Bảng 3.17: Bảng khả năng chịu lực của cột tính bằng SAFIR với với cấp bêtông C30
R0 | R30 | R60 | R90 | |
Giá trị N (kN) | 2382 | 1286 | 600 | 450 |
So sánh với N0 | 100% | 54% | 25,10% | 18,89% |
Có thể bạn quan tâm!
-
Sơ Đồ Xác Định Trục Trung Hòa Không Bọc Bêtông -
Tiết Diện Tính Toán Của Dầm Liên Hợp Trong Điều Kiện Chịu Lửa -
Phương pháp tính toán khả năng chịu lực của kết cấu liên hợp thép - bêtông trong điều kiện cháy - 12
Xem toàn bộ 113 trang tài liệu này.
1200
1000
800
600
400
200
0
0
30
60
Time (min)
90
SAFIR SIMPLE
Nhiệt độ (0C)
Bảng 3.18: Bảng khả năng chịu lực của cột tính bằng SAFIR với với cấp bêtông C50
R0 | R30 | R60 | R90 | |
Giá trị N (kN) | 2898 | 1546 | 600 | 450 |
So sánh với N0 | 100% | 53,34% | 20,7% | 15,52% |
Nhiệt độ (oC)
Hình 3.34: Nhiệt độ của thép tính theo hai phương án
700
600
500
400
300
200
100
0
30
60
Time (min)
90
SAFIR SIMPLE
Hình 3.35: Nhiệt độ của bêtông theo hai phương án
120
Nfi/N0 (%)
100
80
60
40
20
0
SAFIR SIMPLE
0 30 60 90
Time (min)
Hình 3.36: Độ giảm lực dọc của cột tính theo hai phương án
Nhận xét: Lực dọc tính toán theo hai phương án chênh lệch nhau không nhiều, từ hình vẽ cho thấy phương pháp đơn giản cho kết quả nhiệt độ nhỏ hơn nên thiên về hướng mất an toàn nhiều hơn.
Diamond 2012.a.0 for SAFIR | ||
FILE: PROFILE4 | ||
NODES: 347 | ||
ELEMENTS: 316 | ||
NODES PLOT | ||
SOLIDS PLOT | ||
STEELEC3 | ||
STEELEC2 | ||
SILCONC_EN | ||
USER1 | ||
Y | ||
X | Z |
Hình 3.37: Tiết diện cột tính toán với phần mềm SAFIR
0
Diamond 2012.a.0 for SAFIR | ||
FILE: PROFILE4 | ||
NODES: 347 | ||
ELEMENTS: 316 | ||
NODES PLOT | ||
SOLIDS PLOT | ||
FRONTIERS PLOT | ||
TEMP ERATURE PLOT | ||
TIME: 5400 sec | ||
990.70 | ||
915.20 | ||
839.70 | ||
764.20 | ||
688.70 | ||
613.20 | ||
537.70 | ||
Y | 462.20 386.70 | |
X | Z |
121234
112211343357
121639
131144
141147
141654
151257
105165
1 1 1 1
1
1 1
1 1 1 1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1
Hình 3.38: Nhiệt độ của cột sau 90 phút bị cháy
Y
X Z
1 | 3 | 9 | 16 | 27 | 41 | 58 | 72 | 87 | 105 | |
2 4 | 5 1 | 101 1 | 179 | 2390 | 4423 | 5690 | 7745 | 8889 | 110078 | |
6 7 | 8 | 13 | 23 | 32 | 48 | 62 | 76 | 95 | 112 | |
121 | 145 | 18 | 25 | 38 | 51 | 64 | 81 | 97 | 117 | |
202 | 212 | 24 | 33 | 44 | 55 | 68 | 84 | 101 | 121 | |
262 | 381 | 34 | 40 | 52 | 65 | 80 | 94 | 104 | 125 | |
353 | 367 | 39 | 49 | 61 | 69 | 83 | 98 | 115 | 132 | |
454 | 467 | 50 | 53 | 66 | 78 | 86 | 103 | 119 | 14125 | |
545 | 567 | 63 | 67 | 77 | 85 | 99 | 113 | 129 | 1511 | |
707 | 713 | 79 | 82 | 93 | 102 | 114 | 127 | 148 | 166 | |
909 | 912 | 96 | 100 | 106 | 118 | 130 | 149 | 164 | 174 | |
101 | 911101 | 116 | 120 | 128 | 143 | 153 | 168 | 175 | 186 | |
131 | 313368 | 140 | 145 | 155 | 163 | 171 | 181 | 188 | 197 | |
151 | 916601 | 162 | 169 | 172 | 179 | 185 | 190 | 201 | 210 | |
171 | 617778 | 182 | 183 | 187 | 191 | 200 | 203 | 214 | 223 | |
191 | 219934 | 196 | 198 | 202 | 205 | 212 | 217 | 226 | 238 | |
202 | 620078 | 211 | 213 | 215 | 222 | 227 | 237 | 245 | 2523 | |
212 | 922201 | 224 | 225 | 228 | 235 | 243 | 249 | 256 | 26286 | |
222 | 923302 | 233 | 236 | 239 | 246 | 252 | 259 | 269 | 277 | |
242 | 024412 | 244 | 247 | 251 | 254 | 261 | 270 | 278 | 285 | |
252 | 725585 | 260 | 262 | 267 | 271 | 279 | 283 | 289 | 299 | |
272 | 327742 | 276 | 280 | 282 | 286 | 293 | 298 | 301 | 313 | |
292 | 029828 | 291 | 295 | 297 | 300 | 305 | 312 | 321 | 328 | |
30 | 30072 | 30084 | 31110 | 331145 | 331280 | 332246 | 332391 | 333345 | 333389 |
Diamond 2012.a.0 for SAFIR
FILE: PROFILE4 NODES: 347
ELEMENTS: 316
NODES PLOT SOLIDS PLOT
1561870
171380
181489
191599
202409
212618
232134
242850
265624663
272581
282487
292496
303309
32325
3336
313617 319 323 327 330 332 337 340 344343647
36 3 3 333344124453
Hình 3.39: Chia node của cột trong phần SAFIR
1200
1000
800
600
400
200
0
Node 90
Node 100
Node 164
Node 189
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Time (min)
Nhiệt độ (oC)
Hình 3.40: Nhiệt độ một số điểm trên tiết diện cột
3.4. Bài toán khung liên hợp
Bài toán: Cho một khung đơn giản cột cao 3,31m, dầm dài 4,9m, tiết diện dầm IPE300 (phần 3.2), tiết diện cột C200x200. Dầm chịu tải trọng phân bố đều theo phương thẳng đứng 0,1kN/m, xác định khả năng chịu lực của dầm.
Diamond 2012.a.0 for SAFIR | |||||||||||||
FILE: Khung dam | |||||||||||||
11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | NODES: 31 | ||
10 | 22 | BEAMS: 15 TRUSSES: 0 | |||||||||||
9 | 23 | SHELLS: 0 SOILS: 0 | |||||||||||
8 | 24 | SOLIDS: 0 | |||||||||||
7 | 25 | NODES PLOT | |||||||||||
6 | 26 | BEAMS PLOT IMPOSED DOF PLOT | |||||||||||
5 | 27 | POINT LOADS PLOT | |||||||||||
4 | 28 | DISTRIBUTED LOADS PLOT Structure Not Displaced selected | |||||||||||
3 | 29 | ||||||||||||
Y | 2 | 30 | Beam Element | ||||||||||
FZ0 | F10 X | F0 | F310 | ||||||||||
F0 | F0 |
Hình 3.41: Mô hình tải trọng tính toán khung phẳng
12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 F0 3F10 1.0 EF-001 m | Diamond 2012.a.0 for SAFIR |
FILE: Khung dam |
NODES: 31 |
BEAMS: 15 |
TRUSSES: 0 |
SHELLS: 0 |
SOILS: 0 |
SOLIDS: 0 |
NODES PLOT |
BEAMS PLOT |
IMPOSED DOF PLOT |
DISPLACEMENT PLOT ( x 8) |
Structure Not Displaced selected |
TIME: 1320 sec |
Beam Element |
Hình 3.42: Biến dạng của khung sau 20 phút bị cháy
Bảng 3.19: Giá trị mômen tại giữa dầm với các cấp bền chịu lửa tính theo phương pháp đơn giản
R0 | R30 | R60 | R90 | |
Giá trị M (kNm) | 348 | 261 | 224 | 162 |
So sánh với M0 | 100% | 75% | 64,36% | 46,55% |
Bảng 3.20: Giá trị mômen tại giữa dầm với các cấp bền chịu lửa tính theo phương pháp tiên tiến dùng phần mềm SAFIR
R0 | R30 | R60 | R90 | |
Giá trị M (kNm) | 274,85 | 216,79 | 133,57 | 83,84 |
So sánh với M0 | 100% | 69,68% | 53,13% | 31,74% |
SAFIR SIMPLE
400
300
200
100
0
0
30
60
90
Time (min)
Mo/Mfi (%)
M (kNm)
Hình 3.43: So sánh mômen của dầm theo hai phương án
SAFIR SIMPLE
120
100
80
60
40
20
0
0
30
60
90
Time (min)
Hình 3.44: So sánh độ giảm mômen của dầm theo hai phương án
Nhận xét: Mômen tính theo phương pháp đơn giản lớn hơn hẳn so với phương pháp tiên tiến dùng phần mềm SAFIR, do vậy phương pháp tiên tiến dùng phần mềm SAFIR thiên về an toàn hơn là phương pháp đơn giản.
KẾT LUẬN & KHUYẾN NGHỊ
* KẾT LUẬN:
Trong phạm vi cho phép, luận văn chỉ mới trình bày được các nguyên lý cơ bản nhất và thực hiện tính toán cụ thể khả năng chịu lực của một số cấu kiện điển hình liên hợp thép- bêtông trong điều kiện cháy theo hai phương pháp là phương pháp đơn giản và phương pháp tiên tiến sử dụng phần mềm SAFIR
- Phương pháp đơn giản có ưu điểm là dễ dàng tính toán được khả năng chịu lực của từng cấu kiện riêng lẻ trong điều kiện cháy, nhanh chóng thuận tiện song phạm vi áp dụng hạn chế, chỉ sử dụng được cho các cấu kiện riêng lẻ, chưa kể đến được biến dạng nhiệt và sự làm việc chung của các cấu kiện trong kết cấu công trình.
- Phương pháp dùng mô hình tiên tiến có ưu điểm có kể đến biến dạng nhiệt, biến thiên các tính chất cơ lý của vật liệu theo nhiệt độ,... song yêu cầu phần mềm phân tích kết cấu phi tuyến chuyên biệt và trình độ để sử dụng phần mềm.
- Kết quả tính theo hai phương pháp chênh lệch đáng kể. Kết quả tính theo phương pháp đơn giản thường thiên về mất an toàn hơn, điều này không hợp lý vì nguyên tắc xây dựng các phương pháp tính toán đơn giản là phải thiên về an toàn
- Kết quả thu được từ các ví dụ tính toán (chương III) đã chứng minh ưu điểm vượt trội khi chịu lực của tiết diện liên hợp trong điều kiện cháy. Khi lớp bêtông bảo vệ đóng vai trò vừa là vật liệu chịu lực (cùng cốt thép) vừa là vật liệu cách nhiệt (làm chậm quá trình lan truyền nhiệt trong tiết diện thép), cấu kiện liên hợp có thể chịu lực trong thời gian lâu hơn so với các cấu kiện không được bảo vệ và chịu lực lớn hơn so với các cấu kiện được bảo vệ theo hình thức khác.
* KHUYẾN NGHỊ:
- Cần tiếp tục nghiên cứu để giải thích được sự sai khác đáng kể kết quả tính theo hai phương pháp: đơn giản và mô hình tiên tiến
- Mô hình tiên tiến dùng phần mềm SAFIR dùng để phân tích kết cấu trong điều kiện cháy có thể mô phỏng kết cấu làm việc tương đối giống với điều kiện thực tế nên cho kết quả chính xác hơn các phương pháp đơn giản hóa trình bày trong tiêu chuẩn. Tuy nhiên dùng phần mềm máy tính đòi hỏi thời gian, và kiến thức chuyên sâu nên không phù hợp với các kỹ sư thực hành. Việc nghiên cứu phát triển các phương pháp tính toán đơn giản là cần thiết (các phương pháp này cần cho kết quả sai lệch thiên về an toàn hơn với kết quả mô phỏng).
-Thực nghiệm rất cần thiết để kiểm chứng lý thuyết. Song các thí nghiệm kết cấu trong đám cháy đòi hỏi kinh phí rất lớn khó có thể làm với số lượng nhiều nên việc dùng phần mềm mô phỏng theo mô hình tiên tiến cần được khuyến khích. Thí nghiệm thường để kiểm chứng các giả thiết trong mô hình tính. Qua hàng loạt các mô phỏng, các yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của kết cấu cần được nghiên cứu và tìm ra quy luật để đưa ra được cách tính thực hành.