TÍNH TOÁN nội lực sàn BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN tử hữu hạn

Khi có sự làm việc chung giữa các cấu kiện dầm, sàn, cột, vách với nhau thì nội lực sẽ phân phối qua lại lẫn nhau. Việc sử dụng phương pháp tra ô bảng đơn không còn chính xác nữa. Tuy nhiên việc tính thép bằng phương pháp giải tích vẫn được ưu chuộng vì tính toán đơn giản, thiên về an toàn, thép được rải đều, thanh thép có cùng chiều dài đơn giản cho thi công. Tính thép theo phương pháp phần tử hữu hạn trong một ô sàn sẽ có nhiều bước đặt thép dẫn đến khó khăn về mặt thi công. Sinh viên chọn phương pháp giải tích để bố trí cốt thép.

1.1 TÍNH TOÁN NỘI LỰC SÀN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN

Sử dụng phần mềm SAFE 12.2.0 để mô hình sàn tầng 4

1.1.1 Một số thông số mô hình:

Hình 3.1-Khai báo vật liệu sàn

Hình 3.2-Khai báo tải trọng

Hình 3.3-Khai báo tổ hợp

Hình 3.4-Mô hình 3D sàn tầng điển hình (tầng 3-14)

1.1.2 Kết quả nội lực

Sau khi thực hiện các bước dựng mô hình, sinh viên tiến hành chạy mô hình và xuất được kết quả nội lực

Hình 3.5-Mômen dương M11 (theo phương X)

Hình 3.6-Mômen âm M11 (theo phương X)

Hình 3.7-Mômen dương M22 (theo phương Y)

Hình 3.8-Mômen âm M22 (theo phương Y)

1.2 SO SÁNH 2 PHƯƠNG PHÁP

1.2.1 So sánh nội lực

Xét cho ô sàn giao giữa trục 1-2 và trục C-D, Ứng với các ô sàn (S1, S2, S3) của phương pháp giải tích

Bảng 3.1-Bảng so sánh giá trị nội lực 2 phương pháp

Phương pháp giải tích Phương pháp phần tử hữu hạn

Giá trị mômen dương lớn

nhất là 3.59 kNm, mômen âm

lớn nhất là 8.22 kNm

Giá trị mômen dương lớn nhất là 6.67 kNm, mômen âm lớn nhất là 10.89 kNm

Giá trị mômen ở các ô bản có

cùng kích thước và cùng tải

trong là như nhau

Có sự phân phối giữa các ô sàn với nhau Các ô sàn ở ngoài biên có giá trị nội lực lớn hơn và nhỏ dần vào trong

Các giá trị mô men tại vị trí

gối kê được cho bằng nhau Các giá trị mô men tại vị trí gối kê có sự chênh lệch rõ rệt, sự phân bố ứng suất từ sàn truyền vào dầm

là không đều, nội lực tập trung nhiều ở các vị trí giao cột

Đối với sơ đồ 4 cạnh ngàm,

các vị trí gối dầm phụ đều có

momen âm như các vị trị dầm

chính, không có sự khác biệt

Hầu hết các vị trị dầm phụ đều không có momen

âm, hoặc có nhưng không đáng kể

1.2.2 So sánh cốt thép

Bảng 3.2-Bảng so sánh giá trị cốt thép 2 phương pháp

Phương pháp giải

Thép nhịp được đặt

rải đều theo mỗi

phương của ô bản,

chỉ dùng duy nhất 1

giá trị mômen ở nhịp

(gối) để tính toán cốt

thép

Có sự thay đổi momen nên sinh viên chia chiều dài nhịp thành các khoảng khác nhau để lấy mômen tính toán cốt thép, để có tính chính xác cao cần dựa biểu đồ mômen trong phần mềm, lấy mômen lớn nhất trong mỗi khoảng để tính cốt thép cho khoảng đó

Thép gối cũng được

đặt rải đều theo mỗi

phương của ô bản,

chỉ dùng duy nhất 1

giá trị mômen ở nhịp

(gối) để tính toán cốt

thép

Tương tự như moment nhịp

C

Hình 3.9-Mặt bằng thép gối phương pháp giải tích

Hình 3.10-Mặt bằng thép nhịp phương pháp giải tích

D

C

C D

Hình 3.11-Mặt bằng thép gối phương pháp phần tử hữu hạn

D

C

Hình 3.12-Mặt bằng thép nhịp phương pháp phần tử hữu hạn

1.2.3 Nhận xét

Việc đặt thép theo biểu đồ mômen của phương pháp phần tử hữu hạn sẽ tiết kiệm thép nhiều hơn so với phương pháp giải tích

Nội lực gối dầm phụ không còn nữa khi phân tích bằng phương pháp phần tử hữu hạn Trường hợp ô sàn tại vị trí có vách cứng momen gối tăng lên rất nhiều so với vị trí chỉ có dầm

Trường hợp quan niệm L2/L1>2  ô bản 1 phương, theo phương pháp sơ đồ hóa xem bản chỉ làm việc 100% theo phương cạnh ngắn (momen truyền toàn bộ 100% theo phương cạnh ngắn), phương cạnh dài đặt thép cấu tạo Nhưng khi giải bằng phương pháp phần tử hữu hạn sinh viên thấy vẫn có momen theo cạnh dài của ô sàn 1 phương

Kết luận:

Khi có sự làm việc chung giữa các cấu kiện dầm, sàn, cột, vách với nhau thì nội lực sẽ phân phối qua lại lẫn nhau Việc sử dụng phương pháp tra ô bảng đơn không còn chính xác nữa

Tuy nhiên việc tính thép bằng phương pháp giải tích vẫn được ưu chuộng vì tính toán đơn giản, thiên về an toàn, thép được rải đều, thanh thép có cùng chiều dài đơn giản cho thi công Tính thép theo phương pháp phần tử hữu hạn trong một ô sàn sẽ có nhiều bước đặt thép dẫn đến khó khăn về mặt thi công

Sinh viên chọn phương pháp giải tích để bố trí cốt thép