Cơ sở dữ liệu của chương trình

II. CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA CHƯƠNG TRÌNH 1. Dữ liệu vào: a. Vật liệu: Móng băng mà ta đang xét là móng bêtông cốt thép cho nên dữ liệu nhập vào là nhóm thép và mác bêtông. Ứng với mỗi giá trị nhóm thép và mác bêtông ta có các cường độ của vật liệu. Do vậy, các biến lưu giữ vật liệu trong chương trình được mô tả bởi một biến bản ghi như sau: Type Kieu_thep nhom As String ‘ Tên cường độ cốt thép Ra As Single ‘ Cường độ chịu kéo Rac As Single ‘ Cường độ chịu nén End Type Type Kieu_be_tong Mac As String ‘ Tên mác bê tông Rbn As Single ‘ Cường độ chịu nén bêtông Rbk As Single ‘ Cường độ chịu kéo của bêtông Eb As Single ‘ Module đàn hồi của bêtông End Type Để chương trình có một thư viện về vật liệu như đã trình bày ở trên thì ta phải tạo một cơ sở dữ liệu lưu các giá trị đó. - Khai báo : Public bThep(0 To 5) As Kieu_thep Public bBetong(0 To 5) As Kieu_be_tong Public Sub Vatlieu() ‘ Dùng để nạp thư viện vật liệu With bBetong(0) .Mac = "200" .Rbn = 900 .Rbk = 75 .Eb = 240000 End With With bBetong(1) .Mac = "250" .Rbn = 1100 .Rbk = 88 .Eb = 265000 End With With bBetong(2) .Mac = "300" .Rbn = 1300 .Rbk = 100 .Eb = 290000 End With With bBetong(3) .Mac = "400" .Rbn = 1700 .Rbk = 120 .Eb = 330000 End With With bBetong(4) .Mac = "500" .Rbn = 2150 .Rbk = 134 .Eb = 360000 End With With bBetong(5) .Mac = "600" .Rbn = 2500 .Rbk = 145 .Eb = 380000 End With With bThep(0) .nhom = "AI" .Ra = 23000 .Rac = 18000 End With With bThep(1) .nhom = "AII" .Ra = 28000 .Rac = 22000 End With With bThep(2) .nhom = "AIII" .Ra = 36000 .Rac = 28000 End With With bThep(3) .nhom = "CI" .Ra = 20000 .Rac = 16000 End With With bThep(4) .nhom = "CII" .Ra = 26000 .Rac = 21000 End With With bThep(5) .nhom = "CIII" .Ra = 34000 .Rac = 27000 End With End Sub b. Đất nền: Vì chương trình tính toán trong nền nhiều lớp nên với bất kỳ một loại đất nào mà người dùng khai báo đều chứa các thông tin giống nhau về tên và tính chất cơ lý của đất. Do đó, khai báo một kiểu bản ghi như sau : Public Type So_lieu_dat ‘ Dữ liệu đất nền s_Ten_lop As String si_Chieuday As Single ‘ Chiều dày mỗi lớp đất si_DosauTB As Single ‘ Độ sâu trung bình si_Htren As Single ‘ Độ sâu cận trên si_Hduoi As Single ‘ Độ sâu cận dưới b_Loaidat As ‘ Loại đất s_tdat As String ‘ Tên đất s_Trangthai As String ‘ Trạng thái của đất si_Dosetdat As Single ‘ Độ sệt của si_Dungtrongdat As Single ‘ Dung trọng tự nhiên si_Dungtrongriengdat As Single‘ Dung trọng riêng si_doam As Single ‘ Độ ẩm si_gocmasat As Single ‘ Góc ma sát trong si_Xtinh As Single ‘ Kết quả xuyên tĩnh si_Xtchuan As Single ‘ Kết quả xuyên tiêu chuẩn si_LucdinhC As Single ‘ Lực dính E As Single ‘ Môđun đàn hồi si_hesonohong As Single ‘ Hệ số nở hông si_beta As Single ‘ Hệ số điều chỉnh eo As Single ‘ Hệ số rỗng ở trạng thái tự nhiên ei(1 To 4) As Single ‘ Giá trị hệ số rỗng Pe(1 To 4) As Single si_gamadaynoi As Single ‘ Dung trọng đẩy nổi si_doanngapnc As Single ‘ Đoạn ngập nước Gamatt As Single ‘ Dung trọng tính toán Ti As Single ‘ Lực ma sát đơn vị Ri As Single ‘ Lực chống đơng vị Rtc As Single ‘ Cường độ tiêu chuẩn của đất nền si_xichmaMax As Single ‘ Các giá trị ứng suất si_xichmaMin As Single si_xichmaTB As Single si_xichmaBT As Single si_xichmaGL As Single End Type Và các biên các lớp đất trong nền công trình được khai báo là một mảng một chiều: Lopdat(1 To 100) As So_lieu_dat c. Tiết diện móng băng Type Tiet_dien_mong_bang b_loai_tiet_dien As Byte ten As String ‘ Tên vật liệu loaivl As String ‘ Loại vật liệu tương ứng a As Single ‘ Các chỉ số về kích thước b As Single h As Single bb As Single b1 As Single b2 As Single h1 As Single h2 As Single Hm As Single ‘ Độ sâu chôn móng F As Single ‘ Diện tích tiết diện móng ix As Single ‘ Mômen quán tính theo trục x iy As Single ‘ Mômen quán tính theo trục y Wx As Single ‘ Mômen chống uốn theo trục x Wy As Single ‘ Mômen chống uốn theo trục y Sx As Single ‘ Mômen tính theo trục x Sy As Single ‘ Mômen tính theo trục y End Type d. Tải trọng: Bài toán gồm 2 loại tải trọng: Tải trọng nút và tải trọng phần tử được khai báo như sau : Type Tai_Nut_Mong_Bang ‘ Tải tập trung tại nút nut As Long ‘ Tên nút Mx As Single ‘ Mômen xoay quanh trục X Qx As Single ‘ Lực cắt mY As Single ‘ Mômen xoay quanh trục Y Qy As Single ‘ Lực cắt Pz As Single ‘ Lực tập trung tại nút End Type Type Tai_Phan_Tu ‘ Tải phần tử tenpt As Long ‘ Tên phần tử si_momen_phan_bo As Single ‘ Mômen phân bố si_tai_phan_bo As Single ‘ Tải trọng phân bố End Type Type Tai_Mong_Bang TenTh As String Tai_Trong_Nut(1 To 1000) As Tai_Nut_Mong_Bang Tai_Trong_PTu(1 To 1000) As Tai_Phan_Tu End Type 2. Dữ liệu ra: Dữ liệu ra của chương trình gồm rất nhiều đại lượng liên quan đến việc tính toán như mômen, lực cắt , chuyển vị …cọc. Ngoài ra còn là các dữ liệu liên quan đến ổn định móng và tính toán cốt thép chịu lực cho móng. Dữ liệu ra được lưu trữ vào các biến như sau: Type Kieu_dam_don ‘ Định nghĩa kiểu dầm dơn theo 1 phương s_ten_dam As String ‘ Tên dầm l_so_pt_chia As Integer ‘ Số phần tử trên cùng 1 trục tenpt(1 To 200) As Integer‘ Tên các phần tử Mmax As Single ‘ Mômen lớn nhất Mmin As Single ‘ Mômen nhỏ nhất Qmax As Single ‘ Lực cắt lớn nhất Mmaxi(1 To 200) As Single Mmini(1 To 200) As Qmaxi(1 To 200) As Single nd As diem nc As diem Rzmax As Single ‘ Giá trị phản lực lò xo là lớn nhất sothanh As Long tenthanh(1 To 20) As Integer Fxyc1 As Single ‘ Diện tích thép chịu Mômen dương Fxyc2 As Single ‘ Diện tích thép chịu Mômen âm Fxchon1 As Single ‘ Diện tích thép chọn theo phương x Fxchon2 As Single ‘ Diện tích thép chọn theo phương y dxt As Single ‘ Đường kính thép trên dxd As Single ‘ Đường kính thép dưới nxt As Long ‘ Số thanh thép trên nxd As Long ‘ Số thanh thép dưới Qx As Single lx As Single ‘ Chiều dài thép ‘Cốt thép dưới bản móng ‘Cốt thép theo phương ngang chủ yếu là cốt thép cấu tạo Fyyc As Single ‘ Diện tích theo phương y Fychon As Single ‘ Diện tích chọn theo phương y dy As Single ‘ Đường kính cốt thép phương y ny As Long ‘ Số thanh theo phương y ay As Single ‘ Khoảng cách cốt thép phương y ly As Single ‘ Chiều dài thép Qy As Single ptcoMmax As Integer ‘ Tên phần tử có Mmax ptcoMmin As Integer ‘ Tên phần tử có Mmin End Type 3. Dữ liệu phục vụ quá trình tính toán: a. Dữ liệu phục vụ quá trình gọi SAP Public TepSAP2000 As String ‘ Tệp s2K - dữ liệu đầu vào cho Sap Public s_ten_tep_run As String ‘ Tệp tệp chạy chương trình Public TentepCT As String ‘ Tệp dữ liệu ra của Sap Public b_darun As Boolean ‘ Kiểm tra việc chạy chương trình Public b_phantichrun As Boolean ‘Kiểm tra phân tích nội lực b. Dữ liệu phục vụ mô tả mô hình bài toán trong Sap2000: Vì tất cả các đối tượng trong Sap2000 đều được khai báo thông qua một đối tượng duy nhất nên để thiết lập được mô hình trong Sap, ta phải khai báo các nút các phần tử cũng như các dữ liệu khác có liên quan: Type diem ‘ Khai báo điểm X As Double ‘ Toạ độ x Y As Double ‘ Toạ độ y End Type Type knut ‘ Khai báo kiểu nút i_ten_nut As Integer ‘ Tên nút td As diem ‘ Toạ độ k As Long ‘ Hệ số nền U As Single ‘ Chuyển vị nút Chon As Boolean ‘ Có chọn nút hay ko? b_vua_chon As Boolean ‘ Vừa chọn xong l_ten_hkhoan As Long ‘ Vị trí địa chất l_vi_tri_mong As Long ‘Vị trí mặt bằng End Type End Type Type Kieu_Phan_Tu ten As Integer ‘ Tên phần tử nd As knut ‘ Nút đầu nc As knut ‘ Nút cuối cd As Single Tietdien As Tiet_dien_mong_bang ‘ Tiết diện phần tử vl As Vat_lieu_mong_bang ‘ Vật liệu phần tử Taitrong(1 To 10) As Tai_Phan_Tu ‘ Tải trọng phần tử Chon As Boolean ‘ Chọn hay không? b_vua_chon As Boolean ‘ Vừa chọn End Type Public Nnut As Integer ‘ Số nút Public Npt As Integer ‘ Số phần tử Public Pt(1 To 1000) As Kieu_Phan_Tu ‘ Kiểu phần tử chọn Public nut(1 To 1000) As knut ‘ Kiểu nút chọn III. MÔ TẢ CÁC MODULE Với ngôn ngữ VB 6.0, người thiết kế chương trình có thể thiết kế giao diện bằng các biểu mẫu của chương trình và sử dụng Module như một công cụ để thực thi bài toán. Đặc biệt, với phương pháp lập trình hướng cấu trúc, chương trình được thiết kế bởi hai đối tượng trong VB 6.0 là Form ( biểu mẫu ) và các module tính toán. Các module của chương trình gồm có 7 module và được tổ chức như sau: 1. Module “ ModuleXulyTep” Module này có nhiệm vụ xử lý tất cả các thao tác của người dùng có liên quan đến tệp dữ liệu của chương trình. Do đó, các thủ tục chính của module này như sau: - sub_Open_File ():Đọc dữ liệu ở tệp văn bản trên ổ đĩa cứng có phần mở rộng là *.ddv và gán giá trị vào các biến của chương trình - sub_Save_File ():Thủ tục làm nhiệm vụ ghi lại dữ liệu của chương trình vào một tệp văn bản có phần mở rộng là *.ddv. - sub_SaveFileNew():Thủ tục làm nhiệm vụ ghi lại dữ liệu của chương trình đè vào một tệp văn bản có phần mở rộng là *.ddv. Ngoài ra ModuleXulytep còn chứa các 1 hàm tính toán khác được sử dụng trong chương trình trong quá trình nội suy tìm nội lực theo biểu đồ bao đó là hàm nội suy đơn sub_Noi_suy_don() 2. Module “ModuleSolieu” Module này chứa các dữ liệu mô tả số liệu tính toán phương án móng mềm (dầm, băng ). Chứa các thủ tục phục vụ quá trình tạo sơ đồ mặt bằng, mô hình hoá kết cấu, tạo ra các số liệu để tính toán. Các thủ tục chính của ModuleSolieu : - sub_Vephantu(): Thủ tục vẽ ra sơ đồ của hệ móng gồm có các nút và các phần tử khi người dùng click chọn menu Thư viện móng băng giao nhau. - sub_Veluoimatbang():Thủ tục tạo lưới khi người dùng click chọn menu Tạo hệ lưới - sub_hien_thi_tai_trong_nut(): Cho phép người dùng có thể kiểm tra các tải trọng tại nút mà mình đã nhập vào trước khi hoặc sau khi phân tích tính toán. - sub_hien_thi_tai_trong_pt : Tương tự như trên với việc kiểm tra tải tác dụng vào phần tử. - sub_hien_thi_spring: Khi ta gán hệ số nền thủ tục này cho phép người dụng quan sát được vị trí các điểm gán Spring - sub_chia_phan_tu: Thủ tục chia phần tử, người dùng lựa chọn khoảng các chia. Thường sử dụng trong quá trình gán hệ số nền, vì khi càng chia n - sub_chon_tat_ca: Cho phép người dùng chọn tất cả các nút các thanh trên sơ đồ mặt bằng. - sub_chon_lai_doi_tuong_vua_chon: Thủ tục chọn lại các đối tượng vừa chọn trước đó. - sub_huy_lua_chon: Nếu người dùng lựa chọn sai đối tượng thủ tục sẽ giúp huỷ tất cả các lựa chọn. 3. Module “Modulesap” Đây là module chứa tất cả các thủ tục liên quan tới việc gọi Sap 2000 v.7.40 thực thi chương trình. Cũng như các hàm điều khiển quá trình phân tích tính toán móng băng. - sub_tao_file_du_lieu_sap(): Một tệp văn bản có phần mở rộng là *.s2k sẽ được thiết lập khi thủ tục này hoàn thành nhiệm vụ của nó. Thủ tục này sẽ tạo ra nội dung của tệp được mô tả giống hệt cấu trúc tệp dữ liệu vào của Sap2000 v.7.40. - sub_nhap_dl_Sap : Thủ tục này dữ liệu vào chương trình từ tệp *.s2k của Sap2000 - sub_run_Sap(): Đây là thủ tục tạo tệp *. bat cho dữ liệu đã được thiết lập và tệp s2k đã được tạo. Khi thủ tục này được thi hành, một tệp có phần mở rộng là *.bat sẽ được tạo để khi tệp này được kích hoạt, nó sẽ gọi Sap thực thi chương trình. - sub_doc_noi_luc(): Nội lực tại mặt cắt của từng phần tử trong bài toán, sẽ được thủ tục này đọc từ tệp dữ liệu ra của Sap và gán vào các biến tương ứng trong chương trình. - sub_chuyen_vi_nut(): Thủ tục đọc chuyển vị nút từ file *.out của Sap. - sub_xac_dinh_noi_cot_thep_dam : Thủ tục tính ra cốt thép dầm móng sau đó đưa ra các phương án bố trí cố thép cho người dùng tự chọn. - Fun_tinh_lun : Đây là hàm tính lún của một phân tố coi kích thước móng bằng chiều dài của một phần tử được chọn. Dùng trong quá trình kiểm tra độ lún của móng và chuyển vị của móng. 4. Module “ModuleDohoa” Chứa các hàm khởi tạo đồ hoạ, xử lý đồ hoạ, kết xuất bản vẽ ra các Form : - Sub Khoitao() Hàm này có tác dụng khởi tạo bản vẽ. Tất cả các Form có liên quan đến thủ tục đồ hoạ trước khi vẽ đều phải thực hiện thủ tục này. Nguyên tắc của nó là mở File Template.dwg của AutoCaD đã tạo sẵn các layer, màu sắc , kiểu chữ, các block,… để phục vụ cho quá trình vẽ. - Sub Ve_cot_dia_chat : Thủ tục để đưa ra cột địa chất cùng các chỉ tiêu cơ lý của đất mà người dùng đã nhập vào. 5. Các module khác: Ngoài 4 module chính đã trình bày ở trên thì chương trình còn sử dụng thêm 3 module sau đây để phục vụ những chức năng khác của chương trình. a. ModuleKhoitao: Chứa các biến số chung phục vụ quá trình nhập xuất dữ liệu. Chứa thủ tục khởi tạo giá trị ban đầu cho các biến. b. ModuleDulieudatnen: Chứa dữ liệu là các chỉ tiêu cơ lý của đất Ví dụ như là: Chiều dày lớp đất, tên đất, trạng thái của đất, dung trọng của đất, góc ma sát trong, kết quả xuyên tĩnh, kết quả xuyên tiêu chuẩn, … c. Modvatlieu:Tạo thư viện vật liệu chứa các biến số chung phục vụ quá trình nhập vật liệu. IV. CÁC KỸ THUẬT TIN HỌC MỚI ĐƯỢC SỬ DỤNG: 1. Dùng phần mềm Sap2000 v.7.40 làm công cụ hỗ trợ tính toán: Với việc tìm hiểu được cấu trúc hoạt động của Sap2000 v.7.40 ta có thể sử dụng nó làm công cụ hỗ trợ trong việc tính toán kết cầu. Để tận dụng khả năng này, ta phải tạo ra một tệp dữ liệu đầu vào cho Sap, trong đó mô tả tương tự những gì mà Sap mô tả trong tệp dữ liệu vào khi ta chạy trực tiếp chương trình. Tiếp đó, thiết lập một tệp dạng DOS có chứa câu lệnh gọi Sap chạy chương trình. Khi muốn kích hoạt Sap, ta dùng một hàm có sẵn của VB 6.0 cho phép gọi một ứng dụng khác để thực hiện chức năng này. Vì Sap chỉ là công cụ hỗ trợ tính toán nên khi chương trình kích hoạt Sap, chương trình sẽ tận dụng chức năng của ngôn ngữ VB 6.0 cho phép chạy một ứng dụng mà không hiển thị lên màn hình, và do đó, người dùng sẽ không thấy được Sap đang thực thi nhiệm vụ tính toán của mình mà có cảm giác chính chương trình của ta đang tính toán vậy. Tuy nhiên, để chương trình có thể kích hoạt được Sap phục vụ tính toán thì trong chương trình phải chứa đựng một thủ tục làm nhiệm vụ này. Cụ thể với chương trình này , thủ tục sub_run_Sap()làm nhiệm vụ kích hoạt Sap. Với tệp dạng DOS đã được tạo ra (mang tên s_ten_tep_run), thủ tục này sẽ kích hoạt tệp đó. Khi tệp dạng DOS này được thi hành thì sap sẽ được gọi để tính toán tệp dữ liệu vào *.s2k đã được thiết lập trước đó. 2. Tạo tệp kích hoạt Sap: Như đã nói ở trên, để kích hoạt được Sap, chương trình phải tạo ra được một tệp dạng DOS có tên là s_ten_tep_run . Tuy nhiên nội dung của tệp này chỉ là gọi đến một tệp đã được định dạng trước, tệp này có tên không đổi với mọi bài toán mà người dùng cần làm và chính tệp đó mới làm nhiệm vụ kích hoạt Sap chạy.Mặt khác tệp này được đặt trong cùng thư mục với hai ứng dụng trong Sap để quá trình gọi Sap dễ dàng hơn. Tệp này có tên là Go.bat , chứa hai dòng lệnh thực thi nhiệm vụ đó. Ví dụ, bài toán đang giải quyết có tệp dữ liệu mang tên Mongbang.ddv nằm trong thư mục: D:\ DANT \RunSap\ Mongbang.ddv thì tệp go.bat có nội dung là: Sapre.exe D:\ DANT \RunSap\ Mongbang.s2k Sapgo.exe D:\ DANT \RunSap\ Mongbang Nghĩa là khi tệp go.bat được gọi, thì hệ thống sẽ chạy ứng dụng Sapre với tệp dữ liệu vào là D:\ DANT \RunSap\ Mongbang.s2k . Ứng dụng Sapre làm nhiệm vụ chuẩn bị dữ liệu vào cho Sap (nhập dữ liệu vào).Quá trình này sẽ tạo ra một số tệp nhất định. Tiếp sau đó, Sapgo sẽ được thi hành với tên tệp là D:\ DANT \RunSap\ Mongbang. Ứng dụng Sapgo sẽ phân tích nội lực dựa trên dữ liệu đầu vào mà Sapre đã chuẩn bị trước đó. CHƯƠNG V HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ THỬ NGHIỆM I. HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT II. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH 1. Trình tự giải 1 bài toán : Để giải quyết một bài toán móng băng dạng dầm đơn hoặc móng băng giao nhau trên nền đàn hồi bằng chương trình, người dùng cần thực hiện đúng thứ tự các bước sau đây: Nhập dữ liệu đầy đủ và hợp lệ cho bài toán thông qua menu Nhập dữ liệu hoặc mở một tệp dữ liệu đã có sẵn trên đĩa cứng. Ghi tệp dữ liệu Phân tích nội lực (F5) Tính toán cốt thép chịu lực Xem kết quả. Xuất kết quả sang các ứng dụng khác. Với bước Tính toán cốt thép chịu lực, người dùng có thể có hoặc không cần thực hiện tuỳ vào kết quả mà họ muốn hiển thị. 2. Hướng dẫn nhập dữ liệu vào: a. Nhập dữ liệu địa chất D ữ li ệu đ ạiSau khi nhập sơ đồ mặt bằng thì bước tiếp theo của quá trình thiết kết là bạn phải nhập số liệu địa chất . Chương trình cho phép nhập hố khoan địa chất trên một lát cắt địa chất. Trong Module Khởi tạo của chương trình đã có sẵn 1 hố khoan địa chất. Click chuột vào bảng hố khoan địa chất để chọn hố khoan địa chất đó, sau đó Click Thay đổi để sửa chữa thay đổi số liệu các chỉ tiêu cơ lý đã được nhập từ trước của hố khoan đó. Khi Click Sửa. Chương trình sẽ hiện sẽ hiện lên hộp thoại sau : Bạn có thể nhập vào các chỉ tiêu cơ lý của đất. Các nút lệnh Thêm, Xoá , Sửa trong biểu mẫu để thêm , thay đổi thay xoá một lớp đất. Các số liệu nhập là: Chiều dày lớp đất, Dung trọng tự nhiên, dung trọng riêng, lực dính, góc ma sát, độ ẩm, hệ số nở hông, môđun biến dạng của các lớp đất. Các số hiệu này tương ứng với ba loại đất ở ba hộp chọn :” Đất rời “ “Đất hạt mịn” “Đất khác”. Nếu có số liệu về thí nghiệm nén ép đất ( Theo thí nghiệm nén ép một trục không nở hông ) Bạn Click chuột vào lựa chọn “Kết quả thí nghiệm nén ép” để nhập các thông số cần thiết. Sau khi nhập xong số liệu Click chuột vào nút Đồng ý để lưu các giá trị vừa nhập. Click Huỷ bỏ để không lựa chọn việc thay đổ hay nhập thêm số hiệu cơ lý. Sau đó trở về hộp thoại ban đầu để nhập tiếp hoặc thay đổi hố khoan địa chất tiếp theo. a. Nhập sơ đồ mặt bằng: Trong trường hợp người thiết kế có một sơ đồ mặt bằng móng cần nhập vào chương trình để tính toán phương án móng hoặc muốn thể hiện sơ đồ mặt bằng móng, chương trình cung cấp các chức năng mô tả đồ hoạ để mô hình hoá kết cấu và tạo số liệu cho việc tính toán móng . NG ư ơCác chức năng chủ yếu là : Tạo hệ lưới, thư viện kết cấu, thêm phần tử, chia nhỏ phần tử, xoá phần tử thanh. + Thư viện kết cấu : Chương trình sẽ tự động tạo một sơ đồ kết cấu theo hai phương X và Y. Khi chọn Thư viện kết cấu, chương trình sẽ hiện hộp thoại : Lựa chọn theo phương ( X hoặc Y ) mà cần tạo ra nhập tổng khoảng các các điểm lưới trên phương đó, sau đó ấn nút Thêm. Trong quá trình nhập có thể sửa lại giá trị bằng nút Xoá. Bấm Đồng ý để hoàn thất việc nhập + Thêm phần tử thanh : Click chuột vào hai nút hoặc điểm lươi trên sơ đồ kết cấu, chương trình tạo ra phần tử thanh trên hai nút hoặc hoặc điểm vừa chọn. Trong quá trình nhập phần tử thanh nếu sau khi trỏ 1 điểm và bấm phím phải chuột thì chương trình thoát khỏi câu lệnh thêm phần tử. Bạn có thể click chuột vào biểu tượng trên thanh công cụ + Xoá phần tử : Để xoá phần tử thanh, chọn thanh cần xoá phần tử sau đó chọn Xoá phần tử thanh. c. Nhập dữ liệu tính toán móng băng : Vật liệu : Chương trình cho phép nhập nhiều kiểu vật liệu cho một công trình. Khi chọn mục này sẽ xuất hiện hộp thoại sau : Click vào Thêm, Sửa, Xoá để thêm , sửa , xoá một loại vật liệu nào đó. Khi Click chuột vào Đồng ý để xác nhận. Click Huỷ bỏ để không thực hiện lệnh chọn và thoát ra ngoài. - Tiết diện : Chương trình cho phép nhập nhiều kiểu tiết diện cho một công trình người dùng có thể gán các loại tiết diện khác nhau cho từng phần tử thanh sau khi đã chọn phần tử này. Click chuột vào Thêm, Sửa, Xoá để thêm , sửa, xoá một kiểu tiết diện nào đó. Khi Click chuột vào Đồng ý thì các phần tử được chọn sẽ được gán cho kiểu tiết diện đã được đánh dấu từ danh sách tiết diện. Click Huỷ bỏ để không thực hiện câu lệnh chọn và thoát ra ngoài. Khi Click Sửa kiểu tiết diện sẽ hiện ra hộp thoại : - Định nghĩa tải trọng : Chương trình cho phép người dùng nhập vào các trường hợp tải trọng. Sau khi đã nhập các trường hợp tải người sử dụng phải chọn trường hợp tải trọng hiện thời là một trong các trường hợp tải vừa nhập. Các trường hợp tải này xuất hiện ở bên trái cửa sổ. - Tải trọng nút : Nhập giá trị tải trọng phân bố vào các ô . Chú ý đến chiều của lực tác dụng. Nếu chọn Thêm tải trọng thì chương trình sẽ cộng thêm tải trọng phân bố vào trường hợp tải hiện thời. Nếu Click chọn Thay thế tải trọng cũ, chương trình sẽ chèn tải tọng phân bố lên giá trị tải trọng cũ. Click chọn Xoá tải trọng cũ để xoá tất cả các tải trọng trong trường hợp tải trọng hiện thời - Tải trong thanh : Nhập giá trị tải trọng phân bố vào các ô . Nếu Click chọn Thêm tải trọng thì chương trình sẽ cộng thêm tải trọng phân bố vào trường hợp tải hiện thời. Nếu chọn Thay thế tải trọng cũ, chương trình sẽ chèn tải tọng phân bố lên giá trị tải trọng cũ. Chọn Xoá tải trọng cũ để xoá tất cả các tải trọng trong trường hợp tải trọng hiện thời. Hệ số nền: Sau khi đã chia nhỏ các thanh thành các phần tử nhỏ ta gán hệ số nền cho nút bằng cách chọn các nút định gán sau đó chọn : Hệ số nền Người dùng chọn một trong số các loại hệ số nền trong danh sách sau đó click Đồng ý để gán hệ số nền cho nút. Người dùng Click Thêm hoặc Sửa để định nghĩa thêm hoặc thay đổi kiểu hệ số nền . 3. Giao diện tính toán : Sau khi đã nhập đủ các số liệu chương trình sẽ phân tích, xử lý số liệu vào tính toán các phương án móng đã chọn. Quá trình tính toán, phân tích nội lực của chương trình là một quá trình vô cùng phức tạp và được hỗ trợ bởi phần mềm chuyên về kết cấu Sap2000 v.7.40. Do vậy, khi bài toán được phân tích thì chương trình sẽ làm nhiệm vụ kích hoạt Sap2000 phân tích nội lực và lấy kết quả từ Sap. Quá trình này mất khá nhiều thời gian của hệ thống vì chương trình phải thực hiện rất nhiều thủ tục trước khi kích hoạt Sap2000 chạy cũng như đọc kết quả mà Sap đã tính toán được. Vì thế biểu mẫu “Quá trình phân tích tính toán” được thiết kế với mục đich để chương trình trở nên “động” trong quá trình thực thi các công việc này, và cũng giúp tránh được cảm giác chờ đợi nơi người dùng. Hình 2.27: Giao diên thể hiện quá trình tính toán Chương trình thực hiện công việc nào thì trên biểu mẫu sẽ thông báo tương ứng. Ví dụ : Tạo tệp s2k… 4. Giao diện cho dữ liệu ra Sau khi chạy chương trình sẽ đọc kết quả nội lực từ tệp *.Out của Sap 2000 và đưa ra kết quả biểu đồ nội lực của m óng. Và sau khi tìm được nội lực trong móng thì ta sẽ tính toán cốt thép theo yêu cầu. Như vậy đầu ra của bài toán chi làm hai phần rõ rệt : Phần đồ hoạ và phần số liệu kết quả Phần đồ hoạ : Cột địa chất : Chương trình đưa ra kết quả cột địa chất kèm theo các chỉ tiêu cơ lý mà người dùng đã nhập vào trước đó. Ngoài ra chương trình còn cho phép người dùng có thể dễ dàng xuất bản vẽ sang file *.dwg của AutoCad để chỉnh sửa khi cần thiết. Biểu đồ nội lực: Màn hình đồ hoạ của giao diện chính sẽ là nơi hiển thị kết quả đồ hoạ của bài toán. Để hiển thị kết quả đồ hoạ của bài toán, người dùng phải kích hoạt menu Kết quả tính móngà Kết quả nội lực trên giao diện chính rồi lựa chọn loại biểu đồ muốn hiển thị . Có ba loại biểu đồ hiển thị là Biểu đồ Mômen, Biểu đồ lực cắt và Biểu đồ chuyển vị. Khi người dùng muốn xem biểu đồ nào chương trình sẽ đưa ra một biểu mẫu có các lựa chọn về thuộc tính đồ hoạ cho nó. Lựa chọn xem biểu đồ nội lực Với lựa chọn tỉ lệ cho biểu đồ, người dùng có thể nhập vào đó tỉ lệ hiện thị tuỳ ý, hoặc nếu không chương trình sẽ tự động điều chỉnh tỉ lệ của biểu đồ sao cho hiển thị trên màn hình đồ hoạ không bị chồng chéo hoặc cũng không bé quá để dễ dàng quan sát hơn. Và kết quả sẽ được hiển thị trên màn hình đồ hoạ như sau: +Biểu đồ Mômen: +Biểu đồ Lực cắt : +Biểu đồ chuyển vị nút: b. Các Form kết quả đầu ra Biểu đồ nội lực : + Thiết kế cốt thép Người dùng chọn vào mục Thiết kếà Thiết kế cốt thép này để tính ra hàm lượng cốt thép yêu cầu cho từng dầm móng. Sau đó người dùng nhập vào kích thước các cột. Chương trình sẽ tự động tìm ra giá trị nội lực lớn nhất của dầm móng theo giá trị biểu đồ bao nội lực từ đó tính toán cốt thép cho từng dầm móng theo giá trị Max đó. Người dùng có thể chỉnh sửa cốt thép khi chọn Thiết kế à Bố trí cốt thép. Từ From bố trí cốt thép người dùng Click chọn Đk thép dưới và Đk thép trên từ đó chương trình sẽ tính ra số thép bố trí theo phương dọc dầm cho các dầm móng tương ứng. + Kiểm tra độ biến dạng của đất nền : Khi người dùng Click chọn : Kiểm tra chịu lực à Kiểm tra độ biến dạng trên giao diện chính Chương trình đưa ra độ lún lớn nhất của đất nền ở các dầm dọc và ngang. Cùng với thông báo và kết luận khả năng chịu lún của đất nền dưới đáy móng. + Kiểm tra kết quả chọc thủng: Khi người dùng Click chọn : Kiểm tra chịu lực à Kiểm tra chọc thủng móng. Chương trình sẽ đưa ra kết quả kiểm tra chọc thủng ở cột có vị trí nguy hiểm nhất : 5. Giao diện trợ giúp người dùng Như đã trình bày trong phần Thiết kế chương trình, phần trợ giúp người sử dụng trong quá trình thực thi chương trình là một phần rất quan trọng của bất kỳ một phần mềm nào.Trong quá trình thực thi chương trình : “Tính toán nông dạng dầm hoặc băng giao nhau “, nếu người dùng có yêu cầu hỗ trợ giúp đỡ, họ có thể kích hoạt chức năng này thông qua menu Trợ giúp à Trợ giúp theo nội dung. Hoặc cũng có thể kích hoạt chức năng này bằng việc nhấn phím F1. Khi đó, giao diện trợ giúp sẽ hiển thị tới người dùng như sau: Ngoài chức năng trợ giúp người sử dụng về cách sử dụng chương trình, menu Trợ giúp còn cho người dùng có thể xem thông tin về chương trình và tác giả thông qua Menu Thông tin về chương trình. Vật liệu làm móng cọc được thiết kế sẵn trong PULLSAP bởi một thư viện vật liệu, do vậy, người dùng chỉ cần lựa chọn nhóm cốt thép và mác bêtông là dữ liệu đã được nhập đầy đủ cho phần này. Tuy nhiên, người dùng có thể thay đổi các thông số mà PULLSAP cung cấp bằng cách sửa đổi trực tiếp lên ô chứa thông số đó. Nhấn nút Nhập dữ liệu để xác nhận thông tin hoặc Huỷ bỏ. b. Nhập thông số đất nền: Biểu mẫu phục vụ quá trình nhâp thông số đất nền sẽ được hiển thị khi người dùng kích hoạt menu Đất nền thuộc menu Nhập dữ liệu. Một cách khác, người dùng có thể lựa chọn biểu tượng trên thanh công cụ. Với từng lớp đất của nền, người dùng phải khai báo lần lượt từ trên xuống dưới theo độ sâu của lớp đất đó. Các thông số của đất nền phải được khai báo đầy đủ và đúng kiểu dữ liệu. Nếu không, PULLSAP sẽ yêu cầu người dùng nhập đầy đủ dữ liệu. Sau khi đã khai báo đầy đủ dữ liệu cho mỗi lớp đất, người dùng phải chọn nút Thêm để thêm dữ liệu vào bảng hiển thị và nhập lớp đất kế tiếp. Trong quá trình nhập dữ liệu, người dùng có thể nhập sai thông số thì chương trình cho phép họ có thể sửa đổi dữ liệu bằng cách click chuột trực tiếp lên bảng hiển thị dữ liệu nhập vào, quá trình sửa dữ liệu được xác nhận khi người dùng nhấn nút lệnh Sửa. Tương tự như vậy cho trường hợp người dùng muốn xoá một lớp đất nào đó. Cuối cùng là xác nhận dữ liệu đã được nhập bằng nút lệnh Nhập dữ liệu hoặc Huỷ bỏ công việc. c. Thông số về móng công trình Để khai báo thông số về cọc, người dùng kích hoạt menu Nhập dữ liệu -> Thông số cọc hoặc kích hoạt biểu tượng trên thanh công cụ. Quá trình nhập dữ liệu cho cọc cũng tương tự như nhập dữ liệu cho các phần dữ liệu khác trong PULLSAP. Những lỗi dữ liệu sẽ được thông báo nếu người dùng gặp phải. Còn để khai báo đài cọc và cách bố trí cọc trong đài thì người dùng có thể vào menu Bố trí cọc nằm trong Nhập dữ liệu hoặc cũng có thể gọi trực tiếp chức năng này thông qua biểu tượng Nhấn nút Nhập dữ liệu để xác nhận thông tin hoặc Huỷ bỏ. d. Nhập thông số tải trọng tác dụng: Tải trọng tác dụng lên móng gồm có một giá trị luôn luôn khác không là tải trọng ngang và giá trị chuyển vị giới hạn của công trình. Ngoài ra,người dùng có thể khai báo thêm thành phần Mômen hoặc không. Những thông số này sẽ được nhập thông qua biểu mẫu khi người dùng kích hoạt menu Tải trọng tác dụng trên menu Nhập dữ liệu hoặc thông qua biểu tượng trên thanh công cụ Lựa chọn Nhập dữ liệu hoặc huỷ bỏ công việc. 3. Hướng dẫn phân tích chương trình Phân tích nội lực là quá trình PULLSAP gọi phần mềm Sap2000v.7.40 yêu cầu hỗ trợ trong việc phân tích nội lực và kết quả của Sap sau khi phân tích sẽ được chương trình đọc ra, hiển thị tới người dùng khi quá trình phân tích kết thúc. Để phân tích nội lực, người dùng có thể làm theo 1 trong ba cách sau: Nhấn phím F5 Chọn biểu tượng trên thanh công cụ Vào menu Tính toán ->Phân tích nội lực Vì chương trình phải gọi Sap hai lần trong qúa trình tính toán nên người dùng có thể phải chờ đợi trong chốc lát. Đến đây, cơ bản công việc đã hoàn thành, người dùng sẽ xem được kết quả thông qua menu Hiển thị kết quả . Tuy nhiên, người dùng có thể tiếp tục công việc tính toán cho cọc cốt thép chịu lực nếu muốn. 4. Tính cốt thép chịu lực cho cọc Vào menu Tính toán --> Tính cốt thép chịu lực là người dùng có thể tính toán cốt thép chịu lực cho một cọc bất kỳ trong nhóm cọc. Tuy nhiên, người dùng cũng có thể gọi chức năng này trên thanh công cụ thông qua biểu tương Muốn tính cốt thép chịu lực cho cọc nào trong móng, người dùng chỉ việc chọn số hiệu cọc đó trong hộp chọn số thứ thự cọc. Số thứ tự cọc được đánh từ trái sang phải hay từ phía lực tác dụng trở đi. Sau khi lựa chọn cọc cần tính, người dùng sẽ có ngay được diện tích cốt thép yêu cầu của cọc. Một danh sách các cách bố trí cốt thép cho cọc sẽ được hiển thị sau đó để người dùng lựa chọn kiểu bố trí hợp lý. Sau đó là xác nhận bằng nút lệnh của biểu mẫu. 5. Hướng dẫn sử dụng xem kết quả: Người dùng có thể xem kết quả của quá trình phân tích nội lực và xuất sang bản vẽ cọc thông qua menu Hiển thị kết quả. Ngoài ra menu Tính toán --> Kiểm tra ổn định móng cho phép người dùng xem kết quả kiểm tra ổn định cho móng. a. Kết quả phân tích dạng bảng: Là menu Bảng kết quả hoặc biểu tượng trên thanh công cụ là Với chức năng này, người dùng có thể xem toàn bộ chuyển vị, nội lực của các cọc trong nhóm tại một độ sâu bất kỳ. Ngoài ra, chức năng này còn hỗ trợ người dùng xuất kết quả sang MicroSoft Excel tiện cho các công việc tính toán sau đó. Để xuất kết quả sang Excel, người dùng lựa chọn vào hộp đánh dấu, đường dẫn tới tệp Excel lấy mặc định theo đường dẫn của tệp dữ liệu hiện hành cũng như tên tệp Excel cũng là tên của tệp dữ liệu hiện hành do đó, nếu muốn thay đổi, người dùng có thể xác nhận bằng nút lệnh Thay đổi rồi chọn Xuất dữ liệu. Nút lệnh Nhận để đóng biểu mẫu. b. Biểu đồ kết quả: Biểu đồ nội lực, chuyển vị sẽ được hiển thị ngay trên màn hình đồ hoạ của giao diện chính khi người dùng chọn chức năng hiển thị bỉểu đồ trong menu hoặc kích hoạt trực tiếp lên các biểu tượng trên thanh công cụ. Trong đó, là biểu đồ chuyển vị và là biểu đồ nội lực. Với mỗi loại biểu đồ, chương trình sẽ cho phép người dùng có hay không đặt giá trị tương ứng trên biểu đồ thông qua lựa chọn Hiển thị giá trị trên biểu đồ. Ngoài ra còn có mục chọn tỉ lệ hiển thị biểu đồ với hai lựa chọn là tự động điều chỉnh và người dùng nhập vào tỉ lệ hiển thị. Nhấn Hiển thị để xem kết quả hoặc Huỷ bỏ để dừng công việc. c. Ổn định móng. Chức năng kiểm tra độ ổn định của móng được ẩn dưới biểu tượng trên thanh công cụ và trong menu Tính toán ->Kiểm tra ổn định móng. Nhấn Nhập để đóng biểu mẫu. d. Xuất bản vẽ: Bản vẽ cọc chỉ được xuất tự động sang AutoCAD khi cốt thép chịu lực của cọc đã được trính và khi người dùng kích hoạt vào menu Hiển thị kết qua --> Bản vẽ cọc hoặc biểu tượng trên thanh công cụ. III. SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VỚI PHẦN MỀM TƯƠNG TỰ CHƯƠNG VI ĐÁNH GIÁ NỘI DUNG THỰC HIỆN I. TỰ ĐÁNH GIÁ II. TÍNH HỌC THUẬT VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA THỰC TẾ III. KHẢ NĂNG BẢO TRÌ VÀ PHÁT TRIỂN TÀI LIỆU THAM KHẢO KẾT QUẢ ĐẦU RA: Kết quả Chương trình Kết quả tính tay Sai số Mômen Min 5.35 Tm 5.3 Tm 0.93% Mômen Max 19,19 Tm 21.13 Tm 9,1% Diện tích Cốt thép chiu Mômen dương 14.39 cm2 15.34 cm2 6,1% Diện tích Cốt thép chịu Mômen âm 4.01 cm2 3.97 cm2 0.9% Diện tích đáy tháp đâm thủng 2.68 m2 2.68m2 0 % Lực đâm thủng tại vị trí nguy hiểm nhất 30.97 T Lực chống đâm thủng 68.61 T 68.61 T 0 % Phản lực đất nền 5.07 T HiÖn nay cïng víi sù ph¸t triÓn v­ît bËc cña c«ng nghÖ th«ng tin vµ nh÷ng øng dông cña nã trong mäi lÜnh vùc cuéc sèng con ng­êi, th× c¸c ngµnh kü thuËt ®ßi hái cÇn cã sù tù ®éng ho¸ ngµy cµng cao ®Ó thay thÕ dÇn nh÷ng c«ng viÖc nÆng nhäc. Ngµnh x©y dùng còng lµ mét ngµnh kü thuËt ®ßi hái yªu cÇu cao trong tù ®éng ho¸ thiÕt kÕ, thi c«ng qu¶n lý dù ¸n,…Trªn thÕ giíi viÖc øng dông tin häc vµo kü thuËt x©y dùng ®· cã tõ rÊt sím vµ ®¹t ®­îc nhiÒu thµnh tùu to lín, tuy nhiªn ë n­íc ta ®iÒu nµy míi ®­îc chó träng trong 1 vµi n¨m gÇn ®©y. Sinh viên trường ĐHXD nói chung cũng như sv ngành Tin học xd nói riêng đang đứng trước những thời cơ và thách thức mới để tạo ra phần nâng cao tính tự độgn hoá trogn ngành xd. Góp phần thúc đẩy quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Trong quá trình học tập nghiên cứu tại trường em nhận thấy lĩnh vực cơ đất , nền móng là lĩnh vực rất đa dạng và rộng lớn. cũng đã tích luỹ được vốn kiến thức về cơ đất, nền móng. Và kết cấu công trình. Từ đó em quyết định nội dung đồ án tốt nghiệp của mình có nội dung sau : “ Tính toán móng nông dạng dầm hoặc băng giao nhau (theo mô hình nền Winkler” Như chúng ta đều biết , hầu hết các công trình xây dựng của loài người , từ những căn nhà thô sơ cổ đại đến những công trình vĩ đại nhất hiện nay đều phải dựa trên nền đất. Vì nền đất có cường độ nhỏ hơn nhiều so với vật liệu xây dựng công trình cho nên phần tiếp giáp giữa công trình và nền đất thường được mở rộng thêm . Móng là bộ phận kết cấu dưới chân cột khung hay tường, tiếp nhận tải trọng từ trên xuống và truyền tải xuống nền Các công trình có thể đặt trên những lớp đất rất cứng, đất nửa đá hoặc đá. Nhưng phần lớn các công trình thường được xây dựng trên những lớp đất mềm. Khi đặt công trình trên đất mềm, dưới tác dụng của của tải trọng công trình, nền đất có biến dạng lớn thương được người ta quen gọi là nên đàn hồi ( tuy thực ra biến dạng của đất không hoàn toàn là biến dạng đàn hồi ). Hiện nay có ba mô hình nền phổ biến : + Mô hình nền biến dạng cục bộ ( Mô hình Winkler ) + Mô hình nửa không gian biến dạng tổng thể + Mô hình lớp không gian biến dạng tổng thể Trong đó mô hình nền Winkler phù hợp với nền đất (mềm) hơn. Trong đó mô hình nền Winkler phù hợp với nền đất (mềm) hơn. Về thiếu xót của mô hình này ở chỗ hệ số nền không có ý nghĩa rõ ràng, không phải là hằng số thì điều đó là tất nhiên. Vì thực chất biến dạng của đất là một hằng số, mà nó phải thay đổi, phụ thuộc độ cứng của công trình và khoảng tác dụng của tải trọng. Còn những mô hình nền khác, có thể phản ảnh gần đúng hơn quang cảnh biến dạng thực tế của nền đất, nhưng thêm thông số đặc trưng là thêm phức tạp, nhất là khi việc xác định trị số của các thông số đặc trưng ấy cũng không phải dễ dàng. Cho nên mô hình nền Winkler ( một hệ số nền) vừa gần đúng với thực tế vừa đơn giản tiện dùng trong tính toán thiết kế. * Mô hình nền biến dạng cục bộ ( Mô hình Winkler ) Năm 1867 : Winkler đã nêu ra giả thiết là tại mỗi điểm (ở mặt đáy ) của dầm trên nền đàn hồi , cường độ của tải trọng p tỷ lệ bậc nhất với độ lún s của nền . Như vậy ta có : p(x) = k.s(x) k: hệ số tỷ lệ được gọi là hệ số nền Mô hình nền Winkler được biểu diễn bằng một hệ thống lò xo đặt thẳng đứng , dài bằng nhau làm việc độc lập với nhau. Biến dạng của lò xo(đặc trưng cho độ lún của nền) tỷ lệ bậc nhất với áp lực tác dụng lên lò xo. Theo mô hình này chỉ những lò xo nằm trong phạm vi tải trọng mới có biến dạng. I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN Phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element method – FEM, phương pháp PTHH) là một phương pháp đặc biệt có hiệu quả để tìm dạng gần đúng của một hàm chưa biết trong miền xác định của nó. Phương pháp PTHH ra đời từ thực tiễn phân tích kết cấu, sau đó được phát triển một cách chặt chẽ và tổng quát như phương pháp biến phân hay số dư có trọng số để giải quyết những bài toán vật lý khác nhau phương pháp PTHH rất thích hợp với các bài toán vật lý và kỹ thuật, nhất là các bài toán kết cấu, trong đó hàm cần tìm được xác định trên những miền phức tạp bao gồm nhiều miền nhỏ có tính chất khác nhau. Trong phương pháp PTHH, miền tính toán được thay thế bởi các miền con gọi là phần tử, và các phần tử xem như chỉ được nối kết với nhau qua ở một số điểm xác định trên biên của nó gọi là điểm nút. II. GIỚI THIỆU VỀ SAP 2000 Sap2000 là một phiên bản trong bộ Sap phục vụ việc tính toán kết cấu, là một phần mềm nổi tiếng Thế giới, điểm ưu việt của nó là khả năng tính toán rất mạnh, dễ sử dụng và được xem là một công cụ tính toán chính trong xây dựng ngày nay. Sap2000 đã tích hợp các chức năng phân tích kết cấu bằng phương pháp PTHH và tính năng thiết kế kết cấu thành một. Ngoài khả năng phân tích bài toán thường gặp của kết cấu công trình, Sap2000 đã bổ sung thêm các loại phần thử mẫu và tính năng phân tích kết cấu phi tuyến. III. GIẢI BÀI TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN Đồ án dùng Sap 2000 cho việc tính toán móng loại dầm, bản như : khi đó có thể kể đến sự thay đổi hệ số nền kđ và độ cứng EJ của các phần tử kết cấu móng . Khi phân tích móng mềm chủ yếu sử dụng mô hình nền Winkler vì đơn giản và phù hợp với một số loại đất thông dụng. Để mô hình hoá kết cấu khi tính toán ta chia nhỏ kết cấu móng ( dầm, bản) thành các phần tử nhở đất nền được thay bởi các lò xo nằm phân bố dưới đáy móng, độ cứng của lò xo Ku được xác định từ hệ số nền k của đất dưới đáy móng. Hệ số nền k của đất được xác định theo các công thức thực nghiệm Do hệ số nền của đất dưới đáy móng được xác định theo công thức thực nghiệm hay lấy theo kinh nghiệm nên cần phải tính lặp nhiều lần để tìm ra giá trị hệ số nền gần chính xác nhất từ đó xác định được nội lực của móng được chính xác hơn. Các bước khi tính toán nội lực theo phương pháp lặp hệ số nền của đất sử dụng Sap2000 : Nhập số liệu sơ đồ mặt bằng, tải trọng, vật liệu, tiết diện cho Sap2000 Gán liên kết Restrain tại một nút theo phương x, y ( theo phương z chỉ có spring ) Chia nhỏ phần tử kết cấu dầm thành các phần tử dạng thanh ( Frame) bản thành phần tử dạng tấm phẳng (plane ) Tính sơ bộ độ cứng của lò xo Ku theo các bước sau: Từ tải trọng và kích thước móng tính áp lực r dưới đáy móng coi r là phân bố tuyến tính. Lưu ý kích thước móng được lấy theo kích thước của một phân tố chia nhỏ ax b Tính lún của phân tố cụ thể mỗi lò xo chịu tải trọng một móng đơn có kích thước ax b, từ điều kiện nền đất và áp lực đáy móng r tính ra độ lún s của móng khi đó k = Tính độ cứng của lò so theo công thức Ku = k. a.b= . a.b Nhập Ku cho các nút bằng liên kết vào Sap2000 Chạy chương trình Kiểm tra Ku: Sau khi đã có kết qủa phân tích Sap2000 tìm được Ru ( là phản lực lò xo) và u ( chuyển vị tại nút ). Từ Ru và điều kiện nền đất tính lại độ lún s và u nếu nằm trong giới hạn chênh lệch cho phép ( thường lấy < 10%) thì chấp nhận được , nếu vượt qua giới hạn cho phép tính lại hệ số nền k = v à độ cứng của lò xo Ku theo : Ku = k. a.b sau đó nhập Ku vào Sap2000 để tính lại . Thông thường việc tính lặp chỉ chọn một số nút để tính 1. Dùng phần mềm Sap2000 v.7.40 làm công cụ hỗ trợ tính toán: Với việc tìm hiểu được cấu trúc hoạt động của Sap2000 v.7.40 ta có thể sử dụng nó làm công cụ hỗ trợ trong việc tính toán kết cầu. Để tận dụng khả năng này, ta phải tạo ra một tệp dữ liệu đầu vào cho Sap, trong đó mô tả tương tự những gì mà Sap mô tả trong tệp dữ liệu vào khi ta chạy trực tiếp chương trình. Tiếp đó, thiết lập một tệp dạng DOS có chứa câu lệnh gọi Sap chạy chương trình. Khi muốn kích hoạt Sap, ta dùng một hàm có sẵn của VB 6.0 cho phép gọi một ứng dụng khác để thực hiện chức năng này. Vì Sap chỉ là công cụ hỗ trợ tính toán nên khi chương trình kích hoạt Sap, chương trình sẽ tận dụng chức năng của ngôn ngữ VB 6.0 cho phép chạy một ứng dụng mà không hiển thị lên màn hình, và do đó, người dùng sẽ không thấy được Sap đang thực thi nhiệm vụ tính toán của mình mà có cảm giác chính chương trình của ta đang tính toán vậy. Tuy nhiên, để chương trình có thể kích hoạt được Sap phục vụ tính toán thì trong chương trình phải chứa đựng một thủ tục làm nhiệm vụ này. Cụ thể với chương trình này , thủ tục sub_run_Sap()làm nhiệm vụ kích hoạt Sap. Với tệp dạng DOS đã được tạo ra (mang tên s_ten_tep_run), thủ tục này sẽ kích hoạt tệp đó. Khi tệp dạng DOS này được thi hành thì sap sẽ được gọi để tính toán tệp dữ liệu vào *.s2k đã được thiết lập trước đó. 2. Tạo tệp kích hoạt Sap: Như đã nói ở trên, để kích hoạt được Sap, chương trình phải tạo ra được một tệp dạng DOS có tên là s_ten_tep_run . Tuy nhiên nội dung của tệp này chỉ là gọi đến một tệp đã được định dạng trước, tệp này có tên không đổi với mọi bài toán mà người dùng cần làm và chính tệp đó mới làm nhiệm vụ kích hoạt Sap chạy.Mặt khác tệp này được đặt trong cùng thư mục với hai ứng dụng trong Sap để quá trình gọi Sap dễ dàng hơn. Tệp này có tên là Go.bat , chứa hai dòng lệnh thực thi nhiệm vụ đó. Ví dụ, bài toán đang giải quyết có tệp dữ liệu mang tên Mongbang.ddv nằm trong thư mục: D:\ DANT \RunSap\ Mongbang.ddv thì tệp go.bat có nội dung là: Sapre.exe D:\ DANT \RunSap\ Mongbang.s2k Sapgo.exe D:\ DANT \RunSap\ Mongbang Nghĩa là khi tệp go.bat được gọi, thì hệ thống sẽ chạy ứng dụng Sapre với tệp dữ liệu vào là D:\ DANT \RunSap\ Mongbang.s2k . Ứng dụng Sapre làm nhiệm vụ chuẩn bị dữ liệu vào cho Sap (nhập dữ liệu vào).Quá trình này sẽ tạo ra một số tệp nhất định. Tiếp sau đó, Sapgo sẽ được thi hành với tên tệp là D:\ DANT \RunSap\ Mongbang. Ứng dụng Sapgo sẽ phân tích nội lực dựa trên dữ liệu đầu vào mà Sapre đã chuẩn bị trước đó. III 1. Hướng dẫn nhập dữ liệu vào: a. Nhập dữ liệu địa chất Bước đầu tiên của quá trình thiết kết là bạn phải nhập số liệu địa chất (H 6.4) . Hình 6.4 : Nhập dữ liệu địa chất Chương trình cho phép nhập hố khoan địa chất trên một lát cắt địa chất. Trong Module Khởi tạo của chương trình đã có sẵn 1 hố khoan địa chất. Click chuột vào bảng hố khoan địa chất để chọn hố khoan địa chất đó, sau đó Click Thay đổi để sửa chữa thay đổi số liệu các chỉ tiêu cơ lý đã được nhập từ trước của hố khoan đó. Khi Click Sửa. Bạn có thể nhập vào các chỉ tiêu cơ lý của đất. Các nút lệnh Thêm, Xoá , Sửa trong biểu mẫu để thêm , thay đổi thay xoá một lớp đất. Các số liệu nhập là: Chiều dày lớp đất, Dung trọng tự nhiên, dung trọng riêng, lực dính, góc ma sát, độ ẩm, hệ số nở hông, môđun biến dạng của các lớp đất. Các số hiệu này tương ứng với ba loại đất ở ba hộp chọn :” Đất rời “ “Đất hạt mịn” “Đất khác”. Nếu có số liệu về thí nghiệm nén ép đất ( Theo thí nghiệm nén ép một trục không nở hông ) Bạn Click chuột vào lựa chọn “Kết quả thí nghiệm nén ép” để nhập các thông số cần thiết. Sau khi nhập xong số liệu Click chuột vào nút Đồng ý để lưu các giá trị vừa nhập. Click Huỷ bỏ để không lựa chọn việc thay đổ hay nhập thêm số hiệu cơ lý. Sau đó trở về hộp thoại ban đầu để nhập tiếp hoặc thay đổi hố khoan địa chất tiếp theo. b. Nhập sơ đồ mặt bằng: Trong trường hợp người thiết kế có một sơ đồ mặt bằng móng cần nhập vào chương trình để tính toán phương án móng hoặc muốn thể hiện sơ đồ mặt bằng móng, chương trình cung cấp các chức năng mô tả đồ hoạ để mô hình hoá kết cấu và tạo số liệu cho việc tính toán móng . Người dùng có thể nhập vào sơ đồ mặt bằng theo 2 cách : + Cách 1 : Click menu Sơ đồ à Thư viện kết cấu. Hoặc Click vào biểu tượng trên thanh công cụ của chương trình Chương trình sẽ tự động tạo một sơ đồ kết cấu theo hai phương X và Y. Lựa chọn theo phương ( X hoặc Y ) mà cần tạo ra nhập tổng khoảng các các điểm lưới trên phương đó, sau đó ấn nút Thêm. Trong quá trình nhập có thể sửa lại giá trị bằng nút Xoá. Bấm Đồng ý để hoàn thất việc nhập + Cách 2: Người dùng Click menu Sơ đồ à Tạo hệ lưới hoặc click vào biểu tượng trên thanh công cụ của chương trình. Sau đó người dùng thêm vào các phần tử thanh bằng cách click chọn Sơ đồ àThêm phần tử thanh hoặc click thông qua biểu tượng trên thanh công cụ Click chuột vào hai nút hoặc điểm lươi trên sơ đồ kết cấu, chương trình tạo ra phần tử thanh trên hai nút hoặc hoặc điểm vừa chọn. Trong quá trình nhập phần tử thanh nếu sau khi trỏ 1 điểm và bấm phím phải chuột thì chương trình thoát khỏi câu lệnh thêm phần tử. c. Nhập dữ liệu tính toán móng băng : - Nhập vật liệu : Chương trình cho phép nhập nhiều kiểu vật liệu cho một công trình. Khi người dùng click chọn biểu tượng hoặc vào menu Nhập dữ liệu à Nhập dữ liệu tính toán móng nông à Vật liệu. Click vào Thêm, Sửa, Xoá để thêm , sửa , xoá một loại vật liệu nào đó. Khi Click chuột vào Đồng ý để xác nhận. Click Huỷ bỏ để không thực hiện lệnh chọn và thoát ra ngoài. - Nhập tiết diện : Chương trình cho phép nhập nhiều kiểu tiết diện cho một công trình người dùng có thể gán các loại tiết diện khác nhau cho từng phần tử thanh sau khi đã chọn phần tử này. Người dùng nhập tiết diện thông qua menu Nhập dữ liệu à Nhập dữ liệu tính toán móng nông à Tiết diện Click chọn vào biểu tượng trên thanh công cụ Click chuột vào Thêm, Sửa, Xoá để thêm , sửa, xoá một kiểu tiết diện nào đó. Khi Click chuột vào Đồng ý thì các phần tử được chọn sẽ được gán cho kiểu tiết diện đã được đánh dấu từ danh sách tiết diện. Click Huỷ bỏ để không thực hiện câu lệnh chọn và thoát ra ngoài. - Định nghĩa tải trọng : Chương trình cho phép người dùng nhập vào các trường hợp tải trọng thông qua menu Nhập dữ liệu à Nhập dữ liệu tính toán móng nông à Tải trọng à Định nghĩa trường hợp tải Sau khi đã nhập các trường hợp tải người sử dụng phải chọn trường hợp tải trọng hiện thời là một trong các trường hợp tải vừa nhập. Các trường hợp tải này xuất hiện ở bên trái cửa sổ. - Nhập tải trọng nút : Người dùng nhập giá trị tải trọng vào các ô khi lựa chọn menu Tải trọng à Tải trọng nút hoặc thông qua biểu tượng tren thanh công cụ . Khi nhập cần chú ý đến chiều của lực tác dụng. Nếu chọn Thêm tải trọng thì chương trình sẽ cộng thêm tải trọng phân bố vào trường hợp tải hiện thời. Nếu Click chọn Thay thế tải trọng cũ, chương trình sẽ chèn tải tọng phân bố lên giá trị tải trọng cũ. Click chọn Xoá tải trọng cũ để xoá tất cả các tải trọng trong trường hợp tải trọng hiện thời - Nhập tải trong thanh : Người dùng nhập giá trị tải trọng phân bố vào các ô khi chọn menu Tải trọng à Tải phần tử hoặc Click chọn vào biểu tượng. Sau đó nếu Click chọn Thêm tải trọng thì chương trình sẽ cộng thêm tải trọng phân bố vào trường hợp tải hiện thời. Nếu chọn Thay thế tải trọng cũ, chương trình sẽ chèn tải tọng phân bố lên giá trị tải trọng cũ. Chọn Xoá tải trọng cũ để xoá tất cả các tải trọng trong trường hợp tải trọng hiện thời. - Nhập hệ số nền: Sau khi đã chia nhỏ các thanh thành các phần tử nhỏ ta gán hệ số nền cho nút bằng cách chọn các nút định gán sau đó chọn : Nhập dữ liệu tính toán móng nông àHệ số nền hoặc click chọn vào biểu tượng Người dùng chọn một trong số các loại hệ số nền trong danh sách sau đó click Đồng ý để gán hệ số nền cho nút. Người dùng Click Thêm hoặc Sửa để định nghĩa thêm hoặc thay đổi kiểu hệ số nền . 2. Hướng dẫn phân tích tính toán : Phân tích nội lực là quá trình PULLSAP gọi phần mềm Sap2000v.7.40 yêu cầu hỗ trợ trong việc phân tích nội lực và kết quả của Sap sau khi phân tích sẽ được chương trình đọc ra, hiển thị tới người dùng khi quá trình phân tích kết thúc. Để phân tích nội lực, người dùng có thể làm theo 1 trong ba cách sau: Nhấn phím F5 Chọn biểu tượng trên thanh công cụ Vào menu Chạy ->Chạy chương trìnn Đến đây, cơ bản công việc đã hoàn thành, người dùng sẽ xem được kết quả thông qua menu Kết quả . 3. Hướng dẫn sử dụng xem kết quả Sau khi chạy chương trình sẽ đọc kết quả nội lực từ tệp *.Out của Sap 2000 và đưa ra kết quả biểu đồ nội lực của móng. Và sau khi tìm được nội lực trong móng thì ta sẽ tính toán cốt thép theo yêu cầu. Như vậy đầu ra của bài toán chia làm hai phần rõ rệt : Phần đồ hoạ và phần số liệu kết quả Phần đồ hoạ : Cột địa chất : Chương trình đưa ra kết quả cột địa chất kèm theo các chỉ tiêu cơ lý mà người dùng đã nhập vào trước đó khi người dùng Click chọn menu Kết quả à Bản vẽ cột địa chất. Ngoài ra chương trình còn cho phép người dùng có thể dễ dàng xuất bản vẽ sang file *.dwg của AutoCad để chỉnh sửa khi cần thiết thông qua menu Tệpà In ấn à In ra tệp tin *.dfx. Biểu đồ nội lực: Màn hình đồ hoạ của giao diện chính sẽ là nơi hiển thị kết quả đồ hoạ của bài toán. Để hiển thị kết quả đồ hoạ của bài toán, người dùng phải kích hoạt menu Kết quả tính móngà Kết quả nội lực trên giao diện chính rồi lựa chọn loại biểu đồ muốn hiển thị . Có ba loại biểu đồ hiển thị là Biểu đồ Mômen, Biểu đồ lực cắt và Biểu đồ chuyển vị. Khi người dùng muốn xem biểu đồ nào chương trình sẽ đưa ra một biểu mẫu có các lựa chọn về thuộc tính đồ hoạ cho nó. Với lựa chọn tỉ lệ cho biểu đồ, người dùng có thể nhập vào đó tỉ lệ hiện thị tuỳ ý, hoặc nếu không chương trình sẽ tự động điều chỉnh tỉ lệ của biểu đồ sao cho hiển thị trên màn hình đồ hoạ không bị chồng chéo hoặc cũng không bé quá để dễ dàng quan sát hơn. b. Các Form kết quả đầu ra Biểu đồ nội lực : + Thiết kế cốt thép Người dùng chọn vào mục Thiết kếà Thiết kế cốt thép này để tính ra hàm lượng cốt thép yêu cầu cho từng dầm móng. Sau đó người dùng nhập vào kích thước các cột. Chương trình sẽ tự động tìm ra giá trị nội lực lớn nhất của dầm móng theo giá trị biểu đồ bao nội lực từ đó tính toán cốt thép cho từng dầm móng theo giá trị Max đó. Người dùng có thể chỉnh sửa cốt thép khi chọn Thiết kế à Bố trí cốt thép. Từ From bố trí cốt thép người dùng Click chọn Đk thép dưới và Đk thép trên từ đó chương trình sẽ tính ra số thép bố trí theo phương dọc dầm cho các dầm móng tương ứng. + Kiểm tra độ biến dạng của đất nền : Khi người dùng Click chọn : Kiểm tra chịu lực à Kiểm tra độ biến dạng trên giao diện Chương trình đưa ra độ lún lớn nhất của đất nền ở các dầm dọc và ngang. Cùng với thông báo và kết luận khả năng chịu lún của đất nền dưới đáy móng. + Kiểm tra kết quả chọc thủng: Khi người dùng Click chọn : Kiểm tra chịu lực à Kiểm tra chọc thủng móng. Chương trình sẽ đưa ra kết quả kiểm tra chọc thủng ở cột có vị trí nguy hiểm nhất . IV. TỰ ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN 1. Ưu điểm: Tạo môi trường đồ hoạ thân thiết với người sử dụng. Nhập số liệu bằng đồ hoạ trực quan 1 cách dễ dàng. Hỗ trợ kỹ thuật đồ hoạ giúp người sử dụng có thể quan sát mọi góc độ của bản vẽ, chỉnh sửa bản vẽ theo ý muốn. Cho phép mô tả kết cấu ( mặt bằng kết cấu, điều kiện nền đất ( hệ số nền)…) từ màn hình một cách thuận tiện Dùng phần mềm Sap2000 để tính toán kết cấu nên tránh được sai sót trong quá trình tính toán bằng tay, giúp tin học hoá trong quá trình tính toán các bài toán móng băng dạng dầm đơn hoặc móng băng giao nhau trên nền đàn hồi Với sự hỗ trợ của Sap2000 sẽ phần nào loại bỏ được những sai sót trong việc lập thuật toán tính toán một bài toán vô cùng phức tạp và khó khăn. Chương trình đã : Tự động tính toán cốt thép chịu lực theo giá trị của biểu đồ bao nội lực theo cả hai phương. Đưa ra tiết diện cốt thép yêu cầu cho người dùng lựa chọn và bố trí cốt thép.Đưa ra kết quả độ lún lớn nhất trên từng băng dọc hoặc băng ngang của móng để so sánh với độ lún cho phép.Tính toán khả năng chọc thủng tại vị trí nguy hiểm nhất. ( Vị trí có tải trọng lớn nhất ) Chương trình đã giúp xoá bỏ quá trình tính toán thủ công, nhất là dùng phương pháp tra đối với việc tính toán móng băng giao nhau. Bản vẽ cột địa chất, biểu đồ nội lực được xuất sang môi trường AutoCAD nên thuận lợi cho người dùng trong quá trình thiết kế và thi công . 2. Hạn chế của chương trình: Do thời gian và kinh nghiệm kiến thức về khả năng lập trình còn hạn chế nên chương trình còn nhiều vấn đề cần được khắc phục để hoàn thiện hơn. Cụ thể: Mới tính toán được theo mô hình nền Winkler Chương trình còn hạn chế về số thanh và số nút khi nhập vào. Chương trình nhập dữ liệu thông qua đồ hoạ nên yêu cầu người dùng phải đọc Help trong quá trình sử dụng. (Quá trình nhập dữ liệu này tương tự như quá trình nhập dữ liệu trong Sap2000 ) Chương trình chưa ra được bản vẽ cấu tạo móng sau khi tính toán Chương trình còn một vài lỗi chưa khắc phục được.