Mô hình kӃt cҩu phҫn trên cҫX6{QJ/NJ\
Hình 4-17: Mô hình k͇t c̭u ph̯n trên c̯X6{QJ/NJ\E̹ng ANSYS
Mô hình kӃt cҩu phҫn trên cҫu Sông LNJy bҵng phҫn mӅm ANSYS, tҩt cҧ các tính chҩt vӅ vұt liӋu bao gӗm trӑQJOѭӧng bҧn thân, mô KuQKÿjQKӗi, hӋ sӕ 3RLVVRQÿӅu dӵa trên các phân tích ÿmÿѭDӣ Phҫn 2.2.
Thông qua các phân tích theo hӋ phҷng cӫa kӃt cҩu phҫn trên cҫX6{QJ/NJ\, giai ÿRҥn thi công cӫa cҫX6{QJ/NJ\không chӏu ҧQKKѭӣng nhiӅu mômen xoҳn do các tҧi trӑng gây ra. Mômen xoҳn phát sinh bӣi hoҥt tҧL[HWURQJJLDLÿRҥn khai thác gây ra ҧQKKѭӣng lӟn nhҩWÿӗng thӡi cӝng tác dөng vӟi hiӋu ӭng lӵc do lӵc cҳt. Vì thӃÿk\Oj JLDLÿRҥn chӫ yӃXÿѭӧFÿѭDUDSKkQWtFKÿiQKJLiWURQJQӝi dung phҫn này. 4XDÿyVR sánh sӵ khác nhau giӳa hai kӃt quҧ phân tích theo hӋ phҷng và hӋ NK{QJJLDQÿӕi vӟi kӃt cҩu phҫn trên cҫu dҫm liên tөc.
&iF ÿLӅu kiӋn biên mô hình trong không gian tuân thӫ ÿ~QJ Yӟi thӵc tӃ. Tùy thuӝc vào loҥi gӕi mà các liên kӃt giӳa gӕi và kӃt cҩu dҫm trong không gian có sӵ khác nhau.
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 59
BiӃn dҥng cӫa kӃt cҩu phҫn trên
Bi͇n d̩ng t͝ng th͋
Hình 4-18: Bi͇n d̩ng t͝ng th͋ c̯u d̯m liên tͭc (Tͽ l͏ bi͇n d̩ng: 103)
6DXNKLSKkQWtFKKRjQWRjQEjLWRiQÿѭDUDWUrQ$16<6Kình 3-7 cho ta cái nhìn tәng quan vӅ biӃn dҥng tәng cӫa kӃt cҩu cҫu dҫm liên tөF NKL ÿһt lӋch tâm (Tӹ lӋ SKyQJÿҥi biӃn dҥng 103 lҫn). Vӏ WUtÿһt tҧi lӋch tâm có biӃn dҥng lӟn nhҩWWURQJWUѭӡng biӃn dҥQJÿѭӧFÿѭDUD.
Ĉӕi vӟL WUѭӡng hӧS ÿһt tҧL ÿ~QJ WkP WUѭӡng biӃn dҥng trên dҫm chӍ có chiӅu phân bӕ WKD\ ÿәi dӑc theo chiӅu dài cҫu, và ÿӕi xӭng nhau (cùng dҧi màu) theo SKѭѫQJQJDQJFҫu.
Ĉӕi vӟLWUѭӡng hӧSÿһt tҧi lӋFKWkPWKHRQKѭKuQK-7, tҥi mһt cҳWÿһt tҧi, biӃn dҥng WKD\ÿәLU}UjQJ WKHRSKѭѫQJ QJDQJ Fҫu. Vӏ trí biӃn dҥng lӟn nhҩt là vӏ trí tҧi trӑng lӋFK WkPÿѭӧc bӕ trí, càng xa tҧi lӋch tâm, biӃn dҥng càng giҧm hay ӭng suҩt càng nhӓ. Dӑc theo chiӅu dài cҫu, sӵ WKD\ÿәi biӃn dҥQJWKHRSKѭѫQJQJDQJ rõ nét tҥi các vӏ trí gҫn tҧi lӋch tâm và giҧm dҫn tҥi các vӏ trí xa tҧi lӋch tâm.
Giá trӏ chuyӇn vӏ lӟn nhҩt tҥi vӏ trí giӳa dҫm là DMX = 0.008145 (m).
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 60
Bi͇n d̩QJWKHRSK˱˯QJG͕c c̯u
Hình 4-19: 7U˱ͥng bi͇n d̩QJWKHRSK˱˯QJG͕c c̯u (Tͽ l͏ bi͇n d̩ng: 103)
Theo hình 3-8, ta thҩy biӃn dҥng dӑc cҫXWѭѫQJÿѭѫQJYӟi mӝt bài toán phân tích kӃt cҩu theo mô hình phҵQJWURQJÿyEjLWRiQ Fy Jӕi liên kӃt và 3 tҧi trөc xe tұp WUXQJÿһt tҥi giӳa dҫm. Các vӏ trí gӕi ÿѭӧc mô hình ÿҧm bҧo kӃt cҩu làm viӋc ÿ~QJQKѭ thӵc tӃ.
7KHRQKѭWUѭӡng biӃn dҥQJWKHRSKѭѫQJGӑc cҫXÿRҥn dҫm nҵm giӳa hai gӕi 2 và 3 chӏXP{PHQGѭѫQJ gây uӕn dҫm xuӕQJGѭӟLWKHRSKѭѫQJWKҷQJÿӭng. Còn hai ÿRҥn dҫm còn lҥi theo hai bên chӏXP{PHQ GѭѫQJlàm uӕn lӗi hӋ dҫm lên trên theo SKѭѫQJWKҷQJÿӭng.
7Uѭӡng chuyӇn vӏ gҫQQKѭÿӕi xӭng vӟi trөFÿӭQJWKHRSKѭѫQJGӑc cҫu. Dҫm có chuyӇn vӏ dӑc cҫu lӟn nhҩt tҥi vӏ trí giӳa dҫm. ChuyӇn vӏ Qj\WѭѫQJӭng vӟi vӏ trí bӕ trí hoҥt tҧi xe lӟn nhҩt.
7KHRSKѭѫQJGӑc cҫu, mô hình kӃt cҩu phҫn trên trong không gian cho kӃt quҧ tính toán biӃn dҥng gҫQQKѭWѭѫQJÿѭѫQJvӟLFiFEjLWRiQÿѭӧc tính toán trong hӋ dҫm phҷng. &ăQ Fӭ vào kӃt quҧ biӃn dҥng, m{ KuQK EjL WRiQ ÿѭӧF ÿѭD YjR phҫn mӅm ANSYS làm viӋc có kӃt quҧ chҩp nhұQ ÿѭӧF Yj ÿѭӧc so sánh vӟi bài toán hӋ dҫm phҷng trong mӝt sӕ WUѭӡng hӧp cө thӇ.
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 61
Bi͇n d̩QJWKHRSK˱˯QJQJDQJF̯u
Hình 4-207U˱ͥng bi͇n d̩ng WKHRSK˱˯QJQJDQJt̩i m̿t c̷t giͷa d̯m (Tͽ l͏: 103)
So sánh vӟi phân tích biӃn dҥng mһt cҳt ngang cҫu ӭng vӟi mô hình phҷng, mһt cҳt ngang cҫXWKHRP{KuQKNK{QJJLDQFNJQg có biӃn dҥng cӫa thành hӝSSKtDÿһt tҧi lӋch tâm là lӟn nhҩt, biӃn dҥQJWUѭӧWÿL[Xӕng. Thành hӝp phía còn lҥi có biӃn dҥng WUѭӧt nhӓ so vӟi mһt cҳt, ít dӏch chuyӇn so vӟLSKtDÿһt lӵc. Bҧn mһt cҫu và bҧQÿi\
cҫu có biӃn dҥQJWăQJGҫQÿӃn vӏ WUtÿһt lӵc.
BiӃn dҥQJWKHRSKѭѫQJQJDQJFҫu có sӵ WKD\ÿәi dҫn tӯ ÿLӇPÿҫu cánh bên này ÿӃn phía còn lҥi, trong khi biӃn dҥQJWKѭӡQJNK{QJÿәi theo SKѭѫQJÿӭng ÿһc biӋt tҥi hai vӏ trí thành dҫm).
BiӃn dҥng lӟn nhҩt tҥi vӏ trí mһt cҳt giӳa dҫm: DMX = 0.008145 (m).
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 62
Hình 4-21: 7U˱ͥng bi͇n d̩QJWKHRSK˱˯QJQJDQJW̩i m̿t c̷t ÿ̯u và 1/4 nh͓p giͷa
ҦQK Kѭӣng do tҧi lӋFK WkP ÿӃn các mһt cҳW WURQJ ÿRҥn dҫm giӳa vүn còn lӟn (DXYZ = 0.0042m). BiӃn dҥng có dҥng lӋch vӅ phía tҧi lӋFKWkPQKѭWҥi mһt cҳt giӳa dҫm. ĈӃn các vӏ trí gҫn gӕi không có chuyӇn vӏ dài (DX = DY = DZ = 0), lúc này mһt cҳt dҫn cân bҵng và có dҥng gҫQQKѭÿӕi xӭng qua trөc tim thҷQJÿӭng.
Hình 4-22: 7U˱ͥng bi͇n d̩QJWKHRSK˱˯QJQJDQJW̩i m̿t c̷Wÿ̿c và giͷa nh͓p biên
Tҥi các vӏ trí thuӝc dҫm ngoài, O~FQj\WUѭӡng biӃn dҥQJWKHRSKѭѫQJQJDQJJҫn QKѭ ÿӕi xӭng qua trөc tim thҷQJ ÿӭng, ҧQK Kѭӣng do tҧi lӋch tâm tҥi các vӏ trí này không còn nhiӅXQKѭ FiF Yӏ trí giӳa dҫm Ĉӕi vӟi hình 3-22b, biӃn dҥng trong dҫm QJѭӧc chiӅu vӟi biӃn dҥng cӫa các mһt cҳt giӳa dҫm (vӗng lên so vӟi trөc dӑc cҫu).
7K{QJTXDWUѭӡng biӃn dҥng tәng thӇ trong hình 3-18, ta nhұn thҩy sӵ WKD\ÿәi vӅ biӃn dҥng tҥi các mһt cҳWQJDQJWKD\ÿәi dҫn. Các vӏ trí mһt cҳt ngang càng gҫn vӟi vӏ WUtÿһt lӵc lӋch tâm, sӵ chênh lӋch vӅ biӃn dҥng càng lӟn. Lúc này nӝi lӵc phát sinh tҥi các vӏ trí này nguy hiӇm nhҩt. Các vӏ trí mһt cҳt ngang càng xa vӟi vӏ WUtÿһt lӵc lӋch tâm, biӃn dҥng trong dҫm gҫQ QKѭ EҵQJ QKDX Yj ÿӕi xӭng qua trөc tim thҷQJ ÿӭng (các dҧLWKD\ÿәi ӭng suҩt song song vӟLSKѭѫQJFҳt mһt cҳt ngang).
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 63
&KѭѫQJ WUuQK $16<6 SKkQ WtFK NӃt cҩX WKHR SKѭѫQJ SKiS SKҫn tӱ hӳu hҥn, WURQJÿyFiFELӃQÿѭӧF[iFÿӏQKÿҫu tiên chính là chuyӇn vӏ tҥi các nút cӫa phҫn tӱ hӳu hҥn. 7URQJP{LWUѭӡQJÿjQKӗi tuyӃn tính, ӭng suҩt và biӃn dҥng tӹ lӋ tuyӃn tính vӟi nhau thông qXDP{ÿXQÿjQKӗi. 1KѭYұy, thông qua biӃn dҥng theo mһt cҳt ngang cӫa dҫm, ta có thӇ [iFÿӏnh ÿѭӧc tUѭӡng phân bӕ ӭng suҩt pháp vҧ ӭng suҩt tiӃp trong mһt cҳt ngang dҫm.
7Uѭӡng phân bӕ ӭng suҩt pháp tҥi các mһt cҳt dҫm
Hình 4-237U˱ͥng phân b͙ ͱng sṷt pháp t̩i m̿t c̷t giͷa d̯m
Ӭng suҩt pháp tҥi mһt cҳt giӳa dҫm có tính chҩt phân bӕ gҫQWѭѫQJÿѭѫQJtính chҩWQKѭPӝt hӋ dҫm phҷQJ.KLÿһt nhóm tҧi tұp trung lên hӋ, mômen uӕn lӟn nhҩt lúc này tҥi giӳa mһt cҳt dҫmOjPSKiWVLQKWUѭӡng ӭng suҩt pháp do uӕn. Nhóm ӭng suҩt pháp này tӹ lӋ thuұn vӟi mômen uӕn trong dҫm và chiӅu cao vӏ trí xét mômen tính tӯ trөc trung hòa. Xét tUѭӡng ӭng suҩt ÿѭӧc tính toán theo QKѭKuQK-23, ӭng suҩt nhӓ nhҩt tҥi vӏ trí mép trên cӫa dҫm, ӭng suҩt lӟn nhҩt tҥi vӏ WUtPpSGѭӟi cӫa dҫm. Sӵ thay ÿәLÿӝ lӟn tӯ ӭng suҩt nhӓ nhҩWÿӃn ӭng suҩt lӟn nhҩt theo tính chҩt tuyӃn tính phө thuӝc vào chiӅu cao cӫa dҫm Eѭӟc chia cӫa tӯng dҧi màu gҫQQKѭEҵng nhau) WѭѫQJ ÿѭѫQJKӋ dҫm phҷng 2D.
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 64
Theo pKѭѫQJQJDQJFӫa mһt cҳt ngang cҫu, ӭng suҩt pháp tҥi bҧn mһt cҫu và bҧn ÿi\ Fҫu có màu gҫn giӕng nhau tKHR SKѭѫQJ QJDQJ Ĉӗng thӡi, bӅ dày cӫa các dҧi màu WKD\ÿәi giӳa hai bên thành dҫm gҫQWѭѫQJÿѭѫQJQKDXĈLӅu này chӭng tӓ trong mһt cҳt giӳa dҫm cӫa cҫu, sӵ phân bӕ ӭng suҩt pháp theo chiӅu cao dҫm trong khoҧng thành dҫm cҫu gҫQQKѭOjWX\Ӄn tính.
Tuy nhiên, trong không gian do ҧQK Kѭӣng bӣi viӋc chӏu lӵc [iF ÿӏnh theo 3 SKѭѫQJnhóm hӋ sӕ Poisson, vӏ trí và diӋQWtFKQѫLÿһt tҧi mà sӁ có sӵ sai khác. Theo hình 3-23, do ҧQKKѭӣng cӫa viӋFÿһt tҧi lӋch tâm ӭng suҩt trong mһt cҳt dҫm có sӵ WKD\ÿәi và NK{QJFzQÿӕi xӭQJQKѭWtQKWRiQWURQJEjLWRiQSKҷng. Ӭng suҩt pháp âm nhӓ nhҩt tҥLQJD\SKtDGѭӟi khoҧng vӏ WUtÿһt lӵc, ÿk\FKtQKOjYӏ trí có ӭng suҩt cөc bӝ nhӓ nhҩt (SY = -0.33×107Pa). Ӭng suҩt GѭѫQJOӟn nhҩt nҵm ӣ Gѭӟi cӫa bҧQÿi\Fҫu, ngay vӏ trí thành cҫu. Ĉk\OjYӏ trí có biӃn dҥng lӟn nhҩt và ӭng suҩt pháp lӟn nhҩt trong kӃt cҩu phҫn trên cҫu (SY = 0.2×107Pa).
7KHRQKѭWUѭӡng phân bӕ ӭng suҩt trên hình 3-23, tҥi các vӏ trí càng gҫQÿLӇPÿһt lӵc trên bҧn mһt cҫuÿӝ lӟn giá trӏ ӭng suҩt pháp tҥi các vӏ WUtFyFQJFDRÿӝ có sӵ WKD\ÿәi càng lӟQĈӕi vӟi các vӏ trí ӣ xa vӏ WUtÿһt lӵc, biӃn dҥng tҥi các vӏ trí cùng cao ÿӝ WѭѫQJÿѭѫQJQKyPӭng suҩt phân bӕ bҵng nhau tҥLFQJFDRÿӝ YjWKD\ÿәi tuyӃn tính theo chiӅu cao dҫm.
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 65
Hình 4-24: 7U˱ͥng phân b͙ ͱng sṷt pháp t̩i 3/8, 1/4, 1/8 Yjÿ̯u m̿t c̷t nh͓p giͷa
ҦQKKѭӣng cӫa viӋFÿһt hoҥt tҧi lӋch tâm hiӇn thӏ rõ nét nhҩt ӣ WUѭӡng phân bӕ ӭng suҩt pháp cӫa các mһt cҳt nҵm ӣ ÿRҥn nhӏp giӳa dҫm. 1Kѭtrên hình 3-24, ta thҩy hҫXQKѭFiFYӏ trí ӭng suҩt cөc bӝ ÿӅu nҵm tҥi vӏ WUtWѭѫQJÿѭѫQJYӟi vӏ WUtÿһt hoҥt tҧi lӋch tâm.
7Uѭӡng phân bӕ ӭng suҩt pháp bҳW ÿҫX QJѭӧc dҩu tҥi mһt cҳt có vӏ WUt WѭѫQJ ÿѭѫQJ1/4 nhӏp giӳa. ChiӅu cӫa ӭng suҩWSKiSWѭѫQJÿѭѫQJYӟi chiӅu cӫa mômen uӕn tác dөng lên kӃt cҩu, hay mômen uӕn gҫn bҵQJ Yj ÿҧo chiӅu tҥi mһt cҳt có vӏ trí WѭѫQJÿѭѫQJQKӏp giӳa. Tҥi các vӏ trí tӯ ÿk\ vӅ nhӏp biên, ӭng suҩt pháp cөc bӝ lӟn nhҩt vүn nҵm tҥi vӏ WUtWѭѫQJÿѭѫQJYӟi vӏ WUtÿһt hoҥt tҧi lӋch tâm.
'ѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa tҧi lӋch tâm, ӭng suҩt pháp trong các mһt cҳt cӫa dҫPFNJQJ có sӵ thay ÿәi. Tuy nhiên trong tҩt cҧ các mһt cҳWÿѭӧFÿѭDUDӣ trên, ta có thӇ thҩy ÿѭӧc sӵ phân bӕ cӫa ӭng suҩt pháp trong dҫm, phө thuӝc tuyӃQWtQKFăQFӭ vào chiӅu cao dҫm và vӏ trí mһt cҳt (vӏ trí có các mômen uӕn khác nhau).
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 66
Hình 4-25: 7U˱ͥng phân b͙ ͱng sṷt pháp t̩i các m̿t c̷t nh͓p biên
ҦQKKѭӣng cӫa viӋFÿһt hoҥt tҧi lӋch tâm hҫXQKѭNK{QJWKҩy ӣ WUѭӡng phân bӕ ӭng suҩt pháp cӫa các mһt cҳt nҵm ӣ ÿRҥn nhӏp biên dҫm. Theo hình 3-25, hҫXQKѭFiF vӏ trí ӭng suҩt cөc bӝ ÿӅu Fy[XKѭӟng dӏch chuyӇn và nҵm tҥi vӏ trí trөFÿӕi xӭng cӫa dҫm hoһc tҥi các vӏ trí liên kӃt vӟi gӕi cҫu.
7Uѭӡng phân bӕ ӭng suҩt pháp hoàn toàn QJѭӧc dҩu tҥi các mһt cҳt ӣ nhӏp biên, gҫQWѭѫQJÿѭѫQJYӟi các mһt cҳt gҫn gӕi tҥi 1/4 nhӏp giӳa. ChiӅu cӫa ӭng suҩt pháp WѭѫQJÿѭѫQJYӟi chiӅu cӫa mômen uӕn có tác dөng làm kӃt cҩu vӗng lên (mômen uӕn
âm. 7KHR QKѭ ÿӝ lӟn và sӵ phân bӕ ӭng suҩt pháp trong các mһt cҳt dҫm, giá trӏ mômen uӕn lӟn nhҩt tҥi các vӏ trí gҫn gӕi giӳa, và giҧm dҫn vӅ các vӏ trí gӕi ngoài biên. Vӏ trí có ӭng suҩt pháp cөc bӝ lӟn nhҩt nҵm tҥi bҧn mһt cҫu xung quanh trөFÿӕi xӭng mһt cҳt.
'ѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa tҧi lӋch tâm, ӭng suҩt pháp trong các mһt cҳt nhӏp biên dҫm ít có sӵ WKD\ÿәi KѫQso vӟi các mһt cҳt tҥi nhӏp giӳa. Tuy nhiên WѭѫQJWӵ QKѭ tҩt cҧ các mһt cҳt trong dҫm, ta có thӇ thҩ\ÿѭӧc sӵ phân bӕ cӫa ӭng suҩt pháp trong dҫm, phө thuӝc tuyӃQWtQKFăQFӭ vào chiӅu cao dҫm và vӏ trí mһt cҳt (vӏ trí có các mômen uӕn khác nhau).
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 67
Trong mô hình kӃt cҩu phҫn trên cӫa cҫX6{QJ/NJ\Gѭӟi tác dөng cӫa các hoҥt tҧLÿһt lӋch tâm, toàn bӝ mһt cҳt cӫa kӃt cҩu trong không gian vүn làm viӋc có kӃt quҧ WѭѫQJWӵ vӟi kӃt cҩu dҫm trong hӋ phҷng khi áp dөQJFiFÿӏnh luұt vӅ ÿjQKӗi tuyӃn tính. So sánh vӟLWUѭӡng biӃn dҥQJÿѭDUDWURQJKuQK-20, ta thҩy biӃn dҥng dài trong kӃt cҩu phҫn trên dҫm chӫ yӃu vүn là do mômen uӕn chính gây raWѭѫQJWӵ QKѭFiF tính toán trong hӋ dҫm phҷng.
B͙ trí c͙t thép:
Tҥi các vӏ trí bӕ trí làn xe chҥ\WKHRQKѭWUѭӡng ӭng suҩt trên thì ta thҩy cҫn thiӃt phҧi bӕ WUtOѭӧng cӕt thép chӫ chӏu lӵc Gj\KѫQso vӟi các vӏ trí khác do sӵ phát sinh ӭng suҩt cөc bӝ lӟn do hoҥt tҧL[HÿLWUrQOjQĈLӅXQj\FNJQJWѭѫQJWӵ QKѭSKҫn tính toán cӕt thép cho bҧn mһt cҫu ӣ hӋ dҫm phҷngQKѭQJYӟi mô hình không gian cҫu, viӋc bӕ trí cӕt thép sӁ hoàn thiӋQKѫQNKLEӕ trí tҥi các vӏ WUtNKiFQKѭWKjQKFҫu và bҧn ÿi\Kӝp. Dӵa trên các mô hình phân tích kӃt cҩu trong không gian, ta có thӇ kiӇm tra các công thӭc bӕ trí thép theo kinh nghiӋm mjWKѭӡng tính toán phӭc tҥp tҥi các vӏ trí thành cҫu và bҧQÿi\Kӝp. Nhӡ ÿyWDFyWKӇ xem xét bӕ trí thép ÿҫ\ÿӫ nhҵPÿҧm bҧo ÿӗng thӡi tính kinh tӃ, әQÿӏnh và chҩWOѭӧng trong kӃt cҩu.
Trong phҫn bҧQÿi\Fҫu, ӭng suҩWÿҥt giá trӏ lӟn nhҩt tҥi vӏ trí giao giӳa thành cҫu và bҧQÿi\Fҫuÿӗng thӡLÿk\FNJQJOjYӏ trí có ӭng suҩt pháp lӟn nhҩt trong mӛi mһt cҳt. 7Kѭӡng các vӏ trí này có bӅ dày lӟn KѫQso vӟi các vӏ trí khác gҫn nhӏp cӫa bҧn ÿi\ Fҫu (do các vӏ trí Vѭӡn vát nӕi giӳa bҧQ ÿi\ Yj WKjQK Fҫu) WăQJ Nhҧ QăQJ FKӏu ÿѭӧc các ӭng suҩt lӟn cөc bӝ. 7X\QKLrQWDFNJQJFҫn xem xét viӋc bӕ trí cӕt WKpSWăQJ Fѭӡng phù hӧp tҥi vӏ trí này, hoһc WKD\ÿәi bӕ WUtVѭӡQWKD\ÿәi chiӅu cao bҧQÿi\Fҫu tӯ thành hӝSÿӃn giӳa bҧQÿi\, sao cho vүQÿҧm bҧo khҧ QăQJFKӏu lӵc trong mӛi vӏ trí mһt cҳt kӃt cҩu.
Tҥi các vӏ trí thành cҫu và các vӏ trí thuӝc mһt cҳWÿһc tҥi gӕi, ӭng suҩt pháp thay ÿәi tuyӃn tính theo chiӅu cao dҫm. ViӋc bӕ trí cӕt thép chӏu lӵc tҥi các vӏ trí này WKѭӡng sӁ ÿѫQJLҧQYjtWKѫQVRYӟi các vӏ trí còn lҥi ӣ bҧn mһt cҫu và bҧQÿi\Fҫu, QKѭQJYүn phҧLÿҧm bҧo các yêu cҫu tӕi thiӇu vӅ bӕ trí cӕWWKpSÿѭӧFÿѭDUDWURQJWLrX chuҭn.
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 68
7Uѭӡng phân bӕ ӭng suҩt tiӃp tҥi các mһt cҳt dҫm
Hình 4-267U˱ͥng phân b͙ ͱng sṷt ti͇p t̩i m̿t c̷t giͷa d̯m
7Uѭӡng phân bӕ ӭng suҩt tiӃp tҥi mһt cҳt giӳa dҫm phân bӕ phӭc tҥpÿһc biӋt là các vӏ trí thuӝc bҧn mһt cҫu.
Ӭng suҩt tiӃSÿҥt giá trӏ tuyӋWÿӕi lӟn nhҩt nҵm xung TXDQKYQJÿһt hoҥt tҧi lӋch tâm, hҫu hӃWÿӅu nҵm trên bҧn mһt cҫu. Vӏ trí có ӭng suҩt tiӃp âm lӟn nhҩt nҵm ngay bên Gѭӟi vӏ trí ÿһt hoҥt tҧi. Vӏ trí có ӭng suҩt tiӃSGѭѫQJOӟn nhҩt nҵm tҥi các vӏ trí giao giӳa bҧn mһt cҫu và thành hӝp và các vӏ trí giӳa dҫm. Các vӏ trí này có mӝt vùng ӭng suҩt cөc bӝ lӟQKѫQUҩt nhiӅu so vӟi các vӏ trí còn lҥi. Ĉһc biӋt là tҥi vӏ WUtÿһt hoҥt tҧi xe, vӏ trí này có ӭng suҩt tiӃSGѭѫQJYjӭng suҩt tiӃp âm gҫn nhau, cách nhau mӝt khoҧQJÿһt lӵc cӫa bánh xe.
Quan sát sӵ phân bӕ ӭng suҩt tiӃp trong thành hӝp bên trái, ta nhұn thҩy ӭng suҩt tiӃp cӵc tiӇu nҵm tҥi vӏ trí giao giӳa thành dҫm và bҧn mһt cҫu. Ӭng suҩt tiӃp GѭѫQJ có giá trӏ lӟn WѭѫQJÿѭѫng nҵm trong thành cҫu. Ӭng suҩt có giá trӏ GDRÿӝng quanh vӏ trí giӳa thành cҫu không lӟn và giҧm ÿӝt ngӝt NKLÿLYӅ hai ErQPpSĈLӅu này chӭng tӓ hàm phân bӕ ӭng suҩt trên thành cҫu không tuyӃn tính vӟi chiӅu cao thành cҫu. So sánh vӟi phân tích trong hӋ dҫm phҷng, ӭng suҩt trong thành hӝSWUѭӡng hӧp này có
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 69
giá trӏ GѭѫQJOӟn, ta nhұn thҩy các tính chҩt này gҫn WѭѫQJÿѭѫQJYӟi phân bӕ ӭng suҩt trong thành cҫu xét theo mô hình tính toán trong không gian. Ӭng suҩt âm phát sinh tҥi hai vӏ WUtÿҫu cuӕi cӫa thành cҫu NK{QJÿѭӧF[pWÿӃn trong tính toán kӃt cҩu theo hӋ dҫm phҷng.
Ngoài hai vӏ trí khӟp giӳa bҧQÿi\Fҫu vӟi thành cҫu, ӭng suҩt tiӃp cӫa bҧQÿi\
cҫu gҫQQKѭEҵng nhau theo suӕt chiӅu dài cӫa bҧQÿi\So sánh vӟi phân tích hӋ dҫm phҷng, bҧQÿi\Fҫu chӍ chӏu ӭng suҩt tiӃp tác dөng do mômen xoҳn. Mômen này làm
phát sinh ӭng suҩt tiӃp chҥy quanh tâm quay cӫa mһt cҳt dҫm có giá trӏ tӹ lӋ nghӏch vӟi bӅ dày tҥi các vӏ WUtÿy.
Ӭng suҩt tiӃp phân bӕ trên bҧn mһt cҫu NKLÿѭӧc mô hình tính toán trong không gian theo ANSYS ÿѭDUDkhá phӭc tҥp. Ӭng suҩt tiӃSGѭѫQJYjkPFӵFÿҥi ÿѭӧc phân bӕ trên cҧ dҧi cӫa bҧn mһt cҫu, nҵm ӣ hai bên cӫa các vӏ WUtÿһt lӵc và các vӏ trí khӟp nӕi cӭng vӟi thành dҫm. Các vӏ trí chӫ yӃu xuҩt hiӋn ӭng suҩt tiӃp âm cӵc tiӇu là các vӏ trí quanh khӟp nӕi cӭng vӟi thành dҫm. Các vӏ trí chӫ yӃu xuҩt hiӋn ӭng suҩt tiӃp GѭѫQJOӟn nhҩt là các vӏ WUtGѭӟi khu vӵFÿһt tҧi bánh xe và vӏ trí nҵm giӳa bҧn mһt cҫu.
7Uѭӡng phân bӕ ӭng suҩt tiӃp theo ANSYS gҫQ QKѭ WѭѫQJ ÿѭѫQJ Yӟi các bài toán phân tích bҧn mһt cҫXWKHRSKѭѫQJSKiSGҧi bҧQWURQJÿykhi [Hÿһt lӋch tâm, lӵc cҳWÿҥt giá trӏ cӵFÿҥi và cӵc tiӇu Fyÿӝ lӟn lӟn nhҩt tҥi hai bên vӏ WUtÿһt lӵc cӫa bҧn mһt cҫu.
ViӋc phát sinh nhiӅu ӭng suҩt tiӃp cөc bӝ lӟn tҥi các vӏ trí khӟp nӕi WK{QJWKѭӡng GRÿӝ cӭng tҥi các vӏ trí này lӟn, chӏu tác dөQJÿӗng thӡi cӫa nhiӅu hiӋu ӭng lӵFÿһc biӋt là bҧn mһt cҫu là bӅ mһt ÿѭӧFÿһt tҧi nhiӅu nhҩt. Lúc này tә hӧp cӫa các tҧi theo nhiӅXSKѭѫQJVӁ làm phát sinh các ӭng suҩt tiӃp cөc bӝÿLӅXWKѭӡQJNK{QJÿѭӧc xét ÿӃn trong các bài toán kӃt cҩu tính toán theo hӋ dҫm phҷng. Các vӏ trí ӭng suҩt tiӃp cөc bӝ lӟQFNJQJ WKѭӡng là các vӏ trí có biӃn dҥng tәng lӟn trong hӋ dҫm hӝpGѭӟi ҧnh Kѭӣng hiӋu ӭng lӵc do mômen kéo uӕn trong dҫm.
Vì vұy cҫn thiӃt phҧL[HP[pWÿiQKJLiNӻ Oѭӥng ҧQKKѭӣng tәng thӇ cӫa tҧi lӋch tâm khi tính toán theo mô hình dҫm phҷng. Quy luұt phân bӕ ӭng suҩt tiӃp trên bҧn mһt cҫu rҩt phӭc tҥSYjÿҥt giá trӏ lӟn nhҩt quanh các vӏ trí ÿһt xe. Bӕ trí thép tҥi các vӏ trí trên bҧn mһt cҫu cҫn tuân thӫ ÿ~QJ WKHR FiF QJX\rQ WҳF ÿѭӧF ÿѭD UD WKHR WLrX chuҭn, ÿӗng thӡi xem xét ÿiQKJLiNKҧ QăQJFKӏu các hiӋu ӭng lӵc do mômen và lӵc cҳt tә hӧp làm phát sinh các vӏ trí ӭng suҩt cөc bӝ.
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 70
Hình 4-27: 7U˱ͥng phân b͙ ͱng sṷt ti͇p t̩LYjÿ̯u m̿t c̷t nh͓p giͷa
Ӭng suҩt tiӃp dѭӟi tác dөng cӫa hoҥt tҧi lӋch tâm bҳWÿҫu giҧm dҫn ҧQKKѭӣng ÿӃn các vӏ trí mһt cҳt xa vӏ trӏ ÿһt lӵc. Theo hình 3-27, ta thҩy tҥi mһt cҳt 3/8L nhӏp giӳa, ӭng suҩt tiӃp có ÿӝ nhӓ KѫQrҩt nhiӅu so vӟi các vӏ trí ӭng suҩt cӵc trӏ cөc bӝ tҥi mһt cҳt giӳa dҫm. Tҥi các vӏ trí mһt cҳt dҫm tӯ gӕLÿӃn 1/4L nhӏp giӳa ӭng suҩt tiӃp cӫa bҧn mһt cҫu có giá trӏ giҧm nhiӅu khi hiӋu ӭng lӵc do hiӋu ӭng lӵc mômen xoҳn cӫa tҧi lӋch tâm càng nhӓ.
Tҥi các vӏ trí khӟp nӕi cӭng giӳa bҧQÿi\Fҫu và thành cҫu, giá trӏ ӭng suҩt tiӃp ÿҥt cӵc trӏ
7Uѭӡng phân bӕ ӭng suҩt tiӃp có giá trӏ WKD\ÿәi nhiӅu nhҩt tҥi các vӏ trí thuӝc bҧn mһt cҫu và bҧQÿi\Fҫu, vӏ trí mà tác dөng cӫa mômen xoҳn do tҧi lӋch tâm ҧnh Kѭӣng lӟn nhҩt. Tҥi các mһt cҳt lân cұn vӟi vӏ WUt ÿһt lӵc (3/8L nhӏp giӳD ÿӃn giӳa dҫm), ӭng suҩt tiӃSGѭѫQJFӵFÿҥi tҥi khu vӵc giӳa bҧn mһt cҫu, trong khi ӭng suҩt tiӃp âm cӵFÿҥi tҥi vӏ trí khӟp nӕi cӭng vӟi thành cҫu. Tҥi các mһt cҳt xa dҫn vӟi vӏ trí ÿһt lӵFQJRjLÿRҥQ/ÿӃn giӳa dҫm) bҳWÿҫu giҧm dҫn ҧQKKѭӣng cӫa mômen xoҳn
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 71
do tҧi lӋch tâm, lúc này ӭng suҩt tiӃp trong bҧn mһt cҫu và trong cҧ hai thành cҫXÿӅu WѭѫQJÿѭѫQJQKDX
'ѭӟi ҧQKKѭӣng cӫa tҧi lӋch tâm, ӭng suҩt tiӃp trong các mһt cҳt cӫa dҫm có sӵ WKD\ÿәi rҩt lӟn. Ngoài ҧQKKѭӣng chính cӫa lӵc cҳt lên các thành dҫPWѭѫQJWӵ khi tính toán trong bài toán hӋ dҫm phҷngFzQ[pWÿӃn ҧQKKѭӣng cӫa mômen xoҳQÿӃn ӭng suҩt tiӃp trong dҫPÿһc biӋt tҥi các mһt cҳt lân cұn vӏ WUtÿһt lӵc
Hình 4-287U˱ͥng phân b͙ ͱng sṷt ti͇p t̩i các m̿t c̷t nh͓p biên
Ӭng suҩt tiӃp tҥi các mһt cҳt thuӝc nhӏp biên cӫa dҫm gҫQQKѭWѭѫQJWӵ QKѭFiF bài toán tính toán theo hӋ phҷng, khi mà tҩt cҧ các tҧLÿӅXÿѭӧc bӕ trí tҥi thanh dҫm.
Lúc này ӭng suҩt tiӃp ҧQKKѭӣng bӣi lӵc cҳt sӁ ÿӕi xӭng nhau qua trөc tim mһt cҳt QKѭQJQJѭӧc dҩu. Theo hình 3-28, ta thҩy tҥi các mһt cҳt, ӭng suҩt tiӃSFyÿӝ nhӓ KѫQ rҩt nhiӅu so vӟi các vӏ trí ӭng suҩt cӵc trӏ cөc bӝ tҥi mһt cҳt giӳa dҫm. Các vӏ trí ӭng suҩt tiӃp lӟn nhҩt tҥi các mһt cҳWQj\WKѭӡng nҵm ӣ hai bên thành cҫu, vӟi các giá trӏ QJѭӧc dҩu nhau (Hình 3-28b, c).
7Uѭӡng phân bӕ ӭng suҩt tiӃp cho các vӏ trí mһt cҳt thuӝc nhӏp biên gҫn QKѭÿӕi xӭng nhau qua trөc tim cҫu. Ӭng suҩt tiӃp tҥi vӏ trí bҧn mһt cҫu WKѭӡng cӕ ÿӏnh và có
LuұQYăQWKҥFVƭ &KѭѫQJ3: Ӭng dөng tính toán
HV: Phҥm ThӃ Hùng - 13010816 72
giá trӏ nhӓ. Ӭng suҩt tiӃp tҥi các vӏ trí thuӝc thành cҫu có giá trӏ lӟQKѫQQKѭQJWұp trung chӫ yӃu tҥi giӳa thành dҫm và vӏ trí khӟp nӕi cӭng vӟi bҧQÿi\Fҫu. Tҥi bҧQÿi\
cҫu ӭng suҩt tiӃp có giá trӏ lӟn nhҩt và phân bӕ ÿӕi xӭng qua trөc tim, tҥi giӳa bҧQÿi\
cҫu ӭng suҩt tiӃp bҵQJWѭѫQJӭng vӟi giá trӏ lӵc cҳWYjÿҥt giá trӏ lӟn nhҩt tҥi hai bên cӫa bҧQÿi\Fҫu.
ҦQKKѭӣng cӫa tҧi lӋch tâm tҥi nhӏp giӳDWѭѫQJWӵ QKѭEjLWRiQWURQJKӋ phҷng, WX\QKLrQNKLÿһt tҧi lӋch tâm tҥi vӏ trí nhӏp biên, ӭng suҩt tiӃp trong các mһt cҳt cӫa dҫm sӁ WKD\ÿәi. Vì thӃ ta cҫQ[pWÿӃQEjLWRiQÿҫ\ÿӫ KѫQFKRF{QJWiFEӕ trí cӕt thép chӏu lӵc trong dҫm.
B͙ trí c͙t thép:
ҦQK Kѭӣng cӫa mômen xoҳn theo hӋ không gian gây ҧQK Kѭӣng lӟn nhҩt trên bҧn mһt cҫu. Vì thӃ cҫn phҧi kiӇm tra bӕ WUtOѭӧng cӕt thép phù hӧSÿҧm bҧo khҧ QăQJ chӏu lӵc vӟi các vӏ WUtÿһt tҧi lӋFKWkPĈӗng thӡi tҥi vӏ trí giӳa nhӏp cҫu, ӭng suҩt pháp FNJQJÿҥt cӵFÿҥLOjPFKRKjPOѭӧng thép chӫ tҥi vӏ trí này Gj\KѫQ9uWKӃ cҫn thiӃt kӃ ÿһFWUѭQJKuQKKӑc cӫa dҫm phù hӧp cho khҧ QăQJFKӏXÿӗng thӡi các hiӋu ӭng lӵc và ÿҧm bҧRÿѭӧc các yêu cҫu giӟi hҥn trong bӕ trí cӕt thép.
Tҥi các vӏ trí thành cҫu, ӭng suҩt tiӃp WKD\ÿәi và không bҵQJQKDXGѭӟi tác dөng cӫa hoҥt tҧi lӋch tâm. Tuy nhiên khi bӕ trí cӕt thép chӏu lӵc tҥi thành cҫu ta cҫn bӕ trí KjPOѭӧng cӕt thép giӕQJQKDXYjFQJÿҧm bҧo khҧ QăQJFKӏu lӵc lӟn nhҩt cho tҩt cҧ các vӏ WUtÿһt tҧi lӋch tâm.
Nhұn xét kӃt quҧ
&KѭѫQJ WUuQK $16<6 SKkQ WtFK NӃt cҩX WKHR SKѭѫQJ SKiS SKҫn tӱ hӳu hҥn, WURQJÿyFiFELӃQÿѭӧF[iFÿӏQKÿҫu tiên chính là chuyӇn vӏ tҥi các nút cӫa phҫn tӱ hӳu hҥQ7URQJP{LWUѭӡQJÿjQKӗi tuyӃn tính, ӭng suҩt và biӃn dҥng tӹ lӋ tuyӃn tính vӟLQKDXWK{QJTXDP{ÿXQÿjQKӗL1KѭYұy, thông qua biӃn dҥng theo mһt cҳt ngang cӫa dҫm, ta có thӇ [iFÿӏQKÿѭӧFWUѭӡng phân bӕ ӭng suҩt pháp vҧ ӭng suҩt tiӃp trong mһt cҳt ngang dҫm.
Trong mô hình kӃt cҩu phҫn trên cӫa cҫX6{QJ/NJ\Gѭӟi tác dөng cӫa các hoҥt tҧL ÿһt lӋch tâm, toàn bӝ mһt cҳt cӫa kӃt cҩu trong không gian vүn làm viӋc có sӵ WѭѫQJÿӗng vӟi kӃt cҩu dҫm trong hӋ phҷng khi áp dөQJFiFÿӏnh luұt vӅ ÿjQKӗi tuyӃn tính. So sánh vӟL WUѭӡng biӃn dҥng Yj WUѭӡng ӭng suҩt pháp ÿѭD UD WURQJ KuQh 3-20 (biӃn dҥng) và hình 3-23 (ӭng suҩt pháp), ta thҩy biӃn dҥng dài trong kӃt cҩu phҫn trên dҫm chӫ yӃu vүn là do mômen uӕQFKtQKJk\UDWѭѫQJWӵ QKѭFiFWtQKWRiQWURQJKӋ dҫm phҷng. Ӭng suҩt pháp vүn gây ҧQKKѭӣng chính lên tәng thӇ biӃn dҥng cӫa kӃt cҩu cҫu dҫm hӝp.