Luận án tiến sỹ kỹ thuật nghiên cứu xác định các thông số hợp lý của kết cấu thé

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr−êng ®¹i häc x©y dùng ----------------- D−¬ng tr−êng giang Nghiªn cøu x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè hîp lý cña kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p theo tiªu chuÈn viÖt nam LuËn ¸n tiÕn sü kü thuËt Hµ Néi - 2011 Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr−êng ®¹i häc x©y dùng ----------------- D−¬ng tr−êng giang Nghiªn cøu x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè hîp lý cña kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p theo tiªu chuÈn viÖt nam Chuyªn ngµnh: Kü thuËt m¸y vµ thiÕt bÞ X©y dùng M· sè: 62.01 LuËn ¸n tiÕn sü kü thuËt Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: 1. Ph¹m Quang Dòng 2. TrÇn NhÊt Dòng Hµ Néi - 2011 i Lêi cam ®oan T«i xin cam ®o¹n ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña t«i. C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ trong luËn ¸n lµ trung thùc vµ ch−a tõng ®−îc ai c«ng bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo kh¸c.

Ng−êi cam ®oan D−¬ng Tr−êng Giang ii Lêi c¸m ¬n Lêi ®Çu tiªn t«i xin ®−îc göi ®Õn thÇy PGS. Ph¹m Quang Dòng- Tr−ëng Bé m«n M¸y X©y dùng, Khoa C¬ khÝ, §¹i häc X©y dùng vµ thÇy PGS. TrÇn NhÊt Dòng - Trung t©m C«ng tr×nh ®Æc biÖt, Häc viÖn Kü thuËt Qu©n sù ®· trùc tiÕp h−íng dÉn, t¹o mäi ®iÒu kiÖn tèt nhÊt ®Ó t«i cã thÓ hoµn thµnh ®−îc luËn ¸n nµy. T«i còng xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy gi¸o vµ ®ång nghiÖp thuéc Bé m«n M¸y x©y dùng, C¬ Giíi ho¸ x©y dùng cïng c¸c thÇy gi¸o thuéc khoa C¬ khÝ X©y dùng - §¹i häc X©y dùng ®· gióp ®ì rÊt nhiÒu trong suèt qu¸ tr×nh lµm luËn ¸n.

T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy, c¸c nhµ khoa häc thuéc nhiÒu c¬ quan vµ ®¬n vÞ nh−:Tr−êng §¹i häc X©y dùng; ViÖn C¬ Giíi ho¸ N«ng nghiÖp; Tr−êng §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i; Häc viÖn Kü thuËt Qu©n sù; Bé t− lÖnh C«ng binh; ViÖn C«ng nghÖ Giao th«ng VËn t¶i, §¹i häc B¸ch Khoa Hå ChÝ Minh, §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi. ®· trùc tiÕp ®äc vµ gãp ý vµo c¸c néi dung cña luËn ¸n. Xin ch©n thµnh c¶m ¬n Ban gi¸m hiÖu tr−êng §¹i häc X©y dùng, Khoa §µo t¹o Sau ®¹i häc, Khoa C¬ khÝ X©y dùng, ViÖn Khoa häc vµ C«ng nghÖ C¬ ®iÖn X©y dùng, phßng ThÝ nghiÖm c«ng tr×nh ®Æc biÖt thuéc ViÖn chuyªn ngµnh kÕt cÊu x©y dùng ®· t¹o mäi ®iÒu kiÖn thuËn lîi gióp t«i cã thÓ hoµn thµnh nhiÖm vô vµ ®¹t kÕt qu¶ mong muèn. Cuèi cïng xin göi lêi c¶m ¬n tíi c¸c thµnh viªn trong gia ®×nh, vî con, bè mÑ ®· t¹o mäi ®iÒu kiÖn vµ ®éng viªn t«i ®Ó hoµn thµnh luËn ¸n.

iii Môc lôc Trang phô b×a Trang Lêi cam ®oan i Lêi c¸m ¬n ii Môc lôc iii Danh môc c¸c ký hiÖu dïng trong luËn ¸n vii Ký hiÖu viÕt t¾t dïng trong luËn ¸n x Danh môc c¸c h×nh vÏ, ¶nh trong luËn ¸n xi Danh môc c¸c b¶ng dïng trong luËn ¸n xiii më ®Çu.1 Ch−¬ng 1 - tæng quan vÒ vÊn ®Ò nghiªn cøu.Tæng quan vÒ cÇn trôc th¸p x©y dùng. KÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p. Ph©n tÝch ®Æc ®iÓm kÕt cÊu th¸p vµ cÇn. Ph©n nhãm th«ng sè c¬ b¶n kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p.Tiªu chuÈn tÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p.C¸c s¬ ®å tÝnh vµ ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p.S¬ ®å tÝnh to¸n vµ tæ hîp t¶i träng.Ph−¬ng ph¸p sè trong tÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p vµ thiÕt bÞ n©ng.

C¸c nghiªn cøu vÒ thiÕt kÕ tèi −u kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p. X¸c ®Þnh môc tiªu vµ néi dung cña luËn ¸n.28 KÕt luËn ch−¬ng 1.29 Ch−¬ng 2 - Nghiªn cøu c¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ hîp lý kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p. C¬ së tÝnh to¸n x¸c ®Þnh c¸c thµnh phÇn t¶i träng. X©y dùng c¸c nhãm t¶i träng vµ tæ hîp t¶i träng.

X©y dùng c¸c nhãm t¶i träng. C¸c tr−êng hîp t¶i träng tÝnh to¸n thiÕt kÕ. X©y dùng c¸c tæ hîp t¶i träng khi kh«ng kÓ ®Õn biÕn d¹ng lín cña kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p. X©y dùng c¸c tæ hîp t¶i träng cã kÓ ®Õn biÕn d¹ng lín cña kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p.

TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p theo ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n. PhÇn tö thanh kh«ng gian. TÝnh néi lùc trong phÇn tö. C¬ së x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè hîp lý kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p theo lý thuyÕt tèi −u.

C¸c d¹ng bµi to¸n vµ ph−¬ng ph¸p c¬ b¶n gi¶i bµi to¸n tèi −u kÕt cÊu. Ph©n tÝch x¸c ®Þnh c¸c ®Æc ®iÓm bµi to¸n x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè hîp lý cña kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p.55 KÕt luËn ch−¬ng 2.57 Ch−¬ng 3 - bµi to¸n x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè hîp lý cña kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p. Nghiªn cøu thuËt to¸n ho¸ qu¸ tr×nh tÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p. X©y dùng bµi to¸n x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè hîp lý.C¸c th«ng sè cho tr−íc vµ biÕn thiÕt kÕ.C¸c ®iÒu kiÖn rµng buéc vµ hµm môc tiªu .X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè hîp lý theo nguyªn lý R.

Bµi to¸n x¸c ®Þnh tiÕt diÖn hîp lý.Ph−¬ng ph¸p gi¶i bµi to¸n.X¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn biªn. Bµi to¸n x¸c ®Þnh c¸c kÝch th−íc hîp lý. Ph−¬ng ph¸p gi¶i bµi to¸n. X¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn biªn.

Ch−¬ng tr×nh CraneVN.Giíi thiÖu ch−¬ng tr×nh.Tæ chøc c¬ së d÷ liÖu ch−¬ng tr×nh tÝnh. Bµi to¸n x¸c ®Þnh c¸c vÞ trÝ t¶i träng nguy hiÓm trªn cÇn.86 KÕt luËn ch−¬ng 3.91 Ch−¬ng 4 - nghiªn cøu thùc nghiÖm vµ thö nghiÖm b»ng sè. Nghiªn cøu thùc nghiÖm. §èi t−îng thùc nghiÖm vµ c¸c thiÕt bÞ thùc nghiÖm.

C¸c b−íc tæ chøc thùc nghiÖm. Lùa chän th«ng sè ®o, vÞ trÝ vµ tr¹ng th¸i cÇn trôc. Tr×nh tù thùc hiÖn. Ph−¬ng ph¸p xö lý sè liÖu.X©y dùng bµi to¸n thùc nghiÖm lý thuyÕt.Xö lý kÕt qu¶ ®o thùc nghiÖm.So s¸nh, ®¸nh gi¸ kÕt qu¶.

Thö nghiÖm b»ng sè x¸c ®Þnh th«ng sè hîp lý .Lùa chän d÷ liÖu ph¸t sinh ban ®Çu.X¸c ®Þnh c¸c tiÕt diÖn hîp lý.X¸c ®Þnh kÝch th−íc h×nh häc hîp lý.111 KÕt luËn ch−¬ng 4.116 KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ.117 Danh môc c¸c c«ng tr×nh ®· c«ng bè.120 Tµi liÖu tham kh¶o.121 vi C¸c phô lôc. Phô lôc 1: D÷ liÖu ph¸t sinh ban ®Çu thiÕt kÕ kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p. Phô lôc 2: TriÓn khai thuËt to¸n tÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p. Phô lôc 3: PhÇn tö thanh kh«ng gian.

Phô lôc 4: Sè liÖu tÝnh to¸n vÞ trÝ t¶i träng trªn cÇn. Phô lôc 5: Néi lùc tÝnh theo gi¸ trÞ t¶i träng thùc nghiÖm. Phô lôc 6: M· ch−¬ng tr×nh CraneVN. vii Danh môc c¸c ký hiÖu dïng trong luËn ¸n Ký hiÖu DiÔn gi¶i §¬n vÞ tÝnh A0 Khèi l−îng bé phËn kÕt cÊu cã tham sè cè ®Þnh TÊn a Béi suÊt pa l¨ng c¸p ath KÝch th−íc mÆt c¾t ngang th¸p m acg ChiÒu réng ®¸y cÇn m [B] Ma trËn quan hÖ biÕn d¹ng, chuyÓn vÞ D MiÒn x¸c ®Þnh {dm} VÐc t¬ chuyÓn vÞ t¹i nót trong hÖ to¹ ®é côc bé {d} VÐc t¬ chuyÓn vÞ t¹i nót trong hÖ to¹ ®é tæng qu¸t E M« ®un ®µn håi cña vËt liÖu daN/cm2 f Hµm môc tiªu {f}T C¸c th«ng sè vÒ néi lùc t¹i nót Gn Träng l−îng c¬ cÊu n©ng KN Gk Träng l−îng têi kÐo xe con thay ®æi tÇm víi KN Gcb Träng l−îng cabin KN G® Träng l−îng ®èi träng KN Gl Träng l−îng lång l¾p dùng KN Gxc Träng l−îng xe con KN g Hµm rµng buéc H ChiÒu cao n©ng m hcg ChiÒu cao cÇn m hth ChiÒu dµi ®èt biªn th¸p m i, j, p, q D·y sè tù nhiªn lµm chØ sè k Sè vÞ trÝ t¶i träng trªn cÇn khi thö t¶i [km] Ma trËn ®é cøng trong hÖ to¹ ®é côc bé [k] Ma trËn ®é cøng trong hÖ to¹ ®é tæng qu¸t Kn.SLi T¶i träng ®éng khi n©ng KN l0 ChiÒu dµi phÇn tö thø i0 trong nhãm thanh mm ls ChiÒu dµi phÇn tö thø s trong c¸c phÇn tö kÕt cÊu mm lcg ChiÒu dµi ®èt biªn cÇn m Lc ChiÒu dµi cÇn m L® ChiÒu dµi cÇn mang ®èi träng m Lbui, Dbui KÝch th−íc bao nhãm tiÕt diÖn thø i mm Mtt M« men t¶i KNm M(X) Kú väng to¸n mq Khèi l−îng bé phËn quay TÊn m1 Sè tæ hîp t¶i träng kh«ng xÐt tíi biÕn d¹ng lín cña kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p viii m2 Sè tæ hîp t¶i träng xÐt tíi biÕn d¹ng lín cña kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p [m] Sè vßng lÆp giíi h¹n kÝch th−íc bao tiÕt diÖn [mTD] Sè vßng lÆp giíi h¹n biÕn kÝch th−íc h×nh häc Nipkmax Lùc kÐo lín nhÊt trong c¸c nhãm thanh xÐt trong tæ hîp KN t¶i träng kh«ng kÓ tíi biÕn d¹ng lín kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p Niqkmax Lùc kÐo lín nhÊt trong c¸c nhãm thanh xÐt trong tæ hîp KN t¶i träng xÐt tíi biÕn d¹ng lín kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p.

NiqNmax Lùc nÐn lín nhÊt trong c¸c nhãm thanh xÐt trong tæ hîp KN t¶i träng xÐt tíi biÕn d¹ng lín kÕt cÊu thÐp cÇn trôc th¸p.