Phân tích khung thép phẳng có liên kết nửa cứng

Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN MẠNH CƯỜNG PHÂN TÍCH KHUNG THÉP PHẲNG CÓ LIÊN KẾT NỬA CỨNG Chuyên ngành : Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp Mã số ngành : 23.04.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẦN THUYẾT MINH Tp.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2006 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS CHU QUỐC THẮNG PGS.TS BÙI CÔNG THÀNH Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc só bảo vệ : HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 200 Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : NGUYỄN MẠNH CƯỜNG Phái : Nam Ngày tháng năm sinh : 15 – 07 – 1976 Nơi sinh : Phú Yên Chuyên ngành : Xây dựng DD&CN Mã số : 23.04.10 I TÊN ĐỀ TÀI : PHÂN TÍCH KHUNG THÉP PHẲNG CÓ LIÊN KẾT NỬA CỨNG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : ƒ Phân tích cấu tạo ứng xử loại liên kết khung thép ƒ Xây dựng mô hình liên kết khung thép nửa cứng hệ số ngàm đầu mút ƒ Phân tích khung thép nửa cứng phương pháp giả khớp dẻo ƒ Xây dựng chương trình phân tích dẻo khung thép nửa cứng (bằng Visual Basic) III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : 03 – 07 – 2006 : 03 – 12 – 2006 : PGS TS CHU QUỐC THẮNG PGS TS BÙI CÔNG THÀNH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH PGS TS CHU QUỐC THẮNG PGS.TS BÙI CÔNG THÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Ngày tháng năm 2006 KHOA QUẢN LÝ NGÀNH Lời Cảm Ơn “Công cha nghóa mẹ ơn thầy” Lời em xin chân thành cám ơn PGS TS Chu Quốc Thắng , PGS TS Bùi Công Thành, hai người thầy tận tình dẫn dắt hướng dẫn, định hướng em từ bước đầu làm quen với công việc nghiên cứu khoa học đến lúc hoàn thành luận văn thạc só Lòng nhiệt tình thầy giúp em thêm nghị lực vượt qua bao khó khăn để hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cám ơn đến tất thầy cô khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, phòng Đào Tạo sau Đại học, trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy suốt trình em học tập trường Xin chân thành cám ơn Bạn Nguyễn Tấn Đại trung tâm CNF thuộc Tổ chức Đại học Pháp ngữ cung cấp cho nhiều tài liệu tham khảo quý báu để hoàn thành luận văn Một lòng biết ơn vô hạn xin gửi tới cha mẹ Cha mẹ dạy cho điều hay lẽ phải , an ủi động viên nâng đỡ , giúp nghị lực để vượt qua khó khăn sống Cha mẹ gương sáng để học tập noi theo Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến tất người thân, bạn bè đồng nghiệp, người nhiệt tình giúp đỡ động viên khích lệ em suốt trình làm luận văn Xin chân thành cảm ơn ! Nguyễn Mạnh Cường TÓM TẮT Kết cấu thép sử dụng rộng rãi ngành xây dựng từ lâu Khi thiết kế kết cấu thép phải mô hình hóa kết cấu thật thành sơ đồ tính Việc mô hình hóa để có sơ đồ tính với ứng xử thật kết cấu khó Do đó, người ta thường sử dụng số giả thiết nhằm đơn giản hóa trình tính toán Cụ thể liên kết cột dầm giả định ngàm hoàn toàn (full rigidity) khớp lý tưởng (hinge) Tuy nhiên ứng xử thực lại nằm hai giả định Một liên kết gọi liên kết nửa cứng Bài toán khung có liên kết nửa cứng có ý nghóa quan trọng thực tế, việc giải toán có nhiều tác giả quan tâm Phân tích liên kết nửa cứng khung thép phẳng trình bày chương 2, nghiên cứu cấu tạo ứng xử loại liên kết thông số ảnh hưởng đến độ cứng liên kết Xây dựng chương trình (Visual Basic) xác định thông số mô hình thông số Kishi-Chen, mô hình thông số Richard-Abbott Khi nghiên cứu liên kết nửa cứng, thực chất nghiên cứu mô hình liên kết (tức quan hệ mômen-góc xoay) Tác giả đưa vào hệ số ngàm đầu mút nhằm mô tả liên kết nửa cứng trình bày chương Khi nghiên cứu phân tích dẻo khung thép tác giả đưa phương pháp phân tích nâng cao ( Advanced Analysis ) giả khớp dẻo với ưu điểm khối lượng tính toán phương pháp phân tích nâng cao khác trình bày chương Cuối tác giả viết chương trình phân tích khung thép có liên kết nửa cứng ( Visual Basic), dựa phương pháp giả khớp dẻo Dùng chương trình để so sánh mô hình liên kết với nhau, so sánh khác biệt khung nửa cứng với khung cứng, khảo sát ảnh hưởng sai số hình học ảnh hưởng bậc hai MỤC LỤC CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 LIÊN KẾT NỬA CỨNG 1.2 PHÂN TÍCH NÂNG CAO 1.2.1 Ứng xử khung có liên kết nửa cứng 1.2.2 Các phương pháp thiết kế khung thép truyền thống 1.3 MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI 10 CHƯƠNG : CÁC MÔ HÌNH LIÊN KẾT 2.1 ỨNG XỬ CỦA LIÊN KẾT 2.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT 2.3 CÁC MÔ HÌNH LIÊN KẾT 2.3.1 Các mô hình tuyến tính 2.3.2 Mô hình đa thức 2.3.3 Mô hình bậc ba B - spline model 2.3.4 Mô hình lũy thừa 2.4 CHỌN MÔ HÌNH LIÊN KẾT 2.4.1 Mô hình thông số ( Richard – Abbott ) 2.4.2 Mô hình thông số ( Kishi-Chen ) 2.5 DỮ LIỆU LIÊN KẾT 2.6 KẾT LUẬN 12 13 17 17 18 19 19 21 22 23 27 29 CHƯƠNG : PHÂN TÍCH KHUNG THÉP CÓ LIÊN KẾT NỬA CỨNG 3.1 GIỚI THIỆU 3.2 MÔ HÌNH PHẦN TỬ DẦM CỘT NỬA CỨNG 3.2.1 Hệ số ngàm đầu mút phần tử dầm nửa cứng 3.2.2 Phản lực đầu mút độ võng phần tử nửa cứng 3.2.3 Mô hình phần tử dầm cột nửa cứng 3.3 PHÂN TÍCH BẬC 3.4 PHÂN TÍCH BẬC 3.5 KẾT LUẬN 30 32 32 33 39 42 43 48 Chương : PHƯƠNG PHÁP GIẢ KHỚP DẺO 4.1 GIỚI THIỆU 4.2 PHƯƠNG PHÁP GIẢ KHỚP DẺO 4.2.1 Phần tử dầm cột 4.2.2 Quan hệ uốn dẻo 4.3 CÁC NHÂN TỐ THEN CHỐT ẢNH HƯỞNG ĐẾN ỨNG XỬ CỦA KHUNG THÉP 4.3.1 Chảy dẻo uốn 4.3.2 Sự chảy dẻo kết hợp với ứng suất dư 4.3.3 Các ảnh hưởng bậc hai 4.3.4 Sai số hình học 4.3.5 Phi tuyến liên kết 4.4 TÓM TẮT 57 57 59 60 62 62 65 CHƯƠNG : CHƯƠNG TRÌNH PHÂN TÍCH KHUNG THÉP PHẲNG CÓ LIÊN KẾT NỬA CỨNG 5.1 GIỚI THIỆU 5.2 TỔ CHỨC CHƯƠNG TRÌNH 5.3 CÁCH NHẬP LIỆU 5.4 CÁCH LƯU DỮ LIỆU 5.5 CÁCH GIẢI BÀI TOÁN 5.6 ĐỌC DỮ LIỆU XUẤT RA 5.7 TÓM TẮT 67 67 68 71 72 74 75 Chương : CÁC VÍ DỤ MINH HỌA 6.1 GIỚI THIỆU 6.2 BÀI TOÁN VÍ DỤ 6.2.1 Chuẩn bị liệu nhập 6.2.2 Nhập liệu 6.2.3 Đọc kết xuất 6.2.4 So sánh kết 6.3 BÀI TOÁN VÍ DỤ 6.3.1 Trường hợp phân tích khung bậc 6.3.2 Trường hợp phân tích khung bậc 6.3.3 So sánh kết 76 76 77 77 78 80 84 84 85 86 50 52 54 55 6.4 BAØI TOÁN VÍ DỤ 6.4.1 Trường hợp phân tích khung theo mô hình Kishi-Chen 6.4.2 Trường hợp phân tích khung theo mô hình Richard-Abbott 6.4.3 So sánh kết 6.5 BÀI TOÁN VÍ DỤ 6.6 Nhận xét kết tính 6.7 Tóm tắt Chương : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 KẾT LUẬN 7.2 KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHAÛO 89 90 91 92 95 106 106 108 110 112 Chương : Tổng quan CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 LIÊN KẾT NỬA CỨNG Khi phân tích kết cấu truyền thống, giả thuyết liên kết cấu kiện với cứng hoàn toàn (rigid), xoay tự (hinge) Vì vậy, tiến hành phân tích kết cấu, người ta lý tưởng hóa liên kết thành ngàm lý tưởng (fixed) khớp lý tưởng (pin) Tuy nhiên, thực tế liên kết không hoàn toàn cứng hẳn, không hoàn toàn mềm hẳn mà ứng xử thực tế nằm trạng thái [28] Tùy theo cách cấu tạo liên kết mà "phổ trạng thái" trải rộng từ "khớp lý tưởng", "ngàm lý tưởng" Loại liên kết "không lý tưởng" gọi loại liên kết mềm (flexible connection) hay tên khác liên kết nửa cứng (semi-rigid connection) Liên kết thường mô hình lò xo nên có gọi liên kết lò xo (spring hinged joints) Nội lực kết cấu có liên kết nửa cứng phân bố khác hẳn với kết cấu có liên kết cứng khớp Hình vẽ đơn giản sau thể rõ điều : W W Khớp - Khớp Semi - rigid W Ngàm - Ngàm Hình 1.1 Biểu đồ mômen dầm đơn giản Trong xây dựng công trình, có loại vật liệu bê tông, gỗ thép Do đặc thù kết cấu bê tông đúc toàn khối nên ảnh hưởng liên kết nửa cứng không đáng kể Còn kết cấu gỗ, thường từ đến tầng, bỏ qua không xem xét đến ảnh hưởng liên kết nửa cứng Cuối nghiên cứu liên kết nửa cứng kết cấu thép Chương : Tổng quan Bốn dạng kết cấu sau cần phải quan tâm đến liên kết nửa cứng [13], [14] • Dạng : liên kết cột thép hình dầm thép hình (Hình 1.2 a) • Dạng : liên kết cột thép hình dầm thép hình kết cấu composit (Hình 1.2 b) • Dạng : liên kết cột thép hình dầm dàn (Hình 1.2 c) • Dạng : liên kết cột thép hình dầm dàn kết cấu composit (Hình 1.2 d) Chương : Các ví dụ minh họa Hình 4.15 Sơ đồ Khung – Biến dạng bước tải 22 khung nửa cứng LRFD = 1, lGEOM = Hình 4.16 Biểu đồ momen bước tải 22 khung nửa cứng LRFD =1 , lGEOM = 100 Chương : Các ví dụ minh họa Các ảnh hưởng LRFD = IGEOM = LRFD = IGEOM = LRFD = IGEOM = LRFD = IGEOM = Bướ c tải Khung cứng X_25 Y_27 Khung nửa cứng Hệ số tải X_25 Y_27 Hệ số tải 0.221 -0.004 0.050 0.253 -0.004 0.050 0.472 -0.008 0.100 0.524 -0.009 0.100 10 1.181 -0.021 0.241 1.297 -0.022 0.263 15 2.942 -0.054 0.642 3.223 -0.055 0.664 20 7.333 -0.135 1.581 8.013 -0.138 1.603 22 10.556 -0.195 2.204 11.534 -0.197 2.360 0.232 -0.004 0.051 0.252 -0.004 0.050 0.480 -0.008 0.115 0.523 -0.009 0.100 10 1.186 -0.032 0.243 1.291 -0.036 0.263 15 2.963 -0.061 0.652 3.251 -0.064 0.665 20 7.354 -0.138 1.640 8.152 -0.142 1.650 22 10.601 -0.201 2.301 11.640 -0.210 2.381 0.241 -0.004 0.051 0.252 -0.005 0.056 0.535 -0.011 0.119 0.569 -0.017 0.135 10 1.258 -0.034 0.275 1.359 -0.038 0.278 15 3.126 -0.065 0.659 3.236 -0.076 0.673 20 7.775 -0.148 1.753 8.432 -0.169 1.759 22 11.157 -0.257 2.304 12.124 -0.263 2.312 0.249 -0.005 0.052 0.268 -0.006 0.057 0.554 -0.013 0.121 0.587 -0.019 0.165 10 1.268 -0.038 0.278 1.364 -0.042 0.286 15 3.135 -0.068 0.661 3.386 -0.086 0.687 20 7.856 -0.165 1.720 8.451 -0.178 1.769 22 11.210 -0.254 2.345 12.124 -0.273 2.425 Sai lệch hệ số tải % 5.93 3.36 3.46 3.29 Ghi chú: • LRFD=1 có kể đến thiết kế theo LRFD, nhập vào ô ILRFD Nếu không xét ảnh hưởng nhập • IGEOM=1 có xét ảnh hưởng sai số hình học, nhập vào ô IGEOM • Sai lệch hệ số tải: sai lệch hệ số tải trọng bước tải cuối khung cứng khung nửa cứng 101 Chương : Các ví dụ minh họa Hệ số tả i trọ n g LRFD=0 vaø IGEOM=0 2.4 2.1 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 Cứ ng Nử a Cứ n g 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 Chuyể n vị đứn g nú t số 27 Cứ n g 2.4 2.1 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 Nử a Cứ n g 10 11 12 Chuyển vị ngang nút số 25 IRFD=0 IGEOM=0 2.5 Hệ số tải trọng Hệ số tả i trọ ng LRFD=0 IGEOM=0 Cứ n g 1.5 Nử a Cứ n g 0.5 10 15 20 22 Bước tải 102 Chương : Các ví dụ minh họa Hệ số tả i trọ ng LRFD=1 IGEOM=0 Cứ n g 2.4 2.1 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 Nử a Cứ n g 10 11 12 Chuyển vị ngang nút số 25 2.4 2.1 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 Cứ ng Nử a Cứ n g 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22 Chuyeå n vị đứ n g tạ i nú t số 27 IRFD=1 IGEOM=0 2.5 Hệ số tải trọng Hệ số tả i trọ ng LRFD=1 IGEOM=0 Cứ n g 1.5 Nử a Cứ n g 0.5 10 15 20 22 Bước tải 103 Chương : Các ví dụ minh họa LRFD=0 IGEOM=1 Hệ số tả i trọ n g 2.4 2.1 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 Cứ ng Nử a Cứ n g 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24 Chuyể n vị đứ ng nú t số 27 Hệ số tả i trọ n g LRFD=0 IGEOM=1 Cứ n g 2.4 2.1 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 Nử a Cứ n g 10 12 14 Chuyển vị ngang nút số 25 IRFD=0 IGEOM=1 Hệ số tải trọng 2.5 Cứ n g 1.5 Nử a Cứ n g 0.5 10 15 20 22 Bước tả i 104 Chương : Các ví dụ minh họa Hệ số tả i trọ ng LRFD=1 IGEOM=1 Cứ n g 2.4 2.1 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 Nử a Cứ n g 10 12 14 Chuyeån vị ngang nút số 25 2.4 2.1 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3 Cứ ng Nử a Cứ n g 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2 0.24 0.28 Chuyể n vị đứn g nú t số 27 IRFD = 1và IGEOM=1 2.5 Hệ số tải trọng Hệ số tả i trọ n g LRFD=1 IGEOM=1 Cứ n g 1.5 Nử a Cứ n g 0.5 10 15 20 22 Bước tải 105 Chương : Các ví dụ minh họa 6.6 NHẬN XÉT KẾT QUẢ TÍNH Qua ví dụ trên, rút vài nhận xét sau: • Hai phương pháp phân tích giả khớp dẻo hiệu chỉnh khớp dẻo phương pháp phân tích nâng cao , có cách tính toán khác ,khối lượng tính toán phương pháp giả khớp dẻo cho kết xấp xỉ • Khi phân tích khung nửa cứng có tải ngang thấy rõ khác biệt hai phương pháp phân tích bậc bậc : Hệ số tải trọng phá hoại dẻo , chuyển vị ngang phân tích bậc lớn phân tích bậc Vì thiết kế khung theo phân tích bậc nâng cao tính an toàn phù hợp với thực tế • Khi sử dụng mô hình liên kết : mô hình lũy thừa thông số KIshi – Chen mô hình thông số Richard – Abbott để mô tả ứng xử liên kết nửa cứng Ta có kết nội lực chuyển vị , hệ số tải trọng phá hoại dẻo xấp xỉ Điều lần khẳng định mô hình liên kết KIshi – Chen kế thừa từ mô hình Richard – Abbott bỏ qua giai đoạn củng cố liên kết • Khi sử dụng mô hình liên kết khác để mô tả ứng xử liên kết nửa cứng, kết nội lực chuyển vị khác Do đó, nên chọn mô hình liên kết đơn giản tốt phải diễn tả gần quan hệ mômen-góc xoay so với kết thực nghiệm • Nhập tải trọng nút giải khung cứng khung nửa cứng khác sử dụng hệ số ngàm đầu mút r Do khung nửa cứng phản lực đầu mút phụ thuộc vào độ cứng nút • Hệ số tải trọng phá hoại dẻo , chuyển vị đứng ngang khung cứng lại nhỏ khung nửa cứng Do đó, giả thiết nút khung cứng hoàn toàn dẫn đến sai số nguy hiểm • Ảnh hưởng sai số hình học thiết kế theo LRFD đến hệ số tải trọng phá hoại (nội lực) không phụ thuộc vào dạng kết cấu lên tới 5.93% 106 Chương : Các ví dụ minh họa 6.7 TÓM TẮT Chương tác giả trình bày ví dụ tính toán, cụ thể sau: Bài toán ví dụ 1: So sánh kết chương trình phân tích khung cứng theo phương pháp giả khớp dẻo chương trình phân tích khung theo phương pháp hiệu chỉnh khớp dẻo , phầm mềm Sap 2000 Bài toán ví dụ 2: So sánh kết chương trình phân tích khung nửa cứng Bậc Bậc có tải ngang theo mô hình lũy thừa thông số Kishi-Chen Bài toán ví dụ 3: So sánh kết chương trình phân tích khung nửa cứng theo mô hình lũy thừa thông số Kishi-Chen mô hình thông số Richard – Abbott Bài toán ví dụ 4: Tính khung thép lệch tầng hai nhịp có tải trọng ngang hai trường hợp liên kết nửa cứng liên kết cứng để xét ảnh hưởng sai số hình học thiết kế theo LRFD z z z 107 Chương 7: Kết luận kiến nghị CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 KẾT LUẬN Phương pháp giả khớp dẻo gần đạt ảnh hưởng tính dẻo đề xuất liệu lực – ứng suất nén cho mặt cắt tiêu chuẩn , thu thông qua phân tích mặt cắt phần tử kết cấu kiểu mẫu biểu thức sở bề mặt cong quan hệ hai thông số Độ cứng phần tử dầm cột dựa ứng xử tìm thấy Kết phương pháp trung gian phương pháp đàn dẻo phương pháp vùng dẻo Phương pháp đề xuất phương pháp phân tích kết cấu thực tế Phương pháp giả khớp dẻo kiểm tra lại lần ảnh hưởng lan truyền dẻo Bài học diễn đạt đáng giá cao phương pháp khớp dẻo ảnh hưởng đến độ bền sau Đặc biệt đến uốn cong trục phụ Phương pháp giả khớp dẻo cho kết sai khác khoảng 5% so với phương án phân tích kết cấu xác Hơn phương pháp giả khớp dẻo chất hoàn toàn giống phương pháp phân tích khớp dẻo Kết phân tích tìm sử dụng mô hình liên kết Richard-Abbott Kishi-Chen hoàn toàn phù hợp Thực chất, mô hình liên kết Kishi-Chen kế thừa từ mô hình Richard-Abbott bỏ qua giai đoạn củng cố liên kết Ứng xử liên kết có ảnh hưởng quan trọng đến ứng xử cấu kiện hệ kết cấu Đối với dầm, giảm độ cứng xoay liên kết dẫn đến giảm trị số moment âm đầu dầm làm tăng trị số moment dương nhịp dầm so với phương pháp ngàm tuyệt đối Moment thiết kế dầm nhạy với ứng xử liên kết nửa cứng, cột nhạy Lực dọc cột không phụ thuộc vào độ mềm liên kết Tuy nhiên, hệ số chiều dài ảnh hưởng cột tăng giảm độ cứng liên kết nối với dầm 108 Chương 7: Kết luận kiến nghị Ứng xử liên kết có ảnh hưởng quan trọng đến đến ứng xử tổng thể hệ kết cấu Về chất, ứng xử phi tuyến liên kết nửa cứng làm tăng chuyển vị ngang khung Và vậy, ảnh hưởng bậc khuếch đại đáng kể, hệ kết cấu mảnh chịu tải ngang Khi phân tích khung thép phẳng nửa cứng thực chất nghiên cứu cấu tạo mô hình liên kết Bởi vì, chương trình phân tích khung tiết diện phần tử đặc trưng thông số A, I, Z Trong toán lại bỏ qua tượng ổn định cục ổn định xoắn ngang, nên hình dạng tiết diện phần tử ảnh hưởng đến kết tính toán thông qua mô hình liên kết Nội dung chi tiết phần luận văn sau: Phần liên kết nửa cứng: Quá trình thiết kế bao gồm phân tích kết cấu phi tuyến kể đến ứng xử nửa cứng liên kết ảnh hưởng bậc 2, Quá trình phân tích khung bắt đầu thủ tục phân tích phi tuyến kể đến ảnh hưởng độ mềm liên kết ảnh hưởng bậc nhằm tìm phản ứng thật hệ Bằng cách sử dụng “hệ số ngàm đầu mút” cho phép kể đến ảnh hưởng độ mềm liên kết trạng thái từ cứng, nửa cứng khớp phân tích, thiết kế khung Phần phương pháp phân tích: phương pháp giả khớp dẻo, phương pháp nâng cao, dùng để phân tích khung có liên kết nửa cứng ứng xử theo ba mô hình liên kết mô hình lũy thừa ba thông số Kishi-Chen, mô hình Richard-Abbott Thuận lợi phương pháp giải đồng thời vấn đề lớn toán: phi tuyến hình học, phi tuyến vật liệu phi tuyến liên kết Phần chương trình tính toán: Sau có mô hình liên kết, tìm độ cứng cát tuyến Re , hệ số ngàm đầu mút r liên kết liên kết đưa vào phương pháp giả khớp dẻo để phân tích khung với liên kết nửa cứng ứng xử theo mô hình khác 109 Chương 7: Kết luận kiến nghị Chương tác giả đưa ví dụ phân tích khung, liên kết nửa cứng ứng xử theo mô hình khác Kết mô hình liên kết khác cho nội lực chuyển vị khung khác Ảnh hưởng liên kết nửa cứng làm thay đổi nội lực chuyển vị khung Đồng thời ảnh hưởng bậc hai ảnh hưởng sai số hình học góp phần làm giảm khả chịu lực khung Do đó, tính toán phân tích kết cấu thép nay, việc giả thiết liên kết cứng bỏ qua ảnh hưởng kể dẫn đến nguy hiểm 7.2 KIẾN NGHỊ Mặc dù có số nghiên cứu chương trình liên kết nửa cứng có giá trị, song cần phải có thêm nhiều nghiên cứu vấn đề để có hiểu biết chi tiết Vì vậy, tác giả có số kiến nghị sau: • Đối với chương trình phân tích khung : - Khi chương trình ngày lớn dần, người sử dụng cần có dẫn sử dụng chương trình, Vì vậy, cần viết thêm phần Help cho chương trình - Phát triển thêm sở liệu cho loại thép khác theo tiêu chuẩn nước khác - Phát triển thêm phần thiết kế khung thép cứng theo TCVN • Đối với liên kết nửa cứng - Phát triển thêm mô hình liên kết khác giới thiệu chương để đưa vào chương trình phân tích khung - Đối với hai mô hình đề nghị, cần phải nghiên cứu, phân tích thêm để đưa công thức tổng quát cho quan hệ M-θr theo thông số kích thước liên kết - Phân tích cấu tạo mô hình liên kết trường hợp kết cấu composit • Đối với phương pháp phân tích - Phương pháp phân tích giả khớp dẻo bỏ qua tượng ổn định cục ổn định xoắn ngang Do đó, hướng phát triển giải toán có xét đến hai tượng 110 Chương 7: Kết luận kiến nghị - Phát triển toán cho tải trọng động tải trọng chu kì áp dụng cho toán có động đất, lẽ liên kết nửa cứng biện pháp làm tăng khả chống động đất kết cấu 111 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHAÛO American Institute Of Steel Construction, Inc, “Load and Resistance Factor Design specification for Steel Hollow Structural Sections”, November 10, (2000) Aristizabal-Ochoa J.D., “First and Second-order Stiffness Matrices and Load Vector of Beam-Columns with Semirigid Connections” Journal of Structural Engineering, 123(5), 669-678, 1997 Aristizabal-Ochoa J.D., “Stability and Second-order Analyses of Frames with Semirigid Connections under Distributed Axial Loads” Journal of Structural Engineering, 127(11), 1306-1315, 2001 Attalla, “Spread of Plasticity : Quasi Plastic Hinge Approach ”, Journal of Structural Engineering 22 (1994) 116-122 Bùi Công Thành, “Cơ kết cấu nâng cao”, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2004 Ketter , R.L, Kaminsky, E,L and Beedle , L.S (1995 ) “ Plastic deformation of wide-flange beam columns “ Trans ASCE 120 1028 – 1069 Li T.Q., Choo B.S., and Nethercot D.A., “Connection Element Method for The Analysis of Semi-Rigid Frames”, Journal of Constructional Steel Research, 32, 143-171, 1995 McGuire , W and Gallagher R,H (1979) “ Matrix structural analysis “ John Wiley and Sons ,Inc New York Monforton, G.R and Wu, T.S., “Matrix Analysis of Semi-Rigidly Connected Frames”, Journal of Structural Engineering, ASCE, 89, ST6, 13-42, 1963 10 S L Chan vaø P T Chui, “Non-linear static and cyclic analysis of steel frames with semi-rigid connections”, Elsevier, 1999 11 S O Degertekin vaø M S Hayalioglu, “Design of non-linear semi-rigid steel frames with semi-rigid column bases”, Electronic Journal of Structural Engineering, (2004) 12 Sekulovic M , Salatic R , “Nonlinear Analysis of Frame with Flexible Connections ”, Journal of Civil Engineering, 28(1), 58 -76,1999 13 Seung-Eock Kim vaø Se Hyu Choi, “Practical advanced analysis for semi-rigid space frames”, International Journal of Solids and Structures 38 (2001) 91119131 14 Seung-Eock Kim vaø Wai-Fah Chen, “Design guide for steel frames using advanced analysis program”, Engineering Structures 21 (1999) 352-364 Tài liệu tham khảo 15 Seung-Eock Kim Wai-Fah Chen, “Practical advanced analysis for semi-rigid frame design”, Engineering Journal/Fourth Quarter (1996), 129-141 16 Seung-Eock Kim vaø Wai-Fah Chen, “Practical advanced analysis for unbraced steel frames design”, Journal of Structural Engineering (1996), 1259-1265 17 Seung-Eock Kim vaø Wai-Fah Chen, “Practical advanced analysis for braced steel frames design”, Journal of Structural Engineering (1996), 1266-1274 18 T Q Li, B S Choo vaø D A Nethercot, “Connection element method for the analysis of semi-rigid frames”, Journal of Constructional Steel Research 32 (1995) 143-171 19 Trần Chí Hoàng, “Phân tích thiết kế tối ưu khung thép phẳng có liên kết nửa cứng với tiết diện chữ I”, Luận văn Thạc só, Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh, 2003 20 Trần Tuấn Kiệt, “Phân tích khung thép phẳng có liên kết nửa cứng phương pháp nâng cao”, Luận văn Thạc só, Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh, 2002 21 Wai-Fah Chen (Council On Tall Buildings And Urban Habitat), “Semi-Rigid connections in steel frames”, McGraw Hill, Inc, 1992 22 Wai-Fah Chen vaø E.M Lui “Stability design of steel frames”, Nhà xuất CRC, 1991 McGraw Hill, Inc, 1992 23 Wai-Fah Chen, “Practical analysis for semi-rigid frame design”, World Scientific Publishing Co Pte.Ltd, 1999 24 Wai-Fah Chen, “Structural stability: from theory to practice”, Engineering Structures 22 (2000) 116-122 25 Wai-Fah Chen, Yoshiaki Goto vaø J Y Richard Liew, “Stability design of semirigid frames”,CRC Press, John Wiley & Sons Inc, 1996 26 Wai-Fah Chen vaø Seung-Eock Kim., (1997), “LRFD steel design using advanced analysis”, CRC Press, Boca Raton, Florida 27 Wai-Fah Chen vaø Sohal, I., (1995), "Plastic Design and Second-Order Analysis of Steel frames", Springer-Verlag New York Inc 28 Wilson E.L., “The Static Condensation Algorithm”, International Journal for Numercial Methods in Engineering, 8, 198-203, 1974 29 Xu, L., “Computer- Automated Design of eometrical Stiffness of Semi-Rigid Steel Frames”, Journal of Structural Engineering, ASCE, 88, ST5, 12-42, 1993 30 Xu, L., “Second-order Analysis For Semirigid Steel Frame Design”, Canadan Journal of Civil Engineering, 28(1), 59-76, 2001 31 Yang Y.B and McGuire W ( 1986 )” Stiffness matrix for geometric nonlinear analysis “Journal of Structural Engineering, 123(5), 853-877, 1996 Tóm tắt Lý lịch trích ngang : Họ tên : Nguyễn Mạnh Cường Sinh ngày : 15/07/1976 Nơi sinh : Phú Yên Địa liên lạc : 1/7C, Tổ 10 , Khu phố , Phường BỬU LONG Thành phố BIÊN HÒA - Tỉnh ĐỒNG NAI QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO • Từ năm 1994 đến năm 1999 học Đại học trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh • Từ năm 2003 đến năm 2006 học Cao học trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC • Từ năm 1999 đến nay, Trường Đại Học Dân Lập Lạc Hồng Tỉnh Đồng Nai Địa : Số 10 Liên tỉnh lộ 24 , Phường BỬU LONG Thành phố BIÊN HÒA – Tỉnh ĐỒNG NAI ... tích khung thép nửa cứng 29 Chương 3: Phân tích khung thép có liên kết nửa cứng CHƯƠNG PHÂN TÍCH KHUNG THÉP CÓ LIÊN KẾT NỬA CỨNG 3.1 GIỚI THIỆU Trong phân tích thiết kế kết cấu khung thép thực hành... Vì vậy, liên kết dầm-cột thực tế phải xem liên kết nửa cứng phân tích thiết kế khung thép 30 MOMENT LIÊN KẾT (M) Chương 3: Phân tích khung thép có liên kết nửa cứng θr GÓC XOAY LIÊN KẾT Hình... TÊN ĐỀ TÀI : PHÂN TÍCH KHUNG THÉP PHẲNG CÓ LIÊN KẾT NỬA CỨNG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : ƒ Phân tích cấu tạo ứng xử loại liên kết khung thép ƒ Xây dựng mô hình liên kết khung thép nửa cứng hệ số