Ứng dụng ETABS trong thiết kế kết cấu vách cứng nhà cao tầng

ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ ÖÙNG DUÏNG ETABS TRONG THIEÁT KEÁ KEÁT CAÁU VAÙCH CÖÙNG NHAØ CAO TAÀNG NOTES: Vôùi caùc coâng trình nhaø cao taàng phaàn töû vaùch laø khoâng theå thieáu.Coù nhieàu quan ñieåm thieát keá vaùch.Nhöng ôû baøi 1 toâi xin ñöôïc trình baøy quan ñieåm tính vaùch nhö sau: Xem vaùch laø caáu kieän coät chòu neùn uoán vaø tính vaùch nhö bình thöôøng.Keát hôïp vôùi Etabs ñeå thieát keá vaø coù ñieàu chænh ñeå boá trí theùp cho hôïp lyù. - Vaùch coù nhieàu daïng nhöng chuùng ta neân ñöa veà daïng vaùch coù hình chöõ nhaät ñeå deã daøng tính toaùn.Nhö sau: X Y Nz 1 1' Mx B H/5 H/5 Theùp caáu taïo a=200 H Việc tính toaùn theùp chuû yeáu trong 2 vuøng 1 vaø 1’.Theùp trong vuøng giöõa ñöôïc ñaët theo caáu taïo.Thöôøng laø Ф16a200(Ф>12).Baøi toaùn ñaët ra : Sau khi ngöôøi söû duïng xuaát ra ñöôïc noäi löïc trong vaùch( Etabs) goàm momen Mx vaø löïc doïc Nz.Chuùng ta lôïi duïng Etabs thieát keá theùp cho chuùng ta(chieàu cao vaùch chính laø chieàu cao taàng nhaø) Caùc thoâng soá ñieàu chænh ñeå Etabs thieát keá theo TCVN Giaù trò f’c töông öùng vôùi Maùc Beâ toâng theo TCVN Maùc Beâ toâng 200 250 300 350 400 500 Rn (kg/cm2) 90 110 130 155 170 215 ttk1204@yahoo.com 1 f'c (T/m2) 1822 2244 2673 3219 3552 4579 ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ Giaù trò fy töông öùng vôùi loaïi coát theùp theo TCVN Loại theùp AI AII AIII CI CII CIII Ra (kg/cm2) 2100 2700 3600 2000 2600 3400 ttk1204@yahoo.com 2 fy (T/m2) 24701 31765 42353 23530 30589 40000 Giaù trò K t ơng ứng vôùi Maùc beâ toâng vaø haøm löôïng coát theùp ư Giaû söû haøm löôïng coát theùp gæa thieát laø μgt=1,5% Maùc BT 200 250 300 350 400 500 Heä soá K 0.67 0.69 0.71 0.72 0.73 0.75 Ví duï cuï theå Cho vaùch coù chieàu daøi vaùch H=4.3 m, Chieàu roäng vaùch B=0.25 m,Chieàu cao taàng nhaø =3.2 m, Vaùch chòu löïc doïc Nz=1050(T), Momen uoán quay quanh phöông chòu löïc Mx(hoaëc My-tuøy coâng trình->caùc giaù trò naøy ñöôïc xuaát ra töø Etabs (phöông daøi H).Vaùch laøm baèng Beâ toâng M300,theùp chòu löïc CII, theùp ñai CI Trình töï tính toaùn nhö sau: 1.Khôûi ñoäng chöông trình Etabs(Sap2000 cuõng laøm ñöôïc-nhöng xin pheùp trình baøy ôû ñaây caùch laøm Etabs) - Click ñuùp chuoät vaøo bieåu töôïng Etabs treân maøn hình Hoaëc nhaán Start/All programs/Computer and Structure/Etabs 9/Etabs 2.Ñoåi ñôn vò söû duïng ôû goùc döôùi beân phaûi maøn hình qua ñôn vò SI: T,m(heä ñôn vò maëc ñònh cuûa chöông trình laø Kip-In ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ 3.Click vaøo Menu File -> New Model Hoäp thoaïi New Model Initialization xuaát hieän Click choïn No 4.Nhaäp caùc giaù trò trong Hoäp thoaïi Buiding Plan Grid System and Story Data Definition nhö sau: 5.Click OK ñeå thoaùt khoûi hoäp thoaïi Buiding Plan Grid System and Story Data Definition 6.Khai baùo vaät lieäu cho vaùch Click Define -> Material Properties Hoäp thoaïi Define xuaát hieän ttk1204@yahoo.com 3 ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ - Click choïn CONC( Vaät lieäu Beâ toâng) - Click Modify/Show Material Hoäp thoaïi Material Property Data xuaát hieän Nhaäp caùc thoâng soá nhö treân( Tra töø baûng ñaõ cho) Click OK ñeå keát thuùc vieäc khai baùo vaät lieäu 7.Khai baùo tieát dieän cho vaùch ( luùc naøy xem nhö coät) Click Define -> Frame Sections ttk1204@yahoo.com 4 ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ Hoäp thoaïi Define Frame Properties xuaát hieän Choïn Add Rectangular Hoäp thoaïi Rectangular Section xuaát hieän Nhaäp caùc giaù trò nhö treân Click 2 laàn OK ñeå keát thuùc khai baùo tieát dieän ttk1204@yahoo.com 5 ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ 8.Khai baùo tröôøng hôïp taûi troïng Click Define -> Static Loads Case Hoäp thoaïi Define Static Loads Case Names xuaát hieän Nhaäp caùc giaù trò nhö treân ( ta xeùt noäi löïc trong vaùch nhö treân chæ laø tröôøng hôïp TT+HT-chöông trình töï tính taûi troïng baûn thaân cho ta neân nhaäp giaù trò ôû oâ Self Weight Muliplier laø 1.1( 1.1 chính laø heä soá vöôït taûi ñoái vôùi tröôøng hôïp TT) 9.Khai baùo toå hôïp taûi troïng Click Define -> Loads Combinations Click Add New Combo… ttk1204@yahoo.com 6 ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ - Click 2 laàn OK 10.Gaùn tieát dieän Chuù yù: Gaùn coät(vaùch) chæ gaùn ñöôïc treân maët baèng do ñoù chuùng ta chuyeån qua maët baèng ñeå gaùn Click choïn bieåu töôïng treân vaø choïn Story1( elev: choïn maët ñöùng) - Click vaøo bieåu töôïng nhö beân döôùi trong thanh coâng cuï - Choïn tieát dieän caàn gaùn ôû doøng Properties laø COT25430( Ñaõ khai baùo beân treân) ttk1204@yahoo.com 7 ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ - Click nuùt taïi vò trí muoán gaùc coät( vaùch) hoaëc reâ chuoät taïo vuøng bao Keát quaû sau khi gaùn nhö sau: 11.Gaùn ñieàu kieän bieân - Click choïn goái nhö sau ttk1204@yahoo.com 8 ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ - Click Menu Assign -> Joint/Point -> Restraint - Click choïn bieåu töôïng ngaøm nhö treân 12.Gaùn taûi troïng - Click Choïn nuùt taïi ñaàu treân cuûa coät - Click Menu Assign -> Joint/Point Loads -> Forces Hoäp thoaïi Point Forces xuaát hieän Gaùn tröôøng hôïp Tónh taûi( TT) löïc doïc taùc duïng leân coät( vaùch) nhö treân ttk1204@yahoo.com 9 ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ Gaùn tröôøng hôïp Hoaït taûi(HT) Momen taùc duïng leân coät(vaùch) nhö treân 13.Gaùn baäc töï do Click Menu Assign -> Analyze -> Set Analysis Options - Click vaøo bieåu töôïng XZ Plane - Click OK ttk1204@yahoo.com 10 ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ 14.Chaïy chöông trình - Click Menu Assign -> Analyze -> Run Analysis - Ñaët teân muoán löu File vaø Click choïn Run THIEÁT KEÁ THEÙP Sau khi Run khoâng baùo loãi chuùng ta baét ñaàu tieán haønh thieát laäp cho chöông trình töï thieát keá theùp 1.Click Options -> Preferences -> Concrete Frame Design Hoäp thoaïi Concrete Frame Design Preferences xuaát hieän - Click choïn CSA-A23.3-94 - Click OK 2. Click Design -> Concrete Frame Design -> Select Design Combos - Söû duïng nuùt Remove( Boû) vaø Show( Choïn) ñeå choïn toå hôïp thieát keá laø toå hôïp BAO - Click OK ttk1204@yahoo.com 11 ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ 3.Choïn phaàn töû coät treân 4.Click Design -> Concrete Frame Design -> View/Revise Overwrites Thay ñoåi soá lieäu nhö treân(cho phuø hôïp vôùi TCVN) - Click OK 5.Run moät laàn nöõa 6. Click Design -> Concrete Frame Design -> Star Design/Check of Structure Luùc naõy treân cuûa soå laøm vieäc seõ xuaát hieän soá tieát dieän theùp thieát keá.Ñeå deã kieåm soaùt theo TCVN ta ñöa ñôn vò laïi veà daïng Ton-cm ttk1204@yahoo.com 12 ÖÙNG DUÏNG ETABS-TRONG THIEÁT KEÁ Nhö vaäy theo Etabs tính toaùn löôïng coát theùp caàn cho coät treân laø 151.543 cm2(Toång löôïng theùp treân maët caét ngang) Ta tieán haønh ñieàu chænh nhö sau ñeå chuyeån thaønh theùp trong vaùch Löôïng theùp tính ra trong vaùch seõ ñöôïc boá trí cho 2 vuøng (H/5, H/5+(1->50 cm) ôû 2 bieân, coøn phaàn giöõa (3H/5, 3H/5-2.50(1-> 50cm) ñöôïc ñaët theo caáu taïo laø theùp Ф16a200.1-50 cm laø giaù trò dao ñoäng ñeå vieäc boá trí sao cho vuøng ñaët theùp cho ra moät giaù trò töông ñoái chaün, ñaûm baûo ñieàu kieän thi coâng Boá trí theùp nhö sau: H/5=4.3/5=0.86m->0.9m=900 mm Löôïng coát theùp caàn =151.543 cm2/2=75.8 cm2 Choïn theùp Ф22,soá thanh theùp caàn laø 75.8/3.8=19.95 thanh Soá thanh theùp ôû vuøng bieân neân choïn laø soá leû.Vaäy soá thanh theùp ñöôïc choïn boá trí laø:21.Khoaûng caùch giöõa 2 thanh theùp a=900/[(21-1)x2]=100 Vuøng giöõa =4.3-2x0.9=2.5m=2500 mm Choïn theùp caáu taïo laø Ф16a200 25 0 4300 ø22a100 ø22a100ø16a200 ø16a200ø16a100 ø22a100 ø22a100ø16a200 ø16a200ø16a100 NOTES: Vieäc tính toaùn vaø ñaët coát theùp nhö treân chæ laø moät ñeà xuaát.Caùc baïn neân kieåm tra vôùi caùc coâng trình trong thöïc teá.Ñeå ruùt ra kinh nghieäm vaø kieåm tra ñeà xuaát treân coù ñuùng hay khoâng.Veà phía caù nhaân toâi thì vieäc tính toaùn vaø boá trí theùp trong vaùch nhö treân laø ñuùng vaø thieân veà an toaøn, thaäm chí laø dö. Xin nhaän ñöôïc yù kieán ñoùng goùp cuûa caùc baïn ñeå coù theå trình baøy ñeà xuaát quan ñieåm tính toaùn thöù 2. Thaân chaøo! Taøi lieäu - Caù nhaân tham khaûo - Th.s Nguyeãn Höõu Anh Tuaán – Phaân tích vaø thieát keá keát caáu baèng Etabs- moät soá ví duï thöïc haønh - Taøi lieäu löu haønh noäi boä - Nguyeãn Khaùnh Huøng : Thieát keá vaø tính toaùn coát theùp baèng Sap 9.03- NXB thoáng keâ- Phaùt haønh toaøn quoác - Ks Leâ Thanh Ngöï – Coâng ty An Phuù Gia - TP.HCM - Ks Nguyeãn Xuaân Dieäu – Taäp ñoaøn Hoøa Bình – Tp.HCM - Ks Nguyeãn Vaên Thaønh – Coâng ty Phaùt Trieån Nhaø Cao Taàng - Ks Nguyeãn Duy Phích – Coâng Ty Tö Vaán Thieát Keá XD Laïc Hoàng ttk1204@yahoo.com 13