Ứng dụng tin học trong thiết kế công trình dân dụng và công nghiệp

Nội dung môn học: Cung cấp kiến thức và kỹ năng sử dụng các phần mềm Etabs: Phân tích kết cấu: Mô hình hóa tính toán nội lực; thiết kế kết cấu các công trình nhà nhiều tầng; Phần mềm Excel: Lập các bảng tính thiết kế các cấu kiện cơ bản dầm, cột, sàn, móng … theo các tiêu chuẩn hiện hành

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

BỘ MÔN XÂY DỰNG DD&CN

Bài giảng

ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Trang 2

1

ỨNG DỤNG TIN HỌC TRONG THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH

DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Tên giảng viên: Nguyễn Thị Thanh Thúy

ĐT: 0986922668

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

Khoa Công trình – Bộ môn XDDDD&CN

1

MỤC TIÊU - NỘI DUNG MÔN HỌC

• Cung cấp kiến thức và kỹ năng sử

dụng các phần mềm

tính toán nội lực; thiết kế kết cấu các

công trình nhà nhiều tầng

cấu kiện cơ bản dầm, cột, sàn, móng

… theo các tiêu chuẩn hiện hành

kết cấu công trình (1t)

các bước MHH kết cấu, Xử lý kết quả đầu ra, thiết kế cấu kiện + kiểm tra (14t)

tính, nội dung lập bảng tính bằng Excel, Thiết lập các bảng tính dành cho cấu kiện cơ bản bằng Excel theo TCVN

(15t)

2

Trang 3

Phần 1: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ETABS TRONG

PHÂN TÍCH KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

• PHÂN TÍCH KẾT CẤU CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNG

– THỰC HÀNH VỚI MỘT CÔNG TRÌNH CỤ THỂ

- LẬP PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU, SƠ BỘ TD VÀ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG

- THIẾT LẬP MÔ HÌNH KẾT CẤU, KHAI BÁO, PHÂN TÍCH KẾT CẤU, KIỂM

TRA VÀ THIẾT KẾ CẤU KIỆN

• KẾT CẤU THÉP: TK, kiểm tra Cột thép, xà ngang, xà gồ…

• KẾT CẤU LIÊN HỢP, BT ỨNG SUẤT TRƯỚC…

4

Trang 4

3

1 Lập bảng tính toán dầm chịu uốn (tiết diện chữ nhật, tiết diện chữ T, kiểm

tra khả năng chịu lực, khả năng chịu cắt)

2 Kiểm tra dầm BTCT theo trạng thái giới hạn thứ hai

3 Bảng tính cốt thép cho sàn làm việc hai phương theo sơ đồ dẻo, sơ đồ

đàn hồi

4 Lập bảng tính cốt thép đối xứng cho cột chịu nén lệch tâm phẳng (bảng

kiểm tra, cột chịu nén lệch tâm xiên, vách BTCT)

5 Bảng tính cho bài toán móng đơn ( SCT cọc, cọc nhồi, cọc đúc sẵn, cốt

thép cho móng đơn, đài móng, kiếm tra chiều cao đài cọc: chọc thủng, điều

kiện trên tiết diện nghiêng, kiểm tra vận chuyển và cẩu lắp cọc)

6 Bảng tính kết cấu thép…

ĐIỂM CHUNG

- LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN (CHỌN CÁC VÍ DỤ MẪU, ĐIỂN HÌNH)

- LẬP THUẬT TOÁN (SƠ ĐỒ KHỐI)

- THÔNG SỐ ĐẦU VÀO, BẢNG TRA, PHẦN TÍNH TOÁN VÀ ĐẦU RA, KIỂM TRA

Trang 5

Đánh giá:

 Bài tập thực hành Etabs:

- Cùng một công trình nhưng khác nhau về số liệu L1,L2,L3,H, số tầng

(có thể lựa chọn tính toán thêm tải trọng gió động khi công trình có chiều cao trên 40m)

KIỂM TRA GIỮA KỲ PHẦN ETABS

Bài tập thực hành Ms Excel: mỗi nhóm 3-5 sinh viên, chung một đề tài, phải thuyết

trình phương án và có sản phẩm cụ thể;

 Hình thức thi: thi trên máy và vấn đáp, nội dung gồm cả 2 phần Etabs và Excel

 Điện thoại: 0986922668

 Email GV: thuynguyendhtl@gmail.com 7

Giáo trình + Tài liệu tham khảo

- - Các quy chuẩn, tiêu chuẩn hiện hành

- - Các sách tính toán kết cấu chuyên ngành

- - Các tài liệu học tập chuyên ngành

Trang 6

5

TIN HỌC ỨNG DỤNG

9

 Các phần mềm kết cấu có 2 nhiệm vụ sau:

 Phân tích kết cấu : tính toán nội lực, chuyển vị, phản lực, dao động, nứt

 Thiết kế kết cấu: thiết kế thép các cấu kiện dầm, cột, sàn, và cấu tạo; kiểm tra

 Mỗi phần mềm lại có những ưu nhược điểm riêng và có thế mạnh về một lĩnh vực

Trang 7

TIN HỌC ỨNG DỤNG

11

 Một số phần mềm kết cấu phổ biến:

 Phần mềm tính toán phần ngầm: PLAXIS, GEOSLOPE

 Một số phần mềm kết cấu phổ biến:

 Phần mềm mạnh về mô hình hóa ABAQUS

 Phần mềm mạnh về mô phỏng ANSYS

12

Trang 8

7

3 Tổng quan về phần mềm Etabs

3.1 Khả năng của Etabs ( Etabs làm được những gì?)

- Có khả năng mô hình hóa được các dạng kết cấu của nhà cao tầng;

- Có thể liên kết với các phần mềm khác nhập /xuất dữ liệu từ: cad, excel, safe, staad,

- Có thể định nghĩa và gán các loại tải trọng đặc biệt: gió động, động đất, nhiệt độ,

- Có khả năng phân tích dao động công trình:

3.2 Những điểm mạnh của Etabs

- Chuyên dụng cho nhà cao tầng, có các công cụ phục vụ cho việc lập mô hình nhanh, chính xác;

- Chủ yếu là thao tác trên mặt bằng;

- Có các chế độ bắt điểm giống trong CAD;

- Có thể thao tác trên nhiều mặt bằng cùng lúc thông qua chức năng Similar story, All story;

1.3 Những hạn chế của Etabs

- Etabs không mô hình hóa nhiều dạng công trình (bể chứa, tường chắn đất, ) như SAP;

- Etabs có khả năng thiết kế theo các tiêu chuẩn nước ngoài nhưng không / chưa có khả năng

thiết kế theo tiêu chuẩn Việt nam (Version mới đã có)

- Kho phần tử mẫu của Etabs còn hạn chế

14

Trang 9

2 Trình tự thiết kế kết cấu công trình xây dựng dân dụng

và công nghiệp

(1) Lên phương án kết cấu, lựa chọn vật liệu;

(2) Tính toán sơ bộ tiết diện cấu kiện

(3) Tính toán tải trọng và tác động

(4) Xác định nội lực và tổ hợp nội lực

(5) Kiểm tra chuyển vị, kích thước tiết diện

(6) Tính toán, lựa chọn và bố trí cốt thép (thiết kế cấu kiện)

(7) Tính toán và kiểm tra các điều kiện khác

(8) Thể hiện bản vẽ

15

2 Các nội dung chính trong các bước thiết kế

(1) Lên phương án kết cấu, lựa chọn vật liệu; (Rb,Rbt,E,Rs,Rsc)

(2) Tính toán sơ bộ tiết diện cấu kiện ( Lập bảng sơ bộ tiết diện: dầm, sàn, cột)

(3) Tính toán tải trọng và tác động (Tính toán tĩnh tải, hoạt tải, gió tĩnh, )

(4) Tính toán nội lực và tổ hợp nội lực ( Lập mô hình Etabs- mô hình tính để xác định

nội lực và tổ hợp)

(5) Kiểm tra chuyển vị, kích thước tiết diện

(6) Tính toán, lựa chọn và bố trí cốt thép (Lập bảng tính excel với số liệu đầu vào và

mục tiêu đầu ra rõ ràng – nội dung thực hiện thông qua sơ đồ khối)

(7) Tính toán và kiểm tra các điều kiện khác

(8) Thể hiện bản vẽ (Thành thạo các phần mềm thể hiện:CAD, Revit, Và biết cách

Trang 10

9

MỘT VÍ DỤ VỀ PHẦN TÍNH TOÁN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN CHỊU LỰC BTCT

+ Công thức tính chiều dày bản sàn:

- Trong đó:

(30-35) đối với bản loại dầm ,bản làm việc một phương

m= (40-45) đối với bản kê bốn cạnh ,bản làm việc hai phương

(10-15) đối với bản uốn 1 phương dạng bản công xôn

D= (0.8-1.4) phụ thuộc tải trọng

4cm (đối với sàn mái)

hmin= 5cm (đối với sàn nhà ở và công trình công cộng)

6cm (đối với sàn giữa các tầng của nhà sản xuất)

7cm (đối với bản làm từ bê tông nhẹ)

*Note: Để thuận tiện cho thi công nên chọn Hs theo bội số của 10mm

CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN DẦM, SÀN, CỘT.

D

h l m

B.Tính toán chọn sơ bộ:

ld(m) md hd(cm) bd1(cm) bd2(cm) hd(cm) bd(cm)

5.6 8 70 21 35 5.6 12 46.67 14.001 23.335 60 30

7.8 8 97.5 29.25 48.75 7.8 12 65 19.5 32.5 60 30

5.6 12 46.67 14.001 23.335 5.6 16 35 10.5 17.5 40 22

3.6 12 30 9 15 3.6 16 22.5 6.75 11.25 30 15-22

*Note:

Khi h<600 lấy h theo bội số 50 mm Khi h>600 lấy h theo bội số 100 mm

b lấy (100,150,180,200,,220,250 mm) Khi b lớn thì lấy theo bội số 50 mm Nhập thông số Chọn

MỘT VÍ DỤ VỀ PHẦN TÍNH TOÁN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CẤU KIỆN CHỊU LỰC BTCT

+ Công thức chọn tiết diện cột:

- Trong đó:

k là hệ số kể đến mômem uốn

1.1 đối với cột trong nhà

k= 1.3 đối với cột biên

1.5 đối với cột góc

Rn (Rb) Cường độ nén của bêtông

N Tổng tải trọng tác dụng lên cột đang xét

m: là số tầng trên cột đang xét

q: lấy theo kinh nghiệm

q=10-14KN/M2 với nhà có bề dày sàn 10-14 cm có ít tường,kích thước cột dầm thuộc loại bé

q=15-18KN/M2 với nhà có bề dày sàn 15-20 cm có ít tường,kích thước cột dầm thuộc loại trung bình

q>=20 KN /M2 với nhà có bề dày sàn >25 cm có ít tường,kích thước cột dầm thuộc loại lớn

Chọn h là bội số của 2;5 cm khi h < 80 cm

Chọn h là bội số của 10 cm khi h > 80 cm

Chọn b là bội số của 5 cm

Tránh chọn tiết diện để cột quá mảnh,chọn Lo/b < 30 và Lo/h > 25

( Lo là chiều dài tính toán của cột )

N=m.q.F

III Chọn Tiết Diện Cột.

q: là tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn gồm tải thường xuyên và tạm thời

trên sàn,trọng lượng dầm,tường cột

Nhập thông số

A.Lý Thuyết chọn cột:

b n

N

F k R

0.7 30

Hc bc

3

12

Ej E b h i

Trang 11

B.Tính toán chọn sơ bộ:

-Chọn chiều dày vách thang máy là 300 mm

-Chọn chiều dày vách tường tầng hầm là 250 mm

IV Chọn Tiết Diện Vách.

A.Lý Thuyết chọn vách:

150( )

1 1 3300 165( )

II Tiế t diệ n dầm

Tên dầm h (mm) b (mm) dầm chínhD1 450 220 dầm phụD2 350 220

III Tiế t diện cột

Tên cột h (mm) b (mm) Cột giữa 300 220 Cột biên 220 220 Cột góc 220 220

IV Tải trọngLoại sàn Cấu tạo sàn Hoạt tải Đơn vị (kN/m2) (kN/m2) Sàn phòng : 0.922 1.95

Sàn hành lang : 0.922 3.6

Sàn wc: 1.624 2.4

Sàn mái: 2.241 0.975

Sàn thang: 2.744 3.6

Tải trọng tường lên dầm (kN/m)

Không lỗ cửaCó lỗ cửa =0.8 Tường 220: 12.81 10.25

Tường 110: 7.53 6.02

V Tải gió

Gió đẩy dầm biên (kN/m) Gió hút td dầm biên (kN/m) kN/m kN/m cos tầng 1 0.00 0.00 tầng 2 4.15 3.11 tầng 3 3.10 2.32 tầng 4 2.72 2.04 Tum 1.02 0.88

( ĐẦU VÀO ETABS - INPUT)

Chọn k= 1.05 Diện tích: mm2 Chữ nhật 220 300 350 310

g tc (Kg/m 2 ) n

i g tt (Kg/m 2 ) Lớp gạch lát sàn ceramic 2000 10 20 1.2 24.0

1800 20 36 1.1 39.6

2500 120 300 1.3 390.0

1800 15 27 1.3 35.1 Trần treo 30 1.2 36.0

Tải trọng phân bố q =

Các lớp sàn

Lớp vữa XM Bản sàn BTCT

20

Trang 14

13

25

KẾ HOẠCH THỰC HÀNH PHẦN ETABS TRÊN LỚP VÀ VỀ NHÀ

1 Nhiệm vụ BUỔI 1 : Thảo luận để lập mặt bằng kết cấu tầng điển hình cho công trình, TÍNH

TOÁN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM CỘT SÀN, VÁCH

2 BTVN BUỔI 2,3: Lập các bảng tính toán tải trọng cho công trình (EXCEL)

+ Tĩnh tải (TLBT: Etabs tự tính; tải trọng cấu tạo sàn xem mặt cắt công trình; tải trọng tường

220, 110; lấy hệ số lỗ cửa 70-80%)

+ Hoạt tải: Phụ thuộc vào công năng các tầng sử dụng

+ Tải trọng gió tĩnh: Phụ thuộc vào địa điểm xây dựng công trình và dạng địa hình ( toàn bộ

các công trình lấy dạng địa hình B) và Khai báo phân bố vào dầm biên

3 TRÊN LỚP + VỀ NHÀ BUỔI 2,3,4 ,5,6: Lập mô hình kết cấu cho công trình trên phần mềm

Etabs ( số tầng đã giao từng SV và có thể xem các tầng giống nhau và giống tầng điển hình)

4 NỘP BÀI TẬP THỰC HÀNH ETABS (FILE EDB) VÀO EMAIL GV TRƯỚC TUẦN 8

5 Mỗi buổi giới thiệu một lệnh Excel để SV làm quen

BÀI TẬP VỀ NHÀ BUỔI 1:

1 Giao bài tập thực hành phần Etabs, mỗi sinh viên thực hiện theo số liệu được giao

2 Nhiệm vụ: In A3 mặt bằng tầng điển hình và mặt cắt Thảo luận để lập mặt bằng kết

cấu tầng điển hình cho công trình

3 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CHO SÀN, DẦM, CỘT của số liệu được cho

4 CÀI ĐẶT PHẦN MỀM ETABS TRÊN MÁY TÍNH CÁ NHÂN ( VERSION 9.7.4)

5 Mỗi buổi sẽ giới thiệu một lệnh Excel

- Tính toán sơ bộ kích thước tiết diện, tính toán tải trọng

- Lập bảng tham số: bê tông, cốt thép,

- Data validation

- Vlookup, Hlookup

- Go seek, solver

26

Trang 17

2700 4800

Trang 18

1000 3200

800 3600 2800 4200

800 3600 2800

Trang 20

D2 (2 5x4

D1 (2 5x7 0) D2

(2 5x4 0) D1

(2 5x7 0)

D2 (2 5x4

D1 (2 5x7 0)

40 22

D1 (2 5x7 0)

D1 (2 5x7

D1 (2 5x7 0)

6970

2200 2200

D1 (2 5x7 0)

19

Trang 21

TÊN GIẢNG VIÊN: NGUYỄN THỊ THANH THÚY EMAIL: THUYNGUYENDHTL@GMAIL.COM

ĐT: 0986922668

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

Khoa Công trình – Bộ môn XDDDD&CN

BUỔI 2: CÁC BƯỚC MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU

TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH DD&CN

Thực hiện mô hình hóa kết cấu:

2.1 Phân tích đặc điểm công trình được mô hình hóa

2.2 Xác định thông số đầu vào / chuẩn bị số liệu đầu vào

2.3 THỰC HÀNH MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU

2.3.1 Sử dụng thư viện phần tử mẫu: thanh, tấm vỏ

2.3.2 Khai báo Tải trọng và tổ hợp tải trọng

2.3.3 Điều kiện biên

Trang 22

2

MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU

Mục đích: Tìm phương án kết cấu đảm bảo; đối với công trình nhà nhiều tầng: Tìm phương án bố trí

kết cấu (cột, vách, dầm, sàn) để đảm bảo ổn định tổng thể cho ngôi nhà:

+ Dao động đầu tiên không phải là dao động xoắn

+ Nhà không quá mềm và không quá cứng (chu kì đầu tiên T≈ 0,1n)

+ Chuyển vị đỉnh và chuyển vị lệch tầng đảm bảo

Và điều chỉnh tiết diện cấu kiện đảm bảo khả năng chịu lực, chuyển vị (TTGH1+2)

2.1.1 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN KC PHÙ HỢP

- Lựa chọn loại kết cấu chịu lực

- Lựa chọn vật liệu: BT, CT, thép, tôn…

- Phương án bố trí kết cấu trên MB và theo chiều cao

- Lựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện chịu lực: Sàn, Dầm, cột, vách

- Lập mặt bằng kết cấu sơ bộ ( KHÔNG YÊU CẦU THỂ HIỆN)

2.1 PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

CHUẨN BỊ SỐ LIỆU

- Xác định và Tính toán các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình

Trang 24

CHUẨN BỊ SỐ LIỆU

- Đơn vị trong mô hình tính

- Vật liệu: BT, CT, và các đặc trưng vật liệu

- Phương án bố trí kết cấu: mặt bằng kết cấu sơ bộ (KHÔNG YÊU CẦU THỂ HIỆN)

- Kích thước cấu kiện chịu lực: Sàn, Dầm, Cột, Vách (sơ bộ)

- TẢI TRỌNG (Buổi 3)

2.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO

KẾT QUẢ CHUẨN BỊ SỐ LIỆU

- Phương án kết cấu

- Tiết diện cấu kiện chịu lực (sơ bộ)

- Tải trọng

Trang 25

- Đổi đơn vị: Tm, kNm,…

- Tạo lưới: Mặt bằng phương X, Y và số tầng, chiều cao công trình (hoặc có thể nhập

lưới từ CAD)

- Định nghĩa (define) các thông số: Vật liệu (materials), kích thước tiết diện dầm cột

(thanh - frame), sàn (tấm – shell), các trường hợp tải trọng (static load case), tổ hợp

tải trọng (load combination), khối lượng tham gia dao động (mass source)

- Vẽ (draw) các cấu kiện (Draw: column, beam(frame), slab, wall)

- Gán các đặc tính cho cấu kiện và tải trọng (Assign):Tiết diện, liên kết joint poit

restrain…), tải vào nút, thanh, tấm…

- Analyze: Phân tích KC: Kiểm tra lỗi mô hình, các lựa chọn phân tích mô hình: Phẳng

hay không gian, số dạng dao động phân tích động, có kể thêm đến hiệu ứng p-delta…

- Display: Hiển thị kết quả phân tích cũng như thiết kế

- Design: Phần thiết kế cấu kiện theo các tiêu chuẩn khác nhau (tiêu chuẩn này xuất

hiện ở trong dấu ngoặc bên phải mục khi định nghĩa vật liệu)

- Options: Các lựa chọn về hiển thị, tiêu chuẩn cho chương trình

2.3 MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU

MỘT SỐ CÁC VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI MÔ HÌNH HÓA

(KINH NGHIỆM)

- Vị trí vách, cấu kiện lệch so với trục lưới: nếu khoảng cách không quá lớn có thể

dịch chuyển về đúng lưới

- Các sàn có công năng khác nhau nên khai báo định nghĩa tên khác nhau (thuận

tiện cho khai báo tải trọng) Vẽ 1 tấm sàn chỉ có 3 hoặc 4 cạnh (Etabs cũ)

- Vị trí cầu thang nên khai sàn trong mặt phẳng như sàn thường và tải cầu thang

- Nhà có tầng hầm, không khai báo tường tầng hầm mà coi tầng hầm như một tầng

nổi bình thường (tường tầng hầm sẽ được tách riêng tính toán)

- Phân tích động lực:

+ Gán khối lượng tham gia dao động (giá trị tiêu chuẩn của tải trọng):

define/ mass source/

gồm (tĩnh tải TT + 0,5 hoạt tải HT): xác định thành phần động của tải gió

và (TT+ (0,3-0,8) HT ): xác định tải trọng động đất TCVN 9386:2012

Trang 26

6

THỰC HÀNH ETABS TRÊN LỚP + VỀ NHÀ BUỔI 2

SỐ LIỆU

- ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH CỤ THỂ ĐƯỢC GIAO

- CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CẤU KIỆN CHỊU LỰC VÀ ĐƯA VÀO BẢN VẼ

- TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI (SỬ DỤNG EXCEL)

ETABS

- KHỞI ĐỘNG PHẦN MỀM

- ĐỔI ĐƠN VỊ

- LẬP LƯỚI PHẦN TỬ CÔNG TRÌNH (X,Y VÀ SỐ TẦNG)

KẾ HOẠCH THỰC HÀNH PHẦN ETABS TRÊN LỚP VÀ VỀ NHÀ

1 Nhiệm vụ BUỔI 1: Thảo luận để lập mặt bằng kết cấu tầng điển hình cho công trình, TÍNH

TOÁN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN DẦM CỘT SÀN, VÁCH

2 BTVN BUỔI 2,3 : Lập các bảng tính toán tải trọng cho công trình (EXCEL)

+ Tĩnh tải (TLBT: Etabs tự tính; tải trọng cấu tạo sàn xem mặt cắt công trình; tải trọng

tường 220, 110; lấy hệ số lỗ cửa 70-80%) và Hoạt tải: Phụ thuộc vào công năng các tầng sử

dụng ( BUỔI 2 )

+ Tải trọng gió tĩnh: Phụ thuộc vào địa điểm xây dựng công trình và dạng địa hình ( toàn

bộ các công trình lấy dạng địa hình B) và Khai báo phân bố vào dầm biên (BUỔI 3)

3 TRÊN LỚP + VỀ NHÀ BUỔI 2,3,4,5,6: Lập mô hình kết cấu cho công trình trên phần mềm

Etabs ( số tầng đã giao từng SV và có thể xem các tầng giống nhau và giống tầng điển hình)

4 KIỂM TRA THỰC HÀNH ETABS BUỔI 7

5 NỘP BÀI TẬP THỰC HÀNH ETABS (FILE EDB) VÀO EMAIL GV TRƯỚC TUẦN 8

6 Mỗi buổi giới thiệu một lệnh Excel để SV làm quen

Trang 27

+ Data validation kết hợp lookup

+ Tính toán tải trọng: TT+HT+Gió

GIỚI THIỆU LỆNH EXCEL

Trang 28

1

ĐT: 0986922668

BUỔI 3: DỰNG MÔ HÌNH KẾT CẤU

PHẦN 1: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ETABS TRONG

- Tạo lưới: Mặt bằng phương X, Y và số tầng, chiều cao công trình

(hoặc có thể nhập lưới từ CAD)

- Định nghĩa (define) các thông số: Vật liệu (materials), kích thước tiết

diện dầm cột (thanh - frame), sàn (tấm – shell), các trường hợp tải

trọng (static load case), tổ hợp tải trọng (load combination), khối lượng

tham gia dao động (mass source)

- Vẽ (draw) các cấu kiện (Draw: frame , slab, wall)

- Gán các đặc tính cho cấu kiện và tải trọng (Assign):Tiết diện, điều

kiện biên: liên kết joint poit restrain… và gán tải trọng vào nút, thanh,

tấm…

Trang 29

MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU (tiếp)

- Analyze: Phân tích kết cấu: Kiểm tra lỗi mô hình, các lựa chọn phân tích mô

hình: Phẳng hay không gian, số dạng dao động phân tích động, có kể đến hiệu

ứng p-delta…

- Display: Hiển thị kết quả phân tích cũng như thiết kế Nội lực, chuyển vị dưới

dạng hình ảnh hoặc dưới dạng text

- Design: Phần thiết kế cấu kiện theo các tiêu chuẩn khác nhau (tiêu chuẩn này

xuất hiện ở trong dấu ngoặc bên phải mục khi định nghĩa vật liệu)

- Chú ý khi mô hình hóa: Vị trí vách, cấu kiện lệch so với trục lưới: nếu khoảng

cách không quá lớn có thể dịch chuyển về đúng lưới

ETABS THỰC HÀNH TRÊN LỚP VÀ VỀ NHÀ

- KHAI BÁO ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU

- KHAI BÁO TIẾT DIỆN SÀN, DẦM, CỘT

- VẼ CÁC PHẦN TỬ THANH, TẤM; GÁN TIẾT DIỆN PHẦN TỬ

BTVN

- CHUẨN BỊ SỐ LIỆU: TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ TĨNH (SỬ DỤNG EXCEL; Tải trọng

gió tĩnh: Phụ thuộc vào địa điểm xây dựng công trình và dạng địa hình (toàn bộ các

công trình lấy dạng địa hình B) và Khai báo phân bố vào dầm biên

- ETABS: HOÀN THÀNH DỰNG MÔ HÌNH (VẼ) VÀ SỬA LỖI NẾU CÓ

Trang 30

- Các sàn có công năng khác nhau nên khai báo định nghĩa tên khác nhau (thuận

tiện cho khai báo tải trọng) Vẽ 1 tấm sàn chỉ có 3 hoặc 4 cạnh (Etabs cũ)

- Vị trí cầu thang nên khai sàn trong mặt phẳng như sàn thường và tải cầu thang

- Nhà có tầng hầm, không khai báo tường tầng hầm mà coi tầng hầm như một tầng

nổi bình thường (tường tầng hầm sẽ được tách riêng tính toán)

+ LỆNH IF

+ Tính toán tải trọng GIÓ TĨNH (EXCEL)

Trang 31

Bonus: Xuất lưới hoặc mặt bằng từ CAD vào Etabs

- Áp dụng: Khi mặt bằng công trình có hình dạng phức tạp, hệ lưới không

vuông góc

- Ưu điểm: Tạo lưới nhanh

- Nhược điểm: Không xem được măt cắt đứng công trình (Elevation)

- Các chú ý:

+ Đơn vị: Đơn vị chiều dài trong bản cad là đơn vị trong Etabs;

+ Gốc 0.0.0 của CAD là gốc 0.0.0 trong Etabs;

+ File xuất từ Cad phải có định dạng là đuôi dxf;

+ Có 3 cách import từ CAD vào Etabs: Import lưới của kiến trúc (architectural

Grid), import mặt bằng (floor plan) và import mô hình 3D không gian;

+ Etabs nhận lưới và cấu kiện theo các layer trong CAD nên bản vẽ CAD hạn

chế số lượng layer và thống nhất các layer cho cùng 1 lớp đối tượng

Thực hành

Trang 32

1

ĐT: 0986922668

BUỔI 4: ĐỊNH NGHĨA & KHAI BÁO TẢI TRỌNG

GÁN CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN

2

PHẦN 1: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ETABS TRONG

- Tạo lưới: Mặt bằng phương X, Y và số tầng, chiều cao công trình

(hoặc có thể nhập lưới từ CAD)

- Định nghĩa (define) các thông số: Vật liệu (materials), kích thước tiết

diện dầm cột (thanh - frame), sàn (tấm – shell), các trường hợp tải

trọng (static load case), tổ hợp tải trọng (load combination), khối lượng

tham gia dao động (mass source)

- Vẽ (draw) các cấu kiện (Draw: frame , slab, wall)

- Gán các đặc tính cho cấu kiện và tải trọng (Assign):Tiết diện, điều

kiện biên: liên kết joint poit restrain… và gán tải trọng vào nút, thanh,

tấm…

Trang 33

3

MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU (tiếp)

- Analyze: Phân tích kết cấu: Kiểm tra lỗi mô hình, các lựa chọn phân tích mô

hình: Phẳng hay không gian, số dạng dao động phân tích động, có kể đến hiệu

ứng p-delta…

- Display: Hiển thị kết quả phân tích cũng như thiết kế Nội lực, chuyển vị dưới

dạng hình ảnh hoặc dưới dạng text

- Design: Phần thiết kế cấu kiện theo các tiêu chuẩn khác nhau (tiêu chuẩn này

xuất hiện ở trong dấu ngoặc bên phải mục khi định nghĩa vật liệu)

- Chú ý khi mô hình hóa: Vị trí vách, cấu kiện lệch so với trục lưới: nếu khoảng

cách không quá lớn có thể dịch chuyển về đúng lưới

ETABS THỰC HÀNH TRÊN LỚP VÀ VỀ NHÀ

- ĐỊNH NGHĨA CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG

- KHAI BÁO TĨNH TẢI

- KHAI BÁO HOẠT TẢI

- KHAI BÁO TẢI TRỌNG GIÓ

- GÁN ĐIỀU KIỆN BIÊN (NGÀM CHÂN CỘT)

BTVN

- ETABS: HOÀN THÀNH KHAI BÁO CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG VÀ SỬA LỖI NẾU CÓ,

GÁN NGÀM CHÂN CỘT

Trang 34

3

MỘT SỐ CÁC VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI MÔ HÌNH HÓA

(Kinh nghiệm)

5

- Sau khi mô hình hóa xong toàn bộ: kiểm tra lỗi: Analyze/ check model/ check

toàn bộ các ô/ hiển thị cửa sổ có lỗi; nếu có lỗi thì view / show selection only

- Sửa lỗi nếu báo lỗi khai báo tải

- Gặp lỗi không xử lý được: File/export / save model as Etabs.e2k/ đặt tên và

lưu file/ Mở Etabs mới, import file E2k vừa xuất vào

6

+ HÀM NỘI SUY

Các hàm nội suy sử dụng trong excel:

- Nội suy một chiều

- Nội suy hai chiều

Hàm forcast

Hàm Match, Index,

Trang 35

ĐT: 0986922668

BUỔI 5: CHẠY MÔ HÌNH PHÂN TÍCH Kiểm tra và xử lý kết quả giai đoạn I

CÁC THAO TÁC TRƯỚC KHI CHẠY MÔ HÌNH

(Kinh nghiệm)

- Sau khi mô hình hóa xong toàn bộ: kiểm tra lỗi: Analyze/ check model/ check

toàn bộ các ô/ hiển thị cửa sổ có lỗi; nếu có lỗi thì view / show selection only

- Gán diaphragm cho toàn bộ các sàn ( có thể đặt tên cho từng sàn hoặc để

etabs tự động tính toán và tự đặt tên theo tên tầng) Chú ý etabs ko nhận các

bản nghiêng làm diaphragm nên nếu có bản nghiêng thì sẽ báo lỗi, khi đó gán

cho từng miếng trên mặt phẳng

Chọn sàn hoặc toàn bộ công trình: assign/ shell/area/ diaphragms

- Chia sàn: Chọn toàn bộ sàn và vách: assign / shell/area/ area object mesh

options/ automesh objects into structural elements/chọn further subdivide mesh

lưu file/ Mở Etabs mới, import file E2k vừa xuất vào

Trang 36

2

3

- Xóa các nút thừa trong quá trình dựng mô hình

Mô hình 3D/ View/set building view options/ ở cột thứ hai bỏ click tất cả chỉ để hiển thị

point/ objects Chọn tất cả nút trên mô hình 3D ( xem tổng số nút – Hiển thị dưới cùng

- Đánh số lại tất cả các nút theo thứ tự : Chọn all / edit/ auto relabel all

- Gán ngàm tại chân công trình (tầng base – cột ngàm móng)

 Phân tích động lực:

- Sau khi gán xong tĩnh tải, hoạt tải và tải trọng gió tĩnh (dầm biên)

define/ mass source/ (TT + 0,5 HT): cho tải trọng gió động

- Xuất khối lượng, xem dao động ngôi nhà

(Kinh nghiệm)

4

- Sau mỗi bước điều chỉnh mô hình như bố trí thêm vách, tăng chiều dày

vách, cột đều gán lại diaphram và gán lại ngàm chân cột

lưu file/

Mở Etabs mới, File/ import file E2k vừa xuất vào Chú ý cần gán lại ngàm tại

chân cột, vách, gán lại diaphragm cho tất cả các sàn tầng

CHẠY MÔ HÌNH:

- THIẾT LẬP: ANALYS / SET ANALYSYS OPTION CHỌN 3D HAY 2D…P - DELTA

- F5 HOẶC ANALYS / RUN ANALYSYS

(Kinh nghiệm)

Trang 37

5

XỬ LÝ KẾT QUẢ SAU KHI CHẠY MÔ HÌNH GIAI ĐOẠN 1

- Giai đoạn 1: Sau khi chạy mô hình phân tích với các tải trọng tĩnh tải,

hoạt tải và tải trọng gió tĩnh; để tính toán động lực công trình cần kiểm

tra và xuất các kết quả sau:

1 Kiểm tra tải đứng/ tải ngang khai báo (kiểm tra bằng phản lực chân

cột so với khi tính sơ bộ (TT+HT) và lực cắt tầng do gió (story shear )

2 Kiểm tra chuyển vị đỉnh và chuyển vị lệch tầng ( thực hiện sau khi khai

báo toàn bộ các trường hợp tải trọng)

TỔ HỢP TẢI TRỌNG TRÊN ETABS

4 TGYD THCB1 Add( TLBT+CTS+TUONG+GYD)

5 TGYA THCB1 Add( TLBT+CTS+TUONG+ GYA)

6 THGXD THCB2 Add(TLBT+CTS+TUONG+0.9(HT+GXD)

7 THGXA THCB2 Add(TLBT+CTS+TUONG+0.9(HT+ GXA)

8 THGYD THCB2 Add (TLBT+CTS+TUONG+0.9(HT+GYD)

9 THGYA THCB2 Add (TLBT+CTS+TUONG+0.9(HT+ GYA)

10 BAO ENVE (TH, TGXD, TGXA, TGYD, TGYA,

THGXA, THGXD, THGYD, THGYA)

Có thể định nghĩa trước TT=Add (TLBT+CTS+TUONG) Trong đó:

Add: Cộng tác dụng Enve: Biểu đồ bao

Trang 38

4

Kiểm tra chuyển vị đỉnh mái và lệch tầng

7

- Chọn tất cả các nút của tầng mái

- Định nghĩa các tổ hợp tiêu chuẩn để xuất chuyển vị

- Display / show table

/displacement/ chọn các tổ hợp xuất chuyển vị/ ok

- Xuất bảng kết quả sang

excel và so sánh giá trị chuyển vị ngang lớn nhất với H/500

8

TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG 198:1997 TIÊU CHUẨN TCVN 5574:2012

Trang 39

CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TRÊN 40 M

CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TRÊN 40M

THÀNH PHẦN ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG GIÓ

Xem hướng dẫn: TCXD 229:1999

9

• Điều chỉnh bố trí kết cấu để tránh dạng dao động đầu là dạng

xoắn (tâm cứng trùng với tâm khối lượng, thay đổi chu kỳ

và dạng dao động)

• Tính toán thành phần động của tải trọng gió

• Khai báo tải trọng gió động, động đất (nếu có)

• Khai báo các tổ hợp tải trọng

• Kiểm soát đầu vào mô hình qua kết quả phân tích

• Xuất các chuyển vị để kiểm tra – chuyển vị đỉnh và lệch tầng

 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TRÊN 40M, GIÓ ĐỘNG

Xem hướng dẫn: TCXD 229:1999

Trang 40

6

11

1 Kiểm tra dạng dao động riêng :

Gió động: Chỉ tính được cho các dạng dao động không phải dạng xoắn Và so

Yêu cầu: Dao động đầu tiên không phải là dao động xoắn (tối thiểu)

Xem trực tiếp: Display/show mode shape/ mode 1 / xem chu kỳ T1=…s và ấn

start animation xem dao động tuyến tính phương x hay y hay dao động xoắn

a Chu kỳ đầu tiên T1 hợp lý: T= 0,1 x số tầng

Nếu T lớn ? Nếu T nhỏ?

Xuất bảng display/show table/modal participating mass ratios

Xuất bảng display/show table/ building output/center mass rigidity

(XCM-YCM và XCR-YCR so sánh) ngoài ra MassX và Mass Y là khối lượng

diaphragm của từng tầng để tính gió động và động đất ( chú ý đơn vị xuất)

12

c Bảng chuyển vị của các dạng dao động (dùng để tính gió động và động đất)

Display/Show tables/ Modal information/Building Modes

excel paste

CÁC BẢNG DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ ĐỘNG

( xuất từ etabs); (tính theo hướng dẫn TCXD 229:1999)

- Building modes (chuyển vị các dạng dao động)

- Modal participating mass ratios (xem dao động)

- Center mass rigidity (vị trí tâm cứng, tâm khối lượng, khối lượng tham gia

dao động phương X và Y)

Tiêu đề	Ứng Dụng Tin Học Trong Thiết Kế Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp
Người hướng dẫn	Nguyễn Thị Thanh Thúy
Trường học	Trường Đại Học Thủy Lợi
Chuyên ngành	Công Trình
Thể loại	Bài Giảng
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	85
Dung lượng	8,83 MB