I. Phҫn tӱ Area
1. Phҫn tӱ Area (Area Element)
Khái niӋm chung
Phân loҥi kӃt cҩu tҩm vӓ trong Etabs :
- Deck : kӃt cҩu gì vұy nhӍ.
- Slab : kӃt câí bҧn sàn.
- Wall : kӃt cҩu tѭӡng bê tông, vách.
Phân loҥi theo tính chҩt chӏu lӵc
- Membrane - phҫn tӱ màng, chӍ chӏu kéo hoһc nén trong mһt phҷng, moment theo
phѭѫng pháp tuyӃn có thӇÿѭӧc bӓ qua.
- Plate - phҫn tӱ tҩm, chӍ chӏu uӕn và chӏu cҳt.
- Shell - phҫn tӱ tҩm vӓ, chӏu uӕn ngoài mһt phҷng, kéo hoһc nén trong mһt phҷng.
Là tәng hӧp cӫa hai phҫn tӱ Membrane và Plate.
Thickness Formulation (Thick – Thin)
Sap cung cҩp hai dҥng thickness formulations cho phép ta kӇ ÿӃn hoһc không kӇ ÿӃn
hiӋu ӭng biӃn dҥng cҳt trong phҫn tӱ plate hoһc shell element:
- Dҥng thick-plate (Mindlin/Reissner), bao gӗm hiӋu ӭng biӃn dҥng cҳt ngang
- Dҥng thin-plate (Kirch hoff), bӓ qua hiӋu ӭng biӃn dҥng cҳt ngang
BiӃn dҥng cҳt sӁ trӣ lên quan trӑng khi bӅ dày cӫa shell lӟn hѫn 1/10 – 1/5 nhӏp. Chúng còn có thӇÿѭӧc kӇÿӃn tҥi nhӳng vӏ trí có moment uӕn tұp trung nhѭ gҫn nhӳng vӏ trí có sӵ
thay ÿәi ÿӝt ngӝt vӅ bӅ dày hoһc tҥi vӏ trí gҫn gӕi ÿӥ hoһc nhӳng vӏ trí gҫn lӛ thӫng,…
ViӋc phân biӋt rõ ràng 2 trѭӡng hӧp tҩm dày và mӓng rҩt nhҥy cҧm. vì nó còn phө thuӝc vào hình dҥng tҩm, tӍ sӕ bӅ dày/cҥnh và phө thuӝc vào viӋc chia lѭӟi (mesh shell). Do vұy,
ngѭӡi ta khuyӃn cáo rҵng bҥn nên sӱ dөng thick-plate formulation trӯ phi bҥn khҷng ÿӏnh
rҵng biӃn dҥng cҳt là nhӓ (shearing de formations will be small), hoһc bҥn muӕn thӱ nghiӋm
lý thuyӃt tính toán tҭm mӓng hoһc bҥn ÿang sӱ dөng lѭӟi chia méo mó (vì sӵ chính xác cӫa lý
thuyӃt tính toán Thick-Plate bӏ ҧnh hѭӣng bӣi sӵ chia lѭӟi méo mó (mesh distortion) hѫn là
Thin-Plate.
Chú ý : Thickness formulation không có tác dөng ÿӕi vӟi phҫn tӱ màng (membrane),
chӍ xҧy ra ÿӕi vӟi tҩm chӏu uӕn (plate or shell)
Thickness
Mӛi mһt cҳt shell ÿӅu có hҵng sӕ bӅ dày màng (constant membrane thickness) và hҵng
sӕ bӅ dày uӕn (constant bending thickness).
Hҵng sӕ bӅ dày màng thÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ tính toán :
- Ĉӝ cӭng màng (kéo nén trong mһt phҷng và xoҳn ngoài mһt phҷng) cho phҫn tӱ
bài toán tính toán dao ÿӝng (Dynamic analyse) Hҵng sӕ bӅ dày uӕn thb dùng ÿӇ tính toán :
- Ĉӝ cӭng chӕng uӕn cӫa tҩm chӏu uӕn (plate- bending stiffness) cho phҫn tӱ shell (full-shell) và phҫn tӱ tҩm (pure plate)
Thông thѭӡng thì hai bӅ dày trên là bҵng nhau. Tuy nhiên, ÿӕi vӟi mӝt sӕӭng dөng nhѭ
mô hình hóa bӅ mһt nhăn, hoһc ÿѫn cӱ nhѭ viӋc thiên vӅ an toàn, ta lҩy thb=h0=h-a (h là bӅ
dày sàn, a là lӟp bҧo vӋ) trong bài toán tính toán bê tông cӕt thép.
Chú ý : chiӅu dày Membrane (màng) và Bending (uӕn) nói chung là giӕng nhau, tuy
nhiên trong
Material Angle
HӋ tӑa ÿӝ vұt liӋu và hӋ tӑa ÿӝ phҫn tӱ shell có thӇ khác nhau. Trөc 3 cӫa hai hӋ tӑa ÿӝ
này luôn luôn trùng nhau tuy nhiên trөc 1 và trөc 2 có thӇ khác. Tùy theo yêu cҫu cӫa bài toán
mà ta có góc a nhѭ hình vӁ :
Chú ý : Góc vұt liӋu không có ý nghƭa trong bài toán vұt liӋu ÿҷng hѭӟng (isotropic material properties)
2. HӋ trөc tӑa ÿӝÿӏa phѭѫng (Local Coordinate System)
Mһc ÿӏnh
Mӛi mӝt phҫn tӱ shell ÿӅu có mӝt hӋ trөc tӑa ÿӝÿӏa phѭѫng (element local coordinate system), ÿѭӧc dùng ÿӇÿӏnh nghƭa vұt liӋu, tҧi trӑng và xuҩt kӃt quҧ.
Phѭѫng pháp xác ÿӏnh hӋ trөc tӑa ÿӝ ÿӏa phѭѫng cho phҫn tӱ tҩm vӓ phҷng (phѭѫng
pháp xác ÿӏnh hӋ trөc tӑa ÿӝÿӏa phѭѫng cho tҩm vӓ cong xin ÿӑc trong sách Sap Reference
trang 137 mөc Advanced Local Coordinate System).
- Trөc 3 luôn vuông góc vӟi mһt phҷng cӫa phҫn tӱ. ChiӅu dѭѫng cӫa trөc 3 hѭӟng theo quy tҳc vһn ÿinh vít, chiӅu vһn ÿinh là chiӅu vӁ phҫn tӱ. Ví dө vӁ theo J1ÆJ2ÆJ3 thì chiӅu dѭѫng trөc 3 nhѭ trên hình vӁ.
- Trөc tӑa ÿӝ 1,2 luôn nҵm trong mһt phҷng cӫa phҫn tӱ và ÿѭӧc xác ÿӏnh dӵa trên sӵ tѭѫng quan cӫa trөc 3 so vӟi trөc Z.
o Mһt phҷng 3-2 luôn luôn thҷng ÿӭng, có nghƭa là song song vӟi trөc Z.
o Trөc 2 theo chiӅu dѭѫng cӫa trөc Z trӯ trѭӡng hӧp phҫn tӱ nҵm ngang, trong trѭӡng hӧp này trөc 2 hѭӟng theo chiӅu dѭѫng cӫa trөc Y.
o Trөc 1 hӧp vӟi trөc 2,3 theo quy tҳc bàn tay phҧi.
BiӃn ÿәi
Ta có thӇ xoay hӋ trөc tӑa ÿӝÿӏa phѭѫng cӫa phҫn tӱ area, phѭѫng pháp xoay nhѭ sau :
- Chӑn ÿӕi tѭӧng area cҫn thay ÿәi hӋ tӑa ÿӝÿӏa phѭѫng
- Chӑn Assign menu Æ Area Æ Local Axes command ÿӇ bұt hӝp thoҥi Area Local
Axis.
o Angle in Degrees : góc quay cӫa trөc tӑa ÿӝ thӭ 2 quanh trөc 3 cӫa phҫn tӱ.
vӟi trөc 2 mӟi.
o Rotate by Angle : góc quay cӫa trөc tӑa ÿӝ thӭ 2 quanh trөc 3 cӫa phҫn tӱ. Góc dѭѫng có nghƭa là trөc 2 quay theo chiӅu kim ÿӗng hӗ nӃu nhѭ trөc 3 hѭӟng vӅ
phía ngѭӡi dùng. Góc xoay là góc hӧp bӣi trөc 2 hiӋn tҥi (current) vӟi trөc 2
mӟi.
o Normal to Selected Beam : ĈӇ vào hӝp thoҥi này, bҥn phҧi chӑn mӝt dҫm và
mӝt Area trѭӟc khi quay hӋ tӑa ÿӝÿӏa phѭѫng. Khi chӭc năng này ÿѭӧc chӑn, Etabs sӁ quay trөc 2 cӫa phҫn tӱ area vuông góc vӟi phҫn tӱ dҫm ÿã ÿѭӧc chӑn.
o Reverse Normal of Vertical Areas : lұt ngѭѫc hӋ trөc tӑa ÿӝ 3. Chú ý : HӋ trөc tӑa ÿӝ ÿӏa phѭѫng cӫa
Pier và Spandrel không trùng vӟi hӋ trөc tӑa
ÿӝ ÿӏa phѭӣng cӫa Area và Frame tҥo lên
chúng. Do vұy ta không thӇ sӱ dөng phѭѫng
pháp này ÿӇ xoay hӋ trөc tӑa ÿӝ ÿӏa phѭѫng
cӫa Pier và Spandrel.