Tính toán thiết kế khung thép bằng phương pháp phân tích trực tiếp theo quy phạm mỹ AISC (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

ĐỒNG ANH TUẤN

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG THÉP BẰNG PHƯƠNG
PHÁP PHÂN TÍCH TRỰC TIẾP THEO
QUY PHẠM MỸ AISC:2010

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Hà Nội - 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

ĐỒNG ANH TUẤN
KHÓA: 2013-2015

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG THÉP BẰNG PHƯƠNG
PHÁP PHÂN TÍCH TRỰC TIẾP THEO
QUY PHẠM MỸ AISC:2010

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình DD và CN
Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. VŨ QUỐC ANH

Hà Nội – 2015


LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện Luận văn này tác giả được người hướng dẫn
khoa học: PGS.TS. Vũ Quốc Anh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cũng như tạo
điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn này. Qua đây, tác giả xin
gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy!
Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn các Thầy cô giáo, các cán bộ của
khoa Đào tạo sau đại học thuộc Trường đại học Kiến trúc Hà Nội đã giúp đỡ
và chỉ dẫn trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Tác giả cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến Gia đình đã động viên và tạo
mọi điều kiện tốt nhất để tác giả học tập và nghiên cứu.
Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến nhà trường, Ban
QLDA Sông Hồng và các đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ tác giả hoàn
thành Luận văn này.
Do thời gian thực hiện Luận văn không nhiều và trình độ tác giả có hạn,
mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng trong Luận văn sẽ không tránh khỏi những
sai sót, tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các Thầy cô
giáo, cùng các bạn đồng nghiệp để Luận văn hoàn thiện hơn.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2015

Tác giả Luận văn

Đồng Anh Tuấn


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn tốt nghiệp Cao học ngành kỹ thuật xây dựng
công trình dân dụng và công nghiệp với đề tài “Tính toán thiết kế khung thép
bằng phương pháp phân tích trực tiếp theo quy phạm Mỹ AISC:2010” là
Luận văn do cá nhân tôi thực hiện. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong Luận
văn là trung thực, có nguồn gốc rõ ràng và tuân thủ theo Tiêu chuẩn Xây dựng
hiện hành. Kết quả nghiên cứu không sao chép bất kỳ tài liệu nào khác.

Tác giả Luận văn

Đồng Anh Tuấn


MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục Lục

Danh mục các ký tự và chữ viết tắt ký tự La Tinh
Danh mục bảng, biểu
Danh mục hình vẽ
MỞ ĐẦU.............................................................................................................1
Lý do chọn đề tài............................................................................................. 1
Mục đích nghiên cứu ....................................................................................... 2
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 2
Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 2
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ......................................................... 3

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN TÍCH TRỰC TIẾP ................ 4
1.1. Xu hướng thiết kế khung thép. ......................................................... 4
1.2. Nguồn gốc và mức độ phân tích phi tuyến [10]................................. 7
1.2.1. Nguồn gốc của phi tuyến ....................................................................... 7
1.2.2. Các mức độ phân tích ............................................................................ 7

1.3. Hướng tiếp cận ma trận [10] ............................................................. 9
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ KHUNG THÉP THEO TIÊU CHUẨN MỸ
AISC-LRFD (2010).........................................................................................27
2.1. Tóm tắt tiêu chuẩn AISC-LRED (2010) [6] .................................... 27
2.1.1. Phương pháp phân tích trực tiếp (Direct Analysis Method-DAM) ........27
2.1.2. Phương pháp chiều dài tính toán ...........................................................29
2.1.3. Phương trình tương tác .........................................................................33
2.1.4. Mômen uốn yêu cầu Mr ........................................................................34
2.1.5. Cường độ cột Pn ...................................................................................37
2.1.6. Mômen uốn danh nghĩa Mn...................................................................37

2.2. Phân tích đàn hồi bậc hai trong thiết kế khung thép [12]................. 39

2.2.1. Những yêu cầu cơ bản ..........................................................................39
2.2.2. Giới hạn của hướng dẫn........................................................................40
2.2.3. Những quy định thiết kế .......................................................................40

2.3. Quy trình phân tích và thiết kế trực tiếp [9] .................................... 48
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TRỰC TIẾP KHUNG THÉP ................................ 52
3.1. Ví dụ 1: Tính toán khung 2 nhịp 2 tầng........................................... 52
3.1.1. Phương pháp AISC-LRFD ...................................................................53
3.1.2. Phương pháp thiết kế trực tiếp ..............................................................63

3.2. Ví dụ 2: Tính toán khung 2 nhịp 1 tầng........................................... 71
3.2.1. Phương pháp AISC-LRFD ...................................................................71
3.2.2. Phương pháp thiết kế trực tiếp ..............................................................75

3.3. Ví dụ 3: Tính toán khung thép 1 nhịp 2 tầng ................................... 80
3.3.1. Phương pháp AISC-LRFD ...................................................................81
3.3.2. Phương pháp thiết kế trực tiếp ..............................................................86

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................... 92
Kết luận .........................................................................................................92
Kiến nghị .......................................................................................................93

TÀI LIỆU THAM KHẢO


DANH MỤC KÝ TỰ VÀ CHỮ VIẾT TẮT KÝ TỰ LA TINH
A: Diện tích tiết diện nguyên

MA : Trị tuyệt đối cuả mômen lớn

bf: Chiều rộng cánh

nhất tại vị trí một phần tư của cấu

B1: Hệ số kể đến ảnh hưởng của P-δ

kiện không giằng

B2: Hệ số kể đến ảnh hưởng của P-∆

MB :Trị tuyệt đối cuả mômen tại vị

Cb :Hệ số điều chỉnh mất ổn định trí một phần hai của cấu kiện không
ngang -xoắn

giằng

Cm: Hệ số điều chỉnh mômen phân MC : Trị tuyệt đối cuả mômen lớn
bố tuyến tính

nhất tại vị trí một phần ba của cấu

Cw : Hệ số oằn

kiện không giằng

E,[E]: Mô đun đàn hồi,ma trận hằng Mn : Mômen uốn danh nghĩa
số đàn hồi;

Mmax: Trị tuyệt đối lớn nhất của

Ec,Eb : Mô đun đàn hồi của cột,dầm

mômen trong cấu kiện không giằng

e: Biến dạng pháp tuyến

Mlt : Mômen bậc nhất sử dụng tổ

F: Lực pháp tuyến hoặc lực cắt

hợp tải LRFD chỉ do tác dụng của

Fcr :Ứng suất suất tới hạn

lực ngang của khung không giằng

Fe : Ứng suất oằn đàn hồi

Mnt : Mômen bậc nhất sử dụng tổ

Fy : Ứng suất chảy

hợp tải LRFD của khung không

{F}: Véc tơ lực nút phần tử

giằng

J: Hằng số xoắn

[N]: Véc tơ hàm dạng phần tử

G: Độ cứng tương đối

n: Số bận tự do, số nút phần tử

[G]: Véc tơ Gradient

Ni :Tại trọng thay thế đặt tại tầng i

H: Chiều cao nhà

{P} :Véc tơ lực nút tổng thể

h: Chiều cao tầng

L: Lực nén dọc trục

h o: Khoảng cách giữa hai tâm cánh

Pc : Độ bền nén thiết kế theo LRFD


I: Mômen quán tính

Pn : Cường độ chịu nén danh nghĩa

Ic,Ib : Mômen quán tính dầm,cột

Pestory :Tổng tải trọng tới hạn đàn

k]: Ma trận độ cứng phần tử

hồi của tầng

K]: Ma trận độ cứng phần tử

Pstory : Tổng tải trọng nén của tất cả

L: Chiều dài

các cột trong tầng

Lb Khoảng cách giữa hai giằng cấu Pel : Tải trọng tới hạn đàn hồi trong
kiện chịu uốn

mặt phẳng uốn

Lp : Khoảng cách giữa hai giằng để Pr : Cường độ chịu nén yêu cầu
cấu kiện không mất ổn định tổng thể Py : Lực nén chảy
Lr : Khoảng cách lớn nhất giữa hai p : Tỉ lệ giữa lực dọc trục và lực nén
giằng để cấu kiện mất ổn định tổng chảy
thể trong giai đoạn đàn dẻo

q: Tải trọng phân bố

l,m,n: Cosin chỉ phương

r : Bán kính quán tính

m: Tỉ số mômen uốn và mômen dẻo

S : Mô đun tiết diện đàn hồi

Mp: Mômen dẻo

[T]: Ma trận chuyển trục

Mc: Độ bền uốn thiết kế có kể đến tf : Bề dày của bản cánh
sự oằn trong và ngoài mặt phẳng của tw :Bề dày của bản bụng
Vol: Thể tích
cấu kiện
Mr: Mômen uốn yêu cầu
Mu:

W,W*: Công và công bù

Mômen uốn yêu cầu theo u,v,w: Các thành phần chuyển vị

LRFD

x,y,z: Hệ tọa độ đề các

Mp : Mômen dẻo

Yi : Tải trọng theo phương trọng
lực
Z: Mô đun tiết diện dẻo

KÝ TỰ HY LẠP

{∆}: Véc tơ chuyển vị nút

ρ: Bán kính cong

∆: Chuyển vị

: Ứngsuất cắt

δ: Đại lượng ảo

a:

Hệ số giảm độ cứng

ε: Ten xơ ứng suất

b:

Hệ số giảm độ cứng

θ: Chuyển vị góc

: Ứng suất pháp

λ: Tỉ số tải trọng, hệ số biến dạng dẻo
y:

Ứng suất chảy

ξ: Tọa độ vô hướng
π: 3.1414…

: Hàm mặt chảy
Ø: Góc


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Số hiệu

Tên bảng

bảng
Bảng 3.1

Kết quả tổ hợp tải trọng theo quy phạm LRFD

Bảng 3.2

Bảng tổng hợp nội lực cho hệ khung thép phẳng 2 nhịp 2 tầng

Bảng 3.3

Kết quả kiểm tra tiết diện theo AISC-LRFD cho khung thép
phẳng 2 nhịp 2 tầng
Kết quả kiểm tra trạng thái giới hạn về cường độ của tiết diện

Bảng 3.4

theo phường pháp AISC-LRFD và phương pháp thiết kế trực
tiếp

Bảng 3.5
Bảng 3.6

Bảng 3.7

Bảng tổng hợp nội lực cho hệ khung thép phẳng 2 nhịp 1 tầng
Kết quả kiểm tra tiết diện theo AISC-LRFD cho khung thép
phẳng 2 nhịp 1 tầng
Kết quả kiểm tra khi tăng tiết diện theo AISC-LRFD cho khung
thép phẳng 2 nhịp 1 tầng
Kết quả kiểm tra trạng thái giới hạn về cường độ của tiết diện

Bảng 3.8

theo phường pháp AISC-LRFD và phương pháp thiết kế trực
tiếp

Bảng 3.9
Bảng 3.10

Bảng 3.11

Bảng tổng hợp nội lực cho hệ khung thép phẳng 1 nhịp 2 tầng
Kết quả kiểm tra tiết diện theo AISC-LRFD cho khung thép
phẳng 1 nhịp 2 tầng
Kết quả kiểm tra khi tăng tiết diện theo AISC-LRFD cho khung

thép phẳng 1 nhịp 2 tầng
Kết quả kiểm tra trạng thái giới hạn về cường độ của tiết diện

Bảng 3.10 theo phường pháp AISC-LRFD và phương pháp thiết kế trực
tiếp


DANH MỤC HÌNH VẼ
Số hiệu hình vẽ

Tên hình vẽ

Hình 1.1

Tương quan giữa hệ kết cấu và cấu kiện

Hình 1.2

Sơ đồ phân tích trực tiếp, không trực tiếp

Hình 1.3

Các mức độ phân tích

Hình 1.4

Phần tử hữu hạn thanh đối xứng

Hình 1.5

Hệ tọa độ tổng thể

Hình 1.6a,b

Cấu kiện chịu tải đúng tâm, uốn

Hình 1.7

Các hàm dạng của phân tử thanh chịu uốn

Hình 1.8a,b,c

Biến dạng hữu hạn của phân tử phẳng

Hình 1.9a,b,c,d

Các yêu tố của lý thuyết dẻo

Hình 1.10a,b

Sự hình thành khớp dẻo

Hình 1.11

Phân tích đàn dẻo bậc nhất

Hình 1.12a,b,c

Phân tố dẻo tập trung (khớp dẻo)

Hình 1.13a,b,c

Mặt dẻo, sự gia tăng lực và biến dạng

Hình 2.1

Hiệu ứng P- và P- trong cấu kiện nén – uốn

Hình 2.2a

Hình 2.2b

Biểu đồ cùng để xác định hệ số K cho khung không có
chuyển vị ngang (khung giằng)
Biểu đồ dùng để xác định hệ số K cho khung có chuyển
vị ngang

Hình 2.3

Đường cong tương tác theo công thức AISC

Hình 2.4

Sơ đồ khối biểu diễn quy trình thiết kế trực tiếp

Hình 3.1

Khung thép phẳng 2 nhịp 2 tầng

Hình 3.2

Sơ đồ tính khung thép phẳng 2 nhịp 2 tầng

Hình 3.2a,b

Sơ đồ phân tích khung thép phẳng 2 nhịp 2 tầng có


Số hiệu hình vẽ

Tên hình vẽ
giằng và không giằng

Hình 3.3

Sơ đồ tính Mastan 2 của khung có giằng

Hình 3.3a,b

Biểu đồ mô men và lực dọc của khung có giằng

Hình 3.4

Sơ đồ tính Mastan 2 của khung không giằng

Hình 3.4a,b

Biểu đồ mô men và lực dọc của khung không giằng

Hình 3.5

Mô hình khung phẳng bằng Mastan 2

Hình 3.6

Kết quả phân tích phi đàn hồi bậc 2 điều kiện cường độ

Hình 3.7

Hình 3.8
Hình 3.9
Hình 3.10

Hình 3.11
Hình 3.12
Hình 3.12a,b

Kết quả phân tích phi đàn hồi bậc 2 kiểm tra điều kiện
sử dụng bình thường
Kết quả phân tích phi đàn hồi bậc 2 theo điều kiện sử
dụng bình thường
Kết quả phân tích phi đàn hồi bậc 2 điều kiện cường độ
Sơ đồ thay đổi tiết diện bằng thiết kế trực tiếp khung
thép phẳng 2 nhịp 2 tầng
Kết quả so sánh hai phương pháp của khung thép
phẳng 2 nhịp 2 tầng
Khung thép phẳng 2 nhịp 1 tầng
Sơ đồ phân tích khung thép phẳng 2 nhịp 1 tầng có
giằng và không giằng

Hình 3.13

Sơ đồ tính Mastan 2 của khung có giằng

Hình 3.13a,b

Biểu đồ mô men và lực dọc của khung có giằng

Hình 3.14

Sơ đồ tính Mastan 2 của khung không giằng

Hình 3.14a,b

Biểu đồ mô men và lực dọc của khung không giằng

Hình 3.15

Mô hình khung phẳng bằng Mastan 2

Hình 3.16

Kết quả phân tích phi đàn hồi bậc 2 điều kiện cường độ


Số hiệu hình vẽ
Hình 3.17

Hình 3.18

Hình 3.19
Hình 3.20
Hình 3.20a,b

Tên hình vẽ
Kết quả phân tích phi đàn hồi bậc 2 kiểm tra điều kiện
sử dụng bình thường
Kết quả phân tích phi đàn hồi bậc 2 theo điều kiện sử
dụng bình thường
Kết quả so sánh hai phương pháp của khung thép
phẳng 2 nhịp 1 tầng
Khung thép phẳng 1 nhịp 1 tầng
Sơ đồ phân tích khung thép phẳng 1 nhịp 1 tầng có
giằng và không giằng

Hình 3.21

Sơ đồ tính Mastan 2 của khung có giằng

Hình 3.21a,b

Biểu đồ mô men và lực dọc của khung có giằng

Hình 3.22

Sơ đồ tính Mastan 2 của khung không giằng

Hình 3.22a,b

Biểu đồ mô men và lực dọc của khung không giằng

Hình 3.23

Mô hình khung phẳng bằng Mastan 2

Hình 3.24

Kết quả phân tích phi đàn hồi bậc 2 điều kiện cường độ

Hình 3.25

Hình 3.26

Hình 3.27

Kết quả phân tích phi đàn hồi bậc 2 kiểm tra điều kiện
sử dụng bình thường
Kết quả phân tích phi đàn hồi bậc 2 theo điều kiện sử
dụng bình thường
Kết quả so sánh hai phương pháp của khung thép
phẳng 1 nhịp 1 tầng


1

MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài
Như đã biết, vật liệu thép là vật liệu có tính đàn hồi - dẻo rõ rệt và nhiều
mô hình gần đúng biến dạng đàn hồi dẻo của chúng như: đàn hồi dẻo lý

tưởng, đàn hồi dẻo song tuyến, đàn hồi dẻo đa tuyến tính, đàn hồi dẻo
Ramberg – Osgood … chính vì vậy kết cấu thép có rất nhiều ưu điểm như:
khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao, cường độ lớn, tiết diện nhỏ, trọng lượng
nhỏ, vì tiết diện của kết cấu thép nhỏ, tạo được nhịp lớn. Nên việc thiết kế
khung thép là rất quan trong và được thực hiện bởi các bước sau:
Bước một: dùng phân tích đàn hồi tuyến tính và nguyên lý cộng tác dụng
để xác định các kết quả cần thiết như nội lực, chuyển vị của các tổ hợp tải
nguy hiểm có thể tác động vào hệ kết cấu;
Bước hai: khả năng chịu lực của từng cấu kiện được kiểm tra riêng lẻ
theo điều kiện cường độ bằng các công thức quy định trong các tiêu chuẩn có
xét đến tác động của các yếu tố phi tuyến vật liệu, hình học liên quan đến độ
bền, ổn định một cách không tường minh; kiểm tra điều kiện sử dụng bình
thường (độ võng, độ lệch, chiều rộng vết nứt).
Tuy nhiên phương pháp thiết kế truyền thống vẫn chưa thể hiện rõ quan
hệ giữa tải trọng và chuyển vị, chưa xem xét đầy đủ ứng xử của kết cấu ở mức
độ toàn hệ. Trong thiết kế hiện đại, việc dự đoán dạng phá hủy và tải trọng
cực hạn của khung thép là một điều cần thiết để có thể đảm bảo độ tin cậy của
đồ án thiết kế. Để giải quyết vấn đề này cần phải giải các bài toán phức tạp,
có khối lượng tính toán lớn gây nhiều khó khăn cho các kỹ sư.
Dựa trên nhu cầu về ứng xử thật sự của khung thép dưới tác động của tải
trọng để có những phương án thiết kế tối ưu, Tôi chọn đề “Tính toán thiết kế
khung thép bằng phương pháp phân tích trực tiếp theo quy phạm Mỹ
AISC:2010”.


2

Mục đích nghiên cứu
Mục đích của luận văn trước tiên là tổng hợp các lý thuyêt cơ bản về tính
toán thiết kế phân tích kết cấu khung thép.

Tiến hành nghiên cứu các phần mềm, chương trình phân tích kết cấu và
quy trình thiết kế trực tiếp dùng phân tích phi tuyến và ứng dụng phương
pháp thiết kế trực tiếp để thiết kế kết cấu khung thép trên cơ sở so sánh kết
quả phân tích với các kết quả thiết kế theo tiêu chuẩn AISC-LRFD.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Xem xét kết cấu khung thép cho trường hợp khung phẳng và được giằng
đầy đủ theo phương ngoài mặt phẳng (các dầm được cung cấp đủ gối tựa
ngang) để ứng suất trong cấu kiện đạt tới giới hạn chảy.
Tiết diện cấu kiện thép dạng I cánh rộng.
Liên kết giữa các thanh là liên kết cứng.
Tải trọng tác dụng gồm tải trọng tĩnh.
Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng chương trình phân tích MASTAN2, đây là một
chương trình phân tích kết cấu bằng phương pháp khớp dẻo được phát triển
bởi giáo sư Ronald D. Ziemian – Đại học Bucknell và giáo sư William
McGuire – Đại học Cornell Hoa Kỳ. Chương trình được viết trên nền Matlab,
cung cấp cho người dùng giao diện thân thiện, có khả năng mô hình hóa các
kết cấu phẳng chịu tải trọng tĩnh, khả năng phân tích tuyến tính và phi tuyến
cũng như hiển thị các kết quả phân tích.
MASTAN2 là chương trình phân tích dành cho mục đích giáo dục,
không thu phí sử dụng và ngày càng được nhiều sinh viên trên khắp thế giới
sử dụng để phân tích các bài toán kết cấu.


3

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Tính toán khả năng chịu lực của hệ kết cấu thép, đánh giá so sánh kết
quả của phương pháp phân tích trực tiếp, chỉ ra hạn chế trong phương pháp sử
dụng chiều dài tính toán.

THÔNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui
lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện
– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội.
Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội.
Email:

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN


92

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận
A. Phương pháp thiết kế khung thép theo phương pháp chiều dài tính toán
AISC-LRFD có những hạn chế:
1. Xác định hệ số chiều dài tính toán khá phức tạp, khối lượng tính toán
cho từng cấu kiện lớn.
2. Tính toán tách rời từng cấu kiện để kiểm tra cường độ theo các
phương trình tương tác chưa thể hiện được tác động lẫn nhau giữa các cấu
kiện trong toàn hệ.
3. Không dự đoán được dạng phá huỷ của cả hệ kết cấu do hạn chế của
công thức tương tác LRFD.
4. Phương pháp này khó khăn khi chuyển thể lập trình thành phần mềm
tính toán.
B. Phương pháp thiết kế khung thép có xét đến sự làm việc của cả hệ có kể

đến các ảnh hưởng bậc hai và các yếu tố phi đàn hồi - phương pháp phân tích
trực tiếp có thể giải quyết được các hạn chế trên:
1. Không sử dụng hệ số chiều dài tính toán vì tác động của sự sai lệch
hình học được kể đến bằng phương pháp tải trọng ngang thay thế, ảnh hưởng
của ứng suất dư được kể đến nhờ phương pháp khớp dẻo tinh chỉnh và tác
động phi tuyến hình học đã được kể đến trực tiếp trong phân tích;
2. Tính toán cấu kiện trong tổng thể cả hệ kết cấu, trong phân tích sử
dụng phân tích phi tuyến kể đến các ảnh hưởng bậc hai và những yếu tố phi
đàn hồi làm sự giảm độ cứng của cấu kiện khi chịu tải, thể hiện được sự phân
bố lại nội lực và sự hình thành khớp dẻo.
Một số ưu điểm khác của phương pháp trên: Không cần phân loại khung, thiết
kế an toàn và kinh tế hơn, có khả năng ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn: thiết
kế kết cấu chịu động đất, chịu lửa, biến dạng lớn…


93

Kiến nghị
Phương pháp thiết kế trực tiếp có những ưu điểm rõ ràng như nêu trên,
việc áp dụng phương pháp trực tiếp vào tính toán liên quan đến khối lượng
tính toán đồ sộ, phải xây dựng các phần mềm tính toán mạnh, phức tạp. Việc
sản xuất các phần mềm có chất lượng, tin cậy đòi hỏi mức đầu tư lớn, nên có
lộ trình đầu tư để phát triển việc tính toán theo phương pháp này.


TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt
[1]

Phạm Văn Hội, Nguyễn Quang Viên, Phạm Văn Tư, Lưu Văn Tường

(2006), Kết cấu thép – Cấu kiện cơ bản, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội.
[2]

GS.TS, Đoàn Định Kiến (2012), Thiết kế kết cấu thép (theo quy

phạm Hoa Kỳ AISC/ASD), NXB Xây Dựng, Hà Nội.
[3]

Đoàn Đình Kiến, Nguyễn Song Hà, Thiết kế kết cấu theo quy phạm

Hoa kỳ AISC 2005, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật.
[4]

Ths. Trần Thị Thôn, Thiết kế nhà thép tiền chế (theo Quy phạm Hoa

Kỳ AISC-2005/ASD và LRFD), NXB Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.
Tiếng Anh
[5]

AISC (2005), ANSI/AISC 360-05 Specification for Structural Steel

Buildings, American Institute of Steel Construction, Chicago, IL.
[6]

AISC (2010), ANSI/AISC 360-10 Specification for Structural Steel

Buildings, American Institute of Steel Construction, Chicago, IL.
[7]

Chen W.F and Lui E.M. Structural Stability: Theory and

Implementation, Upper Saddle River, New Jersey: Prentice-Hall, Inc, 1987.
[8]

Donald W.White, E.A. “Stability Analysis and Design of Steel

Building Frames Using the 2005 AISC Specification”, Steel Structures, vol, 6,
pp. 71-91, 2006.
[9]

Kim S.E, Chen W.F. “Design guide for steel frames using advanced

analysis program”, Engineering Structures 21 pp.352–36, 1999.
[10]

McGuire W. Gallagher, R. H, and Ziemian R.D. (2000) Matrix

Structural Analysis, 2nd Ed,, John Wiley, New York.
[11]

Nair R. S. “Stability Analysis and the 2005 AISC Specification”,

Modern Steel Construction, May 2007.


[12]

Surovek- Maleck, Guidelines for the use of direct second-order

inelastic analysis in steel frame design, Report of the Special Project
Committee on Advanced Analysis, Technical Committee on Compression and
Flexural Members of the Structural Engineering Institute of ASCE.
[13]

Surovek-Maleck,A.E,

Approaches for

and

Elastic Analysis

White
and

D.W

Design

of

(2004),“Alternative
Steel

Frames,

I:

Overview”, Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol, 130, No, 8,
August, pp, 1186-1196.
[14]

Surovek, A.E, and Ziemian R.D, (2005), “The Direct Analysis

Method:
Bridging the Gap from Linear Elastic Analysis to Advanced Analysis in
Steel Frame Design”, Proceedings of the 2005
Structures Congress and Exposition, Metropolis and Beyond, New York, p
1197-1210.
[15]

Ziemian, (ed,) (2010). Guide to Stability Design Criteria for

Metal Structures, 6th Edition, Structural Stability Research Council, Wiley,
1078 pp.
[16]

Ziemian R.D, McGuire W. A method for incorporating live load

reduction provisions in frame analysis. Engrg J AISC(1992);29(1):1-3.