ĐÁNH GIÁ ỨNG XỬ VÀ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH THÁP TRUYỀN HÌNH QUẢNG NGÃI
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
1.1. Tình hình chung: Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam, Tháp truyền hình được xây dựng phổ biến nhiều, sử dụng rộng rãi. Nhưng trong đó: Công tác thiết kế chưa được kiểm soát chặt chẽ. Công tác duy tu, bảo dưỡng chưa được thực hiện đúng và định kỳ. Công tác đánh giá, kiểm định chất lượng chưa quy củ và làm chưa đúng quy trình, cơ quan kiểm định gặp nhiều bối rối trong công tác đánh giá, kiểm tra khi công trình có vấn đề.
Dẫn đến xảy ra một số công trình mất ổn định, đổ gãy do ngoại lực và tự động mở rộng tiết diện, nâng chiều cao. Tự động thay đổi thiết kế công trình mà chưa đánh giá lại toàn diện.
1.2. Tình hình riêng: Tháp truyền hình đài phát thanh và truyền hình tỉnh Quảng Ngãi (Tháp truyền hình Quảng Ngãi) cũng nằm trong thực trạng đó, đã nâng chiều cao so với thiết kế công trình ban đầu mà chưa đánh giá lại toàn diện.
2. Mục tiêu của đề tài
– Mô phỏng nguyên tháp truyền hình Quảng Ngãi theo thiết kế ban đầu: Đánh giá lại khả năng chịu lực, chuyển vị đỉnh, kiểm tra một số thanh dàn.
– Mô phỏng nguyên tháp truyền hình Quảng Ngãi sau khi nâng chiều cao: Phân tích kỹ hình dạng mới về biến dạng và chuyển vị, dao động.
– Đánh giá khả năng chịu lực, ổn định của tháp hiện tại và từ đó đề xuất biện pháp gia cường.
– Ý nghĩa nghiên cứu của tác giả dùng cho nghiên cứu khoa học, không nhằm ngoài mục đích gì khác.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu: Tháp truyền hình Quảng Ngãi
– Riêng: cụ thể tác giả quan tâm đến tháp truyền hình Quảng Ngãi bởi hiện tượng nâng chiều cao, hiện trạng mất ổn định, sóng chập chờn.
– Do công tác thiết kế không chặt chẽ, việc nâng chiều cao chưa kiểm tra đánh giá lại gây ra rất nhiều khó khăn trong công tác kiểm tra, biện pháp khắc phục.
3.2. Phạm vi nghiên cứu: Đánh giá khả năng chịu lực, ổn định. Đề xuất biện pháp gia cường đối với công trình như trên.
4. Phương pháp nghiên cứu
– Nghiên cứu lý thuyết theo các tài liệu đã công bố chủ yếu là Eurocode 3,4, các kiến thức của các môn học Kết cấu thép, Kết cấu bê tông cốt thép, Cơ học kết cấu, Sức bền vật liệu,…
– Dùng phương pháp mô phỏng (phần tử hữu hạn) bằng sử dụng một số phần mềm phân tích để mô phỏng kết cấu thật, dựa trên ửng xử, nội lực để đánh giá.
– Thực hiện tính toán kiểm định ổn định, chuyển vị của tháp, mô phỏng thực tế tháp, tính toán kiểm tra một số thanh, tính toán gia cường, kiểm tra độ ổn định, chuyển vị sau khi gia cường.
5. Bố cục đề tài
Chương 1: Tổng quan kết cấu tháp truyền hình dạng tháp được sử dụng phổ biến và các vấn đề.
Chương 2: Lý thuyết về tính toán, kiểm tra và ổn định của tháp.
Chương 3:
– Mô phỏng nguyên tháp truyền hình theo thiết kế ban đầu: Kiểm tra ổn định, khả năng chịu lực.
– Mô phỏng nguyên tháp truyền hình sau khi cơi nới: Kiểm tra ổn định, khả năng chịu lực.
– Đề xuất biện pháp gia cường.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU THÁP ĂNG TEN VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.1. Hình dạng của tháp
Hình dạng tháp thường được thiết kế theo dạng đứng, dạng thon, dạng thon đổi độ dốc một số lần.
1.1.2. Tiết diện mặt cắt ngang tháp
Dạng mặt bằng của tháp thông thường có các loại tam giác cân, hình vuông, hình lục giác đều hoặc bát giác đều
1.1.3. Cấu tạo các hệ thanh của tháp
1.1.3.1. Thanh cánh: Hình dạng và số lượng thanh cánh sẽ quyết định chung toàn bộ hình dạng chung của tháp. Tiết diện thanh cánh thường là tiết diện thép ống tròn rỗng, hoặc thép góc chữ L.
1.1.3.2. Thanh bụng: Hệ thanh bụng trong các thép dạng dàn làm nhiệm vụ định hình cho các thanh cánh tháp.
Vách cứng định hình cố định khoản cách không gian cho các thanh cánh, định dạng tháp trong quá trình chịu lực.
1.2. CÁCH XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
1.2.1 Cách tính đơn giản
1.2.1. Cách tính bằng chương trình tính toán kết cấu trên máy tính
CHƯƠNG 2
LÝ THUYẾT VỀ TÍNH TOÁN, KIỂM TRA
ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA THÁP
2.1. Lý thuyết về tính toán
2.1.1 Tải trọng tác dụng lên tháp
Tải trọng tác động lên tháp thép nói chung và tháp thép dạng dàn nói riêng gồm hai thành phần chính là tải trọng đứng và tải trọng ngang, ngoài ra tùy thuộc vào các lĩnh vực khác nhau hoặc điều kiện làm việc còn xuất hiện tải trọng do cháy nổ, tải trọng do nhiệt độ, mômen uốn xoắn tháp do thiết bị và cấu kiện đặt lệch tâm.
Tỉnh tải tác dụng lên tháp chủ yếu là tải trọng bản thân tháp gồm các hệ thanh cánh, thanh bụng, các liêt kết hàn hoặc bulong.
Hoạt tải của tháp Ăng ten chủ yếu là hoạt tải sửa chữa bảo trì tháp, ngoài ra còn có các tải trọng của các thiết bị được lắp dựng trên tháp bao gồm tải trọng đứng và momen do tải trọng gió gây ra cho thiết bị.
Tải trọng gió là loại tải trọng ngang mang tính chất động lực. Tải trọng gió bao gồm hai thành phần là phần tĩnh và phần động. Thành phần tĩnh (Wo) của gió là do dòng thổi của gió tác dụng lên các vật cản là bề mặt chung của công trình. Thành phần động (WP) của gió là do lục va đập (mạch động) hoặc lực quán tính sinh ra do khối lượng công trình bị dao động bởi gió. Vậy tác động của tải trọng gió lên công trình là tổng tác động của hai thành phần:
2.4.1.1. Thành phần tĩnh của gió
Theo TCVN 2737-1995, Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
Giá trị tiêu chuẩn phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao z, ký hiệu là w; được xác định theo công thức:
Trong đó:
- W0 : giá trị của áp lực gió lấy theo bảng đồ phân vùng phụ lục D và điều 6.4
- k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao lây theo bảng 5.
- c: hế số khí động lấy theo bảng 6.
γ hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2.
Khí gió thổi vào công trình theo một hướng xác định nào đó, nhưng mỗi bề mặt công trình đều có đặc trưng khí động c riêng biệt, nên bề mặt của công trình, bao gồm mặt đón gió (mặt trước) và mặt khuất gió (mặt sau).
2.4.1.2. Thành phần động của gió
Bản chất của thành phần gió động gồm: “xung của vận tốc gió” và “lực quán tính của công trình” gây ra.
Đối với công trình tháp ăng tên bằng thép ta có: độ giảm loga δ = 0.15 và tần số giới hạn fL = 5.0.
a)Trường hợp gió thổi theo hướng trục y:
b)Trường hợp gió thổi theo hướng trục x:
c)Trường hợp gió thổi theo phương chéo của mặt bằng:;
2.1.5.1. Khái niệm và quan niệm thiết kế
Động đất là hiện tượng dao động rất mạnh của nền đất, gây ra bởi các hoạt động kiến tạo hoặc do sự trượt đứt gãy của các lớp đất đá, làm giải phóng năng lượng đột ngột trong vỏ trái đất.
Các nhà thép chịu động đất cần được thiết kế theo một trong hai quan niệm sau:
a) Kết cấu có khả năng tiêu tán năng lượng thấp (quan niệm a);
b) Kết cấu có khả năng tiêu tán năng lượng (quan niệm b);
2.1.5.2. Nhận dạng điều kiện nền theo tác dụng của động đất:
a) Nhận dạng các loại đất nền:
b) Đỉnh gia tốc nền tham chiếu, gia tốc nền thiết kế:
2.1.5.3. Phổ đàn hồi và phổ thiết kế:
Đặc trưng chuyển động của nền đất tại một điểm nào đó biểu thị tác động của động đất của công trình và được dùng để thiết kế công trình chịu động đất.
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LY LUAN VA PHUONG PHAP DẠY HOC VAT LY\XAY DUNG CONG TRINH DD&DN\TRAN CONG THACH\TOM TAT
