ậÓ tÝnh toịn thiạt kạ kạt cÊu thĐp cựa cẵn trôc, nhiÒu tiếu chuÈn cựa quèc gia, hiỷp héi ệ ệ−ĩc thiạt lẺp nh− JIS B8801(1974), DIN44(1979), FEM (1987)... Ph−ểng phịp thiạt kạ v& cềng thục tÝnh toịn cựa nhọng tiếu chuÈn n&y dùa v&o kinh nghiỷm tõ nhọng sờn phÈm tr−ắc ệ ệ−ĩc chÊp nhẺn réng r i [59]. RÊt nhiÒu nghiến cụu ệ−ĩc cềng bè cã liến quan ệạn viỷc thiạt kạ cẵn trôc nh− tÝnh toịn ụng suÊt, trỰng thịi giắi hỰn, tù ệéng ệiÒu khiÓn, phẹn tÝch tời trảng tỵnh v& tời ệéng cựa cẵn trôc [56], [59]. Cịc kạt quờ nghiến cụu sau n&y ệ−ĩc phịt triÓn th&nh cịc tiếu chuÈn hay quy phỰm m& chóng ta sỏ dông trong giai ệoỰn hiỷn naỵ
Viỷc thiạt kạ, chạ tỰo cẵn trôc thịp khềng bã hứp ẻ mét n−ắc m& l& mét nhãm n−ắc, bẻi vẺy sờn phÈm phời ệịp ụng tiếu chuÈn chung ệÒ ra theo tữ chục hay hiỷp héịTrến thạ giắi cã nhiÒu tiếu chuÈn, quy phỰm khịc nhau ịp dông cho thiạt kạ cẵn trôc thịp, thiạt bỡ nẹng chuyÓn cựa quèc gia hay hiỷp héi sờn xuÊt, nh−: tiếu chuÈn thiạt kạ cẵn trôc cựa CHLB ậục DIN 15018/HIu B3; tiếu chuÈn thiạt kạ cẵn trôc thịp cựa CHLB Nga GOST 13994u81, GOST 13556 u 91; cịc qui phỰmu khuyạn cịo khi thiạt kạ, chạ tỰo thiạt bỡ nẹng cựa hiỷp héi cịc nh& sờn xuÊt thiạt bỡ nẹng Chẹu ằu (FEM); bé tiếu chuÈn ISO vÒ thiạt bỡ nẹng bao găm 93 tiếu chuÈn khịc nhau; qui phỰm tời trảng cẵn trôc cựa Nam Phi SABS 0160: 1989; tiếu chuÈn tời trảng cẵn trôc cựa Chẹu u pr u EN 1991 u 3; qui phỰm tời trảng cẵn trôc cựa Mủ ASCE 7 u 98; quy phỰm thiạt kạ cẵn trôc, cẵn trôc thịp GB3811u 83, GB/T13752u1992 cựa Trung Quèc... Tuy nhiến cịc tiếu chuÈn chung ệ−ĩc sỏ dông réng r i trến thạ giắi l& bé tiếu
chuÈn vÒ thiạt bỡ nẹng cựa tữ chục tiếu chuÈn thạ giắi (ISO) [82] v& cịc tiếu chuÈn cựa hiỷp héi thiạt bỡ nẹng Chẹu ằu (FEM) [80], [81].
Viỷt Nam hiỷn nay còng cã mét sè tiếu chuÈn tÝnh toịn kạt cÊu cềng trừnh nh− TCXD 2737u2005, TCXD 338u2005 [39], [40], [41] cã thÓ tham khờo cho tÝnh toịn thiạt bỡ nẹng. Ngo&i ra l& cịc tiếu chuÈn vÒ thỏ nghiỷm vẺt liỷu TCVN197u2002, TCVN198u2008... Cịc tiếu chuÈn kủ thuẺt vÒ thiạt bỡ nẹng nh− TCVN 4244u86, TCVN 5862u95... [42] chự yạu l& cịc tiếu chuÈn an to&n. Hiỷn nay chử cã TCVN 4244u2005 [38] l& duy nhÊt cã cịc qui ệỡnh chung cho thiạt kạ, chạ tỰo, kiÓm ệỡnh cịc thiạt bỡ nẹng nãi chung. ậẹy l& tiếu chuÈn phỉ hĩp vắi cịc quy ệỡnh cựa bé tiếu chuÈn ISO, FEM. Tuy nhiến do ệẹy l& tiếu chuÈn chung cho thiạt bỡ nẹng khềng phời l& tiếu chuÈn riếng ịp dông cho thiạt kạ chạ tỰo cẵn trôc thịp nãi chung v& thiạt kạ kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp nãi riếng, nến khi ịp dông cho cẵn trôc thịp cẵn phời triÓn khai nhiÒu b&i toịn khịc nhaụ Cịc b&i toịn cẵn giời quyạt liến quan tắi ệẳc ệiÓm cẵn trôc thịp nh− phẹn tÝch tời trảng v& tữ hĩp tời trảng, qui trừnh tÝnh toịn khi xĐt tắi biạn dỰng lắn cựa kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp, ph−ểng phịp tÝnh néi lùc.... Tiếu chuÈn TCVN4244u2005 mắi chử ệ−a ra r&ng buéc chung cho ph−ểng phịp thiạt kạ thềng th−êng m& ch−a ệ−a ra ph−ểng phịp thiạt kạ hĩp lý sỏ dông cềng cô tÝnh toịn hiỷn ệỰi, cể sẻ xịc ệỡnh néi lùc l& ph−ểng phịp PTHH. Vừ vẺy ịp dông cịc r&ng buéc tiếu chuÈn vắi ph−ểng phịp tÝnh toịn hiỷn ệỰi l& mét ệưi hái sù nghiến cụu cẵn thiạt cã ý nghỵa khoa hảc v& thùc tiÔn caọ
1.4. Cịc sể ệă tÝnh v0 ph−ểng phịp tÝnh toịn kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp
TÝnh toịn kạt cÊu thĐp cựa thiạt bỡ nẹng chuyÓn nãi chung v& cẵn trôc thịp nãi riếng bao găm cịc b−ắc: xịc ệỡnh sể bé cịc thềng sè hừnh hảc cựa kạt cÊu, tÝnh toịn cịc th&nh phẵn tời trảng v& xịc ệỡnh cịc tữ hĩp tời trảng cẵn thiạt; sể ệă hoị kạt cÊu; tÝnh toịn néi lùc; kiÓm tra kạt cÊu, ệiÒu chửnh hoẳc
thiạt kạ hĩp lý v& cuèi cỉng l& thiạt kạ chi tiạt. Cỉng vắi sù phịt triÓn cựa tin hảc thừ ph−ểng phịp tÝnh toịn thiạt kạ kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp ng&y c&ng ho&n thiỷn, tiến tiạn hển.
1.4.1. Sể ệă tÝnh toịn v0 tữ hĩp tời trảng
Cịc tịc giờ Simic v& mét sè tịc giờ trong [73],[74],[76],[91],[93] ệ sể ệă hoị thay thạ kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp (thịp, cẵn) bỪng cịc thanh t−ểng ệ−ểng v& quy ệữi cịc giị trỡ ệé cụng t−ểng ệ−ểng (hừnh 1.9). Sể ệă n&y tÝnh toịn ệển giờn nến cã thÓ tÝnh toịn bỪng tay, tuy nhiến cã sai sè lắn do phời chÊp nhẺn cịc giờ thiạt vÒ ệé cụng, biạn dỰng.Vừ vẺy sể ệă n&y dỉng ệÓ thiạt kạ sể bé, kiÓm tra kạt cÊụ
a) b)
Hinh 1.9: Sể ệă tÝnh kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp khi quy ệữi vÒ cịc thanh t−ểng
ệ−ểng.
a) Sể ệă thịp; b) Sể ệă cẵn.
Khịc vắi [73],[74], [91] trong nhọng nẽm 80 cựa thạ kũ tr−ắc khi cềng cô tÝnh toịn cưn hỰn chạ, tịc giờ А.А.Пиковский v& mét sè tịc giờ khịc nếu trong [18],[31], [85] dỉng sể ệă tÝnh l& sể ệă ệ−ĩc tỰo th&nh bỪng cịch phẹn tÝch kạt cÊu d&n khềng gian th&nh nhọng d&n phỬng ệÓ tÝnh riếng biỷt. So vắi sể ệă quy ệữi kạt cÊu vÒ thanh t−ểng ệ−ểng sể ệă n&y cho kạt quờ chÝnh xịc hển. Do ệã sể ệă n&y ệ−ĩc ịp dông cho thiạt kạ, kiÓm tra kạt cÊụ
Tịc giờ Erol Zeden [55] ệ dỉng sể ệă tÝnh l& hỷ thanh khềng gian ệÓ tÝnh toịn kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp theo ph−ểng phịp PTHH v& mắi chử tÝnh cho mét tr−êng hĩp tời trảng riếng biỷt, nến ch−a ệịp ụng ệ−ĩc cịc tr−êng hĩp tời trảng theo qui ệỡnh.
Sể ệă tÝnh hỷ thanh khềng gian l& sể ệă cho phĐp mề tờ kạt cÊu cẵn trôc thịp sịt vắi kạt cÊu thùc tạ nhÊt, vắi lùc theo ph−ểng bÊt kú. Kạt quờ nhẺn ệ−ĩc tõ sể ệă phờn ịnh ệóng sù l&m viỷc thùc tạ cựa kạt cÊu [23], tuy nhiến tÝnh toịn néi lùc l& phục tỰp.
ậÓ xịc ệỡnh cịc tữ hĩp tời trảng tÝnh toịn kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp phời cẽn cụ v&o qui ệỡnh chung vÒ cịc tr−êng hĩp tời trảng v& ệẳc ệiÓm l&m viỷc.Tuy vẺy cã nhiÒu quan ệiÓm khịc nhau, ệèi vắi viỷc tÝnh toịn thiạt bỡ nẹng nãi chung v& cẵn trôc thịp nãi riếng trong [2], [20], [29], [27], [95] chử dÉn 3 tr−êng hĩp tời trảng tÝnh toịn bao găm tời trảng bừnh th−êng trong trỰng thịi l&m viỷc, tời trảng lắn nhÊt trong trỰng thịi l&m viỷc, tời trảng lắn nhÊt trong trỰng thịi khềng l&m viỷc. Cưn trong [38], [82] qui ệỡnh phời tÝnh toịn trong 3 tr−êng hĩp khi thiạt bỡ nẹng l&m viỷc khềng cã giã, l&m viỷc cã giã lắn nhÊt theo qui ệỡnh v& thiạt bỡ nẹng chỡu tời trảng bÊt th−êng. Theo ệẳc ệiÓm l&m viỷc cựa cẵn trôc thịp sè tữ hĩp tời trảng phô thuéc v&o nhiÒu yạu tè, trong [14] ệ nếu ra cịc cẽn cụ l&m cể sẻ xịc ệỡnh cịc tữ hĩp tời trảng v& sể ệă tÝnh găm: vỡ trÝ t−ểng ệèi giọa cẵn v& thịp khi tÝnh toịn, vỡ trÝ tời trảng trến cẵn khi thay ệữi tẵm vắi, h−ắng giã nguy hiÓm, ph−ểng phịp kiÓm tra ữn ệỡnh tững thÓ, ph−ểng phịp lớp dùng. Kạt hĩp cịc qui ệỡnh chung v& ệẳc ệiÓm l&m viỷc cẵn trôc thịp cho thÊy sè l−ĩng tữ hĩp tời trảng trong tÝnh toịn kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp l& rÊt lắn, do khèi l−ĩng tÝnh toịn lắn khềng thÓ thiạt kạ hĩp lý ệ−ĩc nạu khềng tù ệéng ệ−ĩc quị trừnh tÝnh toịn.
1.4.2. Ph−ểng phịp sè trong tÝnh toịn kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp v0 thiạt bỡ nẹng
Ng&y nay ph−ểng phịp PTHH ệ−ĩc sỏ dông mét cịch réng r i trong tÝnh toịn kạt cÊu, cã nhiÒu −u ệiÓm, l& Ộph−ểng phịp sè 1 trong tÝnh toịn kạt cÊu hiỷn nay, l& cịch tiạp cẺn cã tÝnh hỷ thèng ệÓ thiạt kạ tèi −u, rÊt phỉ hĩp vắi mịy tÝnh ệiỷn tỏỢ [1], [37], [66], [71]. Cịc ch−ểng trừnh phẹn tÝch kạt cÊu theo ph−ểng phịp PTHH cã cềng dông chung hiỷn nay phữ biạn trến thạ giắi nh−
, , , ANSYS. Viỷt Nam ch−ểng trừnh VN3D cã thÓ ịp dông cho cịc dỰng kạt cÊu v& cịc dỰng b&i toịn khịc nhau nh− kạt cÊu hỷ thanh, tÊm, vá, kạt cÊu phỬng, kạt cÊu khềng gian nãi chung. Ch−ểng trừnh n&y ệ−ĩc sỏ dông chử ệÓ trĩ gióp trong viỷc tÝnh toịn néi lùc kạt cÊu, khềng phời l& ch−ểng trừnh chuyến dông cho cẵn trôc thịp.
Bến cỰnh cịc ch−ểng trừnh ệ nếu ẻ Viỷt Nam hiỷn nay cưn cã mét sè ch−ểng trừnh tÝnh toịn cho cịc kạt cÊu thĐp ệ ệ−ĩc ụng dông trong thùc tạ nh−: ch−ểng trừnh tÝnh toịn kạt cÊu thĐp cẵu trôc 2 dẵm dỰng hép CEC Steel [5], ch−ểng trừnh tÝnh toịn kạt cÊu hỷ khung [8], ch−ểng trừnh tÝnh toịn cét ệiỷn thĐp [34]. Cịc ch−ểng trừnh n&y ệ ệịp ụng ệ−ĩc nhu cẵu thùc tạ cho tÝnh toịn cịc kạt cÊu khịc nhau, tuy nhiến khềng sỏ dông ệ−ĩc cho tÝnh toịn thiạt kạ kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp.
Trến thạ giắi cã rÊt nhiÒu ch−ểng trừnh tù ệéng hãa ệ−ĩc phịt triÓn ụng dông trong nhiÒu lỵnh vùc khịc nhau cựa nÒn kinh tạ quèc dẹn, phẵn lắn trong sè n&y ệ−ĩc ụng dông trong lỵnh vùc sờn xuÊt cềng nghiỷp [56]. Trong [56] ệ xẹy dùng ch−ểng trừnh ệÓ tù ệéng hãa thiạt kạ mét sè mề ệun cẵn trôc theo qui phỰm FEM 1.001. Tịc giờ Lanfeng Yu [65] ệ sỏ dông ch−ểng trừnh mịy tÝnh ệÓ tÝnh toịn ệé cụng tỵnh kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp v& so sịnh vắi tÝnh toịn bỪng giời tÝch bẻi sể ệă ệển giờn. Tịc giờ Erol Zeren [55] ệ xẹy dùng ch−ểng trừnh cho tÝnh toịn kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp vắi néi lùc ệ−ĩc tÝnh bỪng ph−ểng phịp PTHH, tời trảng tÝnh toịn ệ−ĩc qui l& tời tỵnh, ch−a tù ệéng
hãa viỷc phịt sinh kạt cÊụ Erol Zeren ệ xẹy dùng ch−ểng trừnh trến cể sẻ cịc thềng sè v& kạt cÊu cựa cẵn trôc thịp 120 HC cựa h ng Liebherr (ậục). Mẳc dỉ vẺy cịc ch−ểng trừnh nếu trến khềng cho phĐp xịc ệỡnh ệ−ĩc cịc thềng sè hĩp lý cựa hỷ kạt cÊu thĐp cẵn trôc thịp. Cịc h ng chạ tỰo cẵn trôc thịp ệÒu cã ch−ểng trừnh chuyến dông riếng cho thiạt kạ, tuy nhiến ệẹy l& bÝ quyạt riếng v& rÊt Ýt cềng bè ph−ểng phịp thiạt kạ hĩp lý.