Tính toán ổn định thanh tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Úc (Luận văn thạc sĩ)

Tính toán ổn định thanh tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Úc (Luận văn thạc sĩ)Tính toán ổn định thanh tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Úc (Luận văn thạc sĩ)Tính toán ổn định thanh tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Úc (Luận văn thạc sĩ)Tính toán ổn định thanh tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Úc (Luận văn thạc sĩ)Tính toán ổn định thanh tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Úc (Luận văn thạc sĩ)Tính toán ổn định thanh tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Úc (Luận văn thạc sĩ)Tính toán ổn định thanh tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Úc (Luận văn thạc sĩ)Tính toán ổn định thanh tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Úc (Luận văn thạc sĩ)Tính toán ổn định thanh tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Úc (Luận văn thạc sĩ)Tính toán ổn định thanh tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Úc (Luận văn thạc sĩ)

B GIÁO D O I H C DÂN L P H I PHỊNG NGUY N DUY LINH KHĨA (2014-2016) L P CAO H C KHĨA TÍNH TỐN NH THANH T O HÌNH NGU I THEO TIÊU CHU N ÚC Chuyên ngành: K THU T XÂY D NG CÔNG TRÌNH DÂN D NG VÀ CƠNG NGHI P MÃ S : 60.58.02.08 LU THU T ng d n khoa h c: TS Tr ng Quang H i Phòng, tháng 2017 L IC thép cán nóng TCVN 5575- - hêm L Sinh ngày: 13/6/1984 M CL C M U NG QUAN Khái ni m k t c u t o hình ngu i m ph m vi áp d ng m c a k t c u thép t o hình ngu i 10 m 10 Các d ng c u ki n t o hình ngu i 11 Ch t o s d ng t o hình ngu i 13 5.1 Ch t o 13 5.2 V t li u, liên k t: 18 5.3 S d ng thép t o hình ngu i: 19 NG II TÍNH TỐN C U KI N THANH T O HÌNH NGU I 22 I THI T K THEO TR NG THÁI GI I H N C A AS 4600 22 II M T S C U KI N THANH THÀNH M NG 22 Ph n t (element) 22 Ph n t ph ng 23 Góc u n (bend) 23 Ph n t cong (arched element) 23 Ph n t ng c ng (stiffened compression element) 23 Ph n t ng (unstiffened compression element) 24 Ph n t n ng nhi u l n (multipe stiffened compression element): 24 n (stiffener): 25 B r ng ph ng b (flat width): 25 10 B dày (thickness): 25 11 B r ng h u hi u: 25 III S C A THÉP U N NGU I: 26 T DI N: 27 V B R NG H U HI U C A C U KI N: 29 S m t nh c c b c a t m ch u nén 29 ng ch T Ph n t u 30 ng ch u ng su t bi Ph n t i n tính 32 ng 33 Ph n t ch u, có m n bên 33 VI TÍNH TỐN C U KI N CH U U N 37 Tính tốn v b n 37 Tính tốn kh a ti t di n MS 37 võng 38 CH U O N BIÊN DO U N XO N 39 S o n bên u n- xo n 39 o n u n xo n theo AS 4600 41 VIII M T S BÀI TOÁN KI I V I THANH THÀNH M NG TI T DI N CH C 47 62 ÁP D NG KI I THANH THÀNH M NG T O HÌNH NGU I M T NH (O N) DO XO N H C U N XO N (C T) 62 M t s khái ni m: 62 lý thuy t toán i v i ti t di nh xo n ho c u n xo i v i c t 62 i x ng (tâm u n không trùng tr ng tâm c t): 64 i v i ti t di n có tr i x ng 65 i v i ti t di n có tr i x ng 66 2.4 Ki m tra nh (o n) u n xo n c u ki n thành m ng theo tiêu chu n AS4600 (Úc) 66 2.5 Áp d ng ki m tra nh xo n u n xo n c t thép ti t di n ch I, cánh r ng (HFB) 68 70 K T LU N VÀ KI N NGH 70 K t lu n 70 Ki n ngh 70 TÀI LI U THAM KH O 72 DANH M C CÁC HÌNH, CÁC B NG Hình 1.1 K t c u m t t o hình ngu i Hình 1.2 B dày c a t o hình ngu i Hình 1.3 Các lo i ti t di n u n ngu i 11 Hình 1.4 S làm vi c c a c u ki n thành m ng 12 ng làm hoàn toàn b ng c u ki n thành m ng t o hình ngu i 12 Hình 1.6 Máy d p mép 14 Hình 1.7 Máy ép khn 15 Hình 1.8 Máy cán tr 17 liên k t hàn ch p áp l c s d ng ngu Hình n 19 liên k t bu lông 19 Hình 2.1: Góc u n 23 Hình 2.2: Các lo i ph n t 23 Hình 2.3: Ph n t ng 24 Hình 2.4: Ph n t ng 24 Hình 2.5: Ph n t ng c ng nhi u l n 24 n biên 25 n trung gian 25 B Hình 2.8 M t t di n c a ph n t ng trung bình hay g p 27 nh c a t m ch u nén 29 Hình 2.9: S phân b ng su t sau t i h n 30 Hình 3.10: Ph n t ng ch Hình 2.11:Ph n t ng u 32 n biên 34 Hình 2.12: Bi phân b ng su t ph n t thu ng h p 35 Hình 2.13: Bi phân b ng su t ph n t thu ng h p 36 Hình 2.14: Các d ng ti t di n ch u u n 38 Hình 2.15: S o n bên u n xo n 39 Hình 2.16: Momen t i h n c a c u ki n o n-u n xo n 42 c hình h c thép C 200 48 U M Lý ch tài: -formed n i v i c u ki n thép thành m u quan tr ng ph i tính tốn ki m tra t nh xo n ho c u n xo n ph c t c ng l gi i quy theo lý thuy t nh c a Timoshenko Vlaxop nh nh giá tr l c t ih ng h p phá ho i m t nh xo n ho c u n xo ng th có th áp d ng th c t i thi t k c n l a ch n tiêu chu n tính tốn phù h p Lu u s d ng tiêu chu n thi t k k t c u thép t o hình ngu i AS/NZS 4600-1996 (Úc) (vi t g u phù h p v i th c t s n xu t k t c u thép c a r t nhi u công ty liên doanh v ng c ta góp ph n vào s phát tri n ph bi n lý thuy t tính tốn t o hình ngu i t o hình ngu i t i Vi cs ng d n t n tình c a Ti n s Tr nh t o hình ngu i theo tiêu chu - t thêm NG QUAN KHÁI QUÁT TÌNH HÌNH CH T O VÀ S D NG K T C U THANH T O HÌNH NGU I TRONG XÂY D NG Khái ni m k t c u t o hình ngu i .1 dài l s l Hình 1.1 K t c u m t t o hình ngu i u hai m t bên c a m c g i m t trung gian -M Giao n c a m t trung gian v i m t c t ngang g ng trung gian Hình dáng c c g i chu n c a m t c t ngang - Thanh có m t c t ngang h chu n c a m ng h có m t c t ngang kín chu n c a m ng kín - B dày c i ho i (xem hình 1.2) Hình 1.2 B dày c a t o hình ngu i m ph m vi áp d ng t lo i k t c u thép nh c s d ng t hàng ch c, m c áp d ng Vi t Nam th i gian g t c u thép nh khác bi t v i k t c u thép thông d ng nh n sau : - S d ng thép t o hình ngu i t t m thép r t m ng (t i 1,0 mm tr lên); - S d ng lo i ti t di n khơng có k t c di n kín, ti t di n vng, ti t di n tròn ; -S d t khơng dùng k t c t ng m quan tr ng nh t s d ng thép t o hình ngu i t t m thép m ng, sau ta s g i thành m ng ho c thép hình u n ngu i Bên c nh lo ng, hi t o r ng rãi thép hình u n ngu i Vi c s d ng thành m ng t o m t cách ti p c n khác c a k t c u thép m n xây d ng: thi t k , ch t o, d ng l p tm c v t li u công ngh cs d mang áp d ng vào k t c u xây d ng n có th t o nên lo i k t c u m i tr ng ng gi m nh - K t c u t o hình ngu i khác bi t v i k t c u thép thông d ng nh m sau: + S d ng thép t o hình ngu i t t m thép r t m ng (0, 4mm) n + S d ng lo i ti t di n khơng có k t c di n Z, C, ti t di n kín, ti t di n vng, ti t d n tròn t +S d t khơng dùng k t c ng + m quan tr ng nh t s d ng thép t o hình ngu i t t m thép thành m ng, ta s g i t o hình ngu i ho c thép hình u n ngu i + Các ph n t c a c u ki n thành m u t m m ng Sau ng su t t i giá tr t i h n, t m b o phá h y, v n kh ch u thêm l c t i tr t thêm vào s gây s phân b l i ng su t c u ki n v n ch c t i tr ng Hi ng g i s làm vi c sau t i h n c áp d ng nhi u cho c u ki n thành m ng - m làm vi c c a t o hình ngu i t o hình ngu i: + Thanh ti t di n h : làm vi c ti t di n không ph ng, không tuân theo gi i thi t ti t di n ph ng, m t c t ngang b vênh Khi ch u xo n, phát sinh ng su t ph + Thanh ti t di n kín: làm vi 3.1 ng m c a k t c u thép t o hình ngu i: m: - Gi m tr ng thép t 25-50%, v lí thuy t có th gi s n v ch t o khơng kinh t n a - D ng l p nhanh, gi m th i gian ch t o l p ráp - Hình d ng ti t di c ch n t ng theo yêu c u u l c c a ti t di n có l i, s phân b v t li u h p lí, nh t dùng ti t di n kín - Dùng ti t di n kín t o v p k t c u, b t che l p di n tích kính l y sáng 3.2 Khuy m: - Giá thành thép u n ngu - Chi phí phòng ngh nhi u di n tích ph m t c a ti t di n thép l 10 n = b = 48 (mm) 58 = C2 = 0,812.14=11,4 (mm) : u hồn tồn, tính tốn mô Ly2 L y Ly Cánh 48 158 góc 8x2 156,8 Mép 11,4 145,3 148 79 11692 8x2 1,8 14 48 Io 7584 1198272 2508,8 393380 18,6 x 240677,8 123,5 923668 270150 29 52 18,6 x 14 196 2744 229 0 0 1656,42 301,4 23666 tâm mm h0 = 159-78,5=80,5 (mm) > d/2 = 80 59 2758794 270577 e1 + be2 =34,5+68=102,5(mm)> =80,5(mm) : I= + I0 - 2758794 + 270577 78,52 301,4= 1172069 mm3 (Io momen quán tính c a m i ph n t v i tr c b n thân c a nó) Momen quán tính th t c a ti t di n h u hi u: I =1172069.2 = 2344138 (mm4) ng u n c a ti t di n h u hi u: Ze = 2344138 / 80,5= 29120 mm3 = 29,12 m3 Momen u n tính tốn mà ti t di n ch Ms = 29,12 x 34 = 990,08 kNcm M* = 0,95 x 990,08 = 940,576 kNcm 60 c ng) ( = 0,95 tính tốn theo b 7) T i tr ng mà ti t di n ch c: (4) K t lu n 3: , tính tốn theo AS 4600 61 III ÁP D NG KI M TRA I THANH THÀNH M NG T O HÌNH NGU I M T NH (O N) DO XO N H C U N XO N (C T) M t s khái ni m: nh thép thành m ng ph c t ng, bao g m: a S m t u so v i thép cán nóng thơng nh c a c t u n d c: Ti t di n xoay quanh tr c i x ng y ng y-y) không kèm theo xo ng x y ti t di n có tr i x ng g i ti t di i x ng kép (Ch I, hình h p, hình ng ) b S m t nh c t b xo n quanh tâm xo n ti t di n: Ti t di n xoay quanh tâm xo n không kèm theo u n Thu ng ch x y v i c u ki n ng c ng ch ng xo n nh (ch I, ch th p, ch C ) c S m t nh c t ch u u n xo n k t h p: C tv ab u t ph ng ti t di n x-x yng th i l i ch u xo i v i tr c d c zng x y ti t di n có tr c i x ng g i ti t di ix t di n ch T, ch u ) ho c ti t di n khơng có tr i x ng Ngoài ra, nh t thi t ph i ki m tra nh c c b c a phân t cánh b ng c a ti t di n c m t nh c t xo n ho c u n xo n ph c t p nh t b i s méo mó m t c t ngang tr ng thái m t nh d n n c t khơng ch có bi n d ng d c u n mà có bi n d ng d c xo n ng su t bi n d ng d c ph thêm ph thu c c a ti t di n thành m ng l n nên khơng th b qua tính tốn, thi t k lý thuy t toán nh xo n ho c u n xo G i xo,yo t tâm u n O và, di n Theo Vlaxov, h c u ki n thành m ng có d ng t EIxuIV EIyuIV o - Pxo o 62 to i v i c t qu m M (x,y) ti t nh tr ng thái gi i h n c a IV EI + (Pr20 - GJ) - Pyo -Px0v=0 P: L c nén c t u,v góc xoay c.v o hàm l y theo tr c z Ix, Iy: Mômen kháng u n c a ti t di n h u hi u I : H ng s vênh c a ti t di n: -x y-y I = (3-55) J: Mômen tính xo n ti t di n: J = (3-56) t c a thép ro: Bán kính quán tính c c c a ti t di i v i tâm u n O (xo,yo) ro = (3-57) Gi s u liên k t kh z=0 z=L Vì mơmen u trình vi phân có d ng: u ki n biên có d ng: u=0,v=0, =0 t i mc ah u=Asin(n z/L); v=Bsin (n z/L); =Csin (n z/L) A,B,C: Các h s (3-58) có l c t i h n nh nh t l y n=1 L: Chi u dài hình h c c a c t t = n /L Thay nghi m vào h th a s chung 2sin ch (EIy P)A -yoPC=0 (EIx P)A -xoPC=0 n is nh A,B,C: (EI - (ro2P-GJ))C-yoPA + xoPB =0 t: Px = EIx Py= EIy Pz= (EI 2 = (3-59) = (3-60) + GJ)/ro= (3-61) 63 lox, loy, loz: Chi u dài tính tốn c a c t u n quanh tr c x-x, y-y xo n quanh tr c z-z h s nh th c c a h ph i = Ta có: i v i ti t di Khai tri i x ng (tâm u n không trùng tr ng tâm c t): nh th (-ro2+y02+x02)P3 + [(P +Px+Py)ro2 - y02Px-x02Py]P2 + PxPyP ro2 = ro2(PxPy+PyP +PxP )P L c t i h n P = c a nghi (3-62) 1,P2,P3) Xét hàm f(P) = V trái c c ch n h tr c 0xy h p lý s PxLcr l c t i h n P=Py: C t s b m t nh (o n) u n d c - N u LLcr l c t i h n P = Py: C t s b m t nh (o n) u n d c - N u L 1,5: fn= (0,877/ (3-78) theo 3.4.1-AS4600 (4) c)fy - Tính kh a c t: Nc = Ae.fn (3-79) theo 3.4.1-AS4600 (2) Ae: Di n tích ti t di n h u hi u ch u nén - Ki c: u ki n H s nh: N< c.Nc u ki n làm vi c ch u nén trung tâm 2.5 Áp d ng ki m tra cánh r ng (HFB) (3-80) c =0,85 nh xo n u n xo n c t thép ti t di n ch I, Ví d tính tốn: Ki m tra nh u n xo n cho c t thép thành m ng ti t di nh hình s hi u 25090HFB28 theo cơng ngh Úc L c nén tính tốn c ox=loy=loz=3,5m; A=16,15cm2; Ae=13,09cm2; Ix=1550cm4; Iy=81,2cm4; I =9110cm4; J= 43,8cm; rx=9,78cm; ry=9,79cm V t li u thép có gi i h n ch y fy=3400daN/cm2 Do ti t di n i x ng kép nên xo=yo=0 - Tính toán foy= ng su t o n u n d c: =(3,142.2.106)/(350/9,79)2= 15430daN/cm2 - Tính ng su t o n xo n foz: foz= = = 11801,02daN/cm2 Suy ra: foc = (foy, foz)= 11801,02daN/cm2 - Bán kính quán tính c ro = = i v i tâm u n O (0,0): = 13,84cm 68 - m nh ti t di n c: c = - Tính l c t i h ( = c = 1,14< 1,5 < 1,5 nên fn= (0,658 )fy = ).3400= 3372,222daN/cm2 - Tính l c nén l n nh t: N= c.Nc=0,85.Ae.fn = 0,85.13,09.3372,222 = 37521daN = 375,2kN > 180kN V y: C t ti t di 180kN mb 69 u ki n nh ch u l c nén 5575-2012 n ÚC AS so sánh m tra, ban -2012 x -S m t nh theo d ng u n xo n k t h p d ng phá ho ng g i v i c u ki n thép thành m ng Tu theo hình d ng ti t di i x ng kép hay b t k c giá tr l c t i h n t nh ng su t t i h ki m tra toán nh t ng th i - Vi c c u t o ti t di n cho có to tâm u n (xo,yo) h l a ch n chi u dài tính tốn c u ki n phù h p (L) s có tác d ng quan tr h n ch m t nh u n xo n gi i quy t toán ng thái gi i h n u s d tính tốn ki m tra nh c u ki n thép thành m u ki n th c t n Vi t Nam v tính tốn k t c u thép thành m ng : Trong T c hành 70 AS 4600, em - , sinh tốn m tính 71 TÀI LI GS-TS - 2015 Ths - T thép n XDVN 5575-2012, t Trusbuild.com.vn http://www.bluescopesteel.com.au/ n -2004 Australia/New Zealand Standard, Cold-formed Steel Structure, AS/NZS 4600:1996 10 Dempsey, R.I, Hollow Flange Beam Member Design Manual, Palmer Tube Technologies, 1993 11 Hancock, Gregory Design of cold-formed Steel structures (to Australian/New Zealand Standard AS/NZS:4600), Australian Institute of Steel Construction 1998 72 ... thuy t tính tốn t o hình ngu i t o hình ngu i t i Vi cs ng d n t n tình c a Ti n s Tr nh t o hình ngu i theo tiêu chu - t thêm NG QUAN KHÁI QUÁT TÌNH HÌNH CH T O VÀ S D NG K T C U THANH T O HÌNH... 72 DANH M C CÁC HÌNH, CÁC B NG Hình 1.1 K t c u m t t o hình ngu i Hình 1.2 B dày c a t o hình ngu i Hình 1.3 Các lo i ti t di n u n ngu i 11 Hình 1.4 S làm vi c c... S d ng thép t o hình ngu i: 19 NG II TÍNH TỐN C U KI N THANH T O HÌNH NGU I 22 I THI T K THEO TR NG THÁI GI I H N C A AS 4600 22 II M T S C U KI N THANH THÀNH M NG