Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là tổng hợp và đề xuất các công thức tính toán dầm Tensairity; Nghiên cứu ứng xử của dầm Tensairity bằng mô hình phần tử hữu hạn và bằng thực nghiệm. Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÁO CÁO TĨM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN DẦM TENSAIRITY TRONG XÂY DỰNG Mã số: B2018-ĐN02-49 Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Quang Tùng Đà Nẵng, Tháng 09/2020 DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA Chủ nhiệm đề tài GV.TS Nguyễn Quang Tùng Khoa Xây Dựng Dân Dụng Công Nghiệp, ĐHBK, ĐHĐN Thành viên tham gia GVC.TS Lê Khánh Tồn Khoa Xây Dựng Dân Dụng Cơng Nghiệp, ĐHBK, ĐHĐN GV.TS Đỗ Minh Đức Khoa Xây Dựng Dân Dụng Công Nghiệp, ĐHBK, ĐHĐN Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ CẤU KIỆN CHỊU UỐN 1.1 Cấu kiện chịu uốn cổ điển 1.2 Một số kết cấu chịu uốn 1.3 Một số cơng trình nghiên cứu làm việc dầm Tensairity 1.4 Kết luận chương Chương NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA DẦM TENSAIRITY 2.1 Phương trình cho toán dầm Tensairity chiu uốn 2.2 Nghiên cứu ứng xử dầm Tensairity phương pháp PTHH 2.3 Xác minh mơ hình phần tử hữu hạn dầm Tensairity 2.4 Kết luận Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ CỦA DẦM TENSAIRITY 3.1 Tổng quan mơ hình thí nghiệm 3.2 Cấu tạo dầm Tensairity 3.3 Các dụng cụ đo 3.4 Đo biến dạng dầm màng mỏng bị thổi phồng 10 3.5 Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm Tensairity 11 3.6 Kết luận 15 KẾT LUẬN 16 KIẾN NGHỊ 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 17 i Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 0-1: Kết cấu Tensairity Hình 2-1: Sơ đồ làm việc dầm Tensairity Hình 3-1 Mơ hình dầm Tensairity .8 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2-1 So sánh chuyển vị dầm Tensairity tính lý thuyết PTHH ii Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung - Tên đề tài: Nghiên cứu, tính tốn dầm Tensairity xây dựng - Mã số: B2018-ĐN02-49 - Chủ nhiệm: TS Nguyễn Quang Tùng - Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng - Thời gian thực hiện: 08/2018-07/2020 Mục tiêu - Tổng hợp đề xuất công thức tính tốn dầm Tensairity; - Nghiên cứu ứng xử dầm Tensairity mơ hình phần tử hữu hạn thực nghiệm; Tính sáng tạo - Xây dựng mơ hình phần tử hữu hạn dầm Tensairity; - Thiết lập quy trình thí nghiệm để nghiên cứu ứng xử thực tế dầm Tensairity Kết nghiên cứu - Mô ứng xử dầm Tensairity phương pháp phần tử hữu hạn; - Xây dựng quy trình thực nghiệm để nghiên cứu ứng xử kiểm chứng lý thuyết Sản phẩm - Báo cáo phân tích “Ứng xử dầm Tensairity” - Bài báo “Nguyen Quang Tung, Experimental characterization of Tensairity beams, International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE), ISSN: 2277-3878, Volume-8 Issue-3, pp.61506154, 2019” đăng tạp chí quốc tế, thuộc danh mục SCOPUS - 01 học viên cao học “Lê Văn Quang, lớp K34.XDD QNg” bảo vệ thành công luận văn thạc sĩ Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng iii Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information Project title: construction Code number: B2018-ĐN02-49 Coordinator: PhD Quang Tung NGUYEN Implementing institution: Danang University of Science and Analysis and calculation the Tensairity beam in Technology Duration: from Objective(s) 08/2018 to Summary the formulation of Tensairity beam; Study the behaviors of Tensairity experimentation; Creativeness and innovativeness 07/2020 beam by FEM and Modeling the Tensairity beam by FEM; Experimental prototol for characteristic properties of Tensairity beam Research results Model of the Tensairity beam by FEM; Experimental prototol for characteristic properties of Tensairity beam Products Analysis report “Response of Tensairity beam” One scientific paper “Nguyen Quang Tung, Experimental characterization of Tensairity beams, International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE), ISSN: 2277-3878, Volume-8 Issue-3, pp.6150-6154, 2019” in SCOPUS journal list; v Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN MỞ ĐẦU 1) Tính câp thiết 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 (xem Hình 1) a) Pont de Val-Cenis (Pháp) b) Garage ô-tô (Thụy Sĩ) Hình 0-1: Kết cấu Tensairity 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 Do đó, đề tài: “Nghiên cứu, tính tốn dầm Tensairity xây dựng” cần thiết có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao 2) Mục tiêu đề tài - Tổng hợp cơng thức tính tốn dầm Tensairity; - Nghiên cứu ứng xử dầm Tensairity mơ hình phần tử hữu hạn thực nghiệm; 3) Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu Cách tiếp cận: - Dựa kết nghiên cứu kết cấu màng mỏng thổi phồng, kết cấu dây cáp chịu lực kết cấu dầm Tensairity, chủ Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN kéo dầm màng mỏng thổi phồng có tác dụng tạo cánh tay đòn cho cặp ngẫu lực “kéo-nén” đảm bảo ổn định cho nén Do đó, dầm Tensairity nhẹ nhiều so với dầm cổ điển Hình 1-9: Một số cơng trình ứng dụng Tensairity 1.3 Một số cơng trình nghiên cứu làm việc kết cấu dầm Tensairity 1.3.1 Ứng xử vật liệu Cấu tạo vải kỹ thuật Ứng xử học vải kỹ thuật Hầu hết vải kỹ thuật mơ màng mỏng chịu ứng suất phẳng Thí nghiệm đo hệ số đàn hồi vải kỹ thuật 1.3.2 Ứng xử dầm màng mỏng thổi phồng Hệ phương trình phi tuyến, cho phép tính tốn hệ số thay đổi kích thước ống trạng thái thổi phồng: (k2 1)k x k ( Rk k )2 1 k x x 2Rk2k k x pR C*xx R 2k2k2 2k x2 C*xxxx k2 C*xxx Rk2k * 2 2 * * pR C x R k k 2k x C xxx k C xx Rk k pR C* R 2k2k2 2k x2 C* xx k2 C* x Rk2k (1-1) 1.4 Kết luận chương Chương chủ yếu đề cập đến nghiên cứu vật liệu vải kỹ thuật lý thuyết tính tốn thổi phồng dầm màng mỏng thổi phồng, thành phần quan trong cấu tạo hoạt động dầm Tensairity Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN Chương NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA DẦM TENSAIRITY 2.1 Phương trình cho toán dầm Tensairity chiu uốn Các nghiên cứu dầm Tensairity nhóm nghiên cứu Luchsinger (2011) thực hiện, đưa phương trình cân đề xuất cơng thức tính độ võng cho hệ dầm 2.1.1 Hệ phương trình cân Theo nghiên cứu sơ đồ cấu tạo dầm thể hình bên dưới: - Hình 2-1: Sơ đồ làm việc dầm Tensairity w : Độ võng nén – độ võng dầm - f : Đường kính ống 2.1.2 Chuyển vị dầm Tensairity Tổng kết lại, độ võng nén w1 dây cáp w2 tiết diện dầm Tensairity xác định sau: w C cosh(x) C x C x C Với số tích phân sau: C0 2 k 2f qH EI cosh( l ) E Ik l C2 ; C1 k q 2f 24 EI H l C0 C cosh(l ) 6C1l ; C3 04 cosh(l ) C1l C2l 2 2.1.3 Lực căng dây cáp Theo nghiên cứu Luchsinger (2008), lực căng dây cáp bao gồm hai thành phần: Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN H H0 H1 (2-1) 2.2 Nghiên cứu ứng xử dầm Tensairity phương pháp phần tử hữu hạn 2.2.1 Tổng quan phương pháp phần tử hữu hạn 2.2.2 Loại phần tử mơ 2.2.3 Các bước mơ hình hóa phần mềm ABAQUS Hình 2-26: Kết phân tích mơ hình 2.3 Xác minh mơ hình phần tử hữu hạn dầm Tensairity Bảng 2-1 So sánh chuyển vị dầm Tensairity tính lý thuyết PTHH R (m) p (kPa) 10 20 0.1 30 40 50 10 20 0.125 30 40 50 d (mm) 0.300 0.600 0.899 1.198 1.496 0.469 0.937 1.404 1.870 2.335 H0 (kN) 0.009 0.037 0.084 0.149 0.232 0.015 0.058 0.131 0.232 0.360 H (kN) 5.428 5.456 5.503 5.567 5.650 4.350 4.393 4.466 4.567 4.695 k (kN/m ) 15.708 31.416 47.124 62.832 78.540 15.708 31.416 47.124 62.832 78.540 -1 (m ) 1.378 2.181 2.749 3.204 3.587 1.678 2.519 3.120 3.595 3.984 Chuyển vị dầm w0 (mm) Lý thuyết 73.20 34.23 20.12 11.37 5.65 54.36 26.75 14.33 6.51 3.45 PTHH Chênh lệch 77.37 -5.7% 35.53 -3.8% 20.42 -1.5% 10.97 3.5% 5.28 6.5% 56.64 -4.2% 27.50 -2.8% 14.06 1.9% 6.15 5.5% 3.24 6.1% Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN 90.00 R=0.1m (Analytic) w0 (mm) 80.00 70.00 R=0.1m (FEM R=0.125m (Analytic) R=0.125m (FEM) 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 p(kPa) 0.00 10 20 30 40 50 60 Hình 2-28: Chuyển vị dầm Tensairity (Lý thuyết – PTHH) 2.4 Kết luận Mơ hình dầm Tensairity mơ tính tốn theo hai phương pháp giải tích phương pháp Phần tử hữu hạn Các phương trình cân dầm Tensairity tổng hợp, từ giúp đưa cơng thức tính chuyển vị dầm chịu tải trọng Bên cạnh đó, mơ hình dầm Tensairity thiết lập phần mềm ABAQUS 2016 Các kết phân tích chuyển vị dầm theo hai phương pháp tương thích Do đo nói mơ hình phân tích ứng xử dầm Tensairity hứa hẹn sử dụng để mơ phỏng, tính toán dầm Tensairity điều kiện khác Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ CỦA DẦM TENSAIRITY 3.1 Tổng quan mơ 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 Ống thổi phồng liên kết chắn làm điểm tựa cho nén thông qua hệ thống dây cáp kéo hình xoắn ốc theo trục ống Thơng qua liên kết chặt chẽ mà phận dầm tạo thành thể thống nhất, đảm bảo khả chịu lực cho dầm Tensairity, xem Hình 3-1 Hình 3-1 Mơ hình dầm Tensairity Trong nghiên cứu này, có hai phương pháp kéo neo cáp thực hiện: - Phương pháp 1: Thổi phồng trước neo sau - Phương pháp 2: Neo trước, thổi phồng sau 3.2 Cấu tạo dầm Tensairity 3.2.1 Dầm màng mỏng thổi phồng Trong nghiên cứu này, dầm màng mỏng thổi phồng có chiều dài giống L= 3m bán kính R = 10cm 12.5cm chế tạo 3.2.2 Thanh nén thép hộp Thanh thép chịu nén sử dụng thí nghiệm thép hộp Hịa Phát có kích thước b h d 30 60 (mm ) có khối lượng riêng 1.375 kg/m Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN 3.2.3 Dây cáp chịu kéo Dây cáp sử dụng thí nghiệm có đường kính 1mm, cung cấp cơng ty Perfect Connection, cường độ chịu kéo Rs 1000MPa 3.2.4 Liên kết ống thổi phồng với nén thông qua hệ dây cáp Thanh nén đặt lên dầm thổi phồng liên kết chặt chẽ dây cáp nối xoắn ốc từ đầu đến đầu ống Có đoạn dây khác lắp đặt liên kết theo hình xoắn ốc lên dầm: - Hai đoạn dây có đầu dầm, kéo xoắn ốc qua vị trí dầm neo vào đầu dầm - Hai đoạn dây lại kéo xoắn ốc qua vị trí 1/4 dầm, tiếp tục qua ren vị trí 1/2 dầm, lại kéo xoắn ốc qua vị trí 3/4 dầm cuối neo đầu 3.3 Các dụng cụ đo Trong thí nghiệm này, mong muốn thực phép đo đơn giản để thu thông tin thay đổi kích thước hình học ống/dầm (bán kính R chiều dài L) 3.3.1 Máy nén khí cảm biến đo áp suất ống Thiết bị bơm máy nén khí Sunny Compressor 5Hp, 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 sốt áp suất vào ống, áp suất khí ống kiểm tra xác cảm biến đo áp suất Tire Gauge in 3.3.2 Strain gauges 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 3.3.3 Indicator đo chuyển vị Để đo chuyển vị, sử dụng thiết bị đo chuyển vị Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN phương pháp vật lý Thiết bị có cho phép xác định chuyển vị dầm với độ xác lên đến 0.01mm 3.3.4 Van an toàn Do kết cấu thổi phồng bị nổ chịu áp suất lớn, thí nghiệm này, van an tồn sử dụng để không cho áp suất vượt qua giới hạn 3.3.5 Thiết bị bảo hộ 3.4 Đo biến dạng dầm màng mỏng bị thổi phồng 3.4.1 Dụng cụ lắp đặt Để đo thay đổi bán kính ống, hai cảm biến đo biến dạng lắp đặt đối xứng với vị trí ống, cách trục đối xứng bên 50cm Các cảm biến định hướng theo chu vi ống đánh số để tránh nhầm lẫn Kết thay đổi bán kính ống lấy giá trị trung bình số liệu đo từ hai cảm biến Hình 3-15 Sơ đồ bố trí cảm biến đo biến dang 3.4.2 Đo dầm mẫu Giả thiết trạng thái rỗng ống Thời gian chờ để lấy kết thí nghiệm Sự ổn định ứng xử vật liệu 3.4.3 Quy trình thí nghiệm Sau thực phép đo dầm mẫu, nhận thấy vấn đề liên quan đến thời gian chờ lấy kết thí nghiệm, số vịng gia tải để vật liệu đạt đến trạng thái ổn định 3.4.4 Kết thí nghiệm nhận định Kết Biến dạng thu chênh lệch số thu từ thiết bị đo trạng thái áp suất so với trạng thái tự nhiên 10 Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN P P 2R R R P 2 R R Kết đo biến thiên bán kính giá trị trung bình hai số liệu đo Bảng 3-2 Kết đo biến dạng ống màng mỏng trình thổi phồng R (m) p (kPa) 0.1 0.125 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 Chỉ số strain gauge S2 106 S5 106 -732 -472 1748 1971 4215 4458 6287 6438 8272 8506 11698 11903 -615 -243 1751 1962 5017 5106 7150 7769 9907 10118 14209 15011 Biến thiên bán kính R1 (%) R2 (%) 0.248 0.495 0.702 0.900 1.243 0.237 0.563 0.777 1.052 1.482 0.244 0.493 0.691 0.898 1.238 0.221 0.535 0.801 1.036 1.525 R-ex (%) R-ana (%) 0.246 0.494 0.696 0.899 1.240 0.229 0.549 0.789 1.044 1.504 0.300 0.600 0.899 1.198 1.496 0.375 0.750 1.123 1.496 1.868 Sai số (%) 18.0 17.7 22.5 24.9 17.1 39.1 26.7 29.8 30.2 19.5 3.5 Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm Tensairity Hình 3-18 Gia tải đo chuyển vị 3.5.1 Kết thí nghiệm Các kết thực nghiệm, biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị thể Hình đến Hình 11 Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN Bảng 3-3 Chuyển vị dầm Tensairity w(mm) – Trường hợp căng trước p (kPa) Thực nghiệm 0.1 0.125 40.00 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 w (mm) R (m) Lý thuyết FEM >50 34.23 20.12 11.33 5.65 >50 26.75 14.33 6.51 3.45 >50 35.53 20.42 10.97 5.28 >50 27.50 14.06 6.15 3.24 >50 37.16 22.15 14.31 7.68 >50 28.80 16.41 9.33 5.82 Chênh lệch (%) 7.89 9.15 20.82 26.43 4.40 7.81 23.34 31.25 7.14 12.68 30.23 40.72 4.52 14.32 34.08 44.33 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 Hình 3-19 Chuyển vị dầm Thực nghiệm vs Lý thuyết – Neo trước 12 40.00 w (mm) Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN 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) 45.00 w (mm) Hình 3-20 Chuyển vị dầm Thực nghiệm vs Lý thuyết – Neo sau Chuyển vị dầm w (mm) R=0.1 - Pre R=0.125 - Pre 40.00 35.00 R=0.1 - Post R=0.125 - Post 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 10 20 30 40 50 p (kPa) 60 Hình 3-21 Chuyển vị dầm Neo trước vs Neo sau (kết thực nghiệm) 13 Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN 3.5.2 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 Ảnh hưởng bán kính ống thổi phồng đến khả chịu uốn dầm: Bán kính ống thổi phồng đóng vai trị 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 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 Theo công thức (2-1), 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 cịn đóng góp thêm căng trước trình thổi phồng 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 14 Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN tất nhiên lớn hẳn dầm gỗ dầm bê tông cốt thép Sai số kết lý thuyết thực nghiệm: 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 - 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 (1-23) việc tính chuyển vị dầm, sai số giảm mạnh 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 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 15 Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN KẾT LUẬN Mục đích nghiên cứu phân tích ứng xử dầm Tensairity – loại kết cấu chịu uốn kết hợp từ thành phần chính: nén, dầm màng mỏng thổi phồng hệ dây cáp nhằm tối ưu hóa khả chịu lực tối ưu hóa hiệu sử dụng vật liệu Các mục tiêu đặt từ phần đầu báo cáo thực cho phép thu thập số kết sau: Lời giải giải tích chuyển vị dầm Tensairity Lý thuyết tính tốn kích thước hình học dầm màng mỏng thổi phồng lực căng dây cáp tích hợp lời giải giải tích dầm Tensairity nhằm phát triển lý thuyết tính tốn sát với thực tế Mơ hình phần tử hữu hạn dầm Tensairity Dầm Tensairity mô phương pháp phần tử hữu hạn (phần mềm ABAQUS) kiểm chứng cách so sánh kết với lời giải giải tích Sự tương thích hai phương pháp mơ hứa hẹn đắn lý thuyết mơ hình phát triển Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm Tensairity Mơ hình dầm Tensairity theo tỷ lệ thực thiết kế chế tạo Quy trình thí nghiệm hệ thống thiết bị đo cân nhắc kỹ lưỡng nhằm có kết Các kết thực nghiệm thu gần sát với lý thuyết, sai số thực nghiệm lý thuyết khơng lớn Do nói kết thu đáng tin cậy KIẾN NGHỊ Nghiên cứu cho thấy dầm Tensairity có hiệu sử dụng tốt, đảm bảo khả chịu lực cao hạn chế trọng lượng thân kết cấu Tuy nhiên, khó đảm bảo độ bền ống màng mỏng nên kết cấu nên ứng dụng trường hợp khẩn cấp, làm cấu kiện chịu lực kết cấu tạm thời 16 Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bridgens.B.N, Gosling P.D, and M.J.S Birchall, Membrane material behaviour : concepts, practise and developments Structural Engineer, 82(14) :28–33., 2004 [2] Cavallaro.P.V, Jonhson.M.E, and A.M Sadegh, Mechanics of plainwoven fabrics for inflated structures Composite structures, 61 :375– 393, 2003 [3] Comer, R.L and Levy.S, Deflections of an inflated circular cylindrical cantilever beam AIAA Journal, 1(7) :1652–1655, 1963 [4] Cook.R.D, Malkus.D.S, and Plesha.M.E, Concepts and Applications of Finite Element Analysis 1989 [5] Davids.W.G, Finite-element analysis of tubular fabric beams including pressure effects and local fabric wrinkling Engineering Structures, 44 :24–33, 2007 [6] Douglass WJ Bending stiffness of an inflated cylindrical cantilever beam AIAAJ 1969;7:1248–53 [7] Fichter.W.B, A theory for inflated thin-wall cylindrical beams Technical report, NASA TND-3466, 1966 [8] Galliot C And Luchsinger R , A simple model describing the nonlinear biaxial tensile behaviour of PVCcoated polyester fabrics for use in finite element analysis Composite Structures, 90 :437–447, 2009 [9] Galliot C and Luchsinger.R, A simple model describing the nonlinear biaxial tensile behaviour of PVCcoated polyester fabrics for use in finite element analysis Composite Structures, 90 :437–447, 2009 [10] Gosling.P.D, Tensinet analysis and materials working group - basic philosophy and calling notice Tensinews Newsletter, 13 :12–15, 2007 [11] Guidanean K and Williams.G, An inflatable rigidizable struss strucrure with complex joint The 39th 17 Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structure, Structural Dynamics and Materials Conference, California, USA, 1998 [12] Hinson.W.F, and Keafer L.S, Large inflated antenna systems Technical report, NASA N84-17234, 1984 [13] Jiang.Z, Contribution la dynamique des poutres gonflables PhD thesis, Université de Nantes, 2007 [14] Le van A and Wielgosz.C, Finite element formulation for inflatable beams Thin-Walled Structures, 45 :221–236, 2007 [15] Le van.A and Wielgosz.C, Bending and buckling of inflatable beams : some new theoretical results Thin-Walled Structures, 43 :1166– 1187, 2005 [16] Nguyen.Q.T, Tính tốn ứng dụng kết cấu thổi phồng xây dựng, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở, Đà Nẵng 2015 [17] Luchsinger R, Pedretti A, Steingruber.P, and Pedretti.M, The New Structural Concept Tensairity : Basic Principles London : A.A Balkema Publishers, 2004 [18] Luchsinger.R, Pedretti.M, and Reinhard.A, Pressure induced stability : from pneumatic structure to tensairity Journal of Bionics Engineering, 1(3) :141–148, 2004 [19] Luchsinger.R, Antje S., René C., Structural behavior of asymmetric spindle-shaped Tensairity girders under bending loads, Thin-Walled Structures, Volume 49, Issue 9, September 2011, Pages 1045-1053 [20] Võ Ngọc Quang, “Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử dầm màng mỏng thổi phơng”, Luận văn cao học Khóa K34 Cao học Quảng Ngãi, Đại học Đà Nẵng, 2018 [21] Lê Văn Quang, “Nghiên cứu thực nghiệm làm việc kết cấu chịu uốn siêu nhẹ Tensairity”, Luận văn cao học Khóa K34 Cao học Quảng Ngãi, Đại học Đà Nẵng, 2018 18 ... sánh chuyển vị dầm Tensairity tính lý thuyết PTHH ii Đề tài NCKH&CN cấp ĐHĐN THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung - Tên đề tài: Nghiên cứu, tính tốn dầm Tensairity xây dựng - Mã số: B2018-ĐN02-49... ? ?Nghiên cứu, tính tốn dầm Tensairity xây dựng? ?? cần thiết có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao 2) Mục tiêu đề tài - Tổng hợp cơng thức tính tốn dầm Tensairity; - Nghiên cứu ứng xử dầm Tensairity mơ hình... cấu Tensairity 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 Do đó, đề tài: ? ?Nghiên cứu, tính