Đề tài nghiên cứu khoa học: Ứng dụng Matlab để xây dựng một số chương trình tính toán kết cấu bê tông cốt thép theo TCVN 5574-2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ------------ NGUYỄN ĐỨC PHƯƠNG ỨNG DỤNG MATLAB ĐỂ XÂY DỰNG MỘT SỐ CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP (BTCT) THEO TCVN 5574-2012 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KHÁNH HÒA – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ------------ NGUYỄN ĐỨC PHƯƠNG ỨNG DỤNG MATLAB ĐỂ XÂY DỰNG MỘT SỐ CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP (BTCT) THEO TCVN 5574-2012 CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP MÃ SỐ: KHOÁ HỌC: 2011 - 2015 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Giáo viên hướng dẫn: Ths. LÊ THANH CAO KHÁNH HÒA - 2015 Đề tài tốt nghiệp Trang 1 Mục Lục MỤC LỤC Mở đầu .................................................................................................................3 Chương 1: Tổng quan 1.1. Khái niệm nén lệch tâm xiên ...............................................................6 1.2. Nội lực để tính toán nén lệch tâm xiên ...............................................6 1.3. Sự làm việc nén lệch tâm xiên ............................................................7 1.4. Ứng suất trong cốt thép .......................................................................9 1.5. Các trường hợp tính toán nén lệch tâm .............................................10 1.6. Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 5574:2012 ............................11 1.7. Theo tiêu chuẩn Việt Nam 5574-1991 ..............................................12 1.8. Theo tiêu chuẩn Mỹ ACI 318-99 ......................................................14 1.9. Các yêu cầu đặt ra đối với vấn đề tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén lệch tâm xiên .............................................................................16 Chương 2: Nghiên cứu cách đọc dữ liệu vào chương trình Matlab từ kết quả phân tích nội lực của phần mềm Etabs 2.1. Nội lực tính toán nén lệch tâm xiên ..................................................17 2.2. Viết chương trình để đọc nội lực vào Etabs ......................................17 Chương 3: Nghiên cứu cách tổ hợp nội lực cột tự động theo tiêu chuẩn hiện hành 3.1. Cách tổ hợp nội lực theo tiêu chuẩn ..................................................20 3.2. Lập trình cách tổ hợp nội lực cột tự động .........................................21 Chương 4: Xây dựng chương trình thiết kế cốt thép cột 4.1. Công thức gần đúng tính toán cốt thép nén lệch tâm xiên ................24 4.2. Viết chương trình tính toán cốt thép nén lệch tâm xiên ....................27 Chương 5: Xây dựng giao diện chương trình thiết kế 5.1 Sơ lược về lập trình giao diện người dùng(guide) trong Matlab .......32 5.2 Bắt đầu với theo tác Gui .....................................................................33 5.3 Thiết kế giao diện (Gui) .....................................................................36 5.4 Thực hiện hàm trong Guide...............................................................39 5.5 Lập trình các đối tượng chính.............................................................42 Chương 6: Kết luận Giáo viên hướng dẫn: Ths. Lê Thanh Cao Sinh viên: Nguyễn Đức Phương Đề tài tốt nghiệp Trang 2 Mục Lục 6.1 Về chương trình tính gần đúng cốt thép .............................................46 6.2 Một số hướng phát triển của đề tài......................................................46 Chương 7: Tài liệu tham khảo..........................................................................47 Giáo viên hướng dẫn: Ths. Lê Thanh Cao Sinh viên: Nguyễn Đức Phương Đề tài tốt nghiệp Trang 3 Mở đầu MỞ ĐẦU Bê tông cốt thép là một lĩnh vực nghiên cứu khó, tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên cũng vậy. Việc tính toán chính xác cấu kiện cột bê tông cốt thép chịu nén lệch tâm xiên theo tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 5574:2012 là không đơn giản. Ở nước ngoài, việc tính toán thiết kế kết cấu cột bê tông cốt thép được thực hiện tự động bằng các phần mềm kết cấu dựa trên phươg pháp phần tử hữu hạn như SAP, ETABS . Các tiêu chuẩn thiết kế được đưa vào trong phần mềm giúp cho người kỹ sư thiết kế cũng như điều chỉnh các phương án nhanh chóng, chính xác Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép của Việt Nam chưa được đưa vào các phần mềm SAP, ETABS. Do đó, việc tính toán thiết kế kết cấu cột bê tông cốt thép theo TCVN được thực hiện bán tự động theo quy trình: Sử dụng các phần mềm kết cấu để tính toán nội lực, tổ hợp nội lực thủ công và tính toán cốt thép . Quy trình trên làm giảm năng suất thiết kế, đặc biệt là khó khăn trong việc thay đổi phương án thiết kế. Một số đề xuất được đưa ra nhằm sử dụng các tiêu chuẩn thiết kế của nước khác thông qua các hệ số quy đổi để thiết kế tự động kết cấu cột, tuy nhiên kết quả không giống với TCVN . Ngoài ra, tiêu chuẩn của các nước trên thế giới cũng như một số nghiên cứu của các tác giả ở Việt Nam đã xây dựng được các công thức gần đúng để tính toán cấu kiện cột bê tông cốt thép chịu nén lệch tâm xiên. Tuy nhiên, sự phù hợp của các công thức gần đúng đó với tiêu chuẩn TCXDVN 5574:2012 là còn phải xem xét. Em xin chân thành cám ơn thầy Lê Thanh Cao đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đè tài này. Em cũng rất biết ơn các thầy, cô ở trường Đại học Nha Trang đã truyền đạt cho em thêm nhiều kiến thức trong 4 năm học vừa qua. Giáo viên hướng dẫn: Ths. Lê Thanh Cao Sinh viên: Nguyễn Đức Phương ... - tailieumienphi.vn