Bài giảng và bài tập plaxis 3d foundation

MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1. Mô hình hình học (Geometry) Quá trình tính toán trong 3DFoundation được bắt đầu với việc thiết lập mô hình tính toán. Mô hình tính toán là sự kết hợp của các hình trụ hố khoan (Boreholes) và các mặt phẳng nằm ngang (Work planes)

PHẦN TỬ DẦM ( BEAM )

FLOORS

WALLS

SPRINGS

TẢI TRỌNG

LINE LOADS

POINT LOADS

NEXT PHASE

PHASE WINDOWS

CÁC QUI ƯỚC VỀ NỘI LỰC

DẦM

SÀN

WALL

THỰC HÀNH

Bài 1 3D FOUNDATION - Móng vuông 3 x 3 m dày 1.5 m , bằng BTCT có E = 25000000 kN/m2 chịu tải P = 1000kN

Bước 2: Khai báo các mặt phẳng làm việc

Dùng biểu tượng Work Plane ø nhập y = 0 ; y = -9 và y = -15

Y = 0 vẽ sàn

Y = 0 vẽ lực tập trung

Y = 0 Dùng line vẽ móng

Y = 0 Vẽ sàn bằng biểu tượng và vẽ các lực tập trung

Bước 4 : Vào biểu tượng lỗ khoan và chọn vị trí , nhập Y =

OK

Bước 5 : Khai báo các đặc trưng của đất nền

Sau khi khai báo đặc trưng đất nền gán đất nền vào lỗ khoan

Cột đất bây giờ sẽ màu xanh

Bước 6: Chọn mặt phẳng tại Y = 0 khai báo vật liệu làm sàn

móng và gán vật liệu cho móng

Nếu khu vực sàn cần chia lưới mịn hơn thì có thể chọn khu vực sàn và dùng lệnh Refine cluster

Bước 9 : Phát sinh lưới 3D Mesh Generation

Phase ban đầu :

Với phase ban đầu chưa có công trình gì hết tức là tại :

Mặt phẳng Y = 0 thì

Mặt phẳng Y = -9 thì

Và mặt phẳng Y = -15 m thì

Tính toán cho phase 1 : Có móng

Next phase

Phase 1 : Có móng , như vậy tại Y = 0 chọn hiển thị sàn móng

Kết quả phase 1 như sau :

Phase 2 : Bắt đầu từ Phase 1 và gán thêm tải trọng tập trung Y = -1000 KN ở mặt phẳng Y = 0 m

Kết quả như sau:

Chọn Total Displacement

Chọn

Chọn mặt phẳng Y = 0 , nhấp vào phần tử sàn ta xem nội lực

của sàn , ví dụ vào Forces , xem Momen M11

Và M22

M22

Và M12

M12

Bài 2-1 3D FOUNDATION - Móng cọc 3 x 3 m dày 1.5 m , gồm 4 cọc 25 x 25 cm dài 9 m bố trí cách tâm 1m , bằng BTCT có E = 25000000 kN/m2 chịu tải P = 1000kN

Bước 1: Khai báo bài toán , vùng Xmin = -5 ; Xmax = 5

Zmin = -5 : Zmax = 5

Bước 2: Khai báo các mặt phẳng làm việc

Dùng biểu tượng Work Plane ø nhập y = 0 ; y = -4.5, y = -9 và y = -15

Bước 3 : Vào từng mặt phẳng Y = 0 vẽ móng ( line )

Y = 0 vẽ cọc

Y = 0 vẽ sàn

Y = 0 vẽ lực tập trung

Y = 0 Dùng line vẽ móng

Y = 0 Dùng biểu tượng cọc vẽ cọc và gán vật liệu cọc

Y = 0 Vẽ sàn bằng biểu tượng và vẽ các lực tập trung

Bước 4 : Vào biểu tượng lỗ khoan và chọn vị trí , nhập Y =

0 ; Y = -4.5 Y = -9 và Y = -15 chỉ vị trí các lớp đất

Khai báo mực nước ngầm Y = -15 và lớp đất từ 0 đến – 15 m

OK

Bước 5 : Khai báo các đặc trưng của đất nền 2 lớp , lớp trên yếu , lớp dưới tốt

Lớp dưới : Sand

Cột đất bây giờ sẽ màu xanh và màu vàng

Bước 6: Chọn mặt phẳng tại Y = 0 khai báo vật liệu làm sàn móng và gán vật liệu cho móng( Floor )

Bước 8 : Phát sinh lưới 2D Mesh Generation

Nếu khu vực sàn cần chia lưới mịn hơn thì có thể chọn khu vực sàn và dùng lệnh Refine cluster

Bước 9 : Phát sinh lưới 3D Mesh Generation

Bước 10 : Tính toán

Phase ban đầu :

Với phase ban đầu chưa có công trình gì hết tức là tại :

Mặt phẳng Y = 0 thì

Mặt phẳng Y = -4.5 và -9 thì

Kết quả phase ban đầu là:

Tính toán cho phase 1 : Có móng cọc

Kết quả phase 1 như sau :

Phase 2 : Bắt đầu từ Phase 1 và gán thêm tải trọng tập trung Y =

Chọn Total Displacement

Kẻ một đường ngang qua giữa cọc ta có:

Chọn mặt phẳng Y = 0 , nhấp vào phần tử sàn ta xem nội lực

của sàn , ví dụ vào Forces , xem Momen M11

M22

M22

Và M12

M12

Bài 2-2 3D FOUNDATION - Móng cọc 3 x 3 m dày 1.5 m , gồm 4 cọc 25 x 25 cm dài 9 m bố trí cách tâm 1m , bằng BTCT có E = 25000000 kN/m2 chịu tải P = 1000kN ( Không dùng phần tử Floor)

Bước 1: Khai báo bài toán , vùng Xmin = -5 ; Xmax = 5

Bước 2: Khai báo các mặt phẳng làm việc

Dùng biểu tượng Work Plane ø nhập y = 1.5 ; y = 0 ; y = 4.5, y = -9 và y = -15

-Bước 3 : Vào từng mặt phẳng Y = 1.5 vẽ móng ( line )

Y = 1.5 vẽ cọc

Y = 1.5 vẽ lực tập trung

Y = 1.5 Dùng line vẽ móng

Y = 1.5 Dùng biểu tượng cọc vẽ cọc và gán vật liệu cọc

Y = 1.5 Vẽ lực tập trung

Bước 4 : Vào biểu tượng lỗ khoan và chọn vị trí , nhập Y = 1.5 ;Y = 0 ; Y = -4.5 Y = -9 và Y = -15 chỉ vị trí các lớp đất

Khai báo mực nước ngầm Y = -15 và lớp đất từ 0 đến – 15 m

OK

Bước 5 : Khai báo các đặc trưng của đất nền 2 lớp , lớp trên yếu , lớp dưới tốt

Lớp dưới : Sand

Cột đất bây giờ sẽ màu xanh và màu vàng

Bước 6: Chọn mặt phẳng tại Y = 1.5 khai báo vật liệu làm móng và gán vật liệu cho móng( Đài )

Bước 8 : Phát sinh lưới 2D Mesh Generation

Bước 9 : Phát sinh lưới 3D Mesh Generation

Bước 10 : Tính toán

Phase ban đầu :

Với phase ban đầu chưa có công trình gì hết tức là tại :

Mặt phẳng Y = 1.5 thì

Y = 0

Mặt phẳng Y = -4.5 và -9 thì

Kết quả phase ban đầu là:

Tính toán cho phase 1 : Có móng cọc

Next phase

Phase 1 : Có móng cọc , như vậy tại Y = 1.5 chọn hiển thị đài móng

Tại Y = 0

Tại Y = -4.5 và Y = -9 có cọc

Kết quả phase 1 như sau :

Phase 2 : Bắt đầu từ Phase 1 và gán thêm tải trọng tập trung Y = -1000 KN ở mặt phẳng Y = 1.5 m

Kết quả như sau:

Kẻ một đường ngang qua giữa cọc ta có:

Bài 3 3D FOUNDATION - Móng băng giao nhau 8 m và 6m , bằng BTCT có E = 25000000 kN/m2 chịu tải P = 500kN

Bước 1: Khai báo bài toán , vùng Xmin = -5 ; Xmax = 5

Zmin = -5 : Zmax = 5

Bước 2: Khai báo các mặt phẳng làm việc

Dùng biểu tượng Work Plane ø nhập Y = 0 và Y = -20

Y = 0 Vẽ các lực tập trung

Bước 4 : Vào biểu tượng lỗ khoan và chọn vị trí , nhập Y =

0 và Y = -20

Khai báo mực nước ngầm Y = -20 và lớp đất từ 0 đến – 20 m

OK

Bước 5 : Khai báo các đặc trưng của đất nền

Cột đất bây giờ sẽ màu vàng

Bước 6: Chọn mặt phẳng tại Y = 0 khai báo vật liệu làm móng (beam) b = 0.8 m , h = 1 m , A = 0.8 m2 tính I2 và I3 và gán vật liệu cho móng

Bước 8 : Phát sinh lưới 2D Mesh Generation

Bước 9 : Phát sinh lưới 3D Mesh Generation

Bước 10 : Tính toán

Phase ban đầu :

Mặt phẳng Y = -20 thì

Kết quả phase ban đầu là:

Kết quả phase 1 như sau :

Phase 2 : Bắt đầu từ Phase 1 và gán thêm tải trọng tập trung

Y = -500 KN ở mặt phẳng Y = 0 m

Kết quả như sau:

Chọn mặt phẳng Y = 0 , nhấp vào phần tử dầm ta xem nội lực

của dầm , ví dụ vào Forces , xem Momen M11

M11 M22

M22 Và Q23

Q23 Chuyển vị

Bài 4 3D FOUNDATION - Móng tròn D = 2 m dày 0.143 m , bằng BTCT có E = 34000000 kN/m2 , muy = 0 chịu tải q = 375kN/m2

Bước 1: Khai báo bài toán , vùng Xmin = -5 ; Xmax = 5

Bước 2: Khai báo các mặt phẳng làm việc

Dùng biểu tượng Work Plane ø nhập y = 0 ; y = -4

Bước 3 : Vào từng mặt phẳng Y = 0 vẽ móng ( pile ) để tạo hình tròn

Y = 0 vẽ sàn

Y = 0 vẽ lực phân bố

Y = 0 Dùng Pile vẽ móng

OK

Y = 0 Vẽ sàn bằng biểu tượng và vẽ các lực phân bố lên

Bước 4 : Vào biểu tượng lỗ khoan và chọn vị trí , nhập Y =

0 và Y = -4

Khai báo mực nước ngầm Y = -4 và lớp đất từ 0 đến – 4 m

OK

Bước 5 : Khai báo các đặc trưng của đất nền

Sau khi khai báo đặc trưng đất nền gán đất nền vào lỗ khoan

Cột đất bây giờ sẽ màu xanh

Bước 6: Chọn mặt phẳng tại Y = 0 khai báo vật liệu làm sàn móng và gán vật liệu cho móng

Bước 8 : Phát sinh lưới 2D Mesh Generation

Nếu khu vực sàn cần chia lưới mịn hơn thì có thể chọn khu vực sàn và dùng lệnh Refine cluster

Bước 9 : Phát sinh lưới 3D Mesh Generation

Bước 10 : Tính toán

Phase ban đầu :

Với phase ban

Mặt phẳng Y = -4 thì

Kết quả phase ban đầu là:

Tính toán cho phase 1 : Có móng và có tải trọng q = 375 kN/m2Next phase

Phase 1 : Có móng , như vậy tại Y = 0 chọn hiển thị sàn móng và lực phân bố

Kết quả phase 1 như sau :

Chọn Total Displacement

M11 M22

M22

Và M12

Bài 5 3D FOUNDATION Móng tam giác

Bài 6 3D FOUNDATION Móng bất kỳ

Bài 7.1 3D FOUNDATION - Móng cọc đài cao 3 x 3 m dày 1.5

m , gồm 4 cọc 25 x 25 cm dài 9 m bố trí cách tâm 1m , bằng BTCT có E = 25000000 kN/m2 chịu tải P = 1000kN, mặt đất ở cao độ -4.5m

Đài ở cao độ = 0m

Bước 1: Khai báo bài toán , vùng Xmin = -5 ; Xmax = 5

Zmin = -5 : Zmax = 5

Bước 2: Khai báo các mặt phẳng làm việc

Dùng biểu tượng Work Plane ø nhập y = 0 ; y = 1.5 , y = 4.5, y = -9 và y = -15

-Bước 3 : Vào từng mặt phẳng Y = 0 vẽ móng ( line )

Y = 0 vẽ cọc

Y = 0 vẽ lực tập trung

Y = 0 Dùng line vẽ móng

Y = 0 Dùng biểu tượng cọc vẽ cọc và gán vật liệu cọc

Bước 4 : Vào biểu tượng lỗ khoan và chọn vị trí , nhập Y =

0 ; Y = -4.5 Y = -9 và Y = -15 để chỉ vị trí các lớp đất

Khai báo mực nước ngầm Y = -15 và lớp đất từ 0 đến – 15 m

OK

Bước 5 : Khai báo các đặc trưng của đất nền 2 lớp , lớp trên yếu( hoặc như lớp dưới ) vì lớp này không tính vì đài cao , lớp dưới tốt

Sau khi khai báo đặc trưng đất nền gán đất nền vào lỗ khoan

Cột đất bây giờ sẽ màu xanh ở dưới và vàng ở trên

Bước 6: Chọn mặt phẳng tại Y = 0 khai báo vật liệu làm sàn móng và gán vật liệu cho móng( đài bằng bê tông )

Bước 8 : Phát sinh lưới 2D Mesh Generation

Bước 9 : Phát sinh lưới 3D Mesh Generation

Bước 10 : Tính toán

Phase ban đầu :

Với phase ban đầu chưa có công trình gì hết tức là tại :

Mặt phẳng Y = 0 và Y = -1.5 thì

Mặt phẳng Y = -4.5 và -9 thì

Kết quả phase ban đầu là:

Tính toán cho phase 1 : Có móng cọc

Next phase

Phase 1 : Có móng cọc , như vậy tại Y = 0 chọn hiển thị vật liệu

Tại Y = -1.5 ta có

Tại Y = -4.5 và Y = -9 có cọc

Dùng biểu tượng PREVIEW ta được

Kết quả phase 1 như sau :

Phase 2 : Bắt đầu từ Phase 1 và gán thêm tải trọng tập trung Y = -1000 KN ở mặt phẳng Y = 0 m

Kết quả như sau:

Kẻ một đường ngang qua giữa cọc ta có:

Tính toán cho các phase:

Phase 0 : Ban đầu

Phase 1 : Có Floor ( sàn ) và cọc

Phase 2 : Có tải Y = -1000 kN

Phase 3 : Bắt đầu từ phase 1 , có tải X = 50 kN và Y = -1000 kN Kết quả các phase như sau :

Phase 0 : Ban đầu

Phase 2 : Có tải trọng Y = -1000 kN

Phase 3 : Bắt đầu từ Phase 1 , tải trọng X = 50 kN và Y = -1000

kN

Bài 8 3D FOUNDATION - Móng bè có tường tầng hầm

Bước 1: Khai báo bài toán , vùng Xmin = -50 ; Xmax = 50

Zmin = -30 : Zmax = 30

Bước 2: Khai báo các mặt phẳng làm việc

Dùng biểu tượng Work Plane ø nhập y = 0 ; y = -2 và y = -28

Y = -2 vẽ các lực tập trung

Y = 0 Vẽ tường bằng biểu tượng

Y = -2 Vẽ sàn bằng biểu tượng và vẽ các lực tập trung

Bước 4 : Vào biểu tượng lỗ khoan và chọn vị trí ví dụ X =

Sau khi khai báo đặc trưng đất nền gán đất nền vào lỗ khoan

Cột đất bây giờ sẽ màu xanh

Bước 6: Chọn mặt phẳng tại Y = 0 khai báo vật liệu làm tường

và gán vật liệu cho tường

Bước 7 : Chọn mặt phẳng Y = -2 khai báo vật liệu sàn và gán

vật liệu cho sàn tầng hầm

Nếu khu vực sàn cần chia lưới mịn hơn thì có thể chọn khu vực sàn và dùng lệnh Refine cluster

Bước 9 : Phát sinh lưới 3D Mesh Generation

Phase ban đầu :

Với phase ban đầu chưa có công trình gì hết tức là tại :

Mặt phẳng Y = 0 thì

Mặt phẳng Y = -2 thì

Và mặt phẳng Y = -28 m thì

Kết quả phase ban đầu là:

Tính toán cho phase 1 : Có tường và sàn tầng hầm

Next phase

Phase 1 : Có tường và sàn tầng hầm, như vậy tại Y = 0 chọn

hiển thị tường

Tại Y = -2 cho hiển thị sàn tầng hầm

Tại Y = -28 m thì

Kết quả phase 1 như sau :

Phase 2 : Bắt đầu từ Phase 1 và gán thêm tải trọng tập trung Y = -6000 KN ở mặt phẳng Y = -2 m

Kết quả như sau:

Kẻ một đường ngang qua giữa ta có:

Bài 9 3D FOUNDATION - Sức chịu tải của cọc

Bước 1: Khai báo bài toán , vùng Xmin = -10 ; Xmax = 10

Zmin = -10 : Zmax = 10

Bước 2: Khai báo các mặt phẳng làm việc

Dùng biểu tượng Work Plane ø nhập y = 20.6 ; y = 20 , y = 19.4 , y = 10 và y = 0

Bước 3 : Vào từng mặt phẳng Y = 20.6 vẽ cọc

Dùng biểu tượng vẽ cọc , chọn Massive circular pile

Khai báo vật liệu cọc và gán cho cọc tại vị trí (0,0) ở các mặt

phẳng Y = 20.6 , Y = 20 và 19.4

Tạo lỗ trống xung quanh cọc ( vì trong quá trình thử cọc cần tạo lỗ trống để chất tải )

Dùng biểu tượng Zoom zoom khu vực (-2,-2) và (2,2)

Dùng biểu tượng Line vẽ khu vực tạo lỗ (-1,-1) - (-1,1) - (1,1) – (1,-1) – (-1,-1)

Tạo tải trọng

Chọn mặt phẳng làm việc Y = 20

Dùng vẽ đường (0,0) đến (-1,0)

Dùng biểu tượng tải tập trung vẽ tải tập trung

Bước 4 : Vào biểu tượng lỗ khoan và chọn vị trí ví dụ X = -5

; Y = 0

Khai báo mực nước ngầm Y = 9.6 và nhập vị trí các lớp đất từ 20.6 đến – 0 m

Thay đổi màu cho vật liệu bằng cách nhấp vào ô chữ nhật cuối

bên trái trong đặc trưng vật liệu

Bước 5 : Khai báo các đặc trưng của đất nền

Sau khi khai báo đặc trưng đất nền gán đất nền vào lỗ khoan

Bước 6 : Phát sinh lưới 2D Mesh Generation

Bước 7 : Phát sinh lưới 3D Mesh Generation

Với phase ban đầu chưa có công trình gì hết tức là tại :

Mặt phẳng Y = 20.6 thì

Mặt phẳng Y = 20, 19.4 , 10 thì

Và mặt phẳng Y = 0 m thì

Kết quả phase ban đầu là:

Tính toán cho phase 1 : Đào lỗ và có cọc

Next phase

Phase 1 : Có lỗ và có cọc ,như vậy tại Y = 20.6 thì

Kết quả phase 1 như sau :

Phase 2 : Bắt đầu từ Phase 1 và gán thêm tải trọng tập trung Y = -800 KN ở mặt phẳng Y = 20 m

Lưu ý : Parameters ở đây không chọn Default mà phải chọn

Kết quả như sau:

Chọn Total Displacement

Kẻ một đường ngang qua giữa ta có:

Bài 10 3D FOUNDATION - Cọc đường kính lớn chịu lực neo

Cọc

Cọc có chiều dài 6 m , đường kính D = 2m, chịu lực neo với 3

trường hợp :

Góc 0 độ : Fx = 1000 kN

Góc 30 độ : Fx = -866 kN và Fy = 500 kN

Góc 60 độ : Fx = -500 kN và Fy = 866 kN

Bước 1: Khai báo bài toán , vùng Xmin = 0 ; Xmax = 40

Bước 2: Khai báo các mặt phẳng làm việc

Dùng biểu tượng Work Plane ø nhập y = 0 ; y = 1.5 và y =

-6

Dùng biểu tượng vẽ cọc , chọn Circular tube

Khai báo vật liệu cọc và gán cho cọc tại vị trí (0,0) ở các mặt phẳng Y = 0 , Y = -1.5

Tạo tải trọng

Chọn mặt phẳng làm việc Y = -1.5

Chọn điểm đặt tải ( 19,20) vẽ tải tập trung

Tại mỗi vị trí lần lượt khai báo địa chất và gán địa chất như

bảng sau :

Vị trí 1 :

Vò trí 2

Cao độ mực nước 50

Bước 5 : Phát sinh lưới 2D Mesh Generation

Bước 6 : Phát sinh lưới 3D Mesh Generation

Bước 7 : Tính toán

Phase ban đầu :

Với phase ban đầu chưa có công trình gì hết tức là tại :

Mặt phẳng Y = -1.5 thì

Và mặt phẳng Y = -6 m thì

Kết quả phase ban đầu là:

Tính toán cho phase 1 : Có cọc

Next phase

Phase 1 : Có cọc ,như vậy tại Y = 0 thì

Tại Y = -1.5 thì

Tại Y = -6 thì

Kết quả phase 1 như sau :

Kết quả như sau:

Phase 3 : Bắt đầu từ Phase 1 và gán thêm tải trọng tập trung X = -866 KN và Y = 500 ở mặt phẳng Y = -1.5 m

Kết quả như sau:

Phase 4 : Bắt đầu từ Phase 1 và gán thêm tải trọng tập trung X = -500 KN và Y = 866 ở mặt phẳng Y = -1.5 m

Kết quả như sau:

Bài 11 3D FOUNDATION - Hố đào có thanh chống và có tải

bên

Bước 1: Khai báo bài toán , vùng Xmin = 0 ; Xmax = 50

Zmin = 0 : Zmax = 40

Bước 2: Khai báo các mặt phẳng làm việc

Dùng biểu tượng Work Plane ø nhập y = 0.5 ; y = -0.5 ; y = -5

; y = -7 và y = -19

Y = -7 vẽ tường

Y = 0.5 Vẽ tường bằng biểu tượng và thanh chống bằng biểu tượng

Các mặt phẳng Y = -0.5 , Y = -5 và Y = -7 vẽ tường

Mặt phẳng Y = -0.5 vẽ tải bên bằng lực phân bố

Bước 4 : Vào biểu tượng lỗ khoan và chọn vị trí ví dụ X =

OK

Bước 5 : Khai báo các đặc trưng của đất nền

Sau khi khai báo đặc trưng đất nền gán đất nền vào lỗ khoan

Bước 6: Chọn mặt phẳng tại Y = 0.5 khai báo vật liệu làm

tường,thanh chống và gán vật liệu cho tường, thanh chống

Bước 7 : Phát sinh lưới 2D Mesh Generation

Bước 8 : Phát sinh lưới 3D Mesh Generation

Bước 9 : Tính toán

Phase ban đầu :

Với phase ban đầu chưa có công trình gì hết tức là tại :

Mặt phẳng Y = 0.5 thì

Mặt phẳng Y = -0.5 thì

Mặt phẳng Y = -5 và Y = -7m thì

Y = -19 thì

Kết quả phase ban đầu là:

Tính toán cho phase 1 : Có tường và thanh chống

Next phase

Phase 1 : Có tường và thanh chống như vậy tại Y = 0.5 chọn hiển thị như sau:

Y = -0.5 thì

Y = -19 thì

Kết quả phase 1 như sau :

Phase 2 : Đào hố đến Y = -7 m

Tại Y = 0.5