CHUONG 6

ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ Giới Giới thiệu thiệu vê vê phương phương pháp pháp phần phần tử tử hữu hữu hạn hạn • Chia kết cấu thành các phần tư (Frame, shell, solid, ) liên kết với tại nút • Thiết lập các ma trận đợ cứng {K} • Thiết lập hệ phương trình • Giải hệ phương trình xác định chuyển vị nút • Tính toán nội lực và ứng xuất ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ Giới Giới thiệu thiệu vê vê phương phương pháp pháp phần phần tử tử hữu hữu hạn hạn • • • • • Ưu điểm: Mơ hình được hầu hết các loại kết cấu Phù hợp với ngôn ngữ máy tính Có kể đến các yếu tố của vật liệu Độ chính xác phụ thuộc vào số lượng phần tư (Chú ý sẽ chạy mất thời gian hơn) CHƯƠNG I GiỚI THIỆU ETABS I Giới thiệu chung CSI Etabs (Extended 3D Analysis of Building System) : • Ra đời từ đầu những năm 70, ETABS (Extended 3D Analysis of Building Systems) phần mêm kết cấu chuyên dụng tính toán thiết kế nhà cao tầng ETABS có xuất xứ từ trường Đại học Berkeley (Mỹ) họ với SAP 2000 ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ Giới Giới thiệu thiệu chung chung Điểm bật ETABS: • Giao diện tích hợp hồn tồn với mơi trường Windows 95/98/NT/2000/XP • Tất các thao tác thực hiện hình đồ hoạ thân thiện Các tiết diện thể hiện theo màu dễ quan sát • Tính vượt trội vào số liệu, chỉnh sửa chép dễ dàng, thuận tiện theo khái niệm tầng tương tự • Tối ưu mơ hình hoá nhà nhiêu tầng Có thể mơ hình các dạng kết cấu nhà cao tầng : Hệ kết cấu dầm, sàn, cột, vách toàn khối; Hệ kết cấu dầm, cột, sàn lắp ghép, lõi toàn khối… ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ Giới Giới thiệu thiệu chung chung • Các thư viện kết cấu sẵn có xây dựng sơ đồ kết cấu: dầm, sàn, cột, vách mặt mặt đứng cơng trình các cơng cụ mơ hình đặc biệt • Kích thước xác với hệ lưới các lựa chọn bắt điểm giống AutoCAD Đặc biệt hệ trục định vị mặt kết cấu • Xuất nhập sơ đồ hình học từ mơi trường AutoCAD (file *.DXF) • Xuất nhập hệ lưới phụ trợ theo tầng từ mơi trường AutoCAD (file *.DXF) • Tự động tính toán tải trọng cho các kiểu tải sau : tải trọng thân, gió tĩnh, động đất theo tiêu chuẩn UBC, BS8110, BOCA96, hàm tải trọng phổ (Response Spectrum Function), hàm tải trọng đáp ứng theo thời gian (Time History Function)… ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ Giới Giới thiệu thiệu chung chung • Tự động xác định khối lượng trọng lượng các tầng • Tự động xác định tâm hình học, tâm cứng tâm khối lượng cơng trình • Tự động xác định chu kì tần số dao động riêng theo hai phương pháp Eigen Vectors Ritz Vectors theo mơ hình kết cấu khơng gian thực tế cơng trình • Đặc biệt can thiệp áp dụng các tiêu chuẩn tải trọng khác như: tải trọng gió động theo TCVN 2737-95, tải trọng động đất theo dự thảo tiêu chuẩn tính động đất Việt Nam tải trọng động đất theo tiêu chuẩn Nga (SNIPII-87 SNIPII-95) Nhờ chức nhập tải trọng vào tâm cứng tầng (áp dụng cho tải gió động đất) • Phân tích tính toán kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn với lựa chọn phân tích tuyến tính phi tuyến ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ Giới Giới thiệu thiệu chung chung • Đặc biệt việc kết xuất kết quả tính toán một cách rõ ràng, khoa học giúp cho việc thiết kế, kiểm tra cấu kiện một cách nhanh chóng, chính xác • Thiết kế và kiểm tra cấu kiện dầm, cột, vách theo các tiêu chuẩn: ACI31899, UBC97, BS8110-89, EUROCODE 2-1992, INDIAN IS 456-2000, CSAA23.3-94 … – Cấu kiện dầm tính đến diện tích thép Fa, – Cấu kiện cột tính đến diện tích thép Fa (có thể thực tốn thiết kế kiểm tra cấu kiện cột), – Cấu kiện vách tính đến diện tích thép Fa theo tiêu chuẩn ACI318-99, UBC97, BS8110 (có thể thực tốn thiết kế kiểm tra cấu kiện vách) • Thiết lập một cách nhanh chóng, chính xác, ngắn gọn thuyết minh tính toán cơng trình • Kết x́t dữ liệu các môi trường khác như: SAP 2000, SAFE, AUTOCAD, ACCESS, WORD, NOTEPAD • Đặc biệt là việc kết xuất các mức sàn tầng của công trình sang chương trình phụ trợ SAFE để tính toán sàn bê-tông cốt thép Kết quả cuối cùng đạt được là biểu đồ nội lực, diện tích thép Fa, bố trí triển khai thép sàn ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ Giới Giới thiệu thiệu chung chung • SAFE phần mêm kết cấu chun dụng tính toán cho các loại sàn bê-tơng cốt thép theo phương pháp phần tử hữu hạn sàn giao thoa, sàn khơng dầm, sàn nấm, … ngồi SAFE cịn tính nội lực tính thép cho đài móng đơn móng tổ hợp, móng bè SAFE nằm phần mêm SAP, ETABS, SAFE trường Đại học Berkeley (Mỹ) • Ngồi ra, ETABS tính toán thiết kế cho cấu kiện dầm tổ hợp (Composite Beam), thực hiện thiết kế chi tiết liên kết tại các nút đối với kết cấu thép (Joint Steel Design) theo các tiêu chuẩn thông dụng giới ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ Trình Trình tự tự tiến tiến hành hành • Giớng Sap, trình tự bài toán thiết kế được tiến hành sau : – Lựa chọn đơn vị – Khai báo vật liệu – Khai báo tiết diện (chú ý cách phối màu) – Thiết lập hệ lưới (từ CAD, từ template tự tạo) – Thiết lập sơ đồ tính (từ CAD, từ template tự vẽ) – Khai báo trường hợp tải trong, tổ hợp tải – Nhập tải trọng – Khai báo khối lượng tham gia tính tốn dao động – Khai báo tính tốn dao động riêng – Thực q trình phân tích – Lấy tần số dao động riêng tính tốn gió động động đất ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ Trình Trình tự tự tiến tiến hành hành – Tính tốn tải trọng động đất gió động – Khai báo tải trọng động đất gió động vào tâm cứng mức sàn – Khai báo thông số thiết kế • Thơng số vật liệu • Thơng số dầm, cột lớp bảo vệ • Khai báo tiêu chuẩn thiết kế – – – Thực trình phân tích Thực q trình thiết kế Xuất số liệu đọc kết tính tốn ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ Trình Trình tự tự đối đối với với cơng cơng trình trình lớn lớn Chuẩn bị CAD – Lập mặt kết cấu – Lập sơ đồ dầm, vách trục theo layer loại tầng Thiết lập mặt kết cấu C1 : – Thiết lập theo hệ lưới – Vẽ kết cấu sap C2 : – Import hệ lưới theo tầng từ AutoCAD, chỉnh sửa hệ lưới – Định nghĩa loại tiết diện dầm, cột sàn – Import hệ dầm theo layer từ AutoCAD, gán tiết diện lúc import ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ Trình Trình tự tự đối đối với với cơng cơng trình trình lớn lớn – Vẽ thêm dầm phụ phát sinh – Vẽ sàn • Có thể vẽ theo đa giác (không Sap, vẽ đc phần tử đỉnh) • Nên định nghĩa sàn theo loại sàn (sàn vệ sinh, sàn hành lang, sàn phòng ngủ, sàn kỹ thuật,…_và theo tiết diện sàn • Lưu ý phối màu cho dễ nhìn đối với tất các tiết diện (dầm, cột, vách, sàn) • Nên vẽ sàn theo chiêu định (VD : ngược chiêu kim đồng hồ) • Gán tiết diện vẽ • Có thể sử dụng chức similaire để vẽ cho nhiêu tầng ... trọng cho các kiểu tải sau : tải trọng thân, gió tĩnh, động đất theo tiêu chuẩn UBC, BS8110, BOCA 96, hàm tải trọng phổ (Response Spectrum Function), hàm tải trọng đáp ứng theo thời gian (Time History... dầm, cột, vách theo các tiêu chuẩn: ACI31899, UBC97, BS8110-89, EUROCODE 2-1992, INDIAN IS 4 56- 2000, CSAA23.3-94 … – Cấu kiện dầm tính đến diện tích thép Fa, – Cấu kiện cột tính đến diện tích