Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis

Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 1 Bài tập số 14 MÓNG CỌC BTCT ĐÚC SẴN TIẾT DIỆN VUÔNG (V/v: Xác định nội lực, chuyển vị) Các dữ kiện:  Cọc BTCT tiết diện vuông đặc 0.3m*0.3m, L = 25m kể từ mặt đất tự nhiên (±0.00).  Đài cọc đặt ở độ sâu Df = 2m. Chiều cao đài, h = 0.8m.  Giả định nội lực tại chân cột tác dụng tại mặt phẳng đáy đài cọc: N = Ny = 2400kN, Vx = 100kN, Vz = 50kN  Đất nển gồm 3 lớp, mực nước ngầm nằm tại cao trình -4.00m. Lớp 1: Sét cứng, dày 15m. Lớp 2: Cát, chặt vừa, dày 10m. Lớp 3: Cát, chặt dày 25m. Các đặc trưng cơ lý, cơ học các lớp đất: xem THÔNG SỐ PLAXIS 2D. MẶT BẰNG MÓNG CỌC Bước 1: Thiết lập mô hình Khởi động chương trình Plaxis 3D Foundation, xuất hiện bảng: Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 2 Chọn New Project, OK. Bước 2: Thiết lập các mặt phẳng làm việc Dự kiến: Hạ nước lỗ rỗng xuống cao trình -15.00m trước khi thi công đào đất. Vào Geometry  Workplanes (WP) hoặc chọn biểu tượng, Bước 3: Vẽ mặt bằng móng (2m*2m) Giả định móng đặt tại vị trí bất kỳ trên mặt bằng. Vào Geometry  Geometry Lines hoặc chọn biểu tượng, để vẽ. Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 3 Bước 4: Khai báo hố khoan Vào Geometry  Borehole hoặc chọn biểu tượng, Kích chuột trái vào một vị trí bất kỳ trên khu đất để tạo Borehole (Ví dụ: chọn tại vị trí tâm móng). Chọn Add đề khai báo chiều dày các lớp đất (sửa lại các cao trình lớp đất). Lưu ý: Trục Y hướng lên. Chọn Materials để khai báo các đặc trưng của đất nền. Xuất hiện màn hình, Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 4 Chọn Soil  Interfaces, chọn New. Khai báo các đặc trưng cơ lý, cơ học của đất nền giống như bài toán 2D.  Lớp 1. SÉT CỨNG Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 5 Chọn Advanced để khai báo các thông số nâng cao. Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 6  Lớp 2. Cát chặt vừa Chọn Advanced để khai báo các thông số nâng cao. Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 7  Lớp 3. Cát chặt Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 8 Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 9 Sau khi khai báo xong đặc trưng vật liệu các lớp đất, tiến hành gán các đặc trưng này vào Borehole (kéo các lớp đất rồi thả vào trong Borehole). Chọn OK. Bước 5: Khai báo đặc trưng vật liệu đài cọc, cọc BTCT (mác 350)  Đài cọc Vào Materials, chọn Floors hoặc kích doubles vào Borehole trên khu đất  chọn . Trong Set type, chọn Floors Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 10  Cọc BTCT Trong Set type, chọn Soil  Interfaces  Vào Geometry  Floor hoặc dùng biểu tượng, để vẽ đài cọc và gán đặc trưng vật liệu.  Vào Geometry Pile hoặc dùng biểu tượng, để vẽ cọc BTCT, xuất hiện bảng: Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 11 Trong Type of pile, chọn Massive square pile (cọc vuông tiết diện đặc). Lựa chọn Width: khai báo cạnh hoặc đường kính cọc. OK. Chọn WP, y = 0.00, tiến hành vẽ các cọc. Kích chuột vào các vị trí sẽ bố trí cọc. Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 12 Lưu ý: Chỉ gán đặc trưng vật liệu cho đài, còn cọc BTCT qua phần tính toán sẽ gán sau. Bước 6: Khai báo tải trọng tác dụng lên đài  Tải trọng tác dụng lên chân cột Vào Loads, chọn Point Load hoặc chọn biểu tượng, Chọn WP, y = -2.00, kích vào vị trí đặt tải. Kích doubles vào các vị trí vừa gán tải để thay đổi giá trị. Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 13 Sau khi gán tải xong. Bước 7: Chia lưới  Vào Mesh  Generate 2D Mesh hoặc chọn biểu tượng, Chọn Update.  Vào Mesh  Generate 3D Mesh hoặc chọn biểu tượng, Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 14 Chọn Update. Bước 8: Chọn Calculation  Yes  Phase 1: Hạ nước lỗ rỗng xuống cao trình -15.00m, t = 5days Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 15 Chọn OK.  Chọn mặt phẳng làm việc (WP), y = 0.00 Kích chuột vào vị trí móng, xuất hiện bảng: Làm tương tự như vậy cho các vị trí khác. Lưu ý: Các công việc được tính từ mặt phẳng làm việc đang xét đến mặt phẳng làm việc phía dưới.  Chọn mặt phẳng làm việc (WP), y = -1.20 Làm tương tự như mặt phẳng y = 0.00 Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 16 Làm tương tự như vậy cho các vị trí khác.  Chọn mặt phẳng làm việc (WP), y = -2.00 Làm tương tự như mặt phẳng y = 0.00 Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 17 Làm tương tự như vậy cho các vị trí khác.  Phase 2: Thi công cọc, t = 1day  Chọn mặt phẳng làm việc (WP), y = -0.00 Kích chuột vào vị trí cọc, xuất hiện màn hình: Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 18 Chọn Change, xuất hiện bảng: Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 19 Chọn Cọc BTCT, OK. Sau khi gán 1 múi cọc. Cọc sẽ chuyển từ hình nền MÀU XANH  MÀU TRẮNG. Lưu ý: Trên một mặt phẳng làm việc, cọc gồm có 4 múi, cần phải CHANGES 4 LẦN. Sau khi gán toàn bộ các cọc. 1 múi cọc sau khi được gán vật liệu. Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 20  Chọn mặt phẳng làm việc (WP), y = -1.20 Làm tương tự như trên.  Chọn mặt phẳng làm việc (WP), y = -2.00 Làm tương tự như trên. Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 21 Làm tương tự như vậy cho các vị trí khác.  Chọn mặt phẳng làm việc (WP), y = -15.0 Làm tương tự như trên.  Phase 3: Đào đất hố móng, t = 1day  Chọn mặt phẳng làm việc (WP), y = 0.00 Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 22 Chọn OK. Làm tương tự như vậy cho các vị trí khác. Sau khi đào đất xong. Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 23  Chọn mặt phẳng làm việc (WP), y = -1.20 Làm tương tự như trên.  Phase 4: Thi công đài cọc, t = 0.5day  Chọn mặt phẳng làm việc (WP), y = -2.00 Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 24 Làm tương tự như vậy cho các vị trí khác. Sau khi thi công xong đài cọc.  Phase 5: Tác dụng tải trọng lên chân cột, t = 35days  Chọn mặt phẳng làm việc (WP), y = -2.00 Kích chuột vào vị trí đặt tải tại chân cột.  Chọn điểm để xuất các biểu đồ quan hệ (nếu thấy cần thiết).  Chọn Calculate để giải bài toán. Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 25 Tiến trình giải bài toán Sau khi giải xong. Xuất các kết quả cho Phase 5 (TÁC DỤNG TẢI TRỌNG). Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 26 Biến dạng tổng thể khu vực xây dựng Moment uốn M22 của đài cọc (Lấy các giá trị cực trị để tính thép) Lưu ý: Để xem nội lực phần tử Floors: Chọn WP chứa phần tử Floors, rồi kích vào khu vực chứa phần tử Floors. Xem kết quả ở các WP Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 27 Moment uốn M11 của đài cọc (Lấy các giá trị cực trị để tính thép) Chuyển vị đứng Uy của đài cọc Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 28 Chuyển vị đứng Uy tại mặt phẳng mũi cọc Ứng suất hữu hiệu trung bình, p’ tại mặt phẳng đáy đài cọc Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 29 Biểu đồ quan hệ giữa thời gian và chuyển vị đứng tại một vị trí trong nền