TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM KHOA XÂY DỰNG CHUYÊN ĐỀ (PHỤC VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP) BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC TRÊN TIẾT DIỆN VUÔNG GÓC TRỤC DỌC CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT CHỊU KÉO/NÉN LỆCH TÂN XIÊN, ĐƯỢC BỐ TRÍ CÓT THÉP ĐỐI XỨNG GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : THS PHAN TÁ LỆ SINH VIÊN THỰC HIỆN : VÕ ANH VŨ HOÀN THÀNH: THÁNG 03 NĂM 2009 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 MỤC LỤC I ĐẶT VẤN ĐỀ II PHẠM VI CỦA CHUYÊN ĐỀ III TÍNH TOÁN CẤU KIỆN TỔNG QUÁT THEO 6.2.2E @ TCXDVN 356:2005 IV BIỂU ĐỒ TƢƠNG TÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN CHO VẬT LIỆU ĐỒNG CHẤT, ĐẲNG HƯỚNG VỚI CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP LỢI ÍCH CỦA VIỆC SỰ DỤNG BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CỘT BẰNG BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC HAI BÀI TOÁN CƠ BẢN 12 V MỘT SỐ HIỆU CHỈNH 17 BỀ RỘNG VÙNG NÉN TÍNH TOÁN 17 GIỚI HẠN BIẾN DẠNG TRONG CỐT THÉP 17 VI KIỂM TRA TÍNH HỢP LÝ CỦA KẾT QUẢ TÍNH 17 VII VẼ BIỂU ĐỒ TƢƠNG TÁC CHO CỘT 1000×1000mm CỦA CÔNG TRÌNH SPC 24 ĐỀ BÀI 24 KHAI BÁO SỐ LIỆU ĐẦU VÀO CHO CHƯƠNG TRÌNH 24 VẼ TOÀN BỘ MẶT TƯƠNG TÁC KHÔNG GIAN: 26 VẼ CÁC ĐƯỜNG CẮT NGANG BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC ĐI QUA CÁC ĐIỂM NỘI LỰC CHO TRƯỚC 29 CÁC THÀNH PHẦN CỦA CHƯƠNG TRÌNH 29 VIII TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC TRÊN TIẾT DIỆN VUÔNG GÓC TRỤC DỌC CẤU KIỆN CỦA CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT CHỊU NÉN/KÉO LỆCH TÂM XIÊN, ĐƯỢC BỐ TRÍ CỐT THÉP ĐỐI XỨNG I ĐẶT VẤN ĐỀ Đối với cấu kiện bê tông cốt thép chịu đồng thời lực dọc mô men theo hai phƣơng (nén/kéo lệch tâm xiên), toán phân tích đầy đủ theo trƣờng hợp chịu lực tổng quát thƣờng đƣợc xét đến tốn nhiều công sức tính toán Trong toán thiết kế, ta phải chuyển toán nén uốn hai phƣơng thành toán đơn giản Tiêu biểu cách quy đổi thành hai toán nén uốn phƣơng nén 1 1 tâm theo Bresler (ACI 318 & Commentary): , cách tính    Nu Nx Ny N0 hai toán nén uốn phƣơng “cộng” kết tính lại Thêm vào đó, khả chịu lực cấu kiện phụ thuộc vào độ lệch tâm tức phụ thuộc nội lực đặt vào Hay nói, mô men giới hạn, lực dọc tới hạn cấu kiện không số cụ thể mà phụ thuộc vào tỷ lệ nội lực đặt vào Một phƣơng pháp tốt để biểu diễn khả chịu lực cấu kiện dùng biểu đồ tƣơng tác không gian Mục đích chuyên đề tính toán khả chịu lực trục vuông góc trục dọc cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật chịu đồng thời lực dọc mô men hai phƣơng với cốt thép bố trí đối xứng Tính toán cụ thể dựa mục 6.2.2E TCXDVN 356:2005 Kết tính toán đƣợc biểu diễn thành mặt biểu đồ tƣơng tác không gian Để làm đƣợc tính toán trên, sinh viên tự viết chƣơng trình tính vẽ biểu đồ tƣơng tác (sử dụng Excel, AutoCad ngôn ngữ lập trình Visual Basic) II PHẠM VI CỦA CHUYÊN ĐỀ - Chỉ tính toán khả chịu lực trục dọc cấu kiện, không tính khả chịu lực tiết diện nghiêng Chỉ xét toán bố trí cốt thép đối xứng Giả thiết đƣờng giới hạn bề rộng vùng bê tông nén có phƣơng vuông góc với mô men ngoại lực Không xét toán cốt thép căng GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 III TÍNH TOÁN CẤU KIỆN TỔNG QUÁT THEO 6.2.2E @ TCXDVN 356:2005 Phƣơng trình cân bản: I h08 h03 h02 h01 Rb h05 h06 h07 h04 x A B I s3 As3 Rb Ab s8 As8 s4 As4 s1 As1 s2 As2 s7 As7 s6 As6 s5 As5 C I-I mặt phẳng song song với mặt phẳng tác dụng mô men uốn, mặt phẳng qua điểm đặt lực dọc hợp nội lực kéo, nén; A điểm đặt hợp lực cốt thép chịu nén bê tông vùng chịu nén; B điểm đặt hợp lực cốt thép chịu kéo; C điểm đặt ngoại lực Hai phƣơng trình cân lực tiết diện: M  RbSb   siSsi N  Rb Ab   si A si Do cốt thép đƣợc bố trí đối xứng nên dấu mô men không ý nghĩa Trong công thức trên: M – cấu kiện chịu uốn: hình chiếu mô men ngoại lực lên mặt phẳng vuông góc với đƣờng thẳng giới hạn vùng chịu nén tiết diện; – cấu kiện chịu nén kéo lệch tâm: mô men lực dọc N trục song song với đƣờng thẳng giới hạn vùng chịu nén qua: + trọng tâm tiết diện cốt thép dọc chịu kéo nhiều chịu nén cấu kiện chịu nén lệch tâm; + điểm thuộc vùng chịu nén, nằm cách xa đƣờng thẳng giới hạn vùng chịu nén cấu kiện chịu kéo lệch tâm; GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 Sb – mô men tĩnh diện tích tiết diện vùng bê tông chịu nén trục tƣơng ứng trục nêu Khi cấu kiện chịu uốn vị trí trục đƣợc lấy nhƣ trƣờng hợp cấu kiện chịu nén lệch tâm; Ssi – mô men tĩnh diện tích cốt thép dọc thứ i trục tƣơng ứng trục nói trên; si – ứng suất cốt thép dọc thứ i ; A si – diện tích tiết diện cốt thép dọc thứ i; Ứng suất cốt thép thứ i đƣợc xác định nhƣ sau: si  sc,u     1   i  1 1,1 Trong đó, i – chiều cao tƣơng đối vùng chịu nén bê tông, i  x h0i , h0i khoảng cách từ trục qua trọng tâm tiết diện cốt thứ i song song với đƣờng thẳng giới hạn vùng chịu nén đến điểm xa vùng chịu nén;  – đặc trƣng vùng chịu nén bê tông, xác định theo công thức:     0,008Rb  đƣợc lấy nhƣ sau 0,75 với bê tông nặng không chƣng áp Rb – tính MPa; Chỉ số i số thứ tự cốt thép xét Ứng suất si kèm theo dấu đƣợc tính toán cần tuân theo điều kiện sau: Trong trƣờng hợp Rsi  si  Rsci ; Ngoài ra, để xác định vị trí biên vùng chịu nén uốn xiên phải tuân theo điều kiện bổ sung song song mặt phẳng tác dụng mô men nội ngoại lực, nén kéo lệch tâm xiên phải tuân thủ thêm điều kiện: điểm đặt ngoại lực tác dụng dọc trục, hợp lực nén bê tông cốt thép chịu nén, hợp lực cốt thép chịu kéo (hoặc ngoại lực tác dụng dọc trục, hợp lực nén bê tông hợp lực toàn cốt thép) phải nằm đƣờng thẳng Trong phần tính toán mình, để đơn giản tính toán, sinh viên giả thiết đƣờng thẳng giới hạn vùng bê tông chịu nén vuông góc với mô men tác dụng nhƣ với vật liệu đồng chất, đẳng hƣớng GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 IV BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN CHO VẬT LIỆU ĐỒNG CHẤT, ĐẲNG HƢỚNG Kiểm tra khả chịu lực cho cấu kiện chịu nén uốn (ví dụ chịu cặp nội lực N Mx ), ta có công thức: N M k   F  Wx  n  x Đặt    ứng suất cho phép Trong ví dụ này, giả thiết vật liệu dẻo, khả chịu nén kéo nhau,  k   n    Ta có: 1  Mx N  1 F   Wx  1  M N  x 1 N Mx  Trong đó: - N Mx lần lƣợt lực dọc tác dụng lên cấu kiện; F Wx lần lƣợt diện tích mô men kháng uốn cấu kiện Mẫu số hai công thức vừa nêu số, N  F thể khả chịu nén tâm cấu kiện, Mx    Wx thể khả chịu uốn túy quanh trục x cấu kiện Thể tập hợp tất điểm Mx ,N thỏa mãn phƣơng trình khả chịu lực hệ trục tọa độ MxON ta có miền gạch chéo hình bên dƣới: N [N] Nén Mô men âm Mô men dƣơng dý õng -[Mx ] [Mx ] Mx -[N] Kéo GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 VỚI CẤU KIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP Bê tông cốt thép vật liệu không đồng chất, không đẳng hƣớng, khả chịu kéo bé nhiều khả chịu nén “Đƣờng tƣơng tác”có dạng nhƣ sau: N Mx Cũng nhƣ phần I, đƣờng tƣơng tác đƣợc hiểu quỹ tích điểm nội lực giới hạn cấu kiện Xét toán có thành phần nội lực: N,Mx ,My , ta thể khả chịu lực   cấu kiện hệ trục Mx ,My ,N Lúc này, biểu đồ tƣơng tác trở thành mặt cong không gian có dạng nhƣ sau: GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 N Mx Mxy LỢI ÍCH CỦA VIỆC SỰ DỤNG BIỂU ĐỒ TƢƠNG TÁC Với tiết diện ngang xác định (kích thƣớc, đặc trƣng vật liệu, cách bố trí cốt thép), biểu đồ tƣơng tác hoàn toàn xác định Một nội lực N,Mx ,My thể đồ thị tƣơng tác, nằm mặt tƣơng tác nội lực không phá hoại tiết diện, nằm phá hoại tiết diện Nhƣ vậy, lập đƣợc biểu đồ tƣơng tác ta kiểm tra số lƣợng lớn nội lực có đƣợc từ trƣờng hợp tải trọng tính toán mà tính toán nhiều Biểu đồ tƣơng tác đơn vị đƣợc dùng để thiết kế cấu kiện KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CỘT BẰNG BIỂU ĐỒ TƢƠNG TÁC Để xây dựng đƣợc biểu đồ tƣơng tác không gian, sinh viên thực bƣớc tính sau đây: - Bƣớc 0: đặt hệ trục XOY có gốc O đặt mép nén tiết diện, OX hƣớng theo cạnh C y , OY hƣớng theo cạnh C x GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 z' Y y' Mx Z N O x' My Cx Cy - - - - - X Bƣớc 1: Giả thiết phƣơng trình đƣờng giới hạn bê tông vùng nén: y  ax  b Bƣớc 2: Xác định diện tích vùng bê tông nén A b , xác định mô men tĩnh vùng bê tông nén trục G-G (trục qua trọng tâm tiết diện song song với đƣờng giới hạn bê tông vùng nén Sb Bƣớc 3: Xác định vị trí diện tích cốt thép tiết diện Xác định khoảng cách chúng đến trục U-U (trục qua thép chịu kéo nén song song với đƣờng thẳng giới hạn vùng nén), trục V-V (trục qua mép nén song song với đƣờng thẳng giới hạn vùng nén), trục GG Bƣớc 4: Xác định ứng suất cốt thép theo công thức 67 TCXDVN 356:2005 Xác định diện tích cốt thép mô men tĩnh diện tích với trục G-G Bƣớc 5: Xác định hợp lực ứng suất bê tông cốt thép với trọng tâm tiết diện ta đƣợc khả chịu lực cấu kiện ứng với vùng nén biết trƣớc Bƣớc 6: Thay đổi góc hợp đƣờng thẳng giới hạn bê tông vùng nén (thay đổi hệ số a phƣơng trình y  ax  b ) trục Ox, thay đổi khoảng cách từ mép nén trục giới hạn bê tông nén (thay đổi b) Ứng với phƣơng trình y  ax  b ta đƣợc khả chịu lực Ngh ,Mxgh ,Mygh Thể     điểm Ngh ,Mxgh,Mygh ta đƣợc mặt tƣơng tác Phần trình bày cụ thể phép tính bƣớc tính toán vừa nêu: a Bƣớc 1: Giả thiết đƣờng giới hạn bê tông vùng nén Với toán cốt thép đối xứng, phạm vi cần khảo sát:     a  tan 90o ;tan 180o   b   0,    Trong Sheet “Goc” file BC.xlsm, phạm vi thay đổi góc  đƣợc liệt kê tùy ý GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 Với toán đặt cốt thép đối xứng, cần xét vị trí mép nén Vị trí đƣờng giới hạn bê tông vùng nén thuộc dạng sau đây: TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 Căn tọa độ giao điểm đƣờng thẳng y  ax  b với cạnh tiết diện ta nhận định đƣờng trung hòa thuộc dạng số dạng liệt kê Tọa độ giao điểm lần lƣợt đƣợc tính: Canh (Cy) G4 (Cx) G3 Canh Canh (Cy) Y G2 Canh (Cx) -  b  Giao điểm với cạnh 1: G1  ;0   a  Giao điểm với cạnh 2: G2 Cy ;aCy  b  X G1   b  Cx  ;Cx  Giao điểm với cạnh 3: G3   a   Giao điểm với cạnh 4: G4  0;b  Phân biệt trƣờng hợp: - -   XG1   0,Cy  TH1:    YG4   0,Cx   YG2   0,Cx  TH2:   YG4   0,Cx  GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009  Cận dƣới b, cận b, bƣớc b tham số quy định biên di chuyển đƣờng trung hoà độ mịn di chuyển “b” hệ số phƣơng trình ax  b đƣờng trung hoà  Phần bên dƣới sheet “TongQuat” tổng hợp kết tính toán ứng suất cốt thép bê tông ứng với vị trí trục trung hoà khác  Trong sheet “TongQuat” có hai nút (button):   Nút Analyze: Chƣơng trình tính toán toạ độ điểm đƣờng cắt biểu đồ tƣơng tác qua điểm nội lực cho sheet Nút Diagram: Vẽ biểu đồ vừa tính bƣớc Analysis Biểu đồ đƣợc vẽ sheet “Interaction Diagram” VẼ TOÀN BỘ MẶT TƢƠNG TÁC KHÔNG GIAN: Để vẽ đƣợc “mặt” tƣơng tác, sinh viên vẽ nhiều đƣờng cắt tƣơng tác gần để đem lại hình dung mặt tƣơng tác thực - Vào sheet “Goc”, nhập vào ô màu vàng cam (Input cells) “Góc” đƣợc quy ƣớc góc hợp đƣờng trung hoà trục Ox Chiều dƣơng đƣợc quy ƣớc chiều lƣợng giác GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 26 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 Vì cần giải toán đối xứng nên trục trung hoà đƣợc cho xoay góc 90o đủ Trong trình giải có dùng phép tính lƣợng giác “tan” nên góc 90o làm chƣơng trình bị lỗi Do đó, cần vẽ đƣờng tƣơng tác này, ta vẽ góc gần 90o nhƣ 92 o 95o Ta cần nhập góc bé (cận dƣới), góc lớn (cận trên) hiệu lần xoay kề (bƣớc) ô sheet Sau đó, dùng thao tác drag & drop để hoàn thành góc mà đƣờng cắt qua mặt tƣơng tác đƣợc thể Cũng tự điền vào - Sau khai báo đầy đủ, ta chọn nút “RUN” từ panel bên cạnh phải bảng tính Kết cho ta loạt đƣờng cắt qua biểu đồ tƣơng tác với góc nhập thể dƣới dạng biểu đồ (Chart) Excel GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 27 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 - Để chuyển biểu đồ sang “mặt” tƣơng tác để nhìn dƣới nhiều góc độ không gian (mô hình không gian):  Lƣu file vừa tạo (giả sử C:\C1000x1000.xlsm)  Mở chƣơng trình Auto cad Tải file ID.dvb cách: Vào Tools>Application Trong hộp thoại Load/Unload Applications, chọn đƣờng dẫn đến file ID.dvb ấn Load  Chạy macro “InteractionDiagram” cách chọn Tools>Macro>Macros định tên macro hộp thoại Macros Cung cấp đƣờng dẫn đến file Excel có toạ độ điểm thuộc mặt tƣơng tác (ví dụ C:\C1000x1000.xlsm) Chƣơng trình lấy liệu từ file Excel vừa đƣợc định để vẽ biểu đồ tƣơng tác không gian dƣới dạng lƣới đoạn thẳng nối điểm tính lại với  Cũng dùng Macro “InternalForce” để vẽ điểm nội lực vào không gian biểu đồ tƣơng tác để xem cột có đủ khả chịu lực không Việc đƣợc thực tƣơng tự nhƣ bƣớc GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 28 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 VẼ CÁC ĐƢỜNG CẮT NGANG BIỂU ĐỒ TƢƠNG TÁC ĐI QUA CÁC ĐIỂM NỘI LỰC CHO TRƢỚC Nếu việc vẽ toàn mặt tƣơng tác cho ta hình dung làm việc không gian cột vẽ mặt cắt qua điểm nội lực cho ta thấy cụ thể nội lực có vƣợt khả chịu lực cột hay không - Để thực hiện, ta vào sheet “NoiLuc” Nhập tất trƣờng hợp nội lực vào ô vàng cam (Lƣu ý quy ƣớc chiều thành phần nội lực) Sau nhập xong, chọn Run Kết cho ta biểu đồ Excel đƣờng rời rạc không gian AutoCad nhƣ mục Nhƣng lần này, điểm nội lực đƣợc thấy rõ nằm hay biểu đồ CÁC THÀNH PHẦN CỦA CHƢƠNG TRÌNH Bảng tính Excel gồm sheet chƣơng trình viết ngôn ngữ lập trình Visual Basic - Sheet “TongQuat”:  Khai báo kích thƣớc tiết diện cấu kiện, vật liệu nội lực tính toán (chỉ cần thiết trƣờng hợp tính cho nội lực)  Khai báo phạm vi biến thiên b  Tính toán lƣợng tăng mô men uốn dọc lệch tâm ngẫu nhiên  Tổng hợp kết tính RbSb , Rb Ab ,  iSsi ,  iasi , tính Ngh Mgh GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 29 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 30 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 31 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 - Sheet “BeTongNen”:  Khai báo phƣơng trình đƣờng trung hòa, xác định dạng, xác định đặc trƣng hình học bê tông vùng nén  Có thể hiệu chỉnh bề rộng bê tông vùng nén với hệ số  (xem V.2 chuyên đề này) GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 32 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 33 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 34 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 - Sheet “UngSuatThep”:  Khai báo cho tự phát sinh tọa độ cốt thép  Xác định ứng suất cốt thép hiệu chỉnh GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 35 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 - Sheet “TongHop”:  Tập hợp giá trị Mgh ,Ngh   làm sở để vẽ biểu đồ sheet “InteractionDiagram” nhƣ để chuyển sang phần mềm AutoCad Sheet “InteractionDiagram”  Thể biểu đồ tƣơng tác (nhƣ minh hoạ phần trên) - Sheet “Goc”:  Khai báo góc cần phát sinh để vẽ đƣờng tƣơng tác ứng với góc (nhƣ minh hoạ phần trên) - Sheet “NoiLuc”:  Khai báo nội lực cần vẽ mặt cắt biểu đồ tƣơng tác qua để khảo sát (nhƣ minh hoạ phần trên) - Sheet “BangTra”:  Các số liệu tra bảng - Module “ToaDoCotThep”:  Xác định tọa độ cốt thép với toán bố trí cốt thép theo chu vi - Module “PhanTich” - GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 36 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009  Tính tập hợp khả chịu lực b thay đổi ứng với a cho trƣớc  Chuyển số liệu tính đƣợc sang sheet “TongHop” - Module “VeBieuDo”:  Đem số liệu từ sheet “TongHop” vẽ biểu đồ Excel - Module “HieuChinh”:  Hiệu chỉnh ứng suất cốt thép biến dạng vƣợt ngƣỡng cho phép - Module “PhatSinhGoc”:  Vẽ biểu đồ với góc cho trƣớc sheet “Goc” - Module “NoiLuc”:  Vẽ biểu đồ qua nội lực cho trƣớc sheet “NoiLuc” (Sinh viên không in đoạn mã (code) chƣơng trình Tất đƣợc để files thƣ mục chuyên đề: - ID.xlsm: tính toán khả chịu lực cột ứng với vị trí khác trục trung hòa, vẽ mặt cắt qua biểu đồ tƣơng tác - ID.dvb: vẽ biểu đồ tƣơng tác Autocad - IF.xlsm: khai báo điểm nội lực KẾT LUẬN: Theo kết tính toán khả chịu lực, với cách bố trí cốt thép nhƣ trên, cột công trình SPC hoàn toàn đủ khả chịu lực Cột CE1 Không có điểm nội lực nằm biểu đồ tƣơng tác Nội lực nhỏ so với khả chịu lực GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 37 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 Cột CE2 Không có điểm nội lực nằm biểu đồ tƣơng tác Nội lực nhỏ so với khả chịu lực Cột CE2 Không có điểm nội lực nằm biểu đồ tƣơng tác Nội lực nhỏ so với khả chịu lực GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 38 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 Cột CE5 Không có điểm nội lực nằm biểu đồ tƣơng tác Một số điểm nội lực có lực dọc bé (lệch tâm lớn) nằm gần mặt tƣơng tác Cột CE5 Không có điểm nội lực nằm biểu đồ tƣơng tác Một số điểm nội lực có lực dọc bé (lệch tâm lớn) nằm gần mặt tƣơng tác Mô hình không gian khó quan sát in giấy Để làm rõ cho kết tính toán mình, sinh viên lƣu tất file biểu đồ tƣơng tác folder ChuyenDe GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 39 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 VIII - TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép – GS Nguyễn Đình Cống – Nxb Xây dựng 2006 Reinforced concrete Mechanics and Design 3rd edition – James G.MacGregor GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 40 [...]... sử dụng vật liệu là 97,3% Kết quả tính bằng biểu đồ tƣơng tác cho thấy cột đủ khả năng chịu lực Tuy nhiên, biểu đồ tƣơng tác cho thấy điểm nội lực chƣa nằm sát biểu đồ tƣơng tác Điều đó cho thấy khả năng chịu lực của cột do sinh viên tính lớn hơn trong tài liệu đã dẫn d So sánh với kết quả tính bằng chƣơng trình tính của RCC (Reinforced Concrete Council) - Đề bài:  Cạnh Cx  Cạnh Cy  Cốt thép  Bê... TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 c So sánh với kết quả kiểm tra cột bằng công thức Bresler – trƣờng hợp lực uốn lớn Tham khảo Thí dụ 2 trang 172 “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” – GS Nguyễn Đình Cống Với đề bài nhƣ thí dụ 1, ta đƣợc mặt cắt biểu đồ tƣơng tác qua điểm (N=800kN,Mx=180kNm,My=238kNm) Kết luận trong tài liệu đã dẫn: - Cột đủ khả năng chịu lực; Mức độ... LUẬN: Những ví dụ so sánh trên cho ta nhận xét về kết quả tính: - Dạng biểu đồ tƣơng tác đúng; Giá trị tính đƣợc lớn so với các ví dụ mẫu Sai lệch lớn nhất khoảng chừng 10% Vậy, kết quả tính từ chƣơng trình là hợp lý, có thể đƣợc tin tƣởng Kết quả sử dụng chƣơng trình vẽ biểu đồ tƣơng tác để tính toán khả năng chịu lực cho thấy: Khả năng chịu lực của vách tính bằng biểu đồ tƣơng tác lớn rất nhiều so với... Với đề bài nhƣ trên, ta đƣợc biểu đồ tƣơng tác nhƣ hình dƣới đây (mặt cắt đi qua điểm (N=1200kN,Mx=120kNm,My=234kNm) Kết luận trong tài liệu đã dẫn: - Cột đủ khả năng chịu lực; Mức độ chênh lệch lớn (dƣ 23%) Kết quả tính bằng biểu đồ tƣơng tác phản ánh đƣợc cả hai ý trên trong tài liệu đã dẫn GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 19 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN... biên chịu mô men” Nguyên nhân do cách vẽ bằng biểu đồ tƣơng tác kể đến sự tham gia của toàn bộ bê tông vùng nén vào việc chịu lực của vật liệu GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 23 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 VII VẼ BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC CHO CỘT 1000×1000mm CỦA CÔNG TRÌNH SPC Phần này vừa để tính toán khả năng. .. TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 20 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 Biểu đồ tƣơng tác do sinh viên vẽ: Uốn quanh trục Y GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 21 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 Uốn quanh trục X Biểu đồ tƣơng tác vẽ bằng chƣơng trình của RCC:... Trong sheet “Goc”  Chỉ cho chƣơng trình chạy với góc 95o (uốn quanh trục y) Bƣớc 3: Khai thác kết quả GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 17 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 Biểu đồ tƣơng tác do sinh viên vẽ Biểu đồ tƣơng tác tại trang 163 tài liệu đã dẫn Kết quả trên cho thấy, trong trƣờng hợp này, kết quả do... VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 28 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 4 VẼ CÁC ĐƢỜNG CẮT NGANG BIỂU ĐỒ TƢƠNG TÁC ĐI QUA CÁC ĐIỂM NỘI LỰC CHO TRƢỚC Nếu việc vẽ toàn bộ mặt tƣơng tác cho ta hình dung về sự làm việc không gian của cột thì vẽ mặt cắt qua từng điểm nội lực sẽ cho ta thấy cụ thể nội lực đó có vƣợt quá khả năng chịu lực của cột hay không - Để... bảng tính Kết quả cho ta một loạt đƣờng cắt qua biểu đồ tƣơng tác với các góc đã nhập thể hiện dƣới dạng biểu đồ (Chart) trong Excel GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 27 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 - Để chuyển biểu đồ sang “mặt” tƣơng tác để nhìn dƣới nhiều góc độ không gian (mô hình không gian):  Lƣu... quả tính trong tài liệu, nhƣng sai số không lớn GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: SINH VIÊN: THS PHAN TÁ LỆ VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG 18 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 b So sánh với kết quả kiểm tra cột bằng công thức Bresler – trƣờng hợp lực nén lớn Tham khảo Thí dụ 1 trang 167 “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” – GS Nguyễn Đình Cống - Đề bài:  Cạnh ... VÕ ANH VŨ - MSSV: X042256 TRANG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 CHUYÊN ĐỀ KẾT CẤU KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC TRÊN TIẾT DIỆN VUÔNG GÓC TRỤC DỌC... tốt để biểu diễn khả chịu lực cấu kiện dùng biểu đồ tƣơng tác không gian Mục đích chuyên đề tính toán khả chịu lực trục vuông góc trục dọc cấu kiện bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật chịu đồng... KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2004 - 2009 IV BIỂU ĐỒ TƯƠNG TÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN CHO VẬT LIỆU ĐỒNG CHẤT, ĐẲNG HƢỚNG Kiểm tra khả chịu lực cho cấu kiện chịu nén uốn (ví dụ chịu cặp nội lực N