Nghiên cứu quy trình kiểm định kết cấu giàn mái không gian (tt)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI NGÔ MẠNH TOÀN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KIỂM ĐỊNH KẾT CẤU GIÀN MÁI KHÔNG GIAN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Hà Nội - 2

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

NGÔ MẠNH TOÀN

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KIỂM ĐỊNH KẾT CẤU GIÀN MÁI KHÔNG GIAN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Hà Nội - 2016

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

-

NGÔ MẠNH TOÀN KHÓA: 2014-2016

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KIỂM ĐỊNH KẾT CẤU GIÀN MÁI KHÔNG GIAN

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã số : 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS NGUYỄN HỒNG SƠN

Hà Nội – 2016

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất, tôi xin trân trọng cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Hồng Sơn, người thầy đã trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn khoa học và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, hoàn thành luận văn này

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, Khoa sau đại học của nhà trường cùng các thầy cô giáo, những người đã trang bị kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập

Xin chân thành cảm ơn tất cả các bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp

đỡ nhiệt tình và đóng góp nhiều ý kiến quý báu để tôi hoàn thành luận văn này

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Trang 4

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

Trang 5

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ

MỞ ĐẦU

* Lý do chọn đề tài 1

* Mục đích nghiên cứu 2

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

* Phương pháp nghiên cứu 2

* Cấu trúc luận văn 2

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG VÀ KIỂM ĐỊNH KẾT CẤU GIÀN MÁI KHÔNG GIAN 3

1.1 Lịch sử phát triển kết cấu giàn mái không gian 3

1.1.1 Trong nước 4

1.1.2 Ngoài nước 6

1.2 Một số hệ giàn không gian nổi tiếng trên thế giới 9

1.2.1 Hệ giàn MERO 9

1.2.2 Hệ giàn UNISTRUT 10

1.2.3 Hệ giàn OKTAPLATT 11

1.2.4 Hệ giàn HARLAY 12

1.3 Tổng quan về kiểm định kết cấu giàn mái không gian 12

1.3.1 Quy định chung về kiểm định kết cấu ở Việt Nam 13

1.3.2 Quy định chung về kiểm định kết cấu ở các nước 14

1.3.3 Nhận xét chung 17

Trang 6

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KIỂM ĐỊNH KẾT CẤU

GIÀN MÁI KHÔNG GIAN 19

2.1 Cơ sở pháp lý về kiểm định kết cấu giàn mái không gian 19

2.1.1 Nghị định 46/2015/NĐ-CP 19

2.1.2 Các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam 21

2.1.3 Các tiêu chuẩn hiện hành của nước ngoài 22

2.1.4 Tổng quan về quy định thử nghiệm thử tải tĩnh 26

2.2 Quy trình thử nghiệm trong phòng 28

2.2.1 Thử nghiệm kéo tổ hợp thanh giàn 29

2.2.2 Kiểm định nút cầu 35

2.2.3 Kiểm định bu lông 36

2.2.4 Kiểm định thanh giàn 37

2.3 Quy trình thử nghiệm kiểm định tại hiện trường 38

2.3.1 Thu thập hồ sơ về kết cấu giàn mái không gian 38

2.3.2 Kiểm tra sau khi lắp dựng 39

2.3.3 Tính toán kết cấu giàn mái không gian 40

2.3.4 Thử nghiệm thử tải tĩnh kết cấu giàn mái không gian 46

2.4 Trình tự thực hiện kiểm định kết cấu giàn mái không gian 51

CHƯƠNG 3 ÁP DỤNG QUY TRÌNH KIỂM ĐỊNH KẾT CẤU GIÀN MÁI KHÔNG GIAN 56

3.1 Giàn mái Nhà thi đấu thể dục thể thao đa năng Tỉnh Bắc Kạn 56

3.1.1 Giới thiệu kết cấu giàn mái 56

3.1.2 Công tác kiểm định trong phòng 56

3.1.3 Công tác kiểm định ngoài hiện trường 62

3.1.4 Đánh giá kết quả kiểm định 66

3.2 Giàn mái Nhà tập đa năng Trường THPT chuyên Nguyễn Huệ - Hà Đông 68

3.2.2 Công tác thu thập hồ sơ trước khi thử tải tại hiện trường 68

3.2.3 Công tác thử tải tĩnh tại hiện trường 69

Trang 7

3.3 Giàn mái Nhà thi đấu thể thao đa năng Hải Phòng 73

3.4 Giàn mái Nhà hát Ca, Múa, Nhạc Dân gian Việt Bắc 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 83

Kiến nghị 83

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Trang 8

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu

Bảng 2.1 Bảng phân cấp tải trọng thử nghiệm 32

Bảng 2.2 Sai số cho phép và phương pháp kiểm tra nút cầu 35

Bảng 2.3 Hàm lượng của các nguyên tố, % đối với thép C45 36

Bảng 2.4 Sai số cho phép và phương pháp kiểm tra thanh giàn 38

Bảng 3.1 Kết quả thử nghiệm cường độ và mô đun đàn hồi vật liệu ống 57 Bảng 3.2 Kết quả thử nghiệm bu lông 57

Bảng 3.3 Kết quả thử nghiệm thành phần hóa vật liệu thép 58

Bảng 3.4 Kết quả thử nghiệm kéo tổ hợp bu lông – cầu – bu lông 58

Bảng 3.5 Giá trị tải trọng thử nghiệm đối với mỗi thanh giàn 59

Bảng 3.6 Kết quả thử nghiệm kéo tổ hợp thanh giàn 61

Bảng 3.7 Các cấp tải trọng thử nghiệm 64

Bảng 3.8 Kết quả so sánh chuyển vị đứng giữa tính toán và thử nghiệm 66 Bảng 3.9 Kết quả đánh giá hồ sơ quản lý chất lượng 69

Bảng 3.17 Kết quả so sánh chuyển vị đứng giữa tính toán và thử nghiệm 81 Bảng A.1 Kết quả đo chuyển vị trong quá trình thử tải tĩnh

Trang 9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Số hiệu

Hình 1.1 Giàn mái nhà thi đấu thể thao đa năng 5

Hình 1.2 Giàn mái công trình CLB Bơi lặn Đà Nẵng 6

Hình 1.3 Giàn mái công trình Nhà biểu diễn đa năng Đà Nẵng và Giàn

mái Nhà hát Ca, Múa, Nhạc Dân gian Việt Bắc 6

Hình 1.4 Kết cấu giàn mái công trình công cộng 8

Hình 1.5 Kết cấu giàn mái công trình công nghiệp 8

Hình 1.6 Nút giàn kiểu MERO 10

Hình 1.7 Nút giàn kiểu UNISTRUT 11

Hình 1.8 Nút và kết cấu giàn kiểu OKTAPLATT 11

Hình 1.9 Nút giàn kiểu HARLAY 12

Hình 2.1 Chi tiết liên kết thanh với nút trong giàn MERO 28

Hình 2.2 Cấu tạo thanh giàn thép ống 30

Hình 2.3 Sơ đồ thử nghiệm kéo 32

Hình 2.4 Nút cầu bu lông 42

Hình 2.5 Cấu tạo đầu ống 44

Hình 2.6 Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt kết cấu giàn mái 46

Hình 2.7 Sơ đồ khối quy trình kiểm định kết cấu giàn mái không gian với công trình có tính đặc thù đang xây dựng 53

Hình 2.8 Sơ đồ khối quy trình kiểm định kết cấu giàn mái không gian với công trình có tính đặc thù đã xây dựng xong 54

Hình 2.9 Sơ đồ khối quy trình kiểm định kết cấu giàn mái không gian với công trình không có tính đặc thù 55

Hình 3.1 Sơ đồ thử nghiệm kéo thanh thép ống 59

Hình 3.2 Biều đồ quan hệ P-*T ( L)khi kéo thanh thép ống 62

Trang 10

Số hiệu

Hình 3.3 Mặt bằng tổng thể kết cấu giàn mái 64

Hình 3.4 Mặt bằng vị trí chất tải ở thanh cánh trên 65

Hình 3.5 Mặt cắt thể hiện vị trí gia tải và điểm đo thử nghiệm 65

Hình 3.6 Mặt bằng bố trí điểm đo ở thanh cánh dưới 66

Hình A.1 Biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị

Hình A.2 Biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị

Hình A.3 Sai số kích thước theo trục và đường chéo

Hình A.4 Sai số cao độ đáy các quả cầu

Hình A.5 Vị trí kiểm tra mối hàn gối đỡ

Hình A.6 Thử nghiệm kéo bu lông – nút cầu – bu lông

Hình A.7 Thử nghiệm kéo tổ hợp thanh giàn

Hình A.8 Thử nghiệm kiểm tra lực xiết bu lông

Hình A.9 Thử nghiệm thử tải tĩnh

Hình A.10 Thử nghiệm thử tải tĩnh

Trang 11

MỞ ĐẦU

* Lý do chọn đề tài

Kết cấu giàn mái không gian, loại nút liên kết các thanh theo kiểu MERO – loại nút cầu, trong những năm gần đây đã được áp dụng làm kết cấu chịu lực cho mái trong nhiều công trình ở nước ta Các công trình có sử dụng kết cấu giàn mái không gian tại Việt Nam, kết cấu giàn mái đều sử dụng tiêu chuẩn nước ngoài để thiết kế Khi nghiệm thu công tác gia công, lắp dựng loại kết cấu này trước khi đưa vào sử dụng thì việc chứng nhận đảm bảo an toàn chịu lực được ưu tiên hàng đầu do đặc thù của loại kết cấu này phủ trên mặt bằng rộng, phía bên dưới tập trung đông người

Các tiêu chuẩn hiện hành về kiểm định kết cấu công trình ở Việt Nam áp dụng cho kết cấu thép nói chung và kết cấu giàn không gian nói riêng, chủ yếu tập trung về các quy định việc thử nghiệm thành phần cơ lý, thành phần hóa học của các bộ phận trong chi tiết kết cấu, gồm vật liệu thép và bu lông, đường hàn trong liên kết Các đơn vị kiểm định trong nước chỉ thực hiện những phép thử trên đối với hạng mục kết cấu giàn mái không gian

Còn đối với kết cấu giàn mái không gian của những công trình dân dụng

có tính chất đặc thù (công trình quan trọng, tập trung đông người) với những điều kiện như: vượt nhịp lớn, diện tích phủ mặt bằng rộng thì tùy loại dự án, công tác kiểm định có thêm phần đánh giá hiện trường bằng thử tải tĩnh Tiêu chuẩn về thử nghiệm thử tải tĩnh đối với loại kết cấu này hiện tại vẫn chưa có

ở Việt Nam, các đơn vị kiểm định đang áp dụng các tiêu chuẩn nước ngoài,

và thường dùng tiêu chuẩn của Trung Quốc

Bản thân tác giả Luận văn cũng đã thực hiện thử nghiệm thử tải tĩnh nhiều kết cấu giàn mái không gian trước khi đưa vào sử dụng Khi so sánh kết quả đo chuyển vị, thấy kết quả thu được bằng thực nghiệm lớn hơn so với kết quả bằng tính toán lý thuyết thông thường (khoảng 10%)

Trang 12

2

Từ những phân tích nêu trên, đề tài “Nghiên cứu quy trình kiểm định

kết cấu giàn mái không gian” có tính cấp thiết và tính thực tiễn cao

* Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu các tài liệu pháp lý quy định về công tác kiểm định kết cấu giàn mái không gian

Nghiên cứu, tìm hiểu một số tiêu chuẩn của Việt Nam và các nước để đề xuất quy trình kiểm định kết cấu giàn mái không gian, phù hợp với điều kiện

hiện nay của Việt Nam

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng của nghiên cứu: kết cấu giàn mái không gian, nút liên kết loại MERO với cấu tạo theo mô đun cho mỗi thanh giàn MERO, gồm thanh ống, côn, ống lồng, bu lông, cầu liên kết

- Phạm vi nghiên cứu: cách kiểm định các bộ phận cấu thành kết cấu giàn mái không gian, phương pháp đánh giá khả năng chịu lực thực tế của kết cấu giàn mái không gian chịu tĩnh tải và hoạt tải sửa chữa

* Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu tài liệu về kết cấu giàn mái không gian

Tìm hiểu các tiêu chuẩn về kiểm định kết cấu giàn mái không gian, ưu tiên những tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam

Thu thập số liệu thử nghiệm trong phòng và ngoài hiện trường mà các đơn vị kiểm định trong nước đã thực hiện với kết cấu giàn mái không gian

* Cấu trúc luận văn

Luận văn có phần mở đầu, ba chương, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, kèm phụ lục Ba chương của luận văn được viết theo trình tự sau: Chương 1 Tổng quan về sử dụng và kiểm định kết cấu giàn mái không gian Chương 2 Nghiên cứu quy trình kiểm định kết cấu giàn mái không gian Chương 3 Áp dụng quy trình kiểm định kết cấu giàn mái không gian

Trang 13

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui

lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện

– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

Email: digilib.hau@gmail.com

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

Trang 14

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1 Kết luận

Qua quá trình nghiên cứu các tài liệu pháp lý của Việt Nam cũng như nước ngoài về kiểm định kết cấu giàn mái không gian, luận văn đã đạt được các kết quả sau:

- Nghiên cứu tổng quan về kiểm định kết cấu giàn mái không gian;

- Đã đề xuất được quy trình kiểm định kết cấu giàn mái không gian phù hợp với điều kiện và năng lực các đơn vị kiểm định ở Việt Nam;

- Kiểm chứng đề xuất quy trình kiểm định trên với một số kết cấu giàn mái không gian đã được các đơn vị trong nước thực hiện kiểm định

Từ kết quả nghiên cứu, có thể rút ra một số nhận xét sau:

- Kiểm định kết cấu giàn mái không gian là cả một quá trình từ việc tính toán lý thuyết cho đến lấy mẫu thử nghiệm trong phòng và thử nghiệm tại hiện trường;

- Các thử nghiệm thành phần cơ lý, thành phần hóa của các bộ phận trong chi tiết kết cấu giàn mái không gian, gồm vật liệu thép và bu lông, đường hàn trong liên kết đã quy định rõ trong các tiêu chuẩn về kiểm định kết cấu thép ở Việt Nam;

- Thử nghiệm kéo bu lông – nút cầu – bu lông và thử nghiệm kéo tổ hợp thanh giàn là công việc cần thiết giúp đơn vị thiết kế lựa chọn hợp lý các bộ phận trong thanh giàn;

- Công tác thử tải tĩnh tại hiện trường là cần thiết đối với kết giàn mái không gian của công trình có tính đặc thù phục vụ công tác chứng nhận

an toàn chịu lực; còn lại phải thực hiện công tác đo võng do tải trọng hệ thống mái sau khi lắp dựng xong kết cấu giàn không gian

Trang 15

2 Kiến nghị

Kết quả của luận văn mới chỉ lập ra quy trình kiểm định kết cấu giàn mái không gian loại Mero và thử tải với tải trọng tĩnh, cần có những nghiên cứu thêm cho kết cấu thép vượt nhịp lớn, tháp, trụ chịu tải trọng gió và nhiệt

độ

Hiện nay, theo liệt kê trong kết quả thực hiện luận văn, có nhiều tiêu chuẩn phương pháp thử mà Việt Nam chưa có, do đó cần có kế hoạch nghiên cứu, biên soạn và ban hành các tài liệu chuẩn này để làm cơ sở cho việc triển khai các phép thử liên quan

Quy trình kiểm định này có thể lập thành Tiêu chuẩn thử tải tĩnh kết cấu giàn mái không gian, nhưng trước đó cần phải có Tiêu chuẩn thiết kế đối với loại kết cấu này

Trang 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt:

1 Nguyễn Tiến Chương (2007), Kết cấu giàn lưới không gian kim loại Chỉ dẫn thiết kế, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

2 Công ty Tư vấn Kiểm định Thái Nguyên (2008), Báo cáo kết quả kiểm định kết cấu giàn mái công trình Nhà thi đấu thể dục thể thao đa năng Tỉnh Bắc Kạn

3 Nghị định Chính phủ 46/2015/NĐ-CP ngày 12 tháng 05 năm 2015,

Quản lý chất lượng và bảo trì công trình xây dựng

4 Nguyễn Văn Liên, Nguyễn Tiến Chương, Lê Thanh Huấn, Ngô Mạnh

Toàn (2001), Báo cáo tổng kết đề tài khoa học giàn lưới kim loại Mã

số RD 37-98, Viện KHCN Xây dựng, Bộ Xây dựng

5 Nguyễn Hồng Sơn, Nguyễn Lệ Thủy (2014), Báo cáo tổng kết kết quả

đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường – Nghiên cứu cấu tạo và tính toán giàn thép có mái lợp nhẹ theo tiêu chuẩn TCXDVN 338:2005,

Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

6 Võ Văn Thảo (1996), Phương pháp khảo sát – nghiên cứu thực nghiệm công trình, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội

7 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 197: 2002, Vật liệu kim loại – Thử kéo ở nhiệt độ thường, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội

8 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1765: 1975, Thép cacbon – kết cấu thông thường, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội

9 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1766: 1975, Thép cacbon kết cấu chất lượng tốt, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội

10 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1916: 1995, Bu lông, vít, vít cấy và đai

ốc - yêu cầu kỹ thuật, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	814,75 KB