Embed Size (px)
Citation preview
TƯ ĐÔNG HOA THIẾT KẾ CẦU DẦM TIẾT DIÊN CHỮ I, T, SUPER-T
AUTOMATION DESIGN THE BEAMS BRIDGE SECTION I,T AND SUPER-T
SVTH : Nguyễn Hữu Trường Trần Đình Hoàng
Nguyễn Trần Thành NhânLớp : 06X3B, 06X3A, 06X3A Khoa: Xây dựng Cầu đường
CBHD :TS. Hoàng Phương HoaKhoa : Quản lý dự án
TÓM TẮT
Đề tài này là một phần mềm chọn tiết diện và thiết kế cầu dầm tiết diện chư I, T, Super-T được viết trên nền của phần mềm Visual Basic 6.0. Trong chương trình bao gồm quá trình tính toán đầy đủ các bước thiết kế ky thuật của cầu dầm chư I, T, Super-T. Ngoài ra còn có một chương trình tự động hóa chọn tiết diện đối với cầu dầm chư I và tự động tra bảng để chọn (hệ số xét đến bê tông nứt chéo truyền lực kéo), (góc nghiên của ứng suất nén chéo).
ABSTRACT
This topic is a software section and select the design for I, T, Super-T beams is written in Visual Basic 6.0 software. In the course of the program including the steps to calculate fully the technical design of the bridge I, T, Super-T beams. There is also an automation program to select the section of I-beams and bridge inspection table to automatically select (coefficient of cracked concrete consider cross-media traction), (inclination of diagonal compressive stress)
1.Mở đầu1.1. Đặt vấn đề:
Hiên nay, song song vơi sự phát triển của các phần mềm thiết kế kết cấu trên thế giơi như Sap, Midas, ANSYS, ABAQUS… cung co nhiều phần mềm khác để giai quyết các bai toán thiết kế các công trinh cầu. Tuy nhiên, viêc đươc sư dung các phần mềm đo cung cần phai co nhưng điều kiên nhất đinh. Vấn đề đăt ra la chung ta cần phai xây dựng môt phần mềm thiết kế va kiểm toán kết cấu cầu cho riêng Viêt Nam ma chung ta co thể sư dung giao diên Tiếng Viêt, đơn gian dê sư dung. Chương trinh Chọn tiết diên va Thiết kế cầu dầm chư I, T, Super-T la môt chương trinh đáp ứng môt phần đôi vơi yêu cầu trên.
Visual Basic la phần mềm của Microsoft. Ưu điểm khi dùng Visual Basic la tiết kiêm thời gian va công sức so vơi các ngôn ngư lập trinh khác khi xây dựng môt ứng dung. Visual Basic gắn vơi khái niêm lập trinh trực quan. Visual Basic cho phép ta chỉnh sưa đơn gian, nhanh chong về mau sắc, kích thươc, hinh dạng của các đôi tương co măt trong ứng dung.
Đề tai la sự vận dung phầm mềm Visual Basic vao viêc chọn tiết diên va tính toán thiết kế cầu dầm chư I, T, Super-T.1.2. Mục đích nghiên cứu:
-Tim hiểu sâu về quá trinh thiết kế va kiểm toán cầu dầm chư I, T, Super-T ;-Tim hiểu va biết cách viết môt chương trinh lam phần mềm;-Thay công viêc tính toán thủ công chuyển thanh tính toán bằng máy;-Thiết kế tiết diên tôi ưu nhất của dầm.
1.3. Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu tổng hơp các tai liêu về phần mềm Visual Basic, cách viết chương trinh
bằng phần mềm Visual Basic. - Nghiên cứu quá trinh thiết kế kỹ thuật cầu dầm tiết diên chư I, T, Super-T .
1.4. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu:- Đôi tương nghiên cứu: Thiết kế cầu dầm gian đơn tiết diên chư I, T, Super-T va phần
mềm Visual Basic.- Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế cầu dầm BTCT DUL tiết diên chư I căng sau, chư T
căng sau va Super-T căng trươc theo tiêu chuẩn 22TCN272-05. 2. Nội dung2.1. Trình tự thiết kế
2.1.1. Trình tự thiết kế tổng quát cho toàn bộ chương trình
2.1.2. Trình tự thiết kế chọn tiết diện tối ưu cho dầm chữ I:
1. Bắt đầu tính
8. Tạo báo cáo
3. Tính toán các tham sô thiết kế
4. Tính toán nôi lực cho các măt cắt thiết kế
5. Tính toán va bô trí cáp DUL
6. Tính toán lại các tham sô thiết kế
1. Bắt đầu tính: Khởi đông chương trinh2. Nhập sô liêu: Hinh học, vật liêu, tai trọng, lan can tay vin, khổ cầu…3. Tính toán các tham sô thiết kế: Đăc trưng hinh học, hê sô lan xe, hê sô phân bô hoạt tai, hê sô điều chỉnh nôi lực.4. Tính toán nôi lực cho các măt cắt thiết kế: Tính toán nôi lực do tỉnh tai, hoạt tai. Tổ hơp nôi lực theo các trạng thái giơi hạn.5. Tính toán bô trí cáp Dư ứng lực: Tính toán diên tích cáp Dư ứng lực, Tính toán diên tích cáp Dư ứng lực tôi thiểu, bô trí cáp Dư ứng lực trên măt cắt ngang dầm.6. Tính toán lại các tham sô thiết kê: Tính toán đăt trưng hinh học của dầm theo các giai đoạn thi công co xét đến cáp Dư ứng lực. Tính toán các mất mát Dư ứng lực.7. Kiểm toán kết cấu: Kiểm toán ứng suất dầm theo giai đoạn thi công va khai thác. Kiểm toán đô võng của dầm vơi hoạt tai. Kiểm toán uôn, cắt, xoắn của dầm. Kiểm toán ham lương côt thép.8. Tạo báo cáo: Thông báo Đạt hoăc Không đạt đôi vơi dần thiết kê9. Kết thuc chương trinh khi thỏa man đạt
7. Kiểm toán
kết cấu
9. Kết thuc
2. Nhập sô liêu
Đung
Sai
Hình 1: Trình tự tổng quát thiết kế cầu
Hình 2. Sơ đô khối chọn tiết diện tối ưu
A <=140
b1, b2, b3, h1, h2, h3,h4, h5,Aps
Sai
A =A + 41.29
Tổng tiền = 1012
Aps=98.71
b1=300
b3=300
Tạo bô ngẫu nhiên b2, h1, h2, h3,h4, h5
Tính toán theo muc 2.1.1
Tính tổng tiền
Tổng tiền min > tổng tiền
Kiểm tra các điều kiên của cầu BT DUL
Tổng tiền min = tổng tiền
Lấy bô ngẫu nhiên
b3<=500
b1<=710
Sai
b3=b3+25Đung
Đungb1=b1+10
Đung
Sai
1.Bắt đầu tính
Nhập sô liêu
Sai
Đungps psps
Kết thuc
Bắt đầu tính
- Deta ban đầu
- Đường kính côt thép đai
Deta = Deta bđ
Đung
Deta =
Tính toán Epxilon, beta, deta
i = Deta – Deta bđ
Deta, Beta
Kết thuc
Sai
i > 0.1
2.1.3. Trình tự tính , :
Hình 3. Sơ đô khối tính toán chọn θ và β
2.2. Các bước chạy chương trình:
2.2.1. Thiết kế cầu dầm chữ I:
a) Nhập số liệu đầu vào:
Sau khi chọn dầm chư I , tiếp tuc chọn
muc 1.So lieu dau vao se xuất hiên trang chọn sô liêu đầu vao như sau
Điền đầy đủ các thông tin trong các muc Nhập số liệu đầu vào, Tính chất vật liệu va chọn Loại lan can-Tay vịn.
Trong phần chọn Loại lan can – Tay vịn co bôn mẫu lan can hay dùng va khi nhắp vao nut Ảnh các loại lan can se cho ra hinh anh cu thể về kích thươc của 1 trong 4 loại lan can chọn ở trên.
Sau khi chọn xong tiếp tuc nhắp vao nut Next ở bên phai dươi goc man hinh để qua
Hình 4. Chọn tiết diện dầm
phần tiếp theo b) Chọn tiết diện dầmCo thể chọn dầm theo tiết diên của AASHTO, hoăc cho máy tự đông chọn tiết diên
(riêng phần nay se đươc trinh bay sau), hoăc người dùng co thể tự nhập tiết diên như minh mong muôn trong Hinh 4
Bấm vao nut Nhấp nhiều lần để chọn Nb, S và Sh mong muốnBấm vao nut Next để tơi phần tiếp theo hoăc chọn nut Back để trở lại phần trươc.c) Tính nội lực trong dầm:Ở bươc nay lần lươt nhấp chuôt vao các nut Click 1 cho đến Click 6. Chương trinh se
tính toán đăc trưng hinh học của tiết diên dầm. Tính toán hê sô phân bô ngang cho moomen va lực cắt của các dầm. Đông thời tính toán tinh tai tác dung lên dầm. Sau khi tổ hơp nôi lực theo các trạng thái giơi hạn chương trinh se tự đông chọn cho chung ta sô bo cáp của dầm trong va dầm biên
Người dùng co thể tính toán, kiểm tra các nôi lực, đăc trưng hinh học, mất mát, kiểm tra các trạng thái giơi hạn tại môt vi trí x bất kỳ bằng cách nhập giá tri x(mm) tại vi trí muôn kiểm tra. Trong chương trinh nếu người sư dung không chọn tính toán tại các giá tri nay, chương trinh măc đinh cho ra kết qua tại vi trí gôi cầu.
Bấm vao nut Next đê tơi phần tiếp theo hoăc chọn nut Back để trở lại phần trươc.d) Tính mất mát ứng suất:Tương tự như bươc trên ta lần lươt nhấn vao các nut từ Click 1 đến Click 3. Riêng bắt
đầu từ phần Tính mất mát ứng suất của các dầm thi phai chọn loại dầm trong hay dầm biên. Lưu ý: Bắt đầu từ bươc nay khi đã chọn loại dầm nao (dầm trong hoăc dầm biên) thi
các bươc tiếp theo người dùng cần phai chọn đung loại dầm đã chọn trươc để thiết kế.Nhấn vao nut Chi tiết bố trí cáp DUL xuất hiên cách bô trí cáp trong hinh dươiBấm vao nut Next đê tơi phần tiếp theo hoăc chọn nut Back để trở lại phần trươc.e) Kiểm tra trạng thái giới hạn cường độ 1:Chọn loại dầm sau đo tương tự nhấn Click 1 rôi đến Click 2Bấm vao nut Next đê tơi phần tiếp theo hoăc chọn nut Back để trở lại phần trươc.f) Kiểm tra trạng thái sử dụng và độ võngTương tự ta chọn loại dầm va Click 1 đến Click 2.Nhấn vao nut End để quay về trang
chủ ban đầu hoăc chọn nut Back để trở lại phần trươc.g) Chọn , :Ở bươc Tính côt đai va Kiểm toán lực cắt theo trạng thái giơi hạn cường đô 1 nếu
người dùng không muôn máy chon , thi co thể tra bang nhanh ở muc chọn Beta-Deta.Nhập giá tri va V/fcd sau đo nhấn nut Click se cho ra kết qua của , cần tra.2.2.2. Thiết kế cầu dầm chữ T, Super-T:
Tương tự như cầu dầm chư I ta cung se trai qua các bươc như trên từ Sô liêu đầu vao cho đến kiểm tra trạng thái giơi hạn sư dung. Măc dù, nôi dung cần kiểm tra của các loại dầm co thể khác nhau (trường hơp cấu tạo thép khi thiết kế dầm Super T). Tuy nhiên, giao diên bằng tiếng Viêt se nhanh chong giup cho người sư dung vẫn co thể tính toán thiết kế theo như chỉ dẫn trên man hinh.2.2.3. Tự động hóa chọn tiết diện tối ưu đối với dầm tiết diện chữ I:
Ở muc chọn tiết diên dầm chư I như đã nêu ở muc 2.2.2-b phần mềm tính toán còn co môt phần la tự đông chọn tiết diên dầm.
Trong phần Chọn tiết diện dầm theo AASHTO-thiết kế co muc 2.Tự động chọn tiết diện dầm. Sau khi nhập sô liêu ban đầu vao qua phần nay người dùng co thể cho máy tự
đông chon các kích thươc dầm để đươc môt kích thươc dầm tôi ưu nhấtBươc 1: Nhắp nut Nhấp nhiều lần để chọn Nb, S và Sh mong muốnBươc 2: Nhắp vao nut Click (nằm trong khoanh tròn) sau vai giây thi se xuất hiên chư
ok luc đo quá trinh chạy của máy đã kết thuc va người dung se co đươc kết qua về kích thươc dầm thỏa mãn tất ca các điều kiên cần kiểm tra va tôi ưu nhất.2.3. Quá trình nghiên cứu:
Trong quá trinh nghiên cứu nhom tác gia đã tạo ra nhiều ban phần mềm khác nhau va đươc nâng cấp lên dần trong quá trinh thiết kế. Ban đầu chỉ viết chương trinh tính toán cho môt loại dầm tiết diên chư I.
Tiếp đến la quá trinh nâng cấp dần dần phần mềm vơi giao diên thuận tiên hơn, quá trinh tính toán nhanh hơn va quan trọng hơn la nâng cấp thêm 3 nôi dung tính toán. Đo la tính toán cầu dầm chư T, Super-T va tự đông tra bang chọn các hê sô , . Đông thời hoan thiên phần tính cầu dầm tiết diên chư I va tự đông hoa chọn tiết diên I. Phần mềm se đươc cung cấp để các bạn sinh viên tham khao kiểm tra tính toán thiêt kế của minh khi lam các đô án môn học hoăc đô án tôt nghiêp. Giao diên chính của chương trinh tính đươc giơi thiêu trong. Đề nghi đôc gia liên hê vơi Khoa Xây dựng Cầu Đường theo đia chỉ [email protected] hoăc thanh viên của nhom tác gia [email protected] để biết thêm chi tiết va cung cấp phần mềm tính toán thiết kế.
Trong tương lai se còn nhiều ban nâng cấp va cập nhật nưa để ngay cang hoan thiên hơn phần mềm nay.3. Kết luận
Đề tai nghiên cứu viết chương trinh thiết kế cầu dầm tiết diên chư I, T, Super-T trươc hết trong môi trường sinh viên co thể giup kiểm tra nhanh đô án môn học Thiết kế cầu bê tông côt thép dự ứng lực va đô án tôt nghiêp… Ngoai ra khi đươc hoan thiên đưa vao thực tế thi co thể phuc vu nhanh cho công tác thiết kế kiểm tra các cầu dầm tiết diên chư I, chư T va Super-T trên đường bô.
Phần mềm vơi giao diên gần gui bằng tiếng Viêt, sư dung đơn gian co thể dùng cho mọi người. Hương phát triển của đề tai nghiên cứu nay la xây dựng hoan thiên phần mềm thiết kế cầu không chỉ la cầu dầm tiết diên chư I, T, Super-T ma còn co thể la rất nhiều cầu lơn nhỏ khác nhằm muc đích phuc vu cho công tác thiết kế va nghiên cứu.
TÀI LIÊU THAM KHẢO[1] Th.S Lê Văn Lạc, Th.S Nguyên Duy Thao, Thiết kế cầu bê tông cốt thép[2] GS. TS. Lê Đinh Tâm, Cầu bê tông cốt thép trên đường ô tô[3] GS. TS Nguyên Viết Trung, Các ví dụ tính toán dầm cầu chữ I, T, Super-T bê tông cốt thép dư ứng lực[4] GS. TS Nguyên Viết Trung, Thiết kế kết cấu nhịp cầu dầm Super-T[5] Bô giao thông vận tai, Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05[6] Nguyên Sơn Hai, Lập trình với Visual Basic 6.0
[7] FPT Software Solution, Giáo trình đào tạo Visual Basic 6.0
