BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CÁC CẤU KIỆN BTCT THEO TCVN S K C 0 9 MÃ SỐ: T2011 - 80 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG & CƠ HỌC ỨNG DỤNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƢỜNG XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍ NH TOÁN CỐT THÉP CHO CÁC CẤU KIỆN BTCT THEO TCVN Mã số: T2011-80 Chủ nhiệm đề tài: KS Lê Phƣơng Bình TP HCM, Tháng 11/2011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG & CƠ HỌC ỨNG DỤNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƢỜNG XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍ NH TOÁN CỐT THÉP CHO CÁC CẤU KIỆN BTCT THEO TCVN Mã số: T2011-80 Chủ nhiệm đề tài: Ks Lê Phƣơng Bình Thành viên đề tài: Ths Trang Tấn Triển TP HCM, Tháng 11/2011 MỤC LỤC Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Tình hình nghiên cứu: 1.2.1.Nghiên cứu tác giả nuớc ngoài: 1.2.2.Nghiên cứu tác giả nuớc: 1.3 Đặt vấn đề 1.4 Mục tiêu đề tài Chƣơng THIẾT KẾ DẦM TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT 2.1 Tính toán dầm chịu uốn có tiết diện chữ nhật theo cường độ tiết diện thẳng góc 2.2.1 Bài toán cốt đơn 2.2.2 Bài toán cốt kép 2.2 Khả chịu uốn dầm có tiết diện chữ nhật theo cường độ tiết diện thẳng góc 2.2.1 Bài toán cốt đơn 2.3.2 Bài toán cốt kép 2.3 Tính toán theo cường độ tiết diện nghiêng dầm có tiết diện chữ nhật 2.3.1 Sự phá hoại theo tiết diện nghiêng 2.3.2 Khả chịu cắt bê tông 2.3.3 Điều kiện ứng suất nén bụng dầm 2.3.4 Tính toán theo cường độ tiết diện nghiêng theo lực cắt 2.3.5 Tính toán cốt đai không đặt cốt xiên Chƣơng THIẾT KẾ CỘT TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT 11 3.1 Tính toán cốt thép cho cột tiết diện chữ nhật nén lệch tâm phẳng 11 3.1.1 Tính toán cốt thép dọc 11 3.1.2 Thiết kế cốt thép đai cho cột 15 3.2 Tính toán cốt thép cho cột tiết diện chữ nhật nén lệch tâm xiên 15 3.1.1 Tính toán cốt thép dọc 15 3.1.2 Thiết kế cốt thép đai cho cột 18 3.3 Biểu đồ tương tác cho cột tiết diện chữ nhật 19 3.4 Kiểm tra khả chịu lực cho cột tiết diện chữ nhật nén lệch tâm phẳng biểu đồ tương tác 20 3.5 Kiểm tra khả chịu lực cho cột tiết diện chữ nhật nén lệch tâm xiên phưong pháp Boris Bresler 22 3.5.1 Trường hợp lực nén lớn 22 3.5.2 Trường hợp momen lớn 22 Chƣơng THIẾT KẾ VÁCH PHẲNG 24 4.1 Tính toán cốt thép cho vách phương pháp vùng biên chịu mômen 24 4.2 Biểu đồ tương tác cho vách phẳng 24 4.3 Kiểm tra khả chịu lực cho vách phương pháp biểu đồ tương tác 27 Chƣơng CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN 29 5.1 Giới thiệu chung 29 5.2 Sơ đồ thuật toán 29 5.3 Các chức chương trình 29 5.4 Một số giao diện chương trình 30 5.4.1 Thiết kế dầm 30 5.4.2 Kiểm tra dầm 31 5.4.3 Thiết kế kiểm tra cột 2D 31 5.4.4 Thiết kế kiểm tra cột 3D 32 5.4.5 Thiết kế kiểm tra vách phẳng 32 Chƣơng VÍ DỤ MINH HỌA 34 6.1 Thiết kế dầm tiết diện chữ nhật 34 6.2 Thiết kế cột tiết diện chữ nhật 35 6.3 Thiết kế cốt thép cho vách phẳng 37 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 PHỤ LỤC A 42 PHỤ LỤC B 44 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Rb : Cường độ chịu nén tính toán bê tông (Mpa) Rbt : Cường độ chịu kéo tính toán bê tông (Mpa) Rs : Cường độ chịu kéo tính toán cốt thép (Mpa) Rsc : Cường độ chịu nén tính toán cốt thép (Mpa) Rsw : Cường độ chịu cắt cốt thép làm cốt đai (Mpa) N : Lực dọc tính toán cấu kiện (kN) M : Mômen tính toán cấu kiện (kN.m) Q : Lực cắt tính toán cấu kiện (kN) Mx : Mômen tính toán cấu kiện uốn mặt phẳng trục x (kN.m) My : Mômen tính toán cấu kiện uốn mặt phẳng trục y (kN.m) b : Bề rộng tiết diện dầm (mm) h : Chiều cao tiết diện dầm (mm) Cx : Kích thước tiết diện cột theo phương trục x (mm) Cy : Kích thước tiết diện cột theo phương trục y (mm) Trang Chương CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Đất nước Việt Nam đà phát triển mạnh mẽ kinh tế xã hội tạo động lực cho tất lĩnh vực phát triển, đặc biệt bùng nổ mạnh mẽ lĩnh vực xây dựng Nhu cầu xây dựng nhà cao tầng siêu cao tầng ngày nhiều, khu đô thị lớn Hà Nội Thành Phố Hồ Chí Minh Nếu sử dụng giải pháp kết cấu bê tông cốt thép thông thường cho nhà cao tầng đòi hỏi kích thước cấu kiện lớn, nặng nề, giảm không gian sử dụng giảm tính thẩm mỹ cho công trình Để khắc phục nhược điểm giải pháp kết cấu thép – bê tông liên hợp, thép – bê tông cốt thép liên hợp sử dụng Giải pháp tích hợp ưu điểm lớn đặc trưng lý vật liệu thép bê tông để tạo kết cấu liên hợp có khả chịu lực độ tin cậy cao, đồng thời tăng cường khả chống cháy Bên cạnh đó, công trình sử dụng giải pháp kết cấu liên hợp đáp ứng công sử dụng cao, hiệu kinh tế đảm bảo tính thẩm mỹ Để đáp ứng nhu cầu xây dựng cao đòi hỏi lĩnh vực thiết kế phải có thay đổi cho phù hợp với phát triển xã hội Và thay đổi cần tiến hành cải thiện tốc độ thiết kế công trình thông qua chương trình tính toán đáng tin cậy tốc độ tính toán nhanh, hiệu Đánh giá điều kiện làm việc khả chịu lực cấu kiện xác hiệu Các phần mềm thiết kế kết cấu bê tông cốt thép bật ETABS, SAP,… Mang lại hiệu thiết kế cao Tuy nhiên phần mềm thường sử dụng tiêu chuẩn nước ACI, BS, EURO CODE,… để tính toán cốt thép cho cấu kiện bê tông cốt thép thường qui phạm không phù hợp sử dụng cho công trình Việt Nam Trang Chương Chính cần tiến hành xây dựng chương trình sử dụng tiêu chuẩn Việt Nam tính toán thiết kế cốt thép cho cấu kiện bê tông cốt thép phải có tính tự động hóa cao 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.2.1 Nghiên cứu tác giả nước ngoài: Cho đến chưa có nghiên cứu tác giả nước để tài xây dựng phần mềm tính toán cốt thép cho cấu kiện bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCXDVN) 2.2 Nghiên cứu tác giả nước: Các nghiên cứu lập bảng tính nhằm tính toán cốt thép cho cấu kiện bê tông cốt thép nước ta có số nghiên cứu, nhiên nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc lập bảng tính cho cấu kiện riêng lẻ, không lập giao diện Các nghiên cứu có chủ yếu dùng để tính toán cốt thép cho cấu kiện với khối lượng tính toán nhỏ, không kết nối với phần mềm ETABS để lấy liệu Dẫn đến tính toán mang tính chất thủ công, hiệu chưa cao 1.3 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày , thờ i kỳ phát triể n kinh tế xã hô ̣i thì nhu cầ u xây dựng các công triǹ h ngày nhiề u , đă ̣c biê ̣t là các công trin ̀ h cao tầ ng Trong tính toán thiết kế công trình nhà dân dụng nói chung công trình cao tầng nói riêng người thiết kế thường sử dụng phần mềm phần mềm ETABS, SAP, SAFE,…để mô hình tính toán Sau có giá trị nội lực dùng bảng tính nhỏ để tính toán thiết kế cốt thép theo TCVN, phần mềm nêu thiết kế cốt thép theo tiêu chuẩn Mỹ nước Châu Âu, tiêu chuẩn không thích hợp dùng để thiết kế công trình Việt Nam cho kết cốt thép lớn Còn bảng tính mang tính chất thủ công nên sử dụng nhiều thời gian công sức hiệu công việc lại không cao Chính việc xây dựng phần mềm tính toán thiết kế cốt thép cho cấu kiện BTCT liên kết với phần mềm ETABS thiết thực Trang Chương 1.4 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu đề tà i là xây dựng chương trình tính toán có thể kế t hơ ̣p với phầ n mề m ETABS để tự đô ̣ng hóa công tác tính toán thiế t kế cố t thép cho cấ u kiê ̣n BTCT theo TCVN nhằ m nâng cao hiê ̣u quả công tác thiế t kế Đánh giá khả chịu lực cấu kiện bê tông cốt thép cột 2D, cột 3D vách phẳng cách xác, khoa học thông qua biểu đồ tương tác Trang Chương CHƢƠNG THIẾT KẾ DẦM TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT 2.1 TÍNH TOÁN DẦM CHỊU UỐN CÓ TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT THEO CƢỜNG ĐỘ TRÊN TIẾT DIỆN THẲNG GÓC 2.1.1 Bài toán cốt đơn: a Sơ đồ ứng suất: Hình 2.1 Sơ đồ ứng suất cho dầm đặt cốt đơn Lấy trường hợp phá hoại thứ làm sở để tính toán Sơ đồ ứng suất dùng để tính toán tiết diện theo trạng thái giới hạn thứ lấy sau: ứng suất cốt thép chịu kéo As đạt đến cường độ chịu kéo tính toán Rs, ứng suất vùng bê tông chịu nén đạt đến cường độ chịu nén tính toán Rb sơ đồ ứng suất có dạng chữ nhật, bỏ qua khả chịu kéo bê tông b Các công thức tính toán : Các phương trình cân :  Rbbx  As R s  x    M gh  R b bx  h o -     Đặt   x suy ho   As R s   Rbbho  2  M  R b bh o 1-0.5    m Rbbh o Điều kiện hạn chế :   x   R   m   R   R 1  0.5 R  ho Trong công thức trên: m   1  0.5  Trang 64 Phụ lục B dktCx=16; elseif dktCx==5 dktCx=18; elseif dktCx==6 dktCx=20; elseif dktCx==7 dktCx=22; elseif dktCx==8 dktCx=25; elseif dktCx==9 dktCx=28; elseif dktCx==10 dktCx=30; elseif dktCx==11 dktCx=32; end dktCy=get(findobj('tag','dktCy'),'value'); if dktCy==1 dktCy=10; elseif dktCy==2 dktCy=12; elseif dktCy==3 dktCy=14; elseif dktCy==4 dktCy=16; elseif dktCy==5 dktCy=18; elseif dktCy==6 dktCy=20; elseif dktCy==7 dktCy=22; elseif dktCy==8 dktCy=25; elseif dktCy==9 dktCy=28; elseif dktCy==10 dktCy=30; elseif dktCy==11 dktCy=32; end a=a0+max(dktCx,dktCy)/2; % Chon phuong tinh toan if phuongtinh==1 Trang 65 Phụ lục B phuongtinh='Mxx'; [Mxx,Nxx,NMxx,tdx]=cotlechtamxien(Rb,Rs,Cx,Cy,a,L,sltCx,sltCy,dktCx,dktCy ,heso,phuongtinh); MM=Mxx; NN=Nxx; Ast=2*sltCx*3.14*dktCx^2/4+sltCy*3.14*dktCy^2/4; elseif phuongtinh==2 phuongtinh='Myy'; [Myy,Nyy,NMyy,tdy]=cotlechtamxien(Rb,Rs,Cx,Cy,a,L,sltCx,sltCy,dktCx,dktCy ,heso,phuongtinh); MM=Myy; NN=Nyy; Ast=sltCx*3.14*dktCx^2/4+2*sltCy*3.14*dktCy^2/4; end %% Kiem tra kha nang chiu luc cua cot 2D bo tri thep theo chu vi NM=[NN,MM] n1=M/N; for N_chay=0:0.00001*max(NN):max(NN) vt3=find(NM(:,1)>N_chay, 1); if isempty(vt3)~=1 Nb=NM(vt3(1),1); Mb=NM(vt3(1),2); Na=NM(vt3(1)-1,1); Ma=NM(vt3(1)-1,2); M_chay=Ma+(Mb-Ma)*(N_chay-Na)/(Nb-Na); n2=M_chay/N_chay; end if abs(n2-n1)/n1 0.5*Rb*Cx*Cy/1000 NM=[Nxx,Mxx]; tang_x=tan(Eta_x*e0_x); for N_chay_x=0:0.001*N0x:N0x vt3=find(NM(:,1)>N_chay_x, 1); if isempty(vt3)~=1 Nb=NM(vt3(1),1); Mb=NM(vt3(1),2); Na=NM(vt3(1)-1,1); Ma=NM(vt3(1)-1,2); M_chay_x=Ma+(Mb-Ma)*(N_chay_x-Na)/(Nb-Na); end Trang 69 Phụ lục B if abs(M_chay_x/N_chay_x-tang_x)N_chay_y, 1); if isempty(vt3)~=1 Nb=NM(vt3(1),1); Mb=NM(vt3(1),2); Na=NM(vt3(1)-1,1); Ma=NM(vt3(1)-1,2); M_chay_y=Ma+(Mb-Ma)*(N_chay_y-Na)/(Nb-Na); end if abs(M_chay_y/N_chay_y-tang_y)0.5*Rb*Cx*Cy/1000 M_xx=[0;M_chay_x;0]; N_xx=[N_chay_x;N_chay_x;0]; plot(M_xx,N_xx,' rs', 'MarkerFaceColor','g','MarkerSize',5,'color','r') text(M_chay_x/2,N_chay_x,'\leftarrow','HorizontalAlignment','left') text(M_chay_x/2,N_chay_x/2,'\uparrow','VerticalAlignment','Top') plot(-M_xx,N_xx,' rs', 'MarkerFaceColor','g','MarkerSize',5,'color','r') Trang 70 Phụ lục B text(-M_chay_x/2,N_chay_x,'\rightarrow','HorizontalAlignment','left') text(-M_chay_x/2,N_chay_x/2,'\uparrow','VerticalAlignment','Top') else M_xx=[0;M_x;M_x]; N_xx=[N;N;0]; plot(M_xx,N_xx,' rs', 'MarkerFaceColor','g','MarkerSize',5,'color','r') text(M_x/2,N,'\rightarrow','HorizontalAlignment','left') text(M_x,N/2,'\downarrow','HorizontalAlignment','left') plot(-M_xx,N_xx,' rs', 'MarkerFaceColor','g','MarkerSize',5,'color','r') text(-M_x/2,N,'\leftarrow','HorizontalAlignment','left') text(-M_x,N/2,'\downarrow','HorizontalAlignment','left') end grid on xlabel('M(kN.m)','FontSize',10,'color','b','FontWeight','bold') ylabel('N(kN))','FontSize',10,'color','b','FontWeight','bold') text(0,-max(Nxx)/5,'BIEU DO TUONG TAC THEO PHUONG X-X ','color','b','FontWeight','bold', 'HorizontalAlignment','center') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% set(gcf,'CurrentAxes',h3); hold on plot(Myy,Nyy,'.-') plot(-Myy,Nyy,'.-') if N>0.5*Rb*Cx*Cy/1000 M_yy=[0;M_chay_y;0]; N_yy=[N_chay_y;N_chay_y;0]; plot(M_yy,N_yy,' rs', 'MarkerFaceColor','g','MarkerSize',5,'color','r') text(M_chay_y/2,N_chay_y,'\leftarrow','HorizontalAlignment','left') text(M_chay_y/2,N_chay_y/2,'\uparrow','VerticalAlignment','Top') plot(-M_yy,N_yy,' rs', 'MarkerFaceColor','g','MarkerSize',5,'color','r') text(-M_chay_y/2,N_chay_y,'\rightarrow','HorizontalAlignment','left') text(-M_chay_y/2,N_chay_y/2,'\uparrow','VerticalAlignment','Top') else M_yy=[0;M_y;M_y]; N_yy=[N;N;0]; plot(M_yy,N_yy,' rs', 'MarkerFaceColor','g','MarkerSize',5,'color','r') text(M_y/2,N,'\rightarrow','HorizontalAlignment','left') text(M_y,N/2,'\downarrow','HorizontalAlignment','left') plot(-M_yy,N_yy,' rs', 'MarkerFaceColor','g','MarkerSize',5,'color','r') text(-M_y/2,N,'\leftarrow','HorizontalAlignment','left') Trang 71 Phụ lục B text(-M_y,N/2,'\downarrow','HorizontalAlignment','left') end grid on xlabel('M(kN.m)','FontSize',10,'color','b','FontWeight','bold') ylabel('N(kN))','FontSize',10,'color','b','FontWeight','bold') text(0,-max(Nxx)/5,'BIEU DO TUONG TAC THEO PHUONG Y-Y ','color','b','FontWeight','bold', 'HorizontalAlignment','center') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% set(gcf,'CurrentAxes',h1); hold on axis([-Cx/2-10 Cx/2+10 -Cy/2-10 Cy/2+10]) for i=1:Cx plot(tdx,(-Cy/2+a)*ones(size(tdx)),'o', 'MarkerSize',7,'MarkerFaceColor','k') plot(tdx,(Cy/2a)*ones(size(tdx)),'o','MarkerSize',7,'MarkerFaceColor','k') end for i=1:Cy plot((Cx/2+a)*ones(size(tdy)),tdy,'o','MarkerSize',7,'MarkerFaceColor','k') plot((Cx/2a)*ones(size(tdy)),tdy,'o','MarkerSize',7,'MarkerFaceColor','k') end rectangle('Position',[-Cx/2,-Cy/2,Cx,Cy],'linewidth',2.2) text(0,-Cy/2-0.15*Cy,strcat(' Cx= ',num2str(Cx)),'color','b','FontWeight','bold', 'HorizontalAlignment','center') text(-Cx/2-0.12*Cx,0,strcat(' Cy= ',num2str(Cy)),'color','b','FontWeight','bold','HorizontalAlignment','rig ht') text(0,Cy/2+0.1*Cy,0,'MAT CAT TIET DIEN COT','color','b','FontWeight','bold','HorizontalAlignment','center') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% set(gcf,'CurrentAxes',h4); hold on text(0,1,'THONG SO VAT LIEU VA TIET DIEN','color','b','FontWeight','bold', 'HorizontalAlignment','left') text(0.08,0.8,strcat('BE TONG : Rb = ',num2str(Rb),' Mpa'),'color','b', 'HorizontalAlignment','left') text(0.08,0.6,strcat('COT THEP : Rs = ',num2str(Rs),' Mpa'),'color','b', 'HorizontalAlignment','left') text(0.08,0.4,strcat('TIET DIEN : CxCy = ',num2str(Cx),'x',num2str(Cy),' mm'),'color','b', 'HorizontalAlignment', 'left') Trang 72 Phụ lục B text(0.08,0.2,strcat('CHIEU DAI COT : L = ',num2str(L),' mm'),'color','b', 'HorizontalAlignment','left') text(0.08,0,strcat(num2str(sltCy),'\phi',num2str(dktCy),'+',num2str((sltC x-2)*2),'\phi', num2str(dktCx),'+',num2str(sltCy),'\phi',num2str(dktCy)),'color','b', 'HorizontalAlignment','left') set(gcf,'CurrentAxes',h5); text(0.5,1.1,'BIEU DO TUONG TAC CUA COT NEN LECH TAM HAI PHUONG ','color','r','fontsize', 13,'FontWeight','bold', 'HorizontalAlignment','center') %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% THUYẾT MINH ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƢỜNG “XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍ NH TOÁ N CỐT THÉP CHO CÁC CẤU KIỆN BTCT THEO TCVN “ TÊN ĐỀ TÀI: MÃ SỐ: T2011-80 CẤP TRƢỜNG TRỌNG ĐIỂM: CẤP TRƢỜNG: LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU X LOẠI HÌNH NGHIÊN CỨU Tự nhiên Kỹ thuật Kinh tế; XH-NV Nông Lâm ATLĐ Giáo dục Y Dược Sở hữu trí tuệ X THỜI GIAN THỰC HIỆN Cơ Môi trường Ứng dụng Triển khai 12 tháng Từ tháng 12 năm 2010 đến tháng 12 năm 2011 CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI Tên quan: Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TPHCM Điện thoại: 08.38972093 E-mail: Địa chỉ: 01 Võ Văn Ngân – Thủ Đức – TPHCM CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Họ tên: Lê Phương Bình Học vị: Kỹ sư Chức danh khoa học: Năm sinh: 1985 Địa quan: 01 Võ Văn Ngân – Thủ Địa nhà riêng: 39 đường số 11 phường Linh Đức – TPHCM Trung Quận Thủ Đức, TPHCM Điện thoại quan: 08.38972093 Điện thoại nhà riêng : 0908520732 Di động: Fax: E-mail: binhlp@hcmute.edu.vn NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI TT Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn Nội dung nghiên cứu cụ thể giao Lê Phương Bình Bộ môn xây dựng - Khoa Xây Dựng Cơ Học Ứng Dụng Lĩnh vực chuyên môn: Xây dựng dân dụng công nghiệp Thiết lập công thức tính toán cốt thép khả chịu lực cho cấu kiện dầm, cột, vách phân tích theo sơ đồ khung phẳng khung không gian Xây dựng lưu đồ thuật toán Trang Tấn Triển Bộ môn Cơ Tin Kỹ Thuật Xây dựng giao diện phần mềm - Khoa Xây Dựng Cơ module tính toán Học Ứng Dụng thiết kế Lĩnh vực chuyên môn: Cơ Tin Kỹ Thuật Họ tên Chữ ký ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Tên đơn vị nước Nội dung phối hợp nghiên cứu Họ tên người đại diện đơn vị 10 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC 10.1 Ngoài nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài giới, liệt kê danh mục công trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan) Chưa có phần mềm thiết kế cốt thép cho cấu kiện BTCT theo TCVN 10.2 Trong nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Việt Nam, liệt kê danh mục công trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan) Nhìn chung Việt Nam tình hình nghiên cứu vấn đề chưa phổ biến Chủ yếu nghiên cứu đơn lẻ cá nhân làm công tác thiết kế công ty xây dựng Nổi bật việc nghiên cứu vấn đề phần mềm Thep2K tác giả Nguyễn Tiến Thu 10.3 Danh mục công trình công bố thuộc lĩnh vực đề tài chủ nhiệm thành viên tham gia nghiên cứu (họ tên tác giả; báo; ấn phẩm; yếu tố xuất bản) 11 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngày nay, thời kỳ phát triể n kinh tế xã hô ̣i thì nhu cầ u xây dựng các công triǹ h ngày nhiề u , đă ̣c biê ̣t là các công trình cao tầ ng Trong tính toán thiết kế công trình nhà dân dụng nói chung công trình cao tầng nói riêng người thiết kế thường sử dụng phần mềm phần mềm ETABS, SAP, SAFE,…để mô hình tính toán Sau có giá trị nội lực dùng bảng tính nhỏ để tính toán thiết kế cốt thép theo TCVN, phần mềm nêu thiết kế cốt thép theo tiêu chuẩn Mỹ nước Châu Âu, tiêu chuẩn không thích hợp dùng để thiết kế công trình Việt Nam cho kết cốt thép lớn Còn bảng tính mang tính chất thủ công nên sử dụng nhiều thời gian công sức hiệu công việc lại không cao Chính việc xây dựng phần mềm tính toán thiết kế cốt thép cho cấu kiện BTCT liên kết với phần mềm ETABS, SAP thiết thực 12 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Mục tiêu đề tài xây dựng chương trình tính toán kết hợp với phần mềm ETABS SAP để tự động hóa công tác tính toán thiết kế cốt thép cho cấu kiện BTCT theo TCVN nhằ m nâng cao hiê ̣u quả công tác thiế t kế 13 ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 13.1 Đối tượng nghiên cứu: Phần mềm tính toán thiết kế 13.2 Phạm vi nghiên cứu : Tính toán cốt thép cho cấu kiện dầm, cột, vách 14 CÁCH TIẾP CẬN, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14.1 Cách tiếp cận : Tiêu chuẩn thiết kế BTCT theo TCVN 14.2 Phương pháp nghiên cứu : 15 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN 15.1 Nội dung nghiên cứu (trình bày dạng đề cương nghiên cứu chi tiết) Nội dung nghiên cứu tập trung vào công việc cụ thể sau: - Thiết lập công thức tính toán cốt thép cho dầm, cột, vách phân tích theo sơ đồ khung phẳng - Thiết lập công thức tính toán cốt thép cho dầm, cột, vách phân tích theo sơ đồ khung không gian - Thiết lập công thức kiểm tra khả chịu lực cho dầm - Thiết lập công thức kiểm tra khả chịu lực cho cột, vách theo biểu đồ tương tác - Xây dựng lưu đồ tính toán thiết kế kiểm tra khả chịu lực cho cấu kiện - Xây dựng giao diện phần mềm tính toán - Tạo module dùng cho việc thiết kế tính toán cốt thép cho cấu kiện dầm, cột, vách làm việc theo sơ đồ khung phẳng khung không gian - Tạo module dùng để kiểm tra khả chịu lực cho cấu kiện dầm, cột, vách làm việc theo sơ đồ khung phẳng khung không gian - Hoàn chỉnh việc thuyết minh tính toán bảng liệu đầu cho hợp lý khoa học 15.2 Tiến độ thực : 12 tháng STT Các nội dung, công việc thực Thiết lập công thức tính toán cốt thép cho dầm, cột, vách phân tích theo sơ đồ khung phẳng Sản phẩm Thời gian (bắt đầu-kết thúc) Người thực Công thức tính toán 01/2011 đến 02/2011 L.P.Bình Thiết lập công thức tính toán cốt thép cho dầm, cột, vách phân tích theo sơ đồ khung không gian Công thức tính toán 02/2011 đến 03/2011 L.P.Bình Thiết lập công thức kiểm tra khả chịu lực cho dầm Công thức tính toán 03/2011 đến 04/2011 L.P.Bình Thiết lập công thức kiểm tra khả chịu lực cho cột, vách theo biểu đồ tương tác Công thức tính toán 04/2011 đến 05/2011 Xây dựng lưu đồ tính toán thiết kế kiểm tra khả chịu lực cho cấu kiện Lưu đồ tính toán Xây dựng giao diện phần mềm tính toán Giao diện phần mềm Tạo module dùng cho việc thiết kế tính toán cốt thép cho cấu kiện dầm, cột, vách làm việc theo sơ đồ khung phẳng khung không gian Code tính toán dung phần mềm Tạo module dùng để kiểm tra khả chịu lực cho cấu kiện dầm, cột, vách làm việc theo sơ đồ khung phẳng Code tính toán dung phần mềm 05/2011 đến 06/2011 06/2011 đến 07/2011 L.P.Bình L.P.Bình T.T Triển 07/2010 đến 09/2011 T.T Triển 09/2011 đến 11/2011 T.T Triển khung không gian Hoàn chỉnh việc thuyết minh tính toán bảng liệu đầu cho hợp lý khoa học Phần mềm tính toán 11/2011 đến 12/2011 T.T Triển L.P Bình 16 SẢN PHẨM 16.1 Sản phẩm khoa học Sách chuyên khảo Sách tham khảo Giáo trình Bài báo đăng tạp chí nước Bài báo đăng tạp chí nước Bài đăng kỷ yếu hội nghị, hội thảo quốc tế 16.2 Sản phẩm đào tạo Nghiên cứu sinh Cao học 16.3 Sản phẩm ứng dụng Mẫu Giống trồng Tiêu chuẩn Tài liệu dự báo Phương pháp Dây chuyền công nghệ Vật liệu Giống vật nuôi Qui phạm Đề án Chương trình máy tính Báo cáo phân tích X Thiết bị máy móc Qui trình công nghệ Sơ đồ, thiết kế Luận chứng kinh tế Bản kiến nghị Bản quy hoạch 16.4 Các sản phẩm khác 16.5 Tên sản phẩm, số lượng yêu cầu khoa học sản phẩm Stt Tên sản phẩm Số lượng Yêu cầu khoa học 01 Giao diện đơn giản dễ sử dụng Phần mềm tính toán kết cấu bê Đạt độ chuẩn xác tính toán tong cốt thép RCSD (giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội) Sản phẩm ứng dụng công tác thiết kế công ty xây dựng, cho công tác giảng dạy nhà trường 17 HIỆU QUẢ 18 PHƢƠNG THỨC CHUYỂN GIAO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỊA CHỈ ỨNG DỤNG - Phần mềm ứng dụng để tính toán cốt thép phục vụ cho công tác thiết kế công ty thiết kế xây dựng Có thể vận dụng để phục vụ cho công tác giảng dạy giáo viên; phục vụ cho công việc học tập nghiên cứu học sinh, sinh viên 19 KINH PHÍ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ NGUỒN KINH PHÍ Tổng kinh phí: 10 triệu đồng Trong đó: Ngân sách Nhà nước: Các nguồn kinh phí khác: Nhu cầu kinh phí năm: - Năm 2011 Dự trù kinh phí theo mục chi (phù hợp với nội dung nghiên cứu): 10.000.000 Stt I II III IV Khoản chi, nội dung chi Thời gian thực Tổng kinh phí Chi công lao động tham gia trực tiếp thực đề tài Chi công lao động cán khoa học, trực tiếp tham gia thực đề tài Chi thuê khoán chuyên môn Chi mua nguyên nhiên vật liệu Chi mua vật tư, nguyên, nhiên, vật liệu, tài liệu, tư liệu, số liệu, sách, tạp chí tham khảo, tài liệu kỹ thuật, bí công nghệ, tài liệu chuyên môn, xuất phẩm, dụng cụ bảo hộ lao động phục vụ công tác nghiên cứu Chi sửa chữa, mua sắm tài sản cố định Chi khác Công tác phí Đoàn ra, đoàn vào Hội nghị, hội thảo khoa học Văn phòng phẩm, in ấn, dịch tài liệu Nghiệm thu đề tài Phí xác lập quyền sở hữu trí tuệ Chi khác liên quan trực tiếp đến đề tài Tổng cộng Đơn vị tính: đồng Nguồn kinh phí Kinh phí từ NSNN Các nguồn khác 4.500.000 2.500.000 500.000 500.000 1.500.000 500.000 Ngày…tháng…năm…… Trƣởng Đơn vị Ngày 06 tháng 12 năm 2110 Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) (ký, họ tên) PGS.TS Nguyễn Hoài Sơn Lê Phƣơng Bình Ngày…tháng…năm…… Hiệu Trƣởng Ghi [...]... CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN 5.1.GIỚI THIỆU CHUNG: Trên cơ sở lý thuyết tính toán được trình bày ở các chương 2, 3 và 4 tác giả đã xây dựng chương trình có giao diện để tiến hành tính toán cốt thép (bao gồm cốt thép dọc chịu uốn và cốt thép đai chịu cắt) cho các cấu kiện dầm, cột 2D, cột 3D, vách phẳng Chương trình là có thể tiến hành tính toán, cũng như kiểm tra khả năng chịu lực của từng cấu kiện riêng lẻ... xiên đặt thép theo chu vi bằng phương pháp Boris bresler  Tính toán cốt thép cho vách phẳng bằng phương pháp vùng biên chịu mômen và kiểm tra khả năng chịu lực của vách bằng biểu đồ tương tác  Tính toán cốt thép cho tất cả các cấu kiện dầm và cột trong bài toán phan tích khung 2D  Tính toán cốt thép cho tất cả các cấu kiện dầm và cột trong bài toán phân tích khung 3D 5.4 MỘT SỐ GIAO DIỆN CHÍNH CỦA CHƢƠNG... của cấu kiện Kết quả tính toán cốt thép của bài toán khung 2D và khung 3D được xuất trực tiếp sang file có định dạng (.doc hoặc docx) giúp quá trình thiết kế được nhanh chóng vì không phải mất thời gian để xuất bảng tính cho phần thuyết minh tính toán 5.2 SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN: (Xem các chương 2, 3, và 4) 5.3 CÁC CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA CHƢƠNG TRÌNH: Trang 30 Chương 5  Tính toán cốt thép dọc và cốt đai cho cấu. .. giữa các thép đai trong các đoạn còn lại min  400(mm) 3.2 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO CỘT TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT NÉN LỆCH TÂM XIÊN : 3.2.1 Tính toán cốt thép dọc : Nguyên tắc tính toán thép cột theo cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên: Điều kiện áp dụng phương pháp tính gần đúng 0.5  Cx  2 cốt thép Cy được đặt theo chu vi phân bố đều hoặc mật độ cốt thép trên cạnh b có thể lớn hơn Trang 16 Chương 3 Tiết diện... hàm lượng cốt thép : Hàm lượng cốt thép phải thỏa mãn điều kiện min  t   max 3.1.2 Thiết kế cốt đai cho cột: Cốt thép ngang trong cột có nhiệm vụ liên kết với các thanh thép dọc thành hệ khung chắc chắn, giữ đúng vị trí cốt thép khi thi công, giữ ổn định cho cốt thép dọc chịu nén Khi chịu nén cốt thép dọc có thể bị cong, phá vở lớp bê tông bảo vệ và bậc ra khỏi bê tông Cốt đai giữ cho cốt dọc không... Rsc  ho  a  3.2.2 Tính toán cốt đai cho cột : Cốt thép ngang trong cột có nhiệm vụ liên kết với các thanh thép dọc thành hệ khung chắc chắn, giữ đúng vị trí cốt thép khi thi công, giữ ổn định cho cốt thép dọc chịu nén Khi chịu nén cốt thép dọc có thể bị cong, phá vở lớp bê tông bảo vệ và bậc ra khỏi bê tông Cốt đai giữ cho cốt dọc không bị cong và bậc ra ngoài, lúc này cốt thép đai chịu kéo và nếu... lượng cho phép của cấu kiện chịu kéo hoặc nén thì phải tiến hành tăng bề dày Tp của vách Điều kiện hàm lượng cốt thép: t %= Ast 100% và 2  min   t bh Bước 5: Kiểm tra khả năng chịu nén của phần tường giữa của vách Nếu phần tường giữa của vách đã đủ khả năng chịu lực thì tiến hành đặt cốt thép theo cấu tạo Nếu phần giữa của vách không đủ khả năng chịu lực thì tiến hành tính toán cốt thép như cấu kiện. .. ngoài, lúc này cốt thép đai chịu kéo và nếu nó không được neo chắc chắn thì có thể bị bung ra hoặc cốt đai quá bé thì có thể bị kéo đứt Đường kính thép đai  dai  0.25 doc max Khoảng cách giữa các thép đai tại vị trí nối buộc thép khoảng cách đặt thép đai không quá 10doc m in Trong đoạn nối buộc cốt thép dọc phải có ít nhất 4 cốt thép đai 10docmin Khoảng cách giữa các thép đai trong các đoạn còn... diện tích vùng giữa vách Bước 3: Tính diện tích của cốt thép chịu kéo hoặc nén theo công thức: N Diện tích cốt thép cho cấu kiện chịu nén đúng tâm: Ast =   Rb Ab Rsc Trong đó:  Lo ; rmin  0.288  Tp và   1.028  0.0000288 2  0.0016 rmin Diện tích cốt thép cho cấu kiện chịu kéo đúng tâm: A st = N Rs Bước 4: Kiểm tra hàm lượng của cốt thép Nếu hàm lượng của cốt thép chịu kéo hoặc chịu nén không... như bê tông vùng giữa vách đã đủ khả năng chịu lực nén) Cốt thép ở hai bên vùng biên của vách được tính toán như cấu kiện chịu kéo hoặc nén đúng tâm với các giả thiết sau: o Ứng lực kéo chỉ do cốt thép chịu o Ứng lực nén sẽ do cả phần bê tông và cốt thép chịu Hình 4.1 Mặt cắt và mặt đứng của vách Chương 4 Trang 25 Các bước tính toán thiết kế cốt thép vách được tiến hành như sau: Bước 1: Giả thiết chiều