Nghiên cứu khả năng ứng dụng phần mềm Plaxis-3D trong phân tích tương tác kết cấu móng đất nền làm việc đồng thời

Bài viết trình bày việc so sánh kết quả nội lực moment và lực cắt giữa phần mềm PLAXIS 3D với kết quả phân tích từ phần mềm ETABS. Từ đó có thể thấy được khả năng ứng dụng phần mềm PLAXIS 3D trong việc phân tích và thiết kế công trình có xét đến tương tác hệ kết cấu móng-đất nền làm việc đồng thời.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khả năng ứng dụng phần mềm Plaxis-3D trong phân tích tương tác kết cấu móng đất nền làm việc đồng thời NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PLAXIS 3D TRONG PHÂN TÍCH TƯƠNG TÁC KẾT CẤU-MÓNG-ĐẤT NỀN LÀM VIỆC ĐỒNG THỜI HOÀNG NGỌC TRIỀU*,**, LÊ BÁ VINH*,** Research on the possibility of Plaxis 3D for analysing interaction of the superstructure-foundation-soil system working together Abstract: Over the last few years, the design works have been seperated from the design of superstructure and the foundation system. The special structure softwares are often used to analyze the behaivour and design the struture above with the model which assumes that the supperstructure is fixed at the foot of the reinforced concrete columns and core walls. In this design concept, assuming the above structures fixed at the base means that the building is built on hard ground (without settlement) and does not really simulate the true behaviour of the building. The reason is that the ground is not completely hard which results in irregular settlement of the ground. This settlement between coulumns will lead to the increasing internal force values in the superstructure above. The reason for the conventional concept has been used up to now is that it is difficult to model a whole system including supperstructure, foundation system and soil to ananlyze the soil-structure interaction. However, today as a result of the development of finite element software, this problems can be solved. In this study, PLAXIS 3D will be used to ananlyse the behaviours of the superstructure-foundation- soil system working together. After analysis, the results of calculating the settlement according to the construction time, the results of the raft-pile load distribution and the vertical force values in the piles were compared with the field-measured values to prove the reliability of PLAXIS 3D finite element software for simultaneous analysis of superstructure-foundation-soil system behavior. Keywords: soil-structure interaction, fixed-base, PLAXIS 3D, reliability, superstructure-foundation-soil system behavior. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * bài toán thiết kế. Từ trước đến nay, một công Ngày nay, cùng với sự phát triển ngày càng trình xây dựng khi thiết kế thường được tách nhanh của các thành phố trên thế giới dẫn đến riêng giữa thiết kế kết cấu bên trên và thiết nhu cầu các công trình xây dựng ngày càng kế hệ móng-đất nền bên dưới. Phần mềm phát triển về số lượng và chiều cao. Do đó ETABS thường được sử dụng để phân tích công tác thiết kế cũng ngày càng phát triển ứng xử và thiết kế kết cấu bên trên với sơ đồ không ngừng để đảm bảo các công trình xây tính xem kết cấu ngàm tại chân cột, vách. Sau dựng không chỉ đảm bảo an toàn cho người sử đó, các giá trị phản lực tại chân cột, vách này dụng mà còn hướng đến mục đích tối ưu hóa được sử dụng để phân tích và thiết kế hệ móng-đất nền bên dưới. Trong quan niệm * thiết kế này, việc xem kết cấu bên trên ngàm Bộ môn Địa cơ - Nền móng, Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM tại chân cột đồng nghĩa với việc giả sử công ** Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh. trình được xây dựng trên nền đất cứng Tác giả liên hệ: trieuhn@hcmut.edu.vn 76 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2020 (không biến dạng) và không thực sự mô phỏng đúng ứng xử thật của công trình do thực tế nền đất không hoàn toàn cứng dẫn đến độ lún không đều của nền đất. Độ lún lệch này sẽ dẫn đến giá trị nội lực trong khung có sự sai khác nhiều so với ứng xử thực tế của công trình. Sở dĩ cách tính riêng rẽ từng phần từ trước đến nay vẫn được sử dụng vì việc giải quyết tính toán sự làm việc chung đồng thời giữa kết cấu-móng- đất nền còn gặp nhiều khó khăn. Ngày nay, cùng với sự phát triển của các phần mềm phần tử hữu hạn ứng dụng trong xây dựng việc phân tích hệ kết cấu-móng-đất nền làm việc đồng thời đã được đơn giản hóa, một trong số đó là phần mềm PLAXIS 3D. Trong nghiên cứu Hình 1: Công trình Messeturm Tower này, phần mềm PLAXIS 3D sẽ được sử dụng để phân tích ứng xử hệ kết cấu-móng-đất nền làm việc đồng thời cho công trình Messesturm Tower. Các ứng xử của hệ móng- đất nền gồm độ lún nền, sự phân chia tải giữa bè-cọc và giá trị nội lực trong cọc sẽ được so sánh giữa kết quả tính toán với giá trị quan trắc thực tế để từ đó thấy được khả năng ứng dụng của phần mềm PLAXIS 3D. Ngoài ra, để chứng minh mức độ tin cậy của phần mềm PLAXIS 3D trong việc phân tích ứng xử của hệ kết cấu bên trên, nghiên cứu này cũng so sánh kết quả nội lực moment và lực cắt giữa phần mềm PLAXIS 3D với kết quả phân tích từ phần mềm ETABS. Từ đó có thể thấy được khả năng ứng dụng phần mềm PLAXIS 3D trong việc phân tích và thiết kế công trình có xét đến tương tác hệ kết cấu- móng-đất nền làm việc đồng thời. 2. CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU MESSETURM TOWER 2.1. Tổng quan công trình Messeturm Tower là tòa nhà chọc trời ở thành phố Frankfurt am Main nước Đức. Công trình được xây dựng năm 1990 và là tòa nhà cao thứ hai của Đức với tổng chiều cao 257 m gồm 63 tầng nổi và 2 tầng hầm. Hình 2: Mặt cắt đứng công trình [4] ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2020 7 ...