Đề tài xây dựng ứng dụng tính toán thiết kế sàn, vách bê tông cốt thép

Chính thực trạng này, để rút ngắn quá trình thiết kế cốt thép Sàn của các công trình dân dụng cũng như cốt thép của Vách cứng trong các nhà cao tầng, nhóm nghiên cứu đã chọn đề tài “ Xây

MỤC LỤC Trang phụ bìa

Lời cám ơn

Mục lục

Danh mục từ viết tắt

Danh mục bảng hình

C HƯƠNG 1   THỰC TRẠNG 5 

1.1 TÌNH HÌNH CHUNG 5 

1.2 THỰC TRẠNG CÁC PHẦN MỀM ĐÃ CÓ 5 

1.2.1 Các phần mềm trong nước 5 

1.2.1.1 Phần mềm Rdsuite – Phân tích và thiết kế kết cấu TCVN 5 

1.21.2 Phần mềm stCAD – hỗ trợ thiết kế xây dựng và bóc tiên lượng 5 

1.2.1.3 SBTW 2000 – tính toán thiết kế sàn bê tông cốt thép 6 

1.2.2 Các phần mềm ngoài nước 7 

1.2.2.1 Phần mềm SAP2000 – Structural Analysis Program 7 

1.2.2.2 Phần mềm SAFE 7 

1.2.2.3 Phần mềm ETABS 8 

1.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC PHẦN MỀM KỂ TRÊN 9 

C HƯƠNG 2   CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 

2.1 ÁP DỤNG KỸ THUẬT VỀ TIN HỌC 10 

2.1.1 Sơ lược về Ngôn ngữ lập trình Visual Basic.Net 2005 10 

2.1.1.1 Khái Niệm Về Net 10 

2.1.1.2 Những ưu điểm của Visual Basic NET 2005 11 

2.1.2 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft Access 2003 12 

2.1.2.1 Sơ lược về Microsof Access 2003 12 

2.1.2.2 Ưu điểm của Microsof Access 2003 12 

2.2 SƠ LƯỢC VỀ KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG VÀ KHÁI NIỆM VỀ SÀN - VÁCH CỨNG TRONG NHÀ CAO TẦNG 13 

2.2.1 Sàn là gì ? 13 

2.2.1.1 Khái niệm về Sàn: 13 

2.2.1.2 Phân loại Sàn: 13 

2.2.1.3 Phương pháp thiết kế: 13 

2.2.2 Khái niệm về vách cứng lõi cứng: 14 

2.2.2.1 Định nghĩa 14 

2.2.2.2 Ưu điểm của vách cứng hay lõi cứng: 14 

2.2.2.3 Nhược điểm của vách cứng hay lõi cứng: 15 

C HƯƠNG 3   TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO SÀN - VÁCH CỨNG 16 

3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ CỐT THÉP SÀN THEO PHƯƠNG  PHÁP Ô BẢN ĐƠN 16 

3.1.1 Dữ liệu đầu vào: 16 

3.1.2 Cơ sở lý thuyết về thiết kế cốt thép Vách: 24 

3.1.2.1 Phương pháp tính thép vách: 24 

3.1.2.2 Giải bài toán Tính toán cốt thép cho Vách theo phương pháp vùng biên chịu momen 29 

CHƯƠNG 4   GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM 40 

4.1 GIỚI THIỆU 40 

4.1.1 Phần mềm ETABS 40 

4.1.2 Phần mềm “Ứng dụng thiết kế sàn – vách bê tông cốt thép” 41 

4.2 PHÂN TÍCH DỮ LIỆU: 41 

4.2.1 Các bảng dữ liệu cần thiết cho phần mềm xuất ra từ phần mềm Etabs 41 

4.2.2 Dữ liệu phục vụ cho tra bảng 48 

4.2.3 Cấu trúc dữ liệu xuất ra từ phần mềm sau khi tính toán xong 50 

4.3 GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH 51 

4.3.1 Giao diện màn hình chính 51 

4.3.2 Form dữ liệu từ phần mềm Etabs và các thông số 52 

4.3.3 Form gán các thông tin cho sàn: 52 

4.4.4 Form kết quả tính toán 53 

4.4.5 Form Báo cáo – thuyết minh 54 

4.4 BÀI TOÁN THỰC NGHIỆM 56 

4.4.1 Tính toán về Ô sàn:chọn ô F640 Tầng 5 để tính 56 

4.4.2 Thiết kế thép cho vách cứng: 59 

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 

I - KẾT LUẬN 63 

II - KIẾN NGHỊ 64 

PHẦN MỞ ĐẦU

LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI

Đất nước ngày càng phát triển thì yêu cầu đặt ra ngày càng cao và nhà cao tầng mọc lên ngày càng nhiều, đòi hỏi những sinh viên chúng ta phải mạnh dạn và đương đầu với những khó khăn trong việc hoàn thiện một tòa nhà cao tầng Vì thế mà chúng

em đã chọn đề tài này để thực hiện Qua đề tài này chúng em muốn khẳng định rằng sinh viên của trường chúng ta có thể làm được tất cả những gì mà các bạn sinh viên trường khác có thể làm, để sau khi ra trường không phải e ngại khi gặp về vách-lõi cứng trong nhà cao tầng

Nhà cao tầng là sản phẩm của khoa học

và công nghệ, từ thiết kế, xây dựng cho đến

vận hành công trình, từ hệ thống móng, kết

cấu, kỹ thuật chống động đất và gió bão, đến

điện chiếu sáng, và phòng cháy chữa cháy an

toàn, cấp nước, cấp khí đốt và điều hoà nhiệt

độ Các công trình cao tầng thường bao gồm

các công trình khách sạn, cao ốc văn phòng,

nhà ở chung cư cao tầng và các công trình

trung tâm thương mại nhiều chức năng…

Chính thực trạng này, để rút ngắn quá trình thiết kế cốt thép Sàn của các công trình dân dụng cũng như cốt thép của Vách cứng trong các nhà cao tầng, nhóm nghiên

cứu đã chọn đề tài “ Xây dựng ứng dụng tính toán thiết kế sàn, vách bê tông cốt thép”

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Các công trình xây dựng vừa và nhỏ thì không cho thấy hết khả năng làm việc của bê tông và cốt thép khi chúng chịu ảnh hưởng không đáng kể của gió và động đất Nhưng các yếu tố này ảnh hưởng rất nhiều đối với nhà cao tầng khi độ cao của ngôi nhà lên cao thì gió càng mạnh làm cho công trình bị chuyển vị ngang lớn đồng thời nội lực sẽ lớn theo Để thiết kế công trình phù hợp với vấn đề trên các kỹ sư đã đưa ra khái niệm vách - lõi cứng, kết hợp với hệ khung với sàn tạo thành hệ làm việc ổn định Trong đề tài, nhóm nghiên cứu chú trọng tập trung vào nghiên cứu cơ sở lý thuyết, ngôn ngữ lập trình Visual Basic.NET 2005 và dữ liệu xuất ra từ phần mềm

Etabs để xây dựng nên phần mềm: “Xây dựng ứng dụng tính toán thiết kế sàn, vách

bê tông cốt thép”

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong phần nghiên cứu này, nhóm xây dựng phần mềm ứng dụng tính toán

thiết kế sàn, vách bê tông cốt thép được làm tuần tự theo các bước sau :

Bước 1 : Khảo sát các phần mềm hiện có tại Việt Nam và trên Thế giới về hỗ trợ thiết kế và tính toán bố trí thép cho sàn và vách cứng

Bước 2 : Tìm hiểu và thực hiện bằng tay quy trình tính toán để tính ra bố trí cốt thép cho sàn và vách cứng với tài liệu tham khảo từ khoa Kỹ thuật công trình

Bước 3 : Tìm hiểu phần mềm thiết kế mô hình xây dựng Etabs – ở đây sử dụng Etabs 9.7,1 Tìm hiểu dữ liệu xuất ra từ phần mềm này

Bước 4 : Từ công thức ở phần lý thuyết (bước 2) kết hợp với những dữ liệu xuất

ra (bước 3) lập trình ứng dụng “Tính toán bố trí cốt thép cho sàn – vách bê tông”

- Tìm hiểu các phần mềm dành cho lĩnh vực xây dựng, tập trung nhất là phần mềm Etabs

- Mô phỏng lại quá trình tính toán bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic 2005 NET với dữ liệu đầu vào là dữ liệu xuất ra của chương trình Etabs lưu trên nền Microsoft Access

Chương trình có ứng dụng hỗ trợ tính toán – bố trí cốt thép cho sàn - vách bê tông cốt thép nên sau khi quá trình xử lý tính toán sẽ cho ra một bảng dữ liệu kết quả hợp lý nhất Bảng dữ liệu này có thể lưu lại thành file dữ liệu lưu trữ phổ biến như Microsoft Access hoặc là Microsoft Excel Với dữ liệu lưu trữ này, người dùng có thể phục vụ cho công việc tính toán, thiết kế về sau hoặc làm bản báo cáo

TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI

Các phần mềm hiện có ngoài nước hỗ trợ thiết kế và tính toán xây dựng thường

sử dụng tiêu chuẩn của nước ngoài, vì vậy nếu áp dụng các tiêu chuẩn này vào các bản thiết kế cho các công trình ở Việt Nam là một điều không thể

Các phần mềm trong nước không có đầy đủ chức năng và không đủ lớn để hỗ trợ thiết kế những công trình lớn

Và từ đó, ý tưởng về sự kết hợp giữa mô hình thiết kế với đầy đủ thông số được

vẽ từ một chương trình nước ngoài có uy tín như Etabs với các tiêu chuẩn xây dựng mới nhất của Việt Nam để cho ra những kết quả bố trí cốt thép cho sàn và vách cứng một cách chính xác đã ra đời

Đề tài này được tạo nên nhờ sự phối với khoa Kỹ thuật công trình – trường Đại học Lạc Hồng nên đề tài phù hợp với các quy định, quy trình tính toán đề ra

Ứng dụng này là một phần hỗ trợ tính toán bố trí cốt thép cho một sàn hoặc một tầng có nhiều sàn và bố trí cốt thép vách cứng từng tầng trong một tòa nhà theo Tiêu chuẩn Việt Nam với các thông số kỹ thuật, dữ liệu được lấy từ chương trình hỗ trợ thiết kế nhà cao tầng Etabs

SƠ LƯỢC CẤU TRÚC ĐỀ TÀI

Chương 1: THỰC TRẠNG

Nêu ra thực trạng các phần mềm hiện có Đưa ra những ưu – khuyết điểm các phần mềm đã có Từ đó đưa ra các chức năng chính và mục tiêu của phần mềm

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Trình bày về ngôn ngữ lập trình Visual Basic NET 2005, hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft Acces và cơ sở lý thuyết kết cấu nhà nhiều tầng và khái niệm, cách thức

tính toàn bố trí thép sàn - vách cứng trong nhà cao tầng

Chương 3: TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO SÀN - VÁCH CỨNG

Cách thức tính toán với công thức của khoa Kỹ thuật công trình về sàn – vách Chương 4: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM

Giới thiệu về phần mềm Etabs, phần mềm tính toán với dữ liệu đầu vào, dữ liệu bảng tra, dữ liệu xuất ra sau khi tính toán Đồng thời là quá trình tính toán thử nghiệm bằng tay so với phần mềm để đưa ra đánh giá

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Đưa ra những nhận xét đánh giá chung về phần mềm Chỉ ra những điểm đã làm được, những điểm mạnh của phần mềm và đồng thời nhìn nhận những điểm yếu, thiếu sót tồn tại cần khắc phục

Từ những thiếu sót đưa ra những định hướng phát triển và mở rộng cho đề tài ngày càng hoàn thiện hơn

C HƯƠNG 1 THỰC TRẠNG

1.1 TÌNH HÌNH CHUNG

Hiện nay công nghệ thông tin đã có mặt tại tất cả các lĩnh vực của cuộc sống Từ những điều nhỏ bé đến những thứ lớn lao đều có một phần ứng dụng công nghệ thông tin Và những ứng dụng được tạo ra có thể giúp chúng ta giải quyết công việc nhanh hơn, ít tốn kém thời gian và tiền bạc hơn Các phần mềm ứng dụng vào ngành xây dựng cũng vậy Nếu biết áp dụng các chương trình tính toán, mô phỏng, hộ trợ thiết kế thì các công việc ít nhiều không còn đè nặng lên vai các kiến trúc sư, các nhà thiết kế

Từ đó có thể tạo ra nhiều bản vẽ, mẫu thiết kế đẹp và đầy sức sáng tạo hơn nữa

1.2 THỰC TRẠNG CÁC PHẦN MỀM ĐÃ CÓ

Hiện nay trên thị trường đã có nhiều phần mềm ở dạng hỗ trợ thiết kế và tính toán cho nhà cao tầng như Etabs hoặc Sap2000 của Công ty Computer and Structure Inc (CSI) Các phần mềm của Việt Nam thì có Rdsite của Công ty cổ phần công nghệ

và tư vấn thiết kế xây dựng RD hay stCAD và SBTW2000 của Công ty cổ phần tin học và tư vấn xây dựng Tùy vào từng phần mềm mà có ưu – nhược điểm khác nhau

1.2.1 Các phần mềm trong nước

1.2.1.1 Phần mềm Rdsuite – Phân tích và thiết kế kết cấu TCVN

Rdsuite là phần mềm thiết kế kết cấu theo Tiêu chuẩn Việt Nam và một số tiêu chuẩn nước ngoài như BS8110 [9], UBC1994, UBC1997, SNHIP được Bộ Xây Dựng cho phép sử dụng ở Việt nam, trên cơ sở lấy kết quả phân tích nội lực và phân tích động lực từ các phần mềm SAP2000, ETABS và STAADPRO, RDsas (hay còn gọi là Bổ sung tiêu chuẩn Việt nam TCVN vào các phần mềm nhập khẩu) Phần mềm được Cục bản quyền

- Bộ Văn hóa thể thao du lịch cấp giấy chứng bản quyền số 4290/2009/QTG và được Cục sở hữu trí tuệ Bộ Khoa học và công nghệ ra quyết định số 5252/QĐ-SHTT về việc cấp nhãn hiệu cho sản phẩm

1.21.2 Phần mềm stCAD – hỗ trợ thiết kế xây dựng và bóc tiên lượng

Trợ giúp kỹ sư thiết kế tạo ra các bản vẽ cấu kiện dầm, cột, móng, mặt bằng kết cấu, bố trí thép sàn một cách nhanh chóng và chính xác với TCVN

Mặt bằng kết cấu được xây dựng dễ dàng, nhanh chóng bởi hệ lệnh đơn giản, trực quan Hơn thế nữa, stCAD còn có thể đọc trực tiếp kết quả thiết kế của các phần mềm như RDW, VinaSAS, SAP2000, ETABS… để xuất ra bản vẽ cũng như tự động bố trí cốt thép cho cấu kiện từ các kết quả phân tích thiết kế của các phần mềm trên Bạn chỉ cần nhập dữ liệu cho các chương trình tính toán kết cấu như SAP2000, ETABS… rồi thông qua RDW để thiết kế thép theo tiêu chuẩn Việt Nam, việc xây dựng bản vẽ đã

có stCAD làm cho bạn

Mặc dù vậy, stCAD vẫn còn sử dụng khá rườm ra khi phải chuyển dữ liệu từ phần mềm Etabs sang RDW rồi sang stCAD Các phần mềm này cũng không hoàn toàn miễn phí đối với người sử dụng

1.2.1.3 SBTW 2000 – tính toán thiết kế sàn bê tông cốt thép

SBTW là phần mềm tự động hoá phân tích thiết kế kết cấu sàn phẳng

bê tông cốt thép đưa ra kết quả cuối cùng là bản vẽ kỹ thuật thi công Các cấu kiện có liên quan như dầm, cột không được xét trong phân tích kết cấu

mà chỉ được thể hiện trong bản vẽ kỹ thuật

Nhập dữ liệu với giao diện đồ hoạ tương tác với người sử dụng Thư viện sơ đồ kết cấu mẫu gồm các ô sàn được sắp xếp theo hàng, cột Đầy đủ các dạng tiết diện hình học của các cấu kiện dầm, cột như như tiết diện chữ nhật, chữ T, tiết diện tròn (với cột) Xác định vật liệu bê tông theo mác bê tông Tải trọng tác dụng lên sàn gồm trọng lượng bản thân kết cấu và tải trọng phân bố đều trên sàn Đầy đủ thông số thiết kế cấu kiện sàn theo Tiêu chuẩn Việt Nam Lựa chọn cao độ sàn theo từng ô sàn, cao độ dầm theo từng cấu kiện dầm Xác lập kiểu bố trí cốt thép kéo suốt qua các ô sàn kích thước nhỏ; tự động lọc các cốt thép có cùng đường kính và có chiều dài chênh lệch không đáng kể

Phân tích thiết kế Phân tích tính toán nội lực dựa trên phương pháp đàn hồi Tổ hợp tải trọng và tính toán cốt thép trong sàn theo Tiêu chuẩn Việt Nam

Thể hiện kết quả ra môi trường đồ hoạ thể hiện các kết quả tính như

sơ đồ kết cấu, tải trọng, giá trị nội lực mô men đơn vị, sơ đồ diện tích cốt thép tính toán Xem chi tiết các kết quả tính cho từng ô sàn trong giao diện

đồ hoạ Đầy đủ các báo cáo về nội lực đơn vị tại vị trí giữa và vị trí mép của các ô sàn, các kết quả thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép cho sàn Tự động

bố trí cốt thép trong các ô sàn bê tông cốt thép, tạo bản vẽ sàn gồm mặt bằng sàn, các mặt cắt tại các vị trí bất kỳ và thống kê vật liệu Bản vẽ thể

hiện đầy đủ, đảm bảo các yêu cầu về cấu tạo, có thể xuất sang AutoCAD

Tuy nhiên, phần mềm này khó cài đặt cũng như giao diện rối rắm Các tiêu chuẩn sử dụng trong phần mềm đã cũ (sử dụng Tiêu chuẩn thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép thep TCVN 5574-1991, hiện nay là Kết cấu bê tông

và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN 256:2005) Phần mềm này cũng không có khả năng giao tiếp với các phần mềm phổ biến hiện nay như SAP2000, Etabs hay Safe

1.2.2 Các phần mềm ngoài nước

1.2.2.1 Phần mềm SAP2000 – Structural Analysis Program

Được bắt đầu từ các kết quả nghiên cứu phương pháp số và phương pháp phần tử hữu hạn trong tính toán cơ học mà người đặt nền móng là Giáo sư Edwrad L.Wilson Phần mềm này được tiếp tục phát triển bởi công

ty Computer and Structure Inc Hiện tại phiên bản mới nhất là Sap2000 phiên bản 14

Sap2000 làm việc hoàn toàn trong môi trường giao diện đồ họa Toàn

bộ quá trình xây dựng mô hình kết cấu, thực hiện tính toán và biểu diễn kết quả đều có giao diện đồ họa trực quan Thư viện mẫu (template) cung cấp một số dạng kết cấu thông dụng nhất, từ đây ta có thể dễ dàng sửa đổi để có được kết cấu như muốn

Tuy nhiên, Sap2000 không hỗ trợ tiêu chuẩn tải trọng, tiêu chuẩn thiết

kế của Việt Nam Phần mềm này là một phần mềm cực kỳ chuyên nghiệp nên rất khó tiếp do vấn đề bản quyền phần mềm có tính phí

1.2.2.2 Phần mềm SAFE

SAFE là phần mềm kết cấu chuyên dụng tính toán cho các loại bản sàn bê-tông cốt thép theo phương pháp phần tử hữu hạn như sàn giao thoa, sàn không dầm, sàn nấm, sàn bê tông ứng lực ngoài ra SAFE còn có thể tính nội lực và tính thép cho đài móng đơn hoặc móng tổ hợp, móng bè SAFE nằm trong bộ phần mềm SAP, ETABS, SAFE của hãng CSI (Mỹ)

Safe là nền tảng cho các công cụ thiết kế sàn bê tông và hệ thống sàn nền (foundation systems ) Từ khung bố trí tất cả các cách thức thông qua các bản vẽ chi tiết cho sản xuất, Safe tích hợp mọi khía cạnh của quá trình thiết kế kỹ thuật trong một môi trường dễ dàng và trực quan Safe cung cấp các lợi ích cho các kỹ sư thực sự độc đáo với sự kết hợp của sức mạnh, khả năng toàn diện, và dễ dàng trong quá trình sử dụng

1.2.2.3 Phần mềm ETABS

Là phần mềm kết cấu chuyên dụng trong tính toán và thiết kế nhà cao tầng Đây là hệ chương trình phân tích và thiết kế kết cấu chuyên dụng trên máy tính cho các công trình dân dụng ETABS được phát triển bởi Công ty Computers and Structures Inc

Sử dụng Etabs có thể đưa đến việc giảm rõ rệt thời gian yêu cầu trong việc xây dựng mô hình tính, giảm thời gian xử lý và tăng độ chính xác Sở

dĩ như vậy bởi vì Etabs thực hiện đưa vào các tính năng điển hình cho bài toán hệ các công trình dân dụng trong xây dựng mà các hệ chương trình khác có thể không nhận ra

Etabs cũng sở hữu một giao diện thân thiện, dễ thao tác khi vào số liệu, chỉnh sửa hay sao chép dễ dàng với hệ thống thực đơn, thanh công cụ được bố trí trực quan

Phần mềm này có thể tăng tốc nhập liệu nhà cao tầng bằng khái niệm tầng tương tự (similar) mà không phần mềm nào khác có Etabs có thể mô hình các dạng kết cấu nhà cao tầng : hệ kết cấu dầm, sàn, cột, vách toàn khối; hệ kết cấu dầm, cột, sàn lắp ghép, lõi toàn khối Các thư viện kết cấu có sẵn hoặc xây dựng sơ đồ kết cấu : dầm, sàn, cột, vách trên mặt bằng hoặc mặt đứng của công trình bằng các công cụ mô hình đặc biệt Phần mềm còn sử dụng hệ lưới và các lựa chọn bắt điểm, đánh hệ trục định vị mặt bằng kết cấu tự động Etabs còn có thể giao tiếp với các chương trình khác như AutoCAD hay Sap2000

Mặc dù với những điểm mạnh kể trên, Etabs lại chưa hỗ trợ các tiêu chuẩn xây dựng của Việt Nam Điều này gây không ít khó khăn trong việc tính toán vì tiêu chuẩn của nước ngoài khác với tiêu chuẩn trong nước Chương trình này cũng có giá thành sản phẩm khá cao

1.3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC PHẦN MỀM KỂ TRÊN

Các phần mềm kể trên đều có những thế mạnh của riêng mình nhưng tổng hợp lại thì các phần mềm của Việt Nam thì hỗ trợ yếu về bên thiết kế Còn các phần mềm nước ngoài thì không hỗ trợ tiêu chuẩn Việt Nam trong tính toán Điều này gây cản trở trong việc thiết kế và tính toán, ví dụ như thiết kế nhà cao tầng với hàng chục sàn

Tính toán bố trí cốt thép là một vấn đề lớn cần giải quyết

Do vậy, nhóm chúng em đã sử dụng phần mềm hỗ trợ thiết kế nhà cao tầng Etabs

để thiết kế nên mô hình, từ mô hình xuất ra dữ liệu cần thiết và tự viết nên phần mềm

“Xây dựng ứng dụng tính toán thiết kế sàn, vách bê tông cốt thép” theo tiêu chuẩn

Việt Nam

C HƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 ÁP DỤNG KỸ THUẬT VỀ TIN HỌC

2.1.1 Sơ lược về Ngôn ngữ lập trình Visual Basic.Net 2005

2.1.1.1 Khái Niệm Về Net

.NET được phát triển từ đầu năm 1998, lúc đầu có tên Next Generation Window Services (NGWS) Nó được thiết kế hoàn toàn từ con

số không để dùng cho internet

.NET đại diện cho toàn bộ các công nghệ và các khái niệm cấu thành một nền tảng để người lập trình xây dựng các ứng dụng trên nó

Có thể hiểu NET là một lớp tồn tại bên dưới các ứng dụng và cung cấp một tập các chức năng và dịch vụ cơ bản

Cấu trúc NET Framework là các nguồn mã của VB.NET hay C# không biên dịch thành mã thi hành gốc (native execcutable code) mà lại qua trung gian một ngôn ngữ khác gọi là IL (Intermediate Language) trước khi chạy thật sự Nguồn mã có thể biên dịch thành IL đó còn được gọi là managed code, điều này khiến cho các ngôn ngữ lập trình của NET hoạt động (hay tác động) qua lại, tương hỗ ( interoperation) với nhau, cho phép

ta vận dụng mọi đặc trưng của NET mà không cần phải viết lại các nguồn

mã dùng ngôn ngữ lập trình khác

.NET framework cung cấp 2 thành phần chính: các lớp cơ sở (NET Framework base class) và sử dụng ngôn ngữ chung (Common Language Runtime) .NET framework cũng cung cấp một tập các hàm API của riêng

nó để giúp cho lập trình tận dụng hết khả năng của nó

.NET Application được chia làm hai loại: cho internet gọi là ASP.NET, gồm có Web Form và Web Services và cho desktop gọi là Window Forms Window Forms giống như Forms của VB6 Nó hỗ trợ Unicode hoàn toàn, rất tiện cho chữ Tiếng Việt và thật sự Object Oriented Web Forms có những Service Controls làm việc giống các Controls trong Windows Forms, nhất là có thể dùng codes để xử lý Events y hệt của Windows Forms

2.1.1.2 Những ưu điểm của Visual Basic NET 2005

Ưu điểm chính của VB.NET là mức độ hỗ trợ mô hình hướng đối tượng tốt hơn rất nhiều so với VB 6.0 Có thể nói, VB NET là những ngôn ngữ hướng đối tượng trong sáng, an toàn, tin cậy nhất hiện nay Ngoài ra các đối tượng sẵn có của môi trường NET cũng hoàn thiện và dễ dùng hơn đối tượng tương ứng VB 6.0[3]

Ngôn ngữ VB NET không cung cấp lệnh cụ thể nào để xử lý đồ họa, vấn đề này được thực hiện trong các đối tượng của môi trường NET mà VB.NET sẽ chạy trên đó Nhìn chung, các đối tượng hỗ trợ đồ họa của môi trường NET chỉ là sự bao đóng các hàm đồ họa của API Windows, Chúng chỉ cung cấp các chức năng đồ họa cơ bản, nếu muốn lập trình game hay các ứng dụng real-time, nên dùng DirectX

Visual Basic Library là thư viện dành cho lập trình Visual Basic với các tính năng: Là chương trình opensource và miễn phí hoàn toàn, cung cấp cho người sử dụng bộ thư viện về VB.NET như: hàm VB- hằng VB- hàm API- mẹo vặt, người dùng có thể thêm, cập nhật CSDL cho các chương trình và chia sẻ CSDL của mình với mọi người trên internet, chương trình nhỏ gọn, không cần cài đặt Sử dụng bảng mã Unicode, yêu cầu hệ thống phải có FrameWork 2.0

Trong các ứng dụng WinForm thuần túy thời gian xử lí của VB.NET tương đối nhanh VB.ET có các IntellSence nhanh nhạy, đầy đủ và các Event có thể tự động phát sinh, có môi trường phân tích hết sức thân thiện Ngoài ra phải tự tạo ra các hàm tính toán về Datatime như DatAdd(), DataDiff(), các hàm chuyển đổi dạng dữ liệu trực tiếp như Cint(), CStr()…

để có môi trường thêm sự thân thiện do có sự hỗ trợ nên viết bằng ngôn ngữ này vẫn có thể dễ hiểu hơn khi không có sự chú thích đầy đủ

Tóm lại: cái ưu điểm nổi bật của NET là cho phép gắn kết những đoạn code từ nhiều ngôn ngữ khác lại với nhau Ví dụ: một đoạn ASP, một đoạn C#, một đoạn VB… các đoạn này có thể gắn lại thành một chương trình lớn nhờ NET FrameWork, bằng cách biên dịch các ngôn ngữ thành một ngôn ngữ trung gian

2.1.2 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft Access 2003

2.1.2.1 Sơ lược về Microsof Access 2003

Microsoft Access là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu chạy trên môi trường Windows Microsoft Access cho chúng ta một công cụ hiệu lực và đầy sức mạnh trong công việc tổ chức, tìm kiếm và quản lý thông tin

Microsoft Access cho ta các khả năng thao tác dữ liệu, khả năng liên kết và công cụ truy vấn mạnh mẽ giúp quá trình tìm kiếm thông tin nhanh Người sử dụng có thể chỉ dùng một truy vấn để làm việc với các dạng CSDL khác nhau

Microsoft Access và khả năng kết xuất dữ liệu cho phép người sử dụng thiết kế những biểu mẫu và báo cáo phức tạp đáp ứng đầy đủ các yêu cầu quản lý, có thể vận động dữ liệu và kết hợp các biểu mẫu và báo cáo trong một tài liệu và trình bày kết quả theo dạng thức chuyên nghiệp

2.1.2.2 Ưu điểm của Microsof Access 2003

Access là một Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ (RDMS- Relational Database Management System), rất phù hợp cho các bài toán quản lý vừa

và nhỏ Hiệu năng cao và đặc biệt dễ sử dụng- bởi lẽ giao diện sử dụng phần mềm này gần giống hệt một số phần mềm khác trong bộ MS Office quen thuộc như : MS Word, MS Excel;

- Hơn nữa, Access còn cung cấp hệ thống công cụ phát triển khá mạnh đi kèm (Development Tools) Công cụ này sẽ giúp các nhà phát triển phần mềm đơn giản trong việc xây dựng trọn gói các dự án phần mềm quản

lý qui mô vừa và nhỏ Đặc biệt những ai muốn học phát triển phần mềm thì đây là cách dễ học nhất, nhanh nhất giải quyết bài toán này

- Đến đây có thể khẳng định được 2 ứng dụng chính của Access là :

1 Dùng để xây dựng hệ cơ sở dữ liệu (chỉ là phần cơ sở dữ liệu, còn phần phát triển thành phần mềm có thể dùng các công cụ khác để làm như : Visual Basic, Visual C, Delphi, NET, )

2 Có thể dùng để xây dựng trọn gói những phần mềm quản lý qui mô vừa và nhỏ

2.2 SƠ LƯỢC VỀ KẾT CẤU NHÀ NHIỀU TẦNG VÀ KHÁI NIỆM VỀ SÀN - VÁCH CỨNG TRONG NHÀ CAO TẦNG

2.2.1 Sàn là gì ?

2.2.1.1 Khái niệm về Sàn:

Sàn là một khái niệm nói chung về các hệ kết

cấu chịu lực nằm ngang,

dùng phổ biến trong xây

+ Theo sơ đồ kết cấu:

• Sàn dầm (sàn sườn toàn khối)

• Sàn không dầm (sàn nấm)

• Sàn bê tông ứng lực trước

2.2.1.3 Phương pháp thiết kế:

+ Tách riêng ô bản độc lập (tính theo ô bản đơn)

Khi tính toán sàn đơn là tách ra hoàn toàn và tính toán sàn ngàm 4 cạnh

• Ưu điểm: là dễ làm, dễ thể hiện trên bản vẽ thuyết minh tính toán

• Nhược điểm: là không đúng tại các vị trí ở biên xem dầm là vị trí

ngàm cho sàn (khai báo ngàm là chưa chính xác do còn tùy thuộc vào độ cứng chống xoắn của dầm biên) dẫn đến mô men âm thì lớn mà mô men dương thì nhỏ (khi khai báo ngàm) [11]

L2

Hình 2-1 : Mô tả một ô bản sàn thông thường

2.2.2 Khái niệm về vách cứng lõi cứng:

2.2.2.1 Định nghĩa

Vách - lõi hay còn có tên là tường chịu cắt, tường chịu trượt, tường chống trượt Vách là cấu kiện chịu lực đứng có chiều dài ≥ 4 lần chiều dày theo (BS 8110-1997, Điều 1.3.4.1)

Hình 2-2 : Mặt bằng tiết diện vách cứng

Kết cấu vách là hệ kết cấu chịu lực cấu thành bởi những bức tường chịu lực và sàn nhà Trong hệ này, tường chịu lực thay thế dầm, cột trong khung để chịu các tải trọng đứng và tải trọng ngang (gió) Do tường chịu lực của nhà cao tầng ngoài việc phải chịu lực nén thẳng đứng do tải trọng thẳng đứng gây ra, còn phải chịu lực trượt và mômen do tải trọng ngang (gió) sinh ra, cho nên ta mới gọi là kết cấu vách

2.2.2.2 Ưu điểm của vách cứng hay lõi cứng:

- Kết cấu vách so với kết cấu khung thì có khả năng chịu tải trọng ngang lớn hơn, độ cứng lớn và chuyển vị ngang nhỏ, do đó tác dụng chính của vách - lõi là để tăng độ cứng (dùng để giảm chuyển vị ngang), tăng khả năng chịu tải ngang trong nhà cao tầng Tải trọng gió và tải trọng động đất

là hai loại tải trọng ngang chính mà vách phải chịu

- Vách - lõi vừa làm chức năng tường chịu lực, lại vừa làm chức năng tường ngăn che Hệ này phù hợp với nhà cao tầng có nhiều bức tường như khách sạn, nhà ở Vách - lõi cũng có thể chịu tải đứng rất tốt (mà tiết diện mỏng lại có thể dùng làm vách ngăn, tiết kiệm diện tích để sử dụng)

- Bố trí vách xen kẽ khung sẽ có lợi hơn nhiều so với bố trí lõi (do sự tương tác không đồng điệu)

- Về sơ đồ kết cấu, theo sự phân loại chung thì nhà từ 9 – 15 tầng phương án khung vẫn là kinh tế, tuy nhiên hiện nay chủ yếu thiết kế theo sơ

đồ khung kết hợp vách, vì thế công trình tính ra chuyển vị rất nhỏ, độ cứng công trình rất cao dẫn đến giá thành cũng bị đẩy lên cao”

2.2.2.3 Nhược điểm của vách cứng hay lõi cứng:

Nhà có kết cấu vách do có nhiều tường chịu lực nên không linh hoạt bằng kết cấu khung Một trong những biện pháp để cải thiện tình trạng đó là

mở rộng khoảng cách của tường chịu lực, sử dụng bước gian lớn Ví dụ như bước gian của nhà ở từ 2, 4 đến 4, 2 m phát triển lên đến 4, 8-7, 2 m Tường ngăn giữa các căn hộ vẫn dùng tường chịu lực Trong nội bộ căn hộ, sử dụng vách ngăn nhẹ để ngăn che giữa các phòng sử dụng Khách sạn có khoảng cách giữa các phòng khách từ 3, 3 m đến 4 m phát triển lên đến 6, 6-9, 0 m, cứ hai gian một ta đặt một bức tường chịu lực và một bức vách ngăn nhẹ Biện pháp thứ hai để cải thiện tình trạng không linh hoạt nói trên

là giảm bớt các bức tường dọc bên trong dùng để chịu lực, để tăng thêm tính linh hoạt trên phương chiều sâu lòng nhà

C HƯƠNG 3 TÍNH TOÁN BỐ TRÍ CỐT THÉP

CHO SÀN - VÁCH CỨNG 3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ CỐT THÉP SÀN THEO PHƯƠNG PHÁP Ô BẢN ĐƠN

3.1.1 Dữ liệu đầu vào:

Bước 1 : Lựa chọn các dữ liệu đầu vào cho tính toán ô sàn

+ Cấp độ bền Bê tông: M150, M200, M250, M300, M350, M400, M450 Suy ra: Cường độ chịu nén của Bê tông: Rb

Bảng 3-1 Cấp độ bền chịu nén của bê tông R b

Cấp độ bền của Bê tông (cường độ chịu nén của bê tông, Mpa)

B12, 5(M150)

B15 (M200)

B20 (M250)

B25 (M350)

B30 (M400)

B35 (M450) Cấp độ bền chịu nén của

+ Chọn loại đường kính thép, từ đó chọn được các giá trị: αR, ξR

Bảng 3-2 Cường độ chịu nén của bê tông

Cấp độ bền của Bê tông (cường độ chịu kéo của bê tông, Mpa)

B15 (M200)

B20 (M250)

B25 (M350)

B30 (M400)

B35 (M450)

ξR 0, 628 0, 619 0, 59 0, 563 0, 541 0, 519CIII, A-III

d10-40 αR 0, 431 0, 427 0, 416 0, 405 0, 395 0, 384

ξR 0, 66 0, 65 0, 623 0, 595 0, 573 0, 552CII, A-II

Hình 3-1 : Mô tả một ô bản sàn thông thường

• Chọn bề dày lớp Bê tông bảo vệ a = (cm)

• Các yếu tố sau được lấy từ Bảng dữ liệu của dữ liệu Etabs

- Xác định tiết diện Dầm: chiều rộng b x chiều cao h x chiều dài của Dầm L

- Xác định chiều dày của ô bản Sàn hb

- Xác định tải trọng tác dụng lên sàn

Tỉnh tải: Gs

Tùy vào yêu cầu kiến trúc mà mỗi công trình có giá trị tĩnh tải khác nhau

Hoạt tải: Ps

Tùy vào công năng của từng loại công trình có giá trị hoạt tải khác nhau

Bảng 3-3 : Bảng tra tải trọng ứng với từng loại công năng của công trình

(theo TCVN 2737-1995)[6]

Bảng tra giá trị tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều lên sàn

và cầu thang (theo TCVN 2737-1995)

Tải trọng tiêu chuẩn

2 Phòng ăn, phòng khách, buồng

tắm, vệ sinh

a)Thuộc nhà ở b)Thuộc nhà trẻ, mẫu giáo, trường học, nhà nghỉ nhà giưỡng lão, nhà điều giưỡng, khách sạn, bệnh viện, trại giam, trụ sở cơ quan, nhà máy

daN/m2daN/m2

150

200

3 Bếp, phòng giặt

a)Thuộc nhà ở b)Thuộc nhà trẻ, mẫu giáo, trường học, nhà nghỉ nhà giưỡng lão, nhà điều giưỡng, khách sạn, bệnh viện, trại giam, nhà máy

daN/m2daN/m2 150

300

4 Văn phòng, phòng thí nghiệm

Thuộc trụ sở cơ quan, trường học, bệnh viện, ngân hàng, cơ sở nghiên cứu khoa học

daN/m2 200

5 Phòng đọc sách a)Có đặt giá sách

b)Không đặt giá sách

daN/m2daN/m2

daN/m2daN/m2

c)Phòng lớn có lắp máy và có đường đi lại

daN/m2daN/m2daN/m2

200

500

400

12 Phòng áp mái Trên diện tích không đặt thiết bị, vật liệu daN/m2 70

13 Ban công, lôgia

a)Tải trọng phân bố đều từng dải trên diện tích rộng 0, 8m dọc theo lan can, ban công, logia

b)Tải trọng phân bố đều tren toàn bộ diện tích ban công

daN/m2dài rộng

0, 8m daN/m2

400

200

15 Mái không sử

dụng

a)Mái ngói, mái fibrô xi măng, mái tôn và các mái tương tự, trần vôi rơm, trần bê tông đổ tại chỗ không có người đi lại sữa chữa, chưa kể các thiết bị điện nước, thông hơi nếu có

b)Mái bằng, mái dốc bằng bê tông cốt thép, máng nước mái hắt, trần bê tông lắp ghép không có người đi lại, chỉ có người sữa chữa, chưa kể các thiết bị điện nước, thông hơi nếu có

a)Phần mái có thể tập trung đong người(đi

ra từ phòng sản xuất, giang đường, các phòng lớn)

b)Phần mái dùng để nghỉ ngơi c)Các phần khác

α = < bản làm việc hai phương

1

2

L L

α = ≥ bản làm việc 1 phương theo phương cạnh ngắn

Ta tiến hành so sánh lần lượt chiều cao của từng Dầm với chiều dày bản Sàn để rút ra các kết luận sau:

− Nếu hd ≥ 3.hb thì bản được ngàm vào Dầm

− Nếu hd < 3.hb thì bản được tựa trên Dầm

− Nếu hd = 3.hb thì bản là đầu tự do

Bước 3 : Tính toán nội lực:

o Công thức xác định Momen trong trường hợp ô bản làm việc 2 phương:

Hình 3-2 Các loại ô Sàn trong trường hợp bản làm việc 2 phương

Mômem dương lớn nhất giữa bản:

- Theo phương ngắn: M1 = mi1.P

- Theo phương dài: M2 = mi2.P

- Mômem âm lớn nhất ở trên gối:

- Theo phương ngắn: MI = ki1.P

- Theo phương dài: MI = ki1.P

Trong đó:

P=QxL1xL2 là tải trọng phân bố đều trên 1 ô sàn

Các hệ số mi1, mi2, ki1, ki2 được tra bảng phụ thuộc vào tỷ số L2/L1

o Công thức xác định Momen trong trường hợp ô bản làm việc 1 phương: Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn vuông góc với trục dầm, tiết diện (b=1m, hb)-tính toán giống như dầm

q KG/m

Hình 3-4 Các trường hợp bản làm việc 1 phương theo cạnh ngắn

o Trường hợp 1: Bản làm việc 1 phương(1 đầu ngàm-1 đầu tựa)

+ Momen dương theo phương cạnh ngắn:

2

9128

+ Momen âm theo phương cạnh ngắn:

2 1

18

I

o Trường hợp 2: Bản làm việc 1 phương(2 đầu ngàm)

+ Momen dương theo phương cạnh ngắn:

2

124

+ Momen âm theo phương cạnh ngắn:

2 1

112

I

o Trường hợp 3: Bản làm việc 1 phương(1 đầu ngàm-1 đầu tự do)

+Momen dương theo phương cạnh ngắn:

1 0

+Momen âm theo phương cạnh ngắn:

2 1

12

I

Bước 4 :Tính cốt thép cho bản sàn:

Ta sẽ tính diện tích cốt thép cho dãi có bề rộng b=1000mm;chiều cao h=hb;

ho=h-a [4]

Tính như cấu kiện chịu uốn :

+Tính toán giá trị thỏa điều kiện sau:

R o b b m

bh R

γ

Nếu αm > αR thì ta tăng chiều dày của Sàn h và sẽ tính lại giá trị αm

Khi thỏa giá trị αm ≤ αR thì ta sẽ tính giá trị ζ

F x b

ξ γ

Hàm lượng cốt thép bé nhất cho phép là:

Chọn loại đường kính cốt thép d để đi bố trí thép cho Sàn

Tính khoảng cách giữa các thanh thép @:

1000x

tt s

f F

Khi đó ta đi tính lại

3.1.2 Cơ sở lý thuyết về thiết kế cốt thép Vách:

3.1.2.1 Phương pháp tính thép vách:

Có 3 phương pháp tính toán cốt thép cho vách cứng

¾ Phương pháp 1 - phân bố ứng suất đàn hồi:

Hình 3-6 Minh hoạ cách chia phần tử

- Bước 3: Tính lực dọc tác dụng vào mỗi phần tử do lực dọc N

và mômen trong mặt phẳng Mx gây ra:

- Bước 4: Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén

- Bước 5: Kiểm tra hàm lượng cốt thép Nếu Asc < 0: đặt cốt thép chịu nén theo cấu tạo

+ Nhận xét:

- Phương pháp này đơn giản, có thể áp dụng để tính toán không chỉ đối với vách phẳng

- Giả thiết cốt thép chịu nén và chịu kéo đều đạt đến giới hạn chảy trên toàn tiết diện vách là chưa chính xác Chỉ tại những phần tử biên ở hai đầu vách, cốt thép có thể đạt đến giới hạn chảy, nhưng những phần tử ở giữa vách, cốt thép chưa đạt đến giới hạn chảy

¾ Phương pháp 2 - giả thiết vùng biên chịu môment

+ Mô hình:

Phương pháp này cho rằng cốt thép đặt trong vùng biên ở hai đầu tường được thiết kế để chịu toàn bộ mô men Lực dọc trục được giả thiết là phân bố đều trên toàn bộ chiều dài tường

+ Các giả thiết cơ bản:

- Ứng lực kéo do cốt thép chịu

- Ứng lực nén do cả bê tông và cốt thép chịu

+ Các bước tính toán:

- Bước 1: Giả thiết chiều dài B của vùng biên chịu mô men Xét

vách chịu lực dọc trục N và mô men uốn trong mặt phẳng Mx Mô men Mx tương đương với một cặp ngẫu lực đặt ở hai vùng biên của tường

Hình 3-7 Mặt cắt & mặt đứng vách

- Bước 2: Xác định lực kéo hoặc nén trong vùng biên:

với Ab : diện tích của vùng biên

A: diện tích mặt cắt vách

- Bước 3: Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén

- Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép Nếu không thoả mãn thì phải tăng kích thước B của vùng biên lên rồi tính lại từ bước 1 Chiều dài của vùng biên B có giá trị lớn nhất là L/2, nếu vượt quá giá trị này cần tăng bề dày tường

- Bước 5: Kiểm tra phần tường còn lại giữa hai vùng biên như đối với cấu kiện chịu nén đúng tâm Trường hợp bê tông đã đủ khả năng chịu lực thì cốt thép chịu nén trong vùng này được đặt theo cấu tạo

+ Nhận xét:

- Phương pháp này tương tự như phương pháp 1, chỉ khác ở chỗ

bố trí tập trung lượng cốt thép chịu toàn bộ mômen ở hai đầu vách

- Phương pháp này khá thích hợp đối với trường hợp vách có tiết diện tăng cường ở hai đầu (bố trí cột ở hai đầu vách)

- Phương pháp này thiên về an toàn vì chỉ kể đến khả năng chịu mômen của cốt thép

¾ Phương pháp sử dụng biểu đồ tương tác

+ Khái niệm:

Phuơng pháp này dựa trên một số giả thiết về sự làm việc của bê tông và cốt thép để thiết lập trạng thái chịu lực giới hạn (Nu, Mu) của một vách bê tông cốt thép đã biết, tập hợp các trạng thái này sẽ tạo thành 1 đuờng cong liên hệ giữa lực dọc N và mômen M của trạng thái giới hạn

+ Các giả thiết cơ bản:

- Tiết diện vách được giả thiết như sau: tiết diện vách phẳng trước khi chịu lực thì vẫn phẳng sau khi chịu lực Đây là giả thiết rất quan trọng trong tính toán, giả thiết này được sử dụng để tính toán cấu kiện chịu uốn (dầm), cấu kiện chịu nén uốn (cột) trong các tiêu chuẩn của Hoa Kỳ, Anh, Australia, Dựa trên giả thiết này, chúng ta có thể tính toán được biến dạng tại một điểm bất kỳ trên tiết diện theo biến dạng lớn nhất của bê tông vùng nén và cốt thép trong vùng kéo hoặc nén ít

- Giả thiết quan hệ ứng suất biến dạng của cốt thép, quan hệ này

đã được đơn giản hoá để thuận tiện cho tính toán

- Giả thiết về biểu đồ ứng suất bê tông vùng nén và bê tông vùng nén quy đổi

- Giả thiết về biến dạng cực hạn quy ước của bê tông vùng nén

Hình 3-8 Biểu đồ ứng suất trong bê tông,

biểu đồ biến dạng, quan hệ ứng suất biến dạng

của cốt thép theo tiêu chuẩn ACI 318, BS 8110, AS3600 [10].

+ Thiết lập biểu đồ tương tác:

- Nguyên tắc chung: Dựa vào biến dạng cực hạn của bê tông vùng nén và vị trí của trục trung hoà được thể hiện qua chiều cao vùng nén x, ta có thể xác định được trạng thái ứng suất trong bê tông và cốt thép trong vách, các ứng suất này tổng hợp lại thành 1 lực dọc và 1 mômen tại trọng tâm hình học của vách, chính là 1 điểm của biểu đồ tương tác

- Các điểm chính trên biểu đồ tương tác: Vì biểu đồ tương tác là một đường cong, mỗi điểm trên đường cong này tương ứng với 1 vị trí của trục trung hoà trên tiết diện vách (1 giá trị của x), vì vậy việc thiết lập biểu đồ này thường được thiết lập bằng sự trợ giúp của máy tính Tuy nhiên, vẫn có thể thiết lập biểu đồ gần đúng bằng cách nối một số điểm chính bằng đoạn thẳng Có 5 điểm chính sau đây:

+ Điểm A: Lực dọc Nu=0, giao điểm với trục hoành M

+ Điểm B: Điểm cân bằng, biến dạng lớn nhất của bê tông vùng nén đạt đến biến dạng cực hạn quy ước của bê tông đồng thời biến dạng lớn nhất của cốt thép đạt

+ Bước 1: Giả thiết x

+ Bước 2: Tính toán chiều cao bê tông vùng nén quy đổi

+ Bước 3: Tính toán biến dạng của cốt thép

+ Bước 4: Tính toán ứng suất trong cốt thép

+ Bước 5: Tính toán hợp lực của vùng bê tông chịu nén và cốt thép tại trọng tâm hình học của vách

+ Bước 6: Thay đổi x và làm lại từ bước 1

Hình 3-9 Trình tự thiết lập biểu đồ tương tác

+ Nhận xét:

- Phương pháp xây dựng biểu đồ tương tác có thể coi như là phương pháp chính xác nhất, phản ánh đúng nhất sự làm việc của vách

bê tông cốt thép trong 3 phương pháp được tổng kết

- Phương pháp này thực chất coi vách cứng là một cấu kiện chịu nén lệch tâm và cốt thép phân bố trên toàn tiết diện vách được kể đến trong khả năng chịu lực của vách

- Việc thiết lập biểu đồ tương tác đòi hỏi khối lượng tính toán khá lớn Để giảm bớt khối lượng tính toán, ta có thể sử dụng biểu đồ tương tác gần đúng (hình 4)

3.1.2.2 Giải bài toán Tính toán cốt thép cho Vách theo phương pháp vùng biên chịu momen

o Nội lực làm dữ liệu đầu vào được lấy từ file dữ liệu xuất ra của Estab gồm: lực dọc P; lực cắt V; Momen M2 hoặc M3 từ bảng Pier Forces

Bước 1: Chọn sơ bộ kích thước tiết diện Vách cứng:

- Độ dày của thành vách t p chọn theo TCVN 198 : 1997 [7]không nhỏ hơn 150mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng

- Trong phần mềm cho phép ta nhập tay giá trị này.Chọn sơ bộ t p =250mm Sau khi truyền tải theo diện tích sàn vào vách cứng, chọn sơ bộ diện tích vách cứng và diện tích cốt thép dự định bố trí trong vách cứng (từ 1.5% đến 2.0% diện tích tiết diện ngang vách cứng)

Khả năng chịu lực đứng giới hạn của vách cứng phải đạt giá trị P0

35.085

P A

f A A

f

+ Pu là lực dọc thiết kế |P| thu được từ tổ hợp tải trọng nguy hiểm nhất, lấy từ

dữ liệu Estab

+ Lp chiều dài của Vách cũng được lấy từ dữ liệu Estab

+ Ag là diện tích tiết diện ngang của vách cứng Ag=tp x Lp

+ As là tổng diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc bố trí trong vách cứng

A = ∗ A = ∗ ∗ t L

+ fc' là cường độ chịu nén mẫu lăng trụ của bê tông theo bảng tra

Bảng 3-4 Cường độ chịu nén mẫu lăng trụ của bê tông [8]

Bảng giá trị fc tương ứng cấp độ bền chịu nén theo TCVN 356-2005

fc(Mpa) 17, 189 23, 526 30, 0225 35, 5666 41, 237 47, 043

+ f y là cường độ tại ngưỡng chảy dẻo của cốt thép theo bảng tra

Bảng 3-5 Cường độ tại ngưỡng chảy dẻo của cốt thép

Gía trị fy tương ứng với loại cốt thép theo TCVN 356-2005

Bước 3: Tính toán lực dọc tại phần tử Biên:

- Bước đầu chọn chiều dài phần tử biên B = B1= L BZ Moment và lực dọc

được biến đổi sang hệ lực P tr-top và P ph-top đối với tiết diện đỉnh đoạn vách đang

xét Tương tự với tiết diện đáy đoạn vách đang xét, hệ lực tương đương là P tr-bot

và P ph-bot

- Lực dọc tại đỉnh Vách phía trái:

( p tr ph)

top u top

u top tr

B B

L

M P