Phân Tích Mất Ổn Định Dầm Hộp Thép Liên Hợp Trong Thi Công

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Thống kê các cầu bị sập do mất ổn định trong quá trình thi công

1.2. Các kết quả nghiên cứu về mất ổn định dầm thép

1.3. Đề tài nghiên cứu

1.3.1. Mục đích nghiên cứu

1.3.2. Phương pháp nghiên cứu

1.3.3. Phạm vi nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Lý thuyết biến dạng dẻo kim loại

2.1.1. Khái quát về quá trình biến dạng

2.1.2. Phân loại các phương pháp biến dạng

2.1.3. Những vấn đề cần xem xét khi nghiên cứu quá trình biến dạng

2.2. Quan hệ ứng suất – biến dạng trong biến dạng dẻo

2.3. Tiêu chuẩn chảy dẻo Von-Mises

2.4. Tính chất cơ lý của thép

2.4.1. Tính chất chịu kéo của thép

2.4.2. Các miền biến dạng

2.4.3. Điểm chảy, cường độ chảy và cường độ chịu kéo

2.4.4. Tỷ số Poisson

2.4.5. Tính chất chịu cắt của thép

2.5. Lý thuyết tính toán ổn định dầm thép

2.5.1. Ổn định tổng thể

2.5.2. Ổn định cục bộ

3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Cầu Chà Là

3.1.1. Kết cấu nhịp chính

3.1.2. Bản mặt cầu

3.1.3. Vách tại gối

3.1.4. Hệ giằng trong

3.1.5. Hệ giằng ngoài

3.1.6. Sườn tăng cường đứng

3.1.7. Sườn tăng cường dọc

3.2. Tải trọng thi công

3.2.1. Tải trọng bê tông ướt bản mặt cầu

3.2.2. Tải trọng ván khuôn bản mặt cầu

3.2.3. Tải trọng đổ và đầm rung bê tông ướt

3.2.4. Tải trọng người và thiết bị thi công

3.3. Cấu tạo hình học mặt cắt dầm hộp vách đứng

3.3.1. Moment chảy và moment dẻo

3.3.2. Sức kháng mất ổn định uốn ngang và xoắn

3.4. Mô hình phân tích phần tử hữu hạn

3.4.1. Mô hình kết cấu thép

3.4.2. Định nghĩa vật liệu

3.4.3. Định nghĩa thuộc tính mặt cắt

3.4.4. Chia lưới phần tử

3.4.5. Thiết lập bước phân tích

3.4.6. Điều kiện biên và tải trọng

3.4.7. Công tác phân tích

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH

4.1. Mô hình tham chiếu

4.2. Mô hình phi tuyến

4.3. Tính toán tải trọng phá hoại

4.4. Tổng hợp nhận xét

4.5. So sánh các trường hợp phân tích

4.6. Tổng hợp kết quả các mô hình

4.7. So sánh kết quả PTHH với kết quả lý thuyết

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

I. Giới thiệu

Trong lĩnh vực xây dựng cầu, việc phân tích mất ổn định của dầm hộp thép là một yếu tố quan trọng không thể bỏ qua. Dầm hộp thép thường được sử dụng trong các công trình cầu do tính năng vượt trội của chúng. Tuy nhiên, trong quá trình thi công, dầm có thể gặp phải tình trạng mất ổn định nếu không được thiết kế và thi công đúng cách. Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của dầm hộp thép trong quá trình thi công, đặc biệt là khoảng cách của hệ giằng và các sườn tăng cường. Những yếu tố này có thể dẫn đến tình trạng biến dạng và ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của dầm.

1.1. Tầm quan trọng của việc phân tích mất ổn định

Việc phân tích mất ổn định không chỉ giúp đảm bảo an toàn cho công trình mà còn tiết kiệm chi phí và thời gian thi công. Các vụ sập cầu trong lịch sử đã cho thấy rằng sự thiếu sót trong việc kiểm tra và tính toán độ ổn định có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng. Do đó, việc áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại như mô phỏng bằng phần mềm ABAQUS/CAE là cần thiết để đánh giá chính xác khả năng chịu tải của dầm trong quá trình thi công.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này áp dụng phương pháp mô hình hóa và phân tích phi tuyến để đánh giá sự mất ổn định của dầm hộp thép. Cụ thể, việc sử dụng phần mềm ABAQUS/CAE cho phép mô phỏng các điều kiện thực tế trong quá trình thi công. Các mô hình dầm đơn và dầm đôi sẽ được xây dựng để phân tích ảnh hưởng của khoảng cách hệ giằng và sườn tăng cường đến ứng suất và biến dạng của dầm. Các thông số như tải trọng đứng và tải trọng ngang cũng sẽ được xem xét để đánh giá toàn diện về tình trạng ổn định của dầm.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến mất ổn định

Các yếu tố như khoảng cách giữa hệ giằng, độ dày của bản cánh dầm và loại hệ giằng sẽ được khảo sát. Những yếu tố này có thể tác động trực tiếp đến khả năng chịu lực và độ cứng của dầm. Nghiên cứu sẽ so sánh kết quả mô phỏng với các tiêu chuẩn hiện hành để đưa ra các khuyến nghị thiết kế hợp lý nhằm tăng cường độ ổn định cho dầm hộp thép trong quá trình thi công.

III. Kết quả phân tích

Kết quả phân tích cho thấy rằng việc thay đổi khoảng cách hệ giằng và các sườn tăng cường có ảnh hưởng rõ rệt đến ứng suất và biến dạng của dầm hộp thép. Các mô hình dầm đơn và dầm đôi đều cho thấy rằng khi khoảng cách hệ giằng tăng lên, khả năng chịu lực của dầm giảm đi, dẫn đến tình trạng mất ổn định. Các trường hợp mô phỏng cũng chỉ ra rằng sự phân bố tải trọng không đều có thể gây ra biến dạng cục bộ tại các vị trí gối và hệ giằng.

3.1. So sánh kết quả

So sánh giữa các mô hình cho thấy rằng mô hình dầm đôi có khả năng chịu tải tốt hơn so với mô hình dầm đơn. Điều này cho thấy rằng việc áp dụng thiết kế dầm đôi có thể là một giải pháp hiệu quả để tăng cường độ ổn định trong quá trình thi công. Bên cạnh đó, kết quả cũng chỉ ra rằng việc sử dụng các loại thép chất lượng cao có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu lực của dầm.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc phân tích mất ổn định của dầm hộp thép trong quá trình thi công là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho công trình. Các khuyến nghị đưa ra bao gồm việc cải thiện thiết kế hệ giằng và sử dụng vật liệu chất lượng cao để tăng cường khả năng chịu lực của dầm. Hơn nữa, việc áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại như mô phỏng phi tuyến sẽ giúp các kỹ sư có cái nhìn sâu sắc hơn về tình trạng ổn định của dầm trong quá trình thi công.

4.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc khảo sát thêm nhiều yếu tố ảnh hưởng khác như tải trọng động và các điều kiện môi trường để có cái nhìn toàn diện hơn về sự ổn định của dầm hộp thép. Việc kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn sẽ giúp nâng cao chất lượng thiết kế và thi công cầu thép trong tương lai.

Luận Văn Thạc Sĩ: Phân Tích Sự Mất Ổn Định Của Dầm Hộp Thép Liên Hợp Trong Quá Trình Thi Công