Phân tích động lực học dầm chữ I thẳng có bản bụng lượn sóng hình thang chịu tải trọng di động trên gối tựa đơn

• Tác giả: Tô Bảo Quốc
• Người hướng dẫn: Nguyễn Hồng Ân
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Dân Dụng và Công Nghiệp
• Đề tài: Phân tích động lực học dầm chữ I thẳng bản bụng lượn sóng hình thang chịu tải trọng di động
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.1. Giới thiệu
• 1.2. Những nghiên cứu trước đây
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Quan hệ biến dạng - chuyển vị
• 2.2. Đặc trưng hình học của mặt cắt ngang
• 2.3. Xây dựng ma trận phần tử
• 2.4. Phương trình chuyển động cân bằng
• 2.5. Giải phương trình chuyển động
• 2.6. Ngôn ngữ lập trình Matlab
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
• 3.1. Phương pháp Newmark
• 3.2. Các hệ số tích phân của phương pháp Newmark
• 3.3. Vấn đề chính xác của phương pháp Newmark
• 3.4. Các bước tính toán theo phương pháp Newmark
• 3.5. Ví dụ số áp dụng phương pháp Newmark
• 4. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC DẦM CHỮ I BẢN BỤNG LƯỢN SÓNG HÌNH THANG GỐI TỰA ĐƠN
• 4.1. Bài toán kiểm chứng
• 4.2. Bài toán khảo sát
• 4.3. Tóm tắt các công việc đã thực hiện
• 5. CHƯƠNG 5: HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
• TÀI LIỆU TRÍCH DẪN
• LÝ LỊCH TRÍCH NGẪN

I. Phân tích động lực học dầm chữ I thẳng bản bụng lượn sóng hình thang

Phân tích động lực học là một phương pháp quan trọng để đánh giá ứng xử của kết cấu dưới tác động của tải trọng di động. Trong nghiên cứu này, dầm chữ I thẳng với bản bụng lượn sóng hình thang được phân tích để xác định chuyển vị và ứng suất khi chịu tải trọng di động. Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) được sử dụng để thiết lập các phương trình vi phân chủ đạo, từ đó tính toán ma trận độ cứng và khối lượng. Kết quả cho thấy, dầm chữ I thẳng với bản bụng lượn sóng hình thang có khả năng chịu tải tốt hơn so với dầm thông thường, đặc biệt trong các ứng dụng cầu và nhà dân dụng.

1.1. Cơ sở lý thuyết và phương pháp phân tích

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết dầm cong thành mỏng của Kang và Yoo, với mỗi nút phần tử có 7 bậc tự do, bao gồm cả bậc tự do warping. Phương trình vi phân chủ đạo được thiết lập từ nguyên lý thế năng toàn phần dừng. Sử dụng phần tử hữu hạn, các ma trận độ cứng và khối lượng được tính toán, từ đó giải các phương trình động lực học. Phương pháp Newmark được áp dụng để giải các phương trình chuyển động, đảm bảo độ chính xác trong tính toán.

1.2. Kết quả và ứng dụng thực tế

Kết quả nghiên cứu cho thấy, dầm chữ I thẳng với bản bụng lượn sóng hình thang có khả năng chịu tải tốt hơn so với dầm thông thường, đặc biệt trong các ứng dụng cầu và nhà dân dụng. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc sử dụng bản bụng lượn sóng hình thang giúp giảm trọng lượng thép và tăng tính thẩm mỹ của kết cấu. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc thiết kế các công trình chịu tải trọng di động như cầu đường sắt và cầu đường bộ.

II. Đặc điểm hình học và ứng xử của dầm chữ I thẳng bản bụng lượn sóng hình thang

Dầm chữ I thẳng với bản bụng lượn sóng hình thang có cấu trúc đặc biệt, giúp tăng khả năng chịu tải và ổn định cắt. Nghiên cứu tập trung vào việc phân tích đặc điểm hình học của mặt cắt ngang, bao gồm chiều rộng cánh, chiều cao bản bụng, và bề dày các thành phần. Kết quả cho thấy, bản bụng lượn sóng hình thang giúp tăng độ cứng của dầm, đặc biệt khi chịu tải trọng di động.

2.1. Đặc điểm hình học mặt cắt ngang

Mặt cắt ngang của dầm chữ I thẳng với bản bụng lượn sóng hình thang được phân tích chi tiết, bao gồm các thông số như chiều rộng cánh, chiều cao bản bụng, và bề dày các thành phần. Kết quả cho thấy, bản bụng lượn sóng hình thang giúp tăng độ cứng của dầm, đặc biệt khi chịu tải trọng di động. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc thiết kế các công trình chịu tải trọng di động như cầu đường sắt và cầu đường bộ.

2.2. Ứng xử của dầm dưới tải trọng di động

Nghiên cứu chỉ ra rằng, dầm chữ I thẳng với bản bụng lượn sóng hình thang có khả năng chịu tải tốt hơn so với dầm thông thường, đặc biệt trong các ứng dụng cầu và nhà dân dụng. Kết quả tính toán cho thấy, chuyển vị của dầm giảm đáng kể khi sử dụng bản bụng lượn sóng hình thang, điều này giúp tăng tuổi thọ của kết cấu và giảm chi phí bảo trì.

III. Phương pháp tính toán và kiểm chứng kết quả

Nghiên cứu sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để tính toán các thông số động lực học của dầm chữ I thẳng với bản bụng lượn sóng hình thang. Các phương trình vi phân chủ đạo được thiết lập từ nguyên lý Hamilton, và phương pháp Newmark được áp dụng để giải các phương trình chuyển động. Kết quả tính toán được kiểm chứng bằng cách so sánh với các nghiên cứu trước đây, cho thấy độ chính xác cao của phương pháp.

3.1. Phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) được sử dụng để tính toán các thông số động lực học của dầm chữ I thẳng với bản bụng lượn sóng hình thang. Các phương trình vi phân chủ đạo được thiết lập từ nguyên lý Hamilton, và phương pháp Newmark được áp dụng để giải các phương trình chuyển động. Kết quả tính toán được kiểm chứng bằng cách so sánh với các nghiên cứu trước đây, cho thấy độ chính xác cao của phương pháp.

3.2. Kiểm chứng kết quả

Kết quả tính toán được kiểm chứng bằng cách so sánh với các nghiên cứu trước đây, cho thấy độ chính xác cao của phương pháp. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc sử dụng bản bụng lượn sóng hình thang giúp giảm trọng lượng thép và tăng tính thẩm mỹ của kết cấu. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc thiết kế các công trình chịu tải trọng di động như cầu đường sắt và cầu đường bộ.