Đề tài xây dựng ứng dụng tính toán tải trọng gió, động đất theo tiêu chuẩn việt nam

-1- Phần Mở Đầu Tên đề tài: “ Xây dựng ứng dụng tính tốn tải trọng gió, động đất theo tiêu chuẩn Việt Nam” Mục tiêu đề tài: Xây dựng ứng dụng tính tốn dựa thơng số đầu vào theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) Từ đưa nhập vào số phần mềm tính tốn kết cấu nước sử dụng Việt Nam Chương trình có chức phục vụ cho việc lấy thông số đầu vào từ phần mềm khác, tính tốn lại theo TCVN xuất kết để đưa vào phần mềm tính tốn kết cấu nước sử dụng Việt Nam Hướng dẫn sử dụng chương trình, để người dùng thao tác đúng, dễ dàng đưa kết xác Xuất kết file excel đưa kết tính tốn vào Etabs Phương pháp nghiên cứu: - Tìm hiểu tiêu chuẩn Việt Nam tính tốn tải trọng gió, động đất xây dựng - Từ tiêu chuẩn đưa bảng liệu cần thiết cho việc tính tốn - Tìm hiểu file xuất từ phần mềm Etabs, nghiên cứu ngôn ngữ Visual Basis Net 2005, hệ quản trị sở liệu (CSDL) Microsoft Access 2003 - Thiết kế giao diện, đưa cơng thức tính cho kết mong muốn Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu cấu trúc, kiểu liệu file accsess xuất từ Etabs - Nắm cơng thức tính tốn tải trọng gió, động đất theo tiêu chuẩn Việt Nam - Xác định tính cần bảng từ Etabs xuất đủ - Tính tải trọng gió, động đất theo tiêu chuẩn Việt Nam - Xuất kết file Excel Tính đề tài: -2- Đề tài phần chương trình xây dựng cơng trình thực tế mà Khoa Kỹ Thuật Cơng Trình đặt ra, làm nhiệm vụ tính tải trọng gió, động đất cho cơng trình theo tiêu chuẩn Việt Nam Đưa cách tính tốn nhanh chóng, xác cho cơng trình nhà cao tầng cách xuất kết hỗ trợ cho việc nhập liểu trở lại vào phần mềm nước ngồi xây dựng cơng trình sử dụng Việt Nam Kết cấu đề tài: Phẩn mở đầu Phần nội dung Bài báo cáo trình bày thành chương chính: chương 1: tổng quan đề tài, chương 2: sở lý thuyết, chương 3: sở liệu, chương 4: thực đề tài Chương 1: Tổng quan đề tài: Trình bày khái quát đề tài để làm rõ đề tài dự định thực đưa vấn đề cần giải cho đề tài, cách giải hường chung cho đề tài, kết mà đề tài hướng tới Chương 2: Cơ sở lý thuyết Đưa cơng thức tính tốn tải trọng gió động đất theo tiêu chuẩn Việt Nam, tiêu chuẩn áp dụng TCVN 2737:1995, TCXD 229:1999 để tính tốn thành phần tĩnh động tải trọng gió, TCXDVN 375:2006 để tính tải trọng động đất Lựa chọn ngơn ngữ viết chương trình hệ quản trị sở liệu phù hợp với liệu đề tài Chương 3: Cơ sở liệu Giới thiệu sở liệu dung để lưu trữ liệu thu thập từ TCXDVN dùng để tính tốn sở liệu từ Etabs xuất sau thiết kế cơng trình Chương 4: Thực đề tài Cách lập trình, giao diện đề tài có sau thời gian nghiên cứu thực đề tài Kết luận Kiến nghị -3- Chương 1: Tổng Quan Đề Tài 1.1 Giới thiệu: Công nghệ thông tin ngày phát triển đến mức mà gần ngày ta lại thấy, biết thêm vài ứng dụng hay phát kiến ngành cơng nghệ thơng tin Các ứng dụng khơng giúp xã hội lồi gười ngày tiến bộ, giải phóng sức lao động mà cịn ngày gần gũi, thân thiện với người Các công cụ, ngơn ngữ lập trình ngày đa dạng phong phú giúp người lập trình thể gần đầy đủ phép tính tốn mà người dùng cần đến Ngành xây dựng ngành khó, phải xem xét đến nhiều yếu tố trước bắt đầu xây dựng cơng trình Địi hỏi người làm xây dựng chuẩn xác tính tốn việc dự đốn kiên cố cơng trình qua biến cố dự đoán Đề tài đưa nghiên cứu nhằm góp phần vào cơng việc tính tốn kĩ sư xây dựng giúp công việc họ trở nên dễ dàng, thuận tiện Chương trình nghiên cứu lập trình cho có kết xác Chương trình với tiện ích, cơng cụ hỗ trợ góp phần đưa kết tính tốn theo TCXDVN mà phần mềm kết cấu cuả nước ngồi khơng có 1.2 Lý chọn đề tài: Từ nhu cầu tính tốn tải trọng thiết kế kết cấu cơng trình mục tiêu tìm hiểu thơng số đầu vào theo Tiêu Chuẩn Việt Nam (TCVN) liên quan đến tính tốn tải trọng gió, động đất để tính tải trọng gió, động đất sau nhập liệu vào phần mềm nước sử dụng Việt Nam để tính kết cấu cơng trình Với phát triển xã hội kèm theo đòi hỏi ngày cao suất làm việc người máy móc Cần phải có tốc độ làm việc nhanh đáp ứng nhu cầu cơng việc Địi hỏi phải có hỗ trợ người số mảng công việc họ Giúp họ tính tốn cách nhanh chóng xác, lưu trữ cách đầy đủ thông tin cần thiết Ngày công nghệ thơng tin phát triển nhanh chóng trở thành ngành khoa học kĩ thuật áp dụng cách rộng rãi phổ biến Việc áp dụng thành tựu ngành công nghệ thông tin vào lĩnh vực sống, -4- làm cho người có cách nhìn khác cơng việc, khiến cơng việc trở nên dễ dàng thực hơn, giảm tải áp lực việc tính tốn, lưu trữ cho người Qua đó, ta nhận thấy đóng góp ngành cơng nghệ thơng tin vào phát triển toàn xã hội Xuất phát từ nhu cầu tính tốn hàng loạt số liệu gió động đất xây dựng theo tiêu chuẩn Việt Nam, cần có chương trình để nhà xây dựng thực tác vụ chuyên ngành họ, giúp họ có chuẩn bị tính tốn bắt tay xây dựng cơng trình Đề tài tập trung xây dựng chương trình đưa kết tính tốn, dự đốn gần với thực tế tối đa Khi xây dựng chương trình, người dùng thực phép tính tốn tải trọng gió, động đất tác động lên tầng cơng trình mà người dùng xây dựng mà nhiều thời gian để tính tốn dự đốn số liệu Hiện nay, phần mềm, chương trình hỗ trợ phần nhiều cho ngành kinh tế mà có chương trình hỗ trợ tính tốn cho ngành nghề kĩ thuật Vấn đề đặt giảm thiểu cơng việc tính tốn cho kĩ sư xây dựng, giúp bổ sung thuyết minh vào hồ sơ xây dựng cách nhanh chóng, xác nhằm đưa kết cấu, cách xây dựng tốt cho cơng trình họ Khoa Kỹ thuật cơng trình khoa thuộc ngành kỹ thuật đại học Lạc Hồng, ban hiệu trưởng trường đề xuất ý kiến kết hợp khoa cơng nghệ thơng tin Kỹ thuật cơng trình nhằm đưa chương trình hỗ trợ tính tốn tải trọng gió, động đất theo tiêu chuẩn Việt Nam Trong lĩnh vực xây dựng ngày với tượng tự nhiên đựa đặc điểm địa lý vùng lãnh thổ, tính tốn tải trọng gió, động đất mà cơng trình phải chịu tác động Chính mà, chúng em nghiên cứu, viết chương trình nhằm tính tốn, đưa số thể tải trọng gió, động đất tác dụng lên cơng trình nhờ vào đặc điểm địa lý cố định cơng trình 1.3 Thực trạng nghiên cứu: 1.3.1 Các tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: Khi nghiên đề tài xây dựng, thấy chương trình xây dựng nói chung tải trọng gió, động đất nói riêng có nhiều -5- Etabs, Shap2000, RDSuite… chương trình tính tải trọng gió, động đất, hỗ trợ mặt hình ảnh tải trọng gió, động đất Nhưng theo tiêu chuẩn quốc tế, ta có số liệu thiết kế, tính tốn theo tiêu chuẩn nước ngồi Trong xây dựng theo tiêu chuẩn Việt Nam có TCVN 2737 -1995 ( tải trọng tác động – tiêu chuẩn thiết kế) để tính thành phần tĩnh tải trọng gió TCXD 229-1999 để tính tốn thành phần động tải trọng gió Và TCXDVN 375-2006 ( thiết kế cơng trình chịu động đất) để tính tải trọng động đất [3] [4] [5] 1.3.2 Các phần mềm có: ETABS phần mềm thiết kế nhà cao tầng hãng CSI Vào thập niên 90, máy tính để bàn chưa xuất hiện, số nhà khoa học Đại học US Berkeley nghiên cứu thuật toán để tính tốn nhà cao tầng chạy máy tính lớn Đây phần mềm dựa thuật tốn phần tử hữu hạn, nhiên có nhiều cải tiến đáng kể nhằm tăng tốc q trình tính toán nhập số liệu dầu vào Phần mềm viết dựa ngôn ngữ Fortran, ngôn ngữ lâu đời hiệu toán kết cấu Khả xử lý số liệu lớn ETABS thừa nhận chuẩn cơng nghiệp cho phần mềm Phân tích Thiết kế Cơng trình Ngày nay, phần mềm quen thuộc với kỹ sư xây dựng Các kỹ sư thường học sử dụng trường học SAP2000 phần mềm phân tích thiết kế kết cấu tiếng, giảng dạy hầu hết trường đại học có chuyên ngành xây dựng SAP2000 có module phân tích chun dụng (Menu Bridge), mô tự động dạng cầu, đặc biệt cầu dầm hộp, độ cứng thay đổi theo chiều dài cầu Khả phân tích phi tuyến theo giai đoạn thi công ( statge construction), dùng cho loại cầu thi công phân đoạn ( segmental bridge) Có xét hiệu ứng phụ thuộc thời gian (time dependent) mơ hình phân tích phi tuyến vật liệu: xét co ngót, từ biến, chùng rão Khả phân tích phi tuyến hình học: ứng dụng tính hệ treo, cầu treo theo mơ hình biến dạng (geometric nonlinear) Phân tích kết cấu tương tác -6- đất khả phân tích tải trọng động đất, vẽ mặt ảnh hưởng, khả thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép Ở Việt Nam phần mềm tính tốn tải trọng, thiết kế cơng trình ta ko thể không kể đến RDSuite [6] RDSuite phần mềm thiết kế kết cấu theo Tiêu chuẩn Việt nam số tiêu chuẩn nước BS8110, UBC1994, UBC1997, SNHIP Bộ xây dựng cho phép sử dụng Việt nam, sở lấy kết phân tích nội lực phân tích động lực từ phần mềm SAP2000, ETABS STAADPRO, RDsas, Vinasas, MCW, MDW, tương thích với RDW Phần mềm Cục quyền - Bộ văn hóa thể thao du lịch cấp giấy chứng quyền số 4290/2009/QTG Cục sở hữu trí tuệ Bộ khoa học công nghệ định số 5252/QĐ-SHTT việc cấp nhãn hiệu cho sản phẩm Sản phẩm công ty cổ phần công nghệ thiết kế xây dựng RD Phần mềm gồm module chính: - RDF (Research and Development Foundation): mơ đun phân tích thiết kế móng (đơn, băng, cọc, giằng móng) Mặt móng nhập đồ họa phần mềm, từ file *.DWG hay nhập từ SAP2000, ETABS Phân tích móng theo phương pháp quy phạm hay phương pháp đồng thời phần tử hữu hạn - RDS (Research and Development Structure): mô đun tổ hợp nội lực, phân tích thiết kế phần thân (dầm, cột, dàn,sàn, vách), tính tải trọng gió tĩnh động, tải trọng động đất theo TCVN số tiêu chuẩn thơng dụng lấy kết nội lực phân tích động lực từ SAP,ETABS Rdsuite giải trọn vẹn việc phân tích thiết kế, xuất vẽ cho hệ kết cấu móng (RDF) ; tổ hợp nội lực, thiết kế kiểm tra cấu kiện dầm cột, sàn vách , tính tốn tải trọng động đất gió tĩnh, gió động (RDS) Mơi trường đồ hoạ, giao diện phần mềm thuận tiện, chuyên nghiệp , báo cáo xuất sang excel tiếng Việt tiếng Anh [8] 1.4 Mục tiêu đề tài: Xây dựng ứng dụng tính tốn dựa thơng số đầu vào theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) Từ đưa nhập vào số phần mềm tính tốn kết cấu nước sử dụng Việt Nam -7- Chương trình có chức phục vụ cho việc lấy thông số đầu vào từ phần mềm khác, tính tốn lại theo TCVN xuất kết để đưa vào phần mềm tính tốn kết cấu nước sử dụng Việt Nam Hướng dẫn sử dụng chương trình, để người dung thao tác đúng, dễ dàng đưa kết xác Xuất kết file excel đưa kết tính tốn vào Etabs 1.5 Giải pháp ý tưởng: Sau tham khảo tiêu chuẩn Việt Nam xây dựng, chúng em xây dựng mơ hình sở liệu để phục vụ cho việc tính tốn cơng thức lưu trữ giá trị nội suy Và tìm cách trình bày kết mà em cho phù hợp với nhu cầu sử dụng tính tốn [1] Bằng cách sử dụng Visual Basic (viết tắt VB) ngơn ngữ lập trình hướng kiện (event-driven) mơi trường phát triển tích hợp (IDE), để lập trình viên phát triển giao diện người dùng đồ họa theo mơ hình phát triển ứng dụng nhanh, truy cập sở liệudùng DAO (Data Access Objects) Với tính ngơn ngữ lập trình VB thực hết yêu cầu đưa việc tính tốn Đồng thời việc cài đặt khơng q khó khăn, khơng địi hỏi phải đầu tư chi phí lớn Với sở dự liệu tạo Microsoft Access 2003, lưu trữ đầy đủ, có hệ thống liệu cần thiết cho việc tính tốn Đồng thời truy xuất nhanh chóng, dễ dàng cần xử lý liệu [2] Về phần giao diện chương trình sử dụng Tiếng Việt theo bảng mã Unicode UTF-8 bảng mã chuẩn toàn cầu, biểu diễn tất chữ ký tự Unicode tương thích ngược lại với ASCII Với bảng mã UTF-8 này, chương trình hoạt động hầu hết máy tính [7] -8- Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết 2.1 Khái quát lý thuyết: 2.1.1 Các tiêu chuẩn sử dụng tính tốn:  Dựa vào tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) 2737:1995, tiêu chuẩn xây dựng (TCXD) 229:1999 để tính tốn tải trọng gió  Dựa tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCXDVN) 375:2006 để tính tải trọng động đất  Phân cấp cơng trình dân dụng: Các loại cơng trình xây dựng phân theo Phụ lục Nghị định 209/2004/NĐ-CP Cấp cơng trình sở để xếp hạng lựa chọn nhà thầu hoạt động xây dựng; xác định số bước thiết kế, thời hạn bảo hành cơng trình xây dựng Khi cấp cơng trình xây dựng quy định theo nhiều tiêu chí khác cấp cơng trình xác định theo tiêu chí cấp cao 2.1.2 Các khái niệm chính:  Bảng phân cấp, phân loại cơng trình dân dụng ( ban hành kèm theo nghị định số 209/2004/NĐ-CP ngày 16/12/2004 Chính phủ) : Bảng 2.1 Bảng phân cấp, phân loại cơng trình dân dụng -9- -10-  Bảng phân loại loại đất nền: Bảng 2.2 Phân loại t nn Các tham số Loại Mô tả NSPT cu (nh¸t/30cm) (Pa) 800 - - 360-800 50 250 180-360 15-50 vs,30(m/s) A Đá kiến tạo địa chất khác tựa đá, kể đất yếu bề mặt với bề dày lớn 5m B Đất cát, cuội sỏi chặt đất sét cứng cã bỊ dµy Ýt nhÊt hµng chơc mÐt, tÝnh chÊt học tăng dần theo độ sâu C Đất cát, cuội sỏi chặt, chặt vừa đất sét cứng có bề dày lớn từ hàng 250 chục tới hàng trăm mét D Đất rời trạng thái từ xốp đến chặt vừa (có không xen kẹp vài lớp đất dính) có đa phần đất dính trạng thái từ mềm đến cứng vừa E Địa tầng bao gồm lớp đất trầm tích sông mặt với bề dày khoảng 5-20m có giá trị tốc độ truyền sóng nh- loại C, D bên d-ới đất cứng với tốc độ truyền sóng vs 800m/s 70 - 180 15 70 ... thức tính tốn tải trọng gió động đất theo tiêu chuẩn Việt Nam, tiêu chuẩn áp dụng TCVN 2737:1995, TCXD 229:1999 để tính tốn thành phần tĩnh động tải trọng gió, TCXDVN 375:2006 để tính tải trọng động. .. trọng gió, động đất, hỗ trợ mặt hình ảnh tải trọng gió, động đất Nhưng theo tiêu chuẩn quốc tế, ta có số liệu thiết kế, tính tốn theo tiêu chuẩn nước ngồi Trong xây dựng theo tiêu chuẩn Việt Nam. .. tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: Khi nghiên đề tài xây dựng, thấy chương trình xây dựng nói chung tải trọng gió, động đất nói riêng có nhiều -5- Etabs, Shap2000, RDSuite… chương trình tính tải trọng