TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU THÁP TRỤ - PHÂN TÍCH PHI TUYẾN HÌNH HỌC & VẬT LIỆU
Viết bởi Đặng Thị Phương Uyên – P. TK Xây dựng   
Thứ hai, 26 Tháng 11 2012 13:30

Trong hầu hết thực tiễn thiết kế kết cấu trụ thép truyền tải điện hiện nay tại Việt Nam đều thiết kế dựa vào phương pháp phân tích đàn hồi tuyến tính. Phân tích bậc một giả thiết rằng biến dạng tỷ lệ với lực tác dụng, và quan hệ giữa lực và chuyển vị ở bất cứ thời điểm nào cũng là một đường thẳng. Một điểm nổi bậc và thuận lợi của phương pháp này là sự phù hợp của nguyên lý cộng tác dụng trong những trường hợp khác nhau. Tuy nhiên cách phân tích này không cung cấp bất cứ công thức nào về sự ổn định và khả năng chịu lực thực tế của kết cấu. Người thiết kế phải dựa vào một số công thức tải trọng mất ổn định Euler để kiểm tra sự chịu nén dọc trục của kết cấu và khống chế sự làm việc của tất cả các thanh bởi chiều dài hữu hiệu bằng hệ số uốn dọc φ. Ngoài ra, độ cứng của một cấu kiện mảnh phụ thuộc vào ứng suất có trước (ứng suất dư) đã bị bỏ qua trong phân tích phi tuyến bậc một.

Do vậy trong hấu hết tất cả thiết kế hiện nay, việc phân tích theo công thức đàn hồi tuyến tính để xác định kết quả nội lực và chuyển vị và dùng các công thức thiết kế đơn giản để kể đến tác động phi tuyến vật liệu và hình học dưới dạng không tường minh. Mặc dù cách làm này tương đối đơn giản và đáp ứng được một phần nào đó về tiến trình công nghiệp hóa thực tiễn của Việt Nam hiện nay.

Phân tích phi tuyến hình học là phân tích có kể đến ảnh hưởng do sự biến đổi hình học và ứng suất khởi tạo trong cấu kiện. Phân tích phi tuyến hình học thường cần đến một thủ tục lặp theo cách gia tải từng bước do sự thay đổi hình học của kết cấu khi không được biết sự thành lập phương trình cân bằng và những quan hệ động học. Dạng hình học của các kết cấu ở bước tính toán trước được làm cơ sở cho sự việc thành lập phương trình cân bằng và quan hệ động học cho bước tính toán hiện tại. Có rất nhiều công thức tính toán và sự lặp đi lặp lại việc tính toán các ma trận độ cứng và vectơ tải phần tử, sau đó ghép nối vào ma trận độ cứng và vectơ tải tổng thể, giải hệ phương trình tuyến tính nhiều ẩn số tìm ra được kết quả khảo sát.

Khi làm việc thực tế toàn bộ tháp trụ thép truyền dẫn không làm việc một cách đứng yên như hệ ban đầu đã giải theo phương pháp đàn hồi mà bản thân trụ có sự dao động cộng với sự chuyển động do dây dẫn làm nên một chuyển vị l