Đánh giá ứng xử và hiệu quả kinh tế của tháp ăng ten có hình dáng tiết diện thanh khác nhau

Tính toán đánh giá khả năng chịu lực của công trình tháp ăng ten có hình dáng tiết diện thanh khác nhau cùng khẩu độ chiều cao Sau khi đánh giá khả năng chịu lực từng tháp ta tính khối lượng thép với tính kinh tế của từng công trình để rút ra công trình nào có tính khả thi và hiệu quả kinh tế cao nhất

1 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẶNG ĐỨC QUÂN ĐÁNH GIÁ ỨNG XỬ VÀ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA THÁP ĂNG TEN CĨ HÌNH DÁNG TIẾT DIỆN THANH KHÁC NHAU Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ ANH TUẤN Đà Nẵng - Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết phương pháp nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Đặng Đức Quân MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Tên đề tài Lý chọn đề tài Mục đích đề tài Mục tiêu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH THÁP THÉP 1.1 Đặc điểm phân loại 1.1.1 Đặc điểm 1.1.2 Phân loại 1.2 Hình dạng chung tháp thép dạng dàn 1.2.1 Các dạng tháp 1.2.2 Lựa chọn tham số cấu tạo hình dạng cánh 1.2.3 Hệ bụng 1.2.4 Vách cứng ngang 1.2.5 Chọn sơ tiết diện 1.2.6 Chỉ tiêu kỷ thuật 1.2.7 Mô kích thước hệ tháp 1.2.8 Tải trọng tính tốn 1.2.9 Nội lực 10 1.2.10 Tổ hợp nội lực 10 CHƯƠNG MÔ PHỎNG KẾ CẤU TÍNH TỐN 11 2.1 Khai báo mơ hình khung khơng gian cơng trình chương trình SAP2000 11 2.1.1 Khai báo đặc trưng hình học mơ hình: 12 2.1.2 Tần số dao động riêng, tần số dao động giới hạn hệ 14 2.2 Tải trọng tác động 16 2.2.1.Gió tĩnh 16 2.2.2 Tải trọng gió tác dụng theo phương vng góc với mặt tháp 19 2.2.3 Gió tác dụng lên tháp theo phương chéo 24 2.3.4 Gió tác dụng vào chảo Ăng ten 28 2.3.5 Xác định gió động tác dụng lên cơng trình 30 2.3.6 Thông số Mj 32 2.3.7 Thông số ζ 35 2.3.8 Thông số υ 35 2.3.9 Thông số ε 36 2.3.10 Tính ψij 36 2.3.11 Xác định thành phần động tải trọng gió 42 CHƯƠNG MƠ PHỎNG SỐ, TÍNH TĨAN, SO SÁNH KHỐI LƯỢNG THÉP: THÉP TRÒN; THÉP V; THÉP TRÒN - V 49 3.1 Chiều dài tính tốn Thép Trịn - V 49 3.1.1 Thanh bụng Thép Tròn - V 49 3.1.2 Thanh đứng Thép Tròn - V 50 3.1.3 Độ mảnh độ mảnh giới hạn Thép Tròn - V 50 3.1.4 Các loại kiểm tra tháp Thép Tròn - V 51 3.1.5 Kiểm tra điều kiện bền cho tiết diện Thép Tròn - V 52 3.1.6 Kiểm tra điều kiện biến dạng Thép Tròn - V 62 3.1.7 Tính liên kết dàn tháp trụ Thép Tròn - V 63 3.1.8 Cấu tạo liên kết chân cột Thép Tròn - V (chân cột A) 67 3.1.9 Tính diện tích đế Thép Trịn - V 67 3.1.10 Kích thước sườn Thép Tròn - V 69 3.1.11 Tính liên kết hàn Thép Trịn - V 71 3.1.12 Tính bulơng chân tháp Thép Trịn - V 72 3.1.13 Tính liên kết xiên vào chân tháp Thép Tròn - V 73 3.2 Tính tốn, so sánh khối lượng thép, hiệu kinh tế 76 3.3 Tính tốn giảm tiết diện hiệu kinh tế Tháp tiết diện Tròn 78 3.4 Đánh giá tính tốn kết 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 QUYẾT ĐINH ̣ GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: Đánh giá ứng xử hiệu kinh tế tháp ăng ten có hình dáng tiết diện khác Học viên: Đặng Đức Quân Chuyên ngành: Kỹ thuâ ̣t Xây dựng DD&CN Mã số: 60.58.02.08 Khóa: K33 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN TĨM TẮT: Tính tốn đánh giá khả chịu lực cơng trình tháp ăng ten có hình dáng tiết diện khác độ, chiều cao Sau đánh giá khả chịu lực tháp ta tính khối lượng thép với tính kinh tế cơng trình để rút cơng trình có tính khả thi hiệu kinh tế cao Evaluate the behavior and economic efficiency of the tower antenna have different detail bars ABSTRACT: Calculation of the bearing capacity of the tower antenna structure has different detailed bars with same aperture, height After evaluating the bearing capacity of each tower, we calculate the steel volume with the economics of each project to draw out which works are feasible and have the highest economic efficiency DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 1.1 Lựa chọn sơ kích thước tháp truyền hình 1.2 Chọn sơ tiết diện c tháp 2.1 Bảng trường hợp tổ hợp nội lực 14 2.2 Bảng 12 tần số dao động riêng Thép Tròn-V 14 2.3 Bảng 12 tần số dao động riêng Thép Tròn 15 2.4 Bảng 12 tần số dao động riêng Thép V 16 2.5 Bảng tính áp lực gió tác dụng theo phương vng góc với mặt tháp 21 2.6 Bảng tính áp lực gió tác dụng theo phương vng góc với mặt tháp 22 2.7 Bảng tính áp lực gió tác dụng theo phương vng góc với mặt tháp 23 2.8 Bảng tính áp lực gió tác dụng theo phương chéo 25 2.9 Bảng tính áp lực gió tác dụng theo phương chéo 26 2.10 Bảng tính áp lực gió tác dụng theo phương chéo 27 2.11 Trọng lượng kích thước thiết bị 28 2.12 Tải trọng gió tác dụng lên chảo theo phương song song với mặt chảo 29 2.13 Tần số dao động riêng cơng trình 31 2.14 Khối lượng đốt tháp Thép Tròn-V 33 2.15 Khối lượng đốt tháp Thép Tròn 33 2.16 Khối lượng đốt tháp Thép V 34 2.17 Kết hệ số áp lực động 35 2.18 Hệ số động lực mode i ( i = 1÷2) 36 2.19 Kết tính Thép Trịn-V Mode dao động 37 2.20 Kết tính Thép Tròn-V Mode dao động 38 2.21 Kết tính Thép Trịn Mode dao động 38 2.22 Kết tính Thép Trịn Mode dao động 39 2.23 Kết tính Thép V Mode dao động 40 2.24 Kết tính Thép V Mode dao động 41 Số hiệu Tên bảng Trang 2.25 Kết tính Mode dao động 41 2.26 Bảng tính gió động theo mode 42 2.27 Bảng tính gió động theo mode 43 2.28 Bảng tính gió động theo mode 44 2.29 Bảng tính gió động theo mode 45 2.30 Bảng nội lực tĩnh tải Thép Tròn-V 46 2.31 Bảng nội lực tĩnh tải Thép Tròn 47 2.32 Bảng Nội lực Thép Tròn-V 47 2.33 Bảng Nội lực Thép Tròn 48 2.34 Bảng Nội lực Thép V 48 3.1 Độ mảnh giới hạn 51 3.2 Kết kiểm tra ổn định tổng thể bụng 55 3.3 Bán kính quán tính tương ứng với 58 3.4 Kiểm tra ổn định tổng thể đứng 60 3.5 Bảng so sánh khối lượng thép 76 3.6 Bảng phân tích chi phí thép Trịn-V 76 3.7 Bảng phân tích chi phí thép Trịn 77 3.8 Bảng phân tích chi phí thép Trịn-V 77 3.9 Bảng so sánh chi phí thi cơng 78 3.10 Bảng ổn định tổng thể bụng 78 3.11 Bảng ổn định tổng thể đứng 79 3.12 Bảng phân tích chi phí thKhối lượng Trịn-V 697.45 425.28 168.62 160.67 157.16 102.63 100.87 86.45 83.74 1982.87 Khối lượng Tròn 698.15 433.43 176.03 167.75 148.19 108.26 101.74 98.51 93.54 2025.6 Khối lượng V 697.45 433.12 175.76 167.72 161.62 108.09 101.73 98.37 93.38 2037.24 BẢNG PHÂN TÍCH VẬT TƯ HẠNG MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG TRÌNH : TRỤ THÁP HẠNG MỤC : THÉP TRỊN-V Bảng 3.6 Bảng phân tích chi phí thép Trịn-V STT TÊN CÔNG TÁC / VẬT TƯ Sản xuất hệ khung dàn a.)Vật liệu Ô xy Đất đèn Que hàn loại Thép hình Thép Thép trịn b.)Nhân cơng Nhân cơng 4,0/7 c.)Máy thi cơng ĐƠN VỊ HAO PHÍ 198,287 chai kg kg kg TỔNG K.L ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN 6.122.094.398 17.605.744 1.7 337.0879 90.909 4.8 951.7776 7.000 22.66 4.493.1834 22.727 625.39 4.588.038.431 30.644.323,9 6.662.443,2 102.116.579,1 69.584 17.500 1.217.720 kg kg 316 62.658,692 61.4 129.286 15.455 17.500 5.310.335 968.390.084,.9 2.262.505 1.052.970.396 công 26.5 5.254,6055 200.390 1.052.970.396.1 2.426.208 481.085.571 77 BẢNG PHÂN TÍCH VẬT TƯ HẠNG MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG TRÌNH : TRỤ THÁP HẠNG MỤC : THÉP TRỊN Bảng 3.7 Bảng phân tích chi phí thép Trịn STT TÊN CÔNG TÁC / VẬT TƯ ĐƠN VỊ HAO PHÍ Sản xuất hệ khung thép a.)Vật liệu Ơ xy Đất đèn Que hàn loại Thép tròn Thép Vât liệu khác b.)Nhân công Nhân công 4,0/7 c.)Máy thi công 202.56 chai kg kg 2.1 8.4 24.15 TỔNG K.L ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN 6.449.454.121 19.802.748,7 425.376 90.909 1.701,504 7.000 4.891,824 22.727 kg kg % 697.85 202.560 362.15 73.357,104 1.012,8 công 22.61 4.579,8816 5.082.306.097 38.670.506,8 11.910.528 111.176.484 17.500 3.544.800 15.455 1.133.734.042,.3 238.955,9 242.014.535,5 4.530.817.9 917.762.474 200.390 917.762.473.8 2.218.530,6 449.385.550 BẢNG PHÂN TÍCH VẬT TƯ HẠNG MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG TRÌNH : TRỤ THÁP HẠNG MỤC : THÉP V Bảng 3.8 Bảng phân tích chi phí thép Trịn-V STT TÊN CÔNG TÁC / VẬT TƯ Sản xuất hệ khung dàn a.)Vật liệu Ô xy Đất đèn Que hàn loại Thép hình Thép b.)Nhân cơng Nhân cơng 4,0/7 c.)Máy thi cơng ĐƠN VỊ HAO PHÍ 203.724 TỔNG K.L ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN 6,279,479,047 1.7 346.3308 4.8 977.8752 22.66 4,616.3858 5,586,919.1 90,909 7,000 22,727 4,703,359,510 31,484,586.7 6,845,126.4 104,916,600.1 kg 203,724 17,500 3,565,170,000 kg 316 64,376.784 chai kg kg công 26.5 5,398.686 15,455 994,943,196.7 5,310,335 1,081,842,688 200,390 1,081,842,687.5 2,426,208.3 494,276,849 78 Bảng 3.9 Bảng so sánh chi phí thi cơng Bảng so sánh Chi phí thi cơng Chi phí thi cơng Trịn-V Vật liệu Nhân cơng Máy Tổng cộng 4.588.038.431 1.052.970.396 481.085.571 6.122.094.398 Chi phí thi Chi phí thi cơng Trịn cơng V 5.082.306.097 4.703.359.510 917.762.474 1.081.842.688 449.385.550 494.276.849 6.449.454.121 6.279.479.047 3.3 Tính tốn giảm tiết diện hiệu kinh tế Tháp tiết diện Tròn Từ tính tốn ta thấy khả chịu lực tháp có tiết diện Trịn tốt so với phương án cịn lại giảm tiết diện thép tròn để đạt hiệu kinh tế cao Bảng 3.10 Bảng ổn định tổng thể bụng BẢNG KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ THANH BỤNG THÉP TRỊN Chiều TT Đường kính Cao trình N A dài σ γc iy ix imin (cm λmax φ (cm) (cm) hệ số ) (KN/ Đốt (mm) (m) (KN) (cm2) (cm) ĐKV cm2) L 1088.5 4 272 Ø121x5.5 0-25 8.68 0.952 3.2 0.75 14 54.1 8.68 4 111 7.4 Ø121x5.5 25-40 446 0.863 0.75 42 45.7 8.68 4 2.7 Ø121x5.5 40-50 352 88 0.809 0.75 38.7 8.68 4 2.7 Ø121x5.5 50-60 320 80 0.766 0.75 39.07 8.68 4 75.2 2.2 Ø121x5.5 60-70 301.04 0.687 0.75 34.2 8.68 4 73.4 2.2 Ø121x5.5 70-80 293.68 0.522 0.75 31.3 8.68 4 0.9 Ø121x5.5 80-90 286.08 74.5 0.448 0.75 12 29.3 8.68 4 65.6 0.9 Ø121x5.5 90-100 252.24 0.431 0.75 88 25.7 8.68 4 67.2 1.0 Ø121x5.5 100-110 258.08 0.338 0.75 08 23.1 [σ] γc.[σ] Nhậ n (KN/c (KN/ xét m2) cm2) 21 ok 21 ok 21 ok 21 ok 21 15 75 ok 21 ok 21 ok 21 ok 21 ok 79 Bảng 3.11 Bảng ổn định tổng thể đứng TT Đường kính Cao trình Đốt (mm) (m) D426x25 D426x25 D426x25 D426x25 D426x25 0-25 25-40 40-50 50-60 60-70 D219x12 70-80 D219x12 80-90 D219x12 D219x12 90-100 100110 BẢNG KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ THANH ĐỨNG THÉP TRÒN Chiều N A dài σ γc [σ] (ix=iy) λmax φ (cm) hệ số (KN) (cm2) (cm) (KN/cm2) (KN/cm2) ĐKVL -989.4 314.95 2257.2 10.86 207.85 0.71 4.424 0.8 21 -831.5 314.95 1352.97 10.86 124.58 0.71 3.72 0.8 21 -671.31 314.95 904.5 10.86 83.29 0.71 0.8 21 -483.4 314.95 904.5 10.86 83.29 0.71 2.16 0.8 21 -399.7 314.95 900.27 10.86 82.90 0.71 1.79 0.8 21 69.77 71.3 900.27 8.12 0.52 10.78 0.8 21 -294.6 69.77 71.3 900.27 8.12 0.52 2.7 0.8 21 -183.3 -102.5 71.3 720.36 8.12 63.1 0.45 3.19 0.8 21 -46.7 71.3 810.36 8.12 34.6 0.45 1.46 0.8 γc.[σ] (KN /cm2) Nhận xét ok ok ok ok ok 16.8 21 ok ok ok ok Bảng 3.12 Bảng phân tích chi phí thép Trịn BẢNG PHÂN TÍCH VẬT TƯ HẠNG MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG TRÌNH : TRỤ THÁP HẠNG MỤC : THÉP TRÒN STT MÃ SỐ AI.11912 VL.0001 VL.0050 VL.0546 VL.0712 TÊN CÔNG TÁC / VẬT TƯ Sản xuất hệ khung thép a.)Vật liệu Ô xy Đất đèn Que hàn loại Thép tròn VL.0726 Thép Z999 Vât liệu khác b.)Nhân công ĐƠN VỊ HAO PHÍ 125.663 TỔNG K.L ĐƠN GIÁ THÀNH TIỀN 4,001,074,98 chai kg kg 2.1 8.4 24.15 263.8923 1,055.5692 3,034.7615 kg 697.85 125,663 kg % 362.15 45,508.8555 628.315 19,802,748 90,909 7,000 22,727 3,152,931,63 23,990,185.1 7,388,984.4 68,971,024.6 17,500 2,199,102,500 15,455 703,339,361.8 238,955.9 150,139,576.3 4,530,817 569,356,164 ... SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: Đánh giá ứng xử hiệu kinh tế tháp ăng ten có hình dáng tiết diện khác Học viên: Đặng Đức... tốn đánh giá khả chịu lực cơng trình tháp ăng ten có hình dáng tiết diện khác độ, chiều cao Sau đánh giá khả chịu lực tháp ta tính khối lượng thép với tính kinh tế cơng trình để rút cơng trình có. .. Tính tốn giảm tiết diện hiệu kinh tế Tháp tiết diện Trịn Từ tính tốn ta thấy khả chịu lực tháp có tiết diện Tròn tốt so với phương án lại giảm tiết diện thép trịn để đạt hiệu kinh tế cao Bảng 3.10