GIÁO TRÌNH TIN HỌC ỨNG DỤNG NGÀNH XÂY DỰNG 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHOA ĐIỆN, ĐIỆN TỬ - CƠ KHÍ & XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH (TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ) BIÊN SOẠN: NGUYỄN MẠNH TRƯỜNG Email: nguyenmanhtruong@dntu.edu.vn Đồng Nai, tháng 8/2016 3/22/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHOA ĐIỆN, ĐIỆN TỬ - CƠ KHÍ & XÂY DỰNG - PHẦN CƠ BẢN BIÊN SOẠN: NGUYỄN MẠNH TRƯỜNG Email: nguyenmanhtruong@dntu.edu.vn Đồng nai, tháng 8/2016 - Đây phần mềm dựa thuật toán phần tử hữu hạn, nhiên có nhiều cải tiến đáng kể nhằm tăng tốc q trình tính tốn nhập số liệu đầu vào - Phần mềm Etabs sử dụng để phân tích kết cấu cơng trình xây dựng dân dụng, cơng nghiệp, đặc biệt nhà cao tầng Nói khơng có nghĩa Etabs giải tốn phân tích kết cấu cho nhà cao tầng, mà cần hiểu Etabs trang bị công cụ để thực việc phân tích kết cấu nhà cao tầng cách thuận lợi (so với sản phẩm khác hãng CSI) - Việc phân tích kết cấu cuối nhằm mục đích tìm nội lực (dùng để thiết kế cốt thép), phản lực (dùng để thiết kế móng), giá trị chuyển vị (dùng để kiểm tra kết cấu trạng thái giới hạn điều kiện sử dụng) Etasb thừa nhận chuẩn cơng nghiệp cho phần mềm Phân tích Thiết kế Cơng trình Ngày nay, phần mềm quen thuộc với kỹ sư xây dựng trường học Trang GIỚI THIỆU 3/22/2017 GIỚI THIỆU Các phần mềm phân tích kết cấu hãng CSI Trang https://www.csiamerica.com/ CSI Bridge: tính tốn cầu CSI Sap 2000: tính tốn kết cấu phức hợp CSI Etabs: Tính tốn nhà cao tầng CSI Safe: Tính tốn sàn CSI Perform-3d: Phân tích kháng chấn, động đất CSI Col: Tính toán cột I Giới thiệu Etabs Trang Giao diện khởi động 3/22/2017 I Giới thiệu Etabs Trang Giao diện làm việc Công cụ New (Ctr+N) Open (Ctr O) Save (Ctr+S) Save as (Ctr+S) Import Export Print Setup Print Preview for… Print Graphic Print Table Capture Enhanced… Capture DXF… Capture Picture Ý nghĩa Tạo dự án Mở dự án có Lưu dự án Lưu dự án với tên khác Nhập liệu từ phần mềm khác Xuất liệu phần mềm khác Cài đặt in ấn Xem chế độ in hình đồ họa In hình đồ họa In bảng kết Trang Menu File II Những thích cho menu Các chế độ in ảnh hỗ trợ in ấn, trình bày thuyết minh 3/22/2017 Công cụ Undo (Ctr+Z) Redo (Ctr+Y) Cut (Ctr+X) Copy (Ctr+C) Paste (Ctr+V) Delete Add to model… Replicate Edit Grid data Edit Story data Edit Ref Planes Edit Ref Lines Ý nghĩa Hủy bỏ thao tác vừa thực Khôi phục thao tác vừa thực Cắt đối tượng, nhóm đối tượng Sao chép đối tượng Dán đối tượng Xóa đối tượng Thêm vào mơ hình có sẵn Các kiểu chép đối tượng Chỉnh sửa liệu lưới trục Chỉnh liệu cao độ Thêm, bớt mặt Thêm, bớt đường phụ Trang Menu Edit II Những thích cho menu Merge Points Align Points/… Move Points/… Expand/Shrink… Merge Areas Mesh Areas Joint Lines Divide Lines Extrude Point to… Extrude Line to… Gộp nút lại Hiệu chỉnh nút, thanh, đối tượng Dịch chuyển nút, thanh, đối tượng Kéo dãn phần tử Gộp phần tử Chia phần tử Nối phần tử Chia phần tử Hiệu chỉnh nút tới đối tượng Hiệu chỉnh đối tượng thành mặt Auto Relabel All Tự động đặt tên cho điểm, đường, vùng Trang Menu Edit II Những thích cho menu 3/22/2017 Cơng cụ Set 3D View Set Plan View Set Elevation View Set Building Limits Set Building Option Rubber Band Zoom Resrore Full View Previous Zoom Zoom in one Step Zoom out one Step Pan Ý nghĩa Tạo góc nhìn 3D Tạo mặt muốn quan sát Tạo mặt đứng muốn quan sát Tạo số tầng quan sát giới hạn Thiết lập giới hạn hiển thị mà người dùng cần Xem theo vùng Xem tồn hình Quay trở lại view nhìn trước Phóng lớn hình Thu nhỏ hình Di chuyển hình Trang Menu View II Những thích cho menu Cơng cụ Measure Change Axes… Show Selection… Show All Save Custom View Show Custom View Refresh View Create OpenGL… Ý nghĩa Đo kích thước, chu vi góc Thay đổi hệ trục tọa độ Hiển thị mơ hình vùng chọn Hiển thị tồn hình Lưu khung nhìn tự chọn Xem khung nhìn tự chọn Cập nhật thay đổi Tạo phối cảnh kết cấu với công nghệ tạo ảnh OpenGL Trang 10 Menu View II Những thích cho menu 3/22/2017 Cơng cụ Ý nghĩa Material Properties Thiết lập thông số vật liệu Frame Sections Wall/Slab/Deck… Diaphragms Groups Sections Cuts Khai báo tiết diện phần tử Khai báo tiết diện phần tử Khai báo chọn phần tử tâm cứng Tạo vàn quản lý kết cấu theo nhóm Chọn mặt cắt cần xuất nội lực Static Load Cases Khai báo tải trọng tác dụng lên cơng trình Load Combinations Khai báo tổ hợp tải trọng có khả xuất cơng trình Mass Soure Khai báo khối lượng gây dao động cho cơng trình Trang 11 Menu Define II Những thích cho menu Cơng cụ Select Object Reshape Object Draw Point Objects Ý nghĩa Chọn đối tượng Thay đổi tọa độ Vẽ nút Draw Line Objects Vẽ phần tử Draw Areas Objects Vẽ phần tử Draw Developed Vẽ mặt phẳng định nghĩa Draw Section Cut Vẽ mặt cắt Draw Dimension Line Đo kích thước đường thẳng Draw Ref Point Snap to Vẽ điểm phụ Lựa chọn kiểu bắt điểm đối tượng Trang 12 Menu Draw II Những thích cho menu 3/22/2017 Công cụ at Pointre/in Window Intersecting Line on XY Plan on XZ Plan on YZ Plan by Group by Frame Sections by Wall/Slab/Deck… by Link Properties by Line Object Type by Area Object Type Ý nghĩa Chọn đối tượng theo điểm vùng Chọn đường thẳng Chọn đối tượng mặt phẳng XY Chọn đối tượng mặt phẳng XZ Chọn đối tượng mặt phẳng YZ Chọn nhóm định nghĩa Chọn theo tiết diện khai báo Chọn theo tiết diện khai báo Theo đối tượng link Theo chủng loại đối tượng Theo chủng loại đối tượng Trang 13 Menu Select II Những thích cho menu Công cụ Ý nghĩa by Pier ID, by Spandrel ID Theo đối tượng dạng sử dụng cho kiểu vách cứng by Story Level All Chọn đối tượng theo tầng Chọn tất đối tượng Invert Chọn đảo đối tượng chưa chọn mơ hình Deselect Hủy chọn đối tượng Get Previous Selection Chọn lại đối tượng chọn trước Clear Selection Hủy chọn tất đối tượng chọn trước Trang 14 Menu Select II Những thích cho menu 3/22/2017 Cơng cụ Joint/Point Frame/Line Shell/Area Joint/Point Loads Ý nghĩa Gán nút, điểm Gán thanh, đường Gán phần tử Gán tải trọng cho nút, điểm Frame/Line Loads Gán tải trọng cho Shell/Area Loads Group Names Gán tải trọng cho Gán theo nhóm Clear Display of… Làm vùng, ký hiệu gán Copy Assign Paste Assign Sao chép thuộc tính gán Dán thuộc tính chép Trang 15 Menu Assign II Những thích cho menu Công cụ Ý nghĩa Set Anslysis Options Chọn thơng số để phân tích Check Model Kiểm tra lỗi liên kết trước tiến hành chạy chương trình Run Analyze (F5) Tiến hành phân tích kết cấu Calculate Diaphragm… Tính tốn tâm cứng Trang 16 Menu Analyze II Những thích cho menu 3/22/2017 Cơng cụ Ý nghĩa Show Undeformed… Hiển thị đối tượng trạng thái ban đầu Show Loads Hiển thị lực tác dụng lên phần tử Show Deformed… Xem chuyển vị Show Mode Shape Xem dạng dao động Show member Forces… Xem nội lực Show Table Hiển thị giá trị nội lực dạng bảng Trang 17 Menu Diplay II Những thích cho menu Cơng cụ Ý nghĩa Steel Frame Design Thiết kế khung thép Concrete Frame Design Thiết kế bê tông cốt thép Composite Beam Design Thiết kế dầm làm vật liệu Composite Steel Joint Design Thiết kế phần thép Shear Wall Design Thiết kế tường chịu cắt Trang 18 10 Menu Design II Những thích cho menu • Đoạn dầm Đoạn dầm Trang • Đoạn dầm Trang BÀI TẬP 7: DÀN THÉP PHẲNG Vật liệu: Thép CT3 (Tiết diện 2LCD 50x5) có thơng số hình: Tải trọng tác dụng: Tĩnh tải - Trọng lượng tơn sóng dày 0,4mm: 3,77 kG/m2 - Trọng lượng xà gồ: 13,3 kG/m - Trọng lượng giàn mái hệ giằng: 7,2 kG/m2 Tất trọng lượng trường hợp tĩnh tải quy lực tập trung tác dụng nút dàn, cụ thể: Trang 10 Nút giữa: - Trọng lượng tôn = 1,1 x 3,77 kG/m2 x m x 1,25 m = 31,1 kG - Trọng lượng xà gồ = 1,1 x 13,3 kG/m x m = 79,8 kG - Trọng lượng dàn, giằng = 1,1 x 7,2 kG/m2 x 6m x1,25 m = 59,4 kG Tổng G2 = 170 kG Nút biên: G1 = G2/2 = 85 kG Hoạt tải Nút giữa: P2 = 1,3 x 35 kG/m2 x 6m x 1,25 m = 341 kG Nút biên: P1 = P2/2 = 171 kG Các trường hợp tải trọng - TT: Tĩnh tải (Bỏ qua trọng lượng thân n = 0) - HTTRAI: Hoạt tải nửa dàn trái - HTPHAI: Hoạt tải nửa dàn phải Các trường hợp tổ hợp tải trọng Tên tổ hợp Cấu trúc tổ hợp Dạng tổ hợp COMB1 COMB2 COMB3 COMB4 TT+HTTRAI TT+HTPHAI TT+HTTRAI+HTPHAI COMB1+COMB2+COMB3 ADD ADD ADD ENVELOPE Lưu ý: Trong tính tốn dàn thép tính lực dọc thanh, cần phải giải phóng liên kết moment đầu (Thanh đầu khớp) Trang 11 BÀI TẬP 8: KHUNG KHÔNG GIAN ĐƠN GIẢN Nhà BTCT tầng - Tầng cao 4.5 m, tầng cịn lại cao 3.3 m - Bêtơng M250 (B20), Eb=2,7e6 - Kích thước tiết diện: Dầm 200x400; cột 200x400; Sàn dày 120 mm Các trường hợp tải trọng Tĩnh tải: - Trọng lượng thân kết cấu (ng = 1.1); - Các lớp hoàn thiện sàn: 125 kG/m2 (sàn 1, 2, 3) 230 kG/m2 (sàn mái) - Trọng lượng tường xây phân bố dầm tầng 1, 2, 3: 1T/m (dầm biên) 0.5 T/m (dầm giữa) Hoạt tải sử dụng: - p =240 kG/m2 (sàn 1, 2, 3) 100 kG/m2 (sàn mái) - Hoạt tải gió: TP.HCM (W0 = 83 kG/m2), địa hình dạng B (Phần hướng dẫn tính lớp) Ghi chú: Lưu ý phương chịu lực tiết diện với phương chịu lực cơng trình Trang 12 Mặt mặt cắt cơng trình Mặt bố trí dầm sàn Mặt cắt ngang trục cơng trình Trang 13 Các trường hợp tải trọng Trọng lượng thân: TLBT (ng = 1,1) Các lớp hoàn thiện sàn: CTAO Tải trọng tường xây: TUONG Hoạt tải sử dụng: HTAI Tải trọng gió X: GIOX Tải trọng gió Y: GIOY Tên tổ hợp TT COMB1 COMB2 COMB3 COMB4 COMB5 THBAO Cấu trúc tổ hợp TLBT + CTAO+ TUONG TT + HT TT + GIOX TT + GIOY TT + 0,9 (HT + GIOX) TT + 0,9 (HT + GIOY) COMB1,…,COMB5 Dạng tổ hợp ADD ADD ADD ADD ADD ADD ENVELOPE Trang 14 BÀI TẬP 9: NHÀ CAO TẦNG Mặt cơng trình Một cơng trình có mặt hình vẽ, gồm 15 tầng tầng hầm, chiều cao tầng 3,5m, tầng hầm cao 3m Giả thiết tường gạch xây tất dầm, tường dày 200 - Vật liệu: Bê tơng mác 300 có Eb = 2,85e6 T/m2, hệ số Poisson’s = 0,2 - Tải trọng: tĩnh tải lớp hoàn thiện lên sàn 0,15 T/m2 Hoạt tải tính tốn sàn làm việc 0,24 T/m2; hoạt tải sàn mái 0,09 T/m2 Tĩnh tải tường tác dụng lên dầm: 1,05 T/m - Chọn sơ kích thước tiết diện: sàn dày 150; dầm bxh = 300x600; vách dày 250 Base-Story3 Story3-Story6 800x800 700x700 Các trường hợp tải trọng: TT: Tĩnh tải HT: Hoạt tải GIOX: Gió theo phương X GIOXX: Gió ngược phương X GIOY: Gió theo phương Y GIOYY: Gió ngược phương Y Bảng kích thước cột Story6-Story9 Story9-Story12 600x600 500x500 Story12-Story15 400x400 Trang 15 Các trường hợp tổ hợp tải trọng: Trang 16 Bài tập 10 – Nhà cao tầng Một cơng trình có mặt hình vẽ, gồm 18 tầng tầng hầm, chiều cao tầng 3,6m, tầng hầm cao 4,2m, tầng TUM cao 2m Giả thiết tường gạch xây tất dầm, tường dày 200 - Vật liệu: Bê tơng B40 có Eb = 3,6E6 T/m2, hệ số Poisson’s = 0,2 - Tải trọng: tĩnh tải lớp hoàn thiện lên sàn 0,15 T/m2 Hoạt tải tính tốn sàn làm việc 0,24 T/m2; hoạt tải sàn mái 0,09 T/m2 Tĩnh tải tường tác dụng lên dầm: 1,5 T/m - Chọn sơ kích thước tiết diện: sàn dày 150; dầm bxh = 300x700; vách hầm dày 300, vách thang máy dày 250 Bảng kích thước cột Story1-Story7 Story8-Story14 Story14-Story20 1200x1200 1000x1000 800x800 Mặt tầng Story 1, Story Mặt tầng Story 3, Story 20 Mặt tầng TUM Bài tập 11 – Nhà cao tầng Một cơng trình có mặt hình vẽ, gồm 20 tầng tầng hầm, chiều cao tầng 3,6m, tầng hầm cao 4,5m, tầng TUM cao 2m Giả thiết tường gạch xây tất dầm, tường dày 200 - Vật liệu: Bê tơng B40 có Eb = 3,6E6 T/m2, hệ số Poisson’s = 0,2 - Tải trọng: tĩnh tải lớp hồn thiện lên sàn 0,15 T/m2 Hoạt tải tính toán sàn làm việc 0,24 T/m2; hoạt tải sàn mái 0,09 T/m2 Tĩnh tải tường tác dụng lên dầm: 1,5 T/m - Chọn sơ kích thước tiết diện: sàn dày 150; dầm 6m 300x600; dầm 9m 350x750 vách hầm dày 300, vách thang máy dày 250 Bảng kích thước cột Story1-Story8 Story9-Story16 Story17-Story22 1200x1200 1000x1000 800x800 Mặt Story 1, Story Mặt Story đến Story 22 Mặt tầng TUM ... 3/22/2017 Cơng cụ Undo (Ctr+Z) Redo (Ctr+Y) Cut (Ctr+X) Copy (Ctr+C) Paste (Ctr+V) Delete Add to model… Replicate Edit Grid data Edit Story data Edit Ref Planes Edit Ref Lines Ý ngh? ?a Hủy bỏ thao... từ vào Danh sách kiểu tiết di? ??n (chữ nhật, C, I, hộp, ống ) Hiệu chỉnh tiết di? ??n khai báo Xóa tiết di? ??n khai báo Trang 45 Phần mềm cung cấp cho người sử d? ??ng nhiều loại tiết di? ??n có hình d? ?ng,... với d? ?? án Đặc trưng hình học cho cấu kiện Tên tiết di? ??n Những đặc trưng tiết di? ??n H.số nhân giá trị đặc trung hình học Loại vật liệu cho tiết di? ??n Kích thước tiết di? ??n Depth (t3): Chiều cao Width