Một số ví dụ cơ bản Thực hành phân tích và thiết kế kết cấu bằng phần mềm ETABS

tài liệu được Thầy Nguyễn Hữu Anh Tuấn biên soạn với các ví dụ cơ bản để ứng dụng phần mềm Etabs v8. Kết hợp với các lý thuyết cơ bản phục vụ một bài toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép và kết cấu thép.

Trang 1

NGUYÊN HỮU ANH TUẤN t

KHOA XÂY ĐỰNG - ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

Trang 2

Ví dụ mở đầu Mặt bằng cột, dầm sàn Mô hình kết cấu :

Nha BTCT 4 tang Téng 1 cao 4.5m, mỗi tẳng còn lại cao 3.3m Bêtông M250

Kích thước tiết diện : Dim 200x400; Cot 200x400; Sàn dày 120mm

CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG

(1) Tinh tai:

* ‘Trong lutgng bản thân kết cấu (hệ số vượt tải = 1.1)

* Các lớp hoàn thiện trên sàn : 125 kG/mỶ (sàn 1, 2, 3) và 230 kG/m? (sàn mái)

* Trọng lượng tường xây phân bố đều trên dầm ting 1,2 và 3 :

1 T/m (dầm biên) và 0.5 T/m (dầm giữa) (2) Hoạt tải sử dụng : 240 kG/mỶ ( san 1, 2,3) va 100 kG/m? ( sàn mái ) (3) Hoạt tải gió : TP.HCM (Wo = 83 kG/m?), địa hình dạng B

Một số nội dung chính : i

* Sosdnh két quả phân tích 2 mô hình kết cấu sau :

~ Mô hình (1) Giống các phần mềm PTHH cổ điển, bản sàn được chia lướira nhiều phần tử nnhỏ liên kết với nhau tại các nút

-_ Mô hình (2) Mỗi ô sàn lớn là một đối tượng AREA, gần thuộc tính chia lưới tự động của ETABS

¢ Lam lai bai nay trong SAP2000, so sánh kết quả và nhận xét

Nguyễn Hữu Anh Tiến T1

Trang 3

Bài tập 2 Khảo sát chế độ chia lưới tự động kết hợp với ràng buộc biên Nhà BTCT 2 tầng, không đều nhịp Tầng 1 cao 4m, tầng 2 cao 3m Bêtông M250 Dam 200x400 Cột 200x300 Sàn dày 100mm Hệ dầm sàn vừa có dầm phụ, vừa có dầm chính, có thể chia lưới theo nhiều cách khác nhau, hoặc không cân chia

lưới gì cả mà áp dụng chế độ chia lưới

Trang 4

CÁC MÔ HÌNH KHẢO SÁT : mô hình 4 Clawa) mô hình ï AWW ao 8, ———a®_—— * ` (A2) pie | | aun 2E = GÀ T6 dima ee †- mô hình 5 | | *———' T (a vụ asa pony be’ co = toệcce4 )

Mô hình 1 : Chia lưới sàn theo nguyên tắc phần tử hữu hạn như các phần mềm cổ điển Lưu ý kích thước các ô sàn khác nhau, và có một số dầm phụ gác vào dầm chính Chia lưới phải chú ý đến sự chuyển tiếp, sao cho các phần tử chỉ giao nhau tại các nút Theo cách này thì sàn của 1

tầng nhà có thể chia thành 184 AREA ;

Mô hình 2 : Mỗi ô sin gidi han bdi 4 dim (ké ca dim phụ) là 1 AREA, các AREA có thể giao

nhau không tại nút Áp dụng chế độ chia lưới AREA tự động và ràng buộc biên của ETABS

“Theo cách này thì sàn của 1 tầng nhà có thể chia thành 7 AREA

Mô hình 3 : Giống mô hình 2, nhưng tạo cảm giác “khoa học” hơn bằng cách chia AREA sao cho các AREA chỉ giao nhau tại nút, nhưng vẫn để AREA kích thước lớn Áp dụng chế độ chia lưới AREA tự động và ràng buộc biên của ETABS Theo cách này thì sàn của 1 tầng nhà có thể chia

thanh 11 AREA

Trang 5

Mô hình 4 : Mô hình cả 1 tầng nhà chỉ bằng 1 AREA có hình chữ U Áp dụng chế độ chia lưới

AREA tự động và ràng buộc biên của ETABS

Mô hình 5 : Mô hình cả 1 tng nhà chỉ bằng 1 AREA hình chữ nhật được khoét lỗ bởi 1 AREA

khác có đặc trưng (property) la OPENING Ap dụng chế độ chia lưới AREA tự động và ràng

buộc biên của ETABS, Một số nội dụng chính

® - Giải 5 mô hình trên khi sàn chịu tải trọng phân bố đều bằng 500 kG/mỶ Làm lại với

SAP2000, so sánh 5 mô hình của ETABS với nhau và với mô hình của SAP2000, rút

ra những kết luận bổ ích cho công tác thiết kế nhanh trên ETABS

s Các khái niệm cẩn làm quen: chia lưới tự động, :`ng buộc theo đường, AREA có

nhiều cạnh (không phải tứ giác), ứng dụng của ARE; mang đặc trưng RON a a

Bài tập 3

Nghiên cứu cách mô tả đúng tải trọng tường bao che xây trên sàn (tải phân bố theo đường)

Đặt vấn đề :

- _ Thực tế thiết kế thường gặp trường hợp tường xây trực tiếp trên sàn mà không có

“ tường Phân tử tấm vỏ (Shell) thi lai chi cho nhập tải trọng tại nút hoặc trên diện tíc?:

- _ Cách xử lý thường thấy: quy tải tường thành tải phân bố đều trên tồn ơ sàn đề tính cho dễ và đáp ứng yêu cầu của phần mềm

-_ Nhận xét : rất có thể có sai số thiên về kém an toàn, đặc biệt khi sàn không phải cứng tuyệt đối để tránh tập trung ứng suất Cần tìm phương pháp chính xác hơn để mô tải tải tọng tác dụng theo 1 đường thẳng trên 1 mặt đỡ Vị trí tường (không phảidẩm)+ <= Mặt bằng cột, dầm sàn

Khung BTCT 1 tằng Dằm 20x40, cật 20x30, sàn dày 100 Bêtông M200

Nguyễn Hữu Anh Tuấn 4 _ETABS thực hành

Trang 6

Tường cách mép phải ô sàn sàn một khoảng 2m

Trọng lượng tường = 0.6 T/m Tổng trọng lượng tường = 0.6 x 4,5 = 2.7T

MƠ HÌNH : nghiên cứu 6 mô hình sau :

me của phần tử sàn (đã được chia nhỏ) mà tường đi qua

Mô tình 1 : ô sàn được mesh thành 30 AREA (6x5) Tường đi qua 6 nút, tải trong tập trung mỗi nút chịu là = 2.7 /6 = 0.45 T

* Mô hình 2 : ô sàn được mesh thành 60 AREA (12x10) aon đi qua 11 nút, tải trọng

tập trung mỗi nút chịu là = 2.7/11 (T)

* Mô hình 3 : ô sàn là 1 AREA, AutoMesh với khoảng cách lưới không quá 1m Trọng lượng tường quy thành lực phân bố đều trên diện tích ô sàn là 2.7 /(4.5x6) = 0.1 T/m? Cách làm này đơn giản —> có chính xác không ??

* Mô hình 4 : ô sàn là 1 AREA, AutoMesh với khoảng cách lưới không quá 1m Mô tả

thêm 1 dầm chìm (10x10em) bằng BTCT (theo chiều dày tường và chiểu dày sàn) “Trọng lượng tường quy thành lực phân bố đều trên chiều dài dầm chìm là 0.6 T/m

* Mô hình 5 : giống mô hình 4, vẫn dùng 1 AREA cho cả ô sàn, nhưng gán AutoMesh

mịn hơn với khoảng cách lưới không quá 0.5m Trọng lượng tường quy thành lực phân bố đều trên chiều dài dâm chìm BTCT là 0.6 T/m

Trang 7

Một số nội dung chínlt

Giải 6 mô hình trên so sánh kết quả : nội lực bản sàn; nội lực dầm, cột; phản lực gối

Chú ý : tập trung ứng suất không chỉ theo phương có tường mà còn theo phươg vuông

góc với tường Tải tường đổi ra phân bố đều trên toàn sàn cho sai số cả về nội lực bản

sàn lẫn nội lực khủng

e Các khái niệm cần làm quen: chia lưới tự động, tải tập trung, tải phân bố trên thanh dâm ảo

nnhau Khảo sát thêm nhiều trường hợp chiều dày sàn và tiết đần/ cột khác

Trang 8

GA bất, 5 S80 i | 170, MAx(1195, Fight Chk onary Shel Elemento detaded Soran «| ›› [BLĐBAL man mm xố vẽ

(Coxwmry Urea dae Sagan <n fae =1

Trang 9

| Chek on ony Lief dete ago

IB) "Plan Xyew - STORY1 - Elovation 4 Shear Force 2-2 Diagram (TUONG)

(Gok on ory Ure for dtaled agar GLOBAL

Trang 10

PRfptan View - STORY1 - Flevatlon 4 Shear Force 2-2Diagram_ (TUONG)

(ick on ary Line fr dead gran et eee eo)

Eick onary Le for dota dogar

óc với tường (hình dưới)

Moment khung song song với tường (hình trên) và khung vuông

Trang 11

a Sis}

mm,

‘Chek on ay Line for deta apa << [> [GLOBAL ci[femm =

Trang 12

Bài tập 4 Luyện tập dựng mô hình và nhập tải trọng = Nhà ở BTCT, 1 nhịp ngang, 4 nhịp dọc, 10 cội Khoảng cách từ mặt móng đến đà | kiểng là 1m | Chiểu cao tầng trệtlà 3.6m,

Chiểu cao lầu 1 và2là 3.4m, |

Chiều cao buồng thang là 2.4m | Cột trục 2,3,4 được bố trí chìm vào {fing doc day 200mm theo yéu cau kiến trúc Cột trục 1 và 5 thì vẫn bố | trí chiểu cao tiết diện theo phương | ngang nhà

Nếu muốn xét tải trọng gió thì tính

theo TP.HCM (vùng gió II-A), địa hình dạng C 4 2 3 4 5 4500 4500 5000 5000 KWACD

MAT BANG COT & DA KIENG

Tải trọng trên đà kiểng :tường dọc trục A và B là tường đặc dày 200mm Trục ] và 5 có tường

dày 200mm nhưng có lỗ cửa Các trục ngang ở giữa có tường ngăn dày 100ram có lỗ cửa Các

dầm phụ có tường ngăn phòng vệ sinh Nhớ nhập tải trọng do cầu thang tác dụng lên một

¡ đoạn (không hết nhịp} dầm chân thang { dùng cách nhập tải hình thang)

Trang 13

[Cov gor 26%(ee9 <—#®_ „<2009 > “Sa ân

| MẶT BẰNG ĐẦM SÀN LẦU 1

|

| Tải trọng lầu I :tường dọc dày 200mm Trọng lượng các tường ngang, tường ngăn Tải trọng

| do cầu thang Trọng lượng các lớp hoàn thiện cho sàn thường và sàn âm (phần ban-công)

Trang 14

sài A lạ

; = bu ( 3 DAM SA =- —

220 | Ay s Hays theo 4 Tp i

2% e4 Hoo ` cử việc ——

Tổ hợp tải trọng )5 v04 QTC + -s Von dài di gran 2 { il Re =_ Sas aici kg #4 ne te V Đi Nhà BTCT 6 tầng Í P4 Bêtơng M250 Khoảng cách từ mặt móng đến đà kiểng là 1.2m Chiểu cao ting trệt là 3.8m, các tầng còn lại là 3.3m Sàn dày 120mm Ô cầu thang bố trí giữa các trục 3-4-C-D, có dầm phụ đỡ cầu ¡ thang trên sàn Cầu thang dạng bản chịu lực Có thể dùng dầm chiếu nghỉ ở | ¡giữa chiểu cao ting cho cầu | thang phẳng, hoặc dùng cầu | thang xoắn gối lên 2 sàn liên | tiếp cùng được

Ngoài các tường gạch xây trên

dầm khung còn có một số

tường xây trên sàn

Hoạt tải san = 240 kG/m?

Trang 15

> MẶT BẰNG CỘT,DÂMSÀNTẦNG123 — Ghi chú : bố trí mặt bằng đà đà kiêng tương tự dầm sàn lầu l _ MẶT BẰNG cor, DAMSANTANG 4,5,6

Ghi chú : ô trống buông thang chỉ có d tang 4 và 5 Tầng 6 (mái) không c6 6 ithe

Trang 16

TĨNH TẢI Ẹ

~ Trọng lượng bản thân kết cấu (cột, dầm, sàn) —»cho ETABS tính với hệ số vượt tải 1.1 -_ Trọng lượng các lớp hoàn thiện trên sàn : cần phân biệt sàn thường, sàn khu vệ sinh (âm

hoặc không âm), sàn mái -> nhập thành tải phân bố trên AREA

- _ Trọng lượng tường xây : trên dầm (tải phân bố trên LINE), trên AREA (nếu không cần chính xác thì nhập phân bố đều trên AREA, nếu cần chính xác thì cho tải phân bố trên

một đoạn hoặc cả nhịp dầm ảo tại vị trí có tường)

- Các thành phân tải khác cần quan tâm (nếu có) : bổn nước mái,vv

HOẠT TẢI SỬ DỤNG

- Tùy yêu câu, có thể :

1 Chỉ xét trường hợp hoạt tải chất đây trên tất cả các ô sàn của tất cả các tâng

2 XéL2 trường hợp hoạt tải xếp kiểu ô cờ kết hợp với cách tầng

3 Xét 2 trường hợp ô cờ cách tầng như trên, ngoài ra xét thêm trường hợp hoạt tải

Trang 18

ĐỊNH NGHĨA CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI VÀ TỔ HỢP TẢI CHO CƠNG TRÌNH + NẾU CHỈ XÉT HOẠT TẢI SỬ DỤNG CHẤT ĐẦY TRÊN TẤT CẢ CÁC SÀN : Các trường hợp tải Các tổ hợp

Load cases Ghi chi Tổ hợp Cấu trúc

(1) TINHTAI | Tĩnh tải COMBLI | TINHTAI + HT

(2) HOATTAI | Hoạt tải thẳng đứng COMB2_ | TINHTAI + 0.9 ( HOATTAI + GIOX)

a COMB7 | TINHTAI + GIOXX

COMB8_ | TINHTAI + GIOY COMB9 | TINHTAI + GIOYY

BAO MA của (COMBI , COMB2, ., COM 9)

» NẾU XÉT 2 TRƯỜNG HỢP HOẠT TẢI KIỂU Ô CỜ CÁCH TẦNG :

(1) Tĩnh tải 3) Hoạt tải 2 (HT2) (5) Gió X (7) Gi6 Y (2) Hoạttải 1 (HTI) (4) Hoạttải chất đẩy (HT3) (6) Gió -X (8) Gió -Y

* Các tổ hợp gồm tĩnh tải cộng với một hoạt tải (đứng hoặc ngang) - Tổ hợp Cấu trúc Tổ hợp Cấu trúc COMBI TT + HTI COMB4 TT + Gió X COMB2 TT + HT2 COMBS TT + Gi -X COMB3 TT+ HT3 ` COMB6 TT + Gió Y COMB7 TT ‡ Gió ~Y He * Các tổ hợp gồm tĩnh tải cộng với hai hoạt tải (đứng và ngang) Tổ hợp Cấu trúc Tổ hợp Cấu trúc

COMB8 | TT+ 0.9(HTI+GióX) | COMBI6 | TT+ 0.9(HT3+Gió X) COMB9 | TT+ 0.9(HTI+Gió-X) | COMBI7 | TT+ 0.9(HT3+Gió-X) COMBI0 | TT+ 09(HTI+GióY) | COMBI§ | TT+ 0.9(HT3+GióY) COMBII | TT+ 09(Hfl+Gió-Y) | COMBI9 | TT+ 0.9(HT3+Gió-Y) COMBI2 | TT+ 09(HT2 + GióX) COMBI3 | TT + 09(HT2 + Gió -X) COMBI4 | TT+ 0.9(HT2 + Gió Y) COMBI5 | TT + 0.9(HT2 + Gió -Y) * t3 hgp bao (envelope) BAO =max,min { COMB1, COMB2, ,COMB19} Mục đích của bài tập :

Tìm phương pháp hiệu quả để nhập nhanh các trường hợp hoạt tải (nhập bình thường thì

rất “chán” và dễ nhầm lẫn, nhất là khi số tầng gia tăng)

Trang 19

Bài tập 6 Insertion Point - Cardinal offset Mô tả sự lệch trục cột- cột, cột- dầm, dầm - sàn Figure 10-4: Cardinal Point options Bottom lett Bottom canter Bottom right Middlo lạt Middle canter Midis right Top lat Top canter Top right 10 Gentreed 11 Shear cantar eons -a

Note: For dcutly syrrmetiic merrbers such a6 this one, cardinal pointe 5, 19, and 11 are the same ¬ 'Gardinel Poimt _ Figure 10-5: no >s | yo Program default is - Cardinal Points Column Ne ` cAm Elevation Plan một hoặc hai mặt ngoài phẳng

Theo mac định thì trục địa phương 1 của phần uf Frame Assign menu > Frame/Line chạy dọc theo trục trung hòa của tiết diện, nghĩa là đi |

qua trọng tâm tiết diện Tuy nhiên có thể quy định các vị |

trí khác trên tiết diện, như mép trên của dầm hay mép |

ngoài của cột Các vị trí này được gọi là cardinal point |

của tiết diện Cardinal point mặc định trong SAP2000 là |

điểm số 10 cho tất cả phân tử dạng thanh, trong ETABS là điểm số 10 cho cột và điểm số 8 cho dầm |

| Cardinal Point va Joint offsets tao thanh Insertion point, | có thể được dùng để mô tả sự lệch trục cột, dim cho |

giống cấu tạo thực tế của kết cấu, chẳng hạn các dầm | biên thường được bố trí lệch trục so với cột dé gift cho | mặt ngoài nhà được thẳng theo yêu cầu kiến trúc, hay

các cột biên và cột góc khi thay đổi tiết diện thì vẫn giữ |

—> Insertion Point CadnalPont

‘ee - |

17 Minor sou Local2

Trang 20

Figure 10-6:

Vị trí đặt tải trọng lên Line được ETABS dựa | ` Elavunon and plan [Sendra

vào chiều đài và vj tri cila Line sau khi cdc | views of a common *

nút đã được dời (ofet) bởi lệnh Insertion | famine arunge- B2 Point f Cardnal ma Point B† oe „=2 Ị i a} Beam with Joint Offset 4 | a Ñ L Point B2 3 'b} Original Position of Beam Í ct ive 7 «) Final Poalion of Beam VÍ DỤ 6A

'Khung BTCT 3 tầng, chiểu ngang

Trang 21

ae)

Sơ đổ 3: trục cột và dâm đều lệch so với

Grid lines theo đúng kiến trúc.Có kể đến sự thay đổi độ cứng ST —

S¢ dé 1: trục cột trùng với Grid lines, trục đầm

trùng với Grid lines nhưng mặt trên đầm trùng với mặt trên sàn (mặc định của ETABS)

Ban có nhận xét gì :

Nguyễn Hữu Anh Tuấn = 20

Sơ đô 4: trục cột và dầm đều lệch so với

Grid lines theo đúng kiến trúc Không kể đến sự thay đổi độ cứng

|

—— ' ——- '!

Sơ đồ 2: trục cột trùng với Grid lines, true dim trùng với Grid lines và trục dọc dầm nằm trong mặt phẳng trung bình của sàn trùng trục sàn (mặc

định của nhiều phần mềm, kể cả SAP2000)

Trang 22

VÍ DỤ 6B

Khung phẳng BTCT 6 tầng, khoảng cách các trục định vị là 6m (A-B) và 5m (B-C)

Ting 1 cao 4m, mỗi tầng còn lại cao 3m Tiết diện dâmlà 200x400 cho tất cả các tầng

'Tiết diện cột biên trục A và C là 200x450 (tang 1&2), 200x400 (ting 3&4), 200x300 (tang 5&6) Tiết diện cột giữa truc B 1a 250x500 (tang 1&2), 250x400 (tng 3&4), 200x300 (tang 5&6) Tải trong phan bé déu trén dim 1a 2 T/m Tai trong tp trung tại nút khung là 6 T cho cột biên và §T cho cột giữa Xét 3 phương án mô hình trục đầm, cột (insertion khác nhau) và so sánh kết quả phân tích: nội lực sàn, nội lực dầm và cột, phản lực gối ` ° c ˆ ° ¢ h | — _—— | —— esp eee woe | ee eee, | ee | —— | mm om | es eee | oo | —=—= —_— | =< oes fee rae mama i | os ]— m—(_""° | ecco || cm Ha lo ma | | I> x , r : a | Không lệch trục Lệch trục + thay đổi độ cứng — Lậch trục + không thay đổi độ cứn VÍ DỤ 6C

Lam lai ví dụ 6B, nhưng không cho cột thay đổi tiết diện Vẫn dùng Insertion Point để dời điểm

chèn cho trục cột không trùng với trục định vị (Grid Line)

Theo tư duy kết cấu thì sẽ không có moment do lệch trục cột {vì cả 6 tầng đều có cùng tiết diện

cột) Nhưng bạn hãy thử giải và nhận xét về sự “bất thường” của moment phản lực gối (tôi nhận

thấy đây là một điểm yếu của ETABS khi dời trục} và tự đÈ ra biện pháp khắc phục khi thiết kế

Trang 23

Bài tập 7 ỨNG DỤNG REFERENCE PLANES, EXTRUDE & REPLICATE

~ Kéo dãn đường (Line) thành mặt (Area)

Thao tác : Chọn Line > menu Edit > Extrude Lines to Areas

Trang 24

C TẠO MÔ HÌNH CẦU THANG XOẮN

* Vật liêu : bêtông M250

* Tải trong tính toán (trên mặt bằng cầu thang)

- Tinh ti = trong lượng bản BTCT x 1.1 + 250 kG/m? ~ Hoạt tải = 300 kG/m? Các kích thước : Ban thang BTCT dày 14 cm Rị = 1.8 m; Rạ = 0.6 m;

chiéu cao bậc thang = 16 cm Góc giữa hai bậc thang = 15”

ee khảo sát ba trường hợp

Gối tự do tại chân và đỉnh thang Ngàm tại chân và đỉnh thang

Không ngàm, không khớp gì hết, cho cầu

thang vào mô hình khung không gian của

công trình để tính chung Mặt bằng cầu thang xoắn

D TAO MO HINH CAU THANG THANG + XOAN L : * Vật liêu : bêtông M250 XI La * Tải trong tính toán (trên mặt bằng cầu thang) jel | ~ Tĩnh tải = trọng lượng ban BTCT x 1.1 a : + 250 kG/mẺ a8 re ~ Hoạt tải = 300 kG/m? Các kích thước :

| Ban thang BTCT day 12 cm

a chiều cao bic thang = 16 cm

Sb .Điều kiên biên : khảo sát hai trường hợp

Trang 26

Ợ 4 MVM

celal Sarge nse Seka sake Saas Ls

Very Small Openings Medium Openings 'Very Laree Openinss

may not alter wall may convert shear may convert the Wall

behavior wall to Pier and to Frame

Spandrel System

8.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ MƠ HÌNH VÁCH CỨNG TRONG ETABS

Gan Pier labels cho các area thẳng đứng (walls) và các line thẳng đứng (columns) Các đối tượng,

thuộc c n của pier đó Một

lùng một tầng

ng một tầng và có cùng tên pier label thì được xem như là một bộ phi

wall pier khong thể vượt qua nhiều tầng Nó chỉ bao gồm các đối tượng thuộc

Gán Spandrel labels cho các area thẳng đứng (walls) và các line nằm ngang (beams) Khác với

pier, một phần tử spandrel có thể bao gồm các đối tượng từ hai (hay nhiễu) tầng khác nhau Frame/Line > Pier Label Command

Một thân trụ @waf pier) có thể bao gồm cả những đối tượng area (shell elements) và những đối

tượng line (frame elements) Định nghĩa một wall pier bằng cách chọn các /ie và / hoặc area

tạo thành pier đó rồi gần cho nó cùng một cái tên (pier /abel) Ví dụ, bạn muốn định nghĩa một pier có tên P1 tạo thành từ các đối tượng Line và Area thì trước hết phải chọn các Line đó va gan

tên Pl cho nó bằng lệnh Assigw menu > Frame/Line > Pier Label, sau đó chọn các Area và gan tên P1 cho nó bằng lệnh Assign menu > Shell/Area > Pier Label

Frame/Line > Spandrel Label Command

Một lanh-tô (wall spandrel) có thể bao gồm cẩ những đối tượng area (shell clements) và những đối tượng line (frame elements) Định nghĩa một wøfl-p‡er bằng cách chọn cdc line va / hoac

Spanerve | Gt sã

Trang 27

Spiindre Spruce

area tạo thành pier đó rồi gán cho nó cùng một cái tén (pier label) Vi dụ, bạn muốn định nghĩa

một: CỔ tên S1 tạo thành từ các đối tượng Line và Area thì trước hết phải chọn các Line đó và gán tên S1 cho n6 bang lénh Assign menu > Frame/Line > > Spandrel Label, sau đó chọn các Area và gắn tên Si cho né bang lénh Assign menu > Shell/Area > Spandrel Label

Luu ý quan trọng : khong nhằm lẫn hệ trục địa phương của area objects với hệ trục địa phương của pier và spandrel elements Chúng khác nhau Bạn không thể xoay local axes của pier và Spandrel được A ave osteciated ure Slory levels well pier labels can Mpcet at diffecct acl » : E ˆ—— Roof Roof | P1 |P1j PỊ PI|PI| P1 |P1|j PI N Pa P4 | ; P4 P+ Y 2nd 2nd P1 Pt Pa Pek PI ue e Base | ` Pt ¢ d

| Eee Examples of Wall Spandre! Labeling

| e (plan) nhận xét các cách gán tên Spandrel cho vách cứng trên?

Examples of Wall Pier Labeling

| Hãy nhận xét các cách gán tên Pier cho vách cứng trên?

“The dc94mf€ Azne- atthe top cind holtem of the wall pier, noi tke tp and batten of tack ares objet thet makes upthe wall pier \Kall Mer furces ave reported at the tip and bettonct eed pier

f\, f2, .fn are the nodal stresses at

section A-A „ obtained from anaÌysis

fad area abject “thet mabonpa pack toatl ot ẾC assiqnedone spanarct Engel (and-onc por (siết)

Wall Spandeck forces cre citpua othe left cond might C4 of cue aad h- elton

Trang 28

Model

Getting Result from Frame

sign actions c My and V) are obtained directly

8.2 THIẾT KẾ VÁCH CỨNG

1 Dùng lệnh Options menu > Preferences > Shear Wall Design dé xem céc thong s6 thiét kế vách cứng, có thể điều chỉnh chúng nếu cẩn thiết Thông thường thì các thông số mặc định của chương trình là đã phù hợp cho hầu hết các trường hợp thường gặp

2 Tạo mô hình kết cấu

3 Phan tích kết cấu (Analyze menu > Run Analysis )

4 Gan tén (label) cho thân trụ (wall pier) và lanh-tô (wall spandrel) Assign menu > Frame/Line > Pier Label, ign menu > Shell/Area > Pier Label, Assign menu > à Assign menu > Shell/Area > Spandrel Label Viéc nay

có thể thực hiện trước hoặc sau khi chạy phần phân tích kết cấu

5 Gán shear wall overwrites nếu cần thiết, Design menu > Shear Wall Design >

View/Revise Pier Overwrites vk Design menu > Shear Wall Design > View/Revise Spandrel Overwrites Ban phai chọn trước các piers hoặc spandrels trước khi thực hiện

lệnh này

lếu muốn ETABS dùng tổ hợp tải trọng do bạn định nghĩa (không phải tổ hợp mặc định)

để thiết kế vách thì vào Design menu > Shear Wall Design > Select Design Combo 7 Chay bai toán thiết kế vách Design menu > Shear Wall Design > Start Design/Check of

Structure

§ Xem kết quả thiết ch cứng

a Click Design menu > Shear Wall Design > Display Design Info

b Khi kết quả thiết kế đã hiển thị, click-phải lên một pier hoặc spandrel để vào

interactive wall design mode

c In két qua thiét ké File menu > Print Tables > Shear Wail Design Nếu bạn có chọn một số piers hoặc spandrels trước khi dùng lệnh này thì chỉ có dữ kiện của của các phần tử đã chọn được hiển thị

9 Nếu muốn, bạn có thể thay đổi lại bài toán thiết kế

Trang 29

10 Nếu muốn ETABS thực hiện bài toán kiểm tra khả năng chịu lực của vách cứng thì cần định nghĩa tiết diện vách có cốt thép bố trí trước Tạo tiết diện vách có cốt thép bằng cách ding Section Designer, dùng lệnh Design menu > Shear Wall Design > Define General

Pier Sections Sau đó dùng lệnh Design menu > Shear Wall Design > Assign Pier

Section Type &é gin tiét dign cho piers; va nhé dénh déu chon 6 Reinforcement to Be

Checked Chay lai design dé kiém tra khả năng chịu lực của vách

8.3 BÀI TẬP VÍ DỤ

~ Mô hình các loại vách cứng khác nhau trong ETABS thông qua các đối tượng (object) - So sdnh với mô hình phân từ hữu hạn (SAP2000)

- Khai thác kết quả từ ETABS để thiết kế cốt thép cho vách cứng A VÁCH CỨNG ĐẶC ¬— & 2

Chiểu cao tầng nhà = 3m, vách dài 3m, dày 0.2m

So sánh nội lực và chuyển vị vách cứng khi mô hình theo các cách khác nhau

Các khái niệm cần chỳ ý :

đâ - colwmn, shear wall, wall pier,pier label, area, shell, mesh thật (edit >Mesh Area), mesh gid (assign > area automesh), liên kết

Trang 30

B MƠ HÌNH MỘT SỐ DẠNG VÁCH CỨNG Ị | ‡ i a | | “tee | ` a | I | a | ậ Ệ # | | + = | ` | | MỘT ĐOẠN MẶT CẮT | , ~ Z | MỘT ĐOẠN MẶT CẮT | | | oe ie Seve ta, | 5 | † | i 2 | 1 | $ re 1 | | (elon Ki = ø | | | _—m- }- 1 | | MAT BẰNG | |

| bevel anes onl te | |

| Vách cứng chữ C mô hình bằng 6 column lines, | vas Fis a ẹ hộ AI Hat i |

Trang 32

C MƠ HÌNH CỘT DẸP (CỘT DẠNG VÁCH) r = t- ro v § § + oie _ 4 — _ i a (ed) 1 ie `3 | | § § | "—~ tem a * xen - | dể st athe & § § | | Loe < e em), + se + So sánh mô hình cột dẹp dưới dạng vách và dạng thanh ie a Bai tap 9 KET CAU KHUNG - SAN - VACH CUNG * Nhà 16 tầng có 1 tầng hầm Vách cứng dày 250mm

* Cột trục 1 và 7: tiết diện thay đổi 4 lần 500x900, 400x800, 400x700, 400x600

* Cột trạc 2,3,4,5 và 6: tiết diện thay đổi 4 lần 700x900, 600x800, 500x700, 400x600 * Sàn tầng hẳm và tâng trệt : sàn không dầm

* Sàn cdc tang khác : có dầm 400x650 (ngang), 250x500 (dọc) Bản sàn dày 150mm

* Vách tầng hầm dày 200mm

Một số điểm cần lưu ý :

~_ Mô tả cột dẹp chữ T như vách luôn > xác định chính xác được chiều dài dầm gối vào vách, không lấy khoảng cách trục vách -truc vách

-_ Dùng các mặt phụ trợ (reference Plans) để dựng vách có lỗ cửa

~ Vẽ nhanh vách trên mặt bằng, dùng chế độ bắt điểm và Reference Line

Trang 34

Bài tập 10 ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU - Chu ky tự nhiên và các dạng dao động - Phân tích phổ phản ứng - Phân tích kết cấu theo lịch sử thời gian TẬP VÍ DỤ

Tĩnh tải : TLBT + hoàn thiện trên sàn (130 kG/m° ) + tường trên dâm (500 kG/m) (trừ mái)

Hoạt tải sử dụng trên sàn = 240 kG/m”

Khối lượng khi tính dao động : tính từ TT + 0.5HT Tỷ số cản = 5% = (0.05 Dâm 30x60, sàn dày 160, vách dày 200 Bêtông M200 Cột 60x60 (tâng 1, 2, 3), 50x50 (tầng 4, 5), 40x40 (tằng 6, 7) Tính lại với phương án sàn không dâm, tăng chiều dày sàn thành 25cm Tác động do động đất :

-_ Phân tích tần số và dạng dao động > tính tải theo quy phạm( lực tĩnh tương đương)

có thể dàng vector Ritz, số mode khảo sát = 35

- Phân tích phổ phản ứ ng : 2 phương đông thời

*_ phương X (U1) : phd 1994 UBC, S2

= phuong Y (U2) : 30% phổ 1994 UBC, S2

Trang 37

PHỤ LỤC 1

MƠ HÌNH KÉT CÁU

Sau đây là các bước cơ bản dé mô hình hóa, phân tích và thiết kế kết cầu trong

ETABS, tuy nhiên bạn cũng không cần thiết phải tuân thủ chính xác các gợi ý này

1_ Định đơn vị-(lực và chiều dài) Nên chọn đơn vị nào mà bạn sẽ sử dụng thường

xuyên trong quá trình mô hình kết cáu, mặc dù bạn có thể đổi đơn vị sử dụng bat kỳ lúc nào bạn muốn

Bắt đầu tạo mô hình, vào File menu > New Model, chọn một trong những phương pháp khởi tạo mô hình

Thiết lập hệ thống lưới (grid lines) Định nghĩa các tang nhà

Nếu muốn, bạn có thể sử dụng những kết cấu mẫu của phần mém (built-in ETABS

templates)

Vào Options menu > Preferences để thay đỏi các tùy chọn mặc định (néu muốn), ví dụ kích cỡ chữ, tiêu chuẩn thiết kế sẽ sử dung,

7 Vao Define menu dé định nghĩa các đặc trưng cơ họccủa vật liệu, tiết diện phần tử

thanh, tường, sàn

8 Vao Define menu > Static Load Cases dé dinh nghĩa các trường hợp tải trong

tĩnh Có thể dùng chức năng tự động phát sinh tải trọng do động đắt và tải gió 9 Nếu bạn có sử dụng khối lượng trong mơ hình tính tốn (ví dụ để tìm các tần số và

dạng dao động tự nhiên, .) thì bạn khai báo nguồn tạo ra khối lượng bằng cách

vào Define menu > Mass Source

10.Vẽ các đối tượng area (mặt), line (đường) và point (điểm) bằng cách dùng các biểu

tượng hoặc vào Draw menu để tạo mô hình

Trong quá trình vẽ các đối tượng hình học, bạn nên gán luôn các đặc trưng kết

cau, khối lượng và tải trọng cho chúng Lưu ý rằng bạn có thể dùng đối tượng line

để làm các đường định vị đễ bắt điểm, làm đường biên khi kéo dai (extend) hay cắt bớt (trim) các đối tượng line khác; hoặc làm các đường “nháp" để chia lưới AREA

(nếu bạn chia lưới bằng thủ công, tương tự phần tử hữu hạn)

Cần quan tâm đến khối lượng (mass) néu muốn tìm các dạng dao động tự nhiên (mode shapes) Can quan tam đến phương pháp non-itera(ive method khi xét đến hiệu ứng P-Delta Cũng cần chuyển kết quả sfafic nonlinear force-deformation

sang dang capacity spectrum ADRS

11.Có thể hiệu chỉnh sơ đồ kết cấu như mong muốn bằng cách dùng các lệnh trong

Edit menu

12 Dùng các lệnh trong Assign menu dé hiéu.chinh các đặc trưng của các đối tương

phần tử (hình dạng và kích thước tiết diện, khối lượng, tải trọng, giải phóng

moment, liên kết nửa cứng, vv ) Bạn cần chọn trước phần tử rồi mới thực hiện các lệnh gán trong Assign menu cho các phần tử đã chọn đó

13.Xem các thông tin của mô hình kết cấu đã dựng : vào Display menu > Show

Loads va Display menu > Set Input Table Mode Ban cting cé the click chu6ét

phải vào đối tượng cần xem thông tin thì màn hình sẽ hiện ra một form cung cấp các thông tin về đối tượng đã chọn

Dù ng các lệnh trong View menu > Set Building View Options hoặc nú t Set Building View Options để cho hiện hoặc tắt các thông tin nào đó, v í d ụ tiết diện,

end release, khớp d éo, wy š

14.Vào File menu > Print Tables > Input nếu muốn in thông tin đã nhập cho mô hình

Trang 38

as Access Database File để lưu thông tin thành file cơ sở dữ liệu có thể được

xem, hiệu chỉnh và in trong phần mềm Microsoft Access

15 Xác lập các thông số phân tích (ví dụ, số bậc tự do của mô hình tính toán) trong

Analyze menu > Set Analysis Options

16.Nếu bạn cần chia lưới thủ công cho sàn (fioor), tường/vách (wall) hoặc ramp dốc

(ramp) thì vào Edit menu > Mesh Areas Công việc chia lưới thủ công (manual

meshing) n ên thực ngay trước khi cho ETABS phân tích kết cấu

17.Dùng Analyze menu > Run Analysis để phân tích kết cấu Khi phân tích xong, nhớ kiểm tra xem phần mềm có thông báo lỗi gì hay không

18 Hiển thị kết quả phân tích dưới dạng đồ họa hay bảng biểu Nhớ lưu ý các một số vấn đề sau :quy ước các thành phần chuyển vị, quy ước về nội lực trong phần tử

Frame, nội lực trong phan tir Shell, vị trí xuất kết quả và quy ước dấu nội lực của

thân trụ và đà lanhtô của vách cứng, vv

19.Để in kết quả (d[Jới dạng bảng biểu), vào File menu > Print Tables > Analysis Output Muốn lưu kết quả thành file cơ sở dữ liệu của phần mềm Access thì vào

File menu > Export > Save Input/Output as Access Database File

20.Sử dụng các lệnh trong Design menu để thiết kế kết cấu (có thể phải tính lặp vài lần) Sau khi chạy xong phần thiết kế, muốn giữ lại kết quả thì bạn phải save trước

khi thoát ra ETABS

PHỤ LỤC 2 Edit menu -> Replicate (nhân bản) '#

Sao chép các đối tượng cùng những thuộc tính, tải trong, đã gần cho những đối tượng này

Chú ý :

-Nếu đã có đối tượng khác nằm sẵn ở vị trí sẽ nhân bản tới, thì đối tượng nhân bản sẽ không được tạo ra

tại vị trí đó, đối tượng đang có sẵn sẽ giữ nguyên Chỉ có những đối tượng không bị trùng vị trí mới được

nhân bin ›

~ Theo mặc định, hầu hết các thuộc tính đã gán sẽ được nhân bản, trừ những mục sau sẽ không bao giờ

nhân bản được : \

* Gén Rigid diaphragm cho céc d6i tugng vA point va area

* Gán tên thân.trụ vách cứng (Pier Iabel) cho các đối tượng line và arca * Gán tên-đà lanh-tô vách cứng (Spandrel label) cho các đối tượng line va area

Với area và line, một số thuộc tính đã gán sẽ luôn được nhân bản, còn một số thuộc tính khác thì tùy bạn

có thể cho nhân bản hoặc không

Table 5-1: Area and Line Object Assignments That Are Always Replicated

Line Object Assignments | Area Object Assignments

Frame section property Section property

End releases (not partial fixity) ]| Opening

Output stations Local axes

Local axes Automatic meshino mesh

Automatic mesh/no mesh

Trang 39

Table 5-2: Object Assignments with Replication That Can be Controlled

Point Object Assignments] Line Object Assignments | Area Object Assignments

Panel zones Additional masses ‘Additional masses Restraints (supports) Line springs Area springs

Additional masses Partial fixities ‘Stiffness modifiers

Point springs End and joint offsets Uniform loads

Table 5-2; Object Assignments with Replication That Can be Controlled

Point Object Assignments | Line Object Assignments | Area Object Assignments

|Link properties Link properties [Temperature loads

Forces Nonlinear hinges (pushover)

Ground displacements Property modifiers

Temperatures Point loads Distributed loads Temperature loads Các kiểu nhân bản: Linear (tuyến tính), hướng tâm (Radial), đối xứng gương (Mirror), theo ting (Story) Ví dụ hình 5.1

Trang 40

In 2

|

| Nhân bản đối xứng gương một đối tượng Line | trong mat phing XY Mat phẳng đối xứng | | ¡ (gương) là một mặt thẳng đứng đi qua 2 điểm

Nhân bản theo tầng nhà Nếu chiều cao của tầng nhà chứa đối tượng được chọn nhân bản khác với chiều cao tầng nhà chứa đối tượng sẽ được nhân bản tới thì áp dụng nguyên tắc sau:

« _ Các đối tượng nối từ đáy tầng đến đỉnh tầng thì khi nhân bản sang một tầng mới nó vẫn nối từ đáy tầng đến đỉnh tầng, mặc dù chiều cao hai tầng này có thể khác nhau (hình 3.5a), vì vậy có thể đối tượng mới tạo ra và đối tượng gốc không đồng dạng với nhau

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	21,01 MB