Ảnh hưởng của các tham số đến độ cứng xoay của liên kết mặt bích giữa dầm và bản bụng cột

Từ khóa:

độ cứng xoay
liên kết mặt bích
liên kết dầm và bản bụng cột
mô phỏng số
phần tử hữu hạn
CBFEM.

https://doi.org/10.59382/j-ibst.2025.vi.vol1-5

Tóm tắt:

Sự phân phối nội lực giữa các cấu kiện trong khung thép phụ thuộc nhiều vào độ cứng của nút khung, vì thế độ cứng nút cần được đánh giá một cách chính xác và kể tới trong mô hình phân tích kết cấu tổng thể. Nhiều nghiên cứu đã được triển khai nhằm xác định độ cứng nút khung giữa dầm với bản cánh cột, tuy nhiên các nghiên cứu về độ cứng nút khung giữa dầm và bản bụng cột còn tương đối hạn chế. Bài báo trình bày một nghiên cứu đánh giá độ cứng xoay của liên kết mặt bích giữa dầm và bản bụng cột dựa trên phương pháp thành phần phần tử hữu hạn (CBFEM). Bài báo gồm hai phần chính. Phần đầu tiên trình bày về mô hình phân tích độ cứng nút khung bằng CBFEM và đánh giá mức độ tin cậy của mô hình CBFEM thông qua so sánh với kết quả mô phỏng và kết quả thu được từ một thí nghiệm sưu tầm từ tài liệu tham khảo. So sánh cho thấy mô hình CBFEM có khả năng dự đoán tương đối chính xác độ cứng xoay của liên kết mặt bích giữa dầm và bản bụng cột. Phần tiếp theo triển khai một nghiên cứu tham số nhằm đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố như: cấu tạo liên kết, chiều dày mặt bích, đường kính và cấp độ bền bu lông tới độ cứng xoay của nút.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

[1] TCVN 5575:2024 (2024). Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam.

[2] BS EN 1993-1-8:2005 (2005). Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-8: Design of joints. UK.

[3] Rentschler, G. P., Chen, W. F., Driscoll, G. C. (1980). Tests of beam-to-column web moment connections. Journal of the Structural Division, 106(5), 1005-1022.

[4] Neves, L. C., Gomes, F. (1996). Semi-rigid behaviour of beam-to-column minor-axis joints. IABSE reports, 207-218.

[5] De Lima, L. R. O., De Andrade, S. A. L., Vellasco, P. D. S., da Silva, L. S. (2002). Experimental and mechanical model for predicting the behaviour of minor axis beam-to-column semi-rigid joints. International journal of mechanical sciences, 44(6), 1047-1065.

[6] Tahir, M. M., Juki, I., Yong, L. H., Mohammad, S., Ngian, S. P. (2011). Finite element analysis of flush end-plate connections connected to column web. International Journal of Steel Structures, 11, 247-258.

[7] Pan, J., Chen, S., Wang, Z., & Lu, H. (2018). Initial rotational stiffness of minor-axis flush end-plate connections. Advances in Mechanical Engineering, 10(1), 1687814017745397.

[8] Wang, P., Pan, J., Wang, Z., Li, B., & Qin, J. (2020). Experimental and numerical investigation of stiffened angle connection in a minor axis. Science Progress, 103(4), 0036850420973521.

[9] Wald, F., Sabatka, L., Kabelac, J., Kolaja, D., Pospisil, M. (2015). Structural Analysis and Design of Steel Connections Using Component Based Finite Element Model (CBFEM). Journal of Civil Engineering and Architecture, 9, 895-901.

[10] Wald, F., Vild, M., Kurikova, M., Kabelac, J., Sekal, D., Maier, N., et al. (2020). Component based finite element design of steel joints. Civil Engineering Design, 2(3), 78-89.