BÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦU P4

BÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦUBÀI GIẢNG CAO HỌC: TẢI TRỌNG GIÓ ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CẦU

Phân loại Mơ hình kết cấu phân chia thành sáu loại phụ thuộc vào mục đích sử dụng mơ hình Mơ hình đàn hồi: loại mơ hình hồn tồn giống với kết cấu thật làm vật liệu đàn hồi, đồng (homogeneous, elastic material) Loại vật liệu làm mơ hình khơng thiết vật liệu dự định thiết kế cho kết cấu thật Khi thí nghiệm mơ hình phải giới hạn tải trọng tác dụng miền đàn hồi tất nhiên khơng dùng để đánh giá vết nứt, tính dẻo ứng sử sau đàn hồi khác Vật liệu cho loại mơ hình thư ờng chất dẻo (Plexiglas, Lucite, Perspex), nhựa PVC, gỗ nhẹ Trong nhiều trường hợp để tăng tính minh họa, chẳng hạn phóng đại độ võng kết cấu, ta dùng loại nhựa dẻo, cao su, Mơ hình gián tiếp: loại mơ hình trư ờng hợp đặc biệt mơ hình đàn h ồi để vẽ đường ảnh hưởng nội lực, phản lực gối Mơ hình khơng thiết phải trùng hợp với kết cấu thật mà mặt cắt, liên kết phụ thay đổi độ cứng EJ (hay EF) phải giữ tỷ lệ Hiện mơ hình sử dụng ta mơ hình hóa máy tính sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn tính kết cấu để vẽ đuờng ảnh hưởng cho kết tin cậy Mơ hình trực tiếp: mơ hình trực tiếp phải có giống kết cầu thật hình dáng tải trọng Biến dạng, ứng suất độ võng đo tổ hợp tải trọng khác thường tỷ lệ với kết cấu thực Như mô hình đàn hồi loại mơ hình trực tiếp (hình 1) Mơ hình cư ờng độ: loại mơ hình đ ể thí nghiệm xác định tải trọng giới hạn mà kết cấu chịu nên gọi mơ hình phá hoại Vật liệu làm mơ hình phải giống kết cấu thật Ví dụ lập mơ hình cường độ cho kết cấu cầu bê tơng cốt thép vật liệu phải bê tông Tuy nhiên việc chọn cốt liệu cho bê tơng loại cốt thép có kích thước phù hợp để làm mơ hình lựa chọn khó khăn nhạy cảm với số liệu thí nghiệm Mơ hình xét ảnh hưởng tác động gió mơ hìnhđ ộng: mơ hình nàyđ ể xác định đặc trưng kết cấu thật liên quan đến gió hệ số cản gió, đặc trưng dao động gió, đặc trưng khí động học Mơ hình thí nghiệm hầm gió đặt lên bàn rung tạo dao động Các loại cầu dây, cầu qua vịnh, eo biển hay cầu nằm khu vực có cấp động đất lớn thường phải làm mơ hình để thí nghiệm Mơ hình mơ tả nghiên cứu: loại mơ hình thường có tính tượng trưng mơ hình phận phục vụ túy cho công tác giảng dạy nghiên cứu Trên cách phân chia thành loại chính, thực tế có loại mơ hình khác mơ hình xác định ảnh hưởng nhiệt độ, mơ hình mơ tả thi công phân đoạn, Ngày với phát triển máy tính với phần mềm hỗ trợ thiết kế làm cho công việc làm mô hình đơn gi ản nhiều cách tạo kết cấu ảo (virtual product) Chẳng hạn phần mềm CAD cho phép mơ mơ hình khơng gian kết cấu cầu từ ý tưởng ban đầu q trình thi cơng, khai thác, bảo dưỡng phá hoại (product lifecycle management) Hình Mơ hình cầu treo tác dụng tải trọng động (ISMES, Bergamo, Italia) đồng thời tối ưu hóa hiệu việc làm mơ hình mang lại Các loại cơng trình thường phải làm mơ hình Vì việc phân tích kết cấu đơn dựa phân tích tính tốn khơng đủ tin cậy nên trượng hợp sau thường phải làm mơ hình phục vụ cho q trình thiết kế, thi cơng đánh giá lực chịu tải kết cấu Các loại kết cấu ứng dụng vật liệu sợi carbon, bê tông polime Các loại kết cấu kết cấu mỏng có sườn (dùng kết cấu mặt cầu), cấu kiện có điều kiện biên đặc biệt Các loại kết cấu phức tạp có tương tác nhiều thành phần kết cấu nút giao thông khác mức phức tạp Các loại kết cấu thi công phân đoạn thi công hẫng Các loại kết cấu cầu qua vùng đặc biệt vùng có cấp động đất lớn, vùng có gió mạnh cầu qua vịnh Các chi tiết làm việc cục ụ neo, bê tông kê gối, gối cầu, liên kết nơi có ứng suất cục lớn Việc hiểu rõ làm việc chi tiết giúp cho việc thiết kế đánh giá kết cấu xác III LỰA CHỌN TỶ LỆ HÌNH HỌC Việc lựa chọn tỷ lệ mơ hình phụ thuộc nhiều vào lực thiết bị thí nghiệm máy tạo lực (hay điều kiện chất tải trọng) Tuy nhiên khơng q nhỏ s ẽ chế tạo mơ hình khó khăn kết thu khó xác Bảng đưa khuyến cáo Harris Sabnis điển hình Bảng Tỷ lệ kích thước mơ hình cho số loại kết cấu điển hình Lọai kết cấu [1] tỷ lệ kích thước cho số loại kết cấu Mơ hình đàn hồi Mơ hình cường độ Kết cấu nhịp liên tục 1/25 1/20 ÷ 1/4 Kết cấu kiểu dầm lắp ghép/bản mặt cầu 1/25 1/10 ÷ 1/4 1/300 ÷ 1/50 - Thí nghiệm tải trọng gió IV TRIỂN KHAI MƠ HÌNH Mơ hình kết cấu dự án nhỏ dự án lớn đòi hỏi phải lên kế hoạch cẩn thận bước cần tiến hành Trình tự tiến hành sau: Xác định quy mô tiêu chuẩn mô hình Đưa yêu cầu tương tự (similitude) hình h ọc, vật liệu, tải trọng cách xử lý kết Đặc biệt ý đến tiêu chuẩn mà việc làm mơ hình tương t ự khó đạt Chẳng hạn dùng vật liệu chất dẻo làm mơ hình cho kết cấu bê tơng phải đảm bảo có hệ số nở ngang (hệ số Poisson) Quyết định kích cỡ mơ hình mức độ tin cậy xác mơ hình cần đạt Điều phải phù hợp với quy mơ, tầm quan trọng cơng trình tiêu chuẩn dự án Chọn vật liệu làm mơ hình lắp ráp Lựa chọn máy tạo lực thiết kế giá lực Chọn máy móc thiết bị tương thích để đo ứng xử kết cấu tác dụng tải trọng thử Tiến hành thí nghiệm Trong q trình làm thí nghiệm phải ghi hình, chụp ảnh thường xuyên Chú ý đến tượng ổn định, chảy dẻo, hình thành phát triển nứt, Nên chia cấp tải trọng, xếp tải thành sơ đồ tâm, lệch tâm,… Sau lần dỡ tải phải ghi lại giá trị không tải Nếu hai lần đo mà kết khơng chụm phải làm thêm để đối chiếu Xử lý số liệu, phân tích kết quả, tính tốn viết báo cáo Ngồi phải làm thí nghiệm nhỏ phụ phục vụ để nghiên cứu chi tiết mơ hình hay xác định tính chất đặc trưng vật liệu cường độ hay mô đun đàn hồi V ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA VIỆC PHÂN TÍCH KẾT CẤU SỬ DỤNG MƠ HÌNH Ưu điểm Ưu điểm lớn việc sử dụng mơ hình thí nghiệm mơ tả tồn trình làm việc kết cấu phá hoại, mơ hình máy tính ch ỉ giải toán số giai đoạn cụ thể hạn chế tính tốn mơ hình khơng gian có tải trọng phức tạp Làm mơ hình thu nhỏ để giảm chi phí, giảm chi phí tạo lực chi phí làm giá đỡ, thiết bị kèm Nhược điểm Làm mơ hình có ợc điểm tốn thời gian chi phí, kéo dài dự án Ngồi q trình mơ số chi tiết được đơn giản hóa quy mơ nhỏ nên phải cần phương pháp tin cậy để dịch kết hay phải có cơng cụ kiểm chứng Từ ưu nhược điểm cho thấy nên phải có kế hoạch mơ hình từ sớm để đảm bảo tiến độ dự án, tránh trường hợp đến giai đoạn gặp khó khăn phân tích sử dụng mơ hình ... độ Kết cấu nhịp liên tục 1/25 1/20 ÷ 1/4 Kết cấu kiểu dầm lắp ghép/bản mặt cầu 1/25 1/10 ÷ 1/4 1 /30 0 ÷ 1/50 - Thí nghiệm tải trọng gió IV TRIỂN KHAI MƠ HÌNH Mơ hình kết cấu dự án nhỏ dự án lớn