Lap chuong trinh tinh thep tu sap 2000
http://chunguv.blogspot.com Lập chương trình kết hợp với SAP 2000N để tính kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn Việt Nam Tóm tắt Xây dựng phần mềm kết hợp với phần mềm SAP2000 để tính kết cấu bê tông cốt thép theo Tiêu chuẩn Việt Nam Phần mềm thực chức năng: Đọc số liệu kết cấu nhập vào SAP2000 kết nội lực, ứng suất mà SAP2000 tính được, sau tổ hợp nội lực thiết kế cốt thép cho cấu kiện bê tông cốt thép dạng theo Tiêu chuẩn Việt Nam Các chức nói phần mềm thực cách tự động nhanh chóng Khi dùng kết hợp phần mềm SAP2000 với phần mềm này, thiết kế nhiều dạng kết cấu bê tông cốt thép phức tạp theo Tiêu chuẩn Việt Nam hành Đặt vấn đề Hiện nay, nhu cầu xây dựng kết cấu công trình có hình dạng cấu tạo phức tạp vật liệu bê tông cốt thép (BTCT) nước ta lớn, người thiết kế kết cấu phải đối mặt với nhiều khó khăn công tác thiết kế, đặc biệt thiếu phần mềm thiết kế dạng kết cấu BTCT phức tạp theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) Vì vậy, việc xây dựng phần mềm thiết kế dạng kết cấu BTCT phức tạp theo TCVN trở thành nhiệm vụ mang tính thiết thực, nhằm giải phần khó khăn công tác thiết kế kết cấu Đó ý tưởng xuất phát tiến hành xây dựng phần mềm có tên CD BY VNSTAND kết hợp với phần mềm SAP2000 để tính kết cấu BTCT theo TCVN nội dung đề tài NCKH cấp sở mã số T03-45-56 thực năm 2003 vừa qua Vài nét tình hình sử dụng phần mềm thiết kế kết cấu BTCT Việt Nam Thiết kế kết cấu BTCT thường gồm ba công đoạn tính toán chính, tiến hành theo qui trình thể hình Theo qui trình này, thấy khối lượng tính chất phức tạp tính toán thiết kế kết cấu BTCT lớn nên việc sử dụng phần mềm tin học để tự động hoá trình thiết kế thật cần thiết Điểm qua số phần mềm thiết kế kết cấu sử dụng phổ biến Việt Nam nay, thấy phần mềm có nguồn gốc thuộc hai nguồn sau: - Các phần mềm Việt Nam: FBTW, DTG, KP, CASA, Các phần mềm cho phép người sử dụng tính toán nội lực, chuyển vị, tổ hợp kết theo TCVN tính lượng cốt thép cho kết cấu BTCT theo TCVN 5574: 1991 chúng lại có khả tính số kết cấu tương đối đơn giản khung phẳng (FBTW, KP), hệ dầm giao (DTG), mà Ngoài ra, phần mềm thường bán với giá đắt - Các phần mềm nước ngoài: SAP2000, STAAD III, STAAD-PRO, STRAND, ETABS2000, SAFE, Các phần mềm phần mềm tính kết cấu chuyên nghiệp, có khả tính gần dạng kết cấu công trình từ đơn giản đến phức tạp mà ta gặp thực tế Tuy nhiên, chúng phần mềm nước thường đến tay người sử dụng Việt Nam theo đường không thức nên phần tổ hợp kết nội lực, phần tính toán lượng cốt thép kiểm tra hàm lượng cốt thép phần mềm hoàn toàn không theo qui định TCVN Theo nhận xét trên, thấy sử dụng phần mềm Việt Nam (như FBTW, DTG, KP, ) tính toán thiết kế kết cấu BTCT theo TCVN dạng kết cấu đơn giản, dùng phần mềm nước (như SAP2000, ETABS2000, ) tính nội lực, ứng suất, chuyển vị, gần tất dạng kết cấu gặp thực tế, lại tiến hành việc tổ hợp nội lực, tính lượng cốt thép theo TCVN Sự cần thiết cần phải có phần mềm kết hợp với SAP2000 để thiết kế kết cấu BTCT theo TCVN Phần mềm SAP2000 Nonlinear phần mềm chuyên dụng để phân tích thiết kế kết cấu xây dựng hãng CSI (Mỹ) Đây phần mềm cực mạnh, đa năng, phân tích nội lực thiết kế cho hầu hết dạng kết cấu công trình gặp thực tế Phần mềm nhiều kỹ sư khắp giới sử dụng để thiết kế công trình xây dựng Do vậy, phần mềm SAP2000 chọn để giảng dạy cho sinh viên Khoa Xây dựng DD & CN, Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng Tuy nhiên, SAP2000 chưa có phần tổ hợp nội lực thiết kế cấu kiện BTCT theo TCVN Vì vậy, để kỹ sư sinh viên ngành Xây dựng sử dụng SAP2000 thiết kế kết cấu xây dựng Việt Nam, cần phải xây dựng thêm phần mềm liên kết với SAP2000 (được đặt tên CD BY VNSTAND), nhằm sử dụng số liệu kết cấu nhập cho SAP2000 kết nội lực SAP2000 tính để tiếp tục thực công đoạn tổ hợp nội lực thiết kế cấu kiện BTCT theo TCVN cách tự động Vài nét phần mềm CD BY VNSTAND 4.1 Ý tưởng cách hoạt động phần mềm CD BY VNSTAND Sau nghiên cứu, phân tích tình hình cách cẩn thận, xây dựng phần mềm có tên CD BY VNSTAND kết hợp với phần mềm SAP2000 Nonlinear version 7.42 để tính kết cấu BTCT theo TCVN, hai phần mềm kết hợp hoạt động theo sơ đồ hình vẽ 4.2 Phạm vi sử dụng phần mềm CD BY VNSTAND http://chunguv.blogspot.com Phần mềm CD BY VNSTAND lập trình nhằm kết hợp với phần mềm SAP2000N v7.42 để tính toán theo TCVN 5574: 1991 kết cấu BTCT cấu thành từ cấu kiện dạng (dầm, cột, dàn BTCT) dạng (tấm sàn phẳng, tường, ) Số lượng cấu kiện không hạn chế Các loại cấu kiện BTCT mà chương trình tính toán bao gồm: dầm chữ nhật chịu uốn hay uốn xoắn, cột tròn chữ nhật chịu nén lệch tâm phẳng hay nén lệch tâm xiên, dàn chịu kéo, nén tâm, sàn chịu uốn, tường chịu nén-uốn 4.3 Yêu cầu phần mềm CD BY VNSTAND - Phải có khả tính toán kết cấu BTCT theo TCVN nêu cách xác, đủ tin cậy, ổn định, nhanh chóng - Phải có giao diện hợp lí, thân thiện dễ sử dụng - Phải có khả lưu trữ, nhập, xuất, tìm kiếm xếp liệu đĩa cứng cách nhanh chóng có khoa học 4.4 Các chức sử dụng phần mềm CD BY VNSTAND Phần mềm CD BY VNSTAND lập trình với 10 cụm chức sau: (1) Chọn file số liệu (*.MDB) cần làm việc mà SAP2000N v7.42 xuất (Export) trước (2) Khai báo cách tham gia tổ hợp trường hợp tải trọng (Loadcases) theo qui ước chương trình CD BY VNSTAND (3) Khai báo thông số cấu tạo dạng mặt cắt phần tử Frame (là phần tử dạng dầm, cột dàn) phần tử Shell (là phần tử dạng tấm sàn chịu uốn, tường) (4) Tổ hợp nội lực tính toán lượng cốt thép cho phần tử Frame (5) Tổ hợp nội lực tính toán lượng cốt thép cho phần tử Shell (6) Xem số liệu đầu vào kết mà CD BY VNSTAND tính (7) Xuất kết mà CD BY VNSTAND tính dạng báo cáo (Reports) để in ấn (8) Cung cấp tiện ích thường dùng máy tính cá nhân, chọn khoảng cách phân bố cấu tạo thép sàn, tính cốt thép sơ cho dầm cột BTCT (9) Quản lý xếp cửa sổ hiển thị (10) Quản lý hệ thống trợ giúp người sử dụng giới thiệu CD BY VNSTAND Các kết thu từ phần mềm CD BY VNSTAND Các kết mà CD BY VNSTAND tính bao gồm tổ hợp nội lực bất lợi lượng cốt thép yêu cầu mặt cắt ta chọn phần tử dạng (Frame) phần tử dạng (Shell) Tại mặt cắt xem xét phần tử Frame, CD BY VNSTAND tính toán lượng cốt thép yêu cầu để bố trí cho phần tử Frame mặt cắt xét, bao gồm: cốt thép dọc F2d, F2tr, F3d, F3tr (xem hình 3) khoảng cách cốt đai (theo số nhánh đai loại cốt đai mà NSD khai báo) Tại phần tử Shell, CD BY VNSTAND tính toán lượng cốt thép yêu cầu để bố trí cho phần tử Shell, gồm: cốt thép phân bố mặt mặt phần tử Shell theo phương trục địa phương (F1tr F1d); cốt thép phân bố mặt mặt phần tử Shell theo phương trục địa phương (F2tr F2d) Các kết tính theo đơn vị cm2/100cm chiều dài (trong đó, ý rằng: mặt phần tử Shell nằm phía dương trục địa phương mặt nằm phía âm trục địa phương 3) Ghi chú: qui ước hệ trục toạ độ địa phương (Local Axis), thành phần nội lực phần tử Frame Shell dùng CD BY VNSTAND tuân theo cách qui ước SAP2000 Ví dụ tính sử dụng phần mềm CD BY VNSTAND kết hợp với SAP2000 để thiết kế kết cấu hệ khung-sàn BTCT 6.1 Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế hệ kết cấu chịu lực khung-sàn BTCT đài huy không lưu sân bay Phù Cát (Bình Định) Theo hồ sơ thiết kế kiến trúc, đài huy phải có hình dạng hình Ta thấy đặc điểm làm việc hệ kết cấu có tính không gian rõ rệt bởi: Hình dạng tổng thể kết cấu hình bát giác (kích thước cạnh móng 4m), cột tầng có mặt cắt ngang bị xoay để phù hợp với hình dạng tổng thể nhà (hình bát giác) Sàn tầng có khoét lỗ cầu thang, phía có xây tường ngăn lại dầm bên mà kê dầm bo xung quanh Các cột tầng bị nghiêng lệch khỏi phương thẳng đứng góc khoảng 20o Ngoài ra, sàn tầng mái người ta tăng cường thêm dầm chéo để giằng đầu cột lại với nhằm tăng độ cứng không gian nhà Chọn kích thước cấu kiện sau: Cột tầng (C12): 25x30 cm2; Cột tầng mái (Cmái): 20x30 cm2; Dầm bo sàn tầng (D23): 20x30 cm2; Dầm bo tầng mái (Dmái): 20x30 cm2; Dầm chéo tầng mái (DAMCHEO): 20x45 cm2; Sàn tầng dày 12 cm; Sàn mái dày cm Vật liệu BTCT mác 200; thép dọc có gờ nhóm AII; thép đai nhóm AI Hoạt tải sàn dạng phân bố với cường độ 400 kgf/m2 6.2 Kết tính toán SAP2000 kết hợp với CD BY VNSTAND Để tiện cho việc đọc kết quả, ta gom phần tử Frame Shell thành nhóm là: C1: gồm cột tầng 1; C2: cột tầng 2; CMAI: cột tầng mái; DCHEO: dầm chéo mái; DMAI: dầm bo sàn mái; SANT2: dầm bo phần tử Shell sàn tầng 2; SANT3: dầm bo phần tử Shell sàn tầng Dùng CD BY VNSTAND kết hợp với SAP2000 để tính kết cấu nêu với trường hợp tải trọng (Loadcase) gồm: trường hợp tải trọng TT (gồm tĩnh tải hoạt tải), trường hợp tải trọng gió thổi vào công trình theo hướng khác (là GX1, GX2, GY1, GY2), ta thu kết cuối lượng cốt thép yêu cầu lớn phần tử Frame Shell Group, ta thu kết trình bày bảng Ghi chú: Để thiết kế cấu tạo sát hơn, chương trình CD BY VNSTAND cho phép NSD xem kết tính lượng cốt thép phần tử Frame Shell kết cấu (Công trình tác giả trực tiếp thiết kế phần mềm CD BY VNSTAND xây dựng Sân bay Phù Cát năm 2002) Kết luận Về bản, chương trình CD BY VNSTAND giải tốt nhiệm vụ đề cách xác, nhanh chóng thuận lợi Với kết hợp hai phần mềm SAP2000N v7.42 CD BY VNSTAND, hy vọng tính toán thiết kế hầu hết dạng kết cấu công trình gặp thực tế xây dựng theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu BTCT hành Việt Nam (TCVN 5574: 1991) Đây giá trị thực tiễn cho thấy tính cấp thiết vấn đề