I.
MỤC ĐÍCH
-
Xác định và đánh giá tính
xác và độ tin cậy của các phần mềm tính toán sử dụng.
II.
PHẠM VI ÁP DỤNG
- Áp dụng cho việc tính
toán khung kết cấu công trình
III.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- TCVN 5574-2012 Kết cấu bê
tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế
- Giáo trình “Sàn bê tông cốt
thép toàn khối” – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2015 – Chủ biên: Gs, Ts Nguyễn
Đình Cống.
- Giáo trình “Hướng dẫn sử
dụng phần mềm phân tích và thiết kế kết cấu KCW 2010” – Nhà xuất bản Xây dựng
2012 – Chủ biên Ts Nghiêm Mạnh Hiến
IV. QUY TRÌNH
4.1. Đưa ví dụ tính toán cấu
kiện kết cấu điển hình.
4.1.1 Dữ liệu ví dụ tính
toán:
Tính toán nội lực
dầm đơn giản 2 đầu khớp có nhịp tính toán 4m chịu tác dụng của tải trọng phân bố
đều q = 20 KN/m
Sơ đồ tải trọng
4.1.2. Dữ liệu thiết kế cấu
kiện:
Dầm
đơn giản có tiết diện ngang 220x300 mm, được làm bằng vật liệu như sau:
Bê
tông B15: Rb = 8,5 Mpa; Rbt = 0,75 Mpa
Cốt
thép CII: Rs = 280 Mpa; Rsc = 280
Mpa ; Rsw = 175 Mpa.
4.2. Tính toán và thiết kế
bằng các phương pháp giải tích truyền thống.
4.2.1. Tính toán nội lực:
Tính toán nội lực bằng công thức giải tích truyền thống:
Mô men tại tiết diện bất kỳ:
(KNm)
Lực cắt tại điểm bất kỳ:
(KN)
Mô men uốn:
Lực cắt:
Giá trị nội lực trong dầm:
|
Thanh
|
Vị trí
|
Tọa độ vị trí (z m)
|
Lực cắt (KN)
|
Mô men (KN.M)
|
|
Dầm
|
1
|
0
|
40
|
0
|
|
Dầm
|
0.1
|
0.4
|
32
|
14.4
|
|
Dầm
|
0.2
|
0.8
|
24
|
25.6
|
|
Dầm
|
0.3
|
1.2
|
16
|
33.6
|
|
Dầm
|
0.4
|
1.6
|
8
|
38.4
|
|
Dầm
|
0.5
|
2
|
0
|
40
|
|
Dầm
|
0.6
|
2.4
|
-8
|
38.4
|
|
Dầm
|
0.7
|
2.8
|
-16
|
33.6
|
|
Dầm
|
0.8
|
3.2
|
-24
|
25.6
|
|
Dầm
|
0.9
|
3.6
|
-32
|
14.4
|
|
Dầm
|
1
|
4
|
-40
|
0
|
4.2.1. Thiết kế cốt thép
cho tiết diện giữa dầm:
Tính toán cốt thép cho tiết diện dầm chữ nhật:
Tính giá trị:
≤ 0,3
Diện tích cốt thép yêu cầu:
(m2) =
6,441 cm2.
4.3. Ứng dụng phần mềm phân
tích kết cấu để tính toán và thiết kế.
Ứng dụng phần mềm
phân tích và thiết kế kết cấu KCW 2010 v5.7 bản quyền thuộc công ty TNHH Phần mềm
SSI để tính toán và thiết kế có cấu kiện dầm trong ví dụ.
4.3.1. Tính toán nội lực:
Mô hình tính toán kết cấu của
dầm:
Kết quả mô men nội
lực:
Kết quả lực cắt:
Bảng kết quả nội lực cả dầm:
|
Thanh
|
Trường Hợp
|
Nút/Mặt Cắt
|
FX (KN)
|
FY (KN)
|
FZ (KN)
|
MX (KN.M)
|
MY (KN.M)
|
MZ (KN.M)
|
|
44
|
NoName (Max)
|
1
|
0
|
40
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
44
|
NoName (Min)
|
1
|
0
|
40
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
44
|
NoName (Max)
|
0.1
|
0
|
32
|
0
|
0
|
0
|
14.4
|
|
44
|
NoName (Min)
|
0.1
|
0
|
32
|
0
|
0
|
0
|
14.4
|
|
44
|
NoName (Max)
|
0.2
|
0
|
24
|
0
|
0
|
0
|
25.6
|
|
44
|
NoName (Min)
|
0.2
|
0
|
24
|
0
|
0
|
0
|
25.6
|
|
44
|
NoName (Max)
|
0.3
|
0
|
16
|
0
|
0
|
0
|
33.6
|
|
44
|
NoName (Min)
|
0.3
|
0
|
16
|
0
|
0
|
0
|
33.6
|
|
44
|
NoName (Max)
|
0.4
|
0
|
8
|
0
|
0
|
0
|
38.4
|
|
44
|
NoName (Min)
|
0.4
|
0
|
8
|
0
|
0
|
0
|
38.4
|
|
44
|
NoName (Max)
|
0.5
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
40
|
|
44
|
NoName (Max)
|
0.5
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
40
|
|
44
|
NoName (Min)
|
0.6
|
0
|
-8
|
0
|
0
|
0
|
38.4
|
|
44
|
NoName (Min)
|
0.6
|
0
|
-8
|
0
|
0
|
0
|
38.4
|
|
44
|
NoName (Max)
|
0.7
|
0
|
-16
|
0
|
0
|
0
|
33.6
|
|
44
|
NoName (Min)
|
0.7
|
0
|
-16
|
0
|
0
|
0
|
33.6
|
|
44
|
NoName (Max)
|
0.8
|
0
|
-24
|
0
|
0
|
0
|
25.6
|
|
44
|
NoName (Min)
|
0.8
|
0
|
-24
|
0
|
0
|
0
|
25.6
|
|
44
|
NoName (Max)
|
0.9
|
0
|
-32
|
0
|
0
|
0
|
14.4
|
|
44
|
NoName (Min)
|
0.9
|
0
|
-32
|
0
|
0
|
0
|
14.4
|
|
44
|
NoName (Max)
|
1
|
0
|
-40
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
44
|
NoName (Min)
|
1
|
0
|
-40
|
0
|
0
|
0
|
0
|
4.3.2. Thiết kế cốt thép
cho tiết diện giữa dầm:
Bảng cốt thép dầm:
|
Thanh
|
Nút/Mặt Cắt
|
AST (cm2)
|
ASD (cm2)
|
UD (cm)
|
μ/μmax (%)
|
FXT (KN)
|
FXD (KN)
|
FY (KN)
|
MZT (KN.M)
|
MZD (KN.M)
|
|
44
|
1
|
0.297
|
5.192
|
33.32
|
0.832/3.949
|
0
|
0
|
40
|
0
|
33.6
|
|
44
|
0.5
|
0.297
|
6.442
|
CT
|
1.021/3.949
|
0
|
0
|
-8
|
40
|
40
|
|
44
|
2
|
0.297
|
5.192
|
33.32
|
0.832/3.949
|
0
|
0
|
-40
|
0
|
33.6
|
Cốt thép tính toán cho dầm:
4.4. Đánh giá kết quả.
4.4.1. Kết quả nội lực:
Bảng so sánh kết quả tính
toán bằng phương pháp giải tích truyền thống và sử dụng phần mềm KCW 2010 v5.7
|
Thanh
|
Vị trí
|
Tọa độ vị trí (z m)
|
Lực cắt (KN)
|
Mô men (KN.M)
|
Lực cắt (KN)
|
Mô men (KN.M)
|
Sai số
(%)
|
|
Tính tay
|
Sử dụng phần mềm
|
|
Dầm
|
1
|
0
|
40
|
0
|
40
|
0
|
0
|
|
Dầm
|
0.1
|
0.4
|
32
|
14.4
|
32
|
14.4
|
0
|
|
Dầm
|
0.2
|
0.8
|
24
|
25.6
|
24
|
25.6
|
0
|
|
Dầm
|
0.3
|
1.2
|
16
|
33.6
|
16
|
33.6
|
0
|
|
Dầm
|
0.4
|
1.6
|
8
|
38.4
|
8
|
38.4
|
0
|
|
Dầm
|
0.5
|
2
|
0
|
40
|
0
|
40
|
0
|
|
Dầm
|
0.6
|
2.4
|
-8
|
38.4
|
-8
|
38.4
|
0
|
|
Dầm
|
0.7
|
2.8
|
-16
|
33.6
|
-16
|
33.6
|
0
|
|
Dầm
|
0.8
|
3.2
|
-24
|
25.6
|
-24
|
25.6
|
0
|
|
Dầm
|
0.9
|
3.6
|
-32
|
14.4
|
-32
|
14.4
|
0
|
|
Dầm
|
1
|
4
|
-40
|
0
|
-40
|
0
|
0
|
4.4.1. Kết quả cốt thép:
Bảng so sánh kết quả
tính toán thiết kế cốt thép cho dầm giữa tính toán giải tích truyền thống và sử
dụng phần mềm KCW 2010 v5.7
|
Thanh
|
Vị trí
|
Tọa độ vị trí (z m)
|
Cốt thép (KN)
|
Cốt thép (KN)
|
Sai số
(%)
|
|
Tính tay
|
Sử dụng phần mềm
|
|
Dầm
|
0.5
|
2
|
6.44145
|
6.442
|
0.008538
|
V.
KẾT LUẬN.
Qua tính toán kiểm tra bài toán phân tích và thiết kế dầm đơn giản
hai đầu khớp bằng hai phương pháp sử dụng phương pháp giải tích truyền thống và
sử dụng phần mềm phân tích và thiết kế KCW 2010 v5.7 cho thấy:
Các kết quả tính toán nội lực bằng phần mềm có độ chính xác cao,
không có sai khác so với tính toán truyền thống nên có thể sử dụng phần mềm
phân tích và thiết kế kết cấu để tính toán nội lực cho các kết cấu.
Các kết quả tính toán thiết kế cốt thép cho dầm bê tông cốt thép
có độ chính xác cáo, sai khác không đáng kể so với tính toán bằng phương pháp
truyền thống nên có thể sử dụng phần mềm phân tích và thiết kế kết cấu để tính
toán thiết kế cốt thép cho các kết cấu.
