Việc giải nội lực để tính toán và bố trí cốt thép tương đối phức tạp,Nhưng với việc chấp nhận giả thiết dầm móng băng trên nền đàn hồi Winkler ,Mô hình hóa và đưa vào Sap để xuất nội lực thì mọi chuyện trở nên không quá khó để thực hiện.Đặc biệt với các bạn đang làm Đồ án Nền Móng thì Tut này thực sự cần thiết và hữu ích.Bài viết này có sử dụng tài liệu hướng dẫn tính móng băng của anh Trần Tuấn Anh.ĐhBK Tp HCM.
Giai ñoaïn 1: Chuaån bò döõ lieäu:
Moùng baêng cuûa moät chung cö 4 taàng haønh lang giöõa coù chieàu daøi
L= 19,6m, coøn tieát dieän, kích thöôùc moùng baêng vaø taûi troïng cuï theå nhö hình sau.
Moùng baêng naøy ñöôïc tính toaùn vôùi quan nieäm daàm treân neàn ñaøn hoài Winkler vaø giaû söû coù tröôùc heä soá neàn K = 540 T/m3.
Böôùc 1: Choïn soá löôïng loø xo, vaø tính ñoä cöùng cuûa caùc loø xo:
Baøi toaùn moâ phoûng neàn ñaøn hoài vôùi 65 loø xo vaø moùng ñöôïc chia thaønh 64 phaàn töû (ñoaïn) nhö hình veõ treân: (Hình veõ chæ veõ moät nöûa moùng, vì ñaây laø moùng ñoái xöùng)
Ñeå quy ñoåi heä soá neàn K0 = 540 T/m3 veà ñoä cöùng cuûa caùc loø xo ta tính toaùn
Hình veõ döôùi ñaây theå hieän maët ñaát taïi beà maët ñaùy cuûa moùng baêng :
Töø ñoù ta quan nieäm raèng:
+ Loø xo soá 1 ñaïi dieän cho vuøng ñaát coù dieän tích A1 = 1.5 x 0.1625
+ Loø xo soá 2 ñaïi dieän cho vuøng ñaát A2 = 1.5 x 0.325
+ Töông töï cho caùc loø xo soá 3 vaø soá 4 …v..v… Nhö vaäy ñoä cöùng cuûa caùc loø xo seõ laø:
K1= K65 = K0 x A1= 540 x (1.5 x 0.1625) ≅ 132 T/m
K2 = K3 = K4 = K30 = K31 = K32 = K33 = 540 x(1.5 x 0.325) ≅ 264 T/m
K5 = K29 = K0 x A5 = 540 x[1.5 x (0.325/2+0.3/2)] ≅ 253 T/m
K6 = K7 = K8=…=K28= 540 x (1.5 x 0.3) = 243 T/m
Do tính ñoái xöùng neân ñoä cöùng caùc loø xo cuûa moät nöûa moùng baêng coøn laïi tính töông töï.
Böôùc 2: Quy ñoåi moment quaùn tính tieát dieän moùng baêng veà tieát dieän chöõ nhaät:
Ñaàu tieân tìm troïng taâm theo nguyeân taéc caân baèng moment tónh:
Moment tónh cuûa caùc tieát dieän nhoû laáy ñoái vôùi truïc naèm ôû ñaùy moùng baêng :
S1= 300 x 700 x 700/2 = 735x105 mm3
S2 = [(600 x 300)/2]x (200 + 300/3) = 270x105 mm3
S3 = 600 x 200 x 200/2 = 120x105 mm3
Nhö vaäy moment tónh cuûa tieát dieän moùng baêng naøy laø: S = S1 + 2S2 + 2S3 = 1515x105 mm3
Dieän tích cuûa tieát dieän moùng baêng:
A= 300x700 + 2x600x200 + 2x(600x300/2) = 6.3x105 mm2
Vaäy chieàu cao troïng taâm tính töø ñaùy cuûa moùng baêng laø:
y = S/A = 1545/6.3 ≅ 240.5 mm ≅ 24 cm
Töø ñaây moment quaùn tính cuûa tieát dieän moùng baêng seõ laø:
Moment quaùn tính cuûa tieát dieän soá 1 ñoái vôùi truïc ñi qua troïng taâm moùng: J1 = J01 + (yc1)2. F1 = 30x 703/12 + (70/2 - 24.5)2x30x70 = 1089025 cm4.
Töông töï:
J2 = J02 + (yc2)2. F2 = 60x303/36 + (30 - 24.5)2x60x30/2 = 72225 cm4. J3 = J03 + (yc3)2. F3 = 60x203/12 + (10 - 24.5)2x60x20 = 292300 cm4.
⇒ J = J1 +2J2 + 2.J3 =1089025 + 2x72225 + 2x292300 = 1818075 cm4.
Quy ñoåi veà tieát dieän hình chöõ nhaät coù cuøng moment quaùn tính:
Hình chöõ nhaät laáy chieàu cao H = 0.7 m (cuøng chieàu cao moùng)
⇒ b = 12x1818075/(70)3 =63.6 cm ≅ 64 cm
Giai ñoaïn hai: Nhaäp döõ lieäu vaøo Sap2000:
Khôûi chaïy chöông trình Sap2000:
Giao dieän chöông trình: (Neàn chöông trình coù maøu ñen, ñeå giaûm hao möïc trong in aán neân trong hình döôùi, neàn chöông trình ñaõ ñöôïc chuyeån qua maøu traéng, khi thöïc haønh sinh vieân vaãn giöõ nguyeân giao dieän ñen bình thöôøng)
B1: Choïn heä thoáng ñôn vò:
Choïn Ton-m.
B2: Leân: File>New Model from Template
Number of Spans (Soá löôïng nhòp): 5
Span Length: nhaäp vaøo 2.6
B4: Hieäu chænh laïi ñöôøng löôùi: Leân Draw>Edit Grid
Kích vaøo Edit Grid seõ xuaát hieän: Söûa trong oâ X Location:
-6.5 thaønh -9.8 roài kích Move Grid Line
6.5 -> 9.8 roài kích Move Grid Line
töông töï cho caùc giaù trò sau ñaây:-3.9 -> -8.5 ; 3.9 -> 8.5. Sau ñoù check vaøo
Glue Joints to Grid Lines roài nhaán phím OK. Xuaát hieän:
Ta thaáy heä nuùt vaø phaàn töû ñaõ gioáng nhö kích thöôùc cuûa moùng baêng ban ñaàu.
Böôùc 5: Chia nhoû caùc phaàn töû frame
Ñaàu tieân ta choïn hai phaàn töû ôû hai bieân theo kieåu choïn cöûa soå Window gioáng nhö trong Window Explorer vaãn thöôøng laøm. Sau khi caùc phaàn töû naøy ñöôïc choïn, chuùng chuyeån sang daïng neùt ñöùt nhö hình sau:
Sau ñoù chuùng ta leân Edit>Divide Frames xuaát hieän baûng:
Trôû laïi maøn hình tröôùc ñoù, chuùng ta tieán haønh
choïn hai phaàn töû lôùn nhaát ñoái xöùng, roài vaøo laïi Edit>Divide Frames chia thaønh 24 phaàn töû ñeàu nhau. Töông töï cho phaàn töû ôû giöõa chia thaønh 8 phaàn töû nhoû. Cuoái cuøng ta coù nhö hình sau:
Tieán haønh ñaùnh laïi soá thöù töï nuùt vaø phaàn töû:
Ta choïn toaøn boä caùc phaàn töû theo kieåu Window, sau ñoù leân:
Edit>Change Labels xuaát hieän:
Xoaù 66 thay baèng 1
Xoaù 70 ôû döôùi thay baèng 1.
Sau ñoù nhaán OK
Cuoái cuøng soá thöù töï phaàn töû vaø nuùt seõ hieån thò ñuùng thöù töï töø nhoû ñeán lôùn theo chieàu töø traùi sang phaûi.
Böôùc 6: Khai baùo ñaëc tính vaät lieäu vaø tieát dieän:
Leân Define>Materials xuaát hieän baûng döôùi: Kích vaøo Add new Material seõ xuaát hieän hình beân phaûi:
Trong oâ Material Name goõ: BETONG
Trong khung Analysis Property Data: Xoaù heát caùc oâ vaø goõ laïi 0. Rieâng hai oâ: Modulus of Elasticity ta nhaäp: 2900000
Poisson's ratio: 0.2
(ÔÛ ñaây chuùng ta duøng BT maùc 300)
Sau ñoù nhaán OK, thoaùt ra baûng Define Materials nhaán OK laàn nöõa.
Khai baùo tieát dieän: Leân Define>Frame Sections xuaát hieän baûng döôùi
Kích vaøo Modify/Show Section, xuaát hieän baûng beân phaûi
Trong khung Section Name goõ: 70x64
Trong oâ Material kích vaøo phím tam giaùc keùo xuoáng choïn BETONG
Trong khung Dimensions: Depth goõ 0.7 ; Width goõ 0.636
Roài nhaán OK, ra baûng Define Frame Sections nhaán OK laàn nöõa
Böôùc 7: Khai baùo taûi troïng: Define>Static Load Case
Xuaát hieän baûng (trang beân)
Trong oâ Load goõ: TTTT (Taûi troïng tính toaùn). Xong aán Change Load. Roài aán
Giaû söû ta choïn ñoä saâu choân moùng laø 1.5m. Choïn γtb =2.2
T/m3.
Nhö vaäy aùp löïc phaân boá do troïng löôïng baûn thaân moùng vaø lôùp ñaát naèm treân moùng laø:
p = 2.2 x 1.5 = 3.3 T/m2
Nhaân cho beà roäng moùng ta coù taûi phaân boá treân moät ñôn vi chieàu daøi: q = 3.3 x 1.5 = 4.95 T/m
Gaùn taûi troïng phaân boá:
Ñaàu tieân aán phím all
Nhaäp taûi taäp trung taïi caùc nuùt döôùi chaân coät:
Ñaàu tieân ta choïn nuùt soá 5 baèng caùch duøng chuoät kích thaúng vaøo nuùt ñoù , khi nuùt ñöôïc choïn ta seõ thaáy xuaát hieän hai gaïch cheùo taïi nuùt ñoù.
nhöng sau khi nhaäp xong nhôù kích vaøo cheá ñoä Replace existing loads taïi khung Options roài nhaán phím OK.
Ta tieán haønh nhaäp taûi troïng taïi nuùt laàn löôït cho caùc nuùt 29, 37, 61.
Ghi chuù laø ta coù theå thay theá böôùc Assign>Joint Static Loads>Forces baèng
moät caùch ñôn giaûn hôn laø sau khi choïn nuùt xong ta:
Böôùc 8: Gaùn loø xo cho caùc nuùt
Choïn nuùt 1, 65 sau ñoù leân:
Assign>Joint>Springs xuaát hieän baûng döôùi:
kích vaøo phím nhaäp taûi troïng nuùt.
Nhaäp trong oâ Translation 3: 132
Sau ñoù nhaán OK
Töông töï cho caùc nuùt coøn laïi:
Nhöõng nuùt coù cuøng ñoä cöùng loø xo ta coù theå choïn theo kieåu Window cho nhanh
K2 = K3 = K4 = K30 = K31 = K32 = K33 = K34 = K35 = K36 = K62 = K63 = K64 ≅ 264
K5 = K29 = K37 = K61 ≅ 253
K6 = K7 = K8=…=K28 = K38 = K39=…=K60 = 243
Böôùc 9: Raøng buoäc caùc ñieàu kieän veà baäc töï do
Leân Analyze>Set Option xuaát hieän baûng sau:
Kích vaøo ñaây, ta choïn baøi toaùn khung phaúng.
Sau ñoù nhaán phím OK
Böôùc 10: Raøng buoäc ñieàu kieän bieân (chuyeån vò)
ñeå choïn taát caû caùc phaàn töû.
Xuaát hieän: Ta choïn daáu check gioáng baûng döôùi. Ñieàu naøy coù nghóa laø:
Khoâng cho dòch chuyeån theo phöông Ox, Oy
Khoâng cho xoaén quanh truïc Ox.
Khoâng cho daàm quay quanh truïc Oz (Quay ngoaøi maët phaúng)
Böôùc 13: Xem bieåu ñoà noäi löïc
Kích vaøo phím F ta coù baûng beân phaûi: Ta choïn caùc giaù trò gioáng baûng beân.
Moment 3-3 chính laø giaù trò moment uoán trong maët phaúng daàm (Oxz). Xong kích OK. Ra
ngoaøi ta seõ xem ñöôïc bieåu ñoà moment trong moùng baêng.
Laïi nhaán phím F quay trôû laïi ta choïn:
Shear 2-2
roài nhaán OK ta seõ xem ñöôïc bieåu ñoà löïc caét.
Böôùc 14: Xuaát keát quaû ra döôùi daïng file.txt
Ñeå khoâng hieån thò caùc bieåu ñoà noäi löïc nöõa, ta aán phím troøn. Sau ñoù aán phím
ALL ñeå choïn taát caû caùc phaàn töû.
Tieáp ñoù leân File>Print Output Table xuaát hieän baûng beân:
Choïn Print to File, Spreadsheet Format ñeå keát quaû xuaát ra tieän cho Excel xöû lyù.
Nhôù choïn Frame Forces
Böôùc 15: Duøng Excel baät keát quaû file.txt.
Khi baät nhôù choïn ñuoâi file laø .txt nhö hình döôùi.
Sau ñoù xuaát hieän, baûng döôùi, kích Finish thì Excel baät baûng keát quaû bình thöôøng.
Sau ñoù ta coù keát quaû nhö trang sau:
Trong coät M3 ta chuù yù, ñôn vò cuûa moment laø T.m, nhìn sang coät FRAME ta thaáy, phaàn töû 1 xuaát noäi löïc taïi hai maët caét ôû ñaàu vaø cuoái phaàn töû.
Coät LOC vieát taét cuûa chöõ Location (vò trí)
Coät V2 chính laø giaù trò löïc caét theo truïc toaï ñoä ñòa phöông thöù 2 (ñvò Ton)
hay giaù trò löïc caét theo truïc Oz.
Töø ñaây ta coù keát quaû noäi löïc ñeå tính theùp cho moùng baêng.
Thanks for your attention!
![[TÌM HIỂU] ĐẤUTHẦU TRONG XÂY DỰNG (P.1)](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgPHtz8X2FtdMhpNFZn4jIPZExB-DBIcACQQTNgTTREltL42n_2XG8o4O0j3dJg1M8g_dLSz0DCW9eLfMMXVC4gtKu_hgQgeQkCL2cKoYlwCMAsEddX4X5G9N7c5Uc2VDokq8v7UYVnW8A/s72-c/cong-trinh-xay-dung.jpg)
