Đề tài Lựa chọn giải pháp tăng cường tiết diện thanh cánh tháp thép dạng dàn

o=ΣSyi/ΣAi=ΣAiXi/ΣAi, Yo=Xo, Uo=Xo(2)0.5, Vo=0 + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh tăng cường. Iyo=Ixo=Ix1+Ix2+A1(Yo)2+A2(Y1-Yo)2, ixo=iyo=(Ixo/(A1+A2))0.5 Iuo=Iu1+Iu2, iuo=(Iuo/(A1+A2))0.5 Ivo=Iv1+Iv2+A1(Uo)2+A2(U1-Uo)2, ivo=(Ivo/(A1+A2))0.5, Wcv=Ivo/(B1/(2)0.5-Cv1-Uo). + Các bước tính toán kiểm tra tiếp theo như tính toán độ mảnh, khả năng chịu lực, tỉ lệ tăng diện tích, tỉ lệ tăng khả năng chịu tính như mục 2.2.2.3. 2.2.2.6. Thêm một thép bản vào sống của thanh cơ bản. Hình 2.12 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 36 * Ưu điểm: - Khắc phục được nhược điểm của tiết diện thanh cơ bản là bán kính quán tính các phương chênh lệch nhau nhiều. - Dễ thi công, không ảnh hưởng tới cấu tạo nút liên kết thanh bụng với thanh cánh. - Tiết diện thanh vẫn đảm bảo hở hoàn toàn dễ sơn phủ bảo dưỡng. * Nhược điểm: - Làm tăng diện tích đón gió của thanh. - Gây ra lệch tâm khá lớn cho thanh ghép nếu thanh tăng cường có tiết diện lớn. - Tỉ lệ tăng diện tích bị hạn chế vì thanh tăng cường phải thỏa mãn điều kiện ổn định cục bộ. * Phạm vi và điều kiện áp dụng: - Áp dụng trong sửa chữa gia cố, thiết kế tháp. - Bề rộng cánh B2 và bề dày t2 thỏa mãn: B2<=B1, t2<=1.2t1, và thỏa mãn điều kiện ổn định cục bộ. * Tính toán: + Đặc trưng hình học của thanh: - Thanh cơ bản xem mục 2.2.2.3. - Thanh tăng cường: Thanh tăng cường B2 t2 A2 Ix2 Iy2 Ix2y2 α Đơn vị (cm) (cm) (cm2) (cm4) (cm4) (cm4) độ + Chiều dài tính toán: lo=ml + Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh. - Giả thiết hệ trục tọa độ ban đầu trùng với hệ trục tọa độ của thanh cơ bản xoy, uov. - Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh tăng cường trong hệ trục uov: U1=-(Cv1+0.5B2), V1=0, X1=Y1=U1/(2)0.5 - Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh ghép trong hệ trục xoy, uov: PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 37 Uo=ΣSvi/ΣAi=ΣAiUi/ΣAi, Vo=0, Xo=Yo=Uo/(2)0.5 + Mômen quán tính của tiết diện thanh tăng cường với hệ trục x’o’y’ qua trọng tâm tiết diện và song song với hệ trục xoy. I'x2=0.5(Ix2+Iy2)+0.5(Ix2-Iy2)cos2α - Ix2y2sin2α I'y2=0.5(Ix2+Iy2)+0.5(Iy2-Ix2)cos2α + Ix2y2sin2α + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh ghép. Ixo=Ix1+I'x2+A1(Yo)2+A2(Cy1+0.5B2cosα+Yo)2, Iyo=Ixo, ixo=iyo=(Ixo/(A1+A2))0.5 Iuo=Iu1+Iy2, iuo=(Iuo/(A1+A2))0.5 Ivo=Iv1+Iv2+A1(Uo)2+A2((Cv1+0.5B2+Uo)2, ivo=(Ivo/(A1+A2))0.5 Wcv=Ivo/(B1/(2)0.5-Cv1-Uo). + Các bước tính toán kiểm tra tiếp theo như tính toán độ mảnh, khả năng chịu lực, tỉ lệ tăng diện tích , tỉ lệ tăng khả năng chịu lực như trình bày tại mục 2.2.2.3. + Kiểm tra ổn định cục bộ của thanh tăng cường: B2/t2<=[B2/t2]=(0.36+0.1 - l vO)(E/f)0.5 2.2.2.7. Thêm một nửa thép hình I vào sống thanh cơ bản. Hình 2.13 * Ưu điểm: - Các ưu điểm như giải pháp thêm một thép bản. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 38 - So với giải pháp thêm một thép bản thì bán kính quán tính các phương chênh lệch ít hơn. * Nhược điểm: - Làm tăng diện tích đón gió của thanh. - Bề mặt đón gió có góc lõm nên gây hiện tượng gió xoáy, gió lồng cục bộ khi tác động vào thanh. - Phải mất công gia công cắt gọt thanh bụng của thép hình I. * Phạm vi và điều kiện áp dụng: - Áp dụng trong sửa chữa gia cố tháp, thiết kế tháp mới. - Bề dày bản bụng thép I phải thỏa mãn: d2<=1.2t1 * Tính toán: + Đặc trưng hình học của thanh: - Thanh cơ bản xem mục 2.2.2.3. - Đặc trưng hình học của tiết diện thanh tăng cường I (nguyên): 2A2 h t2 d Ix2 Wx2 ix2 (cm2) (cm) (cm) (cm) (cm4) (cm3) (cm) Sx2 Iy2 Wy2 iy2 Ix2y2 α l (cm3) (cm4) (cm3) (cm) (cm4) độ (cm) + Chiều dài tính toán: lo=ml + Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh. - Giả thiết hệ trục tọa độ ban đầu trùng với hệ trục tọa độ của thanh cơ bản xoy, uov. - Khoảng cách từ trọng tâm nửa tiết diện I tới lưng thanh thép cơ bản: a2=Sx2/A2 - Mômen quán tính của nửa tiết diện I với hệ tọa độ địa phương. Ixg=(Ix2-2A2a22)/2, Iyg=0.5Iy2, Ixgyg=0 - Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh tăng cường trong hệ trục uov: U1=-(Cv1+a2), V1=0 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 39 - Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh ghép trong hệ trục xoy, uov: Uo=ΣSvi/ΣAi=ΣAiUi/ΣAi, Vo=0, Xo=Yo=Uo/(2)0.5 + Mômen quán tính của tiết diện thanh tăng cường với hệ trục x’o’y’ qua trọng tâm và song song với hệ trục xoy. I'xg=0.5(Ixg+Iyg)+0.5(Ixg-Iyg)cos2α-Ixgygsin2α I'yg=0.5(Ixg+Iyg)+0.5(Iyg-Ixg)cos2α+Ixgygsin2α + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh ghép. Ixo=Ix1+I'xg+A1(Yo)2+A2(Cy1+a2cosα+Yo)2, Iyo=Iy1+I'yg+A1(Xo)2+A2(Cx1+a2sinα+Xo)2 ixo=iyo=(Ixo/(A1+A2))0.5 Iuo=Iu1+Iyg, iuo=(Iuo/(A1+A2))0.5 Ivo=Iv1+Ixg+A1(Uo)2+A2((Cv1+a2+Uo)2, ivo=(Ivo/(A1+A2))0.5 Wcv=Ivo/(B1/(2)0.5-Cv1-Uo). + Các bước tính toán kiểm tra tiếp theo như tính toán độ mảnh, khả năng chịu lực, tỉ lệ tăng diện tích , tỉ lệ tăng khả năng chịu lực như trình bày tại mục 2.2.2.3. 2.2.3. Tăng cường tiết diện cho thanh cơ bản là thép ống. 2.2.3.1. Thêm một thép bản. Hình 2.14 * Ưu điểm: - Chế tạo và thi công đơn giản PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 40 - Tiết diện phần thép ống kín hoàn toàn, phần thép bản hở hoàn toàn dễ sơn phủ bảo dưỡng . - Không ảnh hưởng tới cấu tạo nút liên kết thanh bụng với thanh cánh. * Nhược điểm: - Làm tăng diện tích đón gió của thanh. - Gây ra lệch tâm khá lớn cho thanh ghép nếu thanh tăng cường có tiết diện lớn. - Bán kính quán tính các phương chênh lệch nhau. - Khả năng chịu lực tăng hạn chế do khả năng tăng diện tích và giảm độ mảnh lu không nhiều. Để khắc phục nhược điểm này áp dụng giải pháp nêu tại mục 2.2.3.2 (hình 2.16). * Phạm vi và điều kiện áp dụng: - Áp dụng sửa chữa gia cố tháp, thiết kế tháp mới, thường áp dụng cho thanh cánh. - Áp dụng cho thanh cánh thì hai thép góc sẽ bố trí phía biên ngoài và đối xứng qua đường nối trọng tâm tháp với trọng tâm thanh cánh (hình 2.14, 2.15a, b). - Nếu áp dụng cho thanh bụng thì bố trí như hình 2.15c. - Bề rộng B2 và bề dày t2 thỏa mãn: t2<=1.2t1, thỏa mãn điều kiện ổn định cục bộ Hình 2.15 * Tính toán: + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh. Thanh cơ bản A1 D1 d1 t1 Ix1,Iy1,Iu1,Iv1 Wx1,Wy1, Wu1,Wv1 ix1,iy1 l Đơn vị (cm2) (cm) (cm) (cm) (cm4) (cm3) (cm4) (cm) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 41 Thanh tăng cường A2 t2 B2 Ix2 Iy2 Ix2y2 α Đơn vị (cm2) (cm) (cm) (cm4) (cm4) (cm4) độ + Chiều dài tính toán: lo=ml + Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh. - Giả thiết hệ trục tọa độ ban đầu trùng với hệ trục tọa độ của thanh cơ bản xoy, uov. - Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh tăng cường trong hệ trục xoy, uov: U1=-0.5(D1+B2), V1=0, X1=Y1=U1/(2)0.5 - Tọa độ trọng tâm của tiết diện thanh ghép trong hệ trục xoy, uov: Uo=ΣSvi/ΣAi=ΣAiUi/ΣAi, Vo=0, Xo=Yo=Uo/(2)0.5 + Mômen quán tính của tiết diện thanh tăng cường với hệ trục x’o’y’ qua trọng tâm và song song với hệ trục xoy. I'x2=0.5(Ix2+Iy2)+0.5(Ix2-Iy2)cos2α-Ix2y2sin2α I'y2=0.5(Ix2+Iy2)+0.5(Iy2-Ix2)cos2α+Ix2y2sin2α + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh ghép. Iyo=Ixo=Ix1+I’x2+A1(Yo)2+A2(Y1-Yo)2, ixo=iyo=(Ixo/(A1+A2))0.5 Iuo=Iu1+Iy2, iuo=(Iuo/(A1+A2))0.5 Ivo=Iv1+A1(Uo)2+Ix2+A2(U1-Uo)2, ivo=(Ivo/(A1+A2))0.5, Wcv=Ivo/(0.5D1-Uo) + Độ mảnh của thanh cơ bản: lx=ly=lo/ix1, - l max=lx(f/E)0.5 + Khả năng chịu lực của thanh cơ bản: [N1]=A1fjminγc + Độ mảnh của thanh ghép. lxo=lyo=lo/ixo, luo=lo/iuo, lvo=lo/ivo , - l uo=luo(f/E)0.5, - l vo=lvo(f/E)0.5 + Khả năng chịu lực của thanh ghép. - Khả năng chịu lực của thanh ghép trong mặt phẳng uốn u-u (tính với trục vo): PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 42 [Nu]=(A1+A2)fjeγc Trong đó: je là hệ phụ thuộc độ mảnh quy ước - l vo=lvo(f/E)0.5 trong mặt phẳng tác dụng của mô men và độ lệch tâm tính đổi me=hmv h -hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng tiết diện đến sự phát triển của biến dạng dẻo: h=1.35-0.05mv - 0.01(5-mv) - l vo mv là độ lệch tâm tương đối trong mặt phẳng u-u, mv=e(A1+A2)/Wcv e=M2/N=ao/(1+Iv1/Ivo), M2 là mô men trong mặt phẳng u-u tại đầu thanh ghép. M2 =M/(1+Iv1/Ivo)=aoN/(1+Iv1/Ivo) ao là độ lệch trọng tâm tiết diện trước và sau tăng cường trong mặt phẳng u-u, ao=/Uo/ M là mô men uốn do lệch trọng tâm tại nút thay đổi tiết diện , M=Nao Iv1, Ivo là mô men quán tính đối với trục v, vo (vuông góc với trục u) của tiết diện thanh cơ bản và thanh ghép. N là lực nén tính toán trong thanh có cùng tổ hợp với M Wcv là mô men chống uốn của tiết diện tính cho thớ chịu nén lớn nhất. - Khả năng chịu lực của thanh ghép trong mặt phẳng vo-vo: [Nv]=(A1+A2)fcjuγc Trong đó: φu là hệ số uốn dọc của thanh trong mặt phẳng vo-vo vuông góc với mặt phẳng tác dụng của mô men u-u. c: hệ số kể đến ảnh hưởng của mô men uốn và hình dạng tiết diện đối với độ ổn định của thanh trong mặt phẳng vo-vo vuông góc với mặt phẳng tác dụng của mô men u-u. Khi mv <=5 có c=b/(1+amv), b và a là các hệ số phụ thuộc hình dạng tiết diện (tra bảng D9 phụ lục D của [7]). - Khả năng chịu lực của thanh ghép: [N2]= min([Nu], [Nv]) PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 43 + Kiểm tra ổn định cục bộ của thanh tăng cường: B2/t2<=[B2/t2]=(0.36+0.1 - l vo)(E/f)0.5 + Tỉ lệ tăng diện tích a = A2/A1 + Tỉ lệ tăng khả năng chịu lực b = ([N2]-[N1])/[N1] 2.2.3.2. Thêm hai thép bản. Hình 2.16 * Ưu điểm: - Các ưu điểm như giải pháp nêu tại mục 2.2.3.1, ngoài ra giải pháp này có bán kính quán tính các phương tăng chênh lệch ít, diện tích tăng nhiều hơn. * Nhược điểm: - Các nhược điểm như giải pháp nêu tại mục 2.2.3.1, ngoài ra giải pháp này có một nhược điểm nữa là số lượng đường hàn nhiều hơn. * Phạm vi và điều kiện áp dụng: - Như giải pháp nêu tại mục 2.2.3.1, với thanh cánh bố trí như hình 2.16, 2.17a, 2.17b. Hình 2.17 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 44 * Tính toán: + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh: - Thanh cơ bản xem mục 2.2.3.1. - Thanh tăng cường: Thanh tăng cường A2 t2 B2 Ix2 Iy2 Ix2y2 α Đơn vị (cm2) (cm) (cm) (cm4) (cm4) (cm4) độ + Chiều dài tính toán: lo=ml + Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh. - Giả thiết hệ trục tọa độ ban đầu trùng với hệ trục tọa độ của thanh cơ bản xoy, uov. - Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh tăng cường trong hệ trục xoy: X1=-0.5(D1+B2), Y1=0, X2=Y1=0, Y2=X1 - Tọa độ trọng tâm của thanh ghép trong hệ trục xoy, uov: Xo=Yo=ΣSxi/ΣAi=ΣAiYi/ΣAi, Uo=Xo(2)0.5, Vo=0 + Mômen quán tính của tiết diện thanh tăng cường với hệ trục u'o'v' qua trọng tâm và song song với uov: I'u2=0.5(Ix2+Iy2)+0.5(Ix2-Iy2)cos2α-Ix2y2sin2α I'v2=0.5(Ix2+Iy2)+0.5(Iy2-Ix2)cos2α+Ix2y2sin2α - Đặc trưng hình học của tiết diện thanh ghép. Iyo=Ixo=Ix1+Ix2+Iy2+A1(Yo)2+A2((Y1-Yo)2+(Y2-Yo)2), ixo=iyo=(Ixo/(A1+2A2))0.5 Iuo=Iu1+I'u1+I'u2+A2(X12 +Y22) (sinα)2, iuo=(Iuo/(A1+2A2))0.5. Ivo=Iv1+A1(Uo)2+I'v1+I'v2+A2((X1cosα-Uo)2 +(Y2cosα-Uo)2), ivo=(Ivo/(A1+2A2))0.5 Wcv=Ivo/(0.5D1-Uo). + Các bước tính toán kiểm tra tiếp theo như tính toán độ mảnh, khả năng chịu lực, tỉ lệ tăng khả năng chịu lực tính như mục 2.2.3.1. Trong trường hợp này: - Độ lệch tâm tương đối trong mặt phẳng u-u, mv=e(A1+2A2)/Wcv PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 45 - Khả năng chịu lực của thanh ghép trong mặt phẳng uốn u-u: [Nu]=(A1+2A2)fjeγc - Khả năng chịu lực của thanh ghép trong mặt phẳng vo-vo: [Nv]=(A1+2A2)fcjuγc + Tỉ lệ tăng diện tích a = 2A2/A1 2.2.3.3. Thêm một thép góc đều cạnh. Hình 2.18 * Ưu điểm: - Diện tích đón gió của thanh gần như không thay đổi. - Không ảnh hưởng tới cấu tạo nút liên kết thanh bụng với thanh cánh. - Bán kính quán tính các phương không chênh lệch nhiều. Không tốn công gia công chế tạo, thi công dễ. Số lượng đường hàn ít và xa nhau. * Nhược điểm: - Khó đảm bảo sau khuyếch đại tiết diện kín hoàn toàn, nước và hơi ẩm có thể đọng lại tại phần hở giữa các thanh. - Diện tích thanh sau khuyếch đại không nhiều. Khắc phục nhược điểm này bằng việc sử dụng hai thép góc (xem giải pháp hình 2.20). * Phạm vi và điều kiện áp dụng: - Áp dụng trong sửa chữa gia cố tháp. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 46 - Áp dụng cho thanh cánh thì thép góc sẽ bố trí phía biên ngoài và đối xứng qua đường nối trọng tâm tháp với trọng tâm thanh cánh (hình 2.18, 2.19a, b). - Áp dụng cho thanh bụng thì thép góc sẽ đặt phía trên đối xứng qua trục đứng y-y (hình 2.19c). Khi cần tạo mặt phẳng để làm sàn công tác thì cánh thanh tăng cường sẽ đặt nằm ngang như hình 2.19d. - Bề rộng cánh B2 và bề dày t2 thỏa mãn: B2<=0.5D1, t2<=1.2t1. Hình 2.19 * Tính toán: + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh: - Thanh cơ bản xem mục 2.2.3.1 - Thanh tăng cường: Thanh tăng A2 B2 t2 Cx2,Cy2 Cu2 Cv2 Ix2,Iy2 cường (cm2) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm4) Thanh tăng ix2,iy2 Iu2 iu2 Iv2 iv2 r l cường (cm) (cm4) (cm) (cm4) (cm) (cm) (cm) + Chiều dài tính toán: lo=ml + Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh. - Giả thiết hệ trục tọa độ ban đầu trùng hệ trục tọa độ của thanh cơ bản xoy, uov. Khoảng cách từ trục x, y đến đầu cánh thép góc. s=0.5D1sin(45-arcsin(20.5 (B2-t2-r)/D1))-r. - Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh tăng cường trong hệ trục xoy: X1=-(s+A2-Cy2), Y1=X1 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 47 - Tọa độ trọng tâm của tiết diện thanh ghép trong hệ trục xoy, uov: Xo=Yo=ΣSxi/ΣAi=ΣAiYi/ΣAi, Uo=Xo(2)0.5, Vo=0 + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh ghép: Ixo=Ix1+Ixg+A1(Yo)2+A2(Y1-Yo)2 Iyo=Ixo, ixo=iyo=(Ixo/(A1+A2))0.5, Iuo=Iu1+Iu2, iuo=(Iuo/(A1+A2))0.5 . Ivo=Iv1+A1(Uo)2+Iv2+A2((B2+s)20.5-Cv2+Uo)2, ivo=(Ivo/(A1+A2))0.5 Wcv=Ivo/(0.5D1-Uo). + Các bước tính toán kiểm tra tiếp theo như tính toán độ mảnh, khả năng chịu lực, tỉ lệ tăng diện tích, tỉ lệ tăng khả năng chịu lực tính như mục 2.2.3.1 2.2.3.4. Thêm hai thép góc đều cạnh. Hình 2.20 * Ưu điểm: - Các ưu điểm như giải pháp thêm một thép góc, ngoài ra giải pháp này làm bán kính quán tính các phương không chênh lệch nhau nhiều, diện tích tăng nhiều hơn. * Nhược điểm: - Các nhược điểm như giải pháp khuyếch đại bằng một thép góc, thêm một nhược điểm nữa là số lượng đường hàn nhiều hơn. * Phạm vi và điều kiện áp dụng: - Áp dụng trong sửa chữa gia cố tháp, thường áp dụng cho thanh cánh và thanh bụng ngang. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 48 - Áp dụng cho thanh cánh thì hai thép góc sẽ bố trí phía biên ngoài và đối xứng qua đường nối trọng tâm tháp với trọng tâm thanh cánh (hình 2.20, 2.21a, b). - Áp dụng cho thanh bụng ngang làm sàn công tác bố trí đối xứng hai thép góc lên phía trên (hình 2.21c). - Bề rộng cánh B2 và bề dày t2 thỏa mãn: B2<=(0.5D1-1.5)cm, t2<=1.2t1. Hình 2.21 * Tính toán: + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh: - Thanh cơ bản xem mục 2.2.3.1 - Thanh tăng cường xem mục 2.2.3.3 + Chiều dài tính toán: lo=ml + Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh. - Giả thiết hệ trục tọa độ ban đầu trùng hệ trục tọa độ của thanh cơ bản xoy, uov. - Khoảng cách từ trục u, v đến đầu cánh thép góc: s=0.5D1sin(45-arcsin(20.5 (B2-t2-r)/D1))-r - Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh tăng cường trong hệ trục xoy: X1=0, Y1=-((B2+s)20.5-Cv2), X2=Y1, Y2=X1 - Tọa độ trọng tâm của tiết diện thanh ghép trong hệ trục xoy, uov: Xo=Yo=ΣSxi/ΣAi=ΣAiYi/ΣAi, Uo=Xo(2)0.5, Vo=0 + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh ghép. Iyo=Ixo=Ix1+Iu2+Iv2+A1(Yo)2+A2((Y1-Yo)2+(Y2-Yo)2), ixo=iyo=(Ixo/(A1+2A2))0.5 Iuo=Iu1+2Ix2+2A2(B2+s-Cy2)2, iuo=(Iuo/(A1+2A2))0.5 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 49 Ivo=Iv+A1(Uo)2+2Ix2+2A2(B2+s-Cv2+Uo)2, ivo=(Ivo/(A1+2A2))0.5 Wcv=Ivo/(0.5D1-Uo). + Các bước tính toán kiểm tra tiếp theo như tính toán độ mảnh, khả năng chịu lực, tỉ lệ tăng khả năng chịu lực tính như mục 2.2.3.1. Trong trường hợp này: - Độ lệch tâm tương đối trong mặt phẳng u-u, mv=e(A1+2A2)/Wcv - Khả năng chịu lực của thanh ghép trong mặt phẳng uốn u-u: [Nu]=(A1+2A2)fjeγc - Khả năng chịu lực của thanh ghép trong mặt phẳng v-v: [Nv]=(A1+2A2)fcjuγc + Tỉ lệ tăng diện tích a = 2A2/A1 2.2.3.5. Thêm một nửa thép hình I. Hình 2.22 + Ưu điểm: - Tiết diện thanh hở hoàn toàn dễ sơn phủ bảo dưỡng. - Cấu tạo đơn giản, ít đường hàn, ít bị giảm yếu. - Không ảnh hưởng tới cấu tạo nút liên kết thanh bụng với thanh cánh. + Nhược điểm: - Diện tích đón gió của thanh tăng, bề mặt đón gió có góc lõm nên gây hiện tượng gió xoáy, gió lồng cục bộ khi tác động vào thanh. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 50 - Tốn công gia công cắt gọt bụng thép hình I. - Gây lệch tâm tiết diện thanh ghép. + Phạm vi và điều kiện áp dụng: - Áp dụng trong sửa chữa gia cố tháp. - Bố trí trên mặt bằng như hình 2.22, 2.23a, b. - Bề dày bản bụng thép I phải thỏa mãn: d2<=1.2t1 Hình 2.23 * Tính toán + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh: - Thanh cơ bản xem mục 2.2.3.1 - Đặc trưng hình học của tiết diện thanh tăng cường I (nguyên): Thanh tăng cường A2 h t2 d2 Ix2 Wx2 Đơn vị (cm2) (cm) (cm) (cm) (cm4) (cm3) Thanh tăng cường ix2 Sx2 Iy2 Wy2 iy2 α Đơn vị (cm) (cm3) (cm4) (cm3) (cm) độ - Giả thiết hệ trục tọa độ ban đầu trùng hệ trục tọa độ của thanh cơ bản xoy, uov. - Khoảng cách từ trọng tâm nửa thép hình I tới biên thép ống là: a2=Sx2/A2 - Mômen quán tính của nửa tiết diện I với hệ tọa độ địa phương: Ixg=(Ix2-2A2a22)/2, Iyg=0.5Iy2, Ixgyg=0 - Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh tăng cường trong hệ uov: U1= - (0.5D1+a2), V1=0. - Tọa độ trọng tâm của tiết diện thanh ghép trong hệ trục xoy, uov: PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 51 Uo=ΣSvi/ΣAi=ΣAiUi/ΣAi, Vo=0, Xo=Yo=Uo/(2)0.5 + Mômen quán tính của tiết diện thanh tăng cường với hệ trục u’o’v’ qua trọng tâm tiết diện và song song với hệ trục uov. I'xg=0.5(Ixg+Iyg)+0.5(Ixg-Iyg)cos2α-Ixgygsin2α I'yg=0.5(Ixg+Iyg)+0.5(Iyg-Ixg)cos2α+Ixgygsin2α + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh ghép. Iyo=Ixo=Ix1+I’xg+A1(Yo)2+A2(U1cosα-Uo)2, ixo=iyo=(Ixo/(A1+A2))0.5 Iuo=Iu1+Iyg, iuo=(Iuo/(A1+A2))0.5 Ivo=Iv1+A1(Uo)2+Ixg+A2(U1-Uo)2, ivo=(Ivo/(A1+A2))0.5, Wcv=Ivo/(0.5D1-Uo). + Các bước tính toán kiểm tra tiếp theo như tính toán độ mảnh, khả năng chịu lực, tỉ lệ tăng diện tích, tỉ lệ tăng khả năng chịu lực tính như mục 2.2.3.1. 2.2.3.6. Thêm hai nửa thép hình I. Hình 2.24 + Ưu điểm: - Các ưu điểm như giải pháp thêm một nửa thép hình I, ngoài ra còn có khả năng tăng một lượng lớn diện tích mặt cắt, bán kính quán tính các phương chênh lệch ít. + Nhược điểm: - Các nhược điểm như giải pháp thêm một nửa thép hình I, ngoài ra giải pháp này có số lượng đường hàn nhiều hơn PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 52 + Phạm vi và điều kiện áp dụng: - Áp dụng trong sửa chữa gia cố tháp, thường áp dụng cho thanh cánh. - Áp dụng cho thanh cánh thì hai nửa thép hình I sẽ bố trí phía biên ngoài và đối xứng qua đường nối trọng tâm tháp với trọng tâm thanh cánh (hình 2.24, 2.25a, b). - Bề dày bản bụng thép I phải thỏa mãn: d2<=1.2t1 Hình 2.25 * Tính toán + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh: - Thanh cơ bản xem mục 2.2.3.1 - Thanh tăng cường xem mục 2.2.3.5 + Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh. - Giả thiết hệ trục tọa độ ban đầu trùng hệ trục tọa độ của thanh cơ bản xoy, uov. - Khoảng cách từ trọng tâm nửa thép hình I tới biên thép ống là: a2=Sx2/A2 - Mômen quán tính của nửa tiết diện I với hệ tọa độ địa phương. Ixg=(Ix2-2A2a22)/2, Iyg=0.5Iy2, Ixgyg=0 - Tọa độ trọng tâm tiết diện thanh tăng cường trong hệ xoy: X1= - (0.5D1+a), Y1=0, X2=Y1=0, Y2=X1. - Tọa độ trọng tâm của tiết diện thanh ghép trong hệ trục xoy, uov: Xo=Yo=ΣSxi/ΣAi=ΣAiYi/ΣAi, Uo=Xo(2)0.5, Vo=0. + Mômen quán tính của tiết diện thanh tăng cường với hệ trục u’o’v’ qua trọng tâm tiết diện thanh ghép và song song với hệ trục uov. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 53 I'ug=0.5(Ixg+Iyg)+0.5(Ixg-Iyg)cos2α-Ixgygsin2α I'vg=0.5(Ixg+Iyg)+0.5(Iyg-Ixg)cos2α+Ixgygsin2α + Đặc trưng hình học của tiết diện thanh ghép. Iyo=Ixo=Ix1+Ixg+Iyg+A1(Yo)2+A2((Y1-Yo)2+(Y2-Yo)2), ixo=iyo=(Ixo/(A1+2A2))0.5 Iuo=Iu1+I'ug1+I'ug2+A2(X12 + Y22 ) (sinα)2, iuo=(Iuo/(A1+2A2)0.5 Ivo=Iv1+A1(Uo)2+I'vg1+I'vg2+A2((X1cos(0.5α)-Uo)2+(Y2cos(0.5α)-Uo)2), ivo=(Ivo/(A1+2A2))0.5 , Wcv=Ivo/(0.5D1-Uo). + Các bước tính toán kiểm tra tiếp theo như tính toán độ mảnh, khả năng chịu lực, tỉ lệ tăng khả năng chịu lực tính như mục 2.2.3.1. Trong trường hợp này: - Độ lệch tâm tương đối trong mặt phẳng u-u, mv=e(A1+2A2)/Wcv - Khả năng chịu lực của thanh ghép trong mặt phẳng uốn u-u: [Nu]=(A1+2A2)fjeγc - Khả năng chịu lực của thanh ghép trong mặt phẳng vo-vo: [Nv]=(A1+2A2)fcjuγc + Tỉ lệ tăng diện tích a = 2A2/A1 2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG II. - Nội dung nêu các cơ sở lí thuyết, các tiêu chí đối với giải pháp tăng cường tiết diện, đề xuất các giải pháp tăng cường tiết diện và tính toán khả năng chịu lực cho thanh cơ bản và thanh ghép. - Với thanh ghép, việc quan trọng nhất là xác định được các đặc trưng hình học của tiết diện thanh, căn cứ vào các thông số đó để xác định khả năng chịu lực. - Xác định khả năng chịu lực của thanh ghép như với thanh chịu nén lệch tâm có một trục đối xứng. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN ”. Chương III MỘT SỐ KHẢO SÁT BẰNG SỐ VỀ HIỆU QUẢ TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN. 3.1.TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN CHO THANH CƠ BẢN LÀ THÉP GÓC ĐỀU CẠNH. 3.1.1.Thêm một thép góc đều cạnh, hàn sống thanh tăng cường vào sống thanh cơ bản hoặc mã liên kết là thép góc đều cạnh, dùng liên kết hàn hoặc bu lông. Hình 3.1 1.Đặc trưng vật liệu: Loại thép E fu fy f fv γc (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) (daN/cm2) CT34 2E+06 3450 2300 2100 1250 0.95 2.Đặc trưng hình học của tiết diện thanh: Thanh cơ bản A1 B1 t1 Cx1,Cy1 Cu1 Cv1 (cm2) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) L150x10 29.3 15 1 4.03 10.61 5.7 Thanh cơ bản Ix1,Iy1 ix1,iy1 Iu1 iu1 Iv1 iv1 l (cm4) (cm) (cm4) (cm) (cm4) (cm) (cm) L150x10 624 4.62 990 5.82 258 2.97 300 Tiết diện thanh A2 B2 t2 Cx2,Cy2 Cu2 Cv2 Ix2,Iy2 tăng cường (cm2) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm4) L40x4 3.08 4 0.4 1.12 2.83 1.58 4.47 L45x4 3.49 4.5 0.4 1.23 3.18 1.75 6.43 L50x5 4.8 5 0.5 1.4 3.54 1.99 11 L60x6 6.91 6 0.6 1.69 4.24 2.39 22.8 L70x7 9.4 7 0.7 1.97 4.95 2.79 42.3 HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 54 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉ