Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Tính toán tiết diện hợp lý cho cấu kiện xà gồ mái nhẹ dùng thép thành mỏng

Header Page of 258 B GIO DC V O TO I HC NNG TRNG HONG LC TNH TON TIT DIN HP Lí CHO CU KIN X G MI NH DNG THẫP THNH MNG Chuyờn ngnh : K thut Xõy dng Cụng trỡnh DD&CN Mó s : 60.58.02.08 TểM TT LUN VN THC S K THUT Nng Nm 2015 Footer Page of 258 Header Page of 258 Cụng trỡnh c hon thnh ti I HC NNG Ngi hng dn khoa hc: TS HUNH MINH SN Phn bin 1: GS TS Phm Vn Hu Phn bin 2: PGS.TS Nguyn Quang Viờn Lun ó c bo v trc Hi ng chm Lun tt nghip Thc s K thut hp ti i Hc Nng vo ngy 22 thỏng 08 nm 2015 Cú th tỡm hiu Lun ti: - Trung tõm Thụng tin-Hc liu, i hc Nng - Trung tõm Hc liu, i hc Nng Footer Page of 258 Header Page of 258 M U Tớnh cp thit ca ti Kt cu thộp nh, thnh mng, to hỡnh ngui ó v ang c nghiờn cu, ng dng rng rói nh nhng u vit nh trng lng nh, cng cao, sn xut tiờn tin, t ng v nng sut cao Tuy nhiờn, c ch to t cỏc phụi thộp cú b dy rt mng, mnh ln, iu kin lm vic chu ti trng giú, bóo, lc x g s lm vic rt phc tp, chu un xiờn, ng thi chu xon kim ch v cú kh nng mt n nh di tỏc dng ca ti trng lch tõm, c bit i vi cỏc dng tit din h (ch C, ch Z) Trong iu kin Vit Nam cha cú tiờu chun thit k kt cu thộp thnh mng Lun nghiờn cu tỡm hiu s lm vic, tớnh toỏn tit din hp lý ca cu kin thộp thnh mng, to hỡnh ngui, ỏp dng c th trờn cu kin x g mỏi nh, tit din h (ch Z) Da trờn tiờu trng lng nh nht m m bo kh nng chu ti v bn, n nh v vừng nhm t c hiu qu tt nht ng dng kt cu thộp thnh mng, to hỡnh ngui xõy dng cụng trỡnh Vit Nam Mc tiờu nghiờn cu Phõn tớch rừ s lm vic ca cu kin x g CFS Nghiờn cu phng phỏp tớnh toỏn cỏc c trng hỡnh hc, kim tra bn, n nh v vừng i vi cu kin x g Xõy dng thut toỏn v chng trỡnh tớnh minh bng vớ d s Kho sỏt, so sỏnh kh nng chu mụmen thit k ỏnh giỏ nh hng ca hỡnh thc tit din ch Z; xỏc nh t l h/b Kho sỏt cỏc phng ỏn b trớ sn biờn v sn trung gian v v trớ v s lng i tng v phm vi nghiờn cu i tng nghiờn cu X g mỏi nh thộp thnh mng, to hỡnh ngui, tit din ch Z vi cỏc phng ỏn gia cụng thờm sn biờn v sn trung gian Footer Page of 258 Header Page of 258 Phm vi nghiờn cu - X g thộp thnh mng lm vic theo s dm n gin; - Tit din h ch Z v cỏc tit din xut theo tiờu cựng b dy v din tớch tit din nhng cú kh nng chu mụmen ln nht Phng phỏp nghiờn cu Da trờn c s lý thuyt v kt cu thộp v kt cu thộp thnh mng, to hỡnh ngui; lý thuyt n nh ca thnh mng; p dng tiờu chun thit k kt cu thộp thnh mng AS/NZS 4600:2005 tớnh toỏn cỏc c trng hỡnh hc, kim tra tit din x g theo cỏc trng thỏi gii hn (v bn, n nh v vừng); p dng minh v kim chng lý thuyt bng vớ d s; Kho sỏt bng chng trỡnh tớnh t lp t ú tng hp, so sỏnh phõn tớch v ỏnh giỏ kt qu Tỡnh hỡnh nghiờn cu, ng dng v ngoi nc Nm 2001, Tiờu chun M Quy nh k thut thit k cu kin thộp thnh mng, to hỡnh ngui (AISI) m rng phm vi trờn Bc M Tiờu chun Chõu u EN 1993 (Eurocode 3) cú phn 1-3 quy nh thit k kt cu thộp thnh mng EN 1993-1-3 Design of Steel Structures: Cold-formed thin gauge members and sheeting c ban hnh quy phm AS/NZS 4600 gm hai phiờn bn 1996 v 2005 Hin nay, kt cu thộp nh c s dng ph bin trờn th gii B cc lun Gm m u, ni dng v kt lun Ni dung chớnh chng: Chng 1: Tng quan v cu kin x g thộp thnh mng, to hỡnh ngui cụng trỡnh xõy dng Chng 2: C s phng phỏp tớnh toỏn cu kin x g thộp thnh mng, to hỡnh ngui Chng 3: Tớnh toỏn kho sỏt chn tit din hp lý cho x g thộp thnh mng, to hỡnh ngui Footer Page of 258 Header Page of 258 CHNG TNG QUAN V CU KIN X G THẫP THNH MNG, TO HèNH NGUI TRONG CễNG TRèNH XY DNG 1.1 TNG QUAN V CU KIN THẫP THNH MNG TO HèNH NGUI 1.1.1 Khỏi nim chung Thut ng kt cu thộp thnh mng, to hỡnh ngui( Thinwall/ Cold-formed Steel Structure, t õy vit tt l CFS) ch cỏc kt cu thộp cú trng lng nh, tit din mng, mnh ln (thinwall), c ch to t nhng bng (tm) thộp cỏn núng, cng cao bng phng phỏp gia cụng ngui (cold-formed) Do ú, phng phỏp tớnh toỏn, thit k, thi cụng ũi hi nhng yờu cu c trng hon ton khỏc vi kt cu thộp thụng thng 1.1.2 Nhng c trng c bn ca cu kin CFS - Tit din mng, trng lng nh, hỡnh thc tit din c bit, s dng vt liu thộp cng cao, vt liu cú gión di ln, phng phỏp sn xut v cụng ngh thi cụng hin i Tuy nhiờn, chi phớ vt liu cao, s lm vic, liờn kt v tớnh toỏn phc - Tựy theo chu tuyn ca tit din, cú hai loi: Tit din kớn: Tit din hỡnh hp (ch nht, vuụng, trũn, ụ van) Tit din h: Tit din ch C, Z, U, T, ch mụn 1.1.3 u nhc im ca cu kin CFS a u im b Nhc im 1.1.4 Phm vi ng dng cu kin CFS Nhúm 1: Cỏc cu kin chu lc (dn mỏi, dm sn, x g,dm ) Nhúm 2: Cỏc b phn v chi tit (cỏnh ca, vỏch, h ging ) Footer Page of 258 Header Page of 258 1.1.5 Phng phỏp phũng g v chng n mũn 1.2 TNG QUAN V CU KIN X G TRONG H MI 1.2.1 Tng quan v h mỏi cụng trỡnh xõy dng a H mỏi khụng cú x g b H mỏi cú x g 1.2.2 Tng quan v cu kin x g thộp cỏn núng 1.2.3 Tng quan v cu kin x g thộp thnh mng a Vt liu ch to b Phụi ch to c Phng phỏp ch to T nhng bng thộp cú tớnh nng c hc cn thit t ng a qua dóy trc ln ca mỏy cỏn tun t gia cụng un ngui cho n to c hỡnh dng tit din 1.3 S LM VIC CA CU KIN X G TRONG H MI 1.3.1 X g thộp cỏn núng tit din ch C 1.3.2 X g thộp thnh mng to hỡnh ngui tit din ch C, Z a i vi x g tit din ch C b i vi x g tit din ch Z - Liờn kt vớt gia x g v tm mỏi: Tiờu chun Chõu u (EC3): Cú trng hp tớnh toỏn nh sau: Trng hp lc qEd theo hng dc lc Trng hp lc qEd theo hng t di lờn (giú bc) Hỡnh 1.20 S tớnh x g liờn kt vớt vi tm mỏi Tiờu chun c AS/NZS 4600:2005 quan nim chu ti trng giú bc, cỏnh trờn x g chu kộo, cỏnh di chu nộn nhng Footer Page of 258 Header Page of 258 khụng c ging Quy phm AS/NZS hng dn y phng phỏp tớnh toỏn x g cú tm lp bt vớt vo mt cỏnh Lun ỏp dng tớnh toỏn toỏn theo kiu liờn kt ny - Liờn kt cú mi ni ng: Tm lp khụng liờn kt vo x g m nh cỏc chi tit n kớn sn cao ca tm, cỏc chi tit ny cho phộp tm lp di chuyn xoay v trt H ging l b phn cn thit to cỏc kim ch bờn v kim ch xon cho x g nhm lm tng kh nng chu lc v n nh tng th Quy phm AS/NZS 4600:2005 yờu cu ging ba trng hp: - Trng hp x g cú cỏnh trờn liờn kt vớt vi tm mỏi v chu giú bc - Trng hp cỏnh trờn x g c liờn kt vớt vi tm mỏi v chu ti trng hng xung - Trng hp khụng cú cỏnh no c liờn kt vi tm hoc ch liờn kt vi tm bng mi ni ng KT LUN CHNG Chng ó tng hp trỡnh by cỏc tng quan v c trng, s lm vic ca cu kin thộp thnh mng, to hỡnh ngui; h thng húa, phõn tớch s lm vic ca x g tit din ch C,Z (cỏn núng v cỏn ngui), cỏc hỡnh thc gii phỏp cu to, liờn kt x g vi tm mỏi bng cỏc vớt t khoan v s lm vic chu ti trng ca x g h mỏi cụng trỡnh cú c s tip tc nghiờn cu phng phỏp tớnh toỏn cu kin x g thộp thnh mng chng Footer Page of 258 Header Page of 258 CHNG C S PHNG PHP TNH TON CU KIN X G THẫP THNH MNG, TO HèNH NGUI 2.1 PHNG PHP TNH TON V TIấU CHUN THIT K 2.1.1 Cỏc phng phỏp tớnh toỏn a Phng phỏp ng sut cho phộp (Allowable Stress Design - ASD) b Phng phỏp ti trng phỏ hoi (Load and Resistance Factor Design - LRFD) c Phng phỏp trng thỏi gii hn (Limit State Design LSD) 2.1.2 Cỏc tiờu chun thit k a Tiờu chun M: AISI-2001 b Tiờu chun Anh v Chõu õu: BS-5900/EC3 c Tiờu chun Trung Quc: GB 50018-2002 d Tiờu chun c Tiờu chun thit k kt cu CFS ca c l AS/NZS 4600:2005 Kt cu thộp to hỡnh ngui-Cold-formed steel structures ỏp dng Phng phỏp LSD dựng chung cho c v New Zealand thay th cho AS/NZS 4600:1996 Lun ỏp dng Tiờu chun AS/NZS 4600:2005 vỡ õy l tiờu chun tiờn tin hn na hin Vit Nam cỏc cụng ty chuyn giao cụng ngh sn xut, thi cụng kt cu CFS u n t c 2.2 TNH TON C TRNG HèNH HC CU KIN CFS 2.2.1 Phõn loi phn t cu kin CFS 2.2.2 Xỏc nh b rng hu hiu ca phn t a n nh cc b ca cu kin CFS b Cụng thc tng quỏt tớnh b rng hu hiu (2.8) be = rb c Xỏc nh h s b rng hu hiu Footer Page of 258 Header Page of 258 Tựy theo loi phn t c tng cng, cú cỏc trng hp sau: - Phn t c tng cng chu ng sut nộn phõn b u ổ 0,22 ỗ1 ữ f cr ổ f cr hoc l ứ ố ỗ ữ , 22 r = l f * ỗố f * ữứ r= (2.9) Trong ú l l mnh ca tm ti ng sut f * : l= * f f cr f* kp E hoc l = 1,052 ổỗ b ửữ = k ốtứ 12(1 - m )(b / t ) f* E (2.10) K = (phn t c tng cng theo hai cnh dc); E= 200000 MPa hay 20000 kN/cm2 Khi l Ê 0,673, r = ngha l: be = b - Phn t c tng cng chu ng sut bin i tuyn tớnh Trong vựng ng sut nộn ln, b rng hu hiu (be1): be1 = be -y (2.11) Trong vựng ng sut nộn ln, b rng hu hiu (be2): be2 = be/2 y Ê -0,236 v be2 = be - bel y > -0,236 (2.12) (2.13) Trong ú: y th hin s phõn b ng sut: y = f * / f1* v k c tớnh theo cụng thc: k = + 2(1 -y )3 + 2(1 -y ) (2.15) Nu (bel + be2) ln hn vựng nộn thỡ bng l hu hiu hon ton - Phn t chu nộn khụng c tng cng - Phn t chu nộn u, cú mt sn biờn: cú 03 trng hp 1) Phn t hu hiu hon ton (be=b) dự khụng cú sn biờn; 2) Phn t hu hiu hon ton (be=b) vi iu kin sn biờn cng v bn thõn mộp ca sn biờn khụng quỏ di; 3) Phn t hu hiu mt phn (be 0,674 : Mc= (2.40) M y ổ 0, 22 ỗ1 ữ ld ố ld ứ (2.41) Tớnh mụmen ti hn Mc = (Mc on un xon v Mc on cỏnh) b Kim tra n nh (2.44) M * Ê fb M b B=6000 B=6000 2.4 TNH TON LIấN KT X G 2.4.1 Kh nng chu nh 2.4.2 Kh nng chu kộo thõn vớt 2.5 V D TNH TON - Tớnh toỏn c trng hỡnh hc tit din hu hiu ca x g ch Z - Tớnh toỏn kh nng chu mụmen thit k ca x g 3000 L=18000 y qy qx x z q Y qx qy x B = 6000 y Hỡnh 2.11 Mt bng b trớ x g v s tớnh toỏn Footer Page 12 of 258 180 x r= dse=12 ds=3,36 Y 20 70 x Header Page 13 of 258 11 2.5.1 S liu tớnh toỏn a S liu kớch thc hỡnh hc tit din x g: Z180x70x20x2 t=2mm; b=70mm; r=6mm; d=20mm; h=180mm b c trng c hc ca vt liu fy = 34kN/cm2; E=20000kN/cm2; G= 8000kN/cm2 2.5.2 Xỏc nh b rng hu hiu cỏc phn t tit din x g a B rng hu hiu ca cỏnh nộn: be = r b = 48, 06mm b B rng hu hiu ca sn biờn: dse = d = 12 mm c B rng hu hiu ca bn bng: bew=be1+be2 = 118,85mm 2.5.3 Xỏc nh c trng hỡnh hc tit din hu hiu Mụmen quỏn tớnh ca ton b tit din hu hiu i vi trc x: Iex = Idtb.t = 1592028,96.2 = 3184057,92 mm4 Mụmen khỏng un ca ton b tit din hu hiu i vi trc x: Zex = Iex /y1 = 3184057,92/ 93,59 = 34022,31 mm3 2.5.4 Tớnh toỏn kh nng chu mụmen thit k ca tit din x g a Kh nng chu mụmen thit k v cng Msx* = fb Msx = 0,95 1156,68 = 1098,85 kNcm (ln nht vi trc x) b Kh nng chu mụmen thit k v n nh Mb*= fb Mb = 0,9 867,70 = 780,93 kN.cm (ln nht vi trc x) Kt hp hai iu kin v cng v n nh, kh nng chu mụmen thit k theo trc x: Mx*=780,93 kN.cm Footer Page 13 of 258 Header Page 14 of 258 12 KT LUN CHNG Chng ó phõn tớch, lm rừ phng phỏp tớnh toỏn c trng hỡnh hc ca tit din hu hiu x g thộp thnh mng, to hỡnh ngui, c bit lm rừ phng phỏp tớnh toỏn xỏc nh b rng hu hiu cỏc phn t cỏnh, bng v sn biờn ca tit din x g (ch C hoc Z); lm rừ phng phỏp tớnh toỏn kim tra tit din x g chu un xiờn theo cỏc iu kin v cng , n nh (on unxon v on cỏnh) v vừng theo tiờu chun AS/NZS 4600:2005 Chng ó tớnh toỏn kim chng, minh lm rừ c s lý thuyt tớnh toỏn cu kin x g CFS bng vớ d s tớnh b rng hu hiu, c trng hỡnh hc tit din v tớnh toỏn kh nng chu mụmen thit k ca x g tit din ch Z Kt qu tớnh toỏn l c s xõy dng thut toỏn, lp chng trỡnh tớnh lm cụng c kho sỏt nghiờn cu tớnh toỏn tit din hp lý cho cu kin x g CFS chng CHNG TNH TON KHO ST CHN TIT DIN HP Lí CHO X G THẫP THNH MNG, TO HèNH NGUI 3.1 XY DNG THUT TON V CHNG TRèNH TNH TON CU KIN X G CFS 3.1.1 Xõy dng thut toỏn tớnh kh nng chu mụmen thit k theo tiờu chun AS/NZS 4600:2005 a Bc 1: Nhp s liu b Bc 2: Tớnh b rng hu hiu cỏc phn t chu nộn (be) c Bc 3: Tớnh c trng hỡnh hc tit din hu hiu (Ie, Ze) d Bc 4: Tớnh kh nng chu mụmen thit k e Bc 5: Kim tra tit din cu kin x g CFS Footer Page 14 of 258 Header Page 15 of 258 13 3.1.2 t kho sỏt tớnh toỏn Lun gii quyt bi toỏn sau: Vi cựng b dy (t,mm); cựng din tớch tit din (A,mm2), cn phõn b vt liu hp lý cỏc phn t cỏnh, bng v xem xột vic cu to gia cụng cỏc sn tng cng (sn biờn hoc sn trung gian) vi kớch thc cho kh nng chu mụmen thit k ca tit din l ln nht ng thi tha iu kin v vừng thiờn v an ton, lun gi thit x g cha c ging bờn (xột n kh nng on-un xon) mt khỏc xột trng hp x g h mỏi chu tri trng giú bc l trng hp bt li nht (xột n kh nng n nh on cỏnh) Phm vi nghiờn cu gii hn kho sỏt tit din x g ch Z s dng mi ni chng v lm vic theo s dm liờn tc Lun gi thit xột trng hp tớnh toỏn kh nng chu mụmen thit k ca x g theo trc x-x Trng hp i vi trc y-y: V cng thỡ kt qu t c phự hp vi quy lut ca s lm vic theo trc x-x V vừng lun kim tra theo c phng x-x v y-y thỡ vừng tng ng: D = D 2x + D 2y 3.2 KHO ST NH HNG CA SN BIấN N KH NNG CHU MễMEN CA X G 3.2.1 t Kh nng chu mụmen thit k ca tit din x g ph thuc b rng hu hiu (be) ca cỏc phn t cỏnh nộn v bng (trong vựng ng sut nộn) Vic hp lý húa tit din i vi phn t cỏnh nộn ph thuc vo mc tng cng ca phn t, ú chu nh hng ỏng k ca cỏc sn biờn Vn cn kho sỏt b trớ cu to gia cụng sn biờn nh th no cho cỏnh nộn? 3.2.2 Phng phỏp tớnh toỏn kho sỏt Phng ỏn ban u chn x g nh hỡnh tit din ch Z (Z160x70x20x3) cú b dy t=3mm, din tớch tit din A=9,45 cm2 Da vo tiờu kh nng chu mụmen ln nht, tin hnh kho sỏt Footer Page 15 of 258 14 Header Page 16 of 258 y r= r= x y 70 90 r= y x x 60 y y x 80 y (a) (b) (c) (d) Hỡnh 3.1 Cỏc phng ỏn b trớ cu to sn biờn Footer Page 16 of 258 x 160 y 60 x 160 x 160 x y 60 160 r= 70 20 90 30 y 20 thay i cỏc phng ỏn b trớ gia cụng sn biờn tỡm dng tit din cú li nht theo 04 phng ỏn nh sau: - Phng ỏn 1: Tit din ch Z i xng, khụng cú sn biờn (gi nguyờn b rng cỏnh (Z160x90x0x3 nh hỡnh 3.1a) - Phng ỏn 2: Tit din ch Z i xng, cú sn biờn bng cỏch gim b rng cỏnh (Z160x70x20x3 nh hỡnh 3.1b) - Phng ỏn 3: Tit din ch Z i xng, tng b rng sn biờn bng cỏch gim thờm b rng cỏnh (Z160x60x30x3 nh hỡnh 3.1c) - Phng ỏn 4: Tit din ch Z khụng i xng (cỏnh di ln hn cỏnh trờn) bng cỏch gim b rng cỏnh trờn, tng b rng cỏnh di v cú sn biờn (Z160x60/80x20x3 nh hỡnh 3.1d) Thay i b dy t=2mm; t=2,5mm v t=3mm; dựng cỏc bng tớnh EXCELL t lp nh mc 3.1.1 tớnh toỏn, so sỏnh kh nng chu mụmen thit k ca 04 phng ỏn gia cụng sn biờn cho tit din nh Hỡnh 3.1 y Header Page 17 of 258 15 3.2.3 Kt qu kho sỏt nh hng ca sn biờn Kt qu kho sỏt nh Bng 3.1 v th minh nh Hỡnh 3.2 Bng 3.1 Kh nng chu mụmen thit k cỏc phng ỏn sn biờn Kh nng chu mụmen thit k Phng ỏn b trớ sn biờn (kN.cm) PA S hiu x g t=2mm t=2,5mm t=3mm Z160x90 423,47 649,41 875,87 Z160x70x20 579,51 812,23 1025,17 Z160x60x30 568,13 791,25 1014,97 Z160x60/80x20 518,63 764,42 985,58 Da vo Bng 3.1 v th Hỡnh 3.2 nhn thy: Trong phm vi kho sỏt (nhp L=6m, b dy t=2mm t=2,5mm v t=3mm), phng ỏn dựng tit din i xng, cú sn biờn (Z160x70x20x3 nh Hỡnh 3.1b) cú kh nng chu mụmen thit k ln nht Vic gim b rng cỏnh chuyn sang cho sn biờn ch hiu qu b rng sn va phi, nu b trớ sn biờn quỏ ln nh phng ỏn (Hỡnh 3.1c) thỡ s khụng t hiu qu cao nh phng ỏn Vy: Trong phm vi kho sỏt, phng ỏn dựng tit din ch Z, h i xng, cú sn biờn (Z160x70x20x3) l hiu qu nht Hỡnh 3.2 Kh nng chu mụmen thit k theo cỏc phng ỏn sn biờn Footer Page 17 of 258 Header Page 18 of 258 16 3.3 KHO ST NH HNG CA T L (h/b) N KH NNG CHU MễMEN CA X G 3.3.1 t Kh nng chu mụmen thit k ca tit din x g ph thuc vic phõn b t l h/b cho cỏc phn t cỏnh (nộn hoc kộo) v bng Vn cn kho sỏt vi tit din hp lý nh mc 3.2 (ch Z i xng, cú sn biờn Hỡnh 3.1b), t l h/b no cú li nht cho tit din ? (kh nng chu mụmen thit k ln nht ?) 3.3.2 Phng phỏp tớnh toỏn kho sỏt Da vo kt qu mc 3.2, vi cựng din tớch tit din (A,mm2), thay i t l (h/b) ca cỏnh v bng trờn tit din ch Z (160x70x20x3) so sỏnh kh nng chu mụmen thit k ca 07 phng ỏn nh ct - Bng 3.2 Thay i b dy t=2mm; t=2,5mm v t=3mm; dựng cỏc bng tớnh EXCELL t lp nh mc 3.1.1 tớnh toỏn, so sỏnh kh nng chu mụmen thit k ca 07 phng ỏn: T l h/b thay i ln lt vi cỏc giỏ tr: 1,8; 2,0; 2,3; 2,6; 3,0; 3,5; 4,0 Thay i (h/b) t 1,8ữ2,0 (gim bng h, tng cỏnh b) Thay i (h/b) t 2,6ữ4,0 (tng bng h, gim cỏnh b) 3.3.3 Kt qu kho sỏt nh hng ca t l h/b Kt qu kho sỏt nh Bng 3.2 v th minh nh Hỡnh 3.3 Bng 3.2 Kh nng chu mụmen thit k theo t l h/b Phng ỏn phõn b t l Kh nng chu mụmen thit k (h/b) (kN.cm) PA h/b S hiu x g t=2mm t=2,5mm t=3mm 1,8 Z140x80x20 423,49 639,40 865,57 2,0 Z150x75x20 476,79 707,09 892,46 2,3 Z160x70x20 529,99 738,82 922,65 2,6 Z170x65x20 575,97 766,07 969,77 Z180x60x20 1015,10 3,0 594,98 788,38 Z190x55x20 580,79 787,90 3,5 1061,62 4,0 Z200x50x20 571,35 763,57 1037,65 Footer Page 18 of 258 Header Page 19 of 258 17 Khi t=2mm v t=2,5mm t l (h/b) tng t 1,8ữ3,0 thỡ kh nng chu mụmen thit k tng v t giỏ tr ln nht h/b = 3,0 Khi t l (h/b) tng tip t 3,0ữ4,0 thỡ kh nng chu mụmen thit k li gim Khi t=3mm, t l (h/b) tng t 1,8ữ3,5 thỡ kh nng chu mụmen thit k tng v t giỏ tr ln nht h/b = 3,5 Khi t l (h/b) tng tip t 3,5ữ4,0 thỡ kh nng chu mụmen thit k li gim Vỡ cỏc ng cong khụng dc m thoi theo trc honh (h/b) nờn thit k chn tit din cú th sai lch t l h/b t 5-10% t hiu qu yờu cu Vy: ng vi mi b dy t(mm), tn ti giỏ tr t l (h/b) hp lý: - Khi t=2mm hoc t=2,5mm: Chn t l h/b=3,0 - Khi t=3mm: Chn t l h/b=3,5 Hỡnh 3.3 Kh nng chu mụmen thit k theo cỏc phng ỏn h/b 3.4 KHO ST NH HNG V TR CA SN TRUNG GIAN N KH NNG CHU MễMEN CA X G 3.4.1 t Nh mc 3.1.1, kh nng chu mụmen thit k ca tit din x g ph thuc b rng hu hiu (be) ca cỏc phn t cỏnh nộn v bng (trong vựng ng sut nộn) Vic hp lý húa tit din i vi phn t Footer Page 19 of 258 18 Header Page 20 of 258 cỏnh nộn v bng ph thuc vo mc tng cng ca phn t, ú chu nh hng ỏng k khụng ch cỏc sn biờn m cũn ph thuc cỏc sn trung gian Vn cn kho sỏt chn v trớ gia cụng sn trung gian nh th no cho cỏnh nộn v bng ? 3.4.2 Phng phỏp tớnh toỏn kho sỏt Da vo kt qu mc 3.3, vi cựng din tớch tit din (A,mm2), thay i v trớ sn trung gian trờn cỏnh nộn v bng ca tit din Z (190x55x20x3) So sỏnh kh nng chu mụmen thit k ca 03 phng ỏn nh Hỡnh 3.4 Thay i b dy t=2mm; t=2,5mm; t=3mm; dựng cỏc bng tớnh EXCELL t lp nh mc 3.1.1 tớnh toỏn Phng ỏn 1: Sn trung gian trờn cỏnh; Phng ỏn 2: Sn trung gian trờn bng; Phng ỏn 3: Sn trung gian c trờn cỏnh v trờn bng y y x y x 190 190 190 x 20 x y 55 20 x y 55 20 55 x y (a) (b) (c) Hỡnh 3.4 Cỏc phng ỏn kho sỏt theo v trớ sn trung gian 3.4.3 Kt qu kho sỏt nh hng v trớ sn trung gian Kt qu kho sỏt nh Bng 3.3 v th minh nh Hỡnh 3.4 Bng 3.3 Kh nng chu mụmen thit k theo v trớ sn trung gian Kh nng chu mụmen thit k Phng ỏn v trớ sn trung gian (kN.cm) PA V trớ sn trung gian t=2mm t=2,5mm t =3mm Trờn cỏnh 682,24 902,26 1106,59 Trờn bng 799,78 1066,74 1329,27 Trờn c cỏnh v bng 835,19 1110,46 1378,40 Footer Page 20 of 258 Header Page 21 of 258 19 Trong phm vi kho sỏt (L=6m; t=2mm;t=2,5mm v t=3mm), phng ỏn 3: V trớ sn trung gian trờn c cỏnh v bng (nh Hỡnh 3.5c) cú kh nng chu mụmen ln nht Trng hp ch b trớ 01 sn thỡ phng ỏn 2: V trớ sn trung gian trờn bng s hiu qu hn phng ỏn sn trung gian trờn cỏnh Vy: V trớ sn trung gian c cỏnh v bng hoc trờn bng (trng hp ch gia cụng 01 sn) l hp lý nht Hỡnh 3.5 Kh nng chu mụmen thit k theo v trớ sn trung gian 3.5 KHO ST NH HNG S LNG CA SN TRUNG GIAN N KH NNG CHU MễMEN CA X G 3.5.1 t Nh mc 3.4, phng ỏn b trớ 02 sn (01 sn trờn cỏnh v 01 sn trờn bng nh Hỡnh 3.4c) cho kt qu li nht so vi hai phng ỏn b trớ 01 sn (01 sn trờn cỏnh nh Hỡnh 3.4a hoc 01 sn trờn bng nh Hỡnh 3.4b) iu ny cho thy, kh nng chu mụmen thit k ca tit din x g khụng ch ph thuc v trớ sn trung gian m cũn ph thuc s lng sn trung gian ? Vn cn kho sỏt nh hng s lng sn trung gian n kh nng chu mụmen thit k ca x g ? 3.5.2 Phng phỏp tớnh toỏn kho sỏt Vi cựng din tớch tit din (A,mm2), thay i s lng sn trung gian trờn cỏnh nộn v bng ca tit din ch Z (190x55x20x3) khụng i cú t l h/b hp lý l 3,5 So sỏnh kh nng chu mụmen thit k ca 03 phng ỏn nh Hỡnh 3.6 Thay i b dy t=2mm; t=2,5mm Footer Page 21 of 258 20 Header Page 22 of 258 v t=3mm; dựng cỏc bng tớnh EXCELL t lp nh mc 3.1.1 Phng ỏn 1: 02 sn trung gian (01 sn trờn cỏnh, 01 sn trờn bng) Phng ỏn 2: 03 sn trung gian (01 sn trờn cỏnh, 02 sn trờn bng) Phng ỏn 3: 04 sn trung gian (01 sn trờn cỏnh, 03 sn trờn bng) y 20 x y y x 190 x x 190 190 55 20 20 x y y 55 55 x y (a) (b) (c) Hỡnh 3.6 Cỏc phng ỏn kho sỏt theo s lng sn trung gian 3.5.3 Kt qu kho sỏt nh hng s lng sn trung gian Kt qu kho sỏt nh Bng 3.4 v th minh nh Hỡnh 3.5 Bng 3.4 Kh nng chu mụmen theo s lng sn trung gian Phng ỏn s lng Kh nng chu mụmen thit k sn trung gian (kN.cm) PA S lng sn trung gian t=2mm t=2,5mm t =3mm 02 sn trung gian 835,19 1110,46 1378,40 03 sn trung gian 847,56 1130,02 1403,71 04 sn trung gian 856,23 1139,86 1412,66 Trong phm vi kho sỏt (L=6m; t=2mm;t=2,5mm v t=3mm), phng ỏn cú 04 sn trung gian trờn cỏnh v bng (nh Hỡnh 3.6c) cú kh nng chu mụmen ln nht S lng sn nhiu thỡ mụmen cng ln nhiờn tựy yờu cu thit k v kh nng thay i ca mỏy cỏn la chn phng ỏn phự hp Vic tng thờm s lng sn cn b trớ trờn bng kt qu kho sỏt chn t l h/b Footer Page 22 of 258 Header Page 23 of 258 21 yờu cu bng cú chiu cao ln hn nhiu so vi b rng cỏnh nờn d b trớ sn hn Hỡnh 3.7 Kh nng chu M thit k theo s lng sn trung gian Vy: S lng sn trung gian trờn cỏnh hp lý l 01; trờn bng tựy theo yờu cu thit k nờn b trớ s lng sn ln t M ln nht 3.6 SO SNH HIU QU V KH NNG CHU MễMEN THIT K CA PHNG N TIT DIN X G HP Lí XUT SO VI PHNG N TIT DIN NH HèNH Vn t cn so sỏnh nh lng (%) gia tng mụmen thit k ca phng ỏn tit din hp lý xut so vi phng ỏn ban u Z160x70x20x3 Bng 3.5 So sỏnh hiu qu phng ỏn xut vi phng ỏn ban u V trớ M (kN.cm) % PA S hiu x g S lng Z160x70x20x3 0 1025,17 (02 sn biờn) Z190x55x20x3 02 01 cỏnh 1378,40 34,5 (02 sn biờn) 01 bng Z190x55x20x3 03 01 cỏnh 1403,71 36,9 (02 sn biờn) 02 bng Z190x55x20x3 04 01 cỏnh 1412,66 38,2 (02 sn biờn) 03 bng Footer Page 23 of 258 Header Page 24 of 258 22 KT LUN CHNG - Chng ó h thng c s phng phỏp tớnh toỏn kim tra tit din x g CFS thnh thut toỏn v lp chng trỡnh tớnh lm cụng c kho sỏt theo cỏc mc tiờu nghiờn cu ca Lun Chng trỡnh tớnh cú th nõng cp, hon thin giao din v phm vi kho sỏt tớnh toỏn phự hp lm cụng c thit k - S dng chng trỡnh t lp, Lun ó kho sỏt cỏc phng ỏn la chn tit din hp lý cho x g CFS, kt qu t c nh sau: Chn tit din ch Z i xng (cỏnh trờn bng cỏnh di) cú t l h/b tựy thuc b dy t(mm) nh sau: + Khi t=2mm hoc t=2,5mm: Chn t l h/b=3 tng ng s hiu (Z180x60x20x3) + Khi t=3mm: Chn t l h/b=3,5 tng ng s hiu (Z190x55x20x3) - Vic gia cụng thờm cỏc sn biờn v sn trung gian trờn tit din ch Z lm tng ỏng k kh nng chu mụmen thit k, kt qu kho sỏt nh sau: + B trớ sn biờn: Cú tỏc dng gia tng b rng hu hiu cho cỏnh nộn b trớ 02 sn biờn i xng vi b rng sn biờn ds=20mm + B trớ sn trung gian: Cú tỏc dng gia tng b rng hu hiu cho cỏnh nộn v bng: B trớ 01 sn trung gian trờn cỏnh nộn B trớ t 01, 02 hoc 03 s lng sn trung gian trờn bng tựy theo yờu cu thit k - Trong phm vi kho sỏt, hiu qu t c ó lm tng ỏng k giỏ tr mụmen thit k ca cỏc phng ỏn tit din xut (phng ỏn 1,2,3 Bng 3.5; mc 3.6) so vi phng ỏn tit din nh hỡnh ban u t 34,5% ữ 38,2% Footer Page 24 of 258 Header Page 25 of 258 23 KT LUN V KIN NGH ỏnh giỏ chung Lun ó c bn hon thnh c mc tiờu nghiờn cu ra, kt qu t c nh sau: - H thng húa, phõn tớch lm rừ s lm vic ca cu kin x g thộp thnh mng, to hỡnh ngui (tit din C, Z) - Bi toỏn n nh tng th on un xon (khi ging bờn khụng m bo) v on bờn (khi x g chu giú bc) v liờn kt vớt gia x g v tm mỏi c xột y - p dng tiờu chun AS/NZS 4600: 2005 tớnh toỏn kim tra tit din cu kin x g CFS Minh lm rừ v kim chng phng phỏp tớnh bng vớ d s - Xõy dng thut toỏn v chng trỡnh tớnh lm cụng c kho sỏt, thit k - Kho sỏt xut chn tit din hp lý cho x g tit din ch Z dựng thộp thnh mng, to hỡnh ngui, c th phm vi kho sỏt: + Chn tit din ch Z i xng, vi t l h/b hp lý tựy theo b dy t(mm) nh sau: Khi t=2 hoc 2,5mm thỡ t l h/b=3; Khi t=3mm thỡ t l h/b=3,5 + tng kh nng chu mụmen thit k xut gia cụng sn tng cng trờn mi phn t bng cỏch gp mộp cú ớt nht 01 sn biờn (b rng ds=20mm) mi cỏnh v nhn súng cú 02-04 sn trung gian (trong ú cú 01 sn trung gian cỏnh nộn v 01-03 sn trung gian bng) + Cỏc phng ỏn dựng hiu chnh lm tng kh nng chu mụmen thit k t 34,5% ữ 38,2% so vi tit din nh hỡnh ban u cho thy hiu qu t c ca kt qu tớnh toỏn Footer Page 25 of 258 Header Page 26 of 258 24 Kt lun - H mỏi cú cu kin x g thộp thnh mng to hỡnh ngui cn c xem xột, ng dng rng rói cú nhiu u vit (hỡnh dng gn, linh hot, d lu kho, lp dng; kớch thc mnh, trng lng nh; nu cú s lng ln sn xut trờn dõy chuyn hin i s cho nng sut v t hiu qu cao - Tớnh toỏn chn tit din hp lý cho x g mỏi nh cn da trờn tiờu m bo cỏc iu kin v cng , vừng v n nh (tựy theo s lm vic v liờn kt x g) ng thi cú trng lng thộp nh nht Vic chn t l h/b hp lý kt hp vi cỏc phng ỏn gia cụng sn trờn cỏc phn t cn tng cng (sn biờn/sn trung gian) phự hp (v kớch thc, s lng, v trớ) s cho kh nng chu mụmen thit k ln nht Kin ngh - Trong iu kin Vit Nam cha cú tiờu chun thit k thộp thnh mng, thỡ kin ngh s dng AS/NZS 4600: 2005 (cNewzealand) hon ton phự hp - Tip tc y mnh nghiờn cu ng dng chuyn giao thit b v cụng ngh sn xut x g mỏi nh thộp thnh mng, to hỡnh ngui cụng trỡnh xõy dng ti Vit Nam - Nghiờn cu ban hnh tiờu chun Vit Nam v thit k kt cu thộp thnh mng, to hỡnh ngui Hng phỏt trin ca ti - Nghiờn cu thc nghim n nh on cỏnh x g vi cỏc dng tit din ch C v ch Z - Hon thin phn mm thit k x g CFS v cỏc bng tra phự hp mụun v vt liu thộp Vit Nam Footer Page 26 of 258 ... chng trỡnh tớnh lm cụng c kho sỏt nghiờn cu tớnh toỏn tit din hp lý cho cu kin x g CFS chng CHNG TNH TON KHO ST CHN TIT DIN HP Lí CHO X G THẫP THNH MNG, TO HèNH NGUI 3.1 XY DNG THUT TON V CHNG... ph thuc vic phõn b t l h/b cho cỏc phn t cỏnh (nộn hoc kộo) v bng Vn cn kho sỏt vi tit din hp lý nh mc 3.2 (ch Z i xng, cú sn biờn Hỡnh 3.1b), t l h/b no cú li nht cho tit din ? (kh nng chu mụmen... thit k - Kho sỏt xut chn tit din hp lý cho x g tit din ch Z dựng thộp thnh mng, to hỡnh ngui, c th phm vi kho sỏt: + Chn tit din ch Z i xng, vi t l h/b hp lý tựy theo b dy t(mm) nh sau: Khi t=2