Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử mất ổn định xoắn ngang của dầm thép có khiếm khuyết hình học ban đầu
Email:
phe.phamvan@utc.edu.vn
Từ khóa:
Mất ổn định xoắn ngang, nghiên cứu thực nghiệm, khiếm khuyết hình học ban đầu
Tóm tắt
Mất ổn định xoắn ngang là một dạng mất ổn định quan trọng của dầm thép chữ I chịu uốn, trong đó các khiếm khuyết hình học ban đầu có thể ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng và sức kháng của cấu kiện. Tuy nhiên, các dữ liệu thực nghiệm về ảnh hưởng của các sai lệch hình học này đến ứng xử mất ổn định của dầm thép vẫn còn hạn chế. Nghiên cứu này trình bày kết quả thí nghiệm nhằm làm rõ ảnh hưởng của khiếm khuyết hình học ban đầu đến ứng xử mất ổn định xoắn ngang của dầm thép chữ I cán nóng chịu uốn bốn điểm. Ba dầm có tiết diện đối xứng kép được thí nghiệm; độ cong vênh ban đầu của dầm được đo trước khi thí nghiệm và được xét trong quá trình phân tích kết quả. Quan hệ tải trọng – chuyển vị, sự phát triển chuyển vị ngang kết hợp xoắn tại giữa nhịp và tải trọng mất ổn định của dầm có khiếm khuyết hình học ban đầu được xác định và đánh giá. Kết quả thực nghiệm cho thấy sự khác biệt về dạng phân bố và biên độ của khiếm khuyết hình học ban đầu làm thay đổi đáng kể quá trình phát triển chuyển vị ngang kết hợp với xoắn, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống mất ổn định xoắn ngang của các mẫu dầm được khảo sát. Cơ sở dữ liệu thực nghiệm thu được từ nghiên cứu có thể được sử dụng để hiệu chỉnh và kiểm chứng các mô hình phân tích phần tử hữu hạn, đồng thời hỗ trợ nâng cao độ tin cậy trong dự báo khả năng chịu mất ổn định xoắn ngang của dầm thép có xét đến ảnh hưởng của các khiếm khuyết hình học ban đầuTài liệu tham khảo
[1]. G. Xiong, J. Shi, Y. Wang, J. Yu, Experimental and numerical studies on lateral torsional buckling of welded Q460GJ structural steel beams, Engineering Structures, 126 (2016) 1–14. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2016.07.050
[2]. T. Tankova, F. Rodrigues, C. Leitão, C. Martins, L.S.D. Silva, Lateral-torsional buckling of high strength steel beams: Experimental resistance, Thin-Walled Structures, 164 (2021) 107913. https://doi.org/10.1016/j.tws.2021.107913
[3]. T. Le, M.A. Bradford, X. Liu, H.R. Valipour, Buckling of welded high-strength steel I-beams, Journal of Constructional Steel Research, 168 (2020) 105938. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2020.105938
[4]. N. Boissonnade, H. Somja, Influence of imperfections in FEM modeling of lateral torsional buckling, Proceedings of the Annual Stability Conference, Structural Stability Research Council (SSRC), 2012, pp. 1–15.
[5]. C. Couto, P. Vila Real, Numerical investigation on the influence of imperfections in the lateral-torsional buckling of beams with slender I-shaped welded sections, Thin-Walled Structures, 145 (2019) 106429. https://doi.org/10.1016/j.tws.2019.106429
[6]. J. Valeš, T.C. Stan, FEM modelling of lateral-torsional buckling using shell and solid elements, Procedia Engineering, 190 (2017) 464–471. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.365
[7]. M.I. Kabir, A.K. Bhowmick, Lateral torsional buckling of welded wide flange beams under constant moment, Proceedings of the Annual Stability Conference, Structural Stability Research Council (SSRC), Orlando, FL, USA, 2016. https://doi.org/10.1139/cjce-2017-0499
[8]. M.A. Bradford, X. Liu, Flexural-torsional buckling of high-strength steel beams, Journal of Constructional Steel Research, 124 (2016) 122–131. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.05.009
[9]. A. Bachiri, A. Boussouar, A. Kabouche, M.F. Suleiman, Numerical study on lateral torsional buckling of high strength welded I-section beam, Proceedings of the 1st Arab Conference on Mechanical Engineering, Biskra, Algeria, 2017.
[10]. P.V. Phe, N.X. Huy, Moment resistances of wide flange beams with initial imperfection and residual stresses, Journal of Materials and Engineering Structures, 7 (2020) 651–658.
[11]. P.V. Phe, Enhancement of moment resistance of steel beams with initial imperfections and residual stresses by using stiffeners and GFRP plates, Journal of Materials and Engineering Structures, 7 (2020) 659–667.
[12]. American Institute of Steel Construction (AISC), Specification for Structural Steel Buildings, AISC 360-16, Chicago, IL, USA, 2016.
[13]. CEN, EN 1993-1-1: Eurocode 3 – Design of steel structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings, European Committee for Standardization, Brussels, 2005.
[14]. Standards Australia, AS 4100–1998 (R2016): Steel structures, Sydney, Australia, 2016.
[15]. Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN 7571-15:2019 – Thép hình cán nóng – Phần 15: Thép chữ I, Hà Nội, Việt Nam, 2019.
[16]. Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN 197-1:2014 – Vật liệu kim loại – Thử kéo – Phần 1: Phương pháp thử ở nhiệt độ phòng, Hà Nội, Việt Nam, 2014.
[2]. T. Tankova, F. Rodrigues, C. Leitão, C. Martins, L.S.D. Silva, Lateral-torsional buckling of high strength steel beams: Experimental resistance, Thin-Walled Structures, 164 (2021) 107913. https://doi.org/10.1016/j.tws.2021.107913
[3]. T. Le, M.A. Bradford, X. Liu, H.R. Valipour, Buckling of welded high-strength steel I-beams, Journal of Constructional Steel Research, 168 (2020) 105938. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2020.105938
[4]. N. Boissonnade, H. Somja, Influence of imperfections in FEM modeling of lateral torsional buckling, Proceedings of the Annual Stability Conference, Structural Stability Research Council (SSRC), 2012, pp. 1–15.
[5]. C. Couto, P. Vila Real, Numerical investigation on the influence of imperfections in the lateral-torsional buckling of beams with slender I-shaped welded sections, Thin-Walled Structures, 145 (2019) 106429. https://doi.org/10.1016/j.tws.2019.106429
[6]. J. Valeš, T.C. Stan, FEM modelling of lateral-torsional buckling using shell and solid elements, Procedia Engineering, 190 (2017) 464–471. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.365
[7]. M.I. Kabir, A.K. Bhowmick, Lateral torsional buckling of welded wide flange beams under constant moment, Proceedings of the Annual Stability Conference, Structural Stability Research Council (SSRC), Orlando, FL, USA, 2016. https://doi.org/10.1139/cjce-2017-0499
[8]. M.A. Bradford, X. Liu, Flexural-torsional buckling of high-strength steel beams, Journal of Constructional Steel Research, 124 (2016) 122–131. https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.05.009
[9]. A. Bachiri, A. Boussouar, A. Kabouche, M.F. Suleiman, Numerical study on lateral torsional buckling of high strength welded I-section beam, Proceedings of the 1st Arab Conference on Mechanical Engineering, Biskra, Algeria, 2017.
[10]. P.V. Phe, N.X. Huy, Moment resistances of wide flange beams with initial imperfection and residual stresses, Journal of Materials and Engineering Structures, 7 (2020) 651–658.
[11]. P.V. Phe, Enhancement of moment resistance of steel beams with initial imperfections and residual stresses by using stiffeners and GFRP plates, Journal of Materials and Engineering Structures, 7 (2020) 659–667.
[12]. American Institute of Steel Construction (AISC), Specification for Structural Steel Buildings, AISC 360-16, Chicago, IL, USA, 2016.
[13]. CEN, EN 1993-1-1: Eurocode 3 – Design of steel structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings, European Committee for Standardization, Brussels, 2005.
[14]. Standards Australia, AS 4100–1998 (R2016): Steel structures, Sydney, Australia, 2016.
[15]. Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN 7571-15:2019 – Thép hình cán nóng – Phần 15: Thép chữ I, Hà Nội, Việt Nam, 2019.
[16]. Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN 197-1:2014 – Vật liệu kim loại – Thử kéo – Phần 1: Phương pháp thử ở nhiệt độ phòng, Hà Nội, Việt Nam, 2014.
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
05/03/2026
Nhận bài sửa
12/06/2026
Chấp nhận đăng
12/06/2026
Xuất bản
15/06/2026
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Đoàn Tấn, T., Nguyễn Xuân, H., & Phạm Văn, P. (1781456400). Nghiên cứu thực nghiệm ứng xử mất ổn định xoắn ngang của dầm thép có khiếm khuyết hình học ban đầu. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 77(5), 687-699. https://doi.org/10.47869/tcsj.77.5.6
