Tên luận án:
Phân tích đánh giá tính dư trong kết cấu cầu ở Việt Nam
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án này tập trung vào việc phân tích và đánh giá tính dư trong kết cấu cầu tại Việt Nam. Đề tài được khởi xướng do nhận thấy tiêu chuẩn thiết kế cầu hiện hành của Việt Nam (22-TCN-272-05) đã xác định tính dư là một tham số thiết kế đầu vào quan trọng, nhưng lại thiếu các nghiên cứu hoặc chỉ dẫn cụ thể về cách xác định hệ số này một cách hợp lý cho các loại, bộ phận và dạng kết cấu cầu khác nhau.
Mục đích chính của nghiên cứu là xây dựng một quy trình trực tiếp và đơn giản nhằm xác định tính dư cho kết cấu cầu. Để đạt được mục tiêu này, luận án phát triển một mô hình phần tử hữu hạn cho phép phân tích phi tuyến sự làm việc của kết cấu cầu ngoài giới hạn đàn hồi, kể cả khi một số bộ phận kết cấu chính đã bị phá hoại. Mô hình này đóng vai trò nền tảng cho việc áp dụng quy trình xác định tính dư đã đề xuất.
Đối tượng nghiên cứu là mô hình làm việc phi tuyến của kết cấu, với phạm vi áp dụng cho cả kết cấu phần trên và phần dưới của công trình cầu tại Việt Nam. Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc xây dựng mô hình lý thuyết thông qua phân tích, sau đó kiểm chứng tính đúng đắn của mô hình lý thuyết bằng thực nghiệm và dựa trên các kết quả nghiên cứu đã có trước đó.
Về ý nghĩa khoa học và thực tiễn, đề tài đã làm rõ khái niệm tính dư trong tính toán thiết kế cầu và trình bày các phương pháp đánh giá, xác định tính dư. Luận án đặc biệt cải tiến quy trình đánh giá tính dư trực tiếp từ các tác giả nước ngoài thành một quy trình đơn giản và dễ thực hiện hơn, dựa trên mô hình phần tử hữu hạn mới cho phép phân tích sự làm việc ngoài miền đàn hồi của kết cấu. Phương pháp này không chỉ hỗ trợ các kỹ sư thiết kế trong việc xác định hệ số tính dư mà còn đặt cơ sở cho việc xác định hệ số tính dư cho các kết cấu điển hình trong công trình cầu ở Việt Nam.
Mục lục chi tiết:
- CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÍNH DƯ VÀ XÁC ĐỊNH MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- 1.1 Tổng quan về các công trình cầu ở Việt Nam
- 1.2 Tổng quan về nghiên cứu tính dư và nghiên cứu tính dư trong kết cấu công trình cầu
- 1.2.1 Hệ số bảo toàn hệ thống (R)
- 1.2.2 Hệ số hệ thống
- 1.2.3 Tính dư trong tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 272-05
- 1.3 Những vấn đề còn tồn tại trong nghiên cứu tính dư
- 1.4 Những vấn đề đề tài tập trung nghiên cứu giải quyết
- CHƯƠNG 2. CƠ SỞ PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỊNH CHUẨN TÍNH DƯ CỦA KẾT CẤU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH TỔNG QUAN XÁC ĐỊNH TÍNH DƯ
- 2.1 Đánh giá tính dư cho kết cấu phần dưới
- 2.1.1 Xác định kết bên dưới điển hình
- 2.1.2 Các giả thiết về trạng thái làm việc của kết cấu và TTGH tương ứng
- 2.1.3 Phương pháp phân tích tính dư
- 2.1.4 Tính toán tính dư
- 2.1.5 Quan hệ giữa hệ số hệ thống s với phương pháp độ tin cậy của tính dư và tỉ lệ bảo toàn hệ thống Ru
- 2.1.6 Tỉ lệ bảo toàn hệ thống của kết cấu bên dưới điển hình
- 2.1.7 Quy trình xác định tính dư cho kết cấu phần dưới
- 2.2 Đánh giá và định chuẩn tính dư của kết cấu phần trên
- 2.2.1 Mức độ an toàn của kết cấu phần trên
- 2.2.2 Các trạng thái giới hạn
- 2.2.3 Chu kỳ vòng đời và mô hình tải trọng - chỉ số độ tin cậy
- 2.2.4 Phương pháp độ tin cậy
- 2.2.5 Xác định chỉ số độ tin cậy mục tiêu
- 2.2.6 Quy trình kiểm tra tính dư trực tiếp
- 2.2.7 Quy trình từng bước xác định hệ số dư
- 2.2.8 Hệ số hệ thống (tính dư)
- 2.2.9 Hệ số hệ thống cho cầu điển hình thông dụng
- 2.2.10 Xếp hạng tải trọng cho cầu đang tồn tại
- 2.3 Kết luận chương 2
- CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH PHI TUYẾN XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỰC HẠN CỦA KẾT CẤU
- 3.1 Tổng quan
- 3.2. Tóm tắt lý thuyết phần tử hữu hạn tích hợp bước nhảy chuyển vị cho dầm Timoshenko
- 3.4. Phương pháp chia lớp mặt cắt để xác định trạng thái ứng suất, biến dạng trong dầm
- 3.5. Xây dựng bảng tính xác định đường cong chịu uốn (đường cong M-κ) phụ thuộc vào lực dọc và lực cắt trên dầm
- 3.6. Thí nghiệm kiểm chứng mô hình phân tích đề xuất
- 3.6.1. Cấu tạo của dầm thí nghiệm
- 3.62. Sơ đồ thí nghiệm
- 3.6.3. Xây dựng mô hình phi tuyến cho dầm thí nghiệm
- 3.7. So sánh kết quả mô hình hóa và kết quả thí nghiệm
- 3.8. Kết luận chương 3
- CHƯƠNG 4. CÁC VÍ DỤ ÁP DỤNG MÔ HÌNH PHI TUYẾN VÀ QUY TRÌNH TRỰC TIẾP TRONG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ TÍNH DƯ CỦA KẾT CẤU CẦU
- 4.1 Trụ 2 cột chịu lực đẩy ngang
- 4.1.1 Phân tích sự làm việc của trụ dưới tác dụng của lực đầy ngang theo mô hình phi tuyến