Tính toán cột bêtông cốt thép chịu nén lệch tâm xiên theo TCVN 356-2005

Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 TÍNH TOÁN CỘT BÊTÔNG CỐT THÉP CHỊU NÉN LỆCH TÂM XIÊN THEO TCVN356-2005 Tác giả: Võ Anh Vũ - X04A2 Nguyễn Duy Hưng - X04A1 1. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Tính toán kiểm tra khả năng chịu lực của cột bê tông cốt thép chịu nén lệch tâm xiên. Đối với cột chịu nén lệch tâm xiên, ứng với mỗi trường hợp nội lực (gồm phương, chiều và độ lớn của lực dọc, mômen), cột sẽ có khả năng chịu lực khác nh

pdf20 trang | Chia sẻ: huongnhu95 | Lượt xem: 352 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt tài liệu Tính toán cột bêtông cốt thép chịu nén lệch tâm xiên theo TCVN 356-2005, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
au. Sự làm việc của cột tùy thuộc vào tương quan giữa các thành phần nội lực với tiết diện và cách bố trí cốt thép. Gọi Mxmax và Mymax là khả năng chịu mômen theo phương x và phương y của cột. Mxmax và Mymax phụ thuộc vào Mx và My là nội lực trong hệ và độ lệch tâm theo phương x và y. Trong bài toán thiết kế, ta phải đơn giản hóa sự làm việc phức tạp này của cột với những giả thiết thiên về an toàn. Mục đích của đề tài này là đi kiểm tra mức độ làm việc của cột dựa trên những tính toán chi tiết hơn. Đồng thời thể hiện sự làm việc của từng thanh thép đặt trong cột khi bê tông đạt đến trạng thái làm việc giới hạn. Đây là cơ sở để ta có những nhận định về sự làm việc, về sự phá hoại của vật liệu bê tông cốt thép. 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Quá trình tính toán được xây dựng trên cơ sở lý thuyết làm việc của vật liệu (sức bền vật liệu), dựa trên các quy định trong tiêu chuẩn TCXDVN 356:2005; tham khảo và dựa vào tài liệu “Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép” của GS. Nguyễn Đình Cống, Nxb Xây Dựng 2006. 3. QUAN ĐIỂM TÍNH TOÁN Tính toán theo quan điểm biến dạng. Xem tiết diện bị phá hoại khi biến dạng của vật liệu vượt quá giới hạn cho phép. Sơ đồ tính là sơ đồ biến dạng. Từ sơ đồ biến dạng suy ra sơ đồ ứng suất và dùng sơ đồ ứng suất để lập công thức. Giới hạn biến dạng cho phép được dùng ở đây là 0002 đối với bê tông trên tiết diện chịu nén hoàn toàn, với tiết diện có một phần kéo và một phần nén thì giá trị cho phép là 0003 . Để tính các giới hạn chịu lực của cột, ta xem cột phát huy hết khả năng chịu lực nghĩa là tại mép nén nhất, biến dạng của bê tông đạt cực hạn ( 0002 , 0003 ). Với giả thiết tiết diện phẳng và tính toán được vị trí đường trung hòa, ta nội suy được biến dạng tại bất cứ vị trí nào trên tiết diện . Biến dạng tính được vừa là biến dạng của thép, vừa là biến dạng của bê tông tại vị trí i. Dựa vào quan hệ ứng suất và biến dạng ta tính toán được ứng suất trong bê tông lúc đó. Từ đó suy ra khả năng chịu tải cực hạn của tiết diện. εi 3.1 Tính khả năng chịu lực dọc lớn nhất ( )= − σ∑max b b si siN R .A .a Điều kiện để tiết diện không bị phá hoại do lực dọc là: ≤ maxN N 3.2. Tính khả năng chịu mômen lớn nhất ( )= − σ∑max b b si siM R .S .S Điều kiện để tiết diện không bị phá hoại do mômen là: = + ≤*2 *2x y mM M M M ax 116 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 Trong đó , là giá trị mômen có tính đến ảnh hưởng của uốn dọc (thông qua ∗xM ∗ yM η) và ảnh hưởng của lệch tâm ngẫu nhiên . ae ∗ xM , được tính như sau: ∗ yM ∗ = ηx x 0xM e N N ∗ = ηy y 0yM e η = − x x cr 1 N1 N η = − y y cr 1 N1 N (uốn dọc) ⎛ ⎞= ⎜ ⎟⎝ ⎠ x 0x Ml He max 20; ; ; 600 30 N ⎛= ⎜⎝ ⎠ y 0y Ml Be max 20; ; ; 600 30 N ⎞⎟ (lệch tâm ngẫu nhiên) 3.3. Lực tới hạn về điều kiện ổn định cho cấu kiện xcrN và y crN : ⎡ ⎤⎛ ⎞⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎜ ⎟= + + α,1 J ⎡ ⎤⎛ ⎞ ⎢ ⎥⎜ ⎟δϕ +⎢ ⎥⎜ ⎟⎜ ⎟ϕ⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ x xb b x cr s sx2 e0 1 p C .E J 0,11N 0 l 0,1 ; ⎢ ⎥⎜ ⎟⎢ ⎥⎜ ⎟= + + α⎢ ⎥⎜ ⎟δϕ + 117 ⎢ ⎥⎜ ⎟⎜ ⎟ϕ⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ yy yb b cr s sy2 e0 1 p JC .E 0,11 ,1 J l 0,1 4 .l N 0 - Lấy : bê tông hạt nhỏ nhóm A. =bC 6, - : lấy theo cấp độ bền chịu nén bê tông. bE - : thiên về an toàn. ϕ =1 2 - : chiều dài tính toán. = μ0l - ⎛ ⎞δ = − −⎜ ⎟⎝ ⎠ x x 0 0 e b e lMax ;0,5 0,01 0,01R H H - ⎛ ⎞δ = − −⎜ ⎟⎝ ⎠ x y 0 0 e b e lMax ;0,5 0,01 0,01R B B - : cốt thép không ứng lực trước. ϕ =p 1 - α = ss b E E - : moment quán tính của tiết diện cốt thép đối với trục x xsJ π⎛ ⎞= φ +⎜ ⎟⎝ ⎠∑ x 4 s iJ .64 i i a .y - : moment quán tính của tiết diện cốt thép đối với trục y ysJ π⎛ ⎞= φ +⎜ ⎟⎝ ⎠∑ y 4 s iJ . a64 i i .x x, y trong công thức trên là tọa độ của trọng tâm thanh cốt thép thứ i dối với hệ trục tọa độ tại tâm tiết diện. Khi điều kiện ổn định không đảm bảo hoặc , chương trình sẽ ngừng, không tính toán và báo cho người dùng, yêu cầu tăng tiết diện hoặc mác bê tông. > xcrN N > ycrN N 3.4. Tính toán cốt đai Tính khả năng chống cắt Qxmax và Qymax của tiết diện: ( ) ( )= +xmax b x sw xQ Q Q ( ) ( )= +ymax b y sw yQ Q Q Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 Tính : khả năng chịu cắt của bê tông: bQ ( ) ( )ϕ + ϕ + ϕ= 2b2 f n bt 0b x 1 R .Q c b .h ( ) ( )ϕ + ϕ + ϕ= 2b2 f n bt 0b y 1 R .Q c b .h Trong đó: , ϕ =b2 2,00 ϕ =f 0 ⎛ ⎞ϕ = ⎜ ⎟⎝ ⎠n bt o Nmin 0,1 ;0,5 R bh ( )ϕ + ϕ + ϕ= 2b2 f n bt 0 sw 1 R c q .b.h = sw wsw R .f .nq s Tính khả năng chịu cắt của cốt đai: = ∑sw swQ q .c Kiểm tra phá hoại giòn: Cốt đai phải chịu lực cắt không ít hơn khả năng chịu cắt tối thiểu của bê tông: ( )ϕ + ϕ + ϕ≥ = b3 f n btbminsw 0 1 .Qq 2h 2 R .b 4 CÁC TÍNH TOÁN BỔ TRỢ Để kiểm tra các điều kiện cho tiết diện làm việc bình thường như vừa trình bày ở trên, yêu cầu phải biết một số giá trị như: vị trí đường trung hòa, diện tích vùng bê tông chịu nén , khoảng cách từ trục đi qua mép nén nhất đến trục đi qua trọng tâm cốt thép I, Phần này trình bày các tính toán cụ thể đó: bA 0ih 4.1. Tính toán trục trung hòa Xác định đường trung hòa từ phương trình: + − =yx x y MM Ny x J J F 0 Đặt các giá trị HTH và BTH là khoảng cách từ mép nén nhất đến giao điểm trục trung hòa với các cạnh cắt nhau tại mép nén nhất (xem hình 2) Có tất cả 20 trường hợp trục trung hòa (xem hình 7) sẽ xét sau đây. Đặt tên các trường hợp như sau: chữ số La Mã đầu tiên ký hiệu cho mép nén nhất, chữ số thứ 2 chỉ các dạng vùng nén (vùng nén được gạch chéo): 1 2 3 4 5 Hình 1. Các trường hợp đường trung hòa với mép I nén nhất Xét 5 trường hợp tiết diện có mép nén là mép I (như hình vẽ), tính được các giá trị: ⎡ ⎤= − +⎢ ⎥⎣ ⎦ y x TH y x J MB NB 2 M F J 2 H. (IV-1a) ⎡ ⎤= + −⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦ yx TH x y MJH NH 2 M F J 2 B. (IV-1b) 118 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 Điều kiện để toàn tiết diện chịu nén (trường hợp 5): ⎛ ⎞θ ≥ + θ + θ⎜ + +⎝ ⎠ 2 2 TH 2 2 2 2 H BH cos B H cos sin B H B H ⎟ (IV-2a) Các trường hợp từ 1 đến 4 có: ⎛θ < + θ + θ⎜ + +⎝ ⎠ 2 2 TH 2 2 2 2 H BH cos B H cos sin B H B H ⎞⎟ H (IV-2b) Trường hợp I-1: Mép nén là mép I, tiết diện có phần kéo và phần nén (điều kiện IV-2b) <THH <THB B BTH H θ x y I III II IV u v u v A θ α α−θ hA B HT H Hình 2 Ban đầu tọa độ trọng tâm các cốt thép được tính trong hệ tọa độ (x,y) (xem hình trên) Chuyển tọa độ trọng tâm các thép dọc về hệ tọa độ (u, v) như hình vẽ. Công thức: = −C Bu x2 ; = +C Hv 2 y (III-3) Theo hình vẽ, ta dễ dàng chứng minh được giá trị khoảng cách từ điểm A trên tiết diện đến trục U-U là: = + α −2 2Ah u v .cos( θ) (IV-4) Khoảng cách từ từ điểm A đến trục V-V là = −A maxw h hA (IV-5) Diện tích vùng chịu nén: =b TH1A H B2 TH (IV-6) Tọa độ trọng tâm C của tiết diện: = THBu 3 , = THHv 3 , thế giá trị này vào IV-4, IV-5 ta được hC và wC. (IV-7a, IV-7b) Từ đó tính được , =b b bS A .W =i siS A .Wi Trường hợp I-2: Mép nén vẫn là mép I, tiết diện có phần kéo và phần nén (điều kiện IV-2b) <THH H >THB B 119 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 BTH B HT H H x y I III II IV u v u v A hA Hình 3 Công thức IV-3 vẫn đúng trong trường hợp này. Diện tích vùng chịu nén: ( )= −b THBA 2.H B. tan2 θ (IV-8) Tọa độ trọng tâm C của tiết diện: ( )⎡ ⎤θ= + − θ⎢ ⎥⎣ ⎦ 3 2 C TH b 1 B . tan Bu H A 6 2 B. tan , ( )⎡ ⎤θ⎛ ⎞= − θ + − θ⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ 22 C TH TH b 1 1 2B tan Bv H B tan H B tan A 2 3 2 , thế giá trị này vào IV-4, IV-5 ta được hC và wC. (IV-9a, IV-9b) Từ đó tính được , =b b bS A .W =i siS A .W 0 H i Trường hợp I-3: Mép nén là mép I ( , ), tiết diện có phần kéo và phần nén (điều kiện III- 2b). >xM 0 >yM >THH <THB B BTH B HT H H x y I III II IV u v u v A hA Hình 4 Công thức III-3 vẫn đúng trong trường hợp này. Diện tích vùng chịu nén: ( )= −b THHA 2.B H.cotan2 θ (IV-10) Tọa độ trọng tâm C của tiết diện: 120 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 121 ( )⎡ ⎤θ⎛ ⎞= − θ + − θ⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ 22 C TH TH b 1 1 2Hcotan Hu B H cotan B Hcotan A 2 3 2 , (⎡ θ= + −⎢⎣ ⎦ 3 2 C TH b 1 H .cotan Hv B A 6 2 )⎤θ ⎥H.cotan , thế giá trị này vào III-4, III-5 ta được hC và wC. (IV-11a, IV-11b) Từ đó tính được =b b bS A .W =i siS A .W H , i Trường hợp I-4: Mép nén là mép I, tiết diện có phần kéo và phần nén (điều kiện IV-2b) >THH >THB B BTH B HT H H x y I III II IV u v u v A hA Hình 5 Công thức III-3 vẫn đúng trong trường hợp này. Diện tích vùng chịu nén: ( ) ( )= − − θ − −2TH THb TH THB H 1 1A H H cotan B2 2 2 θB tan (IV-12) Tọa độ trọng tâm C của tiết diện: ( )( ) ( )⎡ ⎤⎛ ⎞= − − − − θ −⎢ ⎥⎜ ⎟⎝ ⎠⎣ ⎦ 2 C TH b 1 B H 1u B B H H cotan . B.H A 2 3 b A , ( )( ) (⎡ ⎤⎛ ⎞= − − − − θ −⎢ ⎥⎜ ⎟⎝ ⎠⎣ ⎦ 2 C TH b 1 H B 1v H H B B tan . B.H A 2 3 )bA , thế giá trị này vào IV-4, IV-5 ta được hC và wC. (IV-13a, IV-13b) Từ đó tính được =b b bS A .W =i siS A .W, i Trường hợp I-5: Mép nén là mép I , toàn tiết diện chịu nén (điều kiện IV-2a) Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 B H x y I III II IV u v u v A hA Hình 6 Công thức III-3 vẫn đúng trong trường hợp này. Diện tích vùng chịu nén: =bA H.B (IV-14) Tọa độ trọng tâm C của tiết diện: =C Bu 2 , =C Hv 2 , thế giá trị này vào III-4, III-5 ta được hC và wC. (IV-15a, IV-15b) Từ đó tính được =b b bS A .W =i siS A .W, i Khi dấu mômen thay đổi, mép nén nhất cũng thay đổi. Ta thực hiện phép đổi trục: xoay hệ trục (uv) sao cho gốc tọa độ đặt tại mép nén nhất và mép đối diện nằm ở góc phần tư thứ nhất của hệ trục (xem hình). Đưa các trường hợp II, III, IV về trường hợp I, các công thức từ I-1 đến I-15 không cần thiết lập lại. Khi thay đổi mép nén, để tính BTH và HTH ta dùng các công thức: (III-1a và III-1b với giá trị của M thay bằng trị tuyệt đối) ⎡ ⎤= − +⎢⎣ ⎦ y x TH xy J MB NB 2 F JM ⎥ H. 2 (III-1’a) ⎡ ⎤= + −⎢⎢ ⎥⎣ ⎦ yx TH x y MJH NH 2 M F J 2 ⎥B. (III-1’b) 122 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 Hình 7. LIỆT KÊ 20 TRƯỜNG HỢP ĐƯƠNG TRUNG HÒA VÀ CÁCH ĐẶT TÊN 1 2 3 4 5 I v u v u v u v u v u II v u v u v u v u v u III v u v u v u v u v u IV v u v u v u v u v u I: , 0 II: >xM 0 >yM yM xM 00 IV: , <yM 0 1: , THB >THH H THH H >THB B 123 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 4.2. Tính toán ứng suất pháp Xác định ứng suất của thép và bê tông theo quan điểm biến dạng với giả thiết mặt biến dạng phẳng: Đặt là biến dạng của mép bê tông chịu kéo nhất hoặc nén ít nhất. Tương ứng, biến dạng tại vị trí trọng tâm thanh thép thứ i được tính: εc ( )εε = −ci oi o h x x o i Ứng suất trong thanh thép thứ i: σ = εi sE Cho ε = 000c 2 đối với tiết diện hoàn toàn chịu nén và ε = 000c 3,5 đối với tiết diện vừa có vùng kéo, vừa có vùng nén. Tính được các giá trị σi lúc này. Từ đó tính được giá trị lớn nhất cho phép của M và N: = − σ∑max b b i siM R S S = − σ∑max b b i siN R A a Xác định tỷ lệ làm việc của kết cấu: +*2 *2x max M M M x và max N N . W8W7W6W5 V V U U h04 h03 h02 ho1 x 0 x n 87654 3 2 1 C Wc Hình 8 124 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 5. LÝ LUẬN DỰA TRÊN KẾT QUẢ TÍNH TOÁN Trên Detail Report, chương trình đã trình bày giá trị ứng suất trong từng thanh cốt thép khi bê tông phát huy hết khả năng chịu lực của nó (theo điều kiện biến dạng đã trình bày ở trên). Qua phân tích cho ta thấy với mỗi trường hợp tải, sự phá hoại sẽ bắt đầu từ bê tông (phá hoại giòn) hay bắt đầu từ sự chảy dẻo của thép kéo (ứng suất trong thép vùng kéo đạt đến ) hay chảy dẻo thép vùng nén (ứng suất trong thép vùng nén đạt đến ). Tiết diện làm việc theo trường hợp nào là phụ thuộc tương quan giữa M SR SR' x, My, N với kích thước tiết diện, với sự bố trí cốt thép. 6. SỰ LÀM VIỆC CỦA CHƯƠNG TRÌNH 6.1. Cài đặt Chương trình được nén thành 01 file .exe, chỉ cần chạy file Setup.exe, chọn thư mục cài đặt là được. Để khởi động chương trình, ta kích hoạt file XColumn.exe trong thư mục vừa cài đặt. Trên màn hình chính của chương trình: Vào Column > New Column để tạo cột mới. File cột mới sẽ được lưu thành file có dạng *.col. Vào Column > Open Column để mở một file cột đã lưu trước đó (file có dạng *.col). Sau đây trình bày cách khai báo để tính toán một cột mới, việc mở 1 file cột cũ và sửa đổi trên nó được thực hiện tương tự. 6.2. Tạo cột mới Vào Column > New Column, hộp thoại Column xuất hiện. Chức năng của hộp thoại này là để khai báo các dữ liệu đầu vào cho chương trình. Gồm 3 trang: - Trang 1: Khai báo chung - Trang 2: Tiết diện - Trang 3: Nội lực Di chuyển giữa các trang sử dụng các nút “Tiến”, “Lùi” hoặc chọn trực tiếp vào thẻ phía trên. 6.3. Nhập dữ liệu đầu vào trực tiếp trên 3 tab của form Column 6.3.1. Tab “Khai báo chung” Các dữ liệu nhập sẽ được ghi vào báo cáo do chương trình xuất ra. Chức năng “Nhận dữ liệu từ SAP” được trình bày trong phần bên dưới. 125 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 Hình 9. Khai báo chung 6.3.2 Trang “Tiết diện”: Các dữ liệu nhập trên trang “Tiết diện” gồm kích thước tiết diện và các thông số cấu tạo tiết diện, bê tông, cốt dọc, cốt đai, cụ thể trên hình 10. Ngay khi có tiết diện và đặt cốt thép, chương trình sẽ tính ngay khoảng cách giữa các cốt thép, người dùng điều chỉnh để có lựa chọn hợp lý tránh việc cốt thép đặt quá sít nhau, khó khăn cho việc đổ bê tông. Khung nhìn phía bên phải trang “Tiết diện” có chức năng xem trước sơ đồ liên kết tương ứng với hệ số liên kết được chọn và xem tiết diện sau khi khai báo xong. Chức năng này rất tiện lợi cho việc kiểm tra dữ liệu nhập có đúng ý người dùng không. Phía góc trái của khung nhìn có thể hiện hàm lượng thép (mu) và tổng số thép bố trí. 126 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 Hình 10. Trang Tiết diện 6.3.3 Trang “Nội lực”: Nội lực được trình bày dưới dạng Sheet do đó có thể Copy, Paste trực tiếp từ chương trình khác sang. 127 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 6.4. Phân tích Sau khi nhập đầy đủ các số liệu về tiết diện, nội lực, ta chọn nút “Phân tích” trên trang “Nội lực” để chương trình phân tích tiết diện. Hộp thoại Save xuất hiện yêu cầu chọn tên file và địa chỉ lưu file. Chương trình sẽ xuất ra tại vị trí chọn 3 file báo cáo kết quả xử lý: - .col: file chứa dữ liệu đầu vào của cột vừa tạo (được dùng để mở lại, sửa đổi và phân tích lần sau). - _DetailReport.xls: file báo cáo chi tiết của chương trình: phân tích sự làm việc của từng thanh cốt thép khi bê tông đạt đến trạng thái giới hạn về biến dạng. - _SummaryReport.xls: file báo cáo tóm tắt, thể hiện mức độ làm việc của cột với các tổ hợp tải khác nhau. 6.5 Chức năng nhập dữ liệu từ SAP Thay vì phải nhập toàn bộ kích thước tiết diện, số liệu tải trọng vào chương trình ta có thể sử dụng chức năng “Nhận dữ liệu từ SAP”. 6.5.1. File SAP Để nhập vào chương trình cần có 1 file Excel xuất ra từ SAP với các Sheet bắt buộc là: - Connectivity – Frame - Frame Props 01 – General - Frame Section Assignments - Element Forces – Frames Trong đó file SAP là bản phân tích nội lực một mô hình khung với các tiết diện dự kiến cấu tạo giống nhau có cùng một tên. Ví dụ “COTB1”. 6.5.2. Thực hiện Chọn nút “Nhận dữ liệu từ SAP” trên trang “Khai báo chung” Chương trình yêu cầu nhập tên tiết diện (đúng với tiết diện đã khai báo trong SAP). Chương trình yêu cầu nhập chiều cao cột cầân phân tích. Vì một tiết diện cột có thể bố trí cho các cột có chiều cao khác nhau, chương trình chỉ xử lý với 1 chiều cao duy nhất. Chương trình yêu cầu nhập hệ số k (đơn vị %): Việc tính toán thông thường chỉ xét đến 5 tổ hợp nguy hiểm nhất là Mxmax, Mymax, Nmax, exmax, eymax. Ở đây ta xét trên phạm vi rộng hơn, tính toán nhiều trường hợp tải hơn: xét tất cả các tổ hợp tải có Mx > k*Mxmax, My > k*Mymax, N > k*Nmax, ex > k*exmax, ey > k*eymax. Như vậy muốn tính càng nhiều tổ hợp tải thì ta nhập hệ số k càng nhỏ. K phải nămg trong phạm vi từ 0 đến 100%. Hộp thoại Open cho ta chỉ định file SAP cần xử lý. Việc nhập dữ liệu sẽ cho ta các tổ hợp tải thỏa điều kiện với k nói trên và kích thước tiết diện. Người dùng chỉ còn chọn cốt thép, chọn vật liệu và phân tích tương tự như trên. 6.6. Chức năng mở file cũ Trong màn hình chính của chương trình chọn Column > Open Column Hộp thoại Save xuất hiện. Chọn file *.col đã lưu từ trước để mở. Chương trình sẽ đọc tất cả các dữ liệu đầu vào đã nhập từ trước. Người dùng có thể sửa chữa trực tiếp trên dữ liệu nhập đó và lưu thành file mới. 6.7. Hình thức của báo cáo 6.7.1. Báo cáo tổng thể - Trình bày các số liệu đầu vào ở đầu báo cáo gồm tiết diện, số tổ hợp tải, 128 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 - Trình bày các giá trị nội lực cực hạn tiết diện chịu được tương ứng mỗi trường hợp tải trọng và so sánh nó với nội lực dự kiến phát sinh. Đưa ra các cảnh báo cho người dùng. 6.7.2. Báo cáo chi tiết - Gồm toàn bộ nội dung như báo cáo tổng thể. - Thể hiện ứng suất trong cốt thép khi bê tông phát huy hết khả năng làm việc (về biến dạng). - Đánh dấu các thanh thép phát huy hết khả năng chịu lực (cường độ đạt đến giới hạn chảy). Hình 11. Đánh dấu các thép đạt đến chảy dẻo 6.8. Các cảnh báo cho người dùng - Khi tiết diện thiết kế không đủ khả năng chịu nội lực nào, tại tổ hợp tải nào, chương trình sẽ bôi đỏ và gạch ngang tại vị trí đó trong báo cáo tóm tắt (Summary Report) và không thực hiện việc phân tích trong báo cáo chi tiết (Detail Report) - Khi tiết diện được đặt cốt đai vi phạm điều kiện phá hoại giòn, chương trình sẽ ngừng tính và đưa cảnh báo. - Khi tiết diện mất ổn định, chương trình sẽ ngừng tính và đưa ra cảnh báo. 129 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 Hình 12. Cảnh báo vượt khả năng chịu tải trong báo cáo tóm tắt Hình 13. Đai không đảm bảo điều kiện phá hoại giòn Hình 14. Cảnh báo cột bị mất ổn định. 130 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 Hình 15. Khi cột mất ổn định, chương trình không phân tích tiếp (trong BC Chi tiết) Hình 16. Bôi vàng thép đạt đến chảy dẻo 7. CÔNG CỤ TÍNH Lập trình với ngôn ngữ Visual Basic 6.0, kết hợp VB trong Excel (Macros). Một số câu lệnh tiêu biểu sử dụng trong chương trình: 131 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 7.1. VB6.0 làm việc với Excel - Tham chiếu thư viện đối tượng Excel vào VB6.0: Project > References, chọn Microsoft Excel 11.0 Object Library - Mở một file Excel, ví dụ mở file Section.xls trong thư mục Database là thư mục con của thư mục cài đặt: Workbooks.Open FileName:= App.Path & "\Database\Section.xls" - Cho Excel làm việc trong chế độ ẩn: excel.Application.Visible = False - Đóng một cửa sổ Excel, ví dụ đóng cửa sổ Section.xls và không lưu các thay đổi trên file. excel.Windows("Section.xls").Close savechanges = xlDoNotSaveChanges - Nhập giá trị từ VB6.0 vào bảng tính Excel hiện hành, ví dụ gán giá trị của biến PhiW vào ô “F30” của sheet “Input” trong bảng tính excel hiện hành. ActiveWorkbook.Sheets("Input").Range("F30").Value = PhiW Phương pháp làm việc của chương trình là nhận các giá trị nhập từ VB6.0 và đưa vào các bảng tính Excel, gọi Macros trong Excel xử lý và lấy giá trị trở lại VB6.0. Dữ liệu xử lý và dữ liệu nhập cũng được lưu ra các file Excel với hình thức là các báo cáo và file *.col Với cách thức làm việc như trên người lập trình có thể lợi dụng khả năng về giao diện tốt và nhiều ưu điểm mạnh khác của VB6.0, vừa lợi dụng được cấu trúc dữ liệu dạng bảng, khoa học, dễ xử lý trong Excel. Tuy nhiên có nhược điểm là tốc độ xử lý có chậâm hơn đôi chút. 7.2. Dùng biểu dồ trong Excel như là hình vẽ mặt cắt tiết diện - Trong Excel ta vẽ biểu đồ dựa vào kích thước tiết diện người dùng nhập và tọa độ trọng tâm các cốt thép tính toán được: Sub DrawChart() Dim CurrentChart As Chart, Fname$ Dim i As Integer Sheet3.Unprotect Sheet3.Calculate_PositionOfSteel DeclareSection Sheets("CalculateSection").Select ActiveSheet.ChartObjects("Chart 2").Activate For i = 1 To 2 * (S1 + S2) - 4 ActiveChart.PlotArea.Select ActiveChart.SeriesCollection.NewSeries ActiveChart.SeriesCollection(i + 2).XValues = "=CalculateSection!R" & CStr(i + 8) & "C6" ActiveChart.SeriesCollection(i + 2).Values = "=CalculateSection!R" & CStr(i + 8) & "C7" ActiveChart.SeriesCollection(i + 2).Name = "=CalculateSection!R" & CStr(i + 8) & "C5" ActiveChart.SeriesCollection(i + 2).Select ActiveChart.SeriesCollection(i + 2).ApplyDataLabels AutoText:=True, LegendKey:= _ False, ShowSeriesName:=True, ShowCategoryName:=False, ShowValue:=False, _ ShowPercentage:=False, ShowBubbleSize:=False With Selection.Border .Weight = xlThin .LineStyle = xlNone End With With Selection 132 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 .MarkerBackgroundColorIndex = 3 .MarkerForegroundColorIndex = 3 .MarkerStyle = xlCircle .Smooth = False .MarkerSize = 8 .Shadow = False End With Next i ActiveChart.Axes(xlValue).AxisTitle.Characters.Text = "H=" & CStr(H) ActiveChart.Axes(xlCategory).AxisTitle.Characters.Text = "B=" & CStr(B) ActiveChart.Shapes("Text Box 1").Select Selection.Characters.Text = "Total: " & CStr(2 * (S1 + S2) - 4) & " (phi" & CStr(Phi) & ")" ActiveChart.Shapes("Text Box 2").Select Selection.Characters.Text = Sheets("Input").Range("F28").Text & "%" '***Plot Chart & import into a form*** Set CurrentChart = Sheets("CalculateSection").ChartObjects("Chart 2").Chart Fname = ThisWorkbook.Path & "\temp\temp.gif" With CurrentChart .PlotArea.Width = 250 .PlotArea.Height = 250 .Export Filename:=Fname, FilterName:="GIF" End With Sheets("CalculateSection").Range("K1") = 1 End Sub Với đoạn mã lập trình trên, Excel sẽ vẽ được biểu đồ mô tả mặt cắt ngang tiết diện và in ra thành file *.gif Chương trình chỉ việc tải hình đó vào form với câu lệnh: picSection.Picture = LoadPicture(App.Path & "\database\temp\temp.gif") Application.ScreenUpdating = True 7.3. Tính toán các trường hợp đường trung hòa Để tính toán 20 trường hợp đường trung hòa: lập sẵn 20 sheet excel dùng tính 20 trường hợp đường trung hòa đó. Xét điều kiện xem dạng nội lực trong kết cấu tương ứng với dạng đường trung hòa nào thì dùng sheet đó để tính toán các thông số liên quan. 7.4. Đưa ra cảnh báo cho người dùng Xét các điều kiện toán học, khi vi phạm các điều kiện đặt sẵn, chương trình sẽ đưa ra cảnh báo bằng cách Format báo cáo khác đi để người dùng dễ nhận biết. Ví dụ: xử lý kết quả khi tiết diện bị mất ổn định: If Sheets("CalculateMmaxNmax").Range("AC8").Value < 1 Or Sheets("CalculateMmaxNmax").Range("AD8").Value < 1 Then 'Bao ngay ket qua bi vuot gia tri N(crack) 'Xu ly reportDetail Sheets("ReportDetail").Select Range("B" & CStr(30 + i * (18 + No))) = "N > N(cr), CAU KIEN BI MAT ON DINH, CAN TANG TIET DIEN!" Range("A" & CStr(30 + i * (18 + No)) & ":H" & CStr(30 + i * (18 + No))).Select Selection.Font.Bold = True With Selection.Interior .ColorIndex = 3 .Pattern = xlSolid End With Selection.Font.ColorIndex = 2 133 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 Range("D" & CStr(46 + i * (18 + No)) & ":D" & CStr(47 + i * (18 + No))).ClearContents 'Xu ly reportSummary Sheets("ReportSummary").Select Range("C" & CStr(31 + i) & ":O" & CStr(31 + i)).ClearContents Range("B" & CStr(31 + i)) = "N > N(cr), CAU KIEN BI MAT ON DINH, CAN TANG TIET DIEN!" Range("A" & CStr(31 + i) & ":O" & CStr(31 + i)).Select Selection.Font.Bold = True With Selection.Interior .ColorIndex = 3 .Pattern = xlSolid End With Selection.Font.ColorIndex = 2 End If Next i On Error Resume Next 'Dieu chinh font chu Sheets("ReportSummary").Select Range("D9:D27").Select Selection.NumberFormat = "General" Range("D20:D21").Select Selection.NumberFormat = "0.00E+00" Range("D12").Select Selection.NumberFormat = "0.00E+00" Range("D15").Select Selection.NumberFormat = "0.00" Range("A31:O34").Select Application.Goto Reference:="R31:R65536" With Selection.Font .Name = "Arial" .Size = 8 .Strikethrough = False .Superscript = False .Subscript = False .OutlineFont = False .Shadow = False .Underline = xlUnderlineStyleNone .ColorIndex = xlAutomatic End With Selection.NumberFormat = "0.00" Range("D12,D18").Select Range("D18").Activate Selection.NumberFormat = "0.00E+00" Range("D15:D16").Select Selection.NumberFormat = "0.00" Range("A30:A65500").Select Selection.NumberFormat = "@" Sheets("ReportDetail").Select Cells.Select Range("A29").Select Application.Goto Reference:="R29:R65536" With Selection.Font .Size = 8 .Strikethrough = False .Superscript = False .Subscript = False .OutlineFont = False .Shadow = False .ColorIndex = xlAutomatic End With 134 Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007 Selection.NumberFormat = "0.00" Range("G31").Select Application.Goto Reference:="R31C7:R65536C7" Selection.NumberFormat = "0.00000" Range("C30:C65500").Select Selection.NumberFormat = "@" 7.5. Nhận dữ liệu từ SAP Mở file Excel xuất từ SAP, tìm các giá trị sẵn có trên những Sheet có tên biết trước và sắp xếp chúng lại, chọn ra các tổ hợp tải nguy hiểm với hệ số k. 8. ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG TRÌNH - Về phương diện lý thuyết: số liệu chương trình cung cấp cho người dùng cái nhìn chi tiết hơn về sự làm việc của vật liệu. - Áp dụng tiêu chuẩn thiết kế mới: TCXDVN 356:2005 - Giao tiếp với người dùng khá thân thiện, trực quan. - Có những biện pháp giúp người dùng kiểm soát được dữ liệu nhập, việc nhập dữ liệu tải trọng khá thuận tiện, đặc biệt có khả năng nhận dữ liệu từ phần mềm phân tích nội lực. - Việc tính toán khá chặt chẽ, đưa ra các cảnh báo cần thiết cho người dùng. - Báo cáo kết quả trình bày tốt, định dạng sẵn, có thể in ngay. - Khả năng tính toán còn chậm. 9. HƯỚNG PHÁT TRIỂN - Giải bài toán thiết kế và kiểm tra ngay kết quả thiết kế được. - Mở rộng chương trình ra những quan niệm tính toán khác nhau để có sự so sánh. - Xuất kết quả thiết kế sang AutoCad. (sử dụng VB ta hoàn toàn có thể xuất bản vẽ AutoCad từ các dữ liệu thiết kế). - Mở rộng sang việc phân tích các cấu kiện khác: dầm, móng, - Xuất nhập với các phần mềm tính toán kết cấu khác. 135

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdftinh_toan_cot_betong_cot_thep_chiu_nen_lech_tam_xien_theo_tc.pdf
Tài liệu liên quan