Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LƯU ĐỨC DUY ẢccĐỀ TÀI : PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỐI ƯU MỘT SỐ KẾT CẤU THÉP DẠNG THANH THÀNH MỎNG MẶT CẮT HỞ LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGHÀNH : XÂY DỰNG DÂN DỤNG CÔNG NGHIỆP MÃ SỐ NGÀNH : 23 04 10 TP.HCM, 09/2003 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Thầy hướng dẫn khoa học : TS BÙI CÔNG THÀNH Phó trûng Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Trøng Đại Học Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Người chấm nhận xét : Người chấm nhận xét : LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐƯC BẢO VỆ TẠI HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGÀY …… THÁNG ………NĂM 2003 Có thể tìm hiểu Luận văn Thư viện Trường ĐH Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ I Họ tên học viên Ngày, tháng,, năm sinh Chuyên ngành Mã số Khoá TÊN ĐỀ TÀI : : LƯU ĐỨC DUY Phái : Nam : 08/10/1977 Nơi sinh :Tp.HCM : “ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP “ : 17.11.225 : 11 ( 2000-2002) PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỐI ƯU MỘT SỐ KẾT CẤU THÉP DẠNG THANH THÀNH MỎNG MẶT CẮT HỞ II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : A Nhiệm vụ : Nghiên cứu kết cấu thành mỏng tính toán thiết kế tối ưu số kết cấu thép dạng thành mỏng mặt cắt hở B Nội dung : _Nghiên cứu lý thuyết lời giải giải tích làm việc thành mỏng có mặt cắt hở _Nghiên cưú tính toán làm việc thành mỏng có mặt cắt hở phương pháp phần tử hữu hạn _So sánh kết chuyển vị, ứng suất dọc trục thành mỏng không thành mỏng với phần mềm khác _Nghiên cứu phương pháp tối ưu lập trình tự động hoá tính toán tối ưu hoá thành mỏng có mặt cắt hở _Thiết kế so sánh kết cấu thành mỏng tối ưu không tối ưu _Nhận xét kết luận III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 29/11/2002 IV NGÀY VÀ HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/09/2003 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS BÙI CÔNG THÀNH VI HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ NHẬN XÉT : VII HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ NHẬN XÉT : CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS BÙI CÔNG THÀNH CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN NGÀNH PGS.TS CHU QUỐC THẮNG Nội dung đề cương luận án Thạc só Hội đồng chuyên ngành “ XÂY DỰNG DÂN DỤNG “ thông qua PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TP.HCM Ngày … Tháng … Năm2003 KHOA QUẢN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Khi viết lên dòng chữ em luôn ghi nhớ, kính trọng biết ơn việc giảng dạy tập thể thầy cô trường Đại học Bách Khoa nói chung khoa Kỹ Thuật Xây Dựng nói riêng Em xin cảm ơn thầy, cô tham gia giảng dạy chương trình Cao Học vừa qua Để khởi đầu cho ý tưởng luận án định hướng luận án đạt đïc kết mong muốn, em chân thành biết ơn vô hạn, kính phục giảng dạy, tận tụy luôn quan tâm đến học viên Thầy TS BÙI CÔNG THÀNH, tận tình hướng dẫn cho em suốt trình làm luận án, ý kiến thầy luôn lời lẽ q báu, vừa nhắc nhở vừa động viên định hướng cho em nghiên cứu cách đắn, mở hướng nghiên cứu mẽ, giúp em hoàn thành tốt luận án Em xin cảm ơn đến thầy cô tham gia chấm phản biện luận án em luôn đón nhận đóng góp ý kiến câu hỏi quý thầy cô giúp em đïc hiểu sâu đề liên quan đến luận án Em xin chân thành cảm ơn đến tất bạn bè đồng ngiệp luôn ủng hộ em thời gian vừa qua, cảm ơn tất người gia đình đặc biệt đấng sinh thành ngày đêm lo lắng ủng hộ em Xin chân thành cảm ơn TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Hiện việc thiết kế thép nùc ta phụ thuộc vào nhiều lý thuyết cổ điển, nước ta có công ty hàng đầu công nghệ thiết kế chế tạo mẽ, họ tìm phương án tối ưu thiết kế để giá thành sản phẩm ngày hạ Để làm được điều bên cạnh họ luôn có đội ngũ hùng hậu việc nghiên cứu, chế tạo họ thành công thiết kế kết cấu thép cho nhà công nghiệp vượt nhịp lớn Theo TCVN thiết kế khung nhà tỏ nặng nề thiếu nhiều chi tiết kết cấu làm việc đồng thời, ví dụ việc sử dụng mối nối ( hàn, bulong, số lượng bulong ) c sơ đồ tính khác nhau, không nên tách rời cấu kiện riêng lẽ để tính toán gây lãng phí, không xét đến hiệu ứng P- ( fist order), P- ( secondorder), tượng xảy khớp dẻo hình thành phân bố lại ứng suất hệ … Nghiên cứu tổng quan làm việc khác dầm thøng EulerBecnuli thành mỏng có mặt cắt hở Nghiên cứu lý thuyết lời giải giải tích làm việc thành mỏng có mặt cắt hở Qua ý kiến nêu mục đích luận án xây dựng phương pháp thiết kế tối ưu cho thành mỏng có mặt hở cách dựa phương pháp tính toán nội lực phương pháp chuyển vị hay nói xác phương pháp phần tử hữu hạn toán tối ưu quy hoạch phi tuyến dựa vào lời giải khai triển thành chuỗi phương trình tuyến tính Theo thiết kế TCVN 5575-1991 ổn định nén, nén – uốn đồng thời, phức tạp chịu nén – uốn - xoắn đồng thời Nhưng ổn định xoắn có môment xoắn bên tác dụng vào gây biến dạng cắt Nhưng hoàn toàn không xét ảnh hưởng phương đặt lực có qua tâm cắt tâm đàn hồi hay không, việc ảnh hưởng nhiều đến việc ổn định cục tổng thể dầm Do mục đích đề tài nghiên cứu đến ảnh hưởng việc phương đặt lực cách xác định tâm cắt tâm đàn hồi, toạ độ quạt phương pháp số v v _Sau có kết tính toán tối ưu kết cấu thép thành mỏng so sánh với lời giải nội lực phần mềm có kết tính toán dựa tiêu chuẩn AISC/ LRFD-93, đưa kết luận so sánh _Từ tính toán cụ thể nêu, cho phép rút nhận xét, so sánh, kết luận, kiến nghị việc tối ưu kết cấu thành mỏng dựa vào toán qui hoạch phi tuyến cách khai triển chuỗi phương trình tuyến tính MỤC LỤC MỤC LỤC Chương : Tổng quan đặt vấn đề A Tổng quan đặt vấn đề B Nghiên cưú nước C Mục tiêu nghiên cứu Chương : Cơ sở lý thuyết kết cấu thành mỏng có tiết diện hở Khái niệm Cơ sở lý thuyết tính toán thành mỏng có mặt cắt hở 2.1 Lý thuyết xoắn tuý 2.2 Lý thuyết xoắn không tuý thành mỏng mặt cắt hở Chương : Phương pháp phần tử hữu hạn thành mỏng không gian Giới thiệu chung 14 Lý thuyết phương pháp phần tử hữu hạn khung có thành mỏng khoâng gian 15 2.1 Thanh thaønh mỏng chịu kéo nén 15 2.2 Thanh thành mỏng chịu uốn 16 2.3 Thanh thành mỏng chịu xoắn 17 2.4 Ứng suất thành mỏng 23 2.5 Ma trận chuyển trục toạ độ 27 Chương : Lập trình tính toán phương pháp phần tử hữu hạn Giới thiệu chung 30 Tính toán đặc trưng hình học phương pháp số 30 2.1 Diện tích mặt cắt 30 2.2 Môment tiết diện 30 2.3 Trọng tâm tiết diện 31 2.4 Môment quán tính 31 2.5 Haèng số xoắn 31 2.6 Toạ độ quạt 31 2.7 Toạ độ tâm cắt 32 2.8 Moâment quán tính vênh 32 Tính toán gần đặc trưng hình học có tiết diện thay đổi 33 Qui ước dấu bậc tự phần tử thành mỏng Chương : So sánh kết lời giải kết cấu thành mỏng với phần mềm có xét đến tượng xoắn kiềm chế không kiềm chế Bài toán ví dụ 36 kết so sánh nội lực, ứng suất, chuyển vị với mặt cắt hình chữ i với phần mềm sap2000, ansys6.0 43 Chương : Cơ sở lý thuyết tối ưu tối ưu hoá thành mỏng ` Giới thieäu 46 1.1 Các khái niệm chung 46 1.2 Một số thuật ngữ dùng tới öu 46 1.3 Phaùt biểu toán học toán tối ưu 46 1.4 Quá trình lặp tối öu 47 1.5 Sự tồn nghiệm 47 Các phương pháp tối ưu kết cấu 47 2.1 Phương pháp cổ điển 47 2.2 Phương pháp tiêu chuẩn tối ưu 48 2.3 Phương pháp quy hoạch toán học 59 Xây dựng toán tối ưu hoá kết cấu thành mỏng 69 Chương : Ví dụ so sánh + So hình toán tối ưu hợp lý hình kích thước Bài toán số : Hình 7.77 : Khung ngàm 14 phần tử, 15 nút Một số biểu đồ hình vẽ minh hoạ : Hình 7.78 : Biểu đồ thể mối quan hệ biến thiết kế hàm mục tiêu - 153 - Chương : Ví dụ so sánh Hình 7.79 : Biểu đồ thể mối quan hệ biến thiết kế tỉ lệ ứng suất Hình 7.80 : Hình dạng trước tối ưu - 154 - Chương : Ví dụ so sánh Hình 7.81 : Hình dạng sau tối ưu - 155 - Chương : Ví dụ so sánh Hình 7.82 : Biểu đồ chuyển vị sau tối ưu Hình 7.83 : Biểu đồ nội lực sau tối ưu Số liệu kết toán tối ưu : %% %% Nhap loai tiet dien [I]/[H]/[CMoc]/[CThuong]/[L] :I Chon bai toan [1]/[2]/[3]/[4]/[5]/[6] : [1] : Dam don gian phan tu, nut [2] : Dam son phan tu, nut [3] : Dam don gian 12 phan tu, 13 nut [4] : Cot ngam dau phan tu, nut [5] : Khung phang ko doc 14 phan tu, 15 nut [6] : Khung phang co doc 14 phan tu, 15 nut Ve so phan tu Khung khong gian : [s]/Khung phang : [p] p BUOC : NHAP CAC GIA TRI CHO HAM TOI UU So lan lap mot vong toi uu : 20 Nhap gia tri sai so cua ham muc tieu Tol_Obj_F = :0.00001 BUOC : LUA CHON DIEM TREN TIET DIEN Ban chon diem tren tiet dien [Co]/[Auto]:A BUOC : VAO VONG LAP TOI UU Nhap ty le bien thiet ke ban dau Macdinh/Co/Khong: [K] :M Ban chon gia tri mac dinh ty le bien thiet ke bang :1 SO VONG LAP TOI UU : n = DIEM CHON TREN MAT CAT : Bat ky GIA TRI CHON BIEN THIET KE BAN DAU rand_store = 1 1 1 1 - 156 - Chương : Ví dụ so sánh GIA TRI HAM MUC TIEU m^3 : z_store = 0.0865 0.0762 0.0753 0.0745 0.0741 0.0741 0.0741 0.0741 GIA CAC BIEN THIET KE : X0 = 10 11 12 12 13 14 0.0024 0.0037 0.0020 0.0026 0.0022 0.0025 0.0029 0.0037 0.0020 0.0030 0.0022 0.0020 0.0030 0.0027 0.0035 0.4330 0.6691 0.3603 0.4723 0.3968 0.4557 0.5182 0.6571 0.3652 0.5422 0.3930 0.3600 0.5337 0.4944 0.6215 0.0866 0.1338 0.0721 0.0945 0.0794 0.0911 0.1036 0.1314 0.0730 0.1084 0.0786 0.0720 0.1067 0.0989 0.1243 0.0060 0.0093 0.0050 0.0066 0.0055 0.0063 0.0072 0.0091 0.0051 0.0075 0.0055 0.0050 0.0074 0.0069 0.0086 GIA TRI TY LE UNG SUAT ratio_store = 2.7582 5.5363 1.1249 1.9831 0.7837 1.9170 3.1330 5.5260 1.1938 2.9895 1.1971 0.4529 3.1363 2.5425 5.0790 0.4075 0.6530 0.6340 0.8972 1.0412 1.1106 0.8031 0.8757 0.5007 0.9511 1.0634 0.3409 0.8524 0.8257 0.6270 0.6367 0.9193 0.5725 0.9598 0.9919 0.9834 0.9821 0.9985 0.9160 0.9838 0.8639 0.4494 1.0062 0.8536 0.9874 0.5794 0.8764 0.5950 1.0011 1.0041 0.9996 0.9985 1.0001 0.9795 1.0000 0.9999 0.4958 1.0006 0.9020 1.0002 1.0334 0.9592 0.2680 0.9903 0.9844 1.0021 0.9992 0.9979 0.9951 0.9957 1.0027 0.6653 0.9949 0.8733 1.0015 0.9549 0.9632 0.3078 0.9998 0.9998 0.9990 0.9998 0.9997 0.9994 0.9996 1.0005 0.7018 1.0002 0.9347 1.0002 0.9460 0.9638 0.3119 1.0000 1.0000 0.9999 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.7065 1.0000 0.9444 1.0000 0.9684 0.9638 0.2996 1.0000 0.9999 1.0000 1.0000 1.0000 0.9999 1.0000 1.0000 0.7066 1.0000 0.9591 0.9824 0.0729 0.0729 0.0729 0.0729 -0.2966 -0.6662 -0.6662 -0.6662 1.7700 1.7700 1.7700 1.7700 -0.2308 -2.2317 -2.2317 -2.2317 -2.2315 -2.2315 -2.2315 -2.2315 -0.2445 1.7425 1.7425 1.7425 -2.2316 -2.2316 -2.2316 -2.2316 -0.2480 1.7356 1.7356 1.7356 1.7110 1.7110 1.7110 1.7110 -0.2604 -2.2317 -2.2317 -2.2317 1.9017 1.9017 1.9017 1.9017 -0.1650 -2.2316 -2.2316 -2.2316 UNG SUAT DOC TRUC Sx = 1.0e+006 * Columns through 1.7505 1.7505 1.7505 1.7505 -0.2054 -2.1613 -2.1613 -2.1613 1.9190 1.9190 1.9190 1.9190 -0.1150 -2.1490 -2.1490 -2.1490 - 157 - Chương : Ví dụ so sánh -2.1613 -2.1490 -0.6662 -2.2317 1.7425 1.7356 -2.2317 -2.2315 -2.2315 -2.2315 -2.2315 -0.4528 1.3260 1.3260 1.3260 1.3260 0.4788 0.4788 0.4788 0.4788 -0.5495 -1.5778 -1.5778 -1.5778 -1.5778 -2.2128 -2.2128 -2.2128 -2.2128 -0.2455 1.7219 1.7219 1.7219 1.7219 -2.1216 -2.1216 -2.1216 -2.1216 -0.2914 1.5388 1.5388 1.5388 1.5388 -2.2264 -2.2264 -2.2264 -2.2264 -0.1844 1.8577 1.8577 1.8577 1.8577 0.0009 0.0008 0.0020 0.0026 0.0024 0.0028 0.0033 0.0030 0.0031 0.0030 -0.0000 -0.0000 -0.0001 -0.0000 -0.0001 -0.0051 -0.0031 -0.0070 -0.0059 -0.0072 -2.2316 Columns through 15 1.1835 1.1835 1.1835 1.1835 -0.5242 -2.2318 -2.2318 -2.2318 -2.2318 1.7471 1.7471 1.7471 1.7471 -0.2423 -2.2316 -2.2316 -2.2316 -2.2316 Chuyen vi Ux : ans = Columns through -0.0000 0.0036 Columns through 15 0.0026 0.0035 Chuyen vi Uy : ans = Columns through 0 -0.0001 Columns through 15 -0.0021 -0.0008 Chuyen vi Uz : ans = Columns through 14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Column 15 Goc Xoan : ans = Columns through 14 0 0 Column 15 - 158 - Chương : Ví dụ so sánh Noi luc phan tu : P_Ele_sys = 1.0e+003 * Columns through 0.4278 0.2620 0 0.5879 -0.4278 -0.2620 0 -0.0640 0.5722 0.7380 0 2.2570 -0.5722 -0.7380 0 -0.7809 0.4278 0.2620 0 0.0640 -0.4278 -0.2620 0 0.4599 0.5722 0.7380 0 0.7809 -0.5722 -0.7380 0 0.6952 0.4278 -0.7380 0 -0.4599 -0.4278 0.7380 0 -1.0162 0.5722 0.7380 0 -0.6952 -0.5722 -0.7380 0 2.1712 0.7769 0.3522 0 -0.3998 -0.7769 -0.3522 0 1.1079 0.7913 0.4959 0 0.1777 -0.7913 -0.4959 0 0.8191 0.7769 0.3522 0 -1.1079 -0.7769 -0.3522 0 1.8159 0.7913 0.4959 0 -0.8191 -0.7913 -0.4959 0 1.8159 0.7769 0.3522 0 1.0162 -0.7769 -0.3522 0 -0.3082 0.7913 0.4959 0 2.1712 -0.7913 -0.4959 0 -1.1745 Columns through 14 0.7769 0.3522 0 0.3082 -0.7769 -0.3522 0 0.3998 0.7913 0.4959 0 1.1745 -0.7913 -0.4959 0 -0.1777 %% -return Kết luận : +Qua toán phân tích thành mỏng dể ổn định xoắn ứng suất dọc trục tăng nhanh môxoắn lại không lớn + Qua so sánh thể tích xét khung với mô hình thành mỏng mô hình không thành mỏng chiều cao mô hình thành mỏng có chiều cao cao Điều cho thấy thành mỏng có khả chịu uốn tốt, việc ứng dụng thành mỏng thực tế cao dùng để thiết kết công trình có độ lớn nhược điểm dể ổn định xoắn gây - 159 - Chương : Nhận xét kết luận CHƯƠNG : CÁC NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN VỀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH LÀM VIỆC BÀI TOÁN THANH THÀNH MỎNG CÓ MẶT CẮT HỞ A KẾT LUẬN : Qua số liệu đïc tính toán trên, nhận thấy thiết kế kết cấu theo mô hình thành mỏng ưu việt tận dụng đïc ưu điểm vật liệu thép Thanh không gian thông thường có 12 bậc tự không kể đến vênh tiết diện nên bị xoắn chúng hoàn toàn gây ứng suất tiếp tạo biến dạng cắt lực cắt mà kết cấu thép ứng suất cắt thường nhỏ ứng suất đàn hồi đến 0.6 lần nên dể xảy ổn định cục Theo giả thuyết ban đầu thành mỏng mặt cắt hở chuyển vị lớn, ưu thiết kế dùng thành mỏng Do mặt cắt thành mỏng dể bị vênh gây biến dạng dọc trục, vênh chống lại lực cắt bimoment gây môment xoắn thuý St.venant không số Do phép chuyển vị lớn nên kết cấu gọn nhẹ, tải trọng thân giãm xuống làm giảm giá thành sản phẩm Để cấu làmviệc cách hợp lý, việc tối ưu hoá kết cấu quan trọng Qua kết tối ưu thấy trọng kết tối ưu tiết diện thành mỏng có trọng lượng bé nhất, việc tối ưu hàm mục tiêu theo ràng buộc điều kiện biên, ràng buộc ứng suất chuyển vị làm cho chúng trở nên hợp lý hình dáng theo sơ đồ truyền ứng suất B GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI : Để xây dựng mô hình thành mỏng có nhiều phương pháp : phần tử theo mô hình Membrane, phần tử Membrane, v…v đề dùng phần tử có 14 bậc tự do,do đặt lực lên phần tử chương trình tự hiểu qua tâm cắt của tiết diện, muốn đặt lực vị trí tiết diện phải quy đổi tay bên sau nhập vào Chỉ xét làm việc giai đoạn đàn hồi Vật liệu đồng, đàn hồi đẳng hướng Theo Vlasov’s biến dạng cắt đường chu tuyến không đáng kể Mặt cắt ngang không bị méo mó Biến dạng nhỏ chuyển vị góc xoay lớn Chỉ xây dựng mô hình MATLAB nhập số liệu ban đầu thủ công Các chuyển vị để tính toán tối ưu ứng với đường đàn hồi qua trọng tâm tiết diện C Kiến nghị : Qua cách tính toán người viết hy vọng tiếp tục cải thiện thành chương tính toán lớn - 160 - Chương : Nhận xét kết luận Đây đề tài mang lại hiệu kinh tế cao, quý thầy cô có quan tâm xin thành lập nhóm nghiên cứu chuyên sâu - 161 - Chương : Nhận xét kết luận Tài liệu tham khảo : [1].Uri Kirsch : “Optimize Structure Design Concepts, Method, and Applications”, Israel Institute of Technology Haifa, Israel, McGraw – Hill Book Company 1981 [2].Gerret N.Vanderplaats : ” Numerracal Optimization Techniques For Engineering Design “,McGraw – Hill Book Company 1984 [3].Steen Krenk : “ Lectures on Thin – Walled Beam “, Department of Structure Engneering and Material Technical University of Denmark.1998 [4].Jonh W.Bull: ”Finite Element Applications To Thin-Walled Structure “, Elesvter Applied Science London and NewYork 1990 [5}.Young W.Kwon – Hyochoong Bang : “ The Finite Element Method Using Matlab”, CRC Press.1997 [6].Thomas Coleman – Mary Ann Branch _ Andrew Grace :”Optimization Toolbox For Use with Matlab “, User’s Guide Version 2, The MATH WOKS Inc.1999 [7].S.S Rao : “ The Finite Element Method Engneering “, Pergamon Press 1989 [8].P.Dubas and E Gehri : “Behaviour and Design of Steel plated Structures”, Apply Stactic and Steel Structures Swiss Federal Institure of Techology Zurich, ECCS CECE EKS, 1986 [9].N.S Trahair : “ Flexural – Torisional Buckling of Struture “, Civil Engneering The University of Sydney-Australia.1993, 103-114,185-191 [10].Edwin H Gaylor, Jr, Charles Gaylord, James E Stallmeyer : “Design of steel structures”, McGraw – Hill Book Company.1992 [11].Manual of steel contruction : “ Load & resistance fator design ”.1986 [12] “ Zamil Steel Building Company Limited Design Manual” 1996 [13] “Sap2000 Steel Design Manual “.1984 – 2001 [14] “ Ansys 5.4/Ansys 6.0- Manual Theory of Thin – Walled Beam “ 1997 [15] Jack McCormac “Structural steel design: LRDF Method “ 1989 [16].W.F Chen, E.M.Lui “ Stability Design of Steel Frame “ 1991, 63-80, 105130 - 162 - Chương : Nhận xét kết luận [17].Kenneth Leet Dionisio Bernal “ Reiforced Concrete Design “, McGrawHill,1997, 258 -264 [18].Bùi Công Thành : “ Giáo trình giảng dạy tối ưu kết cấu “, Khoa Xây Dựng Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM, 2000 [19] Chu Quốc Thắng : “ Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn ” , Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật 1997 [20].Lê Hoàng Tuấn : “ Sức Bền Vật Liệu “ , Tập Trường Đại Học Bách Khoa TPHCM 1994 [21].Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép TCVN 5575-1991 - 163 - Phụ lục PHỤ LỤC : CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CHIỀU DÀI ẢNH HƯỞNG K : Trường hợp hai đầu ngăn cản : Hình 6.10 Hình dáng ổn định K =1 : hai đầu khớp hai đầu ngàm đầu ngàm dịch chuyển theo phương vuông góc trục K =0.5: hai đầu ngàm K =0.7 : Thanh ngàm đầu tự K= : đầu tự do, đầu ngàm Trường hợp hai đầu liên kết với khác [16] : Xét AB với hai đầu nối với khác A B Hình 6.11 I / L I / L c GA A độ cứng cột điểm A độ cứng dầm điểm A (PL1.1) độ cứng cột điểm B độ cứng dầm điểm B (PL1.2) B A I / L I / L c GB B B B - 164 - Phụ lục Xét khung giằng hình vẽ: P GA C1 A A 1.0.0 5.0 4.0 3.0 0.9 2.0 0.8 A B 1.0 0.9 0.8 0.7 0.7 0.6 B B 50.0 1.0.0 5.0 4.0 3.0 1.0 0.9 0.8 0.7 C2 B 50.0 b2 A b3 GB 1.0 2.0 A b1 K B 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4 B 0.3 b4 0.3 0.6 0.2 0.2 0.1 0.1 C3 A P Hình dạng biến dạng khung giằng (hình dạng biến dạng khung không lắc) (a) 0.5 giằng ( không phép lắc lư) (b) Hình 6.12 Ta có phương trình xác định hệ số chều dài tính toán cho khung giằng : G AGB G A GB K K tan K 1 1 K tan K (PL1.3) Trong : P P kL L EI P e K (PL1.4) Trong phương trình (PL1.3)theo qui định AISC (1986, 1989) hệ số K trường hợp dãy 0.5 K 1.0 Khi G = 0.5 ứng với trường hợp đầu ngàm Khi G = ứng với đầu thanh khớp Phương trìmh (PL1.3)được diển tả đồ thị hình (1.3b) - 165 - Phụ lục Xét khung không giằng : P 100 B 50 30 C1 20 K GB 10 9.0 100 50 6.5 5.0 30 4.0 20 A B B A b1 b2 B C2 10 B B b3 B B 3.0 10 6 5 B GA 2.0 b4 1.5 C3 1 A P Hình dạng biến dạng khung không giằng (hình dạng biến dạng khung lắc) (a) 1.0 không giằng ( phép lắc lư) (b) Hình 6.13 Ta có phương trình xác định hệ số chều dài tính toán khung không giằng : G AGB K K 6G A GB tan K (PL1.5) Trong phương trình (3.4.30) theo qui định AISC (1986, 1989) hệ số K trường hợp dãy K 1.0 Khi G = ứng với trường hợp đầu ngàm Khi G= 10 ứng với đầu khớp Phương trìmh (PL1.5) diển tả đồ thị hình (1.4b) Để xác định K biểu đồ, ta phải xác định hai giá trị GA GB từ phương trình (PL1.1) (PL1.2), sau ta kẽ đường thẳng nối từ giá trị GA GB mà ta xác định trước biểu đồ, đường thẳng cắt biểu đồ K điểm giá trị K Nhưng xác định hệ số K cách tra biểu đồ thuận lợi giải toán tay Do để tự hoá [9] ta có : G A EI 2 RA L (PL1.6) G B EI 2 RB L Trong : RA , RB : độ cứng xoay tâm đàn hồi đầu A B - 166 - Phụ lục MA RA A M B RB B Theo [17] ta có : Trường hợp : khung giằng ta có : 0.7 0.05G A GB K 0.85 0.05Gmin Trường hợp : khung không giằng ta có : G GB Gọi Gtb A : 20 Gtb Gtb , Gtb K 20 0.9 G , G tb tb Trường hợp : Đối với đầu tự : K 0.3G A hay GB (PL1.7) (PL1.8) (PL1.9) (PL1.10) - 167 - ... MỘT SỐ KẾT CẤU THÉP DẠNG THANH THÀNH MỎNG MẶT CẮT HỞ II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : A Nhiệm vụ : Nghiên cứu kết cấu thành mỏng tính toán thiết kế tối ưu số kết cấu thép dạng thành mỏng mặt cắt hở B... _Nghiên cứu phương pháp tối ưu lập trình tự động hoá tính toán tối ưu hoá thành mỏng có mặt cắt hở _Thiết kế so sánh kết cấu thành mỏng tối ưu không tối ưu _Nhận xét kết luận III NGÀY GIAO NHIỆM... tiết diện hở? ??,Nguyễn Hữu Thành, 2003 C MỤC TIÊU NGHIÊN CƯÚ : Mục tiêu đề tài lập trình tự động tính toán tối ưu số kết cấu dạng thành mỏng mặt cắt hở, so sánh cách ứng xử kết cấu thành mỏng có
Ngày đăng: 17/02/2021, 10:20
Xem thêm:
