ đường nối hai điểm tựa thứ (i-1) thứ i sau đà chuyển vị cưỡng theo công thức sau: y ki M ki ; H tg ki  Qki ; H (3.42) Mki , Qki mômen uốn lực cắt tiết diện k tải trọng tổng cộng trạng thái tính toán gây dầm đơn giản tương ứng với nhịp thứ i Để lập công thức xác định phản lực thẳng đứng gối tựa trung gian thứ i, ta cô lập hai nhịp lân cận gối thứ i nhịp i thứ i+1như h×nh 3.18 58 Tài liệu lưu trữ http://www.Tailieuxd.com/ o z  i 1 i Ho i vi 1 Ho  i' H vi  i'1 H H R Bi Ho vi 1 H R A(i+1) l i+1 li y  i 1 i 1 Ho Ri H×nh 3.18 Tõ h×nh 3.18, ta cã: Ri = RBi + RA(i+1) R Bi  V Bid  H tg i'  V Bid  H Ta cã: ( i  v i )  ( i 1  v i 1 )  li     i 1 vi  vi 1   vi  vi 1  d  VBid  H  i    VBi  H tgi   li li li Tương tự nhÞp thø i+1, ta cã:  v  vi  R Ad (i 1)  V Ad(i 1)  H tg i 1  i 1  l i 1    v  v i vi  v i 1   Ri  Rid  H tg i 1  tg i   H  i 1 , li  l i 1  (3.43) víi: i = 2, 3, , (n-1) Trong ®ã: Rid  VBid V Adi phản lực gối thứ i dầm đơn giản có nhịp li li+1 chịu tải trọng tổng cộng trạng thái ban đầu trạng thái tính toán, tác dụng nhịp z o o 1 v0  Ro ' v1 ll - uo y 2 2  2' v2 R1 l2 l1 R2 Hình 3.19 Công thức (3.43) nghiệm với i = 2, 3, , (n-1) Phản lực đứng gối 0, 1, n, (n+1) chịu ảnh hưởng gèi vµ gèi (n+1) 59 Tài liệu lu tr ti http://www.Tailieuxd.com/ Để lập công thức xác định phản lực phản lực R0 R1 ta xét hai nhịp l1 l2 hình 3.19 R0 V Ad1  Htg 1d ; Ta cã: R1  VBd1  V Ad2  H tg 2'  tg 1'  Tõ h×nh 3.19 ta cã: tg 2'  tg  ' tg  v  v1 ; l2   v1    o  vo     o   v1  v o   l1  u o  uo 1  l  l1    1  v  vo   u o  tg  .1  l1   l1     C¸c tû sè u / l1 vµ v / l1 th­êng rÊt nhá nên bỏ qua số hạng bậc cao cđa u / l1 vµ v / l1 so víi đơn vị, ta có: Do đó: u v  vo tg 1'  tg 1  o   l1  l1  u  v  vo  ; Ro  Rod  H 1  o .tg  H l1  l1  (3.44) (3.45)    u   v  v1 v1  v o   R1  R1d  H tg  1  o .tg   H   , (3.46) l l l       d d d d d ®ã: Ro  V A1 vµ R1  V B1  V A2 phản lực gối gối dầm đơn giản có nhịp l1 nhịp l2 chịu tải trọng tổng cộng trạng thái ban đầu trạng thái tính toán, tác dụng nhịp Tương tự, phản lực gối thứ n thứ n+1 xác định sau: u    v  v n v n  v n 1  Rn  Rnd  H 1  n1 .tg n 1  tg n   H  n 1   l n1  ln    l n 1   u  v  Rn 1  Rnd1  H 1  n1 .tg n 1  H n 1 l n 1  l n 1  (3.47) (3.48) đó: Rnd , Rnd1 lực gối n gối n+1 dầm đơn giản có nhịp ln nhịp ln+1 chịu tải trọng tổng cộng trạng thái ban đầu trạng thái tính toán, tác dụng nhịp Phần kết luận kiến nghị Trong đề tài đà đưa giải pháp kiến trúc tính toán kết cấu cho loại mái mới, kết hợp mái lưới không gian nhịp lớn thép với dây treo để tạo nên hệ mái treo Hệ mái có ưu điểm sau: Có thể sử dụng hợp lý khả làm việc vật liệu Kết cấu chịu lực chủ yếu hệ treo dây, dây chịu kéo nên biểu đồ ứng suất phân bố dây, điểm tiết diện dây làm việc Bộ phận dây đeo chịu lực kéo nên đạt mức độ hợp lý phận dâu chủ Vì tải trọng treo mái lưới không gian có giá 60 Ti liu ny c lu tr ti http://www.Tailieuxd.com/ trị không lớn, nên điều kiện an toàn cao Hơn nữa, phËn neo cđa hƯ treo th× thiÕt kÕ cã thể phát huy thành phần áp lực bị động đất hố neo Có khả khai thác triệt để tính vật liệu phận chịu lực Như đà biết, phận chịu lực hệ treo dây chịu kéo nên chế tạo vật liệu có cường độ chịu lực cao mà không lo ngại khả ổn định nén dây Kết nghiên cứu ngành Vật lý chất rắn đà tạo kim loại đơn tinh thể lớn, có độ bền phá hoại kim loại tăng lên gấp nhiều lần Độ bền vật liệu tăng, tạo điều kiện giảm bớt thể tích vật liệu công trình Có khả vượt nhịp lớn Xuất phát từ ưu điểm trên, hệ treo có khả vượt độ lớn so với hệ khác Tăng độ cứng cho hệ mái Vì hệ mái lưới không gian thép kết hợp với dây treo, nên đà làm giảm mômen dàn ứng suất phụ, tăng độ cứng không gian cho toàn hệ mái Các cấu kiện hệ treo sản xuất công trường, vận chuyển lắp ráp tương đối nhẹ nhàng, tiến độ thi công nhanh Đặc biệt sử dụng dây chủ để treo ròng rọc phục vụ cho việc thi công cẩu lắp dễ dàng Tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng công trình mảnh, đẹp Một ưu điểm đặc biệt hệ mái treolà hư hỏng số cấu kiện thuộc dàn treo phía không dẫn đến phá hỏng toàn công trình Khi phận bị hư hỏng, việc sữa chữa thay đơn giản nhanh chóng Tuy nhiên với hệ mái nhược điểm tồn Nhược điểm hệ treo có độ cứng nhỏ, nhạy cảm với nguyên nhân gây dao động tải trọng gió tác động có tính chất nhịp nhàng Trong công xây dựng phát triển đất nước nay, xây dựng công trình đòi hỏi vượt nhịp lớn, nên sử dụng loại mái để tận dụng tối đa ưu điểm Phần hướng phát triển đề tài Với việc nghiên cứu mái không nhịp lớn lĩnh vực rộng phức tạp, nên nội dung đề tài hạn hẹp Nên hướng mở rộng phát triển đề tài sau: Nghiên cứu vấn đề động lực mái không gian nhịp lớn Lập quy hoạch triển khai mái treo kết cấu không gian nhịp lớn cho đô thị Việt Nam 61 Ti liu ny c lu tr ti http://www.Tailieuxd.com/ TàI liệu tham khảo [1] Viện kỹ thuật xây dựng Hà nội: Quy định chế tạo, lắp dựng nghiệm thu mái lưới không gian thép độ lớn cho công trình địa bàn Hà Nội Hà Nội 8/2003 [2] PGs Lê Kiều: Mái vỏ bêtông cốt thép kết cấu mái dây Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Hà Nội 1998 [3] GS -TS Lều Thọ Trình: Cách tính hệ treo theo sơ đồ biến dạng Nhà xuất Xây dựng Hà Nội 2003 [4] Kết cấu thép Nhà xuất khoa học kỹ thuật [5] Informations from internet 62 Tài liệu lưu trữ http://www.Tailieuxd.com/