Nghiên cứu thực nghiệm sự làm việc của kết cấu chịu uốn siêu nhẹ Tensairity

1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ VĂN QUANG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU CHỊU UỐN SIÊU NHẸ TENSAIRITY Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 Cơng trình hoàn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN QUANG TÙNG Phản biện 1: GS.TS PHẠM VĂN HỘI Phản biện 2: TS LÊ ANH TUẤN Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 04 tháng 05 năm 2019 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu Truyền thông Trường Đại học Bách khoa Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng & Công nghiệp, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Hiện nay, phần lớn cơng trình xây dựng giới làm từ vật liệu gạch, đá, bê tông đặc biệt bê tông cốt thép thép Ưu điểm chung loại vật liệu khả chịu lực lớn, tuổi thọ cơng trình cao Tuy nhiên, nhược điểm trọng lượng thân lớn, việc xây dựng tháo dỡ không dùng đến tốn nhiều chi phí Vì vậy, để hạn chế nhược điểm vật liệu composite đời Một vật liệu composite sử dụng phổ biến vật liệu vải kĩ thuật Các vải kỹ thuật thường tạo hình thành ống kín, thổi khí vào để chịu tải trọng thân chịu tải trọng khác gọi ống thổi phồng Các ống thổi phồng liên kết với để tạo nên khung chịu lực nhiều cơng trình xây dựng giới mái vòm sân vận động, nhà triển lãm, nhà tạm dùng trường hợp khẩn cấp lều trại quân đội, cầu tạm Dạng kết cấu gọi chung kết cấu thổi phồng Kết cấu thổi phồng có ưu điểm tiện dụng, dễ dàng vận chuyển lắp dựng Tuy nhiên thích hợp cho trường hợp khẩn cấp, khó sử dụng lâu dài Ngoài ra, nhược điểm cố hữu loại kết cấu thổi phồng khả chịu lực bé Nhằm mục đích cải thiện hiệu sử dụng vật liệu, tăng khả chịu lực mà không làm tăng trọng lượng thân kết cấu, dạng kết cấu chịu uốn Tensairity đời Kết cấu sở hữu ưu điểm kết cấu truyền thống khả chịu lực cao; ưu điểm kết cấu thổi phồng trọng lượng thân nhẹ, tính động cao Hiện giới, có nhiều cơng trình thực theo dạng này, điển hình kể đến cầu Pont de Val-Cenis Pháp nhiều kết cấu khác Với tầm quan trọng vậy, đến nay, chưa có nhiều kết nghiên cứu đưa ra, khơng có nhiều báo khoa học đề cập đến việc nghiên cứu ứng xử loại kết cấu Những nghiên cứu kết cấu Tensairity thực nhóm nghiên cứu kết cấu siêu nhẹ Luchsinger – Thụy Sĩ Nhóm nghiên cứu nghiên cứu, phối hợp khả làm việc kim loại chịu nén, hệ dây cáp chịu kéo dầm thổi phồng làm nhiệm vụ chống uốn dọc cho kim loại Kết thu khả quan, với trọng lượng kết cấu chưa đến 60 kG vượt nhịp 5m chịu tải trọng lên đến 3T Với phương pháp phối hợp này, nhóm tận dụng tối đa hiệu làm việc thành phần chịu lực Với nhiều tính ưu việt, kết cấu hứa hẹn sử dụng nhiều tương lai Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu ứng dụng cho loại kết cấu Do đó, đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm làm việc kết cấu chịu uốn siêu nhẹ Tensairity” cần thiết có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu đặt nghiên cứu ứng xử dầm cấu tạo theo nguyên lý kết cấu Tensairity Qua đề xuất khả ứng dụng loại dầm vào thực tiễn xây dựng 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài bước đầu giới hạn cấu kiện chịu lực dầm Các dầm ứng xử giống dầm “cổ điển” cấu tạo từ vật liệu quen thuộc gỗ, thép hay bê tông cốt thép Tuy nhiên, điều khác biệt dầm màng mỏng phải thổi phồng áp suất định trước tham gia hỗ trợ khả chịu uốn dọc cho nén Khả chịu lực dầm đảm bảo chịu nén kim loại hệ dây cáp Về nguyên tắc, dầm Tensairity có cấu tạo giống dầm, làm việc giống kết cấu dàn Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết tính tốn để xây dựng mơ hình theo phương pháp phần tử hữu hạn - So sánh với kết để hợp thức hóa mơ hình tính tốn lý thuyết Bố cục luận văn Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CẤU KIỆN CHỊU UỐN Chương 2: LÝ THUYẾT TÍNH DẦM TENSAIRITY Chương 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ CỦA DẦM TENSAIRITY KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chương TỔNG QUAN VỀ CẤU KIỆN CHỊU UỐN 1.1 CẤU KIỆN CHỊU UỐN CỔ ĐIỂN 1.1.1 Dầm thép 1.1.2 Dầm bê tông cốt thép 1.1.3 Dầm gỗ 1.1.4 Dầm đàn hồi 1.1.5 Kết cấu dàn chịu lực 1.2 MỘT SỐ KẾT CẤU CHỊU UỐN MỚI 1.2.1 Dầm thổi phồng 1.2.2 Kết cấu Tensegrity 1.2.3 Kết cấu Tensairity 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Kết cấu chịu uốn cấu tạo từ nhiều vật liệu khác có nhiều hình dạng khác Mỗi loại cấu kiện có ưu nhược điểm riêng sử dụng tối ưu lĩnh vực áp dụng chúng, tùy thuộc vào điều kiện thi công, điều kiện kinh tế… Tuy nhiên, để hướng đến phát triển bền vững, cần có kết cấu tận dụng tối đa hiệu làm việc thành phần cấu tạo Kết cấu Tensairity hồn tồn thích hợp điều kiện cần nghiên cứu để phát triển Trong chương tiếp theo, để tạo tiền đề cho nghiên cứu đề tài, tác giả tổng hợp cơng thức giải tích để tính tốn kết cấu chịu uốn Tensairity Chương TÍNH TỐN KẾT CẤU TENSAIRITY Giai đoạn 1: Nghiên cứu thay đổi kích thước hình học ống màng mỏng thổi phồng với áp suất định Giai đoạn 2: Nghiên cứu ứng xử dầm Tensairity chịu uốn GIAI ĐOẠN 1: SỰ THỔI PHỒNG ỐNG MÀNG MỎNG 2.1 THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH CHO BÀI TOÁN THỔI PHỒNG ỐNG MÀNG MỎNG TRỰC GIAO Trong mục này, tác giả tổng hợp kết nghiên cứu thay đổi kích thước hình học ống trụ tròn, cấu tạo từ vật liệu vải kỹ thuật, bị thổi phồng áp suất p nhóm nghiên cứu Nguyễn et al [2013] 2.1.1 Đặt vấn đề 2.1.2 Sự vận động 2.1.3 Sự biến đổi - Biến dạng 2.1.4 Ứng suất 2.1.5 Phương trình cân Các thành phần ten-xơ ứng suất Cauchy thuộc vào tọa độ trụ viết sau: không phụ Do đó, phương trình cân rr , r r ,r xr , r ( r r r ) rr r rx , x x,x xr (2.1) xx , x 2.1.6 Hệ phương trình phi tuyến xác định kích thước ống màng mỏng thổi phồng (k 1)k x k x2 ( Rk k ) k x Rk k k x pR C * R 2k 2k 2k x2 C* pR C * xx R 2k 2k 2k x2 C * xxxx k C *xxx Rk 2k pR C * R 2k 2k 2k x2 C* x xx xxx k C* k C* x xx Rk 2k Rk 2k Khi xác định hệ số thay đổi kích thước ống k x , k , k ta hoàn tồn xác định kích thước thực ống từ biểu thức sau: kx L , a k A , (X ) k X (2.2) GIAI ĐOẠN 2: DẦM TENSAIRITY CHỊU UỐN 2.2 THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH CHO BÀİ TOÁN DẦM TENSAİRİTY CHỊU UỐN 2.2.1 Hệ phương trình cân Cấu tạo dầm thể hình bên q H H f w H Hình 1-1: Sơ đồ làm việc dầm Tensairity w1 : Độ võng nén w2 : Độ võng dây căng f : Đường kính ống z : tọa độ dây căng z2 f x l Xét phân tố dx Độ lún tương đối nén hay dây căng vào ống thổi phồng là: w w1 w2 Lực đàn hồi ống truyền lên nén dây cung có cường độ là: kw k (w1 w2 ) (2.3) Tổng kết lại ta xác định độ võng nén w1 dây cáp w2 tiết diện dầm Tensairity sau: w1 C cosh( x) C x C x C 2.2.2 Lực căng dây cáp Theo nghiên cứu Luchsinger (2004), lực căng dây cáp bao gồm hai thành phần: H H0 H1 H lực căng trước dây cáp, trước dầm chịu tải trọng ngang Lực căng phụ thuộc vào tương tác ống thổi phồng dây cáp - Trong trường hợp ống thổi phồng đến áp suất định neo cáp lực căng xem bỏ qua H - 0; Trong trường hợp ống thổi phồng áp suất vô bé, để tạo dạng trụ tròn, ta neo cáp để tạo thành dầm Tensairity Khi thổi phồng ống đến áp suất định để chịu lực, dây cáp có mơ đun đàn hồi lớn, coi khơng bị dãn dài, làm ống thổi phồng bị biến dạng, ngược lại, ống thổi phồng tạo lực căng trước dây cáp nén với công thức sau: H0 2p R R Các đại lượng cơng thức tham chiếu hình bên 10 Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU MÀNG MỎNG THỔI PHỒNG Mục tiêu chương phân tích ứng xử dầm Tensairity phương pháp thực nghiệm để xác minh tính đắn lý thuyết phát triển chương trước phân tích ứng xử thực tế mà lý thuyết trước chưa đề cập 3.1 VẬT LIỆU SỬ DỤNG 3.1.1 Ống màng mỏng thổi phồng Trong nghiên cứu này, hai kích thước ống thổi phồng dự kiến: chiều dài giống L 3m , bán kính R 10cm 12.5cm Các ống cấu tạo từ loại vải kỹ thuật Định hướng 00 :đây định hướng vật liệu nhất, dễ chế tạo dầm màng mỏng thổi phồng Trong thực tế, hầu hết dầm thổi phồng chế tạo theo định hướng Để đảm bảo tính xác khâu chế tạo, mẫu vật đặt hàng chế tạo công ty TNHH Nguyện Như, thành phố Hồ Chí Minh Các ống màng mỏng sử dụng thí nghiệm cấu tạo từ vải kỹ thuật Ferrari F502 Các thông số kỹ thuật loại vải cung cấp nhà phân phối S.F.A (Pháp), xem Bảng 3.1 3.1.2 Thanh thép chịu nén Thanh thép chịu nén sử dụng thí nghiệm thép 30 60 (mm mm mm) có hộp Hịa Phát có kích thước b h khối lượng riêng `1.375 kg/m 11 3.1.3 Dây cáp chịu kéo Dây cáp sử dụng thí nghiệm có đường kính 1mm, cung cấp công ty Perfect Connection với cường độ chịu kéo Rs 1000 MPa 3.2 CÁC DỤNG CỤ ĐO 3.2.1 Bơm khí đo áp suất ống Trong nghiên cứu này, để phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam, tác giả dùng van xe máy cho dầm Thiết bị bơm máy nén khí Sunny Compressor 2.5Hp thường sử dụng để bơm xe máy ô tô Ống bơm kết nối với đầu bơm có gắn đồng hồ đo áp suất mã hiệu Flexbimec 7301 để sơ kiểm soát áp suất ống Sau sơ kiểm soát áp suất vào ống, áp suất khí ống kiểm tra xác cảm biến đo áp suất Tire Gauge in 3.2.2 Đo biến dạng ống Để đo biến dạng ống, sử dụng cảm biến đo biến dạng Strain Gauge PL-60-11 Đây cảm biến điện trở, có chiều dài 60mm có giới hạn biến dạng tương đối 2% Các cảm biến đo biến dạng nối với thu tín hiệu trung tâm cho kết thiết bị đọc tín hiệu 12 3.2.3 Đo chuyển vị 3.2.4 Đo đặc trưng hình học nén 3.2.5 Thiết bị an toàn 3.2.6 Thiết bị bảo hộ 3.3 ĐO MÔ ĐUN ĐÀN HỒI CỦA THÉP HỘP CHỊU NÉN 3.3.1 Cơ sở lý thuyết 3.3.2 Mô hình thí nghiệm  Đo kích thước hình học tiết diện ngang Thép hộp sử dụng nghiên cứu thép hộp Hòa 60 30 mm có để chắn kích thước hình Phát b h học nén, kích thước thép hộp cần phải xác định lại cách xác Caliper  Đo chuyển vị đứng dầm đơn giản thép hộp Kết phân tích cho theo phương pháp bình phương cực tiểu cho giá trị mô đun đàn hồi thép hộp ES 189.42 106 (kN / m2 ) Giá trị mô đun đàn hồi sử dụng thí nghiệm tiếp theo: “Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm Tensairity” 3.4 NGHIÊN CỨU BIẾN DẠNG CỦA DẦM THỔI PHỒNG Thí nghiệm đo biến dạng dầm thổi phồng thực phạm vi luận văn tác giả Võ Ngọc Quang “Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm màng mỏng thổi phồng” Trong phạm vi luận văn này, tác giả nêu sơ lược trình bố trí thí nghiệm kết đạt 13 3.4.1 Lắp đặt thiết bị đo Hình 3-1 Thí nghiệm đo biến dạng ống thổi phồng Ống màng mỏng kê lên gối tựa, cách 2m Do bị thổi phồng, đoạn dài khoảng 20cm phía đầu ống bị méo, khơng có dạng hình trụ trịn xoay, khơng phù hợp với lý thuyết tính tốn Vậy nên, để đảm bảo tiết diện ngang ống có dạng hình trịn, phép đo biến dạng ống màng mỏng thực phạm vi chiều dài L = 1m ống a) Cảm biến S2 đo vị trí bên trái b) Cảm biến S5 đo vị trí bên phải Hình 3-2 Sơ đồ bố trí cảm biến đo biến dang 14 Dùng dụng cụ tương tự giúp xác định thay đổi chiều dài ống Các cảm biến có số hiệu S3 S4, bố trí dọc theo trục ống, phạm vi 1m ống Các kết cuối lấy từ giá trị trung bình giá trị đo từ S3 S4 3.4.2 Kết Biến dạng thu chênh lệch số thu từ thiết bị đo trạng thái áp suất so với trạng thái tự nhiên Các strain gauges S2 S5 dán theo phương chu vi ống, đo biến thiên chu vi P R Do chu vi P bán kính R tỷ lệ thuận nên kết đo từ S2 S5 sử dụng để đánh giá biến thiên bán kính P P P R R R R R Kết đo biến thiên bán kính giá trị trung bình hai số liệu đo Các strain gauges S3 S4 dán theo trục ống ống, đo biến thiên chiều dài ống Kết đo biến thiên chiều dài lấy giá trị trung bình kết đo Các kết đo cho sau: 15 Bảng 3-1 Kích thước hình học ống màng mỏng thổi phồng Biến thiên bán kính Biến thiên chiều dài Chỉ số strain gauge R (m) p (kPa) Chỉ số strain gauge (%) R-ex L-ex (%) S2 106 S5 106 S3 106 S4 106 -732 -472 -279 -1119 0.000 10 1748 1971 0.246 721 31 0.108 20 4215 4458 0.494 1767 1364 0.226 0.1 30 6287 6438 0.696 3284 2552 0.362 40 8272 8506 0.899 4711 3921 0.502 50 11698 11903 1.240 6102 5288 0.639 -615 -243 -583 -621 0.000 10 1751 1962 0.229 805 712 0.136 20 5017 5106 0.549 2605 2421 0.312 0.125 30 7150 7769 0.789 4141 3942 0.464 40 9907 10118 1.044 5333 5238 0.589 50 14209 15011 1.504 6871 6692 0.738 Kích thước thổi phồng Rinf Linf (m) (m) 0.1 0.100246 3.003225 0.100494 3.006794 0.100696 3.010851 0.100899 3.015045 0.10124 3.019182 0.125 0.125286 3.004082 0.125686 3.009345 0.125986 3.013931 0.126305 3.017663 0.12688 3.022151 Các giá trị biến thiên kích thước ống sau vẽ biểu đồ so sánh với giá trị thu từ lý thuyết 3.5 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ CỦA DẦM TENSAIRITY 3.5.1 Mô hình thí nghiệm Dầm Tensairity tạo nên từ ba thành phần chính: thép hộp chịu nén, dây cáp chịu kéo ống thổi phồng làm đàn hồi Thanh nén đo cắt cho có chiều dài lớn chiều dài ống thổi phồng đoạn 60cm Đoạn dôi kê lên gối tựa để tạo thành mơ hình dầm đơn giản Trên nén này, ta hàn ren vị trí dầm, cách 30cm đầu dầm Các ren vị trí dầm có nhiệm vụ dẫn hướng cho dây cáp, ren phía đầu dầm có nhiệm vụ neo cáp 16 Để neo cáp, ta dùng “cẳng chó” để xiết, khơng cho dây cáp tuột vị trí đầu dầm Do dễ dàng nới lỏng xiết chặt cẳng chó nên hồn tồn điều chỉnh chiều dài đoạn cáp để dây cáp ơm sát ống thổi phồng Hình 3-3 Mơ hình dầm Tensairity Trong nghiên cứu này, có hai phương pháp kéo neo cáp thực hiện: Phương pháp 1: Ống thổi phồng lắp hờ vào nén thông qua hệ thống dây cáp Sau bơm phồng ống đến áp suất định tiến hành rút cáp để liên kết dầm neo lại Phương pháp 2: Ống thổi phồng lắp vào nén thông qua hệ thống dây cáp Ngay trạng thái ống thổi phồng sơ (chỉ tạo dạng trụ tròn ống, áp suất thổi phồng bé, bỏ qua), dây cáp rút neo lại cho ống thổi phồng liên kết chặt chẽ với nén Sau chế tạo, dầm Tensairity đặt lên gối Thực chất ống thổi phồng có chiều dài 3m, nhiên sau 17 thổi phồng hai đầu bị phình ra, khoảng cách hai đầu mút lên đến 3.2m Do đó, gối tựa thí nghiệm đặt cách 3.2m, nhịp tính tốn dầm 3.2m Tải trọng sử dụng thí nghiệm tải trọng sử dụng thí nghiệm đo chuyển vị dầm thép hộp Khối lượng cục tải m 15kg Các tải trọng chất lên dầm theo chiều dài, tạo thành tải trọng phân bố có cường độ q 180kg / 3.2m ) Áp suất thổi phồng tăng theo cấp: 10 50kPa Chuyển vị đo Indicator đặt vị trí dầm Hình 3-4 Gia tải đo chuyển vị 3.5.2 Kết thí nghiệm Các kết thực nghiệm lý thuyết tổng hợp biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị thể Hình 3-5 đếnHình 3-7 40.00 w (mm) 18 Chuyển vị dầm w (mm) - Neo trước R=0.1 - Ana R=0.125 - Ana 35.00 R=0.1 - Exp R=0.125 - Exp 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 10 20 30 40 50 p (kPa) 60 40.00 w (mm) Hình 3-5 Chuyển vị dầm Thực nghiệm vs Lý thuyết – Neo trước Chuyển vị dầm w (mm) - Neo sau R=0.1 - Ana R=0.125 - Ana 35.00 R=0.1 - Exp R=0.125 - Exp 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 10 20 30 40 p50 (kPa) Hình 3-6 Chuyển vị dầm Thực nghiệm vs Lý thuyết – Neo sau 45.00 w (mm) 19 Chuyển vị dầm w (mm) R=0.1 - Pre R=0.125 - Pre 40.00 R=0.1 - Post R=0.125 - Post 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 10 20 30 40 50 p (kPa) 60 Hình 3-7 Chuyển vị dầm Neo trước vs Neo sau (kết thực nghiệm) 3.5.3 Bàn luận  Ảnh hưởng áp suất thổi phồng đến khả chịu uốn dầm: Từ kết thu được, ta nhận thấy khả chịu lực dầm Tensairity phụ thuộc vào áp suất thổi phồng dầm, áp suất tăng từ 10 đến 50 kPa, chuyển vị dầm giảm mạnh, giảm lần trường hợp neo trước giảm xấp xỉ lần trường hợp neo sau Điểu hiểu độ cứng dầm tăng lên, dẫn đến lực căng dây cáp tăng, tạo nên khả chịu mô men cho dầm Tuy nhiên theo xu hướng phát triển, độ dốc biểu đồ quan hệ chuyển vị - áp suất giảm dần áp suất ống tăng lên Vậy nên áp suất ống vượt 50kPa, độ cứng dầm không tăng lên nhiều 20  Ảnh hưởng bán kính ống thổi phồng đến khả chịu uốn dầm: Bán kính ống thổi phồng đóng vai trò quan trọng việc tạo cánh tay đòn ngẫu lực lực căng dây cáp lực nén nén Tạo khả chịu uốn cho dầm Do tăng bán kính dầm làm tăng khả chịu uốn cho dầm Điều thể qua kết đo được, áp suất thổi phồng p=30 kPa chuyển vị dầm có bán kính R=0.125m 25% so với dầm có bán kính R=0.1m Ngồi ra, theo nghiên cứu Nguyễn cộng (2013), bị thổi phồng, dầm có bán kính lớn có biến thiên bán kính lớn so với dầm lại Điều thể bảng 3.1 Do đó, trường gợp neo trước chênh lệch lực căng cáp lớn Sự chênh lớn áp suất lớn  Ảnh hưởng phương pháp neo cáp đến khả chịu uốn dầm: Theo kết thu thập được, phương pháp neo cáp (neo trước – neo sau) ảnh hưởng lớn đến khả chịu uốn dầm Một cách sơ bộ, ta nhận thấy khả chịu uốn dầm phụ thuộc lớn vào lực căng dây cáp, lực căng phụ thuộc vào phương pháp neo cáp - Trong trường hợp neo sau, lực căng cáp thành phần tải trọng ngang tác dụng mà thành - Trong trường hợp neo trước, lực căng đóng góp thêm căng trước q trình thổi phồng 21 Do áp suất thổi phồng lớn, lực căng trước lớn làm chênh lệch độ cứng dầm theo hai phương pháp căng Cụ thể, áp suất p = 20kPa, chênh lệch chuyển vị dầm trường hợp R=0.125m 12.8%, chênh lệch tăng lên 94.3% áp suất 50kPa  Hiệu sử dụng dầm: Có thể nói, sử dụng trọng lượng riêng, điều kiện làm việc dầm Tensairity có khả chịu lực lớn dầm thép hộp tất nhiên lớn hẳn dầm gỗ dầm bê tông cốt thép  Sai số kết lý thuyết thực nghiệm: Trong nghiên cứu này, kết lý thuyết tính hồn tồn cơng thức giải tích Cụ thể: - Bán kính ống thổi phồng tính từ hệ phương trình - Lực căng dây cáp tính từ phương trình phụ thuộc lớn vào biến tiên bán kính ống bị thổi phồng; - Chuyển vị dầm Tensairity tính theo cơng thức tính Sai số kết thực nghiệm lý thuyết phụ thuộc vào phương pháp neo cáp: - Neo sau: phương pháp này, ta hồn tồn bỏ qua ảnh hưởng sai số lực căng trước cáp đến chuyển vị dầm, sai số vào khoảng 15% (ngoại trừ giá trị 23.61%) chấp nhận Các sai số đến từ sai số toán thổi phồng ống màng mỏng Theo 22 nghiên cứu luận văn Võ Ngọc Quang “Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm màng mỏng thổi phồng”, sai số kết thực nghiệm lý thuyết lên đến 30% Tuy nhiên ảnh hưởng khơng lớn, biến thiên bán kính thực tế không nhiều, không ảnh hưởng nhiều đến ứng xử tổng thể kết cấu - Neo trước: ngược lại với phương pháp neo sau, phương pháp này, sai số phép đo bán kính thổi phồng ảnh hưởng lớn đến kết thí nghiệm Lực căng trước dây cáp bị ảnh hưởng lớn biến thiên bán kính Khi dùng thơng số bán kính thổi phồng đo từ thực nghiệm để thay cho kết thu từ hệ phương trình việc tính chuyển vị dầm, sai số giảm mạnh Cụ thể trường hợp R=0.125, p=30kPa, sai số giảm từ 12.68% xuống 4.3% Sai số thay đổi từ 40.72% xuống 22.5% trường hợp p=50 kPa Ngồi ta sai số đến từ việc liên kết hai đầu dầm, từ tương tác không lý tưởng phận kết cấu Để nghiên cứu rõ hơn, cần phát triển đề tài 3.6 KẾT LUẬN Dầm Tensairity chế tạo nghiên cứu thực nghiệm Các kết nghiên cứu thực nghiệm cho thấy chuyển vị dầm Tensairity phụ thuộc lớn vào độ cứng thép hộp chịu nén, áp suất thổi phồng, kích thước dầm màng mỏng thổi phồng phương pháp neo cáp Quan hệ đại lượng nghiên cứu áp suất thổi phồng, lực căng dây cáp, kích thước dầm màng mỏng đến chuyển vị dầm Tensairity phù hợp với dự 23 báo lý thuyết phát triển Tuy nhiên tồn sai số lớn lý thuyết thực nghiệm Điều giải thích sai sót q trình chế tạo thí nghiệm dầm Tensairity Nhưng nhìn chung, hiệu sử dụng dầm cao đáng ứng dụng thực tế KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kết luận: Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm Tensairity cho thấy: - Ứng xử thực tế dầm phù hợp với xu hướng phát triển theo lý thuyết; - Dầm Tensairity có khả chịu lực cao, trọng lượng thân bé, kết cấu có hiệu sử dụng cao; - Khả chịu lực dầm phụ thuộc lớn vào áp suất thổi phồng, bán kính ống thổi phồng phương pháp neo cáp; - Khả chịu lực dầm tăng áp suất bé, áp suất lớn, khơng cịn ảnh hưởng nhiều đến độ cứng dầm; - Phương pháp neo tạo điều kiện thuận lợi cho thi công, tăng độ cứng dầm nên áp dụng thực tế  Kiến nghị: Nhận thấy việc neo cáp trước thổi phồng có nhiều điểm thuận lợi: - Chỉ neo cáp lần lắp ráp, tiện cho việc sử dụng 24 - Khả chịu lực tăng cao, chí độ cứng dầm cịn lớn so với việc sử dụng dầm thổi phồng có bán kính lớn Vậy, trình thiết kế, ta nên sử dụng phương pháp neo để đơn giản trọng thi công tăng hiệu khai thác kết cấu  Hướng phát triển Theo nghiên cứu Nguyễn et al 2013, định hướng vật liệu 450 dầm có bán kính thổi phồng lớn nhất, lực căng trước dây cáp lớn nhất, cánh tay đòn ngẫu lực lớn nhất, khả chịu lực dầm lớn Tuy nhiên, strain gauge mua cho thí nghiệm khơng thỏa mãn u cầu giới hạn giãn dài, đo biến dạng thực dầm có định hướng 450 Trong nghiên cứu tiếp theo, phép đo thực nghiệm tiến hành dầm có định hướng để phân tích ứng xử dầm cho nhận định xác tổng quát ứng xử loại dầm ... ưu việt, kết cấu hứa hẹn sử dụng nhiều tương lai Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu ứng dụng cho loại kết cấu Do đó, đề tài ? ?Nghiên cứu thực nghiệm làm việc kết cấu chịu uốn siêu nhẹ Tensairity? ??... Tensairity thực nhóm nghiên cứu kết cấu siêu nhẹ Luchsinger – Thụy Sĩ Nhóm nghiên cứu nghiên cứu, phối hợp khả làm việc kim loại chịu nén, hệ dây cáp chịu kéo dầm thổi phồng làm nhiệm vụ chống uốn dọc... hồi 1.1.5 Kết cấu dàn chịu lực 1.2 MỘT SỐ KẾT CẤU CHỊU UỐN MỚI 1.2.1 Dầm thổi phồng 1.2.2 Kết cấu Tensegrity 1.2.3 Kết cấu Tensairity 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Kết cấu chịu uốn cấu tạo từ nhiều vật