Đồ án tính toán và bố trí cáp dự ứng lực cho dầm chữ i căng sau kèm bản vẽ

PHẦN TIN HỌC 1 MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN………………………………………………… 3 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT………………………………………….7 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH…………………………… 18 I. SƠ ĐỒ PHÂN RÃ CHỨC NĂNG II. SƠ ĐỒ TIẾN TRÌNH III. MÔ HÌNH DỮ LIỆU IV. MÔ HÌNH DÒNG DỮ LIỆU V. XÂY DỰNG GIAO DIỆN VI. THUẬT TOÁN CHƯƠNG TRÌNH VII. CHỌN BỘ DỮ LIỆU THỬ CHƯƠNG IV: MÃ HÓA CHƯƠNG TRÌNH………………………………55 I. LỰA CHỌN NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH II. LẬP TRÌNH CHƯƠNG V: THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH……………………………58 CHƯƠNG VI: ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG TRÌNH…………………………….62 CHƯƠNG VII: LÀM HELP VÀ ĐÓNG GÓI………………………………63 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2 Đề tài: Tính toán và bố trí cáp dự ứng lực cho dầm chữ I căng sau I. Tìm hiểu về các phần mềm xây dựng: 1. Sự cần thiết của việc áp dụng công nghệ thông tin trong ngành xây dựng: Trong những năm gần đây, nhịp độ phát triển kinh tế đất nước có những bước phát triển khá khả quan. Chính điều này đã góp phần rất lớn đẩy mạnh sự phát triển mọi mặt của xã hội. Trong đó góp phần không nhỏ là các công trình xây dựng cầu và đường. Vì vậy, trong nhiều năm qua, Bộ xây dựng có nhiều cố gắng đầu tư đáng kể đưa để đưa tin học vào hỗ trợ quản lý thiết kế xây dựng. Sự phát triển lớn mạnh này đã đặt ra cho cán bộ công tác trong ngành xây dựng những đòi hỏi cấp bách, các công lượng. Do đó, việc tạo ra các phần mềm tính toán phục vụ cho ngành xây dựng và cầu đường là một đòi hỏi hết sức cần thiết. Nó không những làm giảm khối lượng công việc cho các kỹ sư – các nhà khoa học, nâng cao năng suất làm việc và tính tin cậy cho các công trình do họ thiết kế nên còn áp dụng cho tất cả các công trình về sau này. Trên thực tế có nhiều sản phẩm phần mềm của Việt Nam và thế giới đã và đang được áp dụng một cách rất có hiệu quả II. Giới thiệu một số phần mềm: 1. PS Beam: PS Beam là sản phẩm của công ty phát triển phần mềm máy tính Eriksson Technologies, Hoa Kỳ. Chuyên phát triển các phần mềm phân tích tính toán cho các kỹ sư kết cấu. Eriksson Technologies cũng tham gia vào việc đào tạo và phục vụ như một cầu nối giữa nghiên cứu thuần túy và thực hành kỹ thuật. Với tính linh hoạt, hiệu suất cao, và độ tin cậy vững chắc, PSBeam đã giành được sự tôn trọng của các kỹ sư và đã được ứng dụng thiết kế nhiều cầu trong cả nước. PSBeam là phần mềm thiết kế 3 dầm BTCT dự ứng lực căng trước và căng sau nhịp giản đơn theo cả 2 tiêu chuẩn AASHTO và AASHTO LRFD. Tốc độ xư lý của phần mềm rất nhanh, tính dung hòa với môi trường hệ điều hành tốt. Phần mềm chạy ổn định và giao diện khá thân thiện với người dung. Khám phá nhiều lựa chọn thiết kế một cách nhanh chóng, mạnh mẽ tính năng tự động hóa thiết kế và hỗ trợ cho tất cả các dầm phổ biến, các loại cấu trúc thượng tầng khung cho phép bạn làm nhiều hơn, nhanh hơn. PSBeam là sản phẩm được cấp phép, nhưng không yêu cầu một khóa cứng hoặc cài đặt một mã số đặc biệt để hoạt động, vì vậy bạn có thể hoạt động ở tính linh hoạt tối đa. Khá linh hoạt trong việc chuyển đổi giữa các tiêu chuẩn và các hệ đơn vị đo. Tuy nhiên PSBeam còn có một số hạn chế trong việc thể hiện đồ họa. Một phần mềm tính toán thiết kế thì rất cần yếu tố này, bởi vì chỉ có thông qua đồ họa thì phần mềm mới thể hiện được hết các kết quả phân tích thiết kế một cách hiệu quả nhất đến người dùng, như lời của một câu nói ”Bản vẽ là ngôn ngữ giữa những người làm kỹ thuật”. 2. Midas Civil: Nằm trong họ sảnphẩm: MIDAS/Gen, MIDAS/Civil, MIDAS/FX+, MIDAS/SDS và MIDAS/Set. Trong đó MIDAS Civil và MIDAS Gen được thiết kế với mục đích phân tích tổng quát đối với các loại kết cấu công trình giao thông và xây dựng dân dụng. MIDAS được xây dựng từ năm 1989, do MIDAS IT Co.Ltd phát triển. MIDAS software có giao diện khá thân thiện và thường tập trung vào các công trình cụ thể, nghĩa là phân tích theo công nghệ xây dựng. Một trong những ưu điểm của dòng sản phẩm này là tốc độ tính toán nhanh không thể tưởng tượng được. So sánh với phần mềm SAP2000 ver.8 thì 4 thấy tốc độ chênh lệch rõ. Một trong những phương pháp giải hệ phương trình ưu việt nhất đã được sự dụng đó là Multi-frontal Solver. Một số đặc điểm nổi bật của MIDAS so với các chương trình khác: - Khả năng mô hình hóa: chương trình hỗ trợ nhiều mô hình kết cấu, đặc biệt là kết cấu cầu, cung cấp nhiều loại mặt cắt khác nhau. Khả năng mô tả được vật liệu đẳng hướng, trực hướng, dị hướng hay vật liệu phi tuyến. Về tải trọng chương trình hỗ trợ rất đầy đủ các và đa dạng về các thể loại như: tĩnh tải với các loại lực, nhiệt độ, gối lún, dự ứng lực, hoạt với nhiều loại xe tiêu chuẩn kỹ thuật, xe do người dùng định nghĩa, mô hình tải trọng động với các phương pháp tiên tiến. Chương trình có nhiều công cụ trực quan hỗ trợ việc mô hình hóa một cách trực tiếp, ngoài ra người dùng có thể mô hình kết cấu hoặc mặt thông qua AutoCAD - Giao diện và tốc độ tính toán: Chương trình hoạt động trong môi trường Windows, giao diện thân thiện, khả năng tính toán mạnh. Tốc độ tính toán của chương trình phụ thuộc vào vào khối lượng tính toán nhưng so với một số phần mềm tính toán kết cấu khác như SAP2000 thì nó có tốc độ tính toán nhanh hơn, kết quả của chương trình là đầy đủ và tin cậy. - Khả năng nhập và xuất dữ liệu: Dữ liệu đầu vào có thể được nhập trực tiếp hoặc import từ các file của các chương trình khác, kết quả tính toán có thể xuất ra màn hình đồ họa, văn bản hay máy in, hơn nữa có thể kết xuất kết quả dạng tập tin cho các chương trình thiết kế sau sử dụng. - Khả năng phân tích bài toán yêu cầu: Đây là một tính năng mạnh của chương trình. Midas cung cấp nhiều phương pháp phân tích kết cấu hiện đại, đặc biệt là phân tích phi tuyến và phân tích các giai đoạn thi công. Kết quả của quá trình phân tích là đầy đủ và đáng tin 5 cậy, phù hợp với các giai đoạn từ tính toán thiết kế đến thi công và quá trình khai thác - Tính phổ biến của chương trình: Do nhiều ưu điểm trên đặc biệt là độ tin cậy của kết quả tính toán và tính tương thích của chương trình nên chương trình được sử dụng trong nhiều dự án lớn. Hiện đã có hơn 4000 dự án sử dụng Midas trên toàn thế giới. 3. Microsoft Excel: Microsoft Excel là một phần mềm nằm trong bộ phần mềm Microsoft Office do hãng phần mềm nổi tiếng hàng đầu thế giới là Microsoft xây dựng và phát triển. Microsoft Excel được phát triển với mục đích hỗ trợ người dùng thiết lập và trình bày bảng tính một cách nhanh nhất, khoa học và có tính thẩm mỹ cao. Với thư viện rất nhiều hàm xử lý tính toán và các công cụ hỗ trợ Microsoft Excel đã trở thành công cụ rất hiệu quả cho các nhà kế toán, các sinh viên và hơn nữa là các kỹ sư thiết kế, giúp họ giải quyết những bài toán không quá phức tạp mà lại yêu cầu sự trình bày logic rõ rang dễ hiểu, chẳng hạn như hồ sơ thiết kế. Từ lâu các nhà tư vấn xây dựng trong và ngoài nước đã xem Microsoft Excel như một công cụ không thể thiếu để hỗ trợ cho công tác tư vấn của mình và cụ thể hơn đó là công tác thiết kế. III. Tên đề tài: Sau quá trình học tập các kiến thức về chuyên môn Cầu cũng như kiến thức về Tin học, em muốn thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Tính toán và bố trí cáp dự ứng lực dầm chữ I căng sau” Mục đích cuối cùng của đồ án là tổng hợp những kiến thức sau những năm theo học ở trường và xa hơn là xây dựng một phần mềm với giao diện hoàn toàn Tiếng Việt, tính toán thiết kế với tiêu chuẩn Việt Nam ban hành, giải quyết với bài toán thiết kế dầm BTCT dự ứng lực căng sau tiết diện chữ I một 6 cách hiệu quả nhất. Mà trên thực tế không có quá nhiều phần mềm giải quyết được điều này. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.Giới thiệu sơ bộ dầm chữ I: 7 Dầm tiết diện chữ I thuộc kết cấu bán lắp ghép trong đó các dầm I đúc sẵn được lắp vào vị trí, bản mặt cầu và các dầm ngang đổ tại chỗ, liên hợp với dầm chủ. So với dầm T và dầm hộp rỗng thì dầm I làm việc kém hiệu quả hơn nhưng chế tạo lại đơn giản hơn, đặc biệt dầm ngang đổ tại chỗ dễ dàng. Tiết diện chữ I cũng đã được cải tiến nhiều lần Nhược điểm của tiết diện chữ I là kém ổn định ngang khi vận chuyển và lắp đặt. Để tăng cường sự ổn định ngang dầm PCI đã chuyển từ dầm I sang dầm T cánh hẹp II.Giới thiệu về tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 272-05: Từ tháng 6-2005 Bộ Giao Thông vận tải chính thức ban hành tiêu chuẩn thiết kế cầu mới sang ký hiệu TCN272-05 dựa trên nền của AASHTO- LRFD 1998 của Mỹ. Tiêu chuẩn thay thế cho quy trình 22TCN18-79 và tiêu chuẩn thử nghiệm 22TCN272-01 để thiết kế tất cả các cầu đường ô tô trên toàn quốc. 1. Quan điểm chung về thiết kế: Trong thiết kế các kỹ sư phải kiểm tra độ an toàn và ổn định của phương án khả thi đã được chọn. Công tác thiết kế bao gồm việc tính toán nhằm chứng minh cho những người có trách nhiệm thấy rằng mọi tiêu chuẩn tính toán và cấu tạo đều được thỏa mãn. Để đảm bảo độ an toàn của một công trình thì: Sức kháng của vật liệu ≥ Hiệu ứng của tải trọng Quan điểm của bất đẳng thức này phải được xét trên mọi bộ phận và bộ phận của kết cấu. Khi nói về sức kháng của vật liệu ta xét khả năng làm việc tối đa của vật liệu mà to gọi là trạng thái giới hạn. 8 Một trạng thái giới hạn là một trạng thái mà vượt qua nó thì kết cấu hay một bộ phận nào đó không hoàn thành được nhiệm vụ của thiết kế đề ra. Mục tiêu là không vượt qua trạng thái giới hạn. Tuy nhiên đó không phải là mục đích duy nhất, mà còn xét đến nhiều mục đích quan trọng khác như: - Chức năng - Thẩm mỹ - Yếu tố kinh tế và sự tác động đến môi trường Như vậy ngoài các công trình kiến trúc để làm đẹp cảnh quan ở vị trí xây dựng. Các công trình đều có các công đoạn thiết kế mỹ thuật rất quan trọng. 2. Nguyên tắc cơ bản của tiêu chuẩn thiết kế 22TCN272-05: Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05 thỏa mãn tất cả các trạng thái giới hạn, cả tổng thể và cục bộ, các biểu thức được thể hiện dưới dạng: Trong đó: : Hệ số sức kháng được xác định trên cơ sở thống kê ( ≤1 ) nhằm tăng mức độ an toàn. Hệ số sức kháng được lấy theo điều 5.5.4.2 và bảng 5.5.4.2.2-1 phụ thuộc vào phương pháp thi công, vật liệu kết cấu, mức độ dự ứng lực ( một phần hay toàn phần ). – Sức kháng danh định của vật liệu – Sức kháng tính toán – Hiệu ứng tải trọng – Hệ số tải trọng lấy theo các bảng 3.4.1.1 và 3.4.1.2 – Hệ số điều chình tải trọng theo điều 1.3.2.1 9 Hệ số điều chỉnh tải trọng là hệ số xét đến độ dẻo dai của vật liệu và tình huống chịu lực của cầu được biểu diễn dưới dạng: = – Hệ số dẻo dai – Hệ số dư thừa – Hệ số quan trọng Trừ trạng thái giới hạn cường độ, đối với tất cả các trạng thái giới hạn khác = Tuổi thọ thiết kế của các công trình cầu là 100 năm. Gần đây đưa ra khái về chi phí vòng đời gắn liền với việc thiết kế công trình theo tuổi thọ Nguyên tắc cơ bản này giống như các tiêu chuẩn thiết kế khác. Các hiệu ứng lực được tính toán theo các lý thuyết phân tích kết cấu và đưa thêm vào các hệ số tải trọng để xét đến các khả năng bất lợi đồng thời đưa hệ số sức kháng để triết giảm khả năng chịu lực của vật liệu. Nhờ việc đưa vào các hệ số tải trọng và hệ số sức kháng mà mức độ an toàn của kết cấu được đảm bảo. 3. Các trạng thái giới hạn: Các cấu kiện và các liên kết của cầu phải thỏa mãn phương trình trên cho các tổ hợp thích hợp của ứng lực giới hạn tính toán, được quy định tương ứng với 6 trạng thái giới hạn cơ bản dưới đây: Trạng thái giới hạn cường độ 1: Tổ hợp tải trọng liên quan đến việc sử dụng xe tiêu chuẩn của cầu không xét đến gió. Như vậy có thể hiểu là tổ hợp tải trọng chính theo phương pháp thẳng đứng. Trạng thái giới hạn cường độ 2: Tổ hợp tải trọng liên quan đến cầu chịu gió với vận tốc vượt qua 25m/s. Như vậy có thể hiểu không xét hoạt tải tại trạng thái này vì không xét hoạt tải ở trạng thái này vì trong bảng 3.4.1.1 không có hệ số tải trọng γ i tương ứng. 10 [...]... tu i của kết cấu ( chủ yếu đàm bảo tính bền m i của vật liệu ) III.Quy trình tính toán: 1 Xác định n i lực do tĩnh t i: Xác định các lo i tĩnh t i tác dụng lên dầm chủ ( trọng lượng bản thân, bản mặt cầu, lan can… ) Xác định n i lực do tĩnh t i bằng đường ảnh hưởng n i lực của dầm chủ theo 3 giai đoạn: giai đoạn 1 – bản BT chưa làm việc, giai đoạn 2 – bản bê tong đã làm việc và giai đoạn 3 – giai đoạn... của dầm Chiều d i cánh hẫng Hệ số làn xe Khoảng cách Momen dầm trong 1 làn chất t i Lực cắt dầm trong 1 làn chất t i Momen dầm trong nhiều làn chất t i Lực cắt dầm trong nhiều làn chất t i Momen dầm biên 1 làn chất t i Lực cắt dầm biên 1 làn chất t i Momen dầm biên nhiều làn chất t i Lực cắt dầm biên nhiều làn chất t i Trọng lượng riêng của bê tông Trọng lượng bản thân Trọng lượng dầm ngang đổ t i chỗ... VDC2)+1.0×VDW] Xác định n i lực do hoạt t i: a Xác định hệ số phân bố t i trọng v i 1 làn xe (mg SImomen và mgSIcat) v i - 2 b 2 hay nhiều làn xe: (mgMImomen và mgMIcat) Các ký hiệu chung: 1 S: Khoảng các giữa 2 dầm trong (mm) 2 Sngo i: Khoảng cách giữa 2 dầm ngo i (mm) 3 L: Chiều d i dầm (mm) 4 ts: Chiều dày bản (mm) 5 Blc: Chiều rộng lan can 6 Kg: tham số cứng dọc Kg = n (I + A.eg2) n = EB/ED = 8 13... dầm Double Chiều d i phần đầu dầm Double Chiều d i phần chuyển tiếp Double Khoảng cách từ đầu dầm đến dầm ngang Double Khoảng cách giữa 2 dầm ngang Double Chiều d i của ½ dầm Double Chiều dày dầm ngang Double Mômen quán tính chính trung tâm dầm chủ Số dầm ngang Integer Môđun đàn h i của bản có bê tông Double Môđun đàn h i của dầm có bê tông Double Diện tích cốt thép dự ứng lực Double Số tao Integer Đường... hạn m i: Tổ hợp t i trọng gây m i và đứt gãy liên quan đến hoạt t i xe cộ trùng phùng và xung kích dư i tác dụng của một xe t i đơn có cự ly trục được quy định trong i u 3.6.1.4.1 Mục đích: trạng th i gi i hạn m i và phá họa giòn v i các gi i hạn về biên ứng suất trong i u kiện khai thác bình thường, để ngăn chặn vết nứt phát triển 11 dư i tác dụng của t i trọng lặp để đề phòng kết cấu phá ho i giòn... lượng dầm ngang Momen tĩnh t i giai đoạn 1 Momen tĩnh t i giai đoạn 2 Momen lan can Momen lớp phủ Lực cắt tĩnh t i giai đoạn 1 Lực cắt tĩnh t i giai đoạn 2 Lực cắt lan can Lực cắt lớp phủ Tung độ đường ảnh hưởng Hoạt t i HL93 Diện tích đường ảnh hưởng Momen do xe t i gây ra Momen do xe hai trục gây ra Momen do t i trọng làn gây ra Lực cắt do xe t i gây ra Lực cắt do xe hai trục gây ra Lực cắt do t i trọng... 1 Lực cắt giai đoạn cường độ 1 Số bó cáp Diện tích chọn Double Double Double Double 25 IV Mô hình dòng dữ liệu: 26 27 V XÂY DỰNG GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH 1 Các c i đặt VDraw: link4share:http://up.4share.vn/f/23111a17121a1110/VDRAW5.rar.file Sau khi c i chạy file reg Chuột ph i vào windown application->add reference->tab net hoặc com tìm vector draw kích vào->ok(tầm 4 ,5 c i) 28 29 Chạy ứng dụng cơ bản. .. mặt cắt dọc dầm: 32 - - Button: + Đồng ý + Sửa l i + Hủy bỏ + Nhập tiếp Textbox: + L1: Chiều d i phần đầu dầm + L2: Chiều d i phần chuyển tiếp + L: Chiều d i của ½ dầm + H: Chiều cao dầm ngang + Hbmc: Chiều dày bản mặt cầu + Bn: Chiều dày dầm ngang + Khoảng cách dầm phụ Form kiểm tra: 33 - Button: + Kiểm tra + Sửa l i + Hoàn thành Form nhập thông số vật liệu: 34 - - Button: + Đồng ý + Kiểm tra + Hủy... làm phát sinh các hư hỏng nhưng tính tổng thể của công trình vẫn được duy trì Trạng th i gi i hạn đặc biệt: Tổ hợp t i trọng liên quan đến động đất, lực va của tàu bè và xe cộ đến một số hiện tượng thủy lực v i hoạt t i đã triết giảm khác v i khi là một thành phần của trọng t i xe va xô (CT) Mục đích: trạng th i gi i hạn đặc biệt nhằm đảm bảo cho sự tồn t i của kết cấu dư i tác dụng của các sự cố như... hỏa và xe ô tô hoặc x i lở khi có lũ đặc biệt lớn Vấn đề được đúc kết từ kinh nghiệm từ các sự cố công trình và mục tiêu là giữ cho kết cấu không đổ sụp dù có thể phát sinh các biến dạng lớn Sau sự cố công trình vẫn có khả năng sửa chữa để sử dụng tiếp Trạng th i gi i hạn sử dụng: Tổ hợp t i trọng có liên quan đến sự khai thác bình thường của cầu v i gió có vận tốc 25m/s ( 90 km/h ) v i tất cả cá tải . phần mềm v i giao diện hoàn toàn Tiếng Việt, tính toán thiết kế v i tiêu chuẩn Việt Nam ban hành, gi i quyết v i b i toán thiết kế dầm BTCT dự ứng lực căng sau tiết diện chữ I một 6 cách hiệu quả. đồ án tốt nghiệp v i đề t i: Tính toán và bố trí cáp dự ứng lực dầm chữ I căng sau Mục đích cu i cùng của đồ án là tổng hợp những kiến thức sau những năm theo học ở trường và xa hơn là xây dựng. nhiều phần mềm gi i quyết được i u này. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I. Gi i thiệu sơ bộ dầm chữ I: 7 Dầm tiết diện chữ I thuộc kết cấu bán lắp ghép trong đó các dầm I đúc sẵn được lắp vào vị trí,