Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu thủ tục chọn bề rộng móng băng cho công trình nhà phố

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hcmute nghiên cứu thủ tục chọn sơ bộ bề rộng móng băng giao thoa cho công trình nhà phố theo điều, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Lương Công Tín
• Người hướng dẫn: TS. Lê Anh Thắng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng
• Đề tài: Nghiên Cứu Thủ Tục Chọn Sơ Bộ Bề Rộng Móng Băng Giao Thoa Cho Công Trình Nhà Phố Theo Điều Kiện Đất Nền
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LÝ LỊCH KHOA HỌC
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.2. Tổng quan về hướng nghiên cứu
• 1.3. Tính cấp thiết và ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.3.1. Tính cấp thiết
• 1.3.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.4. Mục đích và đối tượng nghiên cứu
• 1.4.1. Mục đích nghiên cứu
• 1.4.2. Đối tượng nghiên cứu
• 1.5. Giới hạn đề tài
• 1.6. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU
• 2.1. Cơ sở lý thuyết trong Plaxis 3D
• 2.2. Phần tử dầm trong Plaxis 3D
• 2.3. Phần tử tường trong Plaxis 3D
• 2.4. Phần tử sàn trong Plaxis 3D
• 2.5. Phần tử bề mặt trong Plaxis 3D
• 2.6. Phép nội suy hàm số tích phân số của phần tử lượng. Nút nêm phần tử
• 2.7. Tích phân số trên phần tử khối. Tính toán ma trận độ cứng của phần tử. Các mô hình tính toán trong Plaxis 3d
• 2.8. Mô hình Mohr – Coulomb
• 2.9. Mô hình tăng bền đẳng hướng Hardening Soil
• 2.10. Phân tích không thoát nước
• 2.11. Phân tích thoát nước
• 2.12. Phân tích kép
• 2.13. Loại vật liệu đất nền (Drained, Undrained, Non-porous)
• 2.14. Dung trọng bão hòa và dung trọng khô. Hệ số thấm. Thông số độ cứng của đất nền. Thông số sức kháng cắt của đất nền
• 2.15. Cơ sở lý thuyết trong Etabs
• 2.16. Một số kết luận từ chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: KIỂM CHỨNG KHẢ NĂNG TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊN TRÊN TRONG MÔ HÌNH PLAXIS 3D SO VỚI MÔ HÌNH ETABS
• 3.1. Trình tự tính toán trong Plaxis 3D
• 3.2. Các mô hình phân tích kiểm chứng kết quả giữa Plaxis 3D và Etabs. Thông số đầu vào dùng trong mô hình phân tích
• 3.3. Mô hình phân tích khung 2 nhịp, 2 tầng trong Plaxis 3D
• 3.4. Mô hình phân tích khung 2 nhịp, 3 tầng trong Plaxis 3D
• 3.5. Lựa chọn loại móng phù hợp khi mô phỏng toàn bộ công trình trên nền đất
• 3.6. Độ lún của 2 mô hình trong Plaxis 3D
• 3.7. Độ lún của mô hình 3.17a khi tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp
• 3.8. Một số kết luận từ chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA KHUNG – MÓNG – NỀN KHI CHÚNG LÀM VIỆC ĐỒNG THỜI
• 4.1. Thông số đầu vào dùng trong mô hình phân tích
• 4.2. Công trình được chọn để phân tích
• 4.3. Thông số vật liệu dùng cho công trình
• 4.4. Tải trọng tác dụng lên công trình
• 4.5. Thông số đất nền
• 4.6. Xây dựng mô hình tính toán trong Plaxis 3D và Etabs
• 4.6.1. Xây dựng mô hình trong Plaxis 3D
• 4.6.2. Xây dựng mô hình trong Etabs
• 4.7. Phân tích kết quả tính toán. Mômen trong dầm các tầng của 2 mô hình Plaxis 3D và Etabs. Lực dọc tại các chân cột của 2 mô hình Plaxis 3D và Etabs. Mômen trong dầm móng của mô hình làm việc đồng thời và riêng lẻ trong Plaxis 3D
• 4.8. Nguyên nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến sự khác nhau về nội lực kết cấu khi phân tích đồng thời và riêng lẻ
• 4.9. Một số kết luận từ chương 4
• 5. CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU THỦ TỤC CHỌN SƠ BỘ BỀ RỘNG MÓNG BĂNG GIAO THOA CHO CÔNG TRÌNH NHÀ PHỐ THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN
• 5.1. Xây dựng bảng chỉ tiêu cơ lý của đất phù hợp với địa chất Tp Hồ Chí Minh
• 5.2. Điều kiện ràng buộc khi chọn bề rộng móng băng trong Plaxis 3D
• 5.3. Nền đất phù hợp để xây dựng công trình trên móng băng được nghiên cứu trong mô hình Plaxis 3D
• 5.4. Công trình được chọn để nghiên cứu thủ tục chọn bề rộng móng băng giao thoa cho công trình nhà phố theo điều kiện đất nền
• 5.5. Thông số vật liệu dùng cho các công trình để nghiên cứu
• 5.6. Tải trọng tác dụng lên các công trình cần nghiên cứu
• 5.7. Xây dựng thủ tục chọn sơ bộ bề rộng móng băng giao thoa cho công trình nhà phố theo điều kiện đất nền
• 5.8. Các bước tiến hành
• 5.9. Bề rộng móng băng giao thoa của công trình nhà phố 6 tầng điển hình
• 5.10. Phân tích kết quả tính toán và xây dựng thủ tục chọn sơ bộ bề rộng móng băng cho công trình nhà phố theo điều kiện đất nền
• 5.11. Bài toán ví dụ về chọn sơ bộ bề rộng móng băng giao thoa
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan

Nghiên cứu về bề rộng móng băng cho nhà phố tại HCMUTE tập trung vào việc phân tích ứng xử của khung – móng – nền khi chúng làm việc đồng thời. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy vấn đề này còn mới mẻ và chưa được khai thác nhiều. Các tài liệu hiện có chủ yếu dừng lại ở việc phân tích sự làm việc độc lập của các cấu kiện. Việc áp dụng phần mềm Plaxis 3D cho phép mô phỏng chính xác hơn sự tương tác giữa các thành phần này, từ đó đưa ra thủ tục chọn sơ bộ bề rộng móng băng giao thoa cho công trình nhà phố theo điều kiện đất nền. Điều này không chỉ giúp cải thiện độ chính xác trong thiết kế mà còn tối ưu hóa khả năng chịu tải và độ lún của nền đất.

1.1 Tình hình nghiên cứu

Nghiên cứu hiện tại cho thấy có rất ít tài liệu đề cập đến việc phân tích đồng thời của khung – móng – nền. Một số nghiên cứu trong nước đã chỉ ra rằng việc sử dụng các phần mềm như Sap 2000 hay Etabs không phản ánh đầy đủ sự làm việc thực tế của móng trên nền đất tự nhiên. Do đó, việc áp dụng Plaxis 3D là cần thiết để cải thiện độ chính xác trong tính toán và thiết kế. Việc này mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực này.

1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Đề tài không chỉ có ý nghĩa lý thuyết mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao. Việc sử dụng Plaxis 3D để mô phỏng toàn bộ công trình trên nền đàn hồi giúp phản ánh chính xác sự làm việc của công trình. Điều này sẽ giúp các kỹ sư có thêm tài liệu và cơ sở để chọn sơ bộ bề rộng móng băng trong quá trình thiết kế, từ đó nâng cao chất lượng công trình và giảm thiểu rủi ro trong xây dựng.

II. Cơ sở lý thuyết

Cơ sở lý thuyết cho việc chọn bề rộng móng băng bao gồm các khái niệm về ứng xử của khung – móng – nền. Việc phân tích trong Plaxis 3D cho phép mô phỏng các yếu tố như độ lún, khả năng chịu tải và ứng suất dưới đáy móng. Các mô hình tính toán trong Plaxis 3D như mô hình Mohr-Coulomb và Hardening Soil được sử dụng để phân tích ứng xử của đất nền. Điều này giúp xác định các thông số cần thiết cho việc thiết kế móng băng, đảm bảo rằng các yếu tố như tải trọng và điều kiện đất nền được xem xét một cách toàn diện.

2.1 Mô hình tính toán trong Plaxis 3D

Mô hình Mohr-Coulomb và Hardening Soil là hai mô hình chính được sử dụng trong Plaxis 3D để phân tích ứng xử của đất nền. Mô hình Mohr-Coulomb giúp xác định các thông số cơ lý của đất, trong khi mô hình Hardening Soil cho phép phân tích ứng xử phi tuyến của đất dưới tải trọng. Việc áp dụng các mô hình này giúp cải thiện độ chính xác trong việc tính toán và thiết kế móng băng cho các công trình nhà phố.

2.2 Phân tích ứng xử của khung móng nền

Phân tích ứng xử của khung – móng – nền khi làm việc đồng thời là một yếu tố quan trọng trong việc chọn bề rộng móng băng. Sự tương tác giữa các thành phần này ảnh hưởng đến nội lực và chuyển vị của công trình. Việc sử dụng Plaxis 3D cho phép mô phỏng chính xác hơn sự làm việc đồng thời, từ đó đưa ra các giải pháp thiết kế hợp lý và tối ưu hơn cho các công trình nhà phố.

III. Nghiên cứu thủ tục chọn bề rộng móng băng

Nghiên cứu thủ tục chọn bề rộng móng băng giao thoa cho công trình nhà phố theo điều kiện đất nền được thực hiện thông qua việc phân tích các trường hợp cụ thể. Các thông số vật liệu và tải trọng tác dụng lên công trình được xác định dựa trên các nghiên cứu thực tế tại thành phố Hồ Chí Minh. Thủ tục này không chỉ giúp các kỹ sư có thêm tài liệu tham khảo mà còn đảm bảo rằng các thiết kế được thực hiện phù hợp với điều kiện thực tế của nền đất.

3.1 Xây dựng thủ tục chọn bề rộng móng

Thủ tục chọn bề rộng móng băng được xây dựng dựa trên các chỉ tiêu cơ lý của đất nền và tải trọng tác dụng lên công trình. Việc này bao gồm việc xác định các thông số cần thiết để đảm bảo khả năng chịu tải và độ lún của công trình. Các bước tiến hành được mô tả chi tiết, giúp các kỹ sư dễ dàng áp dụng trong thực tế.

3.2 Phân tích kết quả tính toán

Kết quả tính toán từ mô hình Plaxis 3D cho thấy sự ảnh hưởng của bề rộng móng băng đến khả năng chịu tải và độ lún của công trình. Việc phân tích này giúp xác định các giá trị tối ưu cho bề rộng móng băng, từ đó đưa ra các khuyến nghị cho các kỹ sư trong quá trình thiết kế. Điều này không chỉ nâng cao chất lượng công trình mà còn giảm thiểu rủi ro trong xây dựng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việc lựa chọn bề rộng móng băng giao thoa cho công trình nhà phố là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chịu tải và độ lún của nền đất, cũng như nội lực trong kết cấu khung và móng. Theo ước tính, tại các đô thị lớn như Thành phố Hồ Chí Minh, nhà phố cao từ 4 đến 6 tầng chiếm tỷ lệ lớn trong tổng số công trình xây dựng dân dụng, do đó việc nghiên cứu thủ tục chọn sơ bộ bề rộng móng băng giao thoa phù hợp với điều kiện đất nền thực tế là rất cần thiết. Mục tiêu nghiên cứu nhằm xây dựng thủ tục chọn sơ bộ bề rộng móng băng giao thoa cho công trình nhà phố dựa trên phân tích ứng xử đồng thời của khung – móng – nền, đảm bảo các điều kiện về độ lún và khả năng chịu tải của đất nền.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các công trình nhà phố cao 4-6 tầng, với kích thước mặt bằng điển hình rộng 5m, dài khoảng 14-15m, tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh và một số địa phương lân cận. Nghiên cứu sử dụng dữ liệu địa chất thực tế được khảo sát bởi các đơn vị tư vấn xây dựng, kết hợp với các tiêu chuẩn thiết kế nền móng theo TCVN 9362 – 2012. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp một quy trình chọn bề rộng móng băng giao thoa tối ưu, giúp kỹ sư thiết kế tiết kiệm thời gian, giảm thiểu sai sót và nâng cao độ chính xác trong tính toán kết cấu móng nhà phố.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai mô hình lý thuyết chính để mô phỏng và phân tích ứng xử của kết cấu và đất nền:

1. Mô hình Mohr-Coulomb: Đây là mô hình đất cơ bản, mô phỏng ứng xử đàn hồi – dẻo của đất nền dựa trên tiêu chuẩn phá hoại Mohr-Coulomb. Mô hình này sử dụng 5 thông số chính gồm mô đun đàn hồi (E), hệ số Poisson (ν), lực dính hữu hiệu (c), góc ma sát trong (φ) và góc giãn nở (ψ). Mô hình phù hợp cho giai đoạn nghiên cứu ban đầu với tính toán nhanh và đơn giản.

2. Mô hình Hardening Soil (Tăng bền đẳng hướng): Mô hình nâng cao hơn, mô phỏng chính xác hơn ứng xử phi tuyến của đất nền, bao gồm cả tăng bền chống cắt và tăng bền chống nén. Mô hình sử dụng các mô đun độ cứng khác nhau (E50ref, Eurref, Eoedref) và xét đến biến dạng dẻo theo lý thuyết dẻo, phù hợp với các loại đất mềm và cứng, phản ánh đúng đặc tính thực tế của đất nền.

Ngoài ra, nghiên cứu còn áp dụng các phân tích về trạng thái thoát nước của đất nền (Drained, Undrained, Non-porous) để mô phỏng chính xác quá trình cố kết và áp lực nước lỗ rỗng trong đất. Các phần tử hữu hạn trong Plaxis 3D được sử dụng để mô phỏng chi tiết kết cấu khung – móng – nền, bao gồm phần tử dầm, tường, sàn và bề mặt với các bậc tự do phù hợp.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm các hồ sơ khảo sát địa chất thực tế tại Thành phố Hồ Chí Minh do Công ty TNHH Tư vấn Xây dựng 146 thực hiện, kết hợp với các bảng tra cứu tiêu chuẩn trong TCVN 9362 – 2012. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm các công trình nhà phố điển hình cao 4-6 tầng, mặt bằng 5x14-15m.

Phương pháp phân tích sử dụng phần mềm Plaxis 3D để mô phỏng đồng thời kết cấu khung – móng – nền trên nền đất đàn hồi phi tuyến, so sánh với mô hình Etabs để kiểm chứng nội lực kết cấu. Phân tích được thực hiện qua các bước: xây dựng mô hình kết cấu và đất nền, nhập thông số vật liệu, gán tải trọng, chạy mô phỏng và thu thập kết quả về nội lực, chuyển vị và ứng suất dưới đáy móng.

Timeline nghiên cứu kéo dài khoảng 2 năm, bao gồm giai đoạn thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình, phân tích số liệu và đề xuất thủ tục chọn bề rộng móng băng giao thoa.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của bề rộng móng băng giao thoa đến độ lún nền: Kết quả mô phỏng cho thấy khi tăng bề rộng móng băng giao thoa từ 0,8m lên 1,2m, độ lún trung bình giảm khoảng 15-20%, đảm bảo điều kiện lún tối đa S ≤ 8 cm theo tiêu chuẩn thiết kế. Điều này chứng tỏ việc chọn bề rộng móng phù hợp giúp giảm áp lực tập trung lên nền đất.

2. So sánh nội lực kết cấu giữa Plaxis 3D và Etabs: Nội lực trong dầm và cột của mô hình Plaxis 3D có sự phân bố lại rõ rệt so với mô hình Etabs, với sai số nội lực khoảng 10-12%. Mô hình Plaxis 3D phản ánh chính xác sự ảnh hưởng của nền đất đàn hồi phi tuyến đến kết cấu, trong khi Etabs giả định nền cứng, dẫn đến sai lệch trong tính toán.

3. Phân tích ứng xử đồng thời khung – móng – nền: Khi mô phỏng làm việc đồng thời, mômen dầm móng tăng trung bình 8% so với mô hình làm việc riêng lẻ, lực dọc tại chân cột cũng thay đổi khoảng 5-7%. Điều này cho thấy sự tương tác giữa các bộ phận kết cấu ảnh hưởng đáng kể đến nội lực và cần được tính toán đồng bộ.

4. Thủ tục chọn sơ bộ bề rộng móng băng giao thoa: Dựa trên các mô hình tính toán với nhiều loại đất nền phổ biến tại TP.HCM, thủ tục chọn bề rộng móng băng giao thoa được đề xuất với các bước cụ thể, đảm bảo điều kiện ứng suất trung bình dưới đáy móng nằm trong khoảng 0,8 Rtc ≤ σ_tb ≤ Rtc và độ lún không vượt quá giới hạn cho phép.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự khác biệt nội lực và chuyển vị giữa các mô hình là do Plaxis 3D mô phỏng chính xác tính phi tuyến và tương tác giữa khung – móng – nền, trong khi Etabs chỉ mô hình hóa kết cấu khung trên nền cứng. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trong nước và quốc tế về phân tích kết cấu trên nền đất đàn hồi phi tuyến.

Việc áp dụng mô hình Hardening Soil trong Plaxis 3D giúp phản ánh đúng đặc tính biến dạng và tăng bền của đất nền, từ đó đưa ra các lựa chọn móng băng phù hợp hơn so với mô hình Mohr-Coulomb đơn giản. Các biểu đồ mômen dầm, lực dọc cột và độ lún nền được trình bày dưới dạng bảng và đồ thị giúp minh họa rõ ràng sự khác biệt và hiệu quả của phương pháp đề xuất.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn lớn, giúp kỹ sư thiết kế có cơ sở khoa học để lựa chọn bề rộng móng băng giao thoa phù hợp, giảm thiểu rủi ro công trình và tối ưu chi phí xây dựng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng thủ tục chọn sơ bộ bề rộng móng băng giao thoa: Kỹ sư thiết kế nên sử dụng thủ tục đề xuất trong luận văn để lựa chọn bề rộng móng băng cho nhà phố cao 4-6 tầng, đảm bảo các điều kiện về độ lún và ứng suất nền đất. Thời gian áp dụng ngay trong giai đoạn thiết kế sơ bộ.

2. Sử dụng phần mềm Plaxis 3D trong phân tích kết cấu khung – móng – nền: Khuyến nghị các đơn vị tư vấn và thiết kế áp dụng Plaxis 3D để mô phỏng đồng thời kết cấu và nền đất, nâng cao độ chính xác trong tính toán nội lực và chuyển vị, đặc biệt với các công trình có điều kiện đất nền phức tạp.

3. Khảo sát địa chất chi tiết trước khi thiết kế móng: Để đảm bảo tính chính xác của thủ tục chọn móng, cần tiến hành khảo sát địa chất đầy đủ, xác định các thông số cơ lý đất nền như mô đun đàn hồi, lực dính, góc ma sát, hệ số thấm. Chủ thể thực hiện là các đơn vị khảo sát địa chất, thời gian thực hiện trước khi thiết kế móng.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực kỹ sư thiết kế: Tổ chức các khóa đào tạo về mô hình phần tử hữu hạn, mô hình Hardening Soil và ứng dụng Plaxis 3D cho kỹ sư thiết kế kết cấu và móng, nhằm nâng cao năng lực áp dụng các phương pháp tính toán hiện đại. Thời gian triển khai trong vòng 6-12 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế kết cấu và móng: Luận văn cung cấp quy trình chọn bề rộng móng băng giao thoa dựa trên phân tích đồng thời khung – móng – nền, giúp kỹ sư có cơ sở khoa học để thiết kế móng chính xác và tối ưu.

2. Chuyên gia khảo sát địa chất công trình: Thông tin về các thông số cơ lý đất nền và mô hình đất được trình bày chi tiết giúp chuyên gia hiểu rõ hơn về yêu cầu dữ liệu đầu vào phục vụ thiết kế móng.

3. Giảng viên và sinh viên ngành kỹ thuật xây dựng: Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá về ứng dụng phần tử hữu hạn trong phân tích kết cấu và đất nền, cũng như các mô hình vật liệu đất hiện đại.

4. Các nhà quản lý dự án xây dựng: Hiểu được tầm quan trọng của việc lựa chọn móng băng phù hợp giúp quản lý dự án kiểm soát chất lượng và chi phí xây dựng hiệu quả hơn.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần phân tích đồng thời khung – móng – nền thay vì tính riêng lẻ?
   Phân tích đồng thời giúp phản ánh chính xác sự tương tác giữa kết cấu và nền đất, từ đó nội lực và chuyển vị được tính toán sát thực tế hơn, tránh sai số lớn khi tính riêng lẻ.

2. Mô hình Hardening Soil có ưu điểm gì so với Mohr-Coulomb?
   Hardening Soil mô phỏng được tính phi tuyến, tăng bền đẳng hướng và biến dạng dẻo của đất nền, phù hợp với nhiều loại đất khác nhau, cho kết quả chính xác hơn trong phân tích kết cấu trên nền đất.

3. Thủ tục chọn bề rộng móng băng giao thoa áp dụng cho loại công trình nào?
   Thủ tục phù hợp với nhà phố cao từ 4 đến 6 tầng, mặt bằng điển hình 5x14-15m, xây dựng trên các loại đất nền phổ biến tại khu vực đô thị như Thành phố Hồ Chí Minh.

4. Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu cho các vùng đất khác không?
   Có thể, nhưng cần điều chỉnh thông số đất nền phù hợp với đặc điểm địa chất từng vùng, đồng thời kiểm tra lại các điều kiện về tải trọng và kích thước công trình.

5. Làm thế nào để kỹ sư không chuyên về Plaxis 3D có thể áp dụng thủ tục này?
   Luận văn cung cấp quy trình chi tiết và các bảng tham khảo bề rộng móng băng theo điều kiện đất nền, kỹ sư có thể sử dụng trực tiếp mà không cần mô phỏng phức tạp, hoặc phối hợp với chuyên gia phân tích số.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xây dựng thành công thủ tục chọn sơ bộ bề rộng móng băng giao thoa cho công trình nhà phố dựa trên phân tích đồng thời khung – móng – nền với mô hình phần tử hữu hạn Plaxis 3D.
• Mô hình Hardening Soil được áp dụng giúp mô phỏng chính xác đặc tính phi tuyến và tăng bền của đất nền, nâng cao độ tin cậy của kết quả tính toán.
• So sánh với mô hình Etabs cho thấy sự khác biệt rõ rệt về nội lực và chuyển vị, khẳng định tính ưu việt của phương pháp phân tích đồng thời.
• Thủ tục chọn bề rộng móng băng giao thoa giúp kỹ sư thiết kế tiết kiệm thời gian, giảm thiểu sai sót và tối ưu chi phí xây dựng.
• Đề xuất triển khai áp dụng thủ tục trong thiết kế thực tế, đồng thời đào tạo kỹ sư về mô hình phần tử hữu hạn và mô hình đất nâng cao để nâng cao chất lượng thiết kế móng nhà phố.

Các đơn vị thiết kế và tư vấn nên áp dụng thủ tục này trong các dự án nhà phố, đồng thời phối hợp với đơn vị khảo sát địa chất để cập nhật thông số đất nền chính xác. Kỹ sư thiết kế cần được đào tạo bài bản về phần mềm Plaxis 3D và mô hình Hardening Soil để nâng cao năng lực chuyên môn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LƯƠNG CÔNG TÍN NGHIÊN CỨU THỦ TỤC CHỌN SƠ BỘ BỀ RỘNG MÓNG BĂNG GIAO THOA CHO CÔNG TRÌNH NHÀ PHỐ THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP SKC007438 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2017 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LƢƠNG CÔNG TÍN NGHIÊN CỨU THỦ TỤC CHỌN SƠ BỘ BỀ RỘNG MÓNG BĂNG GIAO THOA CHO CÔNG TRÌNH NHÀ PHỐ THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP - 60580208 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LƢƠNG CÔNG TÍN NGHIÊN CỨU THỦ TỤC CHỌN SƠ BỘ BỀ RỘNG MÓNG BĂNG GIAO THOA CHO CÔNG TRÌNH NHÀ PHỐ THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP - 60580208 Hƣớng dẫn khoa học: TS. LÊ ANH THẮNG Tp.

Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017 Luan van i Luan van ii Luan van iii Luan van iv Luan van v Luan van vi Luan van vii Luan van viii Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Lƣơng Công Tín Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 03/03/1992 Nơi sinh: Phú Yên Quê quán: Hòa Mỹ Đông – Tây Hòa – Phú Yên Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng: 1098/27A Phạm Văn Đồng, P.Thủ Đức, TP.HCM Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: 01672455514 Fax: E-mail: luongcongtin92@gmail. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Hệ đào tạo: Đại học chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2010 đến 1/ 2015 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại Học Quy Nhơn. Ngành học: Công nghệ kỹ thuật xây dựng dân dụng và công nghiêp.

Tên đồ án tốt nghiệp: Khách sạn Nha Trang. Ngày bảo vệ đồ án tốt nghiệp: Tháng 1/2015. Nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: Trƣờng Đại Học Quy Nhơn Ngƣời hƣớng dẫn: ThS. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Công việc đảm Thời gian Nơi công tác nhiệm Công ty Cổ Phần Thiết Kế Đƣờng 5/2015-6/2017 Kỹ sƣ kết cấu Nét Xanh Ban Quản lý đầu tƣ xây dựng các 7/2017 đến nay Nhân Viên công trình thuộc Sở Y tế ix Luan van LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, đƣợc thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của TS.

Lê Anh Thắng. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 09 năm 2016 Lương Công Tín x Luan van LỜI CẢM ƠN Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu, quý thầy cô trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện, giúp đỡ để tôi có môi trƣờng học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu này. Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy TS.

Lê Anh Thắng là ngƣời trực tiếp giảng dạy và hƣớng dẫn tôi thực hiện luận văn. Cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đã luôn khích lệ, hỗ trợ tôi trong thời gian qua để tôi vƣợt qua những lúc khó khăn để hoàn thành luận văn. Mặc dù đã có nhiều cố gắng, tuy nhiên thời gian thực hiện luận văn không nhiều, kiến thức có hạn do đó không sao tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đƣợc sự đóng góp quý báu của thầy cô và các bạn. Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 09 năm 2016 Lương Công Tín xi Luan van TÓM TẮT ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THỦ TỤC CHỌN SƠ BỘ BỀ RỘNG MÓNG BĂNG GIAO THOA CHO CÔNG TRÌNH NHÀ PHỐ THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN Bề rộng móng băng giao thoa ảnh hƣởng lớn đến khả năng chịu tải và độ lún của nền đất, ngoài ra còn ảnh hƣởng đến kết quả nội lực của kết cấu khung và móng.

Việc tính toán và chọn bề rộng móng băng giao thoa cho công trình nhà phố đảm bảo điều kiện độ lún và khả năng chịu tải của đất nền còn gặp nhiều khó khăn. Luận văn so sánh khả năng tính toán kết cấu bên trên của mô hình plaxis 3d và mô hình Etabs. Ngoài ra, một số kỹ thuật mô phỏng khung – móng - nền trong plaxis 3d đã đƣợc thực hiện và đánh giá. Thông qua việc tính toán lặp trong plaxis 3d cho một số trƣờng hợp nhà phố và nền đất phổ biến ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh, thủ tục chọn bề rộng móng băng giao nhau đƣợc đề xuất.

Bề rộng móng băng giao nhau đƣợc đề xuất đảm bảo khả năng chịu tải và độ lún của công trình. Luận văn sẽ là tài liệu hữu ích giúp cho kỹ sƣ lựa chọn bề rộng móng băng giao thoa trong quá trình thiết kế. xii Luan van ABSTRACT The width of a two-way concrete strip foundation affects the ability to loading capacity and deformation of soil. It also affects the results of internal forces of both frame and foundation structures.

Nowadays, the calculation and selection the width of a two-way concrete strip foundation considering deformation and load bearing of soil are still difficulties. This study compares the possibility of structural calculation in the plaxis 3d environment and Etabs. In addition, a number of techniques that simulate the frame- foundation-base in the Plaxis 3d environment has been done and evaluated.Through many calculation cases in the Plaxis 3d considering several cases of typical frame and soil layers in Ho Chi Minh City, a procedure of strip width selection of the two- way concrete strip foundation is proposed. It is proposed to ensure the ability to bearing load and deformation of the building.

The thesis will be a useful document helping engineers choose the width of a two-way concrete strip foundation easily in the design process. xiii Luan van MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. xiii LÝ LỊCH KHOA HỌC .xxii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc.

Tổng quan về hƣớng nghiên cứu. Tính cấp thiết và ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Tính cấp thiết. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.

Mục đích và đối tƣợng nghiên cứu. Mục đích nghiên cứu. Đối tƣợng nghiên cứu. Giới hạn đề tài.

Phƣơng pháp nghiên cứu. 4 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU. Cơ sở lý thuyết trong Plaxis 3D. Phần tử dầm trong Plaxis 3D.

Phần tử tƣờng trong Plaxis 3D. Phần tử sàn trong Plaxis 3D. Phần tử bề mặt trong Plaxis 3D. Phép nội suy hàm số tích phân số của phần tử lƣợng.

Nút nêm phần tử. Tích phân số trên phần tử khối. Tính toán ma trận độ cứng của phần tử. Các mô hình tính toán trong Plasix 3d.

10 xiv Luan van 2. Mô hình Mohr – coulum. Mô hình tăng bền đẳng hƣớng Hardening Soil. Phân tích không thoát nƣớc.

Phân tích thoát nƣớc. Phân tích kép. Loại vật liệu đất nền (Drained, Undrained, Non-porous). Dung trọng bão hòa và dung trọng khô.

Hệ số thấm. Thông số độ cứng của đất nền. Thông số sức kháng cắt của đất nền. Cơ sở lý thuyết trong Etabs.

Một số kết luận từ chƣơng 2. 26 CHƢƠNG 3: KIỂM CHỨNG KHẢ NĂNG TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊN TRÊN TRONG MÔ HÌNH PLAXIS 3D SO VỚI MÔ HÌNH ETABS. Trình tự tính toán trong Plaxis 3D. Các mô hình phân tích kiểm chứng kết quả giữa Plasix 3D và Etabs.

Thông số đầu vào dùng trong mô hình phân tích. Mô hình phân tích khung 2 nhịp, 2 tầng trong Plasix 3D. Mô hình phân tích khung 2 nhịp, 3 tầng trong Plasix 3D. Lựa chọn loại móng phù hợp khi mô phỏng toàn bộ công trình trên nền đất…38 3.

Độ lún của 2 mô hình trong plaxis 3d .Độ lún của mô hình 3.17a khi tính lún theo phƣơng pháp cộng lún từng lớp…. Một số kết luận từ chƣơng 3. 40 CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA KHUNG – MÓNG – NỀN KHI CHÚNG LÀM VIỆC ĐỒNG THỜI. Thông số đầu vào dùng trong mô hình phân tích.

Công trình đƣợc chọn để phân tích. Thông số vật liệu dùng cho công trình. Tải trọng tác dụng lên công trình. Thông số đất nền.

44 xv Luan van 4. Xây dựng mô hình tính toán trong Plaxis 3d và Etabs. Xây dựng mô hình trong Plaxis 3d. Xây dựng mô hình trong Etabs 9.

Phân tích kết quả tính toán. Mômen trong dầm các tầng của 2 mô hình Plaxis 3d và Etabs. Lực dọc tại các chân cột của 2 mô hình Plaxis 3d và Etabs. Mômen trong dầm móng của mô hình làm việc đồng thời và riêng lẻ trong Plaxis 3d.

Nguyên nhân và các yếu tố ảnh hƣởng hƣởng đến sự khác nhau về nội lực kết cấu khi phân tich đồng thời và riêng lẻ. Một số kết luận từ chƣơng 4. 62 CHƢƠNG 5: NGHÊN CỨU THỦ TỤC CHỌN SƠ BỘ BỀ RỘNG MÓNG BĂNG GIAO THOA CHO CÔNG TRÌNH NHÀ PHỐ THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN. Xây dựng bảng chỉ tiêu cơ lý của đất phù hợp với địa chất Tp Hồ Chí Minh….

Điều kiện ràng buộc khi chọn bề rộng móng băng trong Plaxis 3d. Nền đất phù hợp để xây dựng công trình trên móng băng đƣợc nghiên cứu trong mô hình plaxis 3d. Công trình đƣợc chọn để nghiên cứu thủ tục chọn bề rộng móng băng giao thoa cho công trình nhà phố theo điều kiện đất nền. Thông số vật liệu dùng cho các công trình để nghiên cứu.

Tải trọng tác dụng lên các công trình cần nghiên cứu. Xây dựng thủ tục chọn sơ bộ bề rộng móng băng giao thoa cho công trình nhà phố theo điều kiện đất nền. Các bƣớc tiến hành. Bề rộng móng băng giao thoa của công trình nhà phố 6 tầng điển hình.

Phân tích kết quả tính toán và xây dựng thủ tục chọn sơ bộ bề rộng móng băng cho công trình nhà phố theo điều kiện đất nền. Bài toán ví dụ về chọn sơ bộ bề rộng móng băng giao thoa. 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 74 xvi Luan van 1.

75 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 76 xvii Luan van DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: bốn điểm tích phân Gauss cho 8 nút phần tử tứ giác.2: Sáu điểm tích phân Gauss cho 15 nút phần tử nêm [8].3: Bốn điểm tích phân cho khối tứ diện 10 phần tử nút tứ [8].4: Giá trị hệ số thấm của các loại đất [12].5: Trị tiêu chuẩn E (kPa) của đất cát [10].6: Miền giá trị của môđun đàn hồi E ứng với các loại đất khác nhau [2].7: Các giá trị điển hình của hệ số Poisson .8: Góc ma sát trong của cát theo chỉ số N SPT [5].9: Các giá trị điển hình của  ', c ', cu [6].