Phân Tích Chỉnh Thể Kết Cấu Tường Chắn Dạng Tấm Làm Việc Cùng Nền Và Cọc

Luận văn thạc sĩ phân tích kết cấu tường chắn dạng tấm kết hợp nền và cọc bằng phương pháp phần tử hữu hạn trong xây dựng công trình thủy.

• Tác giả: Trần Thanh Tùng
• Người hướng dẫn: TS. Lý Trường Thành
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng
• Đề tài: Phân Tích Kết Cấu Tường Chắn Dạng Tấm Bằng Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
• 1.3. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH XÂY DỰNG VÀ TÍNH TOÁN TƯỜNG CHẮN ĐẤT
• 2.1. CẤU TẠO VÀ ỨNG DỤNG MỘT SỐ KẾT CẤU TƯỜNG CHẮN THƯỜNG GẶP
• 2.2. KẾT CẤU TƯỜNG CHẮN ĐƯỢC NGHIÊN CỨU TRONG LUẬN VĂN
• 2.3. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN TƯỜNG CHẮN
• 3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TỬ HỮU HẠN VÀ PHẦN MỀM SAP2000
• 3.1. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN, PHẦN MỀM SAP2000
• 3.2. CHỨC NĂNG VẼ CÁC PHẦN TỬ THANH VÀ PHẦN TỬ VỎ
• 3.3. CHỨC NĂNG CHIA PHẦN TỬ TẤM LỚN THÀNH NHIỀU PHẦN TỬ NHỎ
• 3.4. KẾT CẤU MẪU
• 3.5. ĐỊNH NGHĨA ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC VÀ VẬT LIỆU CỦA CÁC PHẦN TỬ
• 3.6. ĐỊNH NGHĨA TRƯỜNG HỢP TẢI
• 3.7. PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐÃ MÔ HÌNH HÓA
• 4. CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN VÀ CÁC VÍ DỤ BẰNG SỐ
• 4.1. TÍNH TOÁN NỘI LỰC MÔMEN UỐN THEO HƯỚNG DỌC, HƯỚNG NGANG TƯỜNG CHẮN ĐẤT KIỂU BẢN CHẮNG
• 4.2. TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH
• 4.3. TÍNH TOÁN NỘI LỰC MÔMEN UỐN THEO HƯỚNG DỌC BẢN MẶT VÀ BẢN ĐÁY TƯỜNG
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 5.1. NHỮNG KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC TRONG LUẬN VĂN
• 5.2. NHỮNG ĐIỂM CÒN TỒN TẠI. MỘT SỐ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH SÁCH HÌNH VẼ

Tóm tắt

I. Giới thiệu về kết cấu tường chắn

Kết cấu tường chắn là một trong những thành phần quan trọng trong ngành xây dựng, đặc biệt trong các công trình thủy lợi và giao thông. Kết cấu tường chắn được thiết kế để chịu tải trọng từ đất, nước và các tác động khác, giúp bảo vệ sự ổn định của công trình. Theo nghiên cứu, tường chắn dạng tấm có khả năng phân bố ứng suất đồng đều hơn so với các loại tường khác, nhờ vào cấu trúc và vật liệu sử dụng. Việc phân tích kết cấu tường chắn không chỉ giúp hiểu rõ hơn về khả năng chịu lực mà còn hỗ trợ trong việc tối ưu hóa thiết kế. Đặc biệt, trong bối cảnh hiện nay, nhu cầu sử dụng các phương pháp tính toán hiện đại như phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) ngày càng trở nên phổ biến. Phương pháp này cho phép mô phỏng chính xác hơn các trạng thái ứng suất và biến dạng trong tường chắn, từ đó nâng cao hiệu quả thiết kế và thi công.

1.1. Tính toán kết cấu tường chắn

Tính toán kết cấu tường chắn là một nhiệm vụ quan trọng trong thiết kế công trình. Việc xác định chính xác các thông số như ứng suất, biến dạng và khả năng chịu tải của tường chắn là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho công trình. Trong nghiên cứu này, các phương pháp tính toán được áp dụng bao gồm tính toán nội lực và bố trí cốt thép. Các kết quả từ quá trình tính toán sẽ giúp xác định khả năng chịu tải của tường chắn, đồng thời đánh giá sự tương tác giữa tường và nền đất. Điều này đặc biệt quan trọng trong các công trình xây dựng trên nền đất yếu, nơi mà sự lún và biến dạng có thể gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng đến ổn định của công trình.

II. Phương pháp phân tích kết cấu

Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) là một trong những phương pháp hiện đại nhất trong việc phân tích kết cấu tường chắn. Phương pháp này cho phép chia nhỏ kết cấu thành các phần tử nhỏ hơn, từ đó dễ dàng tính toán các ứng suất và biến dạng. Sử dụng phần mềm SAP2000, các kỹ sư có thể mô phỏng và phân tích các trạng thái làm việc của tường chắn dưới tác động của tải trọng. Mô hình hóa kết cấu bằng PTHH giúp tối ưu hóa thiết kế và giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công. Việc áp dụng phương pháp này không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế mà còn nâng cao độ an toàn cho các công trình xây dựng. Nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng PTHH trong phân tích kết cấu tường chắn có thể giúp phát hiện sớm các điểm yếu trong thiết kế, từ đó có biện pháp khắc phục kịp thời.

2.1. Mô hình hóa và phân tích

Mô hình hóa tường chắn bằng phương pháp PTHH yêu cầu phải xác định rõ các thông số vật liệu và điều kiện biên. Các mô hình nền thường được sử dụng bao gồm mô hình nền đàn hồi tuyến tính và mô hình nền biến dạng đàn hồi cục bộ. Qua việc áp dụng các mô hình này, có thể xác định được ứng suất và biến dạng của tường chắn trong điều kiện làm việc thực tế. Kết quả từ phân tích này sẽ cung cấp thông tin quý giá cho việc thiết kế và thi công, giúp đảm bảo rằng tường chắn có thể chịu được các tải trọng mà nó phải đối mặt trong suốt vòng đời sử dụng.

III. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu về kết cấu tường chắn không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn trong ngành xây dựng. Các công trình thủy lợi, giao thông vận tải, và xây dựng dân dụng thường sử dụng tường chắn để đảm bảo sự ổn định và an toàn. Việc áp dụng các phương pháp tính toán hiện đại như PTHH giúp cải thiện hiệu quả thiết kế và thi công. Đặc biệt, trong bối cảnh biến đổi khí hậu và sự gia tăng các hiện tượng thiên tai, việc đảm bảo tính an toàn của các công trình xây dựng trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Nghiên cứu này cung cấp những kiến thức và phương pháp cần thiết để các kỹ sư có thể ứng dụng vào thực tế, từ đó nâng cao chất lượng công trình và bảo vệ tính mạng con người.

3.1. Tương lai của nghiên cứu

Tương lai của nghiên cứu về kết cấu tường chắn sẽ tiếp tục mở rộng với sự phát triển của công nghệ và vật liệu xây dựng mới. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến như mô phỏng số và trí tuệ nhân tạo trong thiết kế và phân tích kết cấu sẽ mang lại những bước tiến mới trong ngành xây dựng. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các mô hình tính toán chính xác hơn, cũng như nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến sự ổn định của tường chắn. Điều này không chỉ nâng cao khả năng chịu lực của các công trình mà còn góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển kinh tế xã hội hiện nay, các công trình xây dựng, đặc biệt là công trình thủy lợi và giao thông, ngày càng được đầu tư với quy mô lớn và tốc độ nhanh chóng. Tường chắn đất là một trong những kết cấu quan trọng, giữ vai trò chống đỡ mái đắp hoặc đào, chịu áp lực đất, nước và các tải trọng khác như xe cộ, góp phần đảm bảo an toàn và ổn định cho công trình. Theo ước tính, chiều cao tường chắn trong các công trình có thể lên đến trên 40m, như tường chắn tại nhà máy thủy điện V.Lenin trên sông Von-Ga. Tuy nhiên, việc tính toán thiết kế tường chắn dạng bản chống làm việc đồng thời với nền đất và cọc vẫn còn nhiều thách thức do tính phức tạp của bài toán tiếp xúc và tương tác giữa các thành phần kết cấu.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích chỉnh thể kết cấu tường chắn dạng tấm làm việc cùng với nền và cọc bằng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH), nhằm xác định trạng thái ứng suất, biến dạng và nội lực trong tường chắn khi có sự tương tác với nền và cọc ma sát. Nghiên cứu tập trung vào mô phỏng vật liệu kết cấu là liên tục, đồng chất, đẳng hướng và đàn hồi tuyến tính; nền đất được mô hình hóa theo các mô hình đàn hồi tuyến tính khác nhau; cọc ma sát được xem xét với hai thành phần lực ma sát thân cọc và sức chống đầu cọc. Phạm vi nghiên cứu áp dụng cho các công trình thủy lợi tại Việt Nam trong khoảng thời gian gần đây, với mục đích nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong thiết kế kết cấu tường chắn.

Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc cung cấp phương pháp tính toán đồng bộ, phản ánh thực tế làm việc của tường chắn với nền và cọc, góp phần giảm thiểu sai số trong thiết kế, tăng độ tin cậy và tiết kiệm chi phí xây dựng. Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trực tiếp trong thiết kế các công trình thủy lợi, giao thông và các công trình có yêu cầu cao về ổn định kết cấu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết đàn hồi tuyến tính và phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH). Lý thuyết đàn hồi tuyến tính được sử dụng để mô phỏng vật liệu kết cấu tường chắn và nền đất, giả định vật liệu là liên tục, đồng chất, đẳng hướng và có quan hệ ứng suất - biến dạng tuyến tính. Các mô hình nền được áp dụng bao gồm mô hình nền đàn hồi tuyến tính tổng quát, mô hình nền Winkler (mô hình nền biến dạng đàn hồi cục bộ), mô hình nền hai hệ số Pasternak và mô hình nền hỗn hợp, nhằm phản ánh chính xác đặc tính cơ học của nền đất trong các điều kiện khác nhau.

Phương pháp phần tử hữu hạn là công cụ chính để giải bài toán kết cấu phức tạp này. PTHH cho phép chia nhỏ kết cấu thành các phần tử nhỏ, mô hình hóa chuyển vị và ứng suất trong từng phần tử, từ đó tổng hợp thành kết quả toàn bộ kết cấu. Luận văn sử dụng mô hình tương thích trong PTHH, trong đó hàm chuyển vị được biểu diễn bằng đa thức nguyên, đảm bảo hội tụ và độ chính xác cao. Hệ phương trình cơ bản được thiết lập dựa trên nguyên lý biến phân Lagrange, giải hệ phương trình đại số tuyến tính để tìm chuyển vị nút, từ đó xác định nội lực và ứng suất.

Ba khái niệm chính được sử dụng trong nghiên cứu gồm:

• Tường chắn dạng bản chống: kết cấu bê tông cốt thép liên khối gồm bản mặt, bản đáy và các sườn chống, chịu tải trọng đất và các tải trọng khác.
• Mô hình nền đàn hồi tuyến tính: mô hình hóa nền đất với các đặc tính đàn hồi, phản ánh sự phân bố ứng suất và biến dạng dưới tải trọng.
• Tương tác tường - nền - cọc: sự làm việc đồng thời giữa tường chắn, nền đất và cọc ma sát, ảnh hưởng đến phân bố ứng suất và biến dạng của kết cấu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu nghiên cứu bao gồm số liệu thực tế từ các công trình thủy lợi tại Việt Nam, các tiêu chuẩn, quy phạm thiết kế tường chắn đất, cùng với dữ liệu mô phỏng trên phần mềm SAP2000. Cỡ mẫu nghiên cứu là một công trình tường chắn dạng bản chống có chiều cao từ 4 đến 6m, đặt trên nền đất tự nhiên và có cọc ma sát gia cố nền.

Phương pháp phân tích chính là phương pháp phần tử hữu hạn, được thực hiện trên phần mềm SAP2000, cho phép mô hình hóa chi tiết kết cấu tường chắn, nền đất và cọc, đồng thời phân tích nội lực, ứng suất và biến dạng trong các điều kiện tải trọng khác nhau. Việc lựa chọn SAP2000 dựa trên khả năng xử lý bài toán phức tạp, giao diện thân thiện và phổ biến trong ngành xây dựng.

Timeline nghiên cứu kéo dài khoảng 12 tháng, bao gồm các bước: khảo sát tài liệu, xây dựng mô hình lý thuyết, thiết lập mô hình phần tử hữu hạn, nhập dữ liệu và chạy mô phỏng trên SAP2000, phân tích kết quả và so sánh với các phương pháp truyền thống, cuối cùng là đề xuất giải pháp và hoàn thiện luận văn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phân bố ứng suất và biến dạng trong tường chắn: Kết quả mô phỏng cho thấy ứng suất nén tại bản đáy tường chắn đạt giá trị tối đa khoảng 1.2 MPa, tập trung tại vị trí tiếp xúc với nền đất. Biến dạng dọc theo chiều cao tường có xu hướng tăng dần, với giá trị biến dạng nhỏ nhất tại chân tường và lớn nhất tại đỉnh tường, dao động trong khoảng 0.5 đến 1.5 mm tùy theo tải trọng tác dụng.

2. Ảnh hưởng của mô hình nền đến kết quả tính toán: So sánh các mô hình nền đàn hồi tuyến tính, Winkler và Pasternak cho thấy mô hình Pasternak phản ánh chính xác hơn sự phân bố ứng suất tại mặt tiếp xúc tường - nền, với sai số giảm khoảng 15% so với mô hình Winkler. Mô hình Winkler có xu hướng đánh giá thấp ứng suất nền, dẫn đến thiết kế không an toàn.

3. Tác động của cọc ma sát trong gia cố nền: Việc bổ sung cọc ma sát làm tăng độ cứng tổng thể của hệ tường - nền, giảm biến dạng tường khoảng 20% so với trường hợp không có cọc. Lực ma sát thân cọc và sức chống đầu cọc đóng vai trò quan trọng trong việc phân bố tải trọng, giúp giảm áp lực lên nền đất yếu.

4. So sánh với phương pháp tính toán truyền thống: Kết quả phân tích bằng PTHH cho thấy sự khác biệt khoảng 10-12% về nội lực mômen uốn so với phương pháp tính toán thủ công theo quy phạm, đặc biệt trong các trường hợp tải trọng phức tạp và điều kiện biên không đồng nhất. Điều này chứng tỏ phương pháp PTHH có độ chính xác và khả năng mô phỏng thực tế cao hơn.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của các phát hiện trên xuất phát từ khả năng mô hình hóa chi tiết và chính xác của phương pháp phần tử hữu hạn, cho phép xét đến tương tác phức tạp giữa tường chắn, nền đất và cọc. Việc sử dụng mô hình nền Pasternak giúp mô phỏng hiệu quả sự phân bố ứng suất và biến dạng, phù hợp với đặc tính đàn hồi của nền đất tự nhiên tại Việt Nam.

So với các nghiên cứu trước đây, kết quả luận văn khẳng định ưu điểm vượt trội của PTHH trong việc giải quyết bài toán kết cấu tường chắn dạng bản chống làm việc đồng thời với nền và cọc, đồng thời cung cấp số liệu cụ thể hỗ trợ thiết kế chính xác hơn. Việc mô phỏng tương tác tường - nền - cọc cũng góp phần nâng cao độ tin cậy của kết cấu, giảm thiểu rủi ro lún không đều và biến dạng lớn.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ phân bố ứng suất dọc chiều cao tường, biểu đồ biến dạng theo vị trí, và bảng so sánh nội lực mômen uốn giữa các mô hình nền và phương pháp tính toán khác nhau, giúp trực quan hóa hiệu quả và độ chính xác của phương pháp nghiên cứu.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong thiết kế tường chắn: Khuyến nghị các đơn vị thiết kế công trình thủy lợi và giao thông sử dụng PTHH kết hợp phần mềm SAP2000 để tính toán nội lực và biến dạng tường chắn, nhằm nâng cao độ chính xác và an toàn kết cấu trong vòng 1-2 năm tới.

2. Sử dụng mô hình nền Pasternak trong mô phỏng tương tác tường - nền: Đề xuất áp dụng mô hình nền hai hệ số Pasternak để mô phỏng nền đất trong các bài toán thiết kế tường chắn, giúp phản ánh chính xác đặc tính cơ học của nền và giảm sai số thiết kế, thực hiện trong giai đoạn thiết kế chi tiết.

3. Gia cố nền bằng cọc ma sát: Khuyến nghị sử dụng cọc ma sát để gia cố nền đất yếu dưới tường chắn, đặc biệt trong các công trình có tải trọng lớn hoặc nền đất yếu, nhằm giảm biến dạng và tăng độ ổn định kết cấu, triển khai trong giai đoạn thi công.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực sử dụng phần mềm tính toán hiện đại: Đề xuất tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về phương pháp phần tử hữu hạn và phần mềm SAP2000 cho kỹ sư thiết kế và thi công trong vòng 6-12 tháng, nhằm nâng cao năng lực ứng dụng công nghệ trong ngành xây dựng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế kết cấu công trình thủy lợi và giao thông: Luận văn cung cấp phương pháp tính toán hiện đại, giúp kỹ sư nâng cao độ chính xác trong thiết kế tường chắn, giảm thiểu rủi ro và tiết kiệm chi phí.

2. Nhà nghiên cứu và giảng viên ngành xây dựng: Tài liệu là nguồn tham khảo quý giá về ứng dụng PTHH trong tính toán kết cấu phức tạp, hỗ trợ nghiên cứu và giảng dạy chuyên sâu.

3. Chuyên gia tư vấn và giám sát thi công: Giúp hiểu rõ hơn về tương tác tường - nền - cọc, từ đó đưa ra các giải pháp giám sát và kiểm soát chất lượng thi công hiệu quả.

4. Sinh viên cao học chuyên ngành xây dựng công trình thủy: Cung cấp kiến thức thực tiễn và phương pháp nghiên cứu khoa học, hỗ trợ hoàn thiện luận văn và phát triển chuyên môn.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp phần tử hữu hạn có ưu điểm gì so với phương pháp truyền thống?
   Phương pháp phần tử hữu hạn cho phép mô hình hóa chi tiết kết cấu với hình dạng, vật liệu và điều kiện biên phức tạp, từ đó tính toán chính xác nội lực và biến dạng. Ví dụ, PTHH giảm sai số thiết kế khoảng 10-12% so với phương pháp thủ công.

2. Mô hình nền Pasternak khác gì so với mô hình Winkler?
   Mô hình Pasternak sử dụng hai hệ số đàn hồi, phản ánh cả biến dạng cục bộ và lan truyền trong nền đất, trong khi mô hình Winkler chỉ dùng một hệ số đàn hồi cục bộ. Điều này giúp Pasternak mô phỏng chính xác hơn sự phân bố ứng suất nền.

3. Tại sao cần xem xét tương tác giữa tường chắn, nền và cọc?
   Tương tác này ảnh hưởng trực tiếp đến phân bố ứng suất và biến dạng của kết cấu, nếu bỏ qua sẽ dẫn đến thiết kế không an toàn hoặc không kinh tế. Ví dụ, cọc ma sát giúp giảm biến dạng tường khoảng 20%.

4. Phần mềm SAP2000 có những tính năng gì hỗ trợ nghiên cứu?
   SAP2000 hỗ trợ mô hình hóa kết cấu phức tạp, phân tích nội lực, ứng suất, biến dạng, cho phép nhập nhiều loại tải trọng và tổ hợp tải trọng, đồng thời hiển thị kết quả dưới dạng đồ họa trực quan.

5. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho các công trình ngoài thủy lợi không?
   Có, phương pháp và kết quả nghiên cứu có thể áp dụng cho các công trình giao thông, xây dựng dân dụng và công nghiệp có kết cấu tường chắn tương tự, giúp nâng cao độ an toàn và hiệu quả thiết kế.

Kết luận

• Luận văn đã phát triển thành công mô hình phần tử hữu hạn để phân tích chỉnh thể kết cấu tường chắn dạng tấm làm việc đồng thời với nền và cọc ma sát.
• Mô hình nền Pasternak được chứng minh là phù hợp và chính xác hơn so với các mô hình nền truyền thống trong việc mô phỏng tương tác tường - nền.
• Việc gia cố nền bằng cọc ma sát giúp giảm biến dạng và tăng độ ổn định kết cấu tường chắn.
• Phương pháp PTHH kết hợp phần mềm SAP2000 mang lại kết quả tính toán chính xác, hỗ trợ thiết kế an toàn và tiết kiệm chi phí.
• Đề xuất triển khai áp dụng phương pháp này trong thiết kế và thi công các công trình thủy lợi và giao thông trong vòng 1-2 năm tới, đồng thời nâng cao năng lực sử dụng phần mềm tính toán hiện đại cho đội ngũ kỹ sư.

Hành động tiếp theo là tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu và áp dụng thử nghiệm phương pháp trong các dự án thực tế để hoàn thiện và phổ biến rộng rãi.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TONG QUAN VE TINH HÌNH XÂY DUNG VA TÍNH TOÁN TƯỜNG CHAN DAT. CẤU TAO VA UNG DUNG MOT SO KET CẤU TƯỜNG CHAN THƯỜNG CN - c2 T1 1121211211 2121121112111111111111 1111111 011112111511111 1111111111111 re.cQ TQ TH HT TH HH HT HH H11 111111111111 rree 6 1. Kết cấu tường chắn được nghiên cứu trong luận văn.

TINH HÌNH PHÁT TRIEN TƯỜNG CHAN. TINH TOÁN THIET KE TƯỜNG CHAN DANG TAM THEO QUI PHẠM. Tính toán 6n định tường:. Kiểm tra khả năng chịu tải của nền - ứng suất nền.

Tính toán nội lực và bồ trí cốt thép. KET LUẬN CHƯNG 1. TONG QUAN VE PHUONG PHAP PHAN TU HUU HAN VA PHAN MEM SAP2000. PHƯƠNG PHAP PHAN TU HỮU HẠN.--2- 2 2Sk+EE+EE+EE2EE2EE2EE2EEzEerreee 23 2.

GIỚI THIEU VE PHAN MEM SỬ DUNG TRONG LUẬN VĂN, PHAN MEM SAP2000 o. Hệ thống đơn vị (Unit Sytem) - SAP2000 wo. Hệ thống toa độ (Coordinate Systems). Chọn cửa số màn hình (WindOWS$).

-- 5c s tk EeEEEEEEEEEE1EE1211211 2111. Tạo hệ lưới phăng và không gian.--2-- 2 2+ +EE+EEt2EESEEEEEEEEEEkerkerrkerkee 34 2. Chức năng vẽ các phan tử thanh và phần tử vỏ. Chọn đối tượng dé thực hiện các lệnh tiếp theo (xóa, gán, sao chép, nhân bản, di CHUYEN,.

Xoá một số bộ phan của kết cấu đã vẽ hoặc khôi phục bộ phận vừa xoá. Nhân bản một bộ phận của kết cấu.- -- 2 2 5£ £+EE+2E£+EE£EE£+EEEEEerEerrkerxee 35 2. Chức năng chia phan tử tắm lớn thành nhiều phần tử nhỏ. Chức năng chia phan tử dam thành nhiều phan tử nhỏ.

Chức năng di chuyển nútt.- ¿- ¿5£ 5£ SE +E£EE£EE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErrrrree 36 2. Kết cấu mẫu.---- 22th HH HH HH ng 36 2. Định nghĩa đặc trưng hình học và vật liệu của các phần Ử Q. Gán các đặc trưng hình học và vật liệu vào các phần tử của kết cấu.

Gián liên kết.---- 22c HH HH HH eg 37 2. Định nghĩa trường hop tải tTỌnE. Gan tải trọng vào kết cấu.----¿- 2¿©2+¿2++2Ekt2EE2EEE221221 2112112112112. Tổ hợp tải trong (Load Combinations).

Sắp xếp lại mã nút và mã phan tử (Change Labels). Kiểm tra số liệu "00. Phân tích kết cấu đã mô hình hoá. Hiền thị hình dang biến dạng của kết cấu.

Hiền thị nội lực hoặc ứng suất của các thành phần kết cấu. PHAN TÍCH CHINH THE KET CAU TƯỜNG CHAN DẠNG TAM LAM VIEC CUNG VOI NEN VA COC BANG PHUONG PHAP PHAN TỬ HỮU HAN, DUNG PHAN MEM SAP 2000. CƠ SỞ LÝ THUYET MO PHONG BAI TOÁN KET CẤU TƯỜNG CHAN DƯỚI DANG VO GẤP. - 2-52 SE SE EEEEE11111111111111111111011111 11111 xe.

CÁC MÔ HÌNH NEN VÀ CỌC. Mô hình nền đàn hồi tuyến tinh wo. Mô hình nền biến dạng đàn hồi cục bộ - mô hình nền Winkler. Mô hình nền biến dạng đàn hồi tổng quát.

Mô hình hỗn hợpp.------¿- 2 ©+z++++E+++EEE+EEEEEEE2EE2E12711271271211 21121. MÔ HÌNH NEN HAI HỆ SO CUA PASTERNAK. MO HÌNH COC woieescessssssessessssssessessvcssesscssessessvessesevsssessessessuessesssessesscssesseesesseesees 59 CHƯƠNG 4. CHUONG TRÌNH TÍNH TOÁN VA CAC Vi DỤ BANG SỐ.

TINH TOÁN NOI LUC MOMEN UON THEO HƯỚNG DỌC, HƯỚNG NGANG TƯỜNG CHAN DAT KIEU BAN CHÓNG. Bố trí kết cấu. Tính toán nội lực mômen uốn của tường chắn. Số liệu và trường hợp tính toán.------ 2© ©++2+++EE+tEx+trxxerxeerxrerkeerrrres 64 4.

Tính toán ổn định.--- 2 ¿5£ £+E£+E£EE£EE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErrkrrreg 65 4. Tính toán nội lực mômen uốn theo hướng dọc bản mặt và bản day tuong. TÍNH TOÁN NỘI LỰC MÔMEN UỐN THEO HƯỚNG ĐỌC, HƯỚNG NGANG TƯỜNG CHAN 1 42. Cách tin từng phần hệ 6 42.

Cách tink toda hệ. Két qua tinh toán B CHUONG 5. KET LUẬN VA KIÊN NGHỊ 89 5.1, NHUNG KET QUA ĐÃ BAT ĐƯỢC TRONG LUẬN VAN 89 5. NHỮNG DIEM CON TON TẠI.

MỘT SO KIÊN NGHỊ. 91 “TÀI LIỆU THAM KHẢO. 2 DANH SÁCH HÌNH VẼ “Hình 1-1: Sơ đồ cấu tạo tường chẩn đắt 6 Hình 1-2: Phân loại theo mặt đất sau tường. 7 Hin 1-3: Phân loại theo nguyên ắc lim việc của trờng.

# “Hình I-4: Phân loại theo độ nghiêng của lưng tường, 9 Hinh 1-5: Phân loại theo cách thi công tưởng. s cv cà se EO "Hình 1-6: Câu tạo trông chin đắt iẫu bản chẳng. " Hình 1-7: Mặt cắt đại diện tường chẩn. AZ Hinh 1-8: Sơ đồ tinh toàn én định tng chin.

15 Hình 1-9: Sơ do tink toán kiểm tra ứng suất nên. 18 Hinh 1-10: Sơ đồ tính toán nội lực bản mặt tường chắn. lD “Hình I-11: Sơ đồ tin toán nội lực bản đây tưởng chin 20 Hinh 2-1: Sơ dé giải bài toán kết câu theo phương pháp PTHH. “Hình 32: Sơ đỗ giải bài oán kết cấu bằng phần mém S4P2000.

31 Hinh 3-1: a) So đỒ tải tong tính tn lên vỏ gdp. ad Hin 3-2: Các thành phần nội lực của tắm. 6 Hình š-3:Các thành phần ội lực 31 Hin 3-4: Mé hình nên Winkler. Hin 3-5: Mé hình nén hai hệ số Pasternak 56 Hình 3-6: Mô hình cọc ma sát.

5D Hin 4-1 Cấu tao tường chẳn dt kiẫu bản chẳng, 2 Hình 4-2: Kết cầu tường 5 khoang. 0 Hin 4-3: Kết cd tường 4 khoang. -02 "Hình 4-4: Biẫu đỒ momen uén trường hợp trởng Š khoang 63 Hình 4-3: Biểu dé momen uốn trường hợp tường 4 khoang chia không đều. 64' “Hình 4-6: Sơ đổ áp lực 66 Hành 4-7: Sơđồ chia bang tính toán 7 “Hình 4-8: Big đồ mômen uỗn băng 4 bản mặt trồng Š khoang chia dé -.67 Hình 4-9: Biéw đồ momen udn bang 12 bản mặt tường5 khoang cha đầu.68 Hinh 4-10: Biểu đồ mômen uấn bang giữa bản đây tường 5 khoang chia đầu.

Tình 4-11 Biéu đỗ momen uốn bang 4 bản mặt trờng 4 khoang chia không de Hình 4-12: Biển đồ mômen uấn bing 12 bản mặt rồng 4 khoang chia không đều. Tình 4-13 Biéu đồ mômen uốn bang 4 bản đáy tường 4 khoang chia không đều. Hình 4-14: Biển đồ mômen uấn bing4 bản mặt trởng 3 khoang chia déu Hình 4-15: Biểu đồ mômen uấn bang 12 bản mặt tường Š khoang chia đều. Tình 4-16: Biểu dé mômen uốn băng 4 bản mặt tường 5 khoang chia déu.

70 Hình 4-17: Tiểu đồ mômen uấn bang 12 bản mặt trồng Š khoang chia Hình 4-18: Biéu đỗ momen uốn bang 4 bản mặt trờng 5 khoang chia déu Hinh 4-19: Biéw đồ momen uấn bing 12 bản mặt trồng Š khoang chia Hình 4-20: Biéu đồ momen uốn bằng 4 bản mặt tường 4 khoang chia không đều. Hinh 4-21 Biểu đồ momen uấn bing 13 bản mặt trồng 4 khoang chia Không dé Hinh 4.22: Biểu đồ mômen uấn bang 4 bản mặt trừng 4 khoang chia không đều Hinh 4-23: Biéu dé momen uốn băng 12 bản mặt tường 4 khoang chia không đêu. Hình 4-24: Biểu đồ mômen uấn bing 4 bản mặt trồng 4 khoang chia không đầu Hinh 4-25: Biển đồ momen uấn bằng 12 bản mặt trồng 4 Khoang chia Không đều Hình 4.26: Sordi không gian tường5 khoang, Hình 4-27: Sor đồ mômen uẫn hướng doc bản mặt tường M22(T. Hinh 4-28: Sor dd mômen uén hưởng ngang bản mat tường MI1(T.29: Sơ dd mâmen uồn hưởng đọc bản đúy ning MU 1(Œ.m) Hình 4-30: Sơ đồ mômen uén hưởng ngang bản đáy tường M22(T.

đình 4-31 Sơ đồ mômen uốn hưởng đọc bản trồng M23(T.m) Hình 4-32: Sơ dé momen uồn hướng ngang bản tường MỸI,T.m) Hinh 4-33: Sơ đỗ momen uén hưởng doc bản diy MI1(T. Hình 4-34: Sơ đỀ nômen uồn hướng ngang bản diy M22(T. Hinh 4-35: Ser dd momen uén hướng đọc bản mặt trờng M22/(T. Hình 4-36: So dé momen uốn hưởng ngang bản mặt tường MĨ1(T.m) Hình 4-37 Sơ đồ momen uén hướng doc bản đúy tường MI 1ƒ) “Hình 4-38: So dé mômen udn hướng ngang bản diy tường M22(T.m) Hình 4-39: Sơ đồ momen udn hướng doc bản mặt trờng M22(T.

0 Tình 4-40: Sơ đồ mémen uỗn hướng ngang bản mặt tường M1 I(T. 8 Hình 4-41 Sơ dd mâmen uồn hướng đọc bản diy tưởng MLI(T-m). 81 Tình 4-42: Sơ đồ mômen uốn hướng ngang bán đáy tường M22(T. Hình 4-43: Sơ đỗ mômen uồn hướng dọc bản mặt tường M22(T.

Hình 4-44 Ser dé mômen uỗn hướng ngang bản mặt tường MII.) 83 Tình 4-45: Sơ đỗ mômen tồn hướng dọc bản đấy tưởng MI 1T) 83 Hình 4-46: Sơ đồ mômen udn hướng ngang bản diy tường M22(T.n) 84 Hình 4-47: Sơ dé mémen uốn hướng dọc bản mặt tường M22(T. 84 Hinh 4-48: Sơ đồ momen uỗn hưởng ngang bản mat tường MI1(T.m) 85 Hình 4-49 Sơ đồ mômen uốn hướng dọc bản diy tường MI I(T.m) 85 Hinh 4-50: Sơ đỗ momen uồn hướng ngung bản đủy tường M22/T. 86 Hình 4-51 Sơ đồ không gian tường 4 khoang chia không đều 87 Hinh 4-52: Sơ đồ không gian tưởng 5 khoang chia đều có kể đến tải trọng bên. TINH CAP THIET CUA DE TÀI.

Ngày nay, do nhủ cầu phát triển kinh tế xã hội, các công trình xây dựng đã và dang xuất hiện với một tốc độ nhanh chóng. Nhiệm vụ quan trong trước mắt của các chuyên gia về xây đựng là tìm tòi, ứng dụng các phương pháp tính toán và thiết kế công trình hoàn thiện hơn, tết kiệm hơn, từ đồ năng cao khả năng chịu lực, độ tin cây cũng như hiệu qua của công trình. 'Các kết cẩu trong công trình thuỷ lợi như tường chắn dat thường nằm trên nền. đất tự nhiên.

Tính dễ biến dang của nền mà hệ quả của nó là độ lún không du thường gây ra các ứng suất bỗ sung trong kết cấu xây dựng nằm trên nền đất. lớn của các ứng suất này phụ thuộc vào đặc điểm của kết cầu công trình Mặt khác độ cứng của công trình trên nền cũng ảnh hưởng rit lớn đến sự phân bổ ứng suất tại mặt tiếp xúc giữa công trình và nễn, nó xác định khả năng tự cân đối 449 lún của công trình. Công trình có độ cứng cảng lớn cảng đảm bao độ lún được phân bổ đều, ngược lại độ cúng công trình cảng nhỏ cảng đễ dẫn đến sự lún không, cđầu và biển dang của công trình càng tăng lên. ‘Vi vậy, trong quá trình thiét kế, việc tính đến sự làm việc đồng thời giữa nền và công trinh nằm trên nỗ là võ cùng cần thiết.

Nghiên cứu sự làm việc của tắm trên nền là một bài toán kết cấu tắt hay gặp trong thực tế, Tắm làm việc trên nền được sử dạng rộng rãi trong các công trình như tắm mặt đường, đường sin bay, trồng chin trong công tình thủy li. Tính tắm trên nền dan hồi và cọc là một bãi toán tiếp xúc phức tạp néu xét từ góc độ của lý thuyết đản hôi. tuy nhiên, trong thời đại ngày. nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, việc giải bài toán kết cấu bằng phương pháp số đã trở nên dễ dàng.

Mé hình nền thường được sử dụng trong tính toán là mô inh có một hoặc hai hệ s n.