Ðề: thapthep

Hi,

Với đường dây tải điện, cột điện mô tả trong FEM thông thường ở projet của tôi làm như sau: Với các thanh chính dọc thân tháp khai báo như phần tử frame. Các thanh phụ liên kết bulông vào các frames này dùng phần tử truss. Ngoài ra để đảm bảo bất biến hình cho hệ thì đôi khi bỏ qua 1 vài liên kết (ví dụ 2 truss giao nhau trong thực tế là có liên kết bằng bulông chẳng hạn). Theo tôi, quan điểm để khai báo các thanh trong 1 cột trụ thường thiên về an toàn, nghĩa là đủ liên kết để hệ bất biến hình nhưng sơ đồ có độ cứng tổng thể nhỏ.

Tóm lại các nút trên frame thì có 6 bậc tự do, các nút khác có 3 chuyển vị thẳng.

Have fun!

Ðề: thapthep

Bác có thể nói rõ hơn một tí được không, thế khi phân tích thì mình lấy cả 6 chuyển vị hay chỉ 3 thôi.

and bac Hien Nghiem : Ý cả 2 bác là khi tính toán ta sẽ phải tính với 6 chuyển vị?

Tôi lại nghĩ là các nút làm việc không gian thì nó chỉ tính với 3 chuyển vị thẳng thôi.

Ðề: thapthep

Đúng thế, 6 bậc tự do (bác đọc kỹ vì sao 6 như ở trên)

Ðề: thapthep

Với thiết kế nút cột trụ thì theo tôi nên phân 2 loại nút: Nút trên frame (6 bậc tự do) và nút chỉ nối các truss (3 bậc tự do-các tháp hầu như ít loại nút này). Đối với các thanh thì tùy vị trí trên tháp mà có chiều dài tính toắn khác nhau, điều kiện biên khác nhau khi xét chịu nén dọc trục. Cái này trong tiêu chuẩn ngành nói rất rõ rồi.

Ðề: thapthep

Tôi thấy các tháp anten nước ngoài họ làm mảnh và nhẹ hơn của Việt Nam nhiều(nhẹ hơn ít nhất là một nửa), tất nhiên họ dùng thép cường độ cao thì giảm được tiết diện thanh cánh và dẫn đến giảm được trọng lượng, nhưng mà nó còn liên quan đến chuyển vị đỉnh cột nữa, vậy cách tính của họ ra sao, nếu mà họ tính theo sơ đồ khung (6 chuyển vị) thì chắc chắn là với kết cáu đó không thể đảm bảo.
Dưng mà các cột đó vẫn chả bị làm sao hết (rất nhiều tháp truyền hình đa được dựng ở VN, như tháp TH Bình Dương 180m, tháp TH Việt Nam ở HN không nhớ rõ 120m hay sao ấy).
Các bác giải thích thế nào?

Tôi nghĩ kết cấu tháp là kết cấu dạng dàn không gian, khi tính thanh mình coi nó là bars, trong thanh chỉ có lực dọc, ảnh hưởng của uốn là nhỏ (nói cách khác chuyển vị và nội lực trong thanh chỉ phụ thuộc vào lực dọc. Do vậy nút cho phép các thanh xoay tự do. Vì vậy chỉ còn quan tâm đến 3 chuyển vị thẳng thôi.
Với lại khi mình tính dàn phẳng, toàn là sơ đồ khớp cả, dàn không gian 4 mặt cũng chỉ là 2 dàn phẳng vuông góc với nhau.

Ðề: thapthep

Bác ới, Bác có thể giải thích rõ cho em xem khái niệm tổng độ cứng xoay tại một nút là gì không? Nó tính thế nào với ạ, em cũng chưa nghe thấy bao giờ, hoặc có nghe thấy nhưng đã quên rồi.
Thân
Thái

Ðề: thapthep

Trong ma trận độ cứng của hệ, giá trị trên đường chèo chính tương ứng với chuyển vị xoay (3 thành phần) thì gọi nôm na là tổng độ cứng xoay (vì được tính từ tổng độ cứng của các phần tử liên kết với nút có chuyển vị xoay đó). Giá trị của nó tính bằng cách cho ngàm tất cả nút còn lại của các phần tử, đạt một mô men vào nút đang xét, tìm góc xoay của nút đó, độ cứng bằng mô men chia cho góc xoay. Công thức tính cụ thể cho trường hợp tổng quát thì chịu, vì các phần tử có hướng bất kỳ. Nếu bác biết PTHH thì sẽ hiểu thôi.
Nếu thành phần này bằng 0 (Sap cho nó nhỏ hơn 1E-20 thì coi như bằng 0) thì các giá trị khác trên hàng và cột ứng với chuyển vị xoay này cũng bằng 0. Khi đó hệ suy biến. Giải pháp là bỏ thành phần chuyển vị này khỏi hệ (xóa hàng cột đó đi). Nếu chẳng may có mô men tập trung tại đó, máy giải ra chuyển vị bằng 0 thì hiểu là bằng vô cùng.

Ðề: thapthep

Vâng cảm ơn bác nhiều. Em hiểu ý bác rồi. Nhưng từ đây cũng nảy sinh cho em vài câu hỏi. Ma trận độ cứng của từng phần tử chỉ phụ thuộc bởi kích thước, hình dáng, vật liệu và điều kiện liên kết, Khi mình khai báo một release nào đó thì cột hàng tương ứng trong ma trận sẽ nhận giá trị 0, Còn nếu không gán Release thì nó vẫn có giá trị và chắc chắn sẽ không nhỏ, và luôn luôn nhận giá trị không âm, Vì vậy em chưa hiểu ý bác là tổng độ cứng xoay tại nút bằng 0 là như thế nào. Liệu không khai báo Release mà tổng này vẫn bằng 0 hay không? Theo em thì nó vẫn sẽ khác 0, thậm chí không âm. Ý kiến của bác thế nào.
Thân
Thái

Ðề: thapthep

Cái này có vấn đề thì phải,

Trong PTHH, mỗi chuyển vị (thẳng hoặc xoay) tại mỗi nút gọi là 1 bậc tự do. Hệ có n bậc tự do thì ma trận độ cứng K có nxn phần tử. kij được định nghĩa là phản lực tại nút i do chuyển vị bằng đơn vị đặt tại nút j gây ra (chỉ có nút j chuyển vị, cố định các nút khác chứ không phải ngàm bác nhé). Cái khái niệm độ cứng xoay của nút theo em khg có ý nghĩa nhiều, chỉ cần hiểu là tại 1 nút xoay góc anpha khi chịu 1 mômen M thì tỷ số G=M/anpha gọi là độ cứng chống xoay(Như kiểu Kx=F/delta(x) của lò xo).

Cái nữa, em nhớ là khi chạy PTHH, thông thường nó tìm các bậc tự do = 0, nhét vào 1 góc. Nghĩa là ma trận K gồm 4 thằng: Ktt, Kto, Kot, Koo. Thằng Koo là ma trận rỗng. Tương tự cho ma trận khối lượng. Vectơ ngoại lực gồm Ft và Fo. Fo chứa các ngoại lực tập trung tại các nút có bậc tự do=0 tương ứng. Sau rồi nó chiến đấu từng phần như SGK.

Cơ mà có bác nào ở trên nói khai liên kết khớp tại tất cả các nút trong tháp thì nội lực giảm đi. Cái nhận xét này không đúng. Cứ coi như hệ bất biến hình khi khai tất cả các nút là khớp (3 chuyển vị thằng), thì rõ ràng độ cứng hệ giảm=>chuyển vị của hệ sẽ tăng=>sự phân bố lại nội lực diễn ra triệt để hơn=> Sẽ có những thanh tăng lực dọc, có thanh giảm so với hệ kết hợp beam-truss. Chưa nói gì đến chuyện giảm độ cứng hệ làm tăng lực gió động tác động lên tháp.

Vấn đề thiết kế cột điện ở nước ngoài xin khất lần sau.

Vài ý kiến các bác xem thế nào.

Ðề: thapthep

Như tôi phân tích ở trên là tại sao dùng 6 bậc tự do mà không dùng ít hơn, cái độ cứng xoay (gọi như bác UDES có lẽ đúng hơn là độ cứng chống xoay, tôi gọi tắt làm các bác khó hiểu, cái này tôi cũng gọi theo các cụ nhà ta thôi, ví dụ hay nói độ cứng ngang của khung chẳng hạn) này có thể bằng 0 chỉ khi mà các thanh được giải phóng liên kết. Còn không giải phóng thì tất nhiên là khác 0.
To Udes: Khi bác giải phóng liên kết thì bác phải tìm kiếm bậc tự do xoay nào đó bằng 0 (khi mà độ cứng chống xoay của nó bằng 0) mà bỏ nó đi như điều kiện biên có chuyển vị biết trước. Nếu không làm việc này thì khi giải sẽ xảy ra lỗi chia cho 0. Cái này không biết trước như điều kiện biên khác. Giải như SAP, khi giải thấy giá trị trên đường chéo chính xấp xỉ 0 thì bỏ hàng cột tương ứng đi. Còn cách của tôi là kiểm tra trước khi lập ma trận độ cứng. Bác giải thích kỹ hơn về ngàm khác cố định thế nào không. Ý bác có phải cố định tức là có thành phần chuyển vị khác 0 như cũng vẫn có thành phần bằng 0?
Cái tôi viết ở trên là để tính giá trị trên đường chéo chính:
ki1*x1+ki2*x2+...+kii*xi+...+kin*xn=fi
xj=0 j=1..n j<>i -> kii=fi/xi (tôi viết là ngàm vì không các nút liên kết với i không có chuyển vị nào cả, xj=0), xj không cần bằng 0 khi kij tương ứng bằng 0. Thôi không nói cái này kỹ quá vì nó vào một số trường hợp riêng rồi.
Cái định nghĩa kij của bác thì đúng quá rồi, nhưng người ta vẫn gọi là độ cứng đơn vị mà.

Ðề: thapthep

Thấy chủ đề hay quá, xin có vài ý kiến đóng góp cùng anh em.
Khi mô hình hóa kết cấu tháp, tôi đã từng thử dùng Space truss để giải thì thấy kết quả nội lực đúng là có nhỏ hơn rất nhiều, tuy nhiên tôi vẫn chưa mạnh dạn sử dụng kết quả này. Tuy nhiên, nếu dùng giải pháp này thì chúng ta phải để ý đến việc cấu tạo thực tế có được gần sát với mô hình tính toán không. Theo tôi, các thanh cánh của tháp nên khai báo Frame như bình thường(Vì các liên kết nối đoạn chúng ta thường bố trí khá nhiều bu lông trên hai mặt). Còn các thanh nhỏ, nếu bố trí một bu lông thì giải phóng liên kết xoay. Với cách mô hình hóa như vậy, chúng ta chủ động kiểm soát được sự làm việc tổng thể của toàn bộ kết cấu. Các thanh cánh lúc này chịu đa số tải trọng, còn các thanh con chỉ mang vai trò chống mất ổn định cho thanh chính.
Nếu bỏ đi 3 chuyển vị xoay, theo tôi cần đáp ứng việc các vách ngang của tháp phải tuyệt đối cứng thì sự làm việc thực tế của tháp và mô hình tính toán mới hợp lý.
Tôi đã từng thẩm tra thiết kế của công trình tháp 95m tại Hà Nội Telecom (Số 2 Chùa Bộc- Hà nội) thấy bên thiết kế(đơn vị nước ngoài) đưa ra giải pháp kết cấu đúng như tôi đã trình bày ở trên. Các thanh cánh họ chủ động tăng tiết diện rất lớn, các thanh phân giàn thì rất nhỏ, đặc biệt, họ không tăng cường tại các mặt chéo(Mặt bên trong của tháp). Với phương án kết cấu như vậy, nếu tính toán để nguyên cả 6 chuyển vị thì kết quả là các thanh bụng và thanh phân giàn của tất cả các đốt cột đều không đạt.
Vài lời đóng góp nhỏ rất mong anh em cùng tham gia bàn luận.

Ðề: thapthep

Với phương án này thì chuyển vị đỉnh cột là bao nhiêu hở bác?

Ðề: thapthep

Tháp 95m Chùa Bộc của Hà Nội Telecom do nước ngoài thiết kế (AlanDick) thiết kế, họ sử dụng chương trình MSTower (V5.10.001) để tính toán!

HiHiHi! Kết quả tính toán các pác xem trong đây nhé:

Ðề: thapthep

Tôi có tham gia thẩm tra cái tháp 95m Chùa Bộc.
Nếu tính toán nhw thông thường, các nút để cứng hết thì tháp này bị TOI rất nhều thanh phân giàn. Còn nếu để thanh cánh là cứng, các thanh con (liên kết 1 bu lông) để liên kết khớp vào thanh cánh thì OK. Theo tôi, quan điểm tính toán này phù hợp với mô hình àm việc thực tế. Lúc đó, tại các vị trí liên kết của thanh con với thanh cánh, nút vẫn bị xoay và gây mô men cho thanh cánh nung ko gây mô men cho thanh con. CÁC BÁC THẤY SAO?

Ðề: thapthep

Nếu góc xoay trùng với mặt phẳng mà thanh con có thể xoay thì k gây ra mô men cho thanh con, ngược lại thì sẽ gây mô men trong thanh con.