Ðề: Tính ổn định

Dù sao đi nữa, cái mục này viết khá hay,tranh luận hấp dẫn. Tiếp tục đi chứ các bác.
Kiểm tra ổn định cái khung đi chứ nói gì lòng vòng, làm bài toán khung kèo tiền chế giả sử nhịp 70m, tiết diện tùy chọn đi.

Ðề: Tính ổn định

Ok, Có thể chúng ta không hiểu ý nhau, vậy tiếp tục tranh luận vì khoa học nhé. Đương nhiên chúng ta vào đây là tranh luận một cách hết sức nghiêm túc và mong học hỏi được những kiến thức mới rồi. Tôi có một câu hỏi: với cách phân tích của bạn ở trên liệu ta giải thích như thế nào cho trường hợp lực F1 = F2 nhỉ?.

Ðề: Tính ổn định

Anh Champs không hiểu tôi và bây giờ tôi mới hiểu anh Champs. Chúng ta đang hướng dẫn chú em ducxd làm bài toán ổn định. Còn anh thi nói đến bài toán Pdelta. Đúng, nếu bài toán Pdelta mà không có mô men, không có độ võng thì chả có ý nghĩa gì cả. Nhưng ý tôi nói đến Pdelta ở đây là lợi dụng phân tích Pdelta để tìm tải trọng tới hạn như tôi đã giải thích trong bài viết đầu tiên ở phần này. Khi đó không cần độ võng hay mô men gì cả cũng có thể tìm được tải trọng tới hạn(cái khung mà tôi post lên là khung 1 tầng 1 nhịp chịu 2 tải trọng thẳng đứng bằng nhau tại 2 đỉnh cột, vật liệu và đặc trưng hình học của cột và dầm là như nhau)
Có lẽ chuyển đề tài thôi. Nếu bác nào có ví dụ tính toán hoặc tài liệu tham khảo về mất ổn định của khung hoặc của tấm mà ngoài giới hạn đàn hồi thì post lên nhé.

Ðề: Tính ổn định

Cho tôi hỏi SteelDesign có phải la Việt anh không? Còn nếu không phải thì bỏ qua nhé.

Ðề: Tính ổn định

Trong cái sử dụng Pdelta của SAP để tim lực tới hạn, tôi thấy muốn đạt giá trị chính xác của lực tới hạn, nên chia nhỏ từng phần tử thanh ra lam 3 hoặc 4 đoạn vì SAP luôn giả thiết là profile biến dạng giữa 2 nút thanh là hàm bậc 2 parabol (trong khi ta biết rằng profile mất ổn định bài toán Euler là ham sin)

Ðề: Tính ổn định

To Steel: Chính là ý em bảo mấy cái chương trình ấy đấy, thế bác không thấy la SAP so với mấy cái ABAQUS, ANSYS,... chỉ là đồ trẻ con hay sao.
To T@l: Đúng đấy, ý của tớ là như vậy.
Còn thuật toán Pdelta của SAP em có đọc mà, nó chỉ tính dựa trên độ võng sẵn có lấy từ lần phân tích nội lực đầu tiên chư hình như nó không tính như kiểu của bác đâu.
Còn như bác Hieu nghiem nói nếu thằng SAP Version mới có module chuyên tính về Buckling thì khỏi phải nói, càng đỡ phải làm mấy cái thủ thuật kia, coi như mấy bài trên của em không nói gì cả.

Ðề: Tính ổn định

To SteelDesign: Mấy bác cứ nhè câu chữ (người lớn, trẻ con) người ta ra mà bắt bẻ rồi choảng thế thì mất hòa khí quá. Em muốn tranh luận một cách nghiêm túc chứ không muốn hạ thấp ai cả. Các bác khác
Còn bác Hieunghiem, em xin lỗi bác là em không có SAP ở đây nên không biết cái khung của bác hình dạng thể nào. Như em đã nói ở trên, em nghĩ là trong khung của bác chắc chắn là có mô men. Giả dụ xét 1 khung công nghiệp 1 tầng 1 nhịp chẳng hạn. Bác tác dụng 1 lực F1 lên đầu cột này, lực F2 lên đầu cột kia, (theo lý thuyết bỏ qua ảnh hưởng của lực dọc lên chuyển vị của thanh như trong cách tính CHKC vẫn dạy ở nhà trường thì đơn thuần trong hệ chỉ có 2 cột chịu lực dọc, trong hệ không có mômen) nhưng SAP và các Software khác nói chung thì nó không bỏ qua ảnh hưởng này và như thế thì 2 cột lún không đều nhau thì ở xà ngang xuất hiện mô men ở 2 đầu, mô men trên xà se phân bố vào cột và cột sẽ có mô men (khá nhỏ), và như thế thì trong cột sẽ có độ võng, thành ra Pdelta lúc nầy hoạt động rất tốt (cho nên em mới nói la SteelDesign nói không sai khi áp dụng vào khung thông thương nói chung mà không cần lực tác động ngang)

Ðề: Tính ổn định

trên tạp chí xây dựng có bài viết của thầy Đoàn Định Kiến về vấn đề kiểm tra ổn định của cột dạng Zamil và thầy cũng có đưa vào bảng tra các hệ số để kiểm tra ổn địnhbạn có thể tham khảo.(tôi nhớ không rõ lắm hình như là số tháng 12/2001).

Ðề: Tính ổn định

Tôi gửi cho bạn 1 ví dụ tính toán tải trọng tới hạn của khung trong giai đoạn đàn hồi chạy bằng Sap2000 theo hai cách. Lý thuyết để giải bài toán này theo PTHH như tôi đã viết trong bài gửi trước.
Với Sap2000 7.42: phân tích Pdelta được tải trọng tới hạn ~ 3140 T
Với Sap2000 8.2.3: Phân tích buckling được tải trọng tới hạn ~ 3525 T
Với Sap2000 9.0.3: Phân tích buckling được tải trọng tới hạn ~ 3140 T
Theo [1] Pcr=3165.5 T.
(Lực ngang bé tí bằng 0)

Còn tính toán tải trọng tới hạn có kể đến phi tuyến hình học và ngoài đàn hồi (phi tuyến vật liệu) thì bạn nhờ anh T@L giúp nhé.

[1] Zenon Waszcvzyszyn, Czeslaw Cichon, Maria Radwanska. Stability of Structures by Finite Element Methods. Institute of computer Methods in Civil Engineering, Cracow University of Technology Cracow, Poland. Elsevier 1994.

Ðề: Tính ổn định

- Theo tôi được biết hiện nay tính toán ổn định theo phương pháp PTHH được dùng chủ yếu theo 2 cách của thành viên Hiến Nghiêm đã trình bầy. Đương nhiên khi sử dụng phương pháp P-Delta để tính toán ổn định thì thời gian tính toán phải tăng lên vì phải giải lặp bài toán phi tuyến hình học.
- Một số phần mền tiểu biểu của PTHH như ANSYS, STRAND 7, SAP 2000; ABACUS; GT STRUDL..., đều tính toán ổn định hoặc theo P-Delta hoặc theo bài toán trị riêng hoặc cả hai. Vậy bạn Champs biết có phần mềm khác nào ở nước ngoài có cách giải hay hơn (ngoài hai cách bác Hiến Nghiêm trình bầy) và có trò gì "Người lớn hơn" giới thiệu cho anh em trong diễn đàn để anh em còn học hỏi ???
- Riêng đối với STAAD III các phiên bản cách đây khoảng 2 năm, thì khi phân tích P-Delta, tăng tải lên rất lớn, chương trình vẫn tính toán bình thường không hề báo mất ổn định. Các Version mới hơn thì tôi chưa có dịp làm sử dụng nên không biết có thay đổi gì không.
- Theo kinh nghiệm tính toán của tôi nếu cùng một kết cấu khung nếu tính theo ba cách: bài toán trị riêng, bài toán P-Delta, và phương pháp chuyển vị hay phương pháp lực (phương pháp này được trình bầy tương đối kỹ trong sách ổn định và động lực học của thầy Lều Thọ Trình), cho kết quả tính gần sát nhau sai số nhỏ thường nhỏ hơn 0.5%.
- Riêng về phương pháp lực và chuyển vị đều thấy không cần phải tác dụng thêm một lực ngang (phương pháp giải cổ điển, sử dụng các hàm siêu việt, tính định thức, cái này chắc ai đã học DHXD đều biết).

Ðề: Tính ổn định

Hi all,

Nếu t@l nhớ không nhầm thì thường các chương trình tính sử dụng 2 phương pháp để tính ổn định (tìm lực tới hạn và mode biến dạng) : hoặc là bài toán trị riêng hoặc là phân tích phi tuyến.

Các í kến dưới đây chỉ dùng để sử dụng các phần mềm, bác nào tính tay, sử dụng các ma trân cơ bản như bác Hiếu Nghiêm thi em chịu !

Bàn toán trị riêng thì cơ bản rồi, tương tự như bài toàn euler vậy, ai học sức bền chắc đều biết cả. Tuy nhiên, theo t@l, nếu đã dùng các phàn mềm tính toán PTHH mà dùng phương pháp này thì không tận dụng được hết khả năng của chương trình.

Thứ nhất là phương pháp này xem kết cấu là tuyến tính đàn hồi lý tưởng (ideal linear elastic structure), thứ hai là rất khó áp dụng cho các kết cấu có hình dạng đặc biệt hoặc thay đổi (như thay đổi tiết diện chẳng hạn), bởi thế với các kết cấu thực tế, phương pháp này không cho kết quả tin tưởng lắm.

Phương pháp thứ 2 là phân tích phi tuyến, cụ thể là ta cứ tác dụng lực tăng dần đến lúc nào với một giá trị tăng lực nhỏ, nhưng thu được biến dạng lớn khác thường (bài toán không hội tụ) , giá trí lực lúc đấy chính là lực tới hạn cần tìm. Nếu tính bằng máy, ví dụ dùng Ansys, các bác có thể theo giỏi quá trình tính, thởi điểm mất ổn định rất dẽ nhận biết.

Ưu thế của phương pháp này là kể được biến dạng lớn, vật liệu phi tuyến, các dạng hình học đặc biệt và thay đổi , nhờ thế mà kết quả tính toán chính xác hơn (so với trị riêng).

Tuy nhiên, trong một số trường hợp kết cấu chịu lực trong "mặt phẳng lí tưởng", ví dụ như trường hợp Chapms nói, bài toán euler cơ bản, chỉ có lực nén P dọc trục, các bác cứ tác dụng lực thoải mái, từ lúc đàn hồi, đến chảy dẻo, em nghĩ vẫn khó mà tìm ra được điểm mất ổn định bởi vì không hề có một tí biến dạng nào ngoài mặt phẳng để bắt đầu gây mất ổn định cả.

Bởi thế, trong những trường hợp như vậy, cần thiết phải tác dụng thêm một lực nhỏ nằm ngang để gây ra một biến dạng nhỏ ngoài mặt phẳng lực tác dụng chính. Có như thế, khi tăng lực đến giá trị tới hạn, kết cấu nó mới "oằn" đi trông thấy, lúc đấy mới tìm được lực tới hạn.

t@l không biết ý của Champs tác dụng thêm một lực nằm ngang có phải để làm thế không ? Nếu không phải, chắc phải giải thích thêm thì bác Hiếu Nghiêm mới yên tâm được.

thân
t@l

Ðề: Tính ổn định

OK, cái ma trận của bác thì là bài toán cơ bản rồi nhưng bác vẫn chưa hiểu ý em. Bác xem mấy cái chương trình SAP, STAAD ở VN ngoài việc nó áp dụng Pdelta rồi nó hùng hục tính nội lực của hệ dựa trên độ võng sẵn có, nó có cái công cụ nào chuyên tính về lực tói hạn thì bác bảo em vói .
Đấy là em chỉ trình bày mấy kinh nghiệm của em khi ở VN, đến khi ra ngoài gặp mấy cái chương trình khác mới thấy cái trò đấy nó trẻ con quá.

Ðề: Tính ổn định

Một vài nhật xét về cách phân tích ổn định của hê khung thép theo phương pháp PTHH
1. Nếu dùng bài toán trị riêng để phân tích ổn định
- Có thể xác định được nhiều dạng mất ổn định và tải trọng tới hạn tương ứng, nhưng thường tải dạng mất ổn định đầu tiên là có ý nghĩa nhất. Qua các dạng mất ổn định tìm được hoàn toàn có thể thay đổi các đặc tính của hệ (như thêm các thanh giằng, thêm các liên kết, hoặc sự phân phối tải trọng tác dụng lên hệ...) để được dạng mất ổn định theo yêu cầu.
- Từ tải trọng tới hạn tìm được xác định được hệ số chiều dài tính toán (effective lengh factor), và kết quả tìm được thường sát với kết quả tính bằng phương pháp giải tích thông thường. Với việc xác định hệ số chiều dài tính toán theo phương pháp trị riêng đã xét được sự làm việc của cả hệ kết cấu.
2. Bài toán P-Delta
Phương pháp nay cho phép kiểm tra ổn định của hệ ngay từ khi xác định nội lực và chuyển vị của hệ kết cấu. Cách phân tích này đang được sử dụng phổ biến.
Nhận xét chung
Nếu sự dụng phương pháp PTHH để phân tích ổn đinh có một số ưu điểm sau
Kiểm tra được ổn định của khung thép có hình dáng bất kỳ như: khung có xà ngang, cột tiết diện thay đổi theo dạng hình nên, khung có xà ngang gẫy khúc, khung có các cột xiên và thanh giằng chéo, khung có các gối tựa đàn hồi, và tải trọng tác dụng bất kỳ.
- Kiếm tra ổn định của hệ khung cho các trường hợp tải trọng có thể xuất hiện trên hệ, tìm ra tổ hợp tải trọng bất lợi nhất đối với ổn định của hệ. Kiểm tra ổn định của hệ khung thép, hệ thanh chống dàn giáo trong quá trình thi công.
- Với phương pháp PTHH việc xác định lực tới hạn của từng phần tử và hệ chính xác hơn, có sự tương đồng giữa tải tới hạn của từng phần tử và tải tới hạn của hệ, hay nói cách khác dạng mất ổn định của các phần tử phù hợp với dạng mất ổn định của hệ, và dễ tự động hóa khi lập chương trình tính.
Nếu bạn nào quan tâm về bài toán ổn định giải bằng PTHH có thể đọc quyển: Concepts and application of finite elemen analysis của Cook R. D & Malkus D. S & Plesha M. E

Ðề: Tính ổn định

Có 2 phương pháp để phân tích ổn định của khung:
1-Bài toán trị riêng:
(K-LD.Kp)X=0
K: ma trận độ cứng của hệ
LD: Trị riêng hay tải trọng tới han
X: vec tơ riêng hay chuyển vị chuẩn hóa của mỗi dạng mất ổn định
Kp: Ma trận hình học (ảnh hưởng của lực dọc trong phần tử)
Kp được thiết lập dựa trên lực dọc phân phối vào các phần tử. Lực dọc này được tính toán từ tải trọng đặt tại nút đã chuẩn hóa (tức là có ít nhất 1 giá trị bằng 1). Do đó, giá trị của tải trọng tới hạn hay dạng mất ổn định phụ thuộc vào hướng, hệ số tỷ lệ giữa các tải trọng đặt tại nút.
Đối với bài toán Eurler chỉ có lực dọc (nén) trong thanh (hay bất kỳ một bài toán nào khác mà tải trọng đặt tại nút chỉ gây ra lực dọc trong phần tử mà không gây ra mô men dù là rất nhỏ), ma trận Kp vẫn tồn tại và hoàn toàn có thể tìm được trị riêng mà không cần bất kỳ một thành phần tải trọng ngang nào cả.
2-Bài toán P-delta
phương trình cân bằng:
(K-Kp)X=F
K: Ma trận độ cứng
X: Chuyển vị nút
F: Ma trận tải trọng
Kp: Ma trận lực dọc
Phương trình trên được giải theo phương pháp lặp. Ban đầu lực dọc trong hệ bằng 0. Sau vòng lặp đầu tiên, xác định được lực dọc trong các phần tử. Từ đó xây dựng được ma trận kp của từng phần tử và ma trận Kp của toàn hệ. Thực hiện phép tính K-Kp để được ma trận vế trái của hệ phương trình. Phương trình này được giải bằng Cholesky. Nếu quá trình khai căn ma trận vế trái không thực hiện được do ma trận đó không phải là ma trận xác định dương thì tức là hệ mất ổn định dưới tải trọng hiện thời.
Tương tự như phương pháp 1, ma trận KP được xây dựng từ lực dọc trong các phần tử. Tải trọng ngoài là bất kỳ và trong trường hợp đặc biệt tải trọng ngoài không gây ra mô men trong hệ thì vẫn xác định được tải trọng tới hạn.

Thân
Hiến Nghiêm

Ðề: Tính ổn định

ĐÚng vậy, trong trường hợp thông thường SteelDesign nói cũng đúng, bởi vì khi khi chúng ta tác dụng các lực vào khung, mặc dù chỉ tác dụng theo phương trục thanh, thì chúng ta vẫn gây ra mô men (bởi vì đa phần liên kết nút khung là liên kết cứng), tức là một cách vô ý chúng ta đã gây ra một độ võng ban đầu rất nhỏ trong từng thanh.
Cái tôi đề cập ở trên là cho trường hợp mang tính tổng quát, vì đối với một số khung đặc biệt khi trong hệ chỉ có lực dọc. Ví dụ như giải lại bài toán ổn định cơ bản của Euler chẳng hạn. Không có lực kích thích ngang này thì khó mà tìm được nghiệm chính xác.