Đồ án Tải trọng tác động lên kết cấu chắn giữ

MỤC LỤC

PHẦN I: XÂY DỰNG 7

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TƯỜNG CHẮN HỐ MÓNG 7

1.1. TÌNH HÌNH CHUNG 7

1.2. PHÂN LOẠI TƯỜNG VÂY HỐ MÓNG 8

1.2.1. Tường chắn giữ bằng xi măng đất trộn ở tầng sâu 8

1.2.2. Cọc bản thép 8

1.2.3. Cọc bản bê tông cốt thép 9

1.2.4. Tường chắn bằng cọc khoan nhồi 9

1.2.5. Tường liên tục trong đất 10

1.3. MỤC TIÊU ĐỒ ÁN 10

CHƯƠNG 2. TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN KẾT CẤU CHẮN GIỮ 11

2.1. CÁC DẠNG TẢI TÁC ĐỘNG VÀ PHÂN LOẠI 11

2.2. ÁP LỰC ĐẤT 11

2.2.1. Tính áp lực đất tĩnh 13

2.2.2. Lí thuyết áp lực đất Rankine 14

a. Lí thuyết cân bằng giới hạn của đất 14

b. Nguyên lí cơ bản của lí thuyết áp lực đất Rankine 15

c. Tính áp lực đất chủ động Rankine 17

d. Tính áp lực đất bị động Rankine 20

2.2.3. Lí thuyết áp lực đất Coulomb 21

a. Nguyên lí cơ bản 21

b. Tính áp lực đất chủ động. 22

c. Tính áp lực đất bị động 24

2.2.4. Tính áp lực đất khi có tải trọng tác dụng 26

2.3. ÁP LỰC NƯỚC 28

2.3.1. Phương pháp tính áp lực nước bình thường 28

a. Phương pháp tính riêng áp lực nước đất 28

b. phương pháp áp lực nước đất tính chung 29

CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT 31

3.1. SƠ ĐỒ TÍNH 31

3.1.1. Khái niệm cơ bản phương pháp phần tử hữu hạn 31

3.1.2. Quá trình phân tích phương pháp phần tử hữu hạn hệ thanh trên nền đàn hồi. 31

a. Rời rạc phần tử kết cấu chắn đất. 31

b. Xác định ma trận độ cứng của mỗi phần tử 32

3.1.3. Hệ số nền 36

3.1.4. Bề rộng tính toán của cọc 39

3.1.5. Kết quả xây dựng sơ đồ tính 40

3.2. TÍNH TOÁN 41

3.2.1. Ảnh hưởng của chuyển vị thân tường đối với áp lực đất 41

3.2.2. Lí luận cùng biến dạng 45

a. Công thức tính cơ bản 46

b. Các bước tính toán 47

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 51

4.1. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ TÍNH 51

4.2. KẾT QUẢ 52

4.2.1. Biểu đồ nội lực và chuyển vị 52

a. Giai đoạn 1 52

b. Giai đoạn 2 53

4.2.2. Biểu đồ điều áp lực đất điều chỉnh 53

a. Giai đoạn 1 53

b. Giai đoạn 2 54

PHẦN II: TIN HỌC 55

CHƯƠNG 5. TỔNG QUAN 55

5.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 55

5.2. CÁC PHẦN MỀM LIÊN QUAN 56

5.2.1. Phần mềm Plaxis 56

5.2.2. Phần mềm ProSheet 56

5.2.3. Phần mềm RIDO, Msheet 57

5.3. NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỒ ÁN: 58

CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 59

6.1. BIỂU ĐỒ USECASE 59

6.1.1. Biều đồ UseCase tổng thể 59

6.1.2. Mô tả UseCase 60

a. UseCase Vật liệu 60

b. UseCase Đất nền 60

c. UseCase Cọc 61

d. UseCase Thanh chống 61

e. UseCase Tải trọng 62

f. UseCase Thi công 62

g. UseCase Thiết lập 63

h. UseCase Xuất kết quả bảng 64

i. UseCase Biểu đồ 64

j. UseCase Điều chỉnh áp lực 65

6.2. Biểu đồ tuần tự 66

a. Biểu đồ nhập vật liệu 66

b. Biểu đồ nhập đất nền 67

c. Biểu đồ nhập dữ liệu cọc 68

d. Biểu đồ nhập thanh chống 69

e. Biểu đồ nhập tải trọng 70

f. Biểu đồ nhập thuộc tính thi công 71

g. Biểu đồ thiết lập mở rộng 72

h. Biểu đồ xem và xuất kết quả dạng bảng 73

i. Biểu đồ kết quả nội lực và chuyển vị 74

j. Biểu đồ kết quả điều chỉnh áp lực đất 75

6.3. Biểu đồ lớp 76

6.3.1. Tìm kiếm lớp 76

6.3.2. Biều đồ lớp 77

6.4. THIẾT KẾ GIAO DIỆN 80

6.4.1. Giao diện chính 80

6.4.2. Giao diện nhập dữ liệu vào 82

a. Nhập vật liệu 83

b. Nhập dữ liệu đất nền 83

c. Nhập thuộc tính cọc 85

d. Nhập thông số thanh chống 85

e. Nhập tải trọng 85

f. Nhập thuộc tính thi công 85

g. Nhập các thiết lập 86

6.4.3. Giao diện tính toán 86

6.4.4. Giao diện hiển thị kết quả đưa ra 87

a. Xem mô hình 87

b. Hiển thị và xuất kết quả bảng 87

c. Kết quả biểu đồ 89

d. Kết quả áp lực đất điều chỉnh 89

CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ THUẬT TOÁN 91

7.1. CÁC KÝ HIỆU QUY ƯỚC DÙNG TRONG THUẬT TOÁN 91

7.2. CÁC THUẬT TOÁN CHÍNH CỦA CHƯƠNG TRÌNH 92

7.2.1. Thuật toán tổng thể 92

7.2.2. Các thuật toán chi tiết 93

a. Áp lực đất tĩnh bên phải tác động lên cọc 93

b. Áp lực đất tĩnh bên trái tác động lên cọc 94

c. Áp lực đất chủ động bên phải tác động lên cọc 96

d. Áp lực đất bị động ở bên trái tác động lên cọc 98

e. Chạy chương trình 100

f. Điều chỉnh áp lực đất 101

CHƯƠNG 8. MÃ HOÁ CHƯƠNG TRÌNH 102

8.1. CƠ SỞ CHỌN NGÔN NGỮ, PHƯƠNG THỨC LẬP TRÌNH 102

8.2. CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA CHƯƠNG TRÌNH 103

8.2.1. Dữ liệu vào 103

a. Vật liệu 103

b. Đất nền 103

c. Thi công 104

8.2.2. Dữ liệu ra 104

a. Chuyển vị 104

b. Nội lực 104

c. Áp lực điều chỉnh 105

8.2.3. Dữ liệu phục vụ quá trình tính toán 105

a. Dữ liệu phục vụ quá trình gọi SAP 105

b. Dữ liệu phục vụ mô tả mô hình bài toán trong Sap2000: 105

8.2.4. Một số biến khác 106

8.3. MÔ TẢ CÁC MODULE 106

8.3.1. Module “ mdlDefineVar” 106

8.3.2. Module “mdlFile” 106

8.3.3. Module “mdlSap” 107

8.3.4. Module “mdlForce” 108

8.3.5. Module “mdlDraw” 108

8.3.6. Module “mdlCaculate” 108

8.3.7. Các Module khác 109

a. Module “mdlHelp” 109

b. Module “mdlVietNamese” 109

c. Module “mdlMaterial” 109

8.4. CÁC KỸ THUẬT TIN HỌC MỚI ĐƯỢC SỬ DỤNG 110

8.4.1. Các kỹ thuật Việt hoá giao diện 110

8.4.2. Kỹ thuật đóng gói 114

CHƯƠNG 9. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ THỬ NGHIỆM 116

9.1. HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT 116

9.2. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 116

9.2.1. Trình tự giải quyết một bài toán 116

9.2.2. Hướng dẫn nhập dữ liệu 116

a. Thông số vật liệu 116

b. Thông số đất nền 116

c. Thông số cọc 117

d. Thông số thanh chống 117

e. Thông số tải trọng 117

f. Thông số thi công 117

g. Thông số thiết lập 118

9.2.3. Hướng dẫn phân tích chương trình 118

9.2.4. Hướng dẫn xem kết quả 118

a. Kết quả mô hình 119

b. Xem và xuất kết quả dạng bảng 119

c. Biểu đồ kết quả 119

d. Kết quả điều chỉnh áp lực 119

9.2.5. Hướng dẫn sử dụng trong khi chạy chương trình 119

a. Lỗi chưa nhập đủ dữ liệu 120

b. Lỗi nhập sai dữ liệu 120

9.3. SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VỚI PHẦN MỀM TƯƠNG TỰ 123

CHƯƠNG 10. ĐÁNH GIÁ NỘI DUNG THỰC HIỆN 125

10.1. TỰ ĐÁNH GIÁ PHẦN TIN HỌC CỦA ĐỒ ÁN 125

10.1.1. Ưu điểm 125

10.1.2. Nhược điểm 125

10.2. KHẢ NĂNG BẢO TRÌ VÀ PHÁT TRIỂN 126

10.2.1. Bảo trì 126

10.2.2. Phát triển 126

TÀI LIỆU THAM KHẢO 127

 

 

doc127 trang | Chia sẻ: lethao | Ngày: 28/03/2013 | Lượt xem: 3773 | Lượt tải: 35download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Tải trọng tác động lên kết cấu chắn giữ, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
103 Bảng 3.2 Trị số tỉ lệ m, K, C của đất không phải nham thạch Phân loại đất nền kh (kN/ m3) Đất sét chảy dẻo 3000 – 1500 Đất sét mềm dẻo và đất bột rời rạc 1500 – 30000 Đất sét nặn được và đất bột hơi chặt, chặt vừa 30000 – 150000 Đất sét rắn dẻo và đất bột chặt chắc 150000 Đất cát rời rạc 3000 – 15000 Đất cát hơi chặt 15000 – 30000 Đất cát chặt vừa 30000 – 100000 Đất cát chặt chắc 100000 Cọc xi măng đất với suất quy đổi 25 % Lượng trộn xi măng < 8 % 1000 – 15000 Lượng trộn xi măng > 12 % 20000 - 25000 Bảng 3.3 Hệ số nền hướng ngang kh Bề rộng tính toán của cọc Khi cọc chịu lực đẩy ngang, phản lực đất sinh ra ở mặt bên của thân cọc thực tế là ở trạng thái không gian, khi thân cọc là hình chữ nhật hoặc hình tròn thì hiệu ứng của lực cũng không giống nhau. Qua thử nghiệm nhận thấy, để kể đến nhân tố nói trên, đem trạng thái chịu lực không gian quy đổi thành trạng thái chịu lực phẳng bằng cách dùng bề rộng tính toán áp lực đất b1 theo bảng 3.4 Đường kính hoặc bề rộng của cọc Cọc hình chữ nhật Cọc hình tròn b < = 1m b1 = 1,5*b + 0,5 b1 = 0,9 ( 1,5*b + 0,5) b > 1 m b1 = b + 1 b1 = 0,9 ( b + 1) Bảng 3.4 Bề rộng tính toán của cọc Với hàng cọc được tạo thành bởi n cây cọc thì bề rộng tính toán phản lực đất ở mặt bên của nó là nb1, nhưng không được lớn hơn D’ + 1( m), mà trong đó b1 phải thoả mãn b1 < = 0,5 (L1 + L2) (hình 3.7) Hình 3.7 Bề rộng tính của cọc Kết quả xây dựng sơ đồ tính Dựa vào phân tích ở trên thì sơ đồ tính của chương trình được tạo bởi Sap có dạng như hình vẽ dưới Gối đàn hồi Cọc Thanh chống Hình 3.8 Sơ đồ tính của chương trình TÍNH TOÁN Ảnh hưởng của chuyển vị thân tường đối với áp lực đất Khi tường chắn đất dịch chuyển về phía trước, áp lực đất dần dần giảm nhỏ đi đến trị số nhỏ nhất – áp lực đất chủ động, còn khi tường ép về phía đất lấp thì áp lực đất dần dần tăng lên cho đến trị số lớn nhất – áp lực đất bị động. Vậy thì, áp lực đất biến đổi theo chuyển vị của tường chắn đất, suy cho cùng sẽ là như thế nào ? Thí nghiệm cho thấy: khi chuyển vị ở phần đỉnh của tường bằng 0,1% -0,5% độ cao của tường, áp lực đất của đất có tính cát sẽ giảm thấp tới áp lực đất chủ động; Đất lấp tính cát muốn đạt đến áp lực đất bị động thì chuyển vị ở phần đỉnh của tường chắn đất sẽ phải lớn hơn nhiều, ước đến bằng 5% chiều cao của tường hoặc lớn hơn nữa. Ảnh hưởng của chuyển vị tường chắn đối với áp lực đất đại thể có mấy loại tình huống sau đây: Khi đỉnh tường cố định, đầu dưới tường dịch chuyển ra phía ngoài, áp lực đất có hình parabol (hình 3.9a). Khi hai đầu trên và dưới tường cố định nhưng phần giữa tường thì vồng ra phía ngoài, áp lực đất có hình yên ngựa (hình 3.9b). Khi tường dịch chuyển song song ra ngoài, áp lực đất có hình parabol (hình 3.9c). Khi tường nghiêng ra phía ngoài, quay theo trung tâm của đoạn dưới tường sẽ gây ra áp lực đất chủ động bình thường (hình 3.9d). Chỉ khi tường chắn hoàn toàn không dịch chuyển mới có thể sinh ra áp lực đất tĩnh (hình 3.9e). Hình 3.9 Biến đổi khác nhau của thân tường gây ra sự khác nhau về áp lực đất Một số kỹ sư Nhật Bản kiến nghị: nên căn cứ vào biến dạng của thân tường để tiến hành điều chỉnh tăng giảm áp lực đất tác động lên thân tường. Giả định là đất 2 bên của tường ở trạng thái biến dạng đàn hồi, rồi dùng phương pháp hệ số nền của Winkler để tính áp lực đất lên tường. Khi xem nền đất là hoàn toàn không dịch chuyển vị hình 3.10a, hai bên tường tính là áp lực đất tĩnh p0. Hình 3.10 Chuyển dịch của tường và điều chỉnh tăng giảm áp lực đất Khi tường chịu ngoại lực và sinh ra biến dạng, nếu lượng chuyển vị ngang của bất cứ một điểm nào đó của tường là δ thì áp lực đất p tác động vào m, cạnh α bị chèn ép như trong hình 3.10b ( tức cạnh bị động), sẽ tăng thêm trị số là Khδ, Kh là hệ số nền nằm ngang của nền đất của tường, vậy thì áp lực đất của cạnh này là: (Công thức 3.11) Trong đó: pa – cường độ áp lực đất hướng ngang ở vị trí tính toán tác động vào tường p0 – cường độ áp lực đất tĩnh ở cùng một vị trí tính Kh – hệ số nền nằm ngang của nền đất của tường δ – lượng chuyển vị ngang của tường ở vị trí tính toán. Ở phía cạnh, đất tơi xốp ra, tức cạnh β trong hình ( cạnh chủ động), áp lực đất sẽ giảm đi với trị số là Khδ, vậy thì áp lực đất ở cạnh này là: (Công thức 3.12) Trong đó: pβ – cường độ áp lực đất nằm ngang chủ động tác động ở vị trí tính toán trên tường. Tuỳ thuộc vào sự tăng của chuyển vị, áp lực đất bị động cũng tăng lên dần, nhưng khi đạt đến trạng thái nào đó, trị δ tăng thêm nhưng áp lực đất không tăng thêm nữa, thì áp lực đất ở trị số giới hạn này được gọi là áp lực đất bị động. Tương tự, áp lực đất nằm ngang chủ động cũng giảm nhỏ dần tuỳ thuộc vào sự tăng thêm của chuyển vị, cho đến một trị giới hạn nào đó, trị δ tuy tăng lên nhưng áp lực đất lại không giảm nhỏ đi, thì trị giới hạn này được gọi là áp lực đất chủ động, dùng công thức để thức hiện là: Cạnh bị động: (Công thức 3.13) Cạnh chủ động: Trong đó: pp – cường độ áp lực đất bị động của tường ở vị trí tính toán. pa- cường độ áp lực đất chủ động của tường ở vị trí tính toán. Áp dụng phương pháp này để hiệu chỉnh áp lực đất, thường phải tính đi tính lại nhiều lần mới có thể dần dần thu được kết quả tương đối hợp lí. Áp lực đất tĩnh giảm dần cho đến áp lực đất chủ động hoặc tăng lên cho đến áp lực đất bị động cần thiết phải có tường cứng dịch sang ngang hoặc là quay. Brich – Hansen đã kiến nghị để định lượng δ của loại chuyển vị này là: Với áp lực đất chủ động: δa = 0,001H (Công thức 3.14) Với áp lực đất bị động: δp = 0,01H Trong đó: H – chiều cao của tường. Hình 3.11 Biến dạng của thân tường khi xuất hiện áp lực chủ động và bị động a) Trạng thái ứng suất chủ động và bị động do chuyển vị ngang của thân tường gây ra b) Khi thân tường quay quanh chân tường Chuyển vị cần thiết ở đỉnh tường để sinh ra áp lực đất chủ động và bị động trong đất cát và đất sét cho ở bảng Loại đất Trạng thái ứng suất Hình thức chuyển dịch Chuyển vị cần thiết Đất cát Chủ động Chủ động Bị động Bị động Song song với thân tường Quay quanh chân tường Song song với thân tường Quay quanh thân tường 0,001H 0,001H 0,05H >0,01H Đất sét Chủ động Chủ động Bị động Song song với thân tường Quay quanh chân tường 0,004H 0,004H Bảng 3.5 Chuyển vị cần thiết ở đỉnh tường sinh ra áp lực đất chủ động và bị động Căn cứ vào số liệu trên, với các kết cấu chắn giữ hố móng thông thường, chuyển vị thân tường cần có để đủ sinh ra áp lực đất chủ động tương đối dễ xuất hiện, còn số lượng chuyển vị để đủ sinh ra áp lực đất bị động thì tương đối lớn, thường thường là thiết kế không cho phép. Do đó, trước khi lựa chọn phương án tính toán, rất cần thiết phải tính đến tình huống về mặt biến dạng này, khi trong tính toán có tính đến cân bằng giới hạn thì điều này là cực kì quan trọng. Lí luận cùng biến dạng Lí luận cùng biến dạng xét đến ảnh hưởng của chuyển dịch thân tường chắn đối với áp lực đất, thường gọi là lí luận cùng biến dạng, do Sâm Trọng Lâm Mã của Nhật Bản đề xuất. Chuyển dịch của thân tường sẽ có ảnh hưởng làm tăng hoặc làm giảm đối với áp lực đất. Những giả thiết cơ bản của lí luận này là: Khi ở trạng thái đầu tiên, thân tường hoàn toàn không có dịch chuyển, áp lực đất (bao gồm áp lực nước) xem là áp lực đất tĩnh hình 3.12a, b Giả định thân tường, thanh chống và nền là đàn hồi Áp lực đất tác động lên tường biến đổi theo sự dịch chuyển của thân tường, tính theo công thức 3.13, nhưng trị áp lực đất chủ động nhỏ nhất của nó là pa, trị áp lực đất bị động lớn nhất pp Hệ số nền theo chiều ngang Kh, độ cứng của tường EI, hệ số lò xo của chống ngang bằng EA/l v.v … ở độ sâu khác nhau của tường, có thể căn cứ vào nền đất và tình hình của tường trong đất để phân biệt áp dụng những trị số khác nhau Giả định là chống ngang chỉ chịu lực nén chứ không chịu kéo. Áp lực đất hữu hiệu Hình 3.12 Quan hệ giữa áp lực đất lên tường với chuyển dịch của thân tường a ) Khi chưa đào; b ) Đào nhưng thân tường không chuyển dịch c ) Sau khi đào thân tường có chuyển dịch Công thức tính cơ bản Nếu chuyển dịch ngang của một điểm bất kì nào đó trên thân tường là δ thì áp lực đất của nó có thể tính theo công thức 3.13 tức: p = p0 + Kδ; pa < p < pp (Công thức 3.15) Trong đó: p0 – áp lực đất tĩnh tác động lên tường p – áp lực đất tác động lên tường K – hệ số nền theo chiều ngang của thân tường pa, pp – lần lượt là áp dụng đất chủ động, bị động Dưới tác động của áp lực đất cùng với chuyển dịch của thân tường thì phương trình cơ bản lúc đạt trạng thái cân bằng là: (Công thức 3.16) Viết lại công thức trên dưới dạng: (Công thức 3.17) Trong đó: K – Ma trận độ cứng của tường trong đất Kí hiệu α chỉ bên đào, β là bên không đào. Trong công thức 3.17 cho: Được: Công thức 3.18 Công thức 3.18 về hình thức giống như công thức cơ bản dùng để tìm ứng suất của dầm trên nền đàn hồi. Các bước tính toán Chuẩn bị tính toán Như thể hiện trong hình 3.13a, chia thân tường thành n điểm, tại các điểm này chính là vị trí chuẩn bị lắp các chống ngang và cũng là vị trí bản sàn của kết cấu chủ thể khi mà thân tường sẽ làm thành một bộ phận của kết cấu chủ thể. Tính độ cứng của tường trong đất giữa các điểm ( phần tử), hệ số lò xo theo chiều ngang của nền đất tại các điểm tựa và độ cứng của chống ngang bằng: Công thức 3.19 Trong đó: Gw – độ cứng của tường trong đất giữa hai điểm liền kề Ew – mô đun đàn hồi của thân tường I – mô men quán tính của thân tường λ – khoảng cách giữa hai điểm liền kề Hình 3.13 Sơ đồ tính toán xem tường là công – xôn khi kết thúc lần đào thứ nhất Trong đó: Kα – hệ số lò xo theo chiều ngang của nền đất ở bên phía đào đối với điểm tựa Kβ – hệ số lò xo theo chiều ngang của nền đất ở bên phía không đào đối với điểm tựa kα – hệ số nền của đất theo chiều ngang của bên phía đào kβ – hệ số nền của đất theo chiều ngang của bên không đào B – bề rộng của thân tường đang tính λ' – cự li từ giữa nhịp đến giữa nhịp của các điểm tựa Công thức 3.20 Trong đó: Ks – hệ số lò xo của chống ngang Es – mô đun đàn hồi của chống ngang A – diện tích mặt cắt của chống ngang l – chiều dài của chống ngang Tính toán khi kết thúc lần đào thứ nhất Sau lần đào thứ nhất sẽ hình thành tường trong đất kiểu công xôn không có chống, các bước tính toán như hình 3.13, tức là: Bước 1 ) Chuẩn bị tính toán các điểm liên kết và thân tường như trên hình 3.13a Bước 2 ) Trạng thái tiêu chuẩn khi kết thúc lần đào thứ nhất, như hình 3.13b Bước 3) Tính trị chuyển vị δ’1 do áp lực đất( áp lực nước) hữu hiệu sinh ra dưới trạng thái tiêu chuẩn theo công thức 3.18, như hình 3.13c Bước 4 ) Tính trị áp lực đất tác động trên thân tường theo δ’1. Bước 5 ) Hiệu chỉnh áp lực đất theo điều kiện: Bước 6 ) Tính toán lặp lại: Căn cứ áp lực đất ( áp lực nước) vừa tìm được Bước 5, tính toán lặp lại từ Bước 3 đến Bước 5, cho đến khi chênh lệch giữa áp lực đất khi bắt đầu tính với áp lực đất sau khi tính nhỏ hơn sai số cho phép thì dừng việc tính lại Bước 7 ) Tính trị chuyển dịch, áp lực đất và nội lực thân tường: Căn cứ vào chuyển dịch, áp lực đất và nội lực tìm được bằng tính lặp ở Bước 6 sẽ dùng làm trị số khi kết thúc lần đào thứ nhất Tính toán khi lắp đặt hàng chống thứ nhất và lực trục tăng trước Lấy trị chuyển dịch của thân tường, áp lực đất và nội lực khi kết thúc lần đào thứ nhất như hình 3.13 làm trạng thái tiêu chuẩn, sau đó là tình hình khi tăng lực trục ban đầu Ht cho chống ngang. Các bước tính toán ngoài sự khác nhau về trạng thái tiêu chuẩn và phải tăng thêm lực Ht áp lực đất hữu hiệu ở điểm chống ngang ra, các bước khác giống hình 3.13. Nếu như chống ngang không tăng lực trục ban đầu ( tức Ht = 0) thì không nhất thiết phải có bước tính toán này. Tính nội lực do đào đất sinh ra sau khi đặt hàng chống ngang thứ nhất Đêm kết quả tính toán ở mục trên làm trạng thái tiêu chuẩn rồi tính toán theo các bước giống hình 3.13c Giai đoạn tiếp Công việc đào đất tiếp theo và việc kiểm tra tình hình bố trí thanh chống ngang chỉ cần lặp lại các bước nói trên. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN Để đơn giản thì tác giả xin lấy ví dụ gồm 2 giai đoạn thi công, tải trọng trên mặt đất phân bố đều (2 t/m). XÂY DỰNG SƠ ĐỒ TÍNH Sơ đồ tính của giai đoạn 2 được tạo bởi chương trình thông qua (Sap) có dạng Spring Cọc Than chống KẾT QUẢ Biểu đồ nội lực và chuyển vị Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 Biểu đồ điều áp lực đất điều chỉnh Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 PHẦN II: TIN HỌC TỔNG QUAN ĐẶT VẤN ĐỀ Những năm gần đây, tin học đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực ở nước ta, tin học đã, đang và sẽ trở thành công cụ đắc lực giúp con người trong nghiên cứu, trong công việc cũng như cuộc sống hàng ngày. Với đặc thù của chuyên ngành sản xuất xây dựng, đây là một ngành có tính chất phức tạp và lại liên quan đến nhiều ngành nghề khác trong xã hội nên Việt Nam cũng như nhiều nước trong khu vực cũng như trên Thế giới đã thấy được tính cấp thiết trong việc áp dụng công nghệ hiện đại vào việc tính toán, thiết kế, cũng như quản lý các công trình xây dựng. Tuy nhiên, đội ngũ kỹ sư xây dựng có trình độ về tin học ở Việt Nam chưa cao nên thực tế chưa có nhiều phần mềm tin học được xây dựng ở nước ta. Phần lớn các phần mềm trợ giúp trong thiết kế xây dựng ở Việt Nam hiện nay đều có xuất xứ từ nước ngoài, vì vậy rất khó khăn trong việc tiếp cận cũng như sử dụng. Với đòi hỏi thực tế như vậy, trong những năm gần đây, nhà nước đã đầu tư nhiều hơn cho lĩnh vực tin học. Cụ thể là những công ty xây dựng đã có bộ phận trực tiếp xây dựng các phần mềm phục vụ thiết kế và xây dựng. Điển hình là Công ty Tin học Xây dựng – Bộ Xây Dựng, là một công ty đã cho ra đời nhiều sản phẩm phầm mềm trong lĩnh vực xây dựng. Ngoài ra, các công ty tin học thuần tuý khác như Công ty Hài Hoà, Công ty FPT… cũng đang từng bước tiếp cận với chuyên ngành xây dựng để có thể cho ra đời những sản phẩm phục vụ quá trình thiết kế và thi công xây dựng. Với thực trạng ấy, trên cơ sở phần chuyên môn xây dựng đã được đề cập và nghiên cứu, làm rõ, tiến hành xây dựng thuật toán và viết chương trình phục vụ quá trình tính toán tường chắn đất hố móng sâu có kể đến ảnh hưởng của quá trình thi công và chuyển vị của tường. Với nội dung đề tài tốt nghiệp : Nghiên cứu và dùng tin học khảo sát sự làm việc của tường chắn đất hố móng sâu. Đề tài phần tin học của đồ án là : Xây dựng chương trình tính toán tường chắn đất hố móng sâu. CÁC PHẦN MỀM LIÊN QUAN Tính toán, thiết kế tường chắn hố móng sâu là một vấn đề phức tạp. Do đó đòi hỏi người thiết kế cũng như người thi công phải có nhiều kiến thức tổng hợp về kết cấu, địa chất và đặc biệt là kinh nghiệm thực tế. Vấn đề này đã và đang được các nhà nghiên cứu và đưa ra nhiều phương pháp khác nhau. Xuất phát từ thực tế trên một số phần mềm tin học hỗ trợ cho quá trình thiết kế thi công cho tường chắn hố móng sâu đã ra đời. Những phần mềm này chủ yếu của nước ngoài: Phần mềm Plaxis (xuất xứ Hà Lan) – phần mềm chuyên tính toán các bài toán địa kỹ thuật đặc biệt là các công trình ngầm; phần mềm ProSheet; phần mềm RIDO, Msheet. Phần mềm Plaxis Phạm vi áp dụng của Plaxis: các bài toán về mái dốc, hố đào, hầm (tunnel) cho người đi bộ, đường giao thông, đường hào kĩ thuật (collector), đường tàu điện ngầm và các dạng công trình ngầm khác. Chương trình Plaxis cho phép xác địng trạng thái ứng suất - biến dạng của bản thân kết cấu (vỏ công trình ngầm và các phần tử liên quan), đất nền xung quanh và các quá trình tương tác giữa đất nền, kết cấu bên trên và kết cấu công trình ngầm. Chương trình Plaxis có thể tính toán cho các dạng bài toán sau: Bài toán phẳng 2D; Bài toán đối xứng trục; Bài toán không gian 3D dùng cho việc mô tả trạng thái ứng suất - biến dạng trong các giai đoạn thi công thực tế theo không gian kể cả các phương pháp thi công hiện đại (Như các phương pháp đào ngầm). Các mô hình nền đa dạng có kể đến quá trình thoát nước, không thoát nước, cố kết và từ biến. Mô tả được sự hình thành các khe nứt giưa đất và kết cấu trong quá trình làm việc nhờ phần tử tiếp xúc. Bài toán động (Đóng cọc động đất và các dạng tải có chu kì khác) dùng cho bài toán phẳng Plaxis cung cấp đủ các dạng phần tử để đưa ra lời giải với độ chính xác cao cho hầu hết các bài toán địa kĩ thuật. Các phần tử một, hai và ba chiều có thể kết hợp với phần tử tiếp xúc để giải các bài toán tương tác kết cấu - đất. Phần mềm ProSheet Phương pháp tính toán: Blum Mô hình nền đất: Trạng thái giới hạn (Ka, Kp) Mô hình tường chắn: Dầm đơn giản Kết quả tính toán: Chiều dài ngàm tối thiểu, tải trọng tiết diện, lực neo Ưu điểm: Nhanh chóng đơn giản với tường một cấp neo Nhược điểm: Không chính xác độ võng (đặc biệt là phần conson) Phần mềm RIDO, Msheet Mô hình nền đất: Đàn hồi dẻo Mô hình tường chắn: Dầm cấu kiện Kết quả tính toán: Độ võng, tải trọng tiết diện, lực neo Ưu điểm: Nhanh chóng và đơn giản đủ chính xác cho thiết kế phổ thông Nhược điểm: Kiểm tra ổn định tổng thể riêng biệt NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỒ ÁN: Từ những phân tích ở trên thì việc áp dụng tin học trong việc giải bài toán thuộc chuyên ngành sản xuất xây dựng phải đáp ứng được một số yêu cầu sau đây: Xoá bỏ quy trình tính toán thủ công phức tạp. Nâng cao độ chính xác kết quả tính toán: Với khuôn khổ một đề tài đồ án Tốt nghiệp kỹ sư xây dựng, do thời gian cũng như kiến thức có hạn nên các thầy giáo hướng dẫn đồ án giới hạn nội dung thực hiện như sau: Ảnh hưởng của chuyển vị thân tường đối với áp lực đất Tính toán theo các giai đoạn thi công. Chương trình tính toán có sự hỗ trợ của Sap 2000. THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH BIỂU ĐỒ USECASE Dựa trên đặc điểm của bài toán tường chắn và các chức năng của người dùng, thì chương trình có thể chia các chức năng đó thành các UseCase chính sau: Vật liệu Đất nền Cọc Thanh chống Tải trọng Thuộc tính thi công Thiết lập mở rộng Xem và xuất kết quả dạng bảng Xem biểu đồ nội lực và chuyển vị Xem áp lực đất điều chỉnh Biều đồ UseCase tổng thể Mô tả UseCase UseCase Vật liệu NameName Vât liệu Brief Description Vật liệu cho cọc( Thép và bê tông) Preconditions Main Flow Actor Input System Response 0 Chọn một Mac bê tông từ ComboBox(cmbBeTong) 1 Hiển thị Rn, Rk, E tương ứng với Mác bê tông 2 Chọn một Nhóm thép từ ComboBox(cmbThep) 3 Hiển thị Ra, Ra’ tương ứng với nhóm thép 6 Nhấn “Nhập” 7 Nhập dữ liệu và ẩn Form Alternative Flow 0 Nhấn “Nhập” 1 Nếu chưa chọn Mac bê tông hay Nhóm thép à Báo lỗi Post-conditions UseCase Đất nền Name Đất nền Brief Description Các thông số đất nền Preconditions Main Flow Actor Input System Response 0 Nhập dữ liệu cho trong biểu mẫu 1 2 Click “Thêm” 3 Thêm lớp đất vào Lưới MSFDat 4 Chọn một lớp trên lưới 5 Hiển thị các tính thuộc tính của lớp đất lên các TextBox 6 Sửa các thuộc tính của lớp đất chọn 7 Click “Sửa” 8 Cập nhật dữ liệu vào Lưới MSFDat 9 Chọn lớp đất từ trên lưới 10 Click “Xoá” 11 Xoá một lớp do người dùng chọn 12 Click “Nhập” 13 Nhập dữ liệu và Ẩn Form Alternative Flow 0 Khi Thêm, sửa lớp đất 1 Nếu có lỗi về dữ liệu àThông báo Post-conditions UseCase Cọc Name Cọc Brief Description Các thông số của cọc Preconditions Main Flow Actor Input System Response 0 Nhập dữ liệu cho các TextBox, ComboBox 1 Click “Nhập” 2 Nhập dữ liệu và ẩn Form Alternative Flow 0 Nếu người dùng nhập sai dữ liệu 1 Thông báo lỗi Post-conditions UseCase Thanh chống Name Thanh chống Brief Description Các thông số của cọc Preconditions Main Flow Actor Input System Response 0 Nhập dữ liệu cho các TextBox 1 Click “Nhập” 2 Nhập dữ liệu và ẩn Form Alternative Flow 0 Nếu người dùng nhập sai dữ liệu 1 Thông báo lỗi Post-conditions UseCase Tải trọng Name Tải trọng Brief Description Thông số tải Preconditions Main Flow Actor Input System Response 0 Nhập dữ liệu cho các TextBox 1 Click “Nhập” 2 Nhập dữ liệu và ẩn Form Alternative Flow 0 Nếu người dùng nhập sai dữ liệu 1 Thông báo lỗi Post-conditions UseCase Thi công Name Thi công Brief Description Các thông số thi công Preconditions Main Flow Actor Input System Response 0 Nhập dữ liệu cho trong biểu mẫu 1 2 Click “Thêm” 3 Thêm lớp đất vào MSFExecute 4 Chọn một lớp trên lưới 5 Hiển thị các tính thuộc tính của lớp đất lên các TextBox 6 Sửa các thuộc tính của lớp đất chọn 7 Click “Sửa” 8 Cập nhật dữ liệu vào MSFExecute 9 Chọn lớp đất từ trên lưới 10 Click “Xoá” 11 Xoá một lớp do người dùng chọn 12 Click “Nhập” 13 Nhập dữ liệu và Ẩn Form Alternative Flow 0 Khi Thêm, sửa giai đoạn 1 Nếu có lỗi về dữ liệu hoặc khi Cao trình đào nhỏ hơn cao trình chống à thông báo lỗi Post-conditions UseCase Thiết lập Name Thiết lập Brief Description Các thông số thiết lập trong tính toán Preconditions Main Flow Actor Input System Response 0 Chọn RadioButton Gia Cố (optGiaCo) 1 Hiển thị TextBox để nhập hệ số gia cố(txtGiaCo) 2 Nhập dữ liệu vào txtGiaCo 3 4 Chọn RadioButton Không gia cố(optKhongGiaCo) 5 Ẩn TextBox không cho người dùng nhập 6 Chọn RadioButton Chạy Lặp(optChayLap) 7 Hiển thị TextBox để nhập Sai số cho phép (txtSaiSo) 8 Chọn RadioButton Không lặp (optKhongLap) 9 Ẩn TextBox không cho người dùng nhập 12 Click “Nhập” 13 Nhập dữ liệu và Ẩn Form Alternative Flow 0 Nếu người dùng nhập sai dữ liệu 1 Thông báo lỗi Post-conditions UseCase Xuất kết quả bảng Name Xuất kết quả bảng Brief Description Hiển thị kết quả dạng bảng ( Chuyển vị, mô men, lực cắt) và xuất kết quả Preconditions Main Flow Actor Input System Response 0 Chọn RadioButton Chuyển vị 1 Click “Hiển thị” 2 Hiển thị bảng chuyển vị (frmTableDisplacement) 3 Click “Thoát” (frmTableDisplacement) 4 Ẩn Biểu mẫu (frmTabelDisplacement) 5 Click “Thư mục” 6 Hiển thị hộp thoại lưu file 7 Điền tên File 8 Click “OK” (CommonDialog) 9 Đóng CommonDialog 10 Click “Xuất Excel” 11 Thực thi và thông báo kết quả 12 Click “Thoát” 13 Ẩn Form Alternative Flow 0 Post-conditions UseCase Biểu đồ Name Biểu đồ Brief Description Biểu đồ nội lực và biểu đồ chuyển vị Preconditions Main Flow Actor Input System Response 0 Chọn một giai đoạn từ ComboBox 1 Click “Hiển thị” 2 Hiển thị kết quả lên màn hình (frmDisplay) 3 Click “Thoát” 4 Ẩn Form (frmFigure) Alternative Flow 0 Không chọn giai đoạn và nhấn nút hiển thị 1 Thông báo lỗi Post-conditions UseCase Điều chỉnh áp lực Name Điều chỉnh áp lực Brief Description Hiển thị kết quả điều chỉnh áp lực đất trong các giai đoạn Preconditions Main Flow Actor Input System Response 0 Chọn một giai đoạn từ ComboBox 1 Click “Hiển thị” 2 Hiển thị kết quả lên màn hình (frmDisplay) 3 Click “Thoát” 4 Ẩn Form (frmForce) Alternative Flow 0 Không chọn giai đoạn và nhấn nút hiển thị 1 Thông báo lỗi Post-conditions Biểu đồ tuần tự Biểu đồ nhập vật liệu Biểu đồ nhập đất nền Biểu đồ nhập dữ liệu cọc Biểu đồ nhập thanh chống Biểu đồ nhập tải trọng Biểu đồ nhập thuộc tính thi công Biểu đồ thiết lập mở rộng Biểu đồ xem và xuất kết quả dạng bảng Biểu đồ kết quả nội lực và chuyển vị Biểu đồ kết quả điều chỉnh áp lực đất Biểu đồ lớp Tìm kiếm lớp Từ danh sách các đối tượngđã liệt kê, tập hợp các đối tượng cùng loại được các lớp sau: frmMain frmDisplay frmMaterial frmSoil frmPile frmSupport frmLoadForce frmExecute frmOption frmForceFigure frmFigure frmExport Biều đồ lớp Một số mối quan hệ Quan hệ giữa Module “mdlMaterial” với các biến định nghĩa trong chương trình là KieuThepCoc và KieuBeTongCoc Quan hệ giữa Module “mdlDefineVar” với các biến định nghĩa trong chương trình THIẾT KẾ GIAO DIỆN Giao diện chính Giao diện chính chính là “bộ mặt” của chương trình. Đây chính là nơi người dùng có thể thực hiện các chức năng của chương trình cũng như đáp ứng các yêu cầu của mình. Thanh trạng thái Màn hình đồ hoạ Thanh công cụ Menu Tên tệp hiện hành Giao diện chính của chương trình bao gồm các thành phần sau đây: Menu : Thực đơn đổ xuống khi người dùng kích hoạt vào tên từng menu. Thông qua những menu này, người dùng có thể thực thi các chức năng (Thể hiện ngắn gọn qua tên của nó). Cấu trúc Menu của giao diện như sau: Tính toán Nhập dữ liệu Hiển thị kết quả Têp tin Thanh công cụ: Chứa các nút có chức năng như menu giúp cho người dùng thao tác nhanh hơn trong khi thi hành. Trê

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDATN - Thanh.doc
  • rarProgram.rar