Đề tài Lựa chọn giải pháp tăng cường tiết diện thanh cánh tháp thép dạng dàn

ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 1 LỜI CẢM ƠN Học viên trân trọng cảm ơn PGS.TS Nguyễn Quang Viên cùng tập thể giảng viên trường Đại học Xây Dựng đã tận tình hướng dẫn trong quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp! Do khả năng và thời gian có hạn, nội dung của luận văn còn có thiếu sót, tác giả mong muốn nhận được các ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng các bạn! Vũ Tiến Quyết PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 2 MỤC LỤC Trang MỤC LỤC 2 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 4 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 7 KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT 7 Chương I: TỔNG QUAN 10 1.1. Tổng quan về tháp thép dạng dàn. 10 1.1.1. Hình dạng của tháp. 10 1.1.2. Cấu tạo hệ thanh của tháp. 12 1.1.3. Cấu tạo vách cứng ngang của tháp. 14 1.1.4. Tải trọng tác động lên tháp. 15 1.1.5. Tính toán nội lực. 16 1.2. Tính thực tiễn của đề tài. 18 1.3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài. 19 1.4. Nội dung chính cần đạt được của đề tài. 20 Chương II: MỘT SỐ GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN. 2.1.Cơ sở lý thuyết. 21 2.1.1. Các đặc trưng hình học và mặt phẳng tính toán kiểm tra của thép hình dùng chế tạo hệ thanh cho tháp thép dạng. 21 2.1.2. Tính toán ổn định các thanh của tháp thép dạng dàn. 22 2.2. Các giải pháp tăng cường tiết diện thanh. 26 2.2.1. Các tiêu chí đối với giải pháp tăng cường tiết diện thanh. 26 2.2.2. Tăng cường tiết diện thanh cho thanh cơ bản là thép góc đều cạnh. 26 2.2.2.1 Thêm một thép góc đều cạnh vào mặt trong thanh cơ bản. 26 2.2.2.2. Thêm hai thép bản vào hai cánh thanh cơ bản. 27 2.2.2.3. Thêm một thép góc đều cạnh, hàn sống thanh tăng cường vào sống thanh cơ bản. 28 2.2.2.4. Thêm một thép góc đều cạnh, mã liên kết là thép góc đều cạnh. 32 2.2.2.5. Thêm một thép góc đều cạnh, mã liên kết là thép bản. 33 2.2.2.6. Thêm một thép bản vào sống của thanh cơ bản. 35 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 3 2.2.2.7. Thêm một nửa thép hình I vào sống thanh cơ bản. 37 2.2.3. Tăng cường tiết diện cho thanh cơ bản là thép ống. 39 2.2.3.1.Thêm một thép bản. 39 2.2.3.2.Thêm hai thép bản. 43 2.2.3.3.Thêm một thép góc đều cạnh. 45 2.2.3.4.Thêm hai thép góc đều cạnh. 47 2.2.3.5.Thêm một nửa thép hình I. 49 2.2.3.6.Thêm hai nửa thép hình I. 51 2.3. Kết luận chương II. 53 Chương III: MỘT SỐ KHẢO SÁT BẰNG SỐ VỀ HIỆU QUẢ TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN. 3.1.Tăng cường tiết diện cho thanh cơ bản là thép góc đều cạnh. 54 3.1.1.Thêm một thép góc đều cạnh, hàn sống thanh ghép vào sống thanh cơ bản hoặc mã liên kết là thép góc đều cạnh, dùng liên kết hàn hoặc bu lông. 54 3.1.2.Thêm một thép góc đều cạnh, mã liên kết là thép bản, liên kết hàn hoặc bu lông. 57 3.1.3.Thêm một thanh thép bản vào sống của thanh cơ bản. 60 3.1.4.Thêm một nửa thép hình I vào sống thanh cơ bản. 63 3.2. Tăng cường tiết diện cho thanh cơ bản là thép ống. 66 3.2.1.Thêm một thép bản. 66 3.2.2.Thêm hai thép bản. 68 3.2.3.Thêm một thép góc đều cạnh. 71 3.2.4.Thêm hai thép góc đều cạnh. 73 3.2.5.Thêm một nửa thép hình I. 75 3.2.6.Thêm hai nửa thép hình I. 78 3.3. Kết luận chương III. 81 Chương IV: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 4.1. Kết luận. 82 4.1.1. Nội dung chính của đề tài. 82 4.1.2. Kết luận chung. . 83 4.2. Kiến nghị hướng phát triển của đề tài. 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 - Mặt đứng tháp không thay đổi độ dốc. 11 Hình 1.2 - Mặt đứng tháp thay đổi độ dốc một lần. 11 Hình 1.3 - Mặt đứng tháp thay đổi độ dốc nhiều lần. 11 Hình 1.4 - Các dạng tiết diện thanh của tháp dạng dàn. 13 Hình 1.5 - Các dạng thanh bụng của tháp thép dạng dàn. 14 Hình 1.6 - Các loại vách cứng ngang dạng dàn của tháp thép. 15 Hình 1.7 - Cách tính dàn phảng chịu tải trọng ngang. 18 Hình 2.1 - Mặt cắt ngang tiết diện thép ống. 22 Hình 2.2 - Mặt cắt ngang tiết diện thép góc đều cạnh. 22 Hình 2.3 - Biểu đồ quan hệ giữa tiết diện A và bán kình quán tính i. 22 Hình 2.4 - Chiều dài tính toán các thanh trong hệ không gian. 24 Hình 2.5 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh vào mặt trong thanh cơ bản dùng liên kết hàn. 27 Hình 2.6 – Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm hai thép bản vào hai cánh thanh cơ bản dùng liên kết hàn. 28 Hình 2.7 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh, hàn sống thanh ghép vào sống thanh cơ bản dùng liên kết hàn. 29 Hình 2.8 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh, mã liên kết là thép góc đều cạnh, dùng liên kết hàn hoặc bu lông. 32 Hình 2.9 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh, mã liên kết là thép góc đều cạnh, dùng liên kết hàn và bu lông. 32 Hình 2.10 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh, mã liên kết là thép bản, dùng liên kết hàn hoặc bu lông. 34 Hình 2.11 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh, mã liên kết là thép bản, dùng liên kết hàn và bu lông. 34 Hình 2.12 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm một thép bản vào sống thanh cơ bản. 35 Hình 2.13 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm một nửa thép hình I vào sống thanh cơ bản. 37 Hình 2.14 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm một thép bản cho thanh cơ PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 5 bản là thép ống. 39 Hình 2.15 - Mặt cắt ngang tháp có ba và năm mặt bên, tiết diện thanh bụng được tăng cường tiết diện bằng giải pháp thêm một thép bản. 40 Hình 2.16 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm hai thép bản cho thanh cơ bản là thép ống. 43 Hình 2.17 - Mặt cắt ngang tháp có ba và năm mặt bên được tăng cường tiết bằng giải pháp thêm hai thép bản. 43 Hình 2.18 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh cho thanh cơ bản là thép ống. 45 Hình 2.19 - Mặt cắt ngang tháp có ba và năm mặt bên, thanh bụng được tăng cường tiết diện bằng giải pháp thêm một thép góc đều cạnh. 46 Hình 2.20 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm hai thép góc đều cạnh cho thanh cơ bản là thép ống. 47 Hình 2.21 –-Mặt cắt ngang tháp có ba và năm mặt bên, tiết diện thanh bụng được tăng cường tiết diện bằng giải pháp thêm hai thép góc đều cạnh. 48 Hình 2.22 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm một nửa thép hình I cho thanh cơ bản là thép ống. 49 Hình 2.23 - Mặt cắt ngang tháp có ba và năm mặt bên được tăng cường tiết diện bằng giải pháp thêm một nửa thép hình I. 50 Hình 2.24 - Tiết diện tăng cường của giải pháp thêm hai nửa thép hình I cho thanh cơ bản là thép ống. 51 Hình 2.25 - Mặt cắt ngang tháp có ba và năm mặt bên được tăng cường tiết diện bằng giải pháp thêm hai nửa thép hình I 52 Hình 3.1 - Tiết diện thanh ghép của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh, hàn sống thanh tăng cường vào sống thanh cơ bản hoặc mã liên kết là thép góc đều cạnh, dùng liên kết hàn hoặc bu lông. 54 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 6 Hình 3.2 - Biểủ đồ quan hệ a-b của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh, hàn sống thanh tăng cường vào sống thanh cơ bản hoặc mã liên kết là thép góc đều cạnh, dùng liên kết hàn hoặc bu lông. 57 Hình 3.3 - Tiết diện thanh ghép của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh, mã liên kết là thép bản dùng liên kết hàn hoặc bu lông. 58 Hình 3.4 - Biểủ đồ quan hệ a-b của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh, mã liên kết là thép bản dùng liên kết hàn hoặc bu lông. 60 Hình 3.5 - Tiết diện thanh ghép của giải pháp thêm một thép bản vào sống thanh cơ bản. 60 Hình 3.6 - Biểủ đồ quan hệ a-b của giải pháp thêm một thép bản vào sống thanh cơ bản. 63 Hình 3.7 - Tiết diện thanh ghép của giải pháp thêm một nửa thép hình I vào sống thanh cơ bản. 63 Hình 3.8 - Biểủ đồ quan hệ a-b của giải pháp thêm một nửa thép hình I vào sống thanh cơ bản. 66 Hình 3.9 - Tiết diện thanh ghép của giải pháp thêm một thép bản cho thanh cơ bản là thép ống. 66 Hình 3.10 - Biểủ đồ quan hệ a-b của giải pháp thêm một thép bản cho thanh cơ bản là thép ống. 68 Hình 3.11 - Tiết diện thanh ghép của giải pháp thêm hai thép bản cho thanh cơ bản là thép ống. 68 Hình 3.12 - Biểủ đồ quan hệ a-b của giải pháp thêm hai thép bản cho thanh cơ bản là thép ống. 70 Hình 3.13 - Tiết diện thanh ghép của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh cho thanh cơ bản là thép ống. 71 Hình 3.14 - Biểủ đồ quan hệ a-b của giải pháp thêm một thép góc đều cạnh PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 7 cho thanh cơ bản là thép ống. 73 Hình 3.15 - Tiết diện thanh ghép của giải pháp thêm hai thép góc đều cạnh cho thanh cơ bản là thép ống. 73 Hình 3.16 - Biểủ đồ quan hệ a-b của giải pháp thêm hai thép góc đều cạnh cho thanh cơ bản là thép ống. 75 Hình 3.17 - Tiết diện thanh ghép của giải pháp thêm một nửa thép hình I cho thanh cơ bản là thép ống. 75 Hình 3.18 - Biểủ đồ quan hệ a-b của giải pháp thêm một nửa thép hình I cho thanh cơ bản là thép ống. 78 Hình 3.19 - Tiết diện thanh ghép của giải pháp thêm hai nửa thép hình I cho thanh cơ bản là thép ống. 78 Hình 3.20 - Biểủ đồ quan hệ a-b của giải pháp thêm hai nửa thép hình I cho thanh cơ bản là thép ống. 80 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1- Chiều dài tính toán thanh trong hệ dàn không gian dùng thép góc đơn. 24 Bảng 2.2- Chiều dài quy ước của thanh xiên. 25 Bảng 2.3- Hệ số chiều dài tính toán của thanh xiên md 25 KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT Các đặc trưng hình học. A diện tích tiết diện nguyên. A1 diện tích tiết diện nguyên của thanh cơ bản. A2 diện tích tiết diện nguyên của thanh tăng cường. B chiều rộng cánh của thanh ghép. B1 chiều rộng cánh của thanh cơ bản. B2 chiều rộng cánh của thanh tăng cường. Bm chiều dài của bản mã. D đường kính ngoài thép ống. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 8 t1 chiều dày thanh cơ bản (thép ống), chiều dày cánh thanh cơ bản (thép góc). t2 chiều dày thanh tăng cường (thép bản), chiều dày cánh thanh tăng cường (thép góc, hình I). tm chiều dày bản mã. d2 chiều dày bản bụng thanh tăng cường. W mô men chống uốn. Wcv mô men chống uốn tính với thớ chịu nén nhiều nhất của tiết diện thanh ghép với trục vo. Ix1 mô men quán tính với trục x của thanh cơ bản. Ix2 mô men quán tính với trục địa phương x2 qua trọng tâm thanh tăng cường. Ixo mô men quán tính với trục xo của thanh ghép. Iy1 mô men quán tính với trục y của thanh cơ bản. Iy2 mô men quán tính với trục địa phương y2 qua trọng tâm thanh tăng cường. Iyo mô men quán tính với trục yo của thanh ghép. Iu1 mô men quán tính với trục u của thanh cơ bản. Iu2 mô men quán tính với trục địa phương u2 qua trọng tâm thanh tăng cường. Iuo mô men quán tính với trục uo của thanh ghép. Iv1 mô men quán tính với trục v của thanh cơ bản. Iv2 mô men quán tính với trục địa phương v2 qua trọng tâm thanh tăng cường. Ivo mô men quán tính với trục vo của thanh ghép. Ix2y2 mô men quán tính li tâm với hệ trục địa phương x2o2y2 qua trọng tâm thanh tăng cường. Ixgyg mô men quán tính li tâm với hệ trục địa phương x2o2y2 qua trọng tâm của thanh tăng cường là nửa thép hình I. i bán kính quán tính. l độ mảnh a là góc tạo bởi phương đường chéo tháp và khương nằm ngang. l chiều dài thanh lo chiều dài tính toán của thanh Nội lực, cường độ, mô đun đàn hồi. M mô men uốn. N lực dọc. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 9 f cường độ tính toán của thép. fy cường độ giới hạn chảy của thép. fu cường độ giới hạn bền của thép. fv cường độ chịu cắt tính toán của thép. E mô đun đàn hồi tính toán của thép Các hệ số, thông số khác. m hệ số phụ thuộc liên kết hai đầu thanh. j hệ số uốn dọc. gc hệ số điều kiện làm việc. h hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng tiết diện đến sự phát triển của biến dạng dẻo c hệ số kể đến ảnh hưởng của mô men uốn và hình dạng tiết diện đối với ổn định của thanh trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng uốn, a tỉ lệ tăng diện tích tiết diện. b tỉ lệ tăng khả năng chịu lực của tiết diện. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 10 Chương I TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ THÁP THÉP DẠNG DÀN [2], [4]. 1.1.1. Hình dạng của tháp. Tháp thép nói chung và tháp thép dạng dàn nói riêng là công trình có chiều cao lớn hơn nhiều lần kích thước còn lại của công trình (tỉ số H/B lớn), do đó công trình có độ thanh mảnh lớn. Đây là loại công trình tự đứng được nhờ và chính kết cấu của bản thân. Tùy vào mục đích, yêu cầu sử dụng mà chiều cao của và hình dạng tiết diện tháp khác nhau. Chiều cao tháp có thể từ hàng chục mét đến vài trăm mét. Tháp thép dạng dàn là một hệ thanh không gian có ít nhất là ba mặt bên, tháp có bốn mặt bên là thông dụng nhất, được áp dụng trong nhiều lĩnh vực. Tháp có số lượng mặt bên là ba và nhiều hơn bốn thì việc gia công, chế tạo, lắp dựng phức tạp hơn nên không thông dụng bằng tháp có bốn mặt bên. Tùy tải trọng tác động vào tháp và yêu cầu của tạo dáng kiến trúc mà các mặt bên tháp là đều cạnh hay không đều cạnh. Tháp không đều cạnh thường gặp ở tháp có bốn mặt bên áp dụng trong lĩnh vực truyền tải điện, đỡ hệ băng tải…Do yêu cầu đảm bảo độ cứng ngoài mặt phẳng tuyến nên cạnh tháp theo phương ngoài mặt phẳng tuyến lớn hơn hai cạnh còn lại, tháp có tiết diện mặt cắt ngang hình chữ nhật. Trong các lĩnh vực khác, tải trọng ngang tác dụng vào tháp theo hai phương vuông góc qua trọng tâm tiết diện tương đối đều nhau nên các mặt bên tháp thường là đều nhau. Các thông số quan trọng quyết định chiều rộng chân tháp là chiều cao tháp và tải trọng tác dụng vào tháp. Để đảm bảo điều kiện ổn định cho tháp thì chiều rộng chân tháp thường lấy B=(1/8-:-1/20)H, với H là chiều cao tháp. Ngoài ra bề rộng chân tháp B còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như kích thước thanh cánh chân tháp, sức chịu tải đất nền, diện tích đất được phép sử dụng cũng như yêu cầu về thẩm mỹ. Tuy nhiên do thanh cánh thường được chế tạo từ thép hình cán nóng hoặc thép ống nên tiết diện hạn chế, do đó chiều rộng chân tháp thường lấy B=(1/5-:- 1/10)H. Chiều rộng Bz của tiết diện tháp cách đỉnh tháp một đoạn Hz thường được lấy theo tỉ lệ Bz=(1/8-:-1/20)Hz. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 11 Kích thước đỉnh tháp phải đảm bảo đủ không gian để lắp đặt thiết bị và cấu kiện lắp đặt trên đỉnh tháp, đảm bảo độ cứng chống xoắn. Các tháp dùng trong ngành công nghiệp, du lịch như tháp đỡ dàn khoan dầu khí, tháp đỡ đài nước, tháp đỡ băng tải…, tháp phục vụ cho ngắm cảnh thì kích thước đỉnh tháp có kích thước phụ thuộc vào kết cấu lắp trên đỉnh tháp, kích thước đỉnh tháp khá lớn. Tháp đỡ đường dây tải điện, tháp đỡ ăng ten truyền hình có chiều rộng Bđ= (0.6-:-1.5)m. Bề rộng đỉnh của tháp vi ba có thường phụ thuộc vào đường kính chảo ăng ten lắp trên đỉnh tháp, Bđ >= 0.75D, với D là đường kính chảo ăng ten. Các tháp có chiều cao thấp, tháp có kích thước đỉnh tháp lớn để đỡ các kết cấu bên trên như dàn khoan dầu, băng tải, bồn nước…thì trục thanh cánh thường song song với nhau, tiết diện mặt cắt ngang thân tháp không đổi (hình 1.1). Với tháp có chiều cao trung bình và lớn, nội lực trong hệ thanh do tải trọng đứng gây ra là nhỏ so với tải trọng ngang, nội lực trong thanh cánh giảm dần theo chiều cao thì tiết diện thanh cánh và tiết diện mặt cắt ngang thân tháp cũng giảm dần theo chiều cao. Việc giảm tiết diện mặt cắt ngang thân tháp được thực hiện bằng việc bố trí thanh cánh có độ dốc không đổi trên suốt chiều cao tháp (hình 1.2) hoặc có độ dốc thay đổi nhiều lần. Nếu tháp có yêu cầu thẩm mỹ cao thì dùng phương án đổi độ dốc thanh cánh nhiều lần trên suốt chiều cao tháp (hình 1.3). Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 12 1.1.2. Cấu tạo hệ thanh của tháp. Hệ thanh của tháp thép dạng dàn bao gồm hệ thanh cánh và hệ thanh bụng. Với tháp có nội lực thanh cánh nhỏ, thanh cánh dùng thép góc đều cạnh (hình 1.4a) là phổ biến nhất do cấu tạo nút liên kết thanh bụng và thang cánh đơn giản, dễ chế tạo và lắp dựng. Thanh cánh dùng tiết diện chữ I (hình 1.4b) ít được dùng vì khó liên kết thanh bụng vào thanh cánh. Khi tháp có nội lực thanh cánh lớn, thường sử dụng thép ống (hình 1.4c) hoặc thanh tổ hợp thép góc (hình 1.4d, 1.4e) làm thanh cánh. Thép ống có khả năng chịu lực theo các phương là như nhau, với cùng một lượng vật liệu thì thép ống là tiết diện hợp lý nhất về mặt chịu lực. Ngoài ra thép ống có diện tích chắn gió và hế số khí động đều bé hơn thép góc nên tải trọng ngang do gió tác động lên tháp giảm đi. Sau khi gia công chế tạo đầu ống được bịt lại thì tiết diện là kín nên dễ sơn phủ bảo dưỡng, chống ăn mòn tốt hơn các loại tiết diện khác. Tuy nhiên thanh dùng thép ống khó chế tạo và liên kết các đầu thanh, đòi hỏi trình độ chế tạo cao. Thanh ghép như hình 1.4d khá hợp lý về mặt chịu lực nhưng chiều dài đường hàn dài dễ gây ứng suất biến hình hàn, khi đường hàn không kín hoàn toàn thì tiết diện có thể bị gỉ từ bên trong do hơi ẩm và nước mưa đọng lại bên trong tiết diện. Hệ thanh bụng của tháp thép dạng dàn thường tổ hợp từ các thanh thép góc. Khi có yêu cầu cao về thẩm mỹ thì sử dụng hệ thanh bụng bằng thép ống. Khi nội lực thanh bụng lớn hoặc thanh ngang kết hợp để đỡ cho sàn công tác thì có thể dùng loại thanh tổ hợp từ hai thép góc như hình 1.4f. Hệ thanh bụng làm nhiệm vụ liên kết các thanh cánh với nhau tạo ra hệ kết cấu không gian, làm giảm chiều dài tính toán và mô men uốn cục bộ của thanh cánh. PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com ĐỀ TÀI: “LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN”. HỌC VIÊN: VŨ TIẾN QUYẾT – CHXD 2008. 13 Hình 1.4 Với tháp nhỏ và chiều dài thanh bụng không lớn thường dùng hệ thanh bụng xiên (hình 1.5a) hoặc hệ thanh bụng tam giác (hình 1.5b). Hệ thanh bụng này có số thanh hội tụ tại nút liên kết với thanh cánh ít nên cấu tạo đơn giản nhưng ổn định của thanh bụng khi chịu nén không cao. Với hệ thanh bụng xiên khi tải trọng ngang đổi chiều thì các thanh xiên hoàn toàn chịu kéo đổi thành hoàn toàn chịu nén,do đó ổn định của tháp kém hơn. Bậc siêu tĩnh của toàn hệ không cao khi tháp có hệ thanh bụng xiên và hệ thanh bụng tam giác. Hệ thanh bụng chữ thập (hình 1.5c) có số thanh bụng quy tụ vào nút liên kết với thanh cánh nhiều hơn nên cấu tạo nút phức tạp