›
›

Ứng dụng ETAB trong tính toán công trình

pdf 177 trang phuongnguyen 130
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Ứng dụng ETAB trong tính toán công trình", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfung_dung_etab_trong_tinh_toan_cong_trinh.pdf

Nội dung text: Ứng dụng ETAB trong tính toán công trình

  1. Ứng dụng ETAB trong tính toán công trình
  2. 1 Paris, 25/11/2008 KS.GV.THS. Trần Anh Bình Sinh ngày 03/10/1981 – Nam Định XD H Giảng viên : Đ • Bộ Môn Tin Học Xây Dựng, Khoa Công Nghệ Thông Tin, trường Đại Học Xây Dựng. Địa chỉ : số 55 Đường Giải Phóng, Hà Nội, www.nuce.edu.vn ng versionờ Doctorant EDF/ Université Paris-Est : ư • EDF R&D, Département MMC, Site des Renardières. Adresse : Avenue des Renardières – Ecuelles, F- 77818 Moret sur LoingTrial cédex, France, www.edf.fr • Université Paris-Est, Laboratoire MSME, FRE 3160 CNRS. Adresse : 5, Boulevard Descartes, 77454 Marne la Vallée CedexTHXD-Tr 2, France, www.univ-mlv.fr Tài liệu không tránh khỏi những thiếu sót. Sư góp ý của độc giả sẽ góp thêm phần hoàn thiện cho tài liệuBM này. Mọi góp ý xin gửi về địa chỉ sau, tác giả xin chân thành cảm ơn ! • Điện thoại: 0033.6.18.93.03.94. • Email : anhbinh0310@yahoo.com
  3. 2 øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh ỨNG DỤNG ETABS TRONG TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH Bản thảo ko in được XD H Đ Tặng bố mẹ già vĩ đại ng versionờ Tặng vợ hiền yêu quýư Tặng con trai ngoan dấu yêu Trial THXD-Tr BM Chân thành cảm ơn công ty tư vấn xây dựng CDC, bộ môn Tin Học Xây Dựng – Khoa Công Nghệ Thông Tin – Trường Đại Học Xây Dựng Hà Nội đã giúp tôi hoàn thành tài liệu này.
  4. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 3 Ch­¬ng 1: Tæng Quan vÒ Etabs 12 1. HÖ täa ®é 12 2. Nót 12 2.1. Tæng quan vÒ nót (Joint) 12 2.2. HÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng 13 2.3. BËc tù do t¹i nót 13 2.4. T¶i träng t¹i nót 14 2.5. Khèi l­îng t¹i nót (Mass) 14 3. C¸c lo¹i liªn kÕt XD 15 3.1. Retraints H 15 3.1.1. Kh¸i niÖm chung Đ 15 3.1.2. Ph­¬ng ph¸p g¸n 16 3.2. Springs ng 16 versionờ 3.2.1. Kh¸i niÖm chung ư 16 3.2.2. Ph­¬ng ph¸p khai b¸o liªn kÕt Spring 16 3.3. Liªn kÕt Constraints 17 3.3.1. Kh¸i niÖm chungTrial 17 3.3.2. C¸ch khai b¸o 17 3.3.3. øng dông 17 4. VËt liÖu 18 4.1. Tæng quan vÒ vËtTHXD-Tr liÖu 18 4.2. HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng 19 4.3. øng BMsuÊt vµ biÕn d¹ng cña vËt liÖu (stresses and strains) 19 4.3.1. Stress 19 4.3.2. Strain 19 4.4. C¸c th«ng sè khai b¸o vËt liÖu 20 5. T¶i träng vµ tæ hîp t¶i träng 21
  5. 4 øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 5.1. T¶i träng 21 5.2. Tæ hîp t¶i träng 22 5.2.1. C¸c c¸ch tæ hîp t¶i träng 22 5.2.2. C¸c lo¹i tæ hîp t¶i träng 22 5.2.3. C¸ch khai b¸o 23 6. Bµi to¸n ph©n tÝch 23 6.1. C¸c d¹ng ph©n tÝch kÕt cÊu 23 6.2. Modal Analysis 23 6.2.1. Tæng quan XD 23 6.2.2. Eigenvertor Analysis H 24 7. Diaphragm Centers of Rigidity, Centers of Mass Đ 25 Ch­¬ng 2: KÕt cÊu hÖ thanh ng 28 1. Tæng quan vÒ phÇn tö thanh versionờ 28 1.1. PhÇn tö thanh (Frame Element) ư 28 1.1.1. Kh¸i niÖm 28 1.1.2. øng dông 28 1.2. HÖ trôc täa ®é ®ÞaTrial ph­¬ng (Local Coordinate System) 28 1.2.1. Kh¸i niÖm 28 1.2.2. MÆc ®Þnh 28 1.2.3. HiÖu chØnh THXD-Tr 29 1.3. BËc tù do (Degree of Freedom) 30 1.4. Khèi l­îng (Mass) 30 2. TiÕt diÖn BM(Frame Section) 30 2.1. Khai b¸o tiÕt diÖn 30 2.2. Thanh cã tiÕt diÖn thay ®æi (Non-Prismatic Sections) 31 2.3. TiÕt diÖn kh«ng cã h×nh d¹ng x¸c ®Þnh (General) 32
  6. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 5 2.4. Thay ®æi th«ng sè tiÕt diÖn 33 2.4.1. Th«ng sè h×nh häc vµ c¬ häc cña tiÕt diÖn 33 2.4.2. Thay ®æi c¸c th«ng sè h×nh häc vµ c¬ häc 35 3. Liªn kÕt gi÷a hai phÇn tö 36 3.1. §iÓm chÌn (Insertion point) 36 3.1.1. Kh¸i niÖm 36 3.1.2. Ph­¬ng ph¸p khai b¸o 37 3.2. §iÓm giao (End offsets) 39 3.2.1. Kh¸i niÖm XD 39 3.2.2. Ph­¬ng ph¸p khai b¸o 39 3.3. Liªn kÕt Release (Frame Releases and Partial Fixity) H 40 3.3.1. Kh¸i niÖm Đ 40 3.3.2. Ph­¬ng ph¸p khai b¸o ng 41 4. Tù ®éng chia nhá phÇn tö (Automaticversion Frame Subdivide)ờ 41 4.1. Kh¸i niÖm ư 41 4.2. Ph­¬ng ph¸p khai b¸o 41 Ch­¬ng 3: KÕtTrial cÊu tÊm vá 44 1. PhÇn tö TÊm b¶n 44 1.1. PhÇn tö Area (Area Element) 44 1.1.1. Kh¸i niÖm chunTHXD-Trg 44 1.1.2. Thickness Formulation (Thick – Thin) 44 1.1.3. Thickness 45 1.1.4. MaterialBM Angle 45 1.2. HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng (Local Coordinate System) 46 1.2.1. Tr¹ng th¸i mÆc ®Þnh 46 1.2.2. BiÕn ®æi 47
  7. 6 øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 1.3. TiÕt diÖn 48 1.4. BËc tù do (Degree of Freedom) 48 1.5. Mass 49 1.6. Néi lùc vµ øng suÊt 49 1.6.1. Néi lùc 49 1.6.2. øng suÊt 51 2. V¸ch cøng 52 2.1. Tæng quan vÒ Pier vµ Spendrel 52 2.1.1. Kh¸i niÖm XD 52 2.1.2. §Æt tªn phÇn tö 52 2.2. HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng H 53 2.2.1. PhÇn tö Pier Đ 53 2.2.2. PhÇn tö Spandrel ng 53 2.2.3. HiÓn thÞ hÖ täa ®é ®Þa ph­¬ngversion ờ 54 2.3. TiÕt diÖn ư 54 2.3.1. §Æt tªn phÇn tö Pier vµ Spandrel 55 2.3.2. §Þnh nghÜa tiÕt diÖn Pier 56 2.3.3. G¸n tiÕt diÖnTrial Pier 57 2.4. Néi lùc phÇn tö Pier vµ Spandrel 57 2.5. KÕt qu¶ thiÕt kÕ v¸ch 58 2.5.1. Pier result Design 58 2.5.2. Spandrel ResultTHXD-Tr Design 58 3. Chia nhá phÇn tö (Area Mesh Options) 58 3.1. Kh¸iBM niÖm 58 3.2. Ph­¬ng ph¸p chia nhá 59 Ch­¬ng 4: Phô lôc 62
  8. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 7 1. Section Designer 62 1.1. Tæng quan 62 1.2. C¨n b¶n vÒ Section Designer 62 1.2.1. Khëi ®éng Section Designer 62 1.2.2. Hép tho¹i Pier Section Data 63 1.2.3. Hép tho¹i SD Section Data 64 1.3. Ch­¬ng tr×nh Section Designer 65 1.3.1. Giao diÖn ch­¬ng tr×nh Section Designer 65 1.3.2. HÖ trôc täa ®é XD 65 1.3.3. TiÕt diÖn vµ h×nh d¹ng (Sections and Shapes) 66 1.3.4. Cèt thÐp gia c­êng H 67 1.3.5. Ph­¬ng ph¸p vÏ Đ 69 1.4. Section Properties ng 69 1.4.1. Môc ®Ých cña Section Propertiesversion ờ . 69 1.4.2. Th«ng sè thiÕt diÖn ư 69 1.5. VÝ dô 70 2. L­íi (Grid) 73 2.1. Hép tho¹i BuildingTrial Plan Grid System and Story Data Definition 73 2.2. Hép tho¹i Grid Labeling Options 74 2.3. Hép tho¹i Define Grid Data 75 2.4. Hép tho¹i Story Data 76 2.5. C¸c chÕ ®é vÏ THXD-Tr 77 3. T¶i träng (Load) 78 3.1. WindBM Load 78 3.2. Quake Lad 79 4. c¸c ph­¬ng ph¸p chän phÇn tö 81 4.1. Chän phÇn tö trªn mÆt b»ng 81 4.2. §­a ®iÓm nh×n ra v« cïng 82
  9. 8 øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 4.3. Sö dông thanh c«ng cô 82 4.4. Sö dông chøc n¨ng trong menu Select 82 5. Hép tho¹i Replicate 83 Ch­¬ng 5: Bµi tËp thùc hµnh 86 1. Bµi tËp 1 86 1.1. LËp hÖ l­íi. 86 1.2. Khai b¸o c¸c ®Æc tr­ng h×nh häc vµ vËt liÖu: 92 1.3. VÏ s¬ ®å kÕt cÊu. XD 97 1.3.1. Vẽ mặt bằng dầm H 98 1.3.2. VÏ mÆt b»ng cét. Đ 103 1.3.3. VÏ mÆt b»ng sµn 104 1.4. Sao chÐp mÆt b»ng kÕt cÊu ng 105 1.5. G¸n liªn kÕt nèi ®Êt. versionờ 107 1.6. Ph­¬ng ph¸p vÏ sµn nh« ra ư 107 1.7. G¸n sµn tuyÖt ®èi cøng 108 1.7.1. §Þnh nghÜa c¸c Diaphragms 108 1.7.2. G¸n DiaphragmsTrial cho c¸c tÇng 108 1.8. §Þnh nghÜa c¸c tr­êng hîp t¶i träng 108 1.9. Khai b¸o khèi l­îng cña c«ng tr×nh 109 1.10. Khai b¸o tù ®éngTHXD-Tr chia nhá sµn vµ dÇm 109 1.10.1. Tù ®éng chia nhá dÇm 109 1.10.2. Tù ®éng chia nhá sµn 109 1.11. KiÓmBM tra m« h×nh 110 1.11.1. VÝ dô 1 111 1.11.2. VÝ dô 2 111 1.11.3. VÝ dô 3 112
  10. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 9 1.11.4. VÝ dô 4 112 1.12. Ch¹y m« h×nh 112 1.13. Täa ®é t©m cøng vµ t©m khèi l­îng tÇn sè dao ®éng 112 1.14. Phương pháp nhập tải vào t©m khèi l­îng 113 1.15. NhËp t¶i träng vµo t©m cøng 115 1.16. Tæ hîp t¶i träng 116 1.17. KiÓm tra l¹i s¬ ®å kÕt cÊu 117 1.17.1. KiÓm tra l¹i s¬ ®å h×nh häc 117 1.17.2. KiÓm tra l¹i s¬ ®å t¶i träng XD 117 1.18. Ch¹y ch­¬ng tr×nh vµ quan s¸t néi lùc 118 1.19. Khai b¸o bµi to¸n thiÕt kÕ cèt thÐp cho Frame H 119 2. Bµi tËp 2 Đ 122 2.1. ThiÕt lËp hÖ l­íi ng 123 2.2. §Þnh nghÜa tiÕt diÖn vµ vËt liÖu versionờ 125 2.2.1. §Þnh nghÜa vËt liÖu ư 125 2.2.2. Khai b¸o tiÕt diÖn 126 2.3. VÏ s¬ ®å kÕt cÊu 126 2.4. T¹o lËp hÖ täa ®éTrial trô 131 2.5. §Þnh nghÜa c¸c tr­êng hîp t¶i träng 134 2.6. Khai b¸o tæ hîp t¶i träng 134 2.7. NhËp t¶i träng 135 2.7.1. TÜnh t¶i THXD-Tr 135 2.7.2. Ho¹t t¶i 135 2.7.3. T¶iBM träng giã theo ph­¬ng Y 136 2.8. Khai b¸o tù ®éng chia nhá sµn vµ dÇm 136 2.9. Hîp nhÊt c¸c ®iÓm qu¸ gÇn nhau 137 2.10. KiÓm tra m« h×nh 137 2.11. §Æt tªn v¸ch 137
  11. 10 øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 2.11.1. §Æt tªn cho Pier 137 2.11.2. §Æt tªn cho Spandrel 137 2.12. §Þnh nghÜa tiÕt diÖn v¸ch 138 2.13. G¸n tiÕt diÖn v¸ch 139 2.14. Khai b¸o tiªu chuÈn thiÕt kÕ v¸ch 139 2.15. Thùc hiÖn bµi to¸n kiÓm tra v¸ch 139 2.16. §äc kÕt qu¶ tÝnh to¸n 139 2.17. Phô lôc 140 2.17.1. N©ng nhµ lªn 8 tÇng XD 140 2.17.2. T¹o mÆt c¾t zic z¾c 142 3. Bµi tËp 3 H 145 3.1. LËp mÆt b»ng kÕt cÊu trong AutoCAD Đ 145 3.1.1. T¹o c¸c layer ng 145 3.1.2. VÏ mÆt b»ng dÇm versionờ 145 3.1.3. VÏ mÆt b»ng l­íi. ư 146 3.1.4. VÏ mÆt b»ng cét 146 3.1.5. VÏ mÆt b»ng v¸ch 147 3.1.6. XuÊt mÆt b»ngTrial kÕt cÊu ra file míi 148 3.2. NhËp m« h×nh tõ AutoCAD vµ Etabs 149 3.2.1. NhËp mÆt b»ng l­íi 149 3.2.2. §Þnh nghÜa tiÕt diÖn, vËt liÖu 152 3.2.3. NhËp mÆt b»ngTHXD-Tr dÇm cét 152 3.2.4. NhËp mÆt b»ng v¸ch vµ vÏ v¸ch 153 4. Bµi tËp 4BM 156 4.1. ThiÕt lËp hÖ l­íi 157 4.2. §Þnh nghÜa tiÕt diÖn vµ vËt liÖu 159 4.2.1. §Þnh nghÜa vËt liÖu 159 4.2.2. Khai b¸o tiÕt diÖn 159
  12. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 11 4.3. VÏ m« h×nh 167 4.3.1. VÏ mÆt c¾t qua trôc 1 167 4.3.2. HiÖu chØnh l¹i cét d­íi 171 4.3.3. VÏ dÇm cÇu trôc 173 4.3.4. VÏ c¸c thanh gi»ng ngang 175 XD H Đ ng ờ versionư Trial THXD-Tr BM
  13. 12 Ch­¬ng 1: Tæng Quan vÒ Etabs Ch­¬ng 1: Tæng Quan vÒ Etabs 1. HÖ täa ®é Trong Etabs còng nh­ trong Sap2000, chóng ta cã hai hÖ trôc täa ®é Decard vµ trô: XD H Đ ng H×nh 1. 1 HÖ täa ®é Decard. versionH×nhờ 1. 1 HÖ täa ®é trô. Ph­¬ng ph¸p sö dông hai hÖ täa ®é Trô vµ Decard ®­îcư ®Ò cËp cô thÓ trong bµi tËp sè 1. 2. Nót 2.1. Tæng quan vÒ nót Trial(Joint) Cã thÓ hiÓu nót lµ ®iÓm liªn kÕt c¸c phÇn tö; lµ ®iÓm t¹i ®ã ta g¸n chuyÓn vÞ c­ìng bøc hoÆc g¸n c¸c ®iÒu kiÖn biªn; lµ ®iÓm x¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn biªn; lµ ®iÓm c©n g¸n lùc tËp trung; lµ ®iÓm g¸n khèi l­îng tËp trung. − TÊt c¶ t¶i träng (load) vµTHXD-Tr khèi l­îng (mass) g¸n cho phÇn tö ®Ò ®­îc quy ®æi vÒ c¸c t¶i träng tËp trung, khèi l­îng tËp trung t¹i c¸c nót. C¸c c¸ch t¹o ra nót: − C¸c nót ®­îcBM t¹o tù ®éng khi t¹o ph©n tö. − Ngoµi ra ta cã thªm nót t¹i bÊt kú vÞ trÝ nµo.
  14. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 13 2.2. HÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng HÖ to¹ ®é riªng cña nót gåm ba trôc: trôc 1 (mµu ®á), trôc 2 (mµu tr¾ng), trôc 3 (mµu xanh). Ph­¬ng vµ chiÒu cña c¸c trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng lÊy theo ph­¬ng vµ chiÒu cña c¸c hÖ trôc täa ®é tæng thÓ X, Y, Z. Kh«ng nh­ Sap2000, Etabs kh«ng cho ta phÐp xoay hÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng cña nót. 2.3. BËc tù do t¹i nót §Þnh nghÜa bËc tù do: sè l­îng tèi thiÓu c¸c th«ng sè h×nh häc ®éc lËp biÓu thÞ chuyÓn vÞ cña mäi khèi l­îng trªn hÖ gäi lµ bËc tù do. Sè bËc tù do cña hÖ phô thuéc s¬ ®å tÝnh ®­îc chän cho c«ng tr×nh thùc tÕ khi tÝnh dao ®éng, chuyÓn vÞ vµ ph¶n lùc cña c«ng tr×nh. − Mét nót cã 6 bËc tù do: U1, U2, U3 (ba chuyÓn vÞ th¼ng); R1, R2, R3 (ba chuyÓn vÞ xoay). XD − ChiÒu d­¬ng qui ­íc cña c¸c bËc tù do t­¬ng H øng víi 6 thµnh phÇn trong hÖ to¹ ®é tæng thÓ. Đ − Mçi mét bËc tù do trong s¬ ®å kÕt cÊu sÏ thuéc mét trong c¸c lo¹i sau : ng + Active: chuyÓn vÞ sÏ ®­îc tÝnh ®Õnversion trong qu¸ ờ tr×nh ph©n tÝch kÕt cÊu. ư + Restrainted: chuyÓn vÞ ®· ®­îc x¸c ®Þnh H×nh 1. 3 S¸u bËc tù do t¹i nót. tr­íc, t­¬ng øng víi nã ch­¬ng tr×nh sÏ tÝnh ph¶n lùc t¹i ®iÓm ®ãTrial trong qu¸ tr ×nh ph©n tÝch kÕt cÊu. + Constrained: chuyÓn vÞ sÏ ®­îc x¸c ®Þnh tõ chuyÓn vÞ t¹i mét sè bËc tù do kh¸c. + Null: chuyÓn vÞ kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn kÕt cÊu vµ sÏ bÞ bá qua trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch kÕt cÊu. C¸c nót nµy kh«ng cã chuyÓn vÞ, kh«ng cã néi lùc, kh«ng cã ®é cøng, kh«ng restraint, kh«ng contrains (vÝ dô nh­ nót ®øng ®éc lËp). + Unavaible: chuyÓn THXD-TrvÞ ®· ®­îc lo¹i trõ tõ qu¸ tr×nh ph©n tÝch kÕt cÊu. − Avaiable and Unavailable Degrees of Freedom. §iÒu khiÓn nµy n»m trong Analysis Options. + C¸c nótBM ®­îc g¸n Unavailable Degrees of Freedom th× tÊt c¶ ®é cøng, t¶i träng, khèi l­îng, Restraints hoÆc Constrains g¸n cho kÕt cÊu ®Òu ®­îc bá quan trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch kÕt cÊu. + TÊt c¶ c¸c bËc tù do cña kÕt cÊu, Etabs ®Òu quy vÒ hÖ trôc täa ®é tæng thÓ (Global Coordinate System).
  15. 14 Ch­¬ng 1: Tæng Quan vÒ Etabs 2.4. T¶i träng t¹i nót T¹i nót cã c¸c t¶i träng tËp trung (concentrated forces) bao gåm m« men vµ lùc. Ngoµi ra cßn cã c¸c chuyÓn vÞ c­ìng bøc t¹i nót. Ph­¬ng ph¸p nhËp t¶i träng tËp trung t¹i nót: − Chän nót cÇn g¸n t¶i träng. − Vµo Menu Assign Joint/Point Loads Force. + Force Global X, Y, Z: lùc t¸c dông vµo nót theo ph­¬ng vµ chiÒu cña c¸c trôc täa ®é tæng thÓ X, Y, Z. XD + Moment Global XX, YY, ZZ: vector H×nh 1. 4 Hép tho¹i Point Forces. moment t¸c dông vµo nót theo ph­¬ng H vµ chiÒu cña c¸c trôc täa ®é tæng thÓ X, Y, Z. Đ − Gi¶i thÝch vÒ Vector m« men. ng + T¹i ®iÓm cã sè hiÖu (Label) lµ 5, cã Mzz = −10. Cã nghÜa lµ chiÒu cñaversion ờ vector moment ng­îc víi chiÒu ư d­¬ng cña trôc Z. Nh­ vËy víi t¸c dông cña t¶i träng nh­ trªn, thanh 5-6 sÏ bÞ uèn trongTrial mÆt ph¼ng song song víi mÆt ph¼ng XY, H×nh 1. 5 Vector m« men. chiÒu uèn tõ Y sang X (h×nh 1. 5). 2.5. Khèi l­îng t¹i nót (Mass) Trong c¸c bµi to¸n ph©n tÝchTHXD-Tr ®éng (Dynamic Analysis ), khèi l­îng cña kÕt cÊu ®­îc dïng ®Ó tÝnh lùc qu¸n tÝnh vµ tÇn sè dao ®éng riªng cña c«ng tr×nh. Th«ng th­êng, ch­¬ng tr×nh sÏ tÝnh khèi l­îng cña c¸c phÇn tö dùa trªn khai b¸o khèi l­îng riªng cña vËt liÖu vµ thÓ tÝch h×nh häc cña phÇn tö, sau ®ã ch­¬ng tr×nh sÏ quy ®æi vÒ nót. Khèi l­îng cña tõng phÇn tö sÏ ®­îcBM tÝnh cho 3 ph­¬ng t­¬ng øng víi 3 chuyÓn vÞ th¼ng cña nót. Ch­¬ng tr×nh sÏ bá qua m« men qu¸n tÝnh. Trong mét sè tr­êng hîp, khi tÝnh to¸n dao ®éng cña c«ng tr×nh, ta kh«ng dïng khèi l­îng mµ Etabs tù tÝnh. Khi ®ã, ta cã thÓ khai b¸o khèi l­îng tËp trung hoÆc khèi l­îng m« men qu¸n tÝnh tËp trung t¹i bÊt kú nót nµo. Ph­¬ng ph¸p khai b¸o khèi l­îng tËp trung nh­ sau:
  16. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 15 − Chän nót cÇn g¸n thªm t¶i träng tËp trung. − Vµo Menu Asign Joint/Point Additional Point Mass (h×nh 1.6). − Direction X, Y, Z: khèi l­îng tËp trung t¹i nót theo ba ph­¬ng X, Y, Z trong hÖ täa ®é tæng thÓ. − Rotation about X, Y, Z: khèi l­îng m« men qu¸n tÝnh tËp trung t¹i nót theo ba ph­¬ng X, Y, Z trong hÖ täa ®é tæng thÓ. 3. C¸c lo¹i liªn kÕt 3.1. Retraints XD 3.1.1. Kh¸i niÖm chung H NÕu chuyÓn vÞ cña mét ®iÓm theo mét ph­¬ng nµo ®ã H×nh 1.Đ 6 Hép tho¹i ®­îc cè ®Þnh tr­íc, ta nãi ®iÓm ®ã bÞ r»ng buéc liªn kÕt Assign Masses. Restraint. Gi¸ trÞ chuyÓn vÞ t¹i ®iÓm cã thÓ b»ng kh«ng hoÆc kh¸c kh«ng, tïy thuéc vµo nót ®ã cã chÞu chuyÓn vÞ c­ìng bøc hay kh«ng. ng Nót cã liªn kÕt Restraint sÏ cã ph¶n lùc.version Gi¸ trÞ ph¶n lùc ờnµy sÏ ®­îc x¸c ®Þnh trong bµi to¸n ph©n tÝch kÕt cÊu (Analyse). ư Liªn kÕt Restraint th­êng ®­îc m« h×nh hãa c¸c kiÓu liªn kÕt nèi ®Êt cña kÕt cÊu. Trial THXD-Tr BM H×nh 1. 7 C¸c lo¹i liªn kÕt nèi ®Êt
  17. 16 Ch­¬ng 1: Tæng Quan vÒ Etabs 3.1.2. Ph­¬ng ph¸p g¸n Ph­¬ng ph¸p g¸n liªn kÕt Restraint: − Chän ®iÓm cÇn g¸n liªn kÕt Restraint. − Vµo menu Assign Joint/Point Restraints (Supports). − NhËp c¸c bËc tù do bÞ khèng chÕ vµo hép tho¹i. + Translation: chuyÓn vÞ th¼ng. + Rotation: chuyÓn vÞ xoay. 3.2. Springs XD 3.2.1. Kh¸i niÖm chung Spring lµ liªn kÕt ®µn håi. BÊt kú mét trong s¸u bËc tù do H cña mét nót ®Òu cã thÓ g¸n liªn kÕt ®µn håi. Liªn kÕt ®µn Đ håi ®­îc m« h×nh hãa b»ng c¸c lß so. §é cøng cña liªn kÕt ®µn håi chÝnh lµ ®é cøng cña lß so. Liªn kÕt ®µn håi cã H×nh 1. 9 Hép tho¹i thÓ bao gåm chuyÓn vÞ c­ìng bøc. ngAssign Springs. §iÓm cã liªn kÕt ®µn håi sÏ cã ph¶n lùcversion ®µn håi. §é línờ cña ph¶n lùc phô thuéc vµo ®é cøng cña liªn kÕt vµ ®­îcư x¸c ®Þnh trong bµi to¸n ph©n tÝch kÕt cÊu. Liªn kÕt Spring th­êng ®­îc sö dông trong c¸c bµi to¸n: − DÇm trªn nÒn ®µn håi Trial(mãng b¨ng). − TÊm trªn nÒn ®µn håi (bÓ n­íc, ®µi mãng ). 3.2.2. Ph­¬ng ph¸p khai b¸o liªn kÕt Spring Ph­¬ng ph¸p g¸n liªn kÕt THXD-TrSpring: − Chän ®iÓm cÇn g¸n liªn kÕt Restraint. − Vµo menu Assign Joint/Point Point Springs. − NhËp c¸c BMbËc tù do bÞ khèng chÕ vµo: + Translation X, Y, Z: ®é cøng cña liªn kÕt ®µn H×nh 1. 8 Hép tho¹i Assign håi theo ph­¬ng X, Y, Z. Restraints. + Rotation about XX, YY, ZZ: ®é cøng cña liªn kÕt ®µn håi xoay quanh trôc XX, YY, ZZ.
  18. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 17 3.3. Liªn kÕt Constraints 3.3.1. Kh¸i niÖm chung C¸c ®iÓm cã cïng chung mét Constraint sÏ cã mét sè chuyÓn vÞ nh­ nhau. Sè l­îng chuyÓn vÞ cïng nhau phô thuéc vµo tõng lo¹i Constraint. Khi khai b¸o Constraint, sè l­îng ph­¬ng tr×nh tÝnh to¸n sÏ gi¶m. Do vËy tèc ®é tÝnh to¸n sÏ t¨ng lªn. D­íi ®©y tr×nh bµy mét sè d¹ng Contraint th­êng dïng. − Diaphragm, rµng buéc chuyÓn vÞ theo mét mÆt ph¼ng. TÊt c¶ c¸c ®iÓm ®­îc g¾n cïng mét Diaphragm ®Òu cã hai chuyÓn vÞ trong mÆt ph¼ng cña Diaphram vµ mét chuyÓn vÞ xoay vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng nh­ nhau. M« h×nh nµy th­êng ®­îc sö dông ®Ó m« h×nh hãa sµn lµ tuyÖt ®èi cøng trong mÆt ph¼ng khi tÝnh to¸n nhµ cao tÇng. − Body constraint, dïng ®Ó m« t¶ mét khèi hay mét phÇn cña kÕt cÊu ®­îc xemXD nh­ lµ mét khèi cøng (Rigid body). TÊt c¶ c¸c nót trong mét Body ®Òu cã chuyÓnH vÞ b»ng nhau. Đ − Plate Constraint, lµm cho tÊt c¶ c¸c nót bÞ rµng buéc chuyÓn vÞ cïng víi nhau nh­ lµ mét tÊm ph¼ng cã ®é cøng chèng uèn ngoµi mÆt ph¼ng b»ng v« cïng (ng­îc víi Diaphram). ng − Beam Constraint, tÊt c¶ c¸c nót g¸n cïngversion mét Beam Contraintờ cã chuyÓn vÞ cïng nhau nh­ lµ mét dÇm th¼ng cã ®é cøng chèng uèn b»ngư v« cïng (kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn biÕn d¹ng däc trôc vµ biÕn d¹ng xo¾n cña dÇm). Chó ý : Sap2000 cung cÊp tÊt c¶ c¸c lo¹i Contraint nãi trªn cßn Etabs chØ cung cÊp chøc n¨ng Diaphram ConstraintTrial. 3.3.2. C¸ch khai b¸o − Chän ®iÓm cÇn g¸n liªn kÕt Contraint. − Vµo menu Assign Joint/Point Rigid Diaphragm. THXD-Tr 3.3.3. øng dông Gióp ng­êi dïng m« h×nh chÝnh x¸c sù lµm viÖc cña kÕt cÊu vµBM gi¶m thêi gian ph©n tÝch tÝnh to¸n kÕt cÊu. H×nh 1. 10 Hép tho¹i Assign Diaphragm.
  19. 18 Ch­¬ng 1: Tæng Quan vÒ Etabs XD H Đ ng ờ versionư H×nh 1. 11 Sö dôngTrial chøc n¨ng Diaphragm Contraint ®Ó m« h×nh hãa sµn cøng. 4. VËt liÖu 4.1. Tæng quan vÒ vËt liÖu Trong Etabs, ta cã thÓ khai b¸o nhiÒu lo¹i vËt liÖu, c¸c phÇn tö trong s¬ ®å kÕt cÊu cã thÓ nhËn c¸c lo¹i vËt liÖu kh¸cTHXD-Tr nhau. Etabs cho phÐp ta khai b¸o c¸c lo¹i vËt liÖu nh­ bª t«ng, thÐp, nh«m VËt liÖu ®¼ng h­íng, trùc h­íng vµ dÞ h­íng. BM
  20. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 19 4.2. HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng XD H Đ H×nh 1. 12 §Þnh nghÜa c¸c thµnh phÇn øng suÊt trong hÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng vËt liÖu. Mçi mét vËt liÖu ®Òu cã mét hÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng riªng, ng®­îc sö dông ®Ó ®Þnh nghÜa tÝnh ®µn håi vµ biÕn d¹ng nhiÖt theo c¸c versionph­¬ng. HÖ thèngờ täa ®é ®Þa ph­¬ng vËt liÖu chØ ¸p dông cho lo¹i vËt liÖu trùc h­íng (orthotropic) vµ dÞư h­íng (anisotropic). VËt liÖu ®¼ng h­íng (Isotropic material) cã tÝnh chÊt vËt liÖu theo ba ph­¬ng lµ nh­ nhau. 4.3. øng suÊt vµ biÕn d¹ng cña vËt liÖu (stresses and strains) 4.3.1. Stress Trial øng suÊt ®­îc ®Þnh nghÜa lµ lùc trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝnh däc theo c¸c trôc vËt liÖu cña mét ph©n tè ®¬n vÞ cña mét phÇn tö bÊt kú. Kh«ng ph¶i lóc nµo còng tån t¹i 6 øng suÊt trªn c¸c phÇn tö. VÝ dô, øng suÊt σ22, σ33, σ23 sÏ b»ng kh«ng ®èi víi phÇnTHXD-Tr tö thanh (Frame Element), øng suÊt σ33 sÏ b»ng kh«ng ®èi víi phÇn tö tÊm vá (Shell Element). 4.3.2. Strain Dùa vµo quy luËtBM øng xö cña tõng vËt liÖu mµ ta cã biÕn d¹ng cña vËt liÖu ®ã. du1 du2 du1 γ 12 = + ε11 = dx2 dx1 dx1 du1 du3 du2 γ 13 = + ε 22 = dx3 dx1 dx2
  21. 20 Ch­¬ng 1: Tæng Quan vÒ Etabs du2 du3 du3 γ 23 = + ε 33 = dx3 dx2 dx3 4.4. C¸c th«ng sè khai b¸o vËt liÖu §Ó khai b¸o vËt liÖu, b¹n vµo menu Define Material Properties Add New Material. XD H Đ ng H×nh 1. 13 Hépversion tho¹i khai b¸o vËtờ liÖu . C¸c th«ng sè: ư − Material Name – tªn lo¹i vËt liÖu. Do ng­êi dïng ®Æt, nªn ®Æt tªn theo lo¹i vËt liÖu sö dông, vÝ dô: bª t«ng m¸c 200 ta ký hiÖu “BT200”. − Type of Material – lo¹iTrial vËt liÖu, chón g ta cã c¸c lo¹i vËt liÖu sau: + Isotropic – vËt liÖu ®¼ng h­íng (mÆc ®Þnh). + Ortho – vËt liÖu trùc h­íng. + Anisotropic – vËt liÖu dÞ h­íng. − Mass Volume: khèi lùîngTHXD-Tr riªng dïng ®Ó tÝnh khèi l­îng riªng cña phÇn tö trong bµi to¸n ®éng. − Weight Volume: träng l­îng riªng cña vËt liÖu ®Ó tÝnh träng l­îng riªng cña phÇn tö trong c¸c BMtr­êng hîp t¶i träng, hay cßn gäi lµ t¶i träng b¶n th©n. − Modulus of Elastic E – m« ®un ®µn håi, dïng ®Ó x¸c ®Þnh ®é cøng kÐo nÐn vµ uèn. E thay ®æi theo m¸c BT. Tham sè E cïng víi tiÕt diÖn quyÕt ®Þnh biÕn d¹ng cña kÕt cÊu. − Poisson Ratio factor – hÖ sè Po¸t X«ng (µ) dïng ®Ó x¸c ®Þnh G = E/2/(1+µ) quyÕt ®Þnh biÕn d¹ng tr­ît vµ xo¾n.
  22. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 21 + §èi víi vËt liÖu bª t«ng µ=0.18 ÷ 0.2. + §èi víi vËt liÖu thÐp µ sÊp xØ 0.3. 5. T¶i träng vµ tæ hîp t¶i träng 5.1. T¶i träng Khi phÇn tö biÕn bÞ biÕn d¹ng d­íi t¸c ®éng cña ngo¹i lùc, c¸c phÇn tö vËt chÊt trong phÇn tö chuyÓn ®éng, ph¸t sinh ra gia tèc chuyÓn ®éng vµ kÌm theo ®ã lµ lùc qu¸n tÝnh. NÕu gia tèc lµ nhá, lùc qu¸n tÝnh bÐ th× cã thÓ bá qua lùc qu¸n tÝnh so víi c¸c t¶i träng kh¸c. Khi ®ã bµi to¸n ®­îc gäi lµ bµi to¸n tÜnh (Static). Ng­îc l¹i khi gia tèc lín, lùc qu¸n tÝnh lín, ta kh«ng thÓ bá qua lùc qu¸n tÝnh. Lóc ®ã, ta gäi lµ bµi to¸n ®éng (Dynamic). XD Ngoµi t¶i träng tÜnh vµ ®éng ta cßn cã t¶i träng thay ®æi theo thêi gian (Time Hhistory). §èi víi t¶i träng tÜnh, trong Etabs ta cã c¸c tr­êng hîp t¶i träng sau Đ Dead Load : tÜnh t¶i Wind load : t¶i träng giã Snow Load : t¶i träng tuyÕt Live Load : ho¹t t¶i Quake Load : t¶i träng ®éng ®Êt ng versionờ C©u hái ư T¹i sao t¶i träng ®éng ®Êt vµ t¶i träng giã ®éng l¹i n»m trong môc Static Load Case (t¶i träng tÜnh)? − V× chóng ta tÝnh to¸n Trial t¶i träng ®éng ®Êt vµ giã ®éng theo ph­¬ng ph¸p tùa tÜnh (cã nghÜa lµ quy vÒ c¸c lùc tÜnh råi ®Æt nã vµo kÕt cÊu, sau ®ã tÝnh to¸n ra m« men, chuyÓn vÞ ) − NÕu chóng ta kh«ng dïng ph­¬ng ph¸p tùa tÜnh ®Ó tÝnh t¶i träng giã ®éng vµ ®éng ®Êt, th× chóng ta kh«ng ®­îcTHXD-Tr phÐp cho lo¹i t¶i träng ®éng nµy vµo môc Static Load Case. HÖ sè Self Weight lµ g×, lÊy b»ng bao nhiªu? − HÖ sè Self Weight lµ hÖ sè tÝnh ®Õn t¶i träng b¶n th©n cña phÇn kÕt cÊu ®­îc vÏ trong Sap (Etabs).BM Gi¶ sö tr­êng hîp t¶i cã tªn lµ TT ®­îc khai b¸o lµ Dead Load, hÖ sè Self Weight lÊy b»ng 0.5, khi ®ã ngoµi c¸c t¶i träng mµ ta g¸n vµo cho tr­êng hîp t¶i TT nã cßn bao gåm t¶i träng b¶n th©n cña kÕt cÊu, nh©n víi hÖ sè 0.5 nãi trªn. − T¶i träng b¶n th©n cña mét phÇn tö tÝnh b»ng träng l­îng trªn mét ®¬n vÞ thÓ tÝch cña vËt liÖu (khai b¸o trong phÇn Define Materials) nh©n víi thÓ tÝch cña phÇn tö ®ã.
  23. 22 Ch­¬ng 1: Tæng Quan vÒ Etabs − T¶i träng b¶n th©n cña kÕt cÊu ®­îc khai b¸o theo c¸ch trªn, lu«n cã h­íng theo chiÒu ©m cña trôc Z (Global Coordinates). − Th«ng th­êng, hÖ sè Self Weight nµy lÊy b»ng n = 1.1 (n lµ hÖ sè v­ît t¶i ®èi víi phÇn kÕt cÊu ®­îc lµm b»ng bª t«ng cèt thÐp). 5.2. Tæ hîp t¶i träng 5.2.1. C¸c c¸ch tæ hîp t¶i träng − Tæ hîp ng­êi dïng – ng­êi dïng tù ®Þnh nghÜa tªn tæ hîp, tù ®Þnh nghÜa c¸c thµnh phÇn t¹o nªn tæ hîp ®ã vµ hÖ sè cña chóng. VÝ dô, theo TCVN mét trong c¸c tæ hîp c¬ b¶n thø hai lµ TT+0.9HT+0.9GX (TT – tÜnh t¶i, HT – ho¹t t¶i, GX : Giã thæi theo ph­¬ng X) XD − Tæ hîp tù ®éng (Defaut Combo). C¸c tæ hîp nµy sÏ tù ®éng sinh ra khi chóng ta tiÕn hµnh bµi to¸n thiÕt kÕ thÐp theo tiªu chuÈn cã s½n mµ Sap (Etabs) cungH cÊp. Sè c¸c tr­êng hîp tæ hîp vµ hÖ sè cña c¸c tr­êng hîp t¶i träng tham gia vµo tæ hîp phô thuéc vµo tiªu chuÈn thiÕt kÕ mµ ta chän. C¸c tæ hîp t¶i träng nµy th­êngĐ cã tªn lµ DCom1, DCom2, DSTL ng 5.2.2. C¸c lo¹i tæ hîp t¶i träng versionờ − ADD: tæ hîp theo ph­¬ng ph¸p céng tõng thµnh phÇnư cña tæ hîp. − ENVE: tæ hîp bao néi lùc. − SRSS: c¨n bËc hai cña tæng b×nh ph­¬ng c¸c tr­êng hîp t¶i. − ABS: tæng trÞ tuyÖt ®èi Trialcña c¸c tr­êng hîp t¶i. C©u hái KiÓu t¶i träng Live Load, Wind Load cã ý nghÜa g× kh«ng. − §èi víi bµi to¸n sö dôngTHXD-Tr tæ hîp ng­êi dïng vµ trong bµi to¸n tÜnh (Static), th× viÖc khai b¸o c¸c kiÓu t¶i träng nµy kh«ng cã ý nghÜa g× c¶. − §èi víi bµi to¸n sö dông tæ hîp t¶i träng tù ®éng. C¸c kiÓu t¶i träng nµy sÏ gióp Sap (Etabs) nhËnBM biÕt ®­îc c¸c tr­êng hîp t¶i (tÜnh t¶i, ho¹t t¶i ). Dùa trªn tiªu chuÈn thiÕt kÕ mµ b¹n ®äc khai b¸o, ch­¬ng tr×nh Sap (Etabs) sÏ cung cÊp c¸c tr­êng hîp tæ hîp t¶i trong vµ cung cÊp c¸c hÖ sè cña c¸c tr­êng hîp t¶i träng trong tõng tr­êng hîp tæ hîp t¶i träng. B¶n chÊt cña tæ hîp trong Etabs (Sap) lµ tæ hîp t¶i träng hay tæ hîp néi lùc?
  24. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 23 − B¶n chÊt cña kiÓu tæ hîp Add trong Sap (Etabs) lµ tæ hîp t¶i träng. BiÓu ®å bao (tæ hîp Enve) lµ biÓu ®å bao néi lùc cña c¸c tr­êng hîp t¶i hay lµ biÓu ®å néi lùc trong tr­êng hîp bao cña c¸c tr­êng hîp t¶i träng? − Lµ ph­¬ng ¸n thø nhÊt : “biÓu ®å bao néi lùc cña c¸c tr­êng hîp t¶i träng ®· khai b¸o trong Enve”. NÕu khai b¸o vËt liÖu lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi tuyÕn tÝnh, th× t¶i träng vµ néi lùc tû lÖ tuyÕn tÝnh víi nhau. Khi ®ã tæ hîp t¶i träng vµ tæ hîp néi lùc cã g× kh¸c nhau kh«ng? − Kh¸c nhau, v× b¶n chÊt cña tæ hîp néi lùc theo TCVN kh«ng ®¬n gi¶n lµ c«ng tæng c¸c thµnh phÇn néi lùc. 5.2.3. C¸ch khai b¸o XD §Ó khai b¸o tæ hîp t¶i träng, b¹n ®äc vµo menu Define Load Combination Add New Combo. H Hép tho¹i Load Combination Data hiÖn lªn. Đ − Load Combination Name: Tªn hæ hîp t¶i träng − Load Combination Type: KiÓu tæ hîp t¶i träng ng ®· tr×nh bµy ë trªn. versionờ − Case Name: C¸c tr­êng hîp t¶i träng, nhÊn ư nót Add ®Ó thªm vµo, Modify ®Ó söa ®æi vµ Delele ®Ó xãa ®i. − Scale Factor: hÖ sè tæ Trialhîp. 6. Bµi to¸n ph©n tÝch 6.1. C¸c d¹ng ph©n tÝch kÕt cÊu Ph©n tÝch Linear: bµi to¸n THXD-Trph©n tÝch tuyÕn tÝnh. Ph©n tÝch Nonlinear: bµi to¸n ph©n tÝch phi tuyÕn. 6.2. Modal Analysis 6.2.1. Tæng quanBM Bµi to¸n ph©n tÝch Modal lµ b¸i to¸n gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò liªn quan ®Õn dao ®éng riªng nh­ tÝnh to¸n chu kú, tÇn sè, chuyÓn vÞ cña c¸c d¹ng dao ®éng riªng cña c«ng tr×nh. Modal analysis ®­îc ®Þnh nghÜa trong Analysis Case, b¹n cã thÓ ®Þnh nghÜa nhiÒu bµi to¸n Modal Analysis trong mét c«ng tr×nh.
  25. 24 Ch­¬ng 1: Tæng Quan vÒ Etabs Cã hai d¹ng ph©n tÝch Modal Analysis: − Eigenvertor, dïng ®Ó x¸c ®Þnh c¸c d¹ng dao ®éng riªng vµ tÇn sè dao ®éng riªng cña chóng. Chóng ta th­êng sö dông c¸ch nµy ®Ó tÝnh to¸n tÇn sè dao ®éng riªng kÕt cÊu c«ng tr×nh. − Ritz−vertor, dïng ®Ó t×m d¹ng dao ®éng khi ®· chØ râ c¸c lùc thµnh phÇn t¹o nªn dao ®éng. Ritz−vertor cã thÓ cho ta kÕt qu¶ tèt h¬n ®èi víi c¸c bµi to¸n vÒ t¶i träng phæ hoÆc t¶i träng thay ®æi theo thêi gian (response−spectrum or time−history analyses). 6.2.2. Eigenvertor Analysis 6.2.2.1. Ph­¬ng tr×nh Eigenvertor XD Trong ®ã H − K lµ ma trËn ®é cøng. Đ − M lµ ma trËn khèi l­îng. − Ω lµ ma trËn Eigenvalue (gi¸ trÞ riªng). ng − Φ lµ ma trËn eigenvertors (vector riªng)version t­¬ng øng gi¸ờ trÞ riªng, nã biÓu thi cho d¹ng dao ®éng. ư Eigenvalue lµ b×nh ph­¬ng cña tÇn sè gãc ω. C¸c gi¸ trÞ tÇn sè vµ chu kú ®­îc tÝnh nh­ sau: Trial 6.2.2.2. Number of modes Number of modes lµ sè d¹ng dao ®éng cÇn tÝnh to¸n do ng­êi dïng tù khai b¸o cho phÇn mÒm biÕt. THXD-Tr 6.2.2.3. Frequency Range Frequencey Range lµ d¶i tÇn sè. Gi¶i tÇn sè ®­îc khai b¸o vµo trong Sap (Etabs) qua c¸c th«ng sè sau:BM − Shift: Gi¸ trÞ trung t©m cña gi¶i chu kú cÇn tÝnh (center of cyclic frequency range). − Cut: B¸n kÝnh cña gi¶i chu kú cÇn tÝnh (Radius of the cyclic frequency range). §iÒu ®ã cã nghÜa lµ |f − Shift|<=Cut.
  26. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 25 6.2.2.4. Convergence Tolerance Convergence Tolerance lµ dung sai héi tô. Nã chØ cã trong tr­êng hîp cã khai b¸o Shift hoÆc Cut. − Gäi ω0 lµ gi¸ trÞ ban ®Çu ω0 = 2 Π Shift. − ω t×m ®­îc sÏ cã d¹ng . − Khi ®ã dung sai héi tô sÏ tol sÏ cã d¹ng nh­ sau: Dung sai héi tô trong tr­êng hîp kh«ng khai b¸o Shift vµ Cut, khi ®ã Tol cã 2 d¹ngXD sau: hoÆc H 7. Diaphragm Centers of Rigidity, Centers of MassĐ Khai b¸o tÝnh to¸n t©m cøng: Analyze menu Calculate Diaphragm Centers of Rigidity. Khi Menu nµy ®­îc ®¸nh dÊu, Etabs sÏ tÝnh to¸n t©m cøng trongng qu¸ tr×nh ph©n tÝch kÕt cÊu. versionờ T©m cøng ®­îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch tÝnh to¸n täa ®é ưt­¬ng ®èi (X, Y) cña t©m cøng víi mét ®iÓm nµo ®ã, th«ng th­êng ng­êi ta lùa chän ®iÓm bÊt kú nµy lµ t©m khèi l­îng (Center of mass). Ng­êi ta tÝnh to¸n t©m cøng cña mét Diaphragm dùa trªn ba tr­êng hîp t¶i träng sau, t¶i träng ®¬nTrial vÞ t¸c dông vµo t©m khèi l­îng: − Tr­êng hîp 1 (Case 1): Lùc ®¬n vÞ t¸c dông vµo t©m khèi l­îng theo ph­¬ng Global X. Lùc nµy g©y ra m« men xo¾n Diaphram lµ Rzx. − Tr­êng hîp 2 (Case 2): Lùc ®¬n vÞ t¸c dông vµo t©m khèi l­îng theo ph­¬ng Global Y. Lùc nµy g©y ra m« menTHXD-Tr xo¾n Diaphram lµ Rzy. − Tr­êng hîp 3 (Case 3): Vector m« men xo¾n ®¬n vÞ t¸c dông vµo t©m khèi l­îng theo ph­¬ng Global Z. Lùc nµy g©y ra m« men xo¾n Diaphram lµ Rzz. Khi ®ã täa ®é (X, Y) cña t©m Diaphram sÏ ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: X = − / RzzRzy vµ Y = − / RzzRzx BM. §iÓm nµy lµ mét thuéc tÝnh cña kÕt cÊu, kh«ng phô thuéc vµo bÊt kú t¶i träng nµo. Nh­ vËy, viÖc x¸c ®Þnh t©m cøng cña tõng tÇng (®èi víi kÕt cÊu nhµ cao tÇng) sÏ ®­îc Etabs tÝnh to¸n dùa trªn ba tr­êng hîp t¶i träng trªn.
  27. 26 Ch­¬ng 1: Tæng Quan vÒ Etabs H×nh 1. 14 Ba tr­êng hîp t¶i träng. §Ó xem kÕt qu¶ ph©n tÝch, b¹n ®äc vµo Display menu Set Output Table Mode, sao ®ã tÝch vµo Building Output trong hép tho¹i Display Output Tables. Sau ®ã xem b¶ng The Centroids of Cumulative Mass and Centers of Rigidity (B¶ng t©m khèi l­îng tÝch lòy vµ t©m cøng). XD H Đ ng H×nh 1. 15 B¶ngversion Center Mass Rigidityờ . − MassX: Khèi l­îng Diaphram theo ph­¬ng X. ư − XCM: Täa ®é t©m khèi l­îng. − XRC: Täa ®é t©m cøng.Trial C©u hái T©m cøng cña floor cã liªn quan ®Õn v¸ch kh«ng? − Theo ph­¬ng ph¸p tÝnh ®· tr×nh bµy nh­ trªn th× cã. T©m cøng cña tÇng cã bÞ ¶nhTHXD-Tr h­ëng bëi ®é cøng cña tÇng trªn vµ d­íi nã kh«ng? − Theo ph­¬ng ph¸p tÝnh nh­ trªn th× cã. T©m cøng cñaBM mét floor diaphragm cã bÞ ¶nh bëi v¸ch cøng cña nhµ kh«ng? − Theo ph­¬ng ph¸p tÝnh nh­ trªn th× cã. Khèi l­îng cña mét diaphragm cã bao gåm cét, dÇm, sµn vµ v¸ch kh«ng? − Tïy theo c¸ch khai b¸o diaphragm:
  28. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 27 + Diaphragm ®­îc khai b¸o th«ng qua phÇn tö Area, th× khèi l­îng cña mét diaphragm sÏ bao gåm c¶ cét, dÇm, sµn, v¸ch vµ khèi l­îng tËp trung t¹i nót cã sµn ®i qua. Trong c¸ch khai b¸o nµy, khèi l­îng tËp trung t¹i nót kh«ng cã sµn ®i qua sÏ kh«ng ®­îc tÝnh vµo khèi l­îng cña Diaphragm. + Diaphragm ®­îc khai b¸o th«ng qua phÇn tö Joint, th× khèi l­îng cña mét diaphragm sÏ chØ bao gåm cét, dÇm vµ khèi l­îng tËp trung t¹i nót (nãi c¸ch kh¸c lµ bao gåm Joint, Frame, Area). + Th«ng th­êng, ng­êi ta sö dông c¶ hai c¸ch nµy ®Ó g¸n Diaphragm cho mét tÇng. V× khi lµm nh­ thÕ, khèi l­îng cña Diaphragm sÏ lµ khèi l­îng cña c¶ tÇng (cét, dÇm, sµn vµ nót). − CÇn l­u ý thªm c¸ch tÝnh khèi l­îng cña Etabs lµ c¸c Frame, Area (tïy theo hai c¸ch khai b¸o trªn) sÏ ®­îc quy ®æi vÒ c¸c nót. Khèi l­îng cña mét diaphragmXD sÏ b»ng tæng khèi l­îng c¸c nót cña diaphragm ®ã. H − Còng t­¬ng tù nh­ khèi l­îng, ®é cøng cña mét diaphragm còngĐ ®­îc tÝnh dùa trªn hai ph­¬ng ph¸p khai b¸o trªn. ng ờ versionư Trial THXD-Tr BM
  29. 28 Ch­¬ng 2: KÕt cÊu hÖ thanh Ch­¬ng 2: KÕt cÊu hÖ thanh 1. Tæng quan vÒ phÇn tö thanh 1.1. PhÇn tö thanh (Frame Element) 1.1.1. Kh¸i niÖm − Kh¸i niÖm chung: phÇn tö cã kÝch th­íc mét chiÒu lín h¬n nhiÒu kÝch th­íc hai chiÒu cßn l¹i ®­îc gäi lµ phÇn tö thanh. XD − PhÇn tö thanh (Frame) trong Etabs lµ mét ®o¹n th¼ng nèi hai ®iÓm, ®iÓmH ®Çu (Start) gäi lµ ®iÓm I, ®iÓm cuèi (End) gäi lµ ®iÓm J. Đ H×nh 2. 2 Minh häa mét phÇn tö Frame.ng 1.1.2. øng dông versionờ PhÇn tö thanh th­êng ®­îc sö dông ®Ó m« h×nh hãa dÇm,ư cét 1.2. HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng (Local Coordinate System) 1.2.1. Kh¸i niÖm Trial Mçi phÇn tö Frame ®Òu cã mét hÖ trôc täa ®Þa ph­¬ng ®Ó x¸c ®Þnh tiÕt diÖn, t¶i träng vµ néi lùc. HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng gåm ba trôc täa ®é: trôc 1 – mµu ®á, trôc 2 – mµu tr¾ng, trôc 3 – mµu xanh. 1.2.2. MÆc ®Þnh THXD-Tr MÆc ®Þnh, trôc 1 däc theo ®o¹n th¼ng vµ h­íng tõ I sang J. MÆc ®Þnh trôc 2 vµ trôc 3 phô thuéc vµo lo¹i phÇn tö Frame (Column, Beam hay Brace). BM − PhÇn tö Frame th¼ng ®øng (Vertical Line H×nh 2. 3 HÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng 123. Objects). + Trôc 1 däc theo ®o¹n th¼ng. ChiÒu d­¬ng cña trôc 1 lµ chiÒu d­¬ng cña trôc Z (h­íng lªn trªn).
  30. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 29 + Trôc 2 vu«ng gãc víi ®o¹n th¼ng. ChiÒu d­¬ng cña trôc 2 lµ chiÒu d­¬ng cña trôc X. + Trôc 3 vu«ng gãc víi ®o¹n th¼ng. ChiÒu d­¬ng cña trôc 3 x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay ph¶i. − PhÇn tö Frame n»m ngang (Horizontal Line Objects) + Trôc 1 däc theo ®o¹n th¼ng. H×nh chiÕu chiÒu d­¬ng cña trôc 1 lªn trôc OX trïng víi chiÒu d­¬ng cña trôc X. NÕu h×nh chiÕu cña ®o¹n th¼ng lªn trôc OX b»ng kh«ng, cã nghÜa lµ ®o¹n th¼ng song song víi trôc OY, khi ®ã chiÒu d­¬ng cña trôc 1 sÏ trïng víi chiÒu d­¬ng cña trôc OY. + Trôc 2 vu«ng gãc víi ®o¹n th¼ng. ChiÒu d­¬ng cña trôc 2 trïng víi chiÒu d­¬ng cña trôc Z (h­íng lªn trªn). XD + Trôc 3 vu«ng gãc víi ®o¹n th¼ng vµ n»m ngang. ChiÒu d­¬ng cña trôcH 3 tu©n theo quy t¾c bµn tay ph¶i. − Frame kh«ng th¼ng ®øng vµ còng kh«ng n»m ngang (Other − Đneither vertical nor horizontal) + Trôc 1 däc theo ®o¹n th¼ng. ChiÒu d­¬ng cña trôc 1 ngh­íng lªn trªn. Cã nghÜa lµ h×nh chiÕu cña trôc 1 lªn trôc OZversion cã chiÒu d­¬ng ờtrïng víi chiÒu d­¬ng cña trôc OZ. ư + Trôc 2 vu«ng gãc víi ®o¹n th¼ng. MÆt ph¼ng trôc 1-2 th¼ng ®øng. ChiÒu d­¬ng cña trôc 2 h­íng lªn trªn. Cã nghÜa lµ h×nh chiÕu cña trôc 2 lªn trôc OZ cã chiÒu d­¬ng trïng víi chiÒuTrial d­¬ng cña trôc OZ. + Trôc 3 vu«ng gãc víi ®o¹n th¼ng vµ n»m ngang. ChiÒu d­¬ng cña trôc 3 tu©n theo quy t¾c bµn tay ph¶i. 1.2.3. HiÖu chØnh Gièng nh­ Sap, Etabs choTHXD-Tr phÐp ta ®Þnh nghÜa l¹i h­íng trôc 2 vµ trôc 3 cña ®o¹n th¼ng b»ng c¸ch xoay quanh trôc 1 mét gãc α nµo ®ã. C¸ch lµm nh­ sau: BM − Chän ®èi t­îng Frame cÇn hiÖu chØnh. − Vµo Assign menu Frame/Line Local Axes Hép tho¹i Axis Orientation hiÖn lªn. Chän mét trong c¸c Option sau: H×nh 2. 4 Hép tho¹i Axis Orientation.
  31. 30 Ch­¬ng 2: KÕt cÊu hÖ thanh − Angle: quay trôc 2 so víi trôc 2 mÆc ®Þnh ®i mét gãc α cho tr­íc. − Rotate by Angle: quay trôc 2 so víi trôc 2 hiÖn t¹i ®i mét gãc α cho tr­íc. − Column Major Direction is X (or Radial) (tham kh¶o phÇn Major Direction). − Column Major Direction is Y (or Tangential) (tham kh¶o phÇn Major Direction). 1.3. BËc tù do (Degree of Freedom) MÆc ®Þnh Frame cã 6 bËc tù do t¹i hai ®iÓm liªn kÕt cña nã. NÕu b¹n muèn m« h×nh hãa Frame thµnh Cable, b¹n cã thÓ lµm theo m«t trong hai c¸ch sau: − Cho ®é cøng chèng xo¾n (J) vµ ®é cøng chèng uèn (I22 vµ I33) b»ng kh«ng. − Gi¶i phãng moment uèn (R2, R3) vµ moment xo¾n (R1) t¹i hai ®Çu cña Frame.XD 1.4. Khèi l­îng (Mass) H Trong tÝnh to¸n bµi to¸n ®éng, khèi l­îng cña kÕt cÊu ®­îc sö dông ®ÓĐ tÝnh to¸n lùc qu¸n tÝnh. Khèi l­îng ph©n bè cña phÇn tö Frame ®­îc quy vÒ hai ®iÓm I vµ J cña frame. Trong ph­¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n, kh«ng cã lùc qu¸n trong phÇn ngtö frame. Etabs chØ quy ®æi khèi l­îng cho ba bËcversion tù do UX, UY vµờ UZ (kh«ng tÝnh to¸n khèi l­îng m« men qu¸n tÝnh). ư 2. TiÕt diÖn (Frame Section) 2.1. Khai b¸o tiÕt diÖn Trial Vµo Menu Define Frame Section. Chóng ta cã c¸c c¸ch sau ®Ó khai b¸o tiÕt diÖn. − NhËp tõ file *.Pro (Import). Th«ng th­êng file *.Pro chøa c¸c tiÕt diÖn thÐp h×nh ®­îc s¶n xuÊt tõ c¸c nhµ m¸y (nã lµ tæng hîp c¸c catalogue thÐp h×nh) theo tiªu chuÈn n­íc ngoµi nh­ Ero.Pro, AISC3.Pro, Tuy nhiªn ta còng cã thÓ t¹o ra c¸c file nµy b»ng ch­¬ng tr×nh CSITHXD-Tr Section Builder. − Chóng ta ®Þnh nghÜa tiÕt diÖn dùa trªn viÖc thay ®æi c¸c th«ng sè cña mét sè h×nh d¹ng tiÕt diÖn mµ Etabs cung cÊp s½n (Add I/Wide Flage ). − Sö dông chøcBM n¨ng Add SD Section (Section Designer) ®Ó tù vÏ ra tiÕt diÖn mµ ta mong muèn (xem thªm ch­¬ng 4 phô lôc phÇn Section Designer).
  32. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 31 2.2. Thanh cã tiÕt diÖn thay ®æi (Non-Prismatic Sections) Còng nh­ Sap, Etabs cho phÐp ta ®Þnh nghÜa thanh cã tiÕt diÖn thay ®æi. Chøc n¨ng nµy ®­îc cung cÊp trong menu Assign Frame Section Add Nonprimastic. §Ó khai b¸o thanh cã tiÕt diÖn thay ®æi, ®Çu tiªn b¹n ph¶i cã Ýt nhÊt hai lo¹i tiÕt diÖn ®· khai b¸o. TiÕt diÖn thay ®æi cã thÓ biÕn ®æi ®Òu hoÆc giËt bËc C¸c lùa chän cho ®é cøng chèng uèn EI cña thanh: − Linear: gi¸ trÞ EI thay ®æi tuyÕn tÝnh theo chiÒu dµi cña ®o¹n. − Parabolic: gi¸ trÞ 2 EI thay ®æi tuyÕn tÝnh theo chiÒu dµi cña ®o¹n. − Cubic: gi¸ trÞ 2 EI thay ®æi tuyÕn tÝnh theo chiÒu dµi cña ®o¹n. C¸c lùa chän cña Length Type: XD − Variable: tÝnh theo chiÒu dµi t­¬ng ®èi. VÝ dô ®¸nh vµo 0,5 th× lµ 0,5 chiÒu dµi cña thanh. H − Absolute: tÝnh theo chiÒu dµi tuyÖt ®èi. VÝ dô ®¸nh vµo 0,5 th× lµ Đ0,5m hoÆc 0,5mm, phô thuéc vµo ®¬n vÞ hiÖn hµnh cña Etabs lµ ®ang lµ m hay mm. VÝ dô: ng − Chän ®¬n vÞ lµ Ton-m. versionờ ư − T¹o hÖ l­íi bÊt kú. − Vµo menu Define Frame Section chän Add Rectangular trong hép tho¹i Define Frame Properties nh­ h×nh bªn ®Ó ®Þnh nghÜa tiÕt diÖn h×nh ch÷Trial nhËt. − Chóng ta ®Þnh nghÜa hai tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt cã tªn lµ Fsec2 vµ Fsec3 nh­ h×nh d­íi. THXD-Tr BM
  33. 32 Ch­¬ng 2: KÕt cÊu hÖ thanh − Sau ®ã chóng ta kÝch vµo Add Nonprimastic trong hép tho¹i Define Frame Properties nh­ h×nh bªn ®Ó ®Þnh nghÜa tiÕt diÖn thay ®æi. − §iÒn vµo hép tho¹i Nonprimastic Section Definition nh­ sau: XD H Đ ng − KÝch OK ®Ó tho¸t khái tÊt cµ c¸c hép tho¹i.version ờ − B¹n ®äc vµo cöa sæ Etabs, vÏ mét c¸i cét víi ư tiÕt diÖn lµ VAR1. Ta cã kÕt qu¶ nh­ h×nh bªn. 2.3. TiÕt diÖn kh«ng cã h×nh d¹ng x¸c ®Þnh (General) Khi chóng ta gÆp mét tiÕt TrialdiÖn phøc t¹p, kh«ng thÓ vÏ b»ng Section Builder hoÆc Section Designer. B¹n cã thÓ khai b¸o nã lµ tiÕt diÖn General. TiÕt diÖn General lµ tiÕt diÖn kh«ng cã h×nh d¹ng x¸c ®Þnh, b¹n sÏ ph¶i khai c¸c ®Æc tr­ng h×nh häc nh­ m« men qu¸n tÝnh, m« men xo¾n cho chóng. TiÕt diÖn General th­êng dïngTHXD-Tr trong bµi tËp c¬ häc kÕt cÊu hoÆc kÕt cÊu mµ tiÕt diÖn lµ tæ hîp cña nhiÒu tiÕt diÖn c¬ b¶n. Ph­¬ng ph¸p khai b¸o tiÕt diÖn General nh­ sau: BM
  34. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 33 H×nh 2. 5 Hép tho¹i ®Þnh nghÜa tiÕt diÖn General. XD Vµo Menu Define Frame Section chän Add General. Hép tho¹i hiÖn lªn nh­ h×nh 2.4. C¸c th«ng sè nh­ sau: H − Corss Section (Axial) Area: diÖn tÝch tiÕt diÖn c¾t ngang cña frame (A).Đ − Tosional Constant: m« men qu¸n tÝnh chèng xo¾n (J). ng − Momen of Inertial About: m« men qu¸nversion tÝnh quay quanhờ (3 =trôc3) (I33, I22). − Shear Area: diÖn tÝch chÞu c¾t (As). Do sù ph©n bè kh«ng ®Òu cña øng suÊt tiÕp nªn As kh¸c víi A. ư − Section Modulus About 3(2) Axis: m« men chèng uèn (W=I/ymax; Ch÷ nhËt W=bh2/6). − Plastic Modulus AboutTrial 3(2) Axis: m« men dÎo (Wp=W/1.3). − Radius of Gyration About 3(2): b¸n kÝnh qu¸n tÝnh (r2=I/A). (Xem thªm phÇn Sap2000) 2.4. Thay ®æi th«ng sè THXD-TrtiÕt diÖn 2.4.1. Th«ng sè h×nh häc vµ c¬ häc cña tiÕt diÖn C¸c th«ng sè vÒ c¬ häc cña tiÕt diÖn phô thuéc vµo khai b¸o vËt liÖu nh­ chóng ta ®· nãi trong phÇn tr­íc: − Modulus ofBM elasticity , e1, module ®µn håi, dïng cho ®é cøng däc trôc vµ ®éc cøng chèng uèn. − Shear modulus, g12, module chèng c¾t, dïng cho ®é cøng chèng xo¾n vµ ®é cøng chèng c¾t ngang. g12 ®­îc tÝnh tõ hÖ sè Poisson u12 vµ e1.
  35. 34 Ch­¬ng 2: KÕt cÊu hÖ thanh − Mass density: khèi l­¬ng riªng (khèi l­îng trªn mét ®¬n vÞ thÓ tÝch), m, dïng ®Ó tÝnh khèi l­îng cña phÇn tö (element mass). − Weight density: träng l­îng riªng (träng l­îng trªn mét ®¬n vÞ thÓ tÝch), w, dïng ®Ón tÝnh t¶i träng b¶n th©n (Self − Weight Load). − Design−type indicator, ides, (chØ sè kiÓu thiÕt kÕ), dïng ®Ó quy ®Þnh kiÓu phÇn tö sÏ ®­îc thiÕt kÕ lµ thÐp (steel), bª t«ng (concrete), nh«m (aluminum), cold−formed steel, hoÆc kh«ng thiÕt kÕ (no design). Khi khai b¸o tiÕt diÖn, c¸c th«ng sè vÒ c¬ häc sÏ phô thuéc vµo h×nh d¹ng tiÕt diÖn (nÕu sö dông lo¹i tiÕt diÖn cã s½n) hoÆc phô thuéc vµo c¸c th«ng sè khai b¸o nÕu sö dông tiÕt diÖn d¹ng general. VÒ c¬ b¶n chóng ta cã 6 thµnh phÇn c¬ häc sau: − Cross-sectional area, a, diÖn tÝch mÆt c¾t ngang. Khi ®ã ®é cøng däc trôc cñaXD tiÕt diÖn cã d¹ng (a.e1). H − Moment of inertia, i33, m« men qu¸n tÝnh trôc 3 dïng x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng chèng uèn cña thanh trong mÆt ph¼ng 1-2. Moment of inertia, i22, m« men qu¸nĐ tÝnh trôc 2 dïng x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng chèng uèn cña thanh trong mÆt ph¼ng 1-3. T­¬ng øng víi nã ta cã ®é cøng chèng uèn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (i33.e1) ngvµ (i22.e1). − Torsional constant, j, m« men qu¸n tÝnhversion chèng xo¾n. ờ§é cøng chèng xo¾n ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (j.g12). Chó ý r»ng m« men qu¸n tÝnh chèng xo¾n chØ gièng m« men qu¸n tÝnh cùc (polar moment of inertia) trong ưtr­êng hîp tiÕt diÖn trßn, tÊt c¶ c¸c lo¹i tiÕt diÖn kh¸c hai th«ng sè nµy lµ kh¸c nhau. − Shear areas, as2 vµ as3, diÖn tÝch chèng c¾t, dïng ®Ó x¸c ®Þnh ®é cøng chèng c¾t ngang trong mÆt ph¼ngTrial 1-2 vµ 1-3. T­¬ng øng víi nã ta cã ®é cøng chèng c¾t ngang (as2.g12) vµ (as3.g12). V× øng suÊt c¾t ngang cña tiÕt diÖn cã d¹ng parabole vµ ®¹t max t¹i ®­êng trung hßa cña tiÕt diÖn, do vËy khi tÝnh to¸n biÕn d¹ng c¾t ngang chóng ta ph¶i nh©n víi mét hÖ sè ®iÒu chØnh η (theo søc bÒn vËt liÖu). Trong Sap vµ Etabs ng­êi ta tÝch hîp η vµo trong diÖn tÝch chèng c¾t ngang. Do vËy as2 vµ as3 kh¸c a. Vµ as2, as3 ®­îc x¸c ®ÞnhTHXD-Tr nh­ sau (trÝch theo tµi liÖu cña sap): BM
  36. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 35 XD H Đ ng ờ versionư Trial THXD-Tr BM 2.4.2. Thay ®æi c¸c th«ng sè h×nh häc vµ c¬ häc Property Modifiers, c¸c th«ng sè c¬ häc cã thÓ ®­îc nh©n víi mét tØ lÖ ®iÒu chØnh (scalefactors to modify). Nã ®­îc sö dông rÊt h÷u hiÖu trong nhiÒu tr­êng hîp. VÝ dô ta cã thanh thÐp tiÕt diÖn tæ hîp bëi 2 thanh thÐp h×nh ch÷ I ®Æt song song theo trôc 2, nh­ vËy
  37. 36 Ch­¬ng 2: KÕt cÊu hÖ thanh ta khai b¸o tiÕt diÖn ch÷ I, sau ®ã ®iÒu chØnh m« men qu¸n tÝnh theo trôc X lªn 2 lÇn, diÖn tÝch c¾t ngang t¨ng 2 lÇn Sap vµ Etabs cho phÐp ta hiÖu chØnh c¸c th«ng sè nh­ sau: − Axial stiffness (a.e1): ®é cøng däc trôc. − Shear stiffnesses (as2.g12) and (as3.g12): ®é cøng chèng c¾t ngang. − Torsional stiffness (j.g12): ®é cøng chèng xo¾n. − Bending stiffnesses (i33.e1) and (i22.e1): ®é cøng chèng uèn. − Section mass a.m + mpl. − Section weight a.w + wpl. Trong ®ã wpl vµ mpl lµ phÇn khèi l­îng hoÆc träng l­îng sÏ céng thªm vµo, ®¬n vÞ lµ trong l­îng, khèi l­îng trªn mét ®¬n vÞ ®é dµi, sö dông ®èi víi d¹ng thanh cã tiÕt XDdiÖn thay ®æi. MÆc ®Þnh, c¸c gi¸ trÞ nµy b»ng kh«ng ®èi víi mäi tiÕt diÖn. H Ta cã 2 c¸ch ®Ó g¸n tØ sè nµy: Đ − G¸n cho tÊt c¶ c¸c thanh cã cïng tiÕt diÖn. − G¸n cho mét sè tiÕt diÖn nµo ®ã. ng 3. Liªn kÕt gi÷a hai phÇn tö ờ versionư 3.1. §iÓm chÌn (Insertion point) 3.1.1. Kh¸i niÖm MÆc ®Þnh, trôc 1 cña phÇnTrial tö ch¹y däc theo trôc trung hßa cña tiÕt diÖn (hay träng t©m cña tiÕt diÖn ®èi víi tiÕt diÖn dèi xøng). Do vËy, t¹i giao ®iÓm cña dÇm m¸i vµ cét, dÇm m¸i sÏ bÞ nh« lªn trªn. Etabs cho phÐp ta chØnh l¹i giao ®iÓm nµy b»ng chøc n¨ng Intersection Point. Chøc n¨ng nµy sÏ gióp ng­êi dïng thiÕtTHXD-Tr lËp m« h×nh mét c¸ch chÝnh x¸c. Cardinal Point ®­îc ®Þnh nghÜa lµ mét trong m­êi mét ®iÓm ®­îc m« t¶ trong h×nh 2. 5. BM H×nh 2. 6 Hép tho¹i Frame insertion Point
  38. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 37 XD H×nh 2. 8 VÞ trÝ c¸c ®iÓm chÌn. H 3.1.2. Ph­¬ng ph¸p khai b¸o Đ Ph­¬ng ph¸p khai b¸o nh­ sau: − Chän Frame cÇn thay ®æi Intersection Point. H×nh 2. 7 Sù dÞch chuyÓn ng cña dÇm. − Chän Assign menu Frame/Line version Insertion Point, ờ hép tho¹i Frame Insertion Point hiÖn lªn (h×nh 2.6).ư − Khi b¹n chØ ®Þnh ®iÓm chÌn, Etabs sÏ tÝnh to¸n l¹i hÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng cña phÇn tö. Mét c¸ch t­¬ng tù, t¶i träng g¸n vµo phÇn tö còng sÏ dùa trªn chiÒu dµi sau khi ®· tÝnh l¹i hÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng. H×nh vÏ 2.8 thÓ hiÖn sù tÝnh to¸n l¹i hÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng còng nh­ chiÒu dµi thùcTrial cña cÊu kiÖn. THXD-Tr BM
  39. 38 Ch­¬ng 2: KÕt cÊu hÖ thanh XD H Đ ng ờ versionư Trial THXD-Tr H×nh 2. 9 M« t¶ c¸ch chØnh Cardinal Point cña dÇm vµ cét ®Ó sao cho t©m cña dÇm vµ cét kh«ng trïng khíp víi nhau. NÕu b¹n kh«ngBM tÝch vµo nót “Do not transform frame stiffness for offsets from centriod” th× sù dÞch chuyÓn sÏ kh«ng ¶nh h­ëng g× ®Õn kÕt qu¶ néi lùc. NÕu tÝch vµo th×: − §é cøng cña thanh sÏ thay ®æi. − Tæng t¶i träng t¸c ®éng vu«ng gãc víi thanh thay ®æi (do chiÒu dµi cña thanh thay ®æi).
  40. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 39 Chi tiÕt xem thªm trong phÇn bµi tËp 4, bµi tËp m« h×nh nhµ c«ng nghiÖp. 3.2. §iÓm giao (End offsets) 3.2.1. Kh¸i niÖm PhÇn tö thanh trong kÕt cÊu ®­îc m« t¶ bëi ®­êng trôc nèi hai nót cña thanh. Mét ®iÒu ®Æt ra lµ t¹i ®iÓm giao gi÷a c¸c phÇn tö Frame (vÝ dô nh­ dÇm vµ cét), phÇn tiÕt diÖn cña hai Frame t¹i ®iÓm giao (cross-sections) sÏ bÞ chång lªn nhau (overlap). Etabs cung cÊp chøc n¨ng End Offsets cho phÐp ta ®Þnh nghÜa l¹i ®o¹n tiÕt diÖn bÞ chång nªn nhau nµy. M¨c ®Þnh chiÒu dµi cña thanh tÝnh c¶ phÇn thanh bÞ giao víi cét (h×nh vÏ 2.9). ViÖc trõ phÇn giao nhau cña giÇm víi cét cã kÝch th­íc lín sÏ lµm gi¶m chiÒu dµi tÝnh to¸n cña thanh dÇm mét c¸ch ®¸ng kÓ. Do vËy Etabs cho phÐp ta kÓ ®Õn chiÒu dµi vïng cøng cña dÇm giao víi cét th«ng qua 2 tham sè (End-I) vµ (End-J). Khi ®ã chiÒu dµi tÝnhXD to¸n cña dÇm sÏ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau. H Lc = L ─ Rigid * (EndI + EndJ) Đ Trong ®ã: − Lc lµ chiÒu dµi tÝnh to¸n cña thanh ng − L lµ chiÒu dµi thùc cña thanh versionờ − Rigid lµ hÖ sè ®é cøng (lÊy gi¸ trÞ tõ 0÷1). HÖ sè nµyư dïng ®Ó thay ®æi kÝch th­íc Ioff, Joff (c«ng thøc tÝnh: Joff=EndI*Rigid. Joff=EndJ*Rigid). Trial THXD-Tr BM H×nh 2. 10 End offsets gi÷a dÇm vµ cét. 3.2.2. Ph­¬ng ph¸p khai b¸o Vµo menu Assign Frame/Line End (Length) Offsets.
  41. 40 Ch­¬ng 2: KÕt cÊu hÖ thanh − Automatic from Connectivity: Etabs sÏ tù ®éng tÝnh l¹i chiÒu dµi tÝnh to¸n cña Frame. + §èi víi cét (Columns), End offset sÏ tÝnh dùa trªn kÝch th­íc lín nhÊt cña c¸c dÇm nèi víi cét. + §èi víi dÇm (Beams), End offset sÏ tÝnh dùa trªn kÝch th­íc lín nhÊt cña c¸c cét nèi víi dÇm. − Define Lengths: B¹n cã thÓ nhËp trùc tiÕp End-I vµ End–J th«ng qua lùa chän nµy. − Rigid-zone factor: Lµ hÖ sè ®é cøng, hª sè nµy cho H×nh 2. 11 Hép tho¹i phÐp ng­êi dïng cã thÓ ®iÒu chØnh l¹i End–I vµ End–J Frame End Length Offsets. (xem c«ng thøc tÝnh trong môc trªn). XD 3.3. Liªn kÕt Release (Frame Releases and Partial Fixity) H 3.3.1. Kh¸i niÖm Đ Nh­ ta ®· biÕt, mçi ®Çu cña Frame ®Òu cã s¸u bËc tù do. T¹i nh÷ng vÞ trÝ nµy, Etabs cho phÐp ta gi¶i phãng bít bËc tù ®Ó biÕn nã thµnh c¸c lo¹i liªn kÕtng kh¸c (khíp, ngµm xoay ) nh­ h×nh vÏ d­íi ®©y. ờ versionư Trial THXD-Tr H×nh 2. 12 Frame Element End Releases. Nh×n trªn h×nhBM vÏ 2.11, thanh xiªn (diagonal element) liªn cøng t¹i ®iÓm I vµ liªn kÕt khíp t¹i ®iÓm J. Hay nãi c¸ch kh¸c ta gi¶i phãng liªn kÕt xoay (R2, R3) t¹i ®iÓm J. Khi ®ã m« men t¹i ®iÓm J sÏ b»ng kh«ng. Etabs chia viÖc gi¶i phãng liªn kÕt lµm 2 lo¹i:
  42. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 41 − Unstable End Releases: Gi¶i phãng liªn kÕt kh«ng æn ®Þnh g©y ra hÖ biÕn h×nh (thanh ®­îc t¸ch ra khái hÖ ë hoÆc mét sè chuyÓn vÞ nµo ®ã). − Stable End Releases: Gi¶i phãng liªn kÕt vÉn ®¶m b¶o hÖ bÊt biÕn h×nh. 3.3.2. Ph­¬ng ph¸p khai b¸o Chän phÇn tö Assign menu Frame/Line Frame Releases/Partial Fixity. Hép tho¹i Assign Frame Release hiÖn lªn nh­ h×nh 2.12: − Start, end: liªn kÕt t¹i ®iÓm ®Çu (I), XD cuèi (J) cña thanh. H − Víi chøc n¨ng Frame Partial Fixity H×nh 2. 13 Hép tho¹i Assign Frame Releases Springs, b¹n cã thÓ thay liªn kÕt Đ cøng b»ng liªn kÕt ®µn håi t¹i ®Çu I vµ J cña thanh. §în vÞ ®iÒn vµo lµ force/length hoÆc moment/radian. Muèn g¸n liªn kÕt ®µn håi vµo ®Çung thanh, tr­íc tiªn ph¶i gi¶i phãng liªn kÕt t¹i ®Çu thanh ®ã. version ờ 4. Tù ®éng chia nhá phÇn tö (Automaticư Frame Subdivide) 4.1. Kh¸i niÖm Trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch,Trial Etabs tù ®éng chia nhá phÇn tö Frame nÕu cÇn thiÕt. Trong mét sè tr­êng hîp, b¹n cã thÓ kh«ng muèn tù ®Ó Etabs tù ®éng chia nhá phÇn tö. Chøc n¨ng Line Object Auto Mesh Options cho phÐp b¹n kiÓm so¸t chÕ ®é tù ®éng chia nhá nµy. L­u ý r»ng, chøc n¨ng nµy hoµn toµn kh¸c víi chøc n¨ng Edit menu Divide Line. 4.2. Ph­¬ng ph¸p khaiTHXD-Tr b¸o Chän phÇn tö Line cÇn kiÓm so¸t chän Assign menu Frame/Line Automatic Frame Subdivide, hép tho¹i Line Object Auto Mesh Options hiÖn lªn. Th«ng sè chiBM tiÕt trong hép tho¹i Line Object Auto Mesh Options ®­îc ®iÔn gi¶i nh­ sau: − Auto Mesh at Intermediate Points: chia nhá phÇn tö ®­îc chän t¹i nh÷ng H×nh 2. 14 Hép tho¹i Line Object Auto Mesh Option.
  43. 42 Ch­¬ng 2: KÕt cÊu hÖ thanh ®iÓm n»m däc trªn phÇn tö, c¸c ®iÓm nµy lµ c¸c ®iÓm cña c¸c phÇn tö kh¸c hoÆc lµ c¸c ®iÓm mesh cña phÇn tö Area (xem thªm Area Mess Options trong ch­¬ng 3). − Auto Mesh at Intermediate Points and Intersecting Lines/Edges: chia nhá phÇn tö ®­îc chän t¹i nh÷ng ®iÓm n»m trªn phÇn tö vµ t¹i giao ®iÓm cña c¸c phÇn tö. MÆc ®Þnh, Etabs ¸p dông chÕ ®é chia nhá nµy trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch tÝnh to¸n néi lùc. − No Auto Meshing: Etabs kh«ng chia nhá phÇn tö ®· ®­îc chän trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn bµi to¸n ph©n tÝch. XD H Đ ng ờ versionư Trial THXD-Tr BM
  44. Trial version BM THXD-Trường ĐHXD
  45. 44 Ch­¬ng 3: KÕt cÊu tÊm vá Ch­¬ng 3: KÕt cÊu tÊm vá 1. PhÇn tö TÊm b¶n 1.1. PhÇn tö Area (Area Element) 1.1.1. Kh¸i niÖm chung Ph©n lo¹i kÕt cÊu tÊm vá trong Etabs: − Slab: kÕt cÊu b¶n sµn. − Wall: kÕt cÊu t­êng bª t«ng, v¸ch. XD Ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt chÞu lùc: H − Membrane – phÇn tö mµng, chØ chÞu kÐo hoÆc nÐn trong mÆt ph¼ng,Đ m« men theo ph­¬ng ph¸p tuyÕn cã thÓ ®­îc bá qua. − Plate – phÇn tö tÊm, chØ chÞu uèn vµ chÞu c¾t. ng − Shell – phÇn tö tÊm vá, chÞu uèn ngoµiversion mÆt ph¼ng, kÐoờ hoÆc nÐn trong mÆt ph¼ng. Lµ tæng hîp cña hai phÇn tö Membrane vµ Plate. ư 1.1.2. Thickness Formulation (Thick – Thin) Sap2000 vµ Etabs cung cÊp hai d¹ng Thickness Formulations cho phÐp ta kÓ ®Õn hoÆc kh«ng kÓ ®Õn hiÖu øng biÕnTrial d¹ng c¾t trong phÇn tö Plate hoÆc Shell element: − D¹ng Thick–plate (Mindlin/Reissner), bao gåm hiÖu øng biÕn d¹ng c¾t ngang. − D¹ng Thin–plate (Kirch hoff), bá qua hiÖu øng biÕn d¹ng c¾t ngang. BiÕn d¹ng c¾t sÏ trë lªn quan träng khi bÒ dµy cña shell lín h¬n 1/10 – 1/5 nhÞp. Chóng cßn cã thÓ ®­îc kÓ ®Õn t¹iTHXD-Tr nh÷ng vÞ trÝ cã m« men uèn tËp trung nh­ gÇn nh÷ng vÞ trÝ cã sù thay ®æi ®ét ngét vÒ bÒ dµy, hoÆc t¹i vÞ trÝ gÇn gèi ®ì, hoÆc nh÷ng vÞ trÝ gÇn lç thñng ViÖc ph©n biÖt râ rµng hai tr­êng hîp tÊm dµy vµ máng rÊt nh¹y c¶m. v× nã cßn phô thuéc vµo h×nh d¹ngBM tÊm, tØ sè bÒ dµy trªn chiÒu dµi c¹nh vµ phô thuéc vµo viÖc chia l­íi (mesh shell). Do vËy, ng­êi ta khuyÕn c¸o r»ng b¹n nªn sö dông Thick−plate Formulation trõ phi b¹n kh¼ng ®Þnh r»ng biÕn d¹ng c¾t lµ nhá (shearing de formations will be small), hoÆc b¹n muèn thö nghiÖm lý thuyÕt tÝnh to¸n tÈm máng, hoÆc b¹n ®ang sö dông l­íi chia mÐo mã (v× sù chÝnh x¸c cña lý thuyÕt tÝnh to¸n Thick−Plate bÞ ¶nh h­ëng bëi sù chia l­íi mÐo mã (mesh distortion) h¬n lµ Thin−Plate).
  46. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 45 Chó ý: Thickness formulation kh«ng cã t¸c dông ®èi víi phÇn tö mµng (membrane), chØ x¶y ra ®èi víi tÊm chÞu uèn (plate or shell). H×nh 3. 1 MÆt c¾t ngang cña tÊm cã lùc c¾t lín t¹i n¬i thay ®æi ®é cøng tiÕt diÖn. H×nh vÏ 3.1 thÓ hiÖn n¬i cã tiÕt diÖn thay ®æi, t¹i n¬i cã tiÕt diÖn thay ®æi sÏ sinh ra lùc c¾t vµ øng suÊt c¾t. Tõ ®ã sÏ sinh ra biÕn d¹ng c¾t. VËy trong tr­êng hîp nµy, viÖc khai b¸o hiÖu øng biÕn d¹ng c¾t lµ cÇn thiÕt, tøc lµ m« h×nh Thick–plate (Mindlin/Reissner) lµ hîp lý. 1.1.3. Thickness XD Mçi mÆt c¾t shell ®Òu cã h»ng sè bÒ dµy mµng (constant membrane thicknessH) vµ h»ng sè bÒ dµy uèn (constant bending thickness). Đ H»ng sè bÒ dµy mµng th ®­îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n: − §é cøng mµng (kÐo nÐn trong mÆt ph¼ng vµ xo¾n ngoµi mÆtng ph¼ng) cho phÇn tö shell (full-shell) vµ phÇn tö mµng thuÇn tóy version(pure membraneờ). − ThÓ tÝch phÇn tö. ViÖc tÝnh to¸n thÓ tÝch phÇn tö sÏ liªn quan ®Õn träng l­îng b¶n th©n cña phÇn tö vµ khèi l­îng b¶n th©n cña phÇn tö.ư Tøc lµ liªn quan ®Õn bµi to¸n tÝnh to¸n dao ®éng (Dynamic analyse) vµ t¶i träng b¶n th©n cña c«ng tr×nh. H»ng sè bÒ dµy uèn thb dïngTrial ®Ó tÝnh to¸n: − §é cøng chèng uèn cña tÊm chÞu uèn (plate−bending stiffness) cho phÇn tö shell (full- shell) vµ phÇn tö tÊm (pure plate). Th«ng th­êng th× hai bÒ dµy trªn lµ b»ng nhau. Tuy nhiªn, hai bÒ dµy nµy sÏ kh¸c nhau ®èi víi mét sè øng dông nh­ m« h×nh hãa bÒ mÆt nh¨n, hoÆc ®¬n cö nh­ viÖc thiªn vÒ an toµn, ta lÊy thb = h0 = h –THXD-Tr a (h lµ bÒ dµy sµn, a lµ líp b¶o vÖ) trong bµi to¸n tÝnh to¸n bª t«ng cèt thÐp. Chó ý: chiÒu dµy Membrane (mµng) vµ Bending (uèn) nãi chung lµ gièng nhau. Tuy nhiªn trong métBM sè tr­êng hîp, hai th«ng sè nµy l¹i kh¸c nhau. 1.1.4. Material Angle HÖ täa ®é vËt liÖu vµ hÖ täa ®é phÇn tö shell cã thÓ kh¸c nhau. Trôc 3 cña hai hÖ täa ®é nµy lu«n lu«n trïng nhau tuy nhiªn trôc 1 vµ trôc 2 cã thÓ kh¸c. Tïy theo yªu cÇu cña bµi to¸n mµ ta cã gãc a nh­ h×nh vÏ:
  47. 46 Ch­¬ng 3: KÕt cÊu tÊm vá XD H×nh 3. 2 Gãc vËt liÖu cña phÇn tö tÊm vá. H Chó ý: Gãc vËt liÖu kh«ng cã ý nghÜa trong bµi to¸n vËt liÖu ®¼ng h­íng (isotropic material properties). Đ 1.2. HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng (Local Coordinate System)ng 1.2.1. Tr¹ng th¸i mÆc ®Þnh versionờ Mçi mét phÇn tö shell ®Òu cã mét hÖ trôc täa ®é ®Þaư ph­¬ng (element local coordinate system), ®­îc dïng ®Ó ®Þnh nghÜa vËt liÖu, t¶i träng vµ xuÊt kÕt qu¶. Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh hÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cho phÇn tö tÊm vá ph¼ng (ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh hÖ trôc täa ®é ®ÞaTrial ph­¬ng cho tÊm vá cong xin ®äc trong s¸ch Sap Reference trang 137 môc Advanced Local Coordinate System). − Trôc 3 lu«n vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng cña phÇn tö. ChiÒu d­¬ng cña trôc 3 h­íng theo quy t¾c vÆn ®inh vÝt, chiÒu vÆn ®inh lµ chiÒu vÏ phÇn tö. VÝ dô vÏ theo J1 J2 J3 th× chiÒu d­¬ng trôc 3 nh­ trªn h×nh vÏ 3.3. − Trôc täa ®é 1, 2 lu«n n»mTHXD-Tr trong mÆt ph¼ng cña phÇn tö vµ ®­îc x¸c ®Þnh dùa trªn sù t­¬ng quan cña trôc 3 so víi trôc Z. + MÆt ph¼ng 3–2 lu«n lu«n th¼ng ®øng, cã nghÜa lµ song song víi trôc Z. + Trôc 2BM theo chiÒu d­¬ng cña trôc Z trõ tr­êng hîp phÇn tö n»m ngang, trong tr­êng hîp nµy trôc 2 h­íng theo chiÒu d­¬ng cña trôc Y. + Trôc 1 hîp víi trôc 2, 3 theo quy t¾c bµn tay ph¶i.
  48. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 47 XD H Đ H×nh 3. 3 §Þnh nghÜa c¸c mÆt cña phÇn tö tÊm vá. 1.2.2. BiÕn ®æi ng Ta cã thÓ xoay hÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ngversion cña phÇn tö ờ Area. Ph­¬ng ph¸p xoay nh­ sau: ư − Chän ®èi t­îng Area cÇn thay ®æi hÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng. − Chän Assign menu TrialArea Local Axes ®Ó bËt hép tho¹i Area Local Axis (h×nh 3.4). + Angle in Degrees: Gãc quay cña trôc täa ®é thø 2 H×nh 3. 4 Hép tho¹i Assign quanh trôc 3 cña phÇn tö. Gãc d­¬ng cã nghÜa lµ Local Axise. trôc 2 quay theo chiÒu kim ®ång hå nÕu nh­ trôc 3 h­íng vÒ phÝa ng­êiTHXD-Tr dïng. Gãc xoay lµ gãc hîp bëi trôc 2 mÆc ®Þnh (default) víi trôc 2 míi. + Rotate by Angle: Gãc quay cña trôc täa ®é thø 2 quanhBM trôc 3 cña phÇn tö. Gãc d­¬ng cã nghÜa lµ trôc 2 quay theo chiÒu kim ®ång hå nÕu nh­ trôc 3 h­íng vÒ phÝa ng­êi dïng. Gãc xoay lµ gãc hîp bëi trôc 2 hiÖn t¹i (current) víi trôc 2 míi. H×nh 3. 5 §Þnh nghÜa dÊu cña gãc quay. + Normal to Selected Beam: §Ó vµo hép tho¹i nµy, b¹n ph¶i chän mét dÇm vµ mét Area tr­íc khi quay hÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng. Khi chøc
  49. 48 Ch­¬ng 3: KÕt cÊu tÊm vá n¨ng nµy ®­îc chän, Etabs sÏ quay trôc 2 cña phÇn tö Area vu«ng gãc víi phÇn tö dÇm ®· ®­îc chän. + Reverse Normal of Vertical Areas: lËt ng­¬c hÖ trôc täa ®é 3. Chó ý: HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña Pier vµ Spandrel kh«ng trïng víi hÖ trôc täa ®é ®Þa ph­ëng cña Area vµ Frame t¹o lªn chóng. Do vËy ta kh«ng thÓ sö dông ph­¬ng ph¸p nµy ®Ó xoay hÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña Pier vµ Spandrel. 1.3. TiÕt diÖn §Ó khai b¸o tiÕt diÖn, ta vµo menu Define Wall/Slab/Deck Sections. NhÊn chän Combo box Add New ®Ó ®Þnh nghÜa míi tiÕt diÖn. C¸c th«ng sè ®­îc ®Ò cËp ®Õn trong môc 1.1. XD H Đ ng ờ versionư Trial H×nh 3. 6 Hép tho¹i H×nh 3. 7 Analysis Stiffness Modification Factors. Wall/Slab Section. Khi ®· khai b¸o xong tiÕt diÖn, ta cã thÓ chän chøc n¨ng Modify/Show Section ®Ó chØnh söa c¸c th«ng sè tiÕt diÖn.THXD-Tr §Æc biÖt b¹n ®äc cã thÓ sö dông chøc n¨ng Set Modifiers trong hép tho¹i Wall/Slab Section (h×nh 3.6) ®Ó thay ®æi ®Æc tr­ng tiÕt diÖn. §Æc tr­ng tiÕt diÖn míi sÏ b»ng c¸c th«ng sè trong hép tho¹i Analysis Stiffness Modification Factors (h×nh 3.7) sÏ ®­îc nh©nBM víi ®Æc tr­ng tiÕt diÖn cò. 1.4. BËc tù do (Degree of Freedom) Mét phÇn tö Area lu«n lu«n cã s¸u bËc tù do t¹i c¸c nót cña nã. BËc tù do cña phÇn tö Plate, Membrane, Shell ®­îc m« t¶ nh­ h×nh vÏ 3.8.
  50. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 49 XD H×nh 3. 8 BËc tù do cña c¸c lo¹i tÊm. H 1.5. Mass Đ Trong tÝnh to¸n bµi to¸n ®éng, khèi l­îng cña kÕt cÊu ®­îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n lùc qu¸n tÝnh. Khèi l­îng ph©n bè cña phÇn tö Area ®­îc quy c¸c nót cña nã. Khèi l­îng cña phÇn tö Area ®­îc tÝnh dùa trªn diÖn tÝch bÒ mÆt, bÒ dµy th vµ khèi l­îngng riªng m cña vËt liÖu. Etabs chØ quy ®æi khèi l­îng cho ba bËc versiontù do UX, UY vµ ờUZ. Kh«ng tÝnh to¸n khèi l­îng m« men qu¸n tÝnh cho ba bËc tù do xoay. ư 1.6. Néi lùc vµ øng suÊt 1.6.1. Néi lùc Trial Néi lùc ®­îc tÝnh b»ng c¸ch tÝch ph©n øng suÊt theo chiÒu dµy cña phÇn tö. PhÇn tö Shell cã nh÷ng thµnh phÇn néi lùc nh­ sau: − Lùc kÐo nÐn theo ph­¬ng 1 vµ 2 (Membrane direct forces): +th 2/ THXD-Tr + = σ F11 ∫ 11dx 3 −th 2/ +th 2/ + F = σ dx 22 BM∫ 22 3 −th 2/ − Lùc c¾t (Membrane shear force): +th 2/ + = σ F11 ∫ 12d 3 −th 2/
  51. 50 Ch­¬ng 3: KÕt cÊu tÊm vá − M« men uèn (Plate bending moments): +thb 2/ + = − σ M11 ∫ t11 dx 3 −thb 2/ +thb 2/ + = − σ M22 ∫ t22 dx 3 −thb 2/ +thb 2/ + = − σ M12 ∫ t12 dx 3 −thb 2/ − M« men : + Membrane direct forces XD +th 2/ F = σ dx 11 ∫ 11 3 H −th 2/ +th 2/ Đ = σ F22 ∫ 22dx 3 −th 2/ ng + Membrane shear force ờ + version th 2/ F = σ dx ư 12 ∫ 12 3 −th 2/ + Plate bending moments +thb 2/ Trial = − σ M11 ∫ t11 dx 3 −thb 2/ +thb 2/ = − σ M22 ∫ t22 dx 3 −thb 2/ THXD-Tr + Plate twisting moment +thb 2/ = − σ M12 ∫ t12 dx 3 BM−thb 2/ + Plate transverse shear forces +thb 2/ = σ V13 ∫ 13dx 3 −thb 2/
  52. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 51 +thb 2/ = σ V23 ∫ 23dx 3 −thb 2/ dM11 dM12 V13 = − − dx1 dx2 dM12 dM 22 V23 = − − dx1 dx2 1.6.2. øng suÊt F 12M V σ =11 − 11 x σ = 13 11 th thb3 3 13 thb F 12M V σ =11 − 22 x σ = 23 22 th thb3 3 23 thb XD F 12M σ =12 − 12 x σ = 0 H 12 th thb3 3 33 Đ ng ờ versionư Trial THXD-Tr BMH×nh 3. 9 øng suÊt vµ néi lùc cña phÇn tö tÊm vá.
  53. 52 Ch­¬ng 3: KÕt cÊu tÊm vá XD H H×nh 3. 10 øng suÊt vµ néi lùc cña phÇn tö tÊm vá.Đ 2. V¸ch cøng 2.1. Tæng quan vÒ Pier vµ Spendrel ng versionờ 2.1.1. Kh¸i niÖm ư H×nh vÏ d­íi ®©y lµ mÆt c¾t qua cÇu thang m¸y, v¸ch cã lç cöa. + Pier lµ v¸ch chÞu lùcTrial chÝnh. + Spandrel lµ v¸ch gi»ng ngang. Mét phÇn tö Pier hoÆc Spandrel cã thÓ bao gåm nhiÒu phÇn tõ Wall vµ nhiÒu phÇn tö H×nh 3. 11 §Þnh nghÜa Spandrel vµ Pier. Frame. THXD-Tr 2.1.2. §Æt tªn phÇn tö ViÖc ®Æt tªn phÇn tö v¸ch sÏ gióp ta ®Þnh nghÜa tiÕt diÖn v¸ch trong bµi to¸n thiÕt kÕ mét c¸ch nhanh chãng h¬n vµBM xem kÕt qu¶ néi lùc cña v¸ch mét c¸ch dÔ dµng. C¸c ®Æt tªn v¸ch nh­ sau: − §èi víi Pier, H×nh 3. 12 Hép tho¹i Pier Names.
  54. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 53 + Chän Area vµ Frame cÇn g¸n tªn. + §Ó g¸n tªn Pier cho phÇn tö Frame, chän Assign Frame/Line Pier Labels. + §Ó g¸n tªn Pier cho phÇn tö Area, chän Assign Shell/Area Pier Labels. − §èi víi Spandrel, + Chän Area vµ Frame cÇn g¸n tªn. + §Ó g¸n tªn Spandrel cho phÇn tö frame, chän Assign Frame/Line Spandrel Labels. + §Ó g¸n tªn Spandrel cho phÇn tö area, chän Assign Shell/Area Spandrel Labels. − §Ó g¸n tªn cho Spandrel vµ Pier cã chøa c¶ XD Frame vµ Wall, chóng ta nhÊt thiÕt ph¶i g¸n hai lÇn theo hai ph­¬ng ph¸p trªn. Tuy nhiªn, ®Ó thay H×nh 3. 13 Hép tho¹iH Spandrel ®æi hoÆc xãa tªn, chóng ta kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i Names.Đ lµm c¶ hai ®éng t¸c trªn. 2.2. HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng ng 2.2.1. PhÇn tö Pier versionờ Trong kh«ng gian ba chiÒu, hÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng cñaư phÇn tö Wall Pier ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ sau: − Trôc 1 kÐo dµi tõ phÝa d­íi lªn phÝa trªn Pier. ChiÒu d­¬ng cña trôc 1 cïng chiÒu víi chiÒu d­¬ng cña trôc Z.Trial − Trôc 2 song song víi c¹nh dµi cña phÇn tö Pier. H×nh chiÕu chiÒu d­¬ng cña trôc lªn trôc OX trïng víi chiÒu d­¬ng cña trôc OX. NÕu trôc 2 song song víi trôc OY th× chiÒu d­¬ng cña trôc 2 sÏ cïng chiÒu víi chiÒu d­¬ng cña trôc OY. − Ph­¬ng vµ chiÒu cña trôcTHXD-Tr 3 ®­îc x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay ph¶i. 2.2.2. PhÇn tö Spandrel Quy t¾c x¸c ®Þnh hÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng cña phÇn tö Spandrel nh­ sau: − MÆt ph¼ngBM 1-2 n»m trªn mÆt ph¼ng cña Wall Spandrel. Trôc 1 n»m ngang vµ h×nh chiÕu chiÒu d­¬ng cña nã lªn trôc OX trïng víi chiÒu cña trôc OX. NÕu mÆt ph¼ng Spandrel song song víi mÆt ph¼ng Y-Z, th× trôc 1 sÏ song song vµ cïng chiÒu víi trôc OY. − Trôc 2 sÏ h­íng lªn trªn vµ cïng chiÒu víi trôc OZ.
  55. 54 Ch­¬ng 3: KÕt cÊu tÊm vá − Trôc 3 lu«n n»m ngang vµ vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng spandrel. ChiÒu d­¬ng cña trôc 3 ®­îc x¸c ®Þnh theo quy t¾c bµn tay ph¶i. Trong tr­êng hîp Wall Spandrel ®­îc t¹o tõ nhiÒu phÇn tö (c¶ Wall vµ Frame), khi ®ã hÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña Spandrel vÉn ®­îc x¸c ®Þnh theo quy t¾c ë trªn. Vµ l­u ý r»ng, hÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña phÇn tö Spandrel lu«n lu«n ®éc lËp víi hÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng cña c¸c Wall vµ Frame t¹o nªn nã. 2.2.3. HiÓn thÞ hÖ täa ®é ®Þa ph­¬ng Vµo menu View Set Building View Options Vµo môc Pier and Spandrel vµ chän Pier Axes vµ Spandrel Axes. XD H Đ ng ờ versionư Trial H×nh 3. 14 Hép tho¹i Set Building View Options. 2.3. TiÕt diÖn C¸c b­íc g¸n tiÕt diÖn cho Pier vµ Spandrel: − §Æt tªn phÇn tö Pier vµTHXD-Tr Spandrel. − Khai b¸o tiÕt diÖn cho phÇn tö Pier. − G¸n tiÕt diÖn cho phÇn tö Pier. §èi víi Spandrel,BM chóng ta chØ cã mét bµi to¸n thiÕt kÕ. Do vËy ta chØ cÇn khai b¸o Spandrel Name mµ kh«ng cÇn khai b¸o tiÕt diÖn.
  56. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 55 2.3.1. §Æt tªn phÇn tö Pier vµ Spandrel 2.3.1.1. Pier Labeling B¹n ®äc cã thÓ ®Æt tªn, xãa tªn, hoÆc thay ®æi tªn cña Pier th«ng qua hép tho¹i Pier Names. Ph­¬ng ph¸p nh­ sau: − Chän phÇn tö cÇn g¸n tªn. − §Ó g¸n phÇn tö Line thµnh phÇn tö Pier, chän menu Assign Frame/Line Pier Labels. − §Ó g¸n phÇn tö Area thµnh phÇn tö Pier, chän menu Assign Shell/Area Pier Labels. − Trong hép Pier Name: Chän tªn Pier cÇn g¸n XD cho phÇn tö Line, Area. H Chi tiÕt hép tho¹i: H×nh 3. 15 Hép tho¹i Pier Names. − Add New Name: thªm mét tªn phÇn tö Pier Đ míi. − Change Name: thay ®æi tªn phÇn tö Pier. ng versionờ − Delete Name: xãa tªn phÇn tö Pier. ư 2.3.1.2. Spandrel Labeling B¹n cã thÓ ®Æt tªn, xãa tªn, hoÆc thay ®æi tªn cña phÇn tö Spandrel th«ng Trialqua hép tho¹i Spandrel Names. Ph­¬ng ph¸p nh­ sau: H×nh 3. 16 Hép tho¹i Spandrel − Chän phÇn tö cÇn g¸n tªn. Names. − §Ó g¸n phÇn tö Line thµnh phÇn tö Spandrel, chän menu Assign Frame/Line Spandrel Labels. THXD-Tr − §Ó g¸n phÇn tö Area thµnh phÇn tö Spandrel, chän menu Assign Shell/AreaBM Spandrel Labels. − Trong hép Spandrel Name: chän tªn Spandrel cÇn g¸n cho phÇn tö Line, Area. Chi tiÕt hép tho¹i: H×nh 3. 17 Hép tho¹i Pier Section.
  57. 56 Ch­¬ng 3: KÕt cÊu tÊm vá − Add New Name: thªm mét tªn phÇn tö Spandrel míi. − Change Name: thay ®æi tªn phÇn tö Spandrel. − Delete Name: xãa tªn phÇn tö Spandrel. 2.3.2. §Þnh nghÜa tiÕt diÖn Pier Chän menu Design Shear Wall Design Define General Pier Sections For Cheking, hép tho¹i Pier Sections hiÖn lªn. §Ó t¹o mêi mét tiÕt diÖn, nhÊn Add Pier Section. XD H Đ ng versionờ ư H×nh 3. 18 Hép tho¹i Pier Section Data. − Section Name: tªn cña tiÕt diÖn Pier. − Base Material: vËt liÖuTrial c¬ së cña Pier (gièng nh­ Base Material cña Frame Section). − Add Pier: thªm mét Pier míi (xem phÇn bµi tËp ®Ó hiÓu h¬n vÒ hai lùa chän nµy). + Add New Pier Section: t¹o míi mét Pier. + Start from Existing Wall Pier: ®Þnh nghÜa míi mét Pier tõ mét h×nh d¹ng Pier cã s½n. THXD-Tr + Hép tho¹i Combo box th¶ xuèng nh­ h×nh bªn tr¸i ®Ó x¸c ®Þnh tÇng chøa Pier cã s½n. + HépBM tho¹i Combo box th¶ xuèng nh­ h×nh bªn ph¶i ®Ó x¸c ®Þnh tªn Pier cã s½n (®· khai b¸o ë phÇn 2.3.1.1). − Vµo menu Define/Edit/Show Section bÊm vµo nót Section Designer ®Ó b¾t ®Çu chØnh söa, hoÆc ®Ó ®Þnh nghÜa míi tiÕt diÖn. (Chi tiÕt tham kh¶o thªm phÇn Section Designer trong ch­¬ng 4 Phô lôc)
  58. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 57 Chó ý: còng nh­ c¸c bµi to¸n thiÕt kÕ kh¸c, chóng ta cã hai bµi to¸n ®èi víi v¸ch + Bµi to¸n thiÕt kÕ thÐp cho v¸ch (Reinforcement to be Designed). + Bµi to¸n kiÓm tra thÐp cho v¸ch (Reinforcement to be Checked). 2.3.3. G¸n tiÕt diÖn Pier Sau khi ®Þnh nghÜa xong tiÕt diÖn v¸ch, ta g¸n tiÕt diÖn cho v¸ch. Ph­¬ng ph¸p thùc hiÖn nh­ sau: − Chän Pier cÇn g¸n tiÕt diÖn. − Chän Design menu Shear Wall Design Assign Sections for Checking chän tiÕp c¸c chøc n¨ng sau: − General Reinforcing Pier Section. Hép tho¹i XD Assign General Reinforcing Pier Section hiÖn H lªn. Đ + Section at Top: tiÕt diÖn v¸ch phÝa trªn cña mét tÇng. + Section at Bottom: tiÕt diÖn v¸ch phÝa d­íi ng cña mét tÇng. versionờ − Uniform Reinforcing Pier Sections, hép tho¹i ư Uniform Reinforcement Assignment to Pier hiÖn lªn. + Pier Material: vËt liÖuTrial lµm lªn tiÕt diÖn. H×nh 3. 19 Hép tho¹i Assign + Distributed Bars: distributed bar size (cèt General Reinforcing Pier Sections thÐp däc theo c¹nh cña Pier), spacing and clear cover of the bar (kho¶ng c¸ch cèt thÐp vµ líp b¶o vÖ). + End/Corner Bar SizeTHXD-Tr: thÐp gãc cña Pier. + Check/Design: chän hai d¹ng bµi to¸n thiÕt kÕ. 2.4. Néi lùc phÇn tö Pier vµ Spandrel Néi lùc cña phÇnBM tö Wall pier vµ Wall spandrel t­¬ng tù nh­ néi lùc cña phÇn tö Frame. Chóng bao gåm: − P: lùc däc. − V2: lùc c¾t trong mÆt ph¼ng 1–2.
  59. 58 Ch­¬ng 3: KÕt cÊu tÊm vá − V3: lùc c¾t trong mÆt ph¼ng 1–3. − T: lùc xo¾n däc trôc. − M2: moment xo¾n trong mÆt ph¼ng 1–3 (quanh trôc 2). − M3: moment xo¾n trong mÆt ph¼ng 1–2 (quanh trôc 3). 2.5. KÕt qu¶ thiÕt kÕ v¸ch 2.5.1. Pier result Design Chi tiÕt xem phÇn bµi tËp v¸ch. 2.5.2. Spandrel Result Design − Flexural Design. XD − Shear Design. H Chi tiÕt xem phÇn bµi tËp v¸ch. Đ B¹n cã thÓ OverWrites, t¹i hép tho¹i nµy, ta cã thÓ khai b¸o l¹i tÊt c¶ c¸c th«ng sè tÝnh to¸n (chiÒu dµy, chiÒu s©u, tiªu chuÈn, líp b¶o vÖ ) ng 3. Chia nhá phÇn tö (Area Mesh Options) ờ versionư 3.1. Kh¸i niÖm Trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch, Etabs tù ®éng chia nhá ®èi t­îng Area (Deck vµ Slab). ViÖc chia nhá phÇn tö Area gióp ph©n bè t¶i träng lªn c¸c kÕt cÊu ®ì mét c¸ch chÝnh x¸c h¬n. VÝ dô : Trial THXD-Tr BM H×nh vÏ 3.20.a, H×nh vÏ 3.20.c,
  60. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 59 H×nh vÏ 3.20.b, H×nh vÏ XD3.20.d, H H×nh 3. 20 Chøc n¨ng Area Object Auto Mesh Options. Gièng nh­ Subdivide Frame. Area Subdivide cho phÐp chia nhá sµnĐ mét c¸ch tù ®éng trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n. T¹i mçi ®iÓm chia nhá, sµn vµ dÇm sÏ cã chuyÓn vÞ cïng nhau. ViÖc chia nhá sµn sÏ lµm cho kÕt qu¶ tÝnh toµn néi lùc dÇmng mµ sµn truyÒn t¶i lªn mét c¸ch chÝnh x¸c h¬n. ờ versionư Trial H×nh 3. 21 Sù truyÒn t¶i träng tõ sµn vµo dÇm biªn. H×nh vÏ 3.20.b: Chän shell Assign Area Automatic Area Mesh. H×nh vÏ 3.20.a: Sö dông No Auto meshing (mÆc ®Þnh khi vÏ area). H×nh vÏ 3.20.c: Lµ kÕt qu¶THXD-Tr khi sö dông h×nh 3.20.a. H×nh vÏ 3.20.d: Lµ kÕt qu¶ khi sö dông h×nh 3.20.b. 3.2. Ph­¬ng ph¸p chia nhá Chän ®èi t­îngBM Area cÇn t¸c ®éng, chän Assign menu Shell/Area Area Object Mesh Options, hép tho¹i Area Object Auto Mesh Options hiÖn lªn nh­ sau:
  61. 60 Ch­¬ng 3: KÕt cÊu tÊm vá XD H×nh 3. 22 Hép tho¹i Area Object Auto Mesh Options. H C¸c chøc n¨ng tù ®éng chia nhá ®­îc diÔn gi¶i nh­ sau: Đ − Floor Meshing Options: + Default: Etabs sÏ chia nhá ®èi t­îng t¹i dÇm vµ v¸ch,ng khi ®ã t¶i träng còng sÏ ®­îc truyÒn vµo v¸ch vµ dÇm t¹i nh÷ngversion ®iÓm chia ờnhá n»m trªn dÇm vµ v¸ch. L­u ý, lùa chän nµy chØ cã t¸c dông ®èi víi phÇn tö ưmµng (membrance). + For Defining Rigid Diaphragm and Mass Only: §é cøng hoÆc t¶i träng ®øng truyÒn cïng víi ®èi t­îng ®­îc chän. + No Auto Meshing: Trial®èi t­îng kh«ng ®­îc tù ®éng chia nhá trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n. + Auto Mesh Object into Structural Elements: Cho phÐp ®iÒu chØnh sù chia nhá cña ®èi t­îng. • Mesh at Beams and Other Meshing Lines: Gièng nh­ Default Option. • Mesh at Wall and Ramp Edges: Chia nhá t¹i v¸ch. • Mesh at VisibleTHXD-Tr Grids: Chia nhá t¹i n¬i giao víi c¸c ®­êng l­íi. • Further Subdivide Auto Mesh with Maximum Element Size of : tù ®éng chia nhá phÇn tö Area thµnh c¸ch phÇn tö nhá h¬n cã kÝch th­íc lín nhÊt b»ng − Ramp and Wall Meshing Options: + No SubdivisionBM of Object: Etabs kh«ng chia nhá phÇn tö. + Subdivide Object into {Specify Number} vertical and {Specify Number} horizontal: B¹n sÏ khai b¸o sè l­îng phÇn tö ®­îc chia b»ng c¸ch khai b¸o sè ®­êng chia theo ph­¬ng th¼ng ®øng vµ theo ph­¬ng ngang.
  62. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 61 + Subdivide Object into Elements with Maximum Size of {Specify Number}: NhËp vµo kÝch th­íc lín nhÊt cña c¸c Area con. XD H Đ ng ờ versionư Trial THXD-Tr BM
  63. 62 Ch­¬ng 4: Phô lôc Ch­¬ng 4: Phô lôc 1. Section Designer 1.1. Tæng quan Section Designer lµ ch­¬ng tr×nh ch¹y tÝch hîp vµo trong Etabs. C¸c chøc n¨ng c¬ b¶n cña Section Designer: − §Þnh nghÜa c¸c tiÕt diÖn Frame (bª t«ng cèt thÐp hoÆc thÐp) phøc t¹p kh«ng cã s½n trong Etabs. XD − §Þnh nghÜa c¸c tiÕt diÖn v¸ch chÞu lùc (Pier Wall) bª t«ng cèt thÐp hoÆc thÐp.H 1.2. C¨n b¶n vÒ Section Designer Đ 1.2.1. Khëi ®éng Section Designer T­¬ng øng víi hai chøc n¨ng c¬ b¶n nãi trªn, ta cã hai ng c¸ch khëi ®éng Section Designer trong Etabs.version ờ 1.2.1.1. Section Designer For Frame Sections ư Khëi ®éng Section Designer cho Frame Sections, ta lµm theo c¸c b­íc sau: Trial THXD-Tr BM H×nh 4. 2 Hép tho¹i Define Frame H×nh 4. 1 Hép tho¹i Define Properties. Frame Properties. − Chän Define menu Frame Sections trong Etabs, hép tho¹i Define Frame Properties hiÖn lªn.
  64. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 63 − §Ó ®Þnh nghÜa thªm mét tiÕt diÖn míi, nhÊn vµo Combo box vµ chän Add SD Section. − Hép tho¹i SD Section Data xuÊt hiÖn. C¸c th«ng sè trong hép tho¹i nµy sÏ ®­îc ®Ò cËp cô thÓ trong phÇn 2.1. − NhÊn vµo nót Section Designer trong hép tho¹i SD Section Data ®Ó khëi ®éng ch­¬ng tr×nh Section Designer (h×nh 4.2). 1.2.1.2. Section Designer For Wall Piers §Ó khëi ®éng Section Designer cho Wall Piers ta lµm theo c¸c b­íc sau: − Vµo Design menu Shear Wall Design Define Pier Sections for Checking trong Etabs, khi ®ã hép tho¹i Pier Sections sÏ hiÖn lªn. XD − §Ó ®Þnh nghÜa míi mét tiÕt diÖn ta bÊm vµo nót Add H Pier Section. §Ó thay ®æi tiÕt diÖn ®· cã s½n bÊm vµo Đ nót Modify/Show Pier Section. − Hép tho¹i Pier Section Data hiÖn lªn. C¸c th«ng sè cña hép tho¹i nµy sÏ ®­îc ®Ò cËp ®Õn trong môc ng 1.2.2. versionờ ư − BÊm vµo nót Section Designer trªn hép tho¹i Pier H×nh 4. 3 Hép tho¹i Pier Section Data ®Ó khëi ®éng ch­¬ng tr×nh Section Section Data. Designer. Trial 1.2.2. Hép tho¹i Pier Section Data Môc nµy tr×nh bµy chi tiÕt c¸c th«ng tin trong hép tho¹i Pier Section Data. − Section Name: Tªn cña tiÕt diÖn Pier. − Base Material: vËt liÖu THXD-Trc¬ së cña Pier (gièng nh­ Base Material cña Frame Section). − Add Pier: thªm mét Pier míi (xem phÇn bµi tËp ®Ó hiÓu h¬n vÒ hai lùa chän nµy). + Add New Pier Section: t¹o míi mét Pier. + Start fromBM Existing Wall Pier: ®Þnh nghÜa míi mét Pier tõ mét h×nh d¹ng Pier cã s½n. − Define/Edit/Show Section bÊm vµo nót Section Designer ®Ó b¾t ®Çu chØnh söa, hoÆc ®Ó ®Þnh nghÜa míi tiÕt diÖn.
  65. 64 Ch­¬ng 4: Phô lôc 1.2.3. Hép tho¹i SD Section Data Môc nµy tr×nh bµy chi tiÕt c¸c th«ng tin trong hép tho¹i SD Section Data. − Section Name: Tªn tiÕt diÖn. − Base Material: vËt liÖu c¬ së. Sè l­îng lo¹i vËt liÖu trong Combo Box phô thuéc vµo sè l­îng lo¹i vËt liÖu ta ®· khai b¸o trong Etabs. ViÖc khai b¸o vËt liÖu c¬ së phôc vô cho hai môc ®Ých: + X¸c ®Þnh lo¹i bµi to¸n thiÕt kÕ (ThiÕt kÕ bª t«ng cèt thÐp, hay thiÕt kÕ thÐp). + NÕu tiÕt diÖn ®­îc lµm tõ nhiÒu lo¹i vËt liÖu, khi tÝnh to¸n c¸c ®Æc tr­ng h×nh häc vµ ®Æc tr­ng c¬ häc cña tiÕt diÖn, Etabs sÏ quy ®æi tÊt c¶ c¸c lo¹i vËt liÖu vÒ vËt liÖu c¬ së vµ ®­a ra b¸o c¸o XD (report) vÒ c¸c ®Æc tr­ng c¬ häc cña tiÕt diÖn ®ã (Section Properties). H − Design Type: Môc nµy chØ ®Þnh râ kiÓu thiÕt kÕ. Đ − Concrete Column Check/Desgin: ChØ ®Þnh lo¹i bµi to¸n thiÕt kÕ: ng + Reinforcement to be Checked: Bµiversion to¸n kiÓm tra ờ + Reinforcement to be Designed: Bµi to¸n thiÕt kÕ.ư − Define/Edit/Show Section bÊm vµo nót Section Designer ®Ó b¾t ®Çu chØnh söa, hoÆc ®Ó ®Þnh nghÜa míi tiÕt diÖn. Trial H×nh 4. 4 Hép tho¹i SD Section Data. THXD-Tr BM
  66. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 65 1.3. Ch­¬ng tr×nh Section Designer 1.3.1. Giao diÖn ch­¬ng tr×nh Section Designer XD H Đ ng H×nh 4. 5 Giao diÖn ch­¬ng tr×nh Sectionờ Designer. versionư 1.3.2. HÖ trôc täa ®é HÖ trôc täa ®é trong CSISD (CSI Section Designer) bao gåm hai trôc täa ®é X vµ Y. Trôc X lu«n n»m ngang vµ Y lu«n th¼ng ®øng, chiÒu d­¬ng cña chóng ®­îcTrial thÓ hiÖn nh­ h×nh vÏ. 1.3.2.1. HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña Frame MÆc ®Þnh trôc 2 vµ 3 nh­ h×nh vÏ, trôc 1 tu©n theo quy t¾c bµn tay ph¶i (h­íng tõ gèc täa ®é ra phÝa ng­êi dïng, vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng mµn h×nh). THXD-Tr §èi víi hÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña Frame, ta cã thÓ xoay chóng quanh BMtrôc 1. 1.3.2.2. HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña Pier HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña Pier nh­ h×nh vÏ. Kh«ng gièng nh­ hÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña Frame, hÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña Pier kh«ng thÓ xoay ®c.
  67. 66 Ch­¬ng 4: Phô lôc HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña Pier trong Etabs ®­îc ®Ò cËp ®Õn trong ch­¬ng 3. 1.3.3. TiÕt diÖn vµ h×nh d¹ng (Sections and Shapes) Chóng ta cÇn ph©n biÖt hai kh¸i niÖm Section (tiÕt diÖn) vµ Shape (h×nh d¹ng) trong Section Designer. Mét Section kh«ng chØ cã thÓ chøa mét shape mµ nã cßn cã thÓ chøa nhiÒu Shape. 1.3.3.1. TiÕt diÖn (Section) Section lµ mét tiÕt diÖn trän vÑn ®­îc ®Þnh nghÜa trong Section Designer. HÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña section ®­îc ký hiÖn lµ trôc 2 vµ 3. Gèc cña täa ®é ®Þa ph­¬ng lµ träng t©m cña tiÕt diÖn. 1.3.3.2. H×nh d¹ng (Shape) XD H×nh d¹ng h×nh häc (geometric shapes) gióp ta thiÕt kÕ tiÕt diÖn mét c¸chH nhanh chãng. Section Designer cung cÊp rÊt nhiÒu Shape cã s½n Đ − Draw menu Draw Structural Shape: Dïng ®Ó vÏ c¸c h×nh d¹ng kÕt cÊu nh­ h×nh d¹ng ch÷ I/Wide flange (ch÷ I), Channel (ch÷ C), Tee (ch÷ T), Angle (thÐp gãc), Double Angle (2 thanh thÐp gãc), box/tube (h×nh èng), pipeng (vµnh khuyªn) vµ plate (tÊm). versionờ − Draw menu Draw Solid Shape: Dïng ®Ó vÏ bènư h×nh d¹ng ®Æc lµ Rectangle (h×nh ch÷ nhËt), circle (h×nh trßn), circular segment (vÇng tr¨ng khuyÕt) vµ circular sector (cung trßn). − Draw menu Draw PolyTrial Shape: Cho phÐp ng­êi dïng vÏ mét h×nh ®a gi¸c mét c¸ch tïy ý. Víi mèi Shape ta cã thÓ hiÖu chØnh thuéc tÝnh cña chóng b»ng c¸ch nhÊn ph¶i chuét. − Material: hiÖu chØnh vËt liÖu. Mçi mét Shape chØ ®­îc lµm tõ mét lo¹i vËt liÖu. Sè l­îng lo¹i vËt liÖu cã thÓ g¸nTHXD-Tr cho Shape tïy thuéc vµo sè l­îng lo¹i vËt liÖu mµ ta khai b¸o trong Etabs. − Dimensions and Location: KÝch th­íc vµ vÞ trÝ. + VÞ trÝ –BM täa ®é t©m (X, Y Center). + KÝch th­íc – chiÒu réng vµ chiÒu cao (Height, Width). + Mét sè thuéc tÝnh kh¸c tïy thuéc vµo h×nh d¹ng Shape. + Gãc quay (Rotation). − Mµu cña shape (Color).
  68. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 67 − NÕu vËt liÖu lµ bª t«ng, ta cã thªm môc Reinforcing, Combo box nµy cho phÐp ng­êi dïng ®Þnh nghÜa cèt thÐp gia c­êng cho shape. + Bar Cover – líp b¶o vÖ cèt thÐp, chÝnh lµ Clear Cover (xem phÇn cèt thÐp gia c­êng). + Bar Size – kÝch th­íc cèt thÐp. + Corner Point Reinforcement – thÐp gia c­êng ë gãc. Mét trong c¸c chøc n¨ng kh¸ ®Æc biÖt cña Shape lµ ta cã thÓ hiÖu chØnh kÝch th­íc mét c¸ch trùc tiÕp trªn h×nh vÏ th«ng qua c¸c Grip b»ng chøc n¨ng Reshape: − Chøc n¨ng Reshape: Draw menu Reshape Mode. XD H Đ ng versionờ − Grip : ư 1.3.4. Cèt thÐp gia c­êng 1.3.4.1. Khai b¸o ®­êng TrialkÝnh cèt thÐp Etabs cung cÊp c¸c lo¹i ®­êng kÝnh cèt thÐp theo tiªu chuÈn n­íc ngoµi, do vËy sÏ thiÕu mét sè ®­êng kÝnh nÕu ta dïng tiªu chuÈn ViÖt Nam. Tuy nhiªn, ta cã thÓ thªm lo¹i thÐp vµo b»ng c¸ch vµo Etabs, chän Options THXD-Trmenu Preferences Reinforcement Bar Sizes. − Bar ID – BMký hiÖu thÐp, vÝ dô 26d lµ ∅26 − Bar Area – diÖn tÝch thÐp. − Bar Diameter – ®­êng kÝnh cèt H×nh 4. 6 Khai b¸o cèt thÐp gia c­êng. thÐp.
  69. 68 Ch­¬ng 4: Phô lôc 1.3.4.2. Ph©n lo¹i cèt thÐp gia c­êng XD H Đ ng ờ versionư H×nh 4. 7 C¸c lo¹i cèt thÐp gia c­êng. Ph©n lo¹i cèt thÐp gia c­êng:Trial − Lo¹i b¸m dÝnh cïng víi Shape (h×nh 4.7.a). Lo¹i nµy ®­îc tù ®éng t¹o ra khi tai khai b¸o Reinforcement trong thuéc tÝnh cña Shape. − ThÐp gia c­êng thªm t¹iTHXD-Tr mét vÞ trÝ bÊt kú. − ThÐp d¶i ®Òu trªn mét ®­êng th¼ng (Line Pattern) däc theo c¸c ®­êng biªn cña shape (Edges) (h×nh 4.7.b). H×nh 4. 8 Hai lo¹i Line − ThÐp t¹i c¸cBM gãc (Coner bar) (h×nh 4.7.c) Pattern. − ThÐp gia c­êng trªn Line Pattern däc theo c¸c ®­êng biªn cña Shape (h×nh 4.7.d). Chóng ta cã hai lo¹i Line Pattern nh­ h×nh 4.8. − ThÐp gia c­êng t¹i gãc vµ thÐp gia däc theo ®­êng biªn cña Shape. Clear Cover lµ líp b¶o vÖ thùc cña thÐp (H×nh 4.9).
  70. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 69 1.3.5. Ph­¬ng ph¸p vÏ Chóng ta cã thÓ vÏ riªng tõng Shape, sau ®ã vÏ c¸c ®­êng Line Pattern, hoÆc ta cã thÓ vÏ Shape sau ®ã chän Reinforcement cho chóng. Muèn hiÖn chØnh h×nh d¹ng hoÆc vÞ trÝ cña c¸c ®èi t­îng, chóng ta ph¶i nhÊn vµo biÓu t­îng ReShaper trªn Toolbars hoÆc vµo Draw menu ReShape Mode. §Ó kÕt thóc viÖc thiÕt kÕ tiÕt diÖn, c¸c b¹n nh©n vµo nót Done ë phÝa bªn d­íi ph¶i cña cöa sæ ch­¬ng tr×nh. Chó ý: NÕu c¸c mét tiÕt diÖn bao gåm nhiÒu Shape rêi r¹c kh«ng liªn kÕt víi nhau. Trong khi tÝnh to¸n, c¸c Shape nµy sÏ lµm viÖc cïng nhau. XD H×nh 4. 9 Líp b¶o vÖ 1.4. Section Properties cètH thÐp. 1.4.1. Môc ®Ých cña Section Properties Đ C¸c th«ng sè tiÕt diÖn chóng ta cã thÓ t×m thÊy trong Display menu Show Section Properties. Chøc n¨ng cña lÖnh nµy lµ: ng − HiÓn thÞ c¸c ®Æc tr­ng tiÕt diÖn (Sectionversion Properties). ờ − Cho phÐp ta xem (kh«ng söa ®­îc) vËt liÖu c¬ së cñaư tiÕt diÖn (Base Material). − §èi víi Frame, nã cho phÐp ta thay ®æi ®­îc hÖ trôc täa ®é ®Þa ph­¬ng cña tiÕt diÖn.Trial 1.4.2. Th«ng sè thiÕt diÖn C«ng thøc tÝnh sù quy ®æi tiÕt diÖn : THXD-Tr Trong ®ã: − ASection – diÖn tÝch quy ®æi (®¬n vÞ dµi b×nh ph­¬ng). − AShape – diÖnBM tÝch thùc cña c¸c Shape trong Section (kh«ng bao gåm cèt thÐp gia c­êng), ®¬n vÞ chiÒu dµi b×nh ph­¬ng. − EBase – modul ®µn håi cña vËt liÖu c¬ së (lùc/chiÒu dµi b×nh ph­¬ng). H×nh 4. 10 Hép tho¹i Properties.
  71. 70 Ch­¬ng 4: Phô lôc − EShape – modul ®µn håi cña vËt liÖu t¹o nªn Shape (lùc/chiÒu dµi b×nh ph­¬ng). − n – sè l­îng Shape trong mét Section. Chó ý: diÖn tÝch thÐp gia c­êng (Reinforcing) kh«ng ®­îc kÓ ®Õn trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n Secion Properties. Section Properties chØ ®­îc tÝnh to¸n dùa trªn th«ng sè h×nh häc cña tÊt c¶ c¸c shape cã mÆt trong Section vµ vËt liÖu lµm lªn chóng. − A: diÖn tÝch cña tiÕt diÖn (ASection). − J: M« men chèng xo¾n (®¬n vÞ chiÒu dµi mò 4). − I33: M« men qu¸n tÝnh quanh trôc 3 (®¬n vÞ chiÒu dµi mò 4). XD − I22: M« men qu¸n tÝnh quanh trôc 2 (®¬n vÞ chiÒu dµi mò 4). H − I23: M« men qu¸n tÝnh, c«ng thøc nh­ Đ trªn (®¬n vÞ chiÒu dµi mò 4). H×nh 4. 11 C¸c th«ng sè cña tiÕt diÖn bÊt kú − As2: DiÖn tÝch chèng c¾t song song víi ng trôc 2 (®¬n vÞ chiÒu dµi mò 2). ờ version − As2: DiÖn tÝch chèng c¾t song song víi trôc 3 (®¬n ưvÞ chiÒu dµi mò 2). − S33 (+face): Section modulus about the 3-axis at extreme fiber of the section in the positive 2-axis direction, length3. − S22 (+face): Section modulusTrial about the 2-axis at extreme fiber of the section in the positive 3-axis direction, length3. − S33 (–face): Section modulus about the 3-axis at extreme fiber of the section in the negative 2-axis direction, length3. − S22(–face): Section modulusTHXD-Tr about the 2-axis at extreme fiber of the section in the negative 3-axis direction, length3. − r33: B¸n kÝnh qu¸n tÝnh quanh trôc 3 (®¬n vÞ chiÒu dµi). − R22: B¸n BMkÝnh qu¸n tÝnh quanh trôc 2 (®¬n vÞ chiÒu dµi). − Xcg, Ycg: täa ®é cña trong t©m tiÕt diÖn (Center Gravity) trong hÖ täa ®é XOY. 1.5. VÝ dô T¹o mét tiÕt diÖn cét C100x100 b»ng bª t«ng m¸c 300. Cèt cøng h×nh ch÷ I kÝch th­íc lµ 0.8 x 0.6 x 0.05, cèt mÒm lµ thÐp AII.
  72. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 71 §Ó bËt ch­¬ng tr×nh Section Designer. Ta vµo menu Define Define Frame Section SD Section Data. §iÒn c¸c th«ng sè cho cét nh­ h×nh 4.11. B¹n vµo menu Draw Draw Solid Shape Rectangle, kÝch vµo gèc täa ®é XOY. KÝch ph¶i chuét vµo tiÕt diÖn h×nh vu«ng, chØnh c¸c th«ng sè nh­ trong hép tho¹i Shape Properties – Solid. XD H Đ H×nh 4. 12 Hép tho¹i SD H×nh 4. 13 Hép tho¹i Shape Properties – Solide. ng Section Data. Sau ®ã vµo menu Draw Draw Structuralversion Shape I/Wideờ Flange, kÝch vµo gèc täa ®é XOY. KÝch ph¶i chuét vµo tiÕt diÖn h×nh ch÷ I, chØnhư c¸c th«ng sè nh­ trong hép tho¹i Shape Properties – I/Wide Flange. Trial THXD-Tr H×nh 4.BM 14 Hép tho¹i Shape Properties – Solide. Sau khi hiÖu chØnh xong, tiÕt diÖn ®­îc vÏ cã d¹ng nh­ sau.
  73. 72 Ch­¬ng 4: Phô lôc XD H H×nh 4. 15 TiÕt diÖn sau khi vÏ xong. BÊm ph¶i chuét vµo bÊt kú thanh thÐp trªn c¹nh cña h×nh vu«ng (kh«ngĐ bÊm vµo thÐp ë gãc), hép tho¹i Edge Reinforcing hiÖn lªn, chØnh c¸c th«ng sè nh­ h×nh d­íi. BÊm ph¶i chuét vµo bÊt kú thanh thÐp ë gãc, hép tho¹i Cornetng Point Reinforcing hiÖn lªn, chØnh c¸c th«ng sè nh­ h×nh d­íi. ờ versionư Trial H×nh 4. 16 Gia c­êng cèt thÐp cho tiÕt diÖn. Vµo Menu Display Show Section Properties. Chóng ta cã b¶ng th«ng sè tiÕt diÖn nh­ h×nh 4.17. §ãng Section DesignerTHXD-Tr vµ nhÊn nót OK ®Ó kÕt thóc viÖc ®Þnh nghÜa khai b¸o tiÕt diÖn. Trë vÒ Etabs,BM vÏ vét cã tiÕt diÖn nh­ võa vÏ. Ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ h×nh 4.18.
  74. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 73 XD H Đ H×nh 4. 17 C¸c th«ng sè tiÕt diÖn. H×nh 4. 18 H×nh d¹ng cñang cét võa ®Þnh nghÜa. versionờ 2. L­íi (Grid) ư 2.1. Hép tho¹i Building Plan Grid System and Story Data Definition Grid Dimensions (Plan): c¸c th«ng sè cña l­íi trªn mÆt b»ng. − Uniform Grid Spacing:Trial kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®­êng l­íi ®Òu nhau. − Number Lines in X Direction: sè l­îng ®­êng l­íi theo ph­¬ng X. − Number Lines in Y Direction: sè l­îng ®­êng l­íi theo ph­¬ng Y. − Spacing in X Direction:THXD-Tr kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®­êng l­íi theo ph­¬ng X. − Spacing in Y Direction: kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®­êng l­íi theo ph­¬ng Y. Story Dimensions: c¸c th«ng sè vÒ chiÒu cao tÇng. − Simple StoryBM Data: d÷ liÖu cho tõng tÇng. − Number Stories: sè tÇng. − Typical Story Height: chiÒu cao tÇng ®iÓn h×nh. − Bottom Story Height: chiÒu cao tÇng trÖt.
  75. 74 Ch­¬ng 4: Phô lôc XD H Đ H×nh 4. 19 Hép tho¹i Building Plan Grid System and Story Data Definition. 2.2. Hép tho¹i Grid Labeling Options ng Chän Custom Grid Spacing trong hép versiontho¹i Building ờ Plan Grid System and Story Data Definition nhÊn vµoư nót Grid Labels. Hép tho¹i Grid Labeling Options hiÖn lªn. Hép tho¹i nµy dïng ®Ó ®¸nh tªn c¸c trôc mét c¸ch tù ®éng. Trial − Beginning X, Y ID: tªn trôc b¾t ®Çu theo ph­¬ng X, Y. − Label Left to Right: tªn trôc ®­îc ®¸nh sè tõ tr¸i sang ph¶i theo ph­¬ng X. THXD-Tr − Label Bottom to Top: tªn trôc ®­îc ®¸nh sè tõ d­íi H×nh 4. 20 Hép tho¹i Grid lªn trªn theo ph­¬ng Y. Labeling Options BM
  76. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 75 2.3. Hép tho¹i Define Grid Data XD H Đ ng versionờ H×nh 4. 21 Hép tho¹i Define ưGrid Data. − X, Y Grid Data: l­íi theo ph­¬ng X,Y. − Grid ID: tªn trôc. Trial − Ordinate: täa ®é cña l­íi. − Line Type: Lo¹i ®­êng trôc. + Primary: l­íi chÝnh. + Secondary: l­íi phô.THXD-Tr + L­íi chÝnh sÏ cã tªn l­íi. Tr¸i l¹i, l­íi phô sÏ kh«ng cã tªn l­íi. §Ó chuyÓn qua l¹i d­íi l­íi chÝnh vµ l­íi phô, ta chØ viÖc nhÊp ®óp chuét vµo ch÷ Primary (SecondaryBM) cña l­íi ®ã. − Visibility: ®iÒu khiÓn sù Èn hiÖn cña l­íi. + Show: hiÖn l­íi. + Hide: Èn l­íi.
  77. 76 Ch­¬ng 4: Phô lôc + §Ó chuyÓn qua l¹i gi÷a Show vµ Hide ta nhÊn ®óp chuét vµo ch÷ show( hide) cña l­íi ®ã. − Bubble Loc (Bubble Location): ®iÒu khiÓn vÞ trÝ tªn l­íi. + Top / Bottom: trªn/d­íi. + Left/Right: tr¸i/ph¶i. + §Ó chuyÓn qua l¹i gi÷a Top/Bottom vµ Left/Right ta nhÊn ®óp chuét vµo ch÷ Top/Bottom vµ Left/Right cña l­íi ®ã. − Grid Color: ®iÒu khiÓn mµu cña l­íi. − Units: ®¬n vÞ. − Display grids as: hiÓn thÞ grid d­íi d¹ng. XD + Ordinates: täa ®é cña c¸c l­íi. H + Spacing: kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®­êng luíi. Đ − Hide All Grid Lines: Èn tÊt c¶ c¸c ®­êng l­íi. − Glue to Grid Lines: c¸c ®iÓm trªn l­íi sÏ ®­îc b¸m dÝnhng lÊy l­íi. Cã nghÜa lµ khi ta hiÖu chØnh l­íi th× tÊt c¶ c¸c ®iÓm n»mversion trªn l­íi sÏ ®­îcờ dÞch chuyÓn cïng víi l­íi. − Bubble Size: kÝch th­íc cña tªn ®­êng l­íi. ư 2.4. Hép tho¹i Story Data §Ó bËt hép tho¹i nµy, chóngTrial ta vµo menu Edit Edit Story Data Edit Story. − Label: tªn cña tÇng. − Height: chiªu cao tÇng. − Elevation: cao ®é cña tÇng. − Master Story: tÇng chÝnh.THXD-Tr − Similar To: khai b¸o tÇng sÏ t­¬ng tù nh­ BM
  78. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 77 XD H Đ ng H×nh 4. 22 Hép tho¹i Story Data.ờ versionư 2.5. C¸c chÕ ®é vÏ C¸c chÕ ®é vÏ ®­îc chØnh ë gãc phÇn mÒm Etabs. Chóng ta cã ba chÕ ®é vÏ:Trial − One Story: ChØ vÏ vµ chØnh söa trªn mét tÇng. − All Stories: Chóng ta vÏ vµ chØnh söa trªn tÊt c¶ c¸c tÇng. VÝ dô nh­ khi ta xãa mét Frame trªn 1 tÇng th× c¸c Frame trªn c¸c tÇng kh¸c (t¹i vÞ trÝ t­¬ng tù nh­ thÕ − nÕu nh­ cã, nh­ng ë tÇng kh¸c)THXD-Tr còng sÏ bÞ xãa theo. − One Story: Khi chóng ta vÏ vµ chØnh söa trªn tÇng ®iÓn h×nh (Master Story) th× c¸c tÇng t­¬ng tù còng bÞ hiÖu chØnh theo (Similar Story). Chóng ta ®· khai b¸o tÇng ®iÓn h×nh vµ tÇng t­¬ng tù ë trong hép tho¹i Edit Story Data ë môc 2.4. VÝ dô nh­ khi ta vÏ mét FrameBM trªn tÇng ®iÓn h×nh th× Frame nµy còng ®­îc vÏ trªn c¸c tÇng t­¬ng tù. Ba chÕ ®é vÏ trªn chØ cã t¸c dông khi chóng ta thao t¸c trªn mÆt b»ng (B¹n ®äc cã thÓ tham kh¶o thªm trong phÇn bµi tËp 2).
  79. 78 Ch­¬ng 4: Phô lôc 3. T¶i träng (Load) 3.1. Wind Load Môc nµy xin giíi thiÖu mét sè tÝnh n¨ng nhËp t¶i th«ng qua kiÓu t¶i träng lµ t¶i giã (Wind Load). Vµo Define menu Static Load Cases. Khai b¸o c¸c th«ng sè nh­ trong b¶ng Define Static Load Case Names nh­ d­íi ®©y. + Type: wind. + Auto Lateral Load: User Defined. XD H Đ ng versionờ H×nh 4. 23 Define Static Load Caseư Names. Sau khi ®· Add New Load, nhÊn vµo nót Modify Lateral Load. Trial THXD-Tr BM
  80. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 79 XD H Đ ng versionờ H×nh 4. 24 Hép tho¹i Wind ưLoading. FX, FY, MZ lµ lùc ®Æt vµo Diaphram. C¸c t¶i träng nµy t¸c ®éng vµo diaphragm t¹i täa ®é lµ X–Ord vµ Y–Ord. VÝ dô, khi b¹n muèn nhËpTrial t¶i giã ®éng hoÆc ®éng ®Êt, b¹n t×m täa ®é t©m khèi l­îng vµ nhËp vµo X–Ord vµ Y–Ord, t¶i träng theo ph­¬ng X th× nhËp vµo FX, t¶i träng theo ph­¬ng Y th× nhËp vµo FY. Chó ý: Ph­¬ng ph¸p nµy sö dông c¸ch nhËp t¶i vµo Diaphram nªn nhÊt thiÕt b¹n ph¶i khai b¸o diaphragm choTHXD-Tr c¸c tÇng tr­íc khi nhËp t¶i. 3.2. Quake Lad Môc nµy xin giíi thiÖu mét sè tÝnh n¨ng nhËp t¶i th«ng qua kiÓu t¶i träng lµ t¶i giã (Wind Load). BM Vµo Define menu Static Load Cases. Khai b¸o c¸c th«ng sè nh­ trong b¶ng Define Static Load Case Names nh­ d­íi ®©y. + Type: Quake. + Auto Lateral Load: User Loads.
  81. 80 Ch­¬ng 4: Phô lôc H×nh 4. 25 Hép tho¹i Define Static Load Case Names. Sau khi ®· Add New Load, nhÊn vµo nót Modify Lateral Load. Hép tho¹i User Seismic Loading hiÖn lªn (H×nh 4.25). XD H Đ ng ờ versionư Trial THXD-Tr H×nh 4. 26 Hép tho¹i User Seismic Loading. FX, FY, MZ lµ lùc ®Æt vµo Diaphram. C¸c t¶i träng nµy t¸c ®éng vµo diaphragm t¹i täa ®é lµ X vµ Y. BM VÝ dô, khi b¹n muèn nhËp t¶i giã ®éng hoÆc ®éng ®Êt, b¹n t×m täa ®é t©m khèi l­îng vµ nhËp vµo täa ®é X vµ Y, t¶i träng theo ph­¬ng X th× nhËp vµo FX, t¶i träng theo ph­¬ng Y th× nhËp vµo FY.
  82. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 81 Ngoµi ra, ®èi víi lo¹i t¶i träng nµy, ta cã thªm lùa chän nhËp vµo t©m khèi l­îng cña Diaphram (Apply at Center of Mass). Chó ý: + Ph­¬ng ph¸p nµy sö dông c¸ch nhËp t¶i vµo Diaphram nªn nhÊt thiÕt b¹n ph¶i khai b¸o diaphragm cho c¸c tÇng. + Khi b¹n khai b¸o t¶i träng, b¹n cã khai b¸o lo¹i t¶i träng (Type) lµ Dead, Live, Wind viÖc khai b¸o nµy chØ cã ý nghÜa khi b¹n sö dông chøc n¨ng tæ hîp t¶i träng tù ®éng (Define Add Defaut Design Combo). Khi sö dông chøc n¨ng Add Defaut Design Combo, Etabs sÏ dùa vµo tiªu chuÈn thiÕt kÕ (Options Preferences Concrete Frame Design) vµ c¸c lo¹i t¶i träng (Dead, Live mµ b¹n ®· khai b¸o) ®Ó tù sinh ra c¸c tæ hîp t¶i träng. XD + Cßn nÕu b¹n tù khai b¸o c¸c tæ hîp t¶i träng (kh«ng sö dông chøc n¨ng Define menu Load combination) th× viÖc khai b¸o lo¹i t¶i träng (Live, Dead,H Wind ) kh«ng cã ý nghÜa g×. Do vËy b¹n cã thÓ tËn dông c¸c chøc n¨ngĐ nhËp t¶i träng vµo Diaphram nãi trªn ®Ó nhËp c¸c lo¹i t¶i trong kh¸c theo mong muèn cña b¹n. + Mét c¸ch cô thÓ, c¶ hai chøc n¨ng nhËp t¶i Wind Load vµ Quake Load võa tr×nh bµy ë trªn, b¹n ®äc ®Òu cã thÓ sö dông chóng ®Ó nhËpng t¶i träng vµo t©m khèi l­îng, t©m cøng hoÆc vµo mét vÝ trÝversion bÊt kú trªn Diaphragm.ờ §iÒu quan träng lµ b¹n ®äc ph¶i biÕt lÊy täa ®é t©m cøng còng nh­ täa ư®é t©m khèi l­îng cña tõng tÇng ®Ó ®iÒn vµo c¸c hép tho¹i nµy. Chi tiÕt xin xem thªm phÇn bµi tËp thùc hµnh. 4. c¸c ph­¬ng ph¸pTrial chän phÇn tö 4.1. Chän phÇn tö trªn mÆt b»ng Chän b»ng c¸ch kÝch vµo ®iÓm, phÇn tö Frame hoÆc phÇn tö Area trªn mÆt b»ng chóng ta sÏ chän ®­îc ®èi t­îng ®ã trªn mÆt b»ng. NÕu b¹n ®äc muèn chän cétTHXD-Tr cña tÇng ®ã, b¹n ®äc khoanh chuét bao lÊy cét ®ã, kÕt qu¶ lµ cét vµ c¸c ®iÓm n»m trªn cét ®ã sÏ ®­îc chän. NÕu b¹n ®äc mét chän v¸ch, b¹n ®äc khoanh chuét bao lÊy v¸ch ®ã, kÕt qu¶ lµ v¸ch vµ c¸c ®iÓm n»mBM trªn v¸ch ®ã sÏ ®­îc chän. Chóng ta ph©n biÖt hai c¸ch khoanh chuét trong Etabs. A + NÕu khoanh tõ vÞ trÝ A ®Õn B, th× tÊt c¶ c¸c phÇn tö n»m trong h×nh ch÷ nhËt sÏ ®­îc chän. B + NÕu khoanh trõ B vÒ A, th× tÊt c¶ c¸c phÇn tö mµ h×nh
  83. 82 Ch­¬ng 4: Phô lôc ch÷ nhËt ®ã c¾t qua sÏ ®­îc chän. 4.2. §­a ®iÓm nh×n ra v« cïng Ph­¬ng ph¸p ®­a ®iÓm nh×n ra v« cïng rÊt thuËn tiÖn cho viÖc chän phÇn tö. C¸ch lµm nh­ sau: − Vµo menu View Set 3D View. − Trong hép tho¹i Set 3D View, chóng ta ®Ó Aperture b»ng 0. Cßn Plan vµ Elevation chóng ta ®Ó theo mong muèn. VÝ dô nh­ h×nh vÏ 4.27 lµ nh×n tõ trªn xu«ng, ®iÓm nh×n ë v« cïng. ¦u ®iÓm cña viÖc ®­a ®iÓm nh×n ra v« cïng (lÊy vÝ dô nh­ khi ta ®­a ®iÓm nh×n ra v« cïng, nh×n tõ XD trªn xuèng, nh­ h×nh 4.27): H − Khi ta khoanh mét h×nh ch÷ nhËt bao lÊy cét, Đ th× tÊt c¶ c¸c cét t¹i vÞ trÝ ®ã cña tÊt c¶ c¸c tÇng sÏ ®­îc chän. H×nh 4. 27 Hép tho¹i Set 3D View. ng − Sö dông kÕt hîp víi chøc n¨ng thø t­ trong thanh c«ngờ cô chän ë môc d­íi (4.3) sÏ mang l¹i hiÖu qu¶ mét c¸ch ®¸ng kÓ. versionư 4.3. Sö dông thanh c«ng cô Chóng ta cã c¸c thanh c«ng cô chän phÇn tö sau: − All: Chän tÊt c¶ c¸c phÇnTrial tö. − Ps: LÊy l¹i tËp hîp chän tr­íc ®ã. − Clr: hñy bá tËp hîp ®ang chän. − Intersecting Line (H×nh ®­êng th¼ng c¾t qua c¸c ®èi t­îng): V¹ch mét ®­êngTHXD-Tr th¼ng c¾t qua c¸c ®èi t­îng. C¸c ®èi t­îng c¾t qua ®­êng th¼ng sÏ ®­îc chän. 4.4. Sö dông chøc n¨ng trong menu Select Menu Select BM by Frame Sections: dïng ®Ó chän c¸c thanh cã cïng mét tiÕt diÖn. VÝ dô h×nh 4.28 chän c¸c cét H×nh 4. 28 Chän dÇm cã cïng cã tiÕt diÖn C40x 40 vµ C80x100. tiÕt diÖn. Menu Select by Wall/Slab/Deck Sections: dïng ®Ó
  84. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 83 chän c¸c phÇn tö Area cã cïng mét tiÕt diÖn. VÝ dô h×nh 4.29 chän tÊt c¶ c¸c tÊm v¸ch cã tiÕt diÖn 4.29. Menu Select by Line Object Type: Chän phÇn tö Frame theo kiÓu phÇn tö (h×nh 2.30): + Column: PhÇn tö cét. + Beam: PhÇn tö dÇm. + Brace: PhÇn tö gi»ng. + Null: Kh«ng chän g× H×nh 4. 29 Chän dÇm cã cïng tiÕt diÖn. + Dimen Lines: C¸c ®­êng ghi kÝch th­íc. XD Menu Select by Wall/Slab/Deck Sections: Chän phÇn tö Area theo kiÓu phÇn tö (h×nh 2.31): H + Wall: phÇn tö v¸ch, t­êng. Đ + Floor: PhÇn tö Sµn. ng + Ramp: Bê dèc, thang leo. versionờ + Null: Kh«ng chän g×. H×nh 4. 30 Hép tho¹i Select ư Line Object Type Menu Select Deselect: Dïng ®Ó lo¹i bá mét sè ®èi t­îng nµo ®ã trong tËp hîp c¸c ®èi t­îng ®· ®­îc chän. Menu Select Invert: DïngTrial ®Ó ®¶o ng­îc tËp hîp chän. (sÏ lo¹i bá c¸c phÇn tö ®ang chän ra khái t©ph hîp chän, thªm vµo c¸c ®èi t­îng ch­a ®­îc chän vµo tËp hîp chän) Menu Select Pier ID: Chän theo tªn cña c¸c phÇn tö Pier. THXD-Tr Menu Select Spandrel ID: Chän theo tªn cña c¸c H×nh 4. 31 Hép tho¹i Select phÇn tö Spandrel. Area Object Type. 5. Hép tho¹iBM Replicate Hép tho¹i Replicate dïng ®Ó nh©n b¶n c¸c ®èi t­îng. Ph­¬ng ph¸p nh©n b¶n nh­ sau: − Chän ®èi t­îng cÇn nh©n b¶n. − Vµo menu Edit Replicate. Hép tho¹i Replicate hiÖn lªn nh­ h×nh 4.32.
  85. 84 Ch­¬ng 4: Phô lôc − C¸c chøc n¨ng nh©n b¶n Linear (theo ph­¬ng th¼ng), Radial (theo h×nh cung trßn), Mirror (lÊy ®èi xøng) gièng nh­ trong Sap2000. − Chøc n¨ng Story: nh©n b¶n theo tÇng. Chøc n¨ng nµy kh«ng cã ë Sap2000. Khi sö dông chøc n¨ng nµy, Etabs tù ®éng ®iÒu chØnh chiÒu dµi cét vµ v¸ch nÕu c¸c tÇng cã chiÒu cao kh¸c nhau. − Môc Option trong hép tho¹i Replicate dïng ®Ó chØnh c¸c thuéc tÝnh nh©n b¶n. VÝ dô, h×nh 3.33 thÓ hiÖn c¸ch chØ Replicate c¸c phÇn tö vµ liªn kÕt, kh«ng Replicate t¶i träng. XD H Đ ng versionờ H×nh 4. 33 Hép tho¹i Replicate. ư H×nh 4. 32 Hép tho¹i Replicate. Trial THXD-Tr BM
  86. Trial version BM THXD-Trường ĐHXD
  87. 86 Ch­¬ng 5: Bµi tËp thùc hµnh Ch­¬ng 5: Bµi tËp thùc hµnh §Þa chØ liªn hÖ: hßm th­ anhbinh0310@yahoo.com hoÆc chuyªn môc “Tin häc øng dông trong thiÕt kÕ (Sap, Etabs )” t¹i ®Þa chØ Chóng t«i khuyÕn c¸o b¹n ®äc nªn ®äc vµ n¾m v÷ng phÇn Sap2000 tr­íc khi b­íc vµo ®äc vµ thùc hµnh phÇn Etabs. C¸c bµi tËp d­íi ®©y ®­îc x©y dùng trªn nÒn Etabs 8.50. C¸c version kh¸c cña Etabs chóng t«i ch­a kiÓm tra l¹i. XD PhÇn bµi tËp ®­îc biªn so¹n tõ c¸c kiÕn thøc c¬ b¶n ®Õn phøc t¹p. Do vËy,H b¹n ®äc nªn thùc hµnh tõ bµi tËp 1 ®Õn bµi tËp 4 mét c¸ch tuÇn tù. Đ 1. Bµi tËp 1 Môc ®Ých: ng − Thao t¸c víi chøc n¨ng c¬ b¶n cña Etabs.version ờ − Ph­¬ng ph¸p ®Þnh nghÜa c¸c tr­êng hîp t¶i träng. ư − C¸ch ®äc d÷ liÖu xuÊt ra vµ lÊy c¸c d÷ liÖu cÇn thiÕt. − Ph­¬ng ph¸p g¸n t¶i trängTrial vµo t©m cøng vµ t©m khèi l­îng. − Ph­¬ng ph¸p tæ hîp t¶i träng. − Ph­¬ng ph¸p kiÓm tra m« h×nh, ph¸t hiÖn lçi vµ söa lçi. − Ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ cèt thÐp theo tiªu chuÈn n­íc ngoµi. − Ph­¬ng ph¸p xem kªt THXD-Trqu¶ néi lùc. §Ò bµi: − MÆt b»ng BMkÕt cÊu c¸c tÇng ®­îc vÏ ë trang sau. 1.1. LËp hÖ l­íi. − Chän ®¬n vÞ: T/m. − Vµo menu File New Model, nhÊn No trong hép tho¹i tiÕp theo ®Ó më hép tho¹i Building Plan Grid System and Story Data Definition.
  88. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 87 XD H Đ ng ờ versionư Trial THXD-Tr BM
  89. 88 Ch­¬ng 5: Bµi tËp thùc hµnh XD H Đ ng ờ versionư Trial THXD-Tr BM
  90. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 89 XD H Đ ng ờ versionư Trial THXD-Tr BM
  91. 90 Ch­¬ng 5: Bµi tËp thùc hµnh − NhËp c¸c gi¸ trÞ ®­êng l­íi nh­ h×nh vÏ: XD H Đ ng ờ versionư − TÝch vµo Custom gridTrial spacing trong hép tho¹i Building Plan Grid System and Story Data Definition ®Ó hiÖu chØnh ®­êng l­íi. − KÝch vµo nót Grid Label trong hép tho¹i Building Plan Grid System and StoryTHXD-Tr Data Definition ®Ó hiÖu chØnh tªn ®­êng trôc. C¸c th«ng sè nh­ h×nh vÏ bªn. + X Grid: ®Æt tªn c¸c ®­êng l­íi vu«ng gãc víi trôc X, lÇn l­ît tõ tr¸i qua ph¶i (Left to Right), tøc lµ theo ph­¬ngBM X. + Y Grid: ®Æt tªn c¸c ®­êng l­íi vu«ng gãc víi trôc Y, lÇn l­ît tõ d­íi lªn trªn (Bottom to Left), tøc lµ theo ph­¬ng Y. − BÊm nót OK ®Ó tho¸t khái hép tho¹i Grid Label Options.
  92. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 91 − BÊm vµo nót Edit Grid trong hép tho¹i Building Plan Grid System and Story Data Definition, hép tho¹i Define Grid Data hiÖn lªn. Hép tho¹i nµy dïng ®Ó hiÖu chØnh kho¶ng c¸ch ®­êng l­íi vµ tªn trôc. C¸c th«ng sè trong hép tho¹i nµy ®iÒn nh­ sau : XD H Đ ng versionờ ư − Trong hép tho¹i nµy, chóng t«i khuyÕn c¸o b¹n ®äc nªn chuyÓn Display Grid as: Spacing. Sau đó chỉnh các thông số X Grid Data và Y Grid Data nh­ h×nh trªn (Xem thªm ch­¬ng 4, môc 2.3). NhÊn OK ®Ó tho¸t khái hép tho¹i Define Grid Data. − TÝch vµo Custom StoryTrial Data trong hép tho¹i Building Plan Grid System and Story Data Definition ®Ó hiÖu chØnh chiÒu cao gi÷a c¸c tÇng . THXD-Tr BM
  93. 92 Ch­¬ng 5: Bµi tËp thùc hµnh − ChØnh Master Story sang TANG 1. ChØnh Similar to TANG 1. C¸c th«ng sè kh¸c gi÷ nguyªn (Xem thªm ch­¬ng 4, môc 2.4). NhÊn OK ®Ó tho¸t khái hép tho¹i Story Data. − NhÊn OK ®Ó tho¸t khái hép tho¹i Building Plan Grid System and Story Data Definition. Chóng ta quay vÒ mµn h×nh Etabs nh­ h×nh d­íi ®©y : XD H Đ ng ờ versionư Trial 1.2. Khai b¸o c¸c ®Æc tr­ng h×nh häc vµ vËt liÖu: − Khai b¸o vËt liÖu : Menu Define Material propeties. Trong hép tho¹i Define Materials chän Add New Material. THXD-Tr − Khai b¸o vËt liÖu bª t«ng m¸c 400 nh­ trong hộp thoại Material Property Data d­íi ®©y. C¸c sè liÖu trong môc Dessign propety Data lµ c­êng ®é cña bª t«ng, BMcña thÐp. C¸c gi¸ trÞ nµy sÏ dïng cho thiÕt kÕ cèt thÐp. − C¸c c­êng ®é bª t«ng, thÐp ph¶i phï hîp víi: + Tiªu chuÈn thiÕt kÕ mµ b¹n sÏ dïng ®Ó thiÕt kÕ ra cèt thÐp. + M¸c bª t«ng.
  94. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 93 + MÉu thÝ nghiÖm h×nh lËp ph­¬ng hay h×nh l¨ng trô (ph¶i phï hîp víi tiªu chuÈn thiÕt kÕ). XD H − §Ó khai b¸o c¸c ®Æc tr­ng h×nh häc cña Đ dÇm vµ cét, b¹n ®äc vµo menu Define Frame Sections. Trong hép tho¹i Define ng Frame Properties chän Add Rectangularversion. ờ − Chóng t«i tiÕn hµnh khai b¸o c¸c ®Æc ư tr­ng h×nh häc cho dÇm D22x50 nh­ h×nh vÏ d­íi ®©y. Trial THXD-Tr BM
  95. 94 Ch­¬ng 5: Bµi tËp thùc hµnh − Trong hép tho¹i Rectangular Section, chän Reinforcement ®Ó më hép tho¹i Reinforcement Data. Hép tho¹i nµy dïng ®Ó khai b¸o c¸c th«ng sè vÒ líp b¶o vÖ cña bª t«ng, kiÓu phÇn tö (dÇm, cét) phôc vô cho bµi to¸n thiÕt kÕ cèt thÐp. + Trong hép tho¹i chän kiÓu thiÕt kÕ (Design Type) lµ Beam (PhÇn tö dÇm). + Chän líp b¶o vÖ cña bª t«ng (Concrete Cover to Rebar Center) phÝa trªn (Top) vµ phÝa d­íi (Bottom) cña dÇm lµ 0,03m. Chóng t«i khuyÕn c¸o, b¹n ®äc nªn chän s¬ bé cèt thÐp cho dÇm ®Ó tÝnh to¸n ra líp b¶o vÖ cèt thÐp. Sau khi ch¹y bµi to¸n thiÕt kÕ, nÕu Etabs tÝnh ra cèt thÐp qu¸ chªnh lÖnh so víi cèt thÐp ®· chän s¬ bé, th× b¹n ®äc nªn chän l¹i líp b¶o vÖ nµy, sau ®ã ch¹y l¹i bµi to¸n thiÕt kÕ. Cø lµm nh­ thÕ ®Õn khi nµo b¹n ®äc cã ®­îc kÕt qu¶ hîp lý. XD − Lµm t­¬ng tù ®Ó khai b¸o cho c¸c tiÕt diÖn dÇm D22x45; D22x40; D15x30; D22x30 vµ c¸c tiÕt diÖn cét C30x30; C22x22 nh­ c¸c h×nh vÏ d­íi ®©y: H Đ ng ờ versionư Trial THXD-Tr BM
  96. øng dông ETABS trong tÝnh to¸n c«ng tr×nh 95 XD H Đ ng ờ versionư Trial THXD-Tr BM
  97. 96 Ch­¬ng 5: Bµi tËp thùc hµnh XD H Đ ng ờ versionư Trial − TiÕp theo, chóng t«i tiÕnTHXD-Tr hµnh khai b¸o tiÕt diÖn tÊm sµn. §Ó khai b¸o tiÕt diÖn sµn, b¹n ®äc vµo menu Define Wall/Slab/Deck Sections, chän Add New Slab. BM