Xét ảnh hưởng của sai số lắp dựng đến nội lực và chuyển vị của kết cấu thép nhà công nghiệp

Rate this post
Đề tài luận văn: Xét ảnh hưởng của sai số lắp dựng đến nội lực và chuyển vị của kết cấu thép nhà công nghiệp
Giới thiệu dịch vụ viết thuê luận văn thạc sĩ
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Kết cấu thép đã và đang ngày càng trở nên phổ biến trong lĩnh vực xây dựng cả ở Việt Nam và thế giới. Nhờ những ưu điểm như: dễ chế tạo, độ bền cao, khả năng vượt nhịp lớn, giá thành hợp lý… kết cấu thép đặc biệt được ưa thích trong các công trình dân dụng và công nghiệp; các nhà xưởng, nhà thi đấu thể thao…
Hiện nay việc kiểm tra, đánh giá mức độ ảnh hưởng của các sai số chế tạo và lắp đặt của các bộ phận kết cấu của công trình ở Việt Nam vẫn thường tiến hành theo những phương pháp thông dụng như quan sát bằng mắt các bộ phận kết cấu của công trình để phát hiện ra những hư hỏng như gỉ, nứt…Các quan sát dạng này chỉ có thể phát hiện được những hỏng hóc, khuyết tật dạng trực quan, chứ không thể phát hiện và lượng hóa được các khuyết tật bên trong như: độ võng, ứng suất trước; sự lỏng liên kết bu lông… Mà trong rất nhiều trường hợp công trình bị rung lắc, bị phá hủy lại chính bởi các nguyên nhân này. 
Khi thiết kế cột thép, nhất là đối với công trình dạng nhà công nghiệp, các sai số chế tạo và lắp dựng luôn tồn tại. Khi các sai số này nhỏ, chúng thường không ảnh hưởng đến kết quả nội lực và chuyển vị của kết cấu. Nhưng khi sai số đủ lớn ( cột bị ngắn; đoạn kèo bị vênh….), khi đó trong kết cấu sẽ xuất hiện các “Ứng suất trước”. Các “Ứng suất trước” này có thể cùng chiều với ứng suất do tải trọng ngoài gây ra và sẽ gây hiệu ứng nguy hiểm, mất kiểm soát của kết cấu. Trong thực tế có nhiều trường hợp xảy ra các sự cố mất an toàn hay công trình kém chất lượng là do bị phá hoại bởi chính các sai số lắp đặt này. Tuy nhiên việc định lượng mức độ ảnh hưởng của sai số chế tạo là bài toán khó và đến nay còn ít được đề cập, nghiên cứu, các tài liệu về thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp cũng đều chưa thấy đề cập sâu đến nội dung trên. 
Do vậy, đề tài “Xét ảnh hưởng của sai số lắp dựng đến nội lực và chuyển vị của kết cấu thép nhà công nghiệp” là nội dung nghiên cứu cần thiết, có ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
Đề tài sẽ tập trung nghiên cứu các nguyên nhân dẫn đến sai số lắp dựng của công trình kết cấu thép nhà công nghiệp. Đánh giá mức độ ảnh hưởng của sai số lắp dựng giữa các bộ phận kết cấu nhà thép dạng khung Zamil. Xác định về định tính và định lượng mức độ ảnh hưởng của chúng đến nội lực và chuyển vị của kết cấu thép nhà công nghiệp. Qua đó đề xuất một số giải pháp, kiến nghị của các thiết kế kết cấu tương tự.
3. Phạm vi và phương pháp nghiên cứu
Luận văn sẽ nghiên việc tính toán thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp nói chung và nhà thép dạng khung Zamil nói riêng. Nghiên cứu về nguyên nhân, về các ảnh hưởng có thể có của sai số lắp dựng đến chuyển vị, nội lực và độ bền kết cấu. Đề xuất phương pháp và thuật toán để lượng hóa việc đánh giá các ảnh hưởng của sai số lắp dựng đến độ bền kết cấu.
Luận văn cũng sẽ sử dụng phần mềm chuyên dụng Vn3DNC, để thực hiện bài toán thử nghiệm số, tính toán thiết kế kết cấu thép trên một công trình thực với các mức độ sai số chuyển dịch thẳng và xoay khác nhau do yếu tố lắp dựng. Từ đó đánh giá mức độ an toàn của thiết kế hiện hữu và có các khuyến nghị cho các dạng kết cấu tương tự.
4. Cấu trúc của luận văn
Chương 1: Tổng quan về kết cấu thép nhà công nghiệp.
Chương 2: Mức độ ảnh hưởng của sai số lắp dựng đến nội lực và chuyển vị của kết cấu thép nhà công nghiệp.
Chương 3: Thử nghiệm số.
Kết luận và khuyến nghị.
Nếu bạn đang trong quá trình viết luận văn, bạn bận công việc không thể tự mình hoàn thiện đề tài cho mình được, bạn cần một đơn vị hỗ trợ viết thuê luận văn tốt nghiệp uy tín thì có thể liên hệ với Luận Văn Group nhé, chúng tôi nhận viết thuê luận văn với nhiều cam kết có lợi cho khách hàng.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP
1.1. Kết cấu thép và kết cấu khung thép nhà công nghiệp 
1.1.1. Sự phát triển của nhà công nghiệp kết cấu thép
a. Lịch sử phát triển nhà kết cấu thép
Nhà thép là một dạng kết cấu đã và đang được sử dụng rất nhiều trên thế giới và Việt Nam. Với ưu điểm: lắp dựng nhanh, không gian vượt nhịp lớn, giá thành hạ và khi cần có thể tháo dỡ, di dời đi nơi khác, nhà thép luôn tỏ rõ ưu thế trong các công trình đòi hỏi cao về không gian sử dụng, về khả năng vượt nhịp cũng như các yêu cầu khác về giá thành, về thời gian lắp dựng…
– Toà nhà đầu tiên sử dụng kết cấu khung thép là Ditherington Lanh Mill được xây dựng tại Shrewsbury, Anh, vào năm 1796. Trước đó 3 năm có một công trình được sử dụng các cột bằng gang để thay thế cho kết cấu gỗ thông thường trong một nhà máy sản xuất sợi bông ở Derby. Trong thời gian này các vụ hỏa hoạn thường tàn phá các nhà máy sợi bông ở Anh đã thúc đẩy các nhà xây dựng tìm kiếm giải pháp thay thế. Khi khả năng chống cháy của kim loại được chứng minh thì kết cấu thép làm bằng sắt và gang dần được phổ biến.
– Ở giữa thế kỷ XIX, tòa nhà Cooper Union ở thành phố New York là tòa nhà đầu tiên sử dụng dầm thép cán nóng. Vào năm 1889, Rand McNally Xây dựng ở Chicago đã trở thành tòa nhà chọc trời đầu tiên sử dụng thép cho tất cả các khung. 2 tòa nhà kim loại đúc sẵn đầu tiên xuất hiện tại cùng một thời điểm.
– Trong hai thập kỷ đầu tiên của thế kỷ XX, các công trình kết cấu thép đầu tiên dùng để làm nhà để xe. Được thành lập vào năm 1901, Công ty Butler đã phát triển các nhà tiền chế đầu tiên của mình vào năm 1909 để làm các nhà để xe là công trình thép phổ biến, nhà có dạng cong, Hệ khung làm bằng các thanh gỗ phủ bằng tấm kim loại có sóng. Để cải thiện khả năng chịu lửa của các tòa nhà này, cuối cùng họ đã chuyển cả hệ kết cấu sử dụng hoàn toàn là kim loại được lợp với tôn thép tấm có dạng cong. Kết cấu dạng cong đã được các kiến trúc sư sử dụng ở rất nhiều các công trình tiền chế khác. Năm 1917, Công ty Austin Company of Cleveland, Ohio, đã cho ra 10 mẫu thiết kế nhà xưởng để khách hàng lựa chọn. Các khung được làm bằng kim loại gồm các cột thép và kèo mái dạng dàn đã được thiết kế chi tiết trước khi bàn giao đến khách hàng. Các tòa nhà Austin thực sự là khởi đầu của những gì sau này được gọi là “nhà tiền chế”, với ý tưởng mới mẽ này đã cho phép các nhà tiền chế đã đến tay khách hàng sớm hơn vài tuần lễ, vì không mất thời gian cho việc thiết kế. Trong những năm 1920, công ty Liberty Steel Products Company of Chicago đã cung cấp ra thị trường Mỹ các nhà xưởng tiền chế có thể lắp dựng nhanh chóng “với chỉ 10 công nhân, dungf các công cụ bình thường, như là cờ lê, mỏ lết… đã lắp dựng xong tòa nhà trong vòng 20 giờ.”
– Vào thời điểm đó, vật liệu thép trở thành một đối thủ cạnh tranh đối với các loại vật liệu xây dựng khác. Ấn bản đầu tiên về tiêu chuẩn kỹ thuật cho thiết kế, chế tạo và lắp dựng công trình kết cấu thép “Standard Specification for the Design, Fabrication and Erection of Structural Steel for Buildings” được xuất bản bởi Viện nghiên cứu Thép xây dựng Hoa Kỳ (AISC) “American Institute of Steel Construction” vừa mới được thành lập năm 1923.
– Một số công ty chế tạo nhà thép được hình thành vào những năm 1920 và 1930 để đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp dầu mỏ bằng cách làm các nhà xưởng để bảo quản thiết bị; một số công ty cũng sản xuất các nhà trang trại. Ví dụ, Star Building Systems được thành lập vào năm 1927 để đáp ứng nhu cầu khoan dầu trong sự bùng nổ dầu Oklahoma. Những tòa nhà bằng kim loại ban đầu có kích thước mặt bằng là khá nhỏ từ 8 x 10 ft (2.4 x 3m) hoặc 12 x 14 ft (3.6 x 4.2m) và kết cấu khung bao gồm giàn vì kèo nằm trên các cột rỗng. Các tấm tường điển hình thường có kích thước 8 x 12 ft (2.4 x 3.6m) và kéo dài theo chiều dọc nhà đã được sử dụng, chúng được tạo sóng, mạ kẽm và được liên kết bằng với khung thép bằng đinh tán.
– Ý nghĩa tiêu cực của thuật ngữ “nhà tiền chế” được củng cố sau khi chiến tranh kết thúc và thế hệ tiếp theo của các tòa nhà bằng kim loại ra đời. Sự bùng nổ kinh tế sau chiến tranh cần nhiều không gian nhà máy hơn để đáp ứng nhu cầu bị dồn nén cho các sản phẩm tiêu dùng. Ngành công nghiệp tấm kim loại lớn, được tổ chức tốt và hiệu quả nhanh chóng sản xuất ra hàng loạt phục vụ các nhà máy đóng tàu tại California Kaiser, góp phần làm cho việc thi công nhà máy trở nên nhanh chóng. Và tiêu chí đối với nhà tiền chế là xây dựng nhanh chóng và chi phí thấp, chứ không phải là thẩm mỹ.
b. Ứng dụng nhà thép tại Việt Nam
Hiện ở Việt Nam cũng đã có rất nhiều nhà xưởng chế tạo nhà tiền chế. Nhưng trước đây ở Việt Nam chỉ dùng kết cấu dàn thường là vì kèo tam giác, gọi là khung Tiệp. Sau khi mở cửa cho nước ngoài vào, thì Zamil – đã lần đầu tiên đưa khung nhà bằng thép tấm cắt hàn này vào nên các kỹ sư xây dựng Việt Nam quen gọi nó là khung Zamil. Thực tế Zamil Steel chỉ là một công ty chuyên làm nhà thép tiền chế, chứ Zamil không phải là cơ quan đặt ra tiêu chuẩn do đó tên gọi khung Zamil là không chính xác mà cần phải gọi là khung (thép) tiền chế (Pre-engineering Building-PEB). 
Tại Việt Nam, lúc đầu Zamil Steel còn nhập luôn cả khung đã chế sẵn từ Thailand hay Trung Đông vào, nhưng sau đã lập nhà máy (thông qua pháp nhân thầu phụ nội địa) để sản xuất tại Việt Nam. Đến nay hầu hết các khung nhà xưởng đều dùng dạng khung này.
c. Xu hướng phát triển và ứng dụng nhà thép ở Việt Nam
Trong giai đoạn công nghiệp hoá và hiện đại hóa đất nước hiện nay kết cấu thép đã và đang được sử dụng rộng rãi. Nhờ các ưu điểm vượt nhịp lớn, thi công nhanh, có thể tháo lắp di dời, giá thành hợp lý… kết cấu thép rất được ưa chuộng trong các thiết kế nhà dân dụng và công nghiệp nói chung, nhà công nghiệp nói riêng.
Giá thành kết cấu luôn là một trong những mối quan tâm lớn trong xây dựng nhà công nghiệp bằng thép cũng như mọi kết cấu thép dân dụng và công nghiệp khác. Cùng với tiến bộ khoa học và công nghệ, lý thuyết và phương pháp tính dùng trong thiết kế kết cấu thép đã và đang được nghiên cứu, phát triển và hoàn thiện mạnh mẽ. Trong kết cấu thép hiện đại, sự phân bố vật liệu rất gần với trạng thái làm việc tối ưu và kinh tế. Với những phương án thiết kế mới và công nghệ chế tạo tiên tiến, các cấu kiện cơ bản như kèo, cột được chế tạo với chất lượng cao và có trọng lượng nhỏ hơn. 
>>>Bạn có thể xem đầy đủ luận văn tại link
Liên hệ dịch vụ viết bài:
Dịch vụ Luận Văn Group

Hotline/Zalo: 0967538624 Ms Huyền/ 0886091915 Ms Trang

Email: Lamluanvan123@gmail.com

Website: https://lamluanvan.net/

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *