Hướng dẫn tính toán móng băng trong ETAB

Mơ hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB GVHD: Nguyễn Thanh Tú 1 ĐỀ BÀI Móng băng của một chung cư 4 tầng hành lang giữa có chiều dài L= 19,6m, còn tiết diện, kích thước móng băng và tải trọng cụ thể như hình sau: Móng băng này được tính toán với quan niệm dầm trên nền đàn hồi Winkler và giả sử có trước hệ số nền K = 540 T/m3 Bước 1: Chọn số lượng lò xo, và tính độ cứng của các lò xo: Bài toán mô phỏng nền đàn hồi với 65 lò xo và móng được chia thành 64 phần tử (đoạn) như hình vẽ trên: (Hình vẽ chỉ vẽ một nửa móng, vì đây là móng đối xứng) Quy đổi hệ số nền K0 = 540 T/m3 về độ cứng của các lò xo ta tính toán như sau: Hình vẽ dưới đây thể hiện mặt đất tại bề mặt đáy của móng băng Mơ hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB GVHD: Nguyễn Thanh Tú 2 Từ đó ta quan niệm rằng: + Lò xo số 1 đại diện cho vùng đất có diện tích A1 = 1.5 x 0.1625 + Lò xo số 2 đại diện cho vùng đất A2 = 1.5 x 0.325 + Tương tự cho các lò xo số 3 và số 4 …v v… Như vậy độ cứng của các lò xo sẽ là: K1= K65 = K0 x A1= 540 x (1.5 x 0.1625) ≅ 132 T/m K2 = K3 = K4 = K30 = K31 = K32 = K33 = 540 x(1.5 x 0.325) ≅ 264 T/m K 5 = K 29 = K 0 x A 5 = 540 x[1.5 x (0.325/2+0.3/2)] ≅ 253 T/m K6 = K7 = K8=…=K28= 540 x (1.5 x 0.3) = 243 T/m Do tính đối xứng nên độ cứng các lò xo của một nửa móng băng còn lại tính tương tự. Bước 2: Quy đổi moment quán tính tiết diện móng băng về tiết diện chữ nhật: Đầu tiên tìm trọng tâm theo nguyên tắc cân bằng moment tónh: Moment tónh của các tiết diện nhỏ lấy đối với trục nằm ở đáy móng băng : S1= 300 x 700 x 700/2 = 735x105 mm3 S2 = [(600 x 300)/2]x (200 + 300/3) = 270x105 mm3 S3 = 600 x 200 x 200/2 = 120x105 mm3 Như vậy moment tónh của tiết diện móng băng này là: S = S1 + 2S2 + 2S3 = 1515x105 mm3 Diện tích của tiết diện móng băng: A= 300x700 + 2x600x200 + 2x(600x300/2) = 6.3x105 mm2 Vậy chiều cao trọng tâm tính từ đáy của móng băng là: y = S/A = 1545/6.3 ≅ 240.5 mm ≅ 24 cm Từ đây moment quán tính của tiết diện móng băng sẽ là: Moment quán tính của tiết diện số 1 đối với trục đi qua trọng tâm móng: J1 = J01 + (yc1)2. F1 = 30x 703/12 + (70/2 - 24.5)2x30x70 = 1089025 cm4. Tương tự: J2 = J02 + (yc2)2. F2 = 60x303/36 + (30 - 24.5)2x60x30/2 = 72225 cm4. J3 = J03 + (yc3)2. F3 = 60x203/12 + (10 - 24.5)2x60x20 = 292300 cm4. ⇒ J = J1 +2J2 + 2.J3 =1089025 + 2x72225 + 2x292300 = 1818075 cm4. Quy đổi về tiết diện hình chữ nhật có cùng moment quán tính: Mơ hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB GVHD: Nguyễn Thanh Tú 3 Hình chữ nhật lấy chiều cao H = 0.7 m (cùng chiều cao móng) ⇒ b = 12x1818075/(70)3 =63.6 cm ≅ 64 cm MÔ HÌNH BẰNG ETAB 1. Tạo lưới: Khởi động ETAB, hiệu chỉnh đơn vò Khởi tạo mô hình: Chọn File → New model hoặc click Choose.edb: Tạo một mơ hình mới, sử dụng các định nghĩa có sẵn trong 1 file Etabs trước đây, chứa trong một thư mục nào đó. Default.edb: Tạo một mơ hình mới, sử dụng các định nghĩa có sẵn trong 1 file Etabs trước đây, chứa trong thư mục chứa file.exe của Etabs No: Khởi tạo một mơ hình mới, sử dụng các định nghĩa của Etabs (ta sẽ tự định nghĩa lại) Mụ hỡnh múng bng trờn nn n hi bng ETAB GVHD: Nguyn Thanh Tỳ 4 Hiu chnh ủng li coự th voõ Edit Edit Gird Data Edit gird Modify/Show System Hiu chnh chiu cao tng coự th voõ: EditEdit Story Data Edit Story. 2. c trng vt liu Chn Define Material Properties hoc nhp chut vaứo biu tng 3. c trng tit din Tit din dm Chn Define Frame Section hoc nhp chut vaứo biu tng 4. Moõ hỡnh caực phn t Mụ hỡnh phn t dm Chn ch ủ Duứng Draw > Draw Line Objects > Draw Lines (Plan, Elve, 3D) hoc click chn hoc ủ v dm. Mô hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB GVHD: Nguyễn Thanh Tú 5 Chia nhỏ caùc phần tử dầm:  Chọn 2 dầm bieân (dầm coù chiều daøi 1.3m) Edit→ Divide Line  Thực hiện tương tự: chia 2 dầm coù chiều daøi 7.2m thaønh 24 phần tử bằng nhau, dầm daøi 2.6m thaønh 8 phần tử bằng nhau. 5. Khai baùo tải trọng Define →Static Load Cases hoặc nhấp chuột vaøo 6. Khai baùo tổ hợp tải trọng: Define → Load Combinations hoặc nhấp chuột vaøo Mơ hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB GVHD: Nguyễn Thanh Tú 6 7. Gán tải trọng tác dụng: Tải trọng tác dụng Tĩnh tải: Giả sử ta chọn độ sâu chôn móng là 1.5m. Chọn γtb =22 kN/m 3 . Như vậy áp lực phân bố do trọng lượng bản thân móng và lớp đất nằm trên móng là: p = 22 x 1.5 = 33 kN/m 2 Nhân cho bề rộng móng ta có tải phân bố trên một đơn vò chiều dài: q = 33 x 1.5 = 49.5 kN/m Chọn tất cả các dầm: Assign → Frame/Line Loads →Distributed Hoạt tải : Như yêu cầu đđề. Chọn nút cần gán tải trọng: Assign→ Joint/ Point Loads →Force Mơ hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB GVHD: Nguyễn Thanh Tú 7 8. Khai báo số mặt cắt đưa ra kết quả nội lực Hiển thị tất cả các phần tử. chọn all để chọn tất cả các đối tượng đường Assign → Frame/Line →Frame Output Station 9. Đánh lại nhãn (label) của các đối tượng Chọn all, Edit →Auto Relabel all →OK 10. Khai báo liên kết với đất: Gán lò xo cho các nút: Cho hiện tất cả các nút Mơ hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB GVHD: Nguyễn Thanh Tú 8 Chọn nút 1, 65 Chọn Assign→ Joint/Point→ Point Springs Tương tự cho các nút còn lại Những nút có cùng độ cứng lò xo ta có thể chọn theo kiểu Window cho nhanh K2 = K3 = K4 = K30 = K31 = K32 = K33 = K34 = K35 = K36 = K62 = K63 = K64 ≅ 2640 kN/m K5 = K29 = K37 = K61 ≅ 2530 kN/m K6 = K7 = K8=…=K28 = K38 = K39=…=K60 = 2430 kN/m Gán liên kết với đất Chọn tất cả các nút Chọn Assign→ Joint/Point→ Restrains (Support) Mô hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB GVHD: Nguyễn Thanh Tú 9 11. Khai baùo soá bậc tự do của dao ñộng Click menu Analyze > Set Analysis Options … > hộp thoại Analysis Options xuất hiện 12. Giải bài toán Anylyze → Run analysis hoặc nhấn F5 . bằng ETAB GVHD: Nguyễn Thanh Tú 3 Hình chữ nhật lấy chiều cao H = 0.7 m (cùng chiều cao móng) ⇒ b = 12x1818075/(70)3 =63.6 cm ≅ 64 cm MÔ HÌNH BẰNG ETAB 1. Tạo lưới: Khởi động ETAB, . file Etabs trước đây, chứa trong một thư mục nào đó. Default.edb: Tạo một mơ hình mới, sử dụng các định nghĩa có sẵn trong 1 file Etabs trước đây, chứa trong thư mục chứa file.exe của Etabs. Etabs No: Khởi tạo một mơ hình mới, sử dụng các định nghĩa của Etabs (ta sẽ tự định nghĩa lại) Mụ hỡnh múng bng trờn nn n hi bng ETAB GVHD: Nguyn Thanh Tỳ 4 Hiu chnh ủng li coự th voõ