KS. GV. Trҫn Anh Bình
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
ӬNG DӨNG ETABS TRONG TÍNH TOÁN THIӂT Kӂ NHÀ
CAO TҪNG
Extended 3D Analysis of Building Systems
Version 8.5.0
KS. GV. Trҫn anh Bình.
BM: Tin Hӑc Xây Dӵng
Trѭӡng Ĉҥi Hӑc Xây Dӵng Hà Nӝi
Cұp nhұt thӭ 7 ngày 07/0707
LӠI NÓI ĈҪU
Lӡi cҧm ѫn
- Tôi xin chân thành cҧm ѫn tӟi bӝ môn Tin Hӑc Xây Dӵng, xí nghiӋp kӃt cҩu công
ty tѭ vҩn xây dӵng CDC, mӝt sӕ bҥn sinh viên ÿã giúp ÿӥ tôi hoàn thiӋn tұp tài liӋu
này.
Mөc ÿích :
- Cung cҩp nhӳng kiӃn thӭc nâng cao vӅ Etabs.
- Sách chӍ là tài liӋu tham khҧo, tác giҧ không chӏu trách nhiӋm vӅ nӝi dung
KS. GV. Trҫn Anh Bình
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
- Tính kӃt cҩu theo phѭѫng pháp phҫn tӱ hӳu hҥn (GS. TSKH. Võ Nhѭ Cҫu).
- Manual Etabs (CSI).
- Three – Dimensional Static and Dynamic Analysis of Structures (Edward
L.Winlson)
- CSI Analysis Reference Manual (CSI)
- Mӝt sӕ bҧng tính cӫa Công ty Tѭ Vҩn ThiӃt KӃ Xây Dӵng – CDC (Consultants –
Designer & Constructors Corporation).
Liên HӋ
- Kӻ sѭ – Giҧng viên Trҫn Anh Bình, Bӝ môn Tin hӑc Xây dӵng – Khoa Công nghӋ
Thông tin – trѭӡng Ĉҥi Hӑc Xây Dӵng. Mail , ÿiӋn thoҥi
0983039940.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Share by Share-connect.blogspot.com
2
KS. GV. Trҫn Anh Bình
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
1.
Các loҥi liên kӃt ..................................................................................................... 9
Retraints ....................................................................................................................................9
2.
Springs.....................................................................................................................................10
3.
Liên kӃt Constraints ...............................................................................................................11
IV.
1.
V.
Nút ............................................................................................................................... 6
Vұt liӋu................................................................................................................... 13
Tәng quan vӅ vұt liӋu............................................................................................................13
2.
HӋ trөc tӑa āӝ āӏa phѭѫng ..................................................................................................13
3.
II.
1.
Tәng quan vӅ phҫn thanh ....................................................................................... 21
Phҫn tӱ thanh (Frame Element) .........................................................................................21
2.
HӋ trөc tӑa āӝ āӏa phѭѫng (Local Coordinate System) .................................................21
3.
Bұc tӵ do (Degree of Freedom).........................................................................................22
4.
Mass ........................................................................................................................................22
1.
TiӃt diӋn (Frame Section)......................................................................................... 23
Khai báo tiӃt diӋn ..................................................................................................................23
2.
Thanh có tiӃt diӋn thay āәi (Non-Prismatic Sections) ......................................................23
3.
Liên kӃt Release (Frame Releases and Partial Fixity) .......................................................31
IV.
Tӵ āӝng chia nhӓ phҫn tӱ (Automatic Frame Subdivide) .............................. 32
V.
Các loҥi tҧi trӑng (Load) ......................................................................................... 33
VI.
Nӝi lӵc (Internal Force Ouput) ........................................................................... 33
CH̀˾NG 3 : K͖T C̼U T̼M Vͦ............................................................................. 34
I.
II.
1.
Phҫn tӱ Area ............................................................................................................ 34
Phҫn tӱ Area (Area Element)..............................................................................................34
2.
HӋ trөc tӑa āӝ āӏa phѭѫng (Local Coordinate System) .................................................35
3.
5.
KӃt quҧ thiӃt kӃ vách ............................................................................................................47
III.
Chia nhӓ phҫn tӱ (Area Mesh Options) ............................................................ 47
IV.
Các loҥi tҧi trӑng (Load) ..................................................................................... 50
CH̀˾NG 4 : PHͼ LͼC ........................................................................................... 51
I.
II.
1.
Section Designer...................................................................................................... 51
Tәng quan ..............................................................................................................................51
2.
CĆn bҧn vӅ Section Designer .............................................................................................51
3.
Chѭѫng trình Section Designer...........................................................................................53
Tҧi trӑng (Load) .................................................................................................... 66
Wind Load ..............................................................................................................................66
Quake Lad .............................................................................................................................68
PH̾N III : CÁC BÀI T̈́P THΈC HÀNH .................................................................... 71
I.
1.
2.
Phѭѫng pháp chung :............................................................................................. 71
Xác āӏnh āѫn vӏ tính .............................................................................................................71
Xây dӵng hӋ lѭӟi...................................................................................................................71
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Share by Share-connect.blogspot.com
4
KS. GV. Trҫn Anh Bình
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
3.
11.
Thӵc hiӋn phân tích .........................................................................................................71
12.
Nhұp các tҧi trӑng āӝng cho công trình......................................................................72
13.
Thӵc hiӋn lҥi quá trình phân tích kӃt cҩu và lҩy các thông tin cҫn thiӃt.................72
14.
Thӵc hiӋn bài toán thiӃt kӃ..............................................................................................72
15.
KiӇm tra lҥi kӃt quҧ tính toán thiӃt kӃ .............................................................................72
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Share by Share-connect.blogspot.com
5
KS. GV. Trҫn Anh Bình
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
Là ÿiӇm tҥi ÿó ta gán chuyӇn vӏ cѭӥng bӭc hoһc gán các ÿiӅu kiӋn biên
Là ÿiӇm xác ÿӏnh ÿiӅu kiӋn biên
Là ÿiӇm cân gán lӵc tұp trung
Là ÿiӇm gán khӕi lѭӧng tұp trung
Tҩt cҧ tҧi trӑng (load) và khӕi lѭӧng (mass) gán cho phҫn tӱ ÿӅ ÿѭӧc quy ÿәi vӅ
các tҧi trӑng tұp trung tҥi các nút
Các cách tҥo ra nút
- Các nút ÿѭӧc tҥo tӵ ÿӝng khi tҥo phân tӱ.
- Ngoài ra ta có thêm nút tҥi bҩt kǤ vӏ trí nào.
2. HӋ tӑa ÿӝ ÿӏa phѭѫng
HӋ toҥ ÿӝ riêng cӫa nút 1(ÿӓ), 2(trҳng), 3(xanh). Phѭѫng và chiӅu cӫa các trөc tӑa ÿӝ
ÿӏa phѭѫng lҩy theo phѭѫng và chiӅu cӫa các hӋ trөc tӑa ÿӝ tәng thӇ X,Y,Z. Không nhѭ Sap,
Etabs không cho ta phép xoay hӋ tӑa ÿӝ ÿӏa phѭѫng cӫa nút.
3. Bұc tӵ do tҥi nút
Ĉ͓nh nghƭa b̵c t do : Sӕ lѭӧng tӕi thiӇu các thông sӕ hình hӑc ÿӝc lұp biӇu thӏ chuyӇn
vӏ cӫa mӑi khӕi lѭӧng trên hӋ gӑi là bұc tӵ do. Sӕ bұc tӵ do cӫa hӋ phө thuӝc sѫ ÿӗ tính ÿѭӧc
chӑn cho công trình thӵc tӃ khi tính dao ÿӝng, chuyӇn vӏ và phҧn lӵc cӫa công trình.
- Mӝt nút có 6 bұc tӵ do: U1, U2, U3 (thҷng); R1, R2, R3 (Xoay).
- ChiӅu dѭѫng qui ѭӟc cӫa các bұc tӵ do tѭѫng ӭng vӟi 6 thành phҫn trong hӋ toҥ ÿӝ
tәng thӇ.
- Mӛi mӝt bұc tӵ do trong sѫ ÿӗ kӃt cҩu sӁ thuӝc mӝt trong các loҥi sau :
o Active : chuyӇn vӏ sӁ ÿѭӧc tính ÿӃn trong quá trình phân tích kӃt cҩu.
o Restrainted : chuyӇn vӏ ÿã ÿѭӧc xách ÿӏnh trѭӟc, tѭѫng ӭng vӟi nó chѭѫng
trình sӁ tính phҧn lӵc tҥi ÿiӇm ÿó trong quá trình phân tích kӃt cҩu.
o Constrained : chuyӇn vӏ sӁ ÿѭӧc xác ÿӏnh tӯ chuyӇn vӏ tҥi mӝt sӕ bұc tӵ do
khác.
o Null : chuyӇn vӏ không ҧnh hѭӣng ÿӃn kӃt cҩu và sӁ bӏ bӓ qua trong quá trình
phân tích kӃt cҩu. Các nút này không có chuyӇn vӏ, không có nӝi lӵc, không có
ÿӝ cӭng, không restraint, không contrains,…. (ví dө nhѭ nút ÿӭng ÿӝc lұp)
và chiӅu cӫa các trөc tӑa ÿӝ tәng thӇ X, Y, Z.
Giҧi thích vӅ Vector moment.
Tҥi ÿiӇm có sӕ hiӋu (Label) là 5, có Mzz = -10. Có nghƭa là chiӅu cӫa vector moment
ngѭӧc vӟi chiӅu dѭѫng cӫa trөc Z. Nhѭ vұy vӟi tác dөng cӫa tҧi trӑng nhѭ trên, thanh 5-6 sӁ
bӏ uӕn trong mһt phҷng song song vӟi mһt phҷng X,Y, chiӅu uӕn tӯ Y sang X (thӟ căng nhѭ
hình vӁ)
5. Khӕi lѭӧng tҥi nút (Mass)
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Share by Share-connect.blogspot.com
8
KS. GV. Trҫn Anh Bình
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
Trong các bài toán phânt tích ÿӝng (Dynamic Analysis), khӕi lѭӧng cӫa kӃt cҩu ÿѭӧc
dùng ÿӇ tính lӵc quán tính. Thông thѭӡng, chѭѫng trình sӁ tính khӕi lѭӧng cӫa các phҫn tӱ
dӵa trên khai báo khӕi lѭӧng riêng cӫa vұt liӋu và viӋc tính toán khӕi lѭӧng cӫa phҫn tӱ, sau
ÿó chѭѫng trình sӁ quy ÿәi vӅ nút. Khӕi lѭӧng cӫa tӯng phҫn tӱ sӁ ÿѭӧc tính cho 3 phѭѫng
tѭѫng ӭng vӟi 3 chuyӇn vӏ thҷng cӫa nút. Chѭѫng trình sӁ bӓ qua moment quán tính
Trong mӝt sӕ trѭӡng hӧp, khi tính toán dao ÿӝng cӫa công trình, ta không dùng khӕi
lѭӧng mà Etabs tӵ tính. Khi ÿó, ta có thӇ khai báo khӕi lѭӧng tұp trung hoһc khӕi lѭӧng
moment quán tính tҥi bҩt kǤ nút nào. Phѭѫng pháp khai báo khӕi lѭӧng tұp trung nhѭ sau :
- Chӑn nút cҫn gán thêm tҧi trӑng tұp trung
- Menu AsignÆJoint/PointÆAdditional Point Mass.
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
Phѭѫng pháp gán
Phѭѫng pháp gán liên kӃt Restraint
- Chӑn ÿiӇm cҫn gán liên kӃt Restraint
- Vào menu Assign Æ Joint/Point Æ Restraints (Supports)
- Nhұp các bұc tӵ do bӏ khӕng chӃ vào
o Translation : chuyӇn vӏ thҷng
o Rotation : chuyӇn vӏ xoay
2. Springs
Khái niӋm chung
Spring là liên kӃt ÿàn hӗi. Bҩt kǤ mӝt trong sáu bұc tӵ do cӫa mӝt nút ÿӅu có thӇ gán
liên kӃt ÿàn hӗi. Liên kӃt ÿѭӧc mô hình hóa bҵng các lò so. Ĉӝ cӭng cӫa liên kӃt ÿàn hӗi
chính là ÿӝ cӭng cӫa lò so. Liên kӃt ÿàn hӗi có thӇ bao gӗm chuyӇn vӏ cѭӥng bӭc.
ĈiӇm có liên kӃt ÿàn hӗi sӁ có phҧn lӵc ÿàn hӗi. Ĉӝ lӟn cӫa phҧn lӵc phө thuӝc vào ÿӝ
cӭng cӫa liên kӃt và ÿѭӧc xác ÿӏnh trong bài toán phân tích kӃt cҩu.
Liên kӃt Spring thѭӡng ÿѭӧc sӱ dөng trong các bài toán :
- Dҫm trên nӅn ÿàn hӗi (móng băng)
- Tҩm trên nӅn ÿàn hӗi (BӇ nѭӟc, ÿài móng,….)
Các ÿiӇm có cùng chung mӝt constraint sӁ có mӝt sӕ chuyӇn vӏ nhѭ nhau. Sӕ lѭӧng
chuyӇn vӏ cùng nhau phө thuӝc vào loҥi constraint.
Khi khai báo constraint, sӕ lѭӧng phѭѫng trình tính toán sӁ giҧm. Do vұy tӕc ÿӝ tính
toán sӁ tăng lên. Dѭӟi ÿây trình bày mӝt sӕ dҥng Contraint thѭӡng dùng.
Diaphragm, ràng buӝc chuyӇn vӏ theo mӝt mһt phҷng. Tҩt cҧ các ÿiӇm ÿѭӧc gҳn cùng
mӝt Diaphragm ÿӅu có hai chuyӇn vӏ trong mһt phҷng cӫa Diaphram và mӝt chuyӇn vӏ xoay
vuông góc vӟi mһt phҷng nhѭ nhau. Mô hình này thѭӡng ÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ mô hình hóa sàn là
tuyӋt ÿӕi cӭng trong mһt phҷng khi tính toán nhà cao tҫng.
Body constraint, dùng ÿӇ mô tҧ mӝt khӕi hay mӝt phҫn cӫa kӃt cҩu ÿѭӧc xem nhѭ là
mӝt khӕi cӭng (Rigid body). Tҩt cҧ các nút trong mӝt Body ÿӅu có chuyӇn vӏ bҵng nhau.
Plate Constraint, làm cho tҩt cҧ các nút bӏ ràng buӝc chuyӇn vӏ cùng vӟi nhau nhѭ là
mӝt tҩm phҷng có ÿӝ cӭng chӕng uӕn ngoài mһt phҷng bҵng vô cùng (ngѭӧc vӟi Diaphram).
Beam Constraint, tҩt cҧ các nút gán cùng mӝt Beam Contraint có chuyӇn vӏ cùng nhau
nhѭ là mӝt dҫm thҷng có ÿӝ cӭng chӕng uӕn bҵng vô cùng (không ҧnh hѭӣng ÿӃn biӃn dҥng
dӑc trөc và biӃn dҥng xoҳn cӫa dҫm).
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Share by Share-connect.blogspot.com
11
KS. GV. Trҫn Anh Bình
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
Chú ý : Sap2000 cung cҩp tҩt cҧ các loҥi Contraint nói trên còn Etabs chӍ cung cҩp chӭc
năng Diaphram Constraint.
thӇ nhұn các loҥi vұt liӋu khác nhau.
Etabs cho phép ta khai báo các loҥi vұt liӋu bê tông, thép, nhôm,… Vұt liӋu ÿҷng
hѭӟng, trӵc hѭӟng và dӏ hѭӟng.
2. HӋ trөc tӑa ÿӝ ÿӏa phѭѫng
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Share by Share-connect.blogspot.com
13
KS. GV. Trҫn Anh Bình
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
Mӛi mӝt vұt liӋu ÿӅu có mӝt hӋ trөc tӑa ÿӝ ÿӏa phѭѫng riêng, ÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ ÿӏnh
nghƭa tính ÿàn hӗi và biӃn dҥng nhiӋt theo các phѭѫng. HӋ thӕng tӑa ÿӝ ÿӏa phѭѫng vұt liӋu
chӍ áp dөng cho loҥi vұt liӋu trӵc hѭӟng (orthotropic) và dӏ hѭӟng (anisotropic). Vұt liӋu ÿҷng
hѭӟng (Isotropic material) là ÿӝc lұp ÿӕi vӟi các hӋ trөc tӑa ÿӝ vұt liӋu.
3. Ӭng suҩt và biӃn dҥng cӫa vұt liӋu (stresses and strains)
Stress
Ӭng suҩt ÿѭӧc ÿӏnh nghƭa là lӵc trên mӝt ÿѫn vӏ diӋn tính dӑc theo các trөc vұt liӋu cӫa
mӝt phân tӕ ÿѫn vӏ cӫa mӝt phҫn tӱ bҩt kǤ.
Không phҧi lúc nào cNJng tӗn tҥi 6 ӭng suҩt trên các phҫn tӱ. Ví dө, ӭng suҩt V22, V33, V23
sӁ bҵng không ÿӕi vӟi phҫn tӱ thanh (Frame Element), ӭng suҩt V33 sӁ bҵng không ÿӕi vӟi
- Weight Volume: trӑng lѭӧng riêng ÿӇ tính trӑng lѭӧng riêng cӫa phҫn tӱ trong các
trѭӡng hӧp tҧi trӑng, hay còn gӑi là tҧi trӑng bҧn thân.
- Modulus of Elastic E - Mô ÿun ÿàn hӗi, dùng ÿӇ xác ÿӏnh ÿӝ cӭng kéo nén và uӕn.
E thay ÿәi theo mác BT. Tham sӕ E cùng vӟi tiӃt diӋn quyӃt ÿӏnh biӃn dҥng cӫa kӃt
cҩu.
- Poisson Ratio factor - hӋ sӕ Poát Xông (ȝ): 0.1-0.3. Dùng ÿӇ xác ÿӏnh G =
E/2/(1+ȝ) quyӃt ÿӏnh biӃn dҥng trѭӧt và xoҳn.
o Bê tông=0.18-0.2;
o Thép=0.3
V.
Tҧi trӑng và tә hӧp tҧi trӑng
1. Tҧi trӑng
Khi phҫn tӱ biӃn bӏ biӃn dҥng dѭӟi tác ÿӝng cӫa ngoҥi lӵc, các phҫn tӱ vұt chҩt trong
phҫn tӱ chuyӇn ÿӝng, phát sinh ra gia tӕc chuyӇn ÿӝng và kém theo ÿó là lӵc quán tính.
NӃu gia tӕc là nhӓ, lӵc quán tính bé thì có thӇ bӓ qua lӵc quán tính so vӟi các tҧi trӑng
khác. Khi ÿó bài toán ÿѭӧc gӑi là bài toán tƭnh (Static)
Ngѭӧc lҥi khi gia tӕc lӟn, lӵc quán tính lӟn thì ta không thӇ bӓ qua lӵc quán tính. Lúc
ÿó, ta gӑi là bài toán ÿӝng (Dynamic)
Ngoài tҧi trӑng tƭnh và ÿӝng ta còn có tҧi trӑng thay ÿәi theo thӡi gian (Time history)
Ĉӕi vӟi bài toán tƭnh, ta có các trѭӡng hӧp tҧi trӑng sau
- Dead Load : tƭnh tҧi
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Share by Share-connect.blogspot.com
15
2. Tә hӧp tҧi trӑng
Các cách tә hӧp tҧi trӑng
- Tә hӧp ngѭӡi dùng – ngѭӡi dùng tӵ ÿӏnh nghƭa tên tә hӧp, thành phҫn tҥo nên các
tә hӧp ÿó và hӋ sӕ cӫa chúng. Ví dө, theo TCVN mӝt trong các tә hӧp cѫ bҧn thӭ
hai là TT+0.9HT+0.9GX (TT – tƭnh tҧi, HT – hoҥt tҧi, GX : Gió thәi theo phѭѫng
X)
- Tә hӧp tӵ ÿӝng (Defaut Combo). Các tә hӧp này sӁ tӵ ÿӝng sinh ra khi chúng ta
tiӃn hành bài toán thiӃt kӃ thép theo tiêu chuҭn có sҹn mà Sap (Etabs) cung cҩp. Sӕ
các trѭӡng hӧp tә hӧp và hӋ sӕ cӫa các trѭӡng hӧp tҧi trӑng tham gia vào tә hӧp
phө thuӝc vào tiêu chuҭn thiӃt kӃ mà ta chӑn. Các tә hӧp tҧi trӑng này thѭӡng có
tên là DCom1, DCom2,…. DSTL,…
-
Các loҥi tә hӧp tҧi trӑng
ADD : tә hӧp theo phѭѫng pháp cӝng tӯng thành phҫn cӫa tә hӧp .
ENVE : tә hӧp bao nӝi lӵc.
SRSS : căn cӫa tәng bình phѭѫng các trѭӡng hӧp tҧi trӑng.
ABS : trӏ tuyӋt ÿӕi cӫa các trѭӡng hӧp tҧi.
Câu hӓi
KiӇu tҧi trӑng Live Load, Wind Load,… có ý nghƭa gì không.
VI.
1. Các dҥng phân tích kӃt cҩu
2. Modal Analysis
2.1. Tәng quan
Bài toán phân tích Modal là bái toán giҧi quyӃt các vҩn ÿӅ liên quan ÿӃn dao ÿӝng riêng
cӫa công trình nhѭ tính toán chu kǤ, tҫn sӕ, chuyӇn vӏ cӫa các dҥng dao ÿӝng riêng cӫa công
trình.
Modal analysis ÿѭӧc ÿӏnh nghƭa trong Analysis Case, bҥn có thӇ ÿӏnh nghƭa nhiӅu bài
toán Modal Analysis trong mӝt công trình.
Có hai loҥi bài toán Modal Analysis
- Eigenvertor, dùng ÿӇ xác ÿӏnh các dҥng dao ÿӝng riêng và tҫn sӕ dao ÿӝng riêng
cӫa chúng. Chúng ta thѭӡng sӱ dөng cách này ÿӇ tính toán kӃt cҩu công trình.
- Ritz-vertor, dùng ÿӇ tìm dҥng dao ÿӝng khi ÿã chӍ rõ các lӵc thành phҫn tҥo nên
dao ÿӝng. Ritz-vertor có thӇ cho ta kӃt quҧ tӕt hѫn ÿӕi vӟi các bài toán vӅ tҧi trӑng
phә hoһc tҧi trӑng thay ÿәi theo thӡi gian (response-spectrum or time-history
analyses)
2.2. Eigenvertor Analysis
Phѭѫng trình Eigenvertor :
Trong ÿó
- K là ma trұn ÿӝ cӭng.
- M là ma trұn khӕi lѭӧng.
- : là ma trұn Eigenvalue (giá trӏ riêng).
- ) là ma trұn eigenvertors (Vector riêng) tѭѫng ӭng giá trӏ riêng, nó biӇu thi cho
dҥng dao ÿӝng.
Convergence Tolerance
Dung sai hӝi tө trong trѭӡng hӧp có khai báo Shift hoһc Cut
- Gӑi Z0 là giá trӏ ban ÿҫu thì Z0 = 2 3 Shift
- Z tìm ÿѭӧc sӁ có dҥng
- Khi ÿó dung sai hӝi tө sӁ tol sӁ có dҥng nhѭ sau
Dung sai hӝi tө trong trѭӡng hӧp không khai báo Shift và Cut, khi ÿó Tol có 2 dҥng sau:
hoһc
Participation Factors
VII. Diaphragm Centers of Rigidity, Centers of Mass
Khai báo tính toán tâm cӭng : Analyze menu Æ Calculate Diaphragm Centers of
Rigidity. Khi Menu này ÿѭӧc ÿánh dҩu, Etabs sӁ tính toán tâm cӭng trong quá trình phân tích
kӃt cҩu.
Tâm cӭng ÿѭӧc xác ÿӏnh bҵng cách tính toán tӑa ÿӝ tѭѫng ÿӕi (X,Y) cӫa tâm cӭng vӟi
mӝt ÿiӇm nào ÿó, thông thѭӡng ngѭӡi ta lӵa chӑn ÿiӇm bҩt kǤ này là tâm khӕi lѭӧng (Center
of mass). Ngѭӡi ta tính toán tâm cӭng cӫa mӝt diaphragm dӵa trên ba trѭӡng hӑp tҧi trӑng
sau, tҧi trӑng ÿѫn vӏ tác dөng vào tâm khӕi lѭӧng :
- Trѭӡng hӧp 1 : Lӵc ÿѫn vӏ tác dөng vào tâm khӕi lѭӧng theo phѭѫng Global X.
Lӵc này gây ra moment xoҳn Diaphram là Rzx.
- Trѭӡng hӧp 2 : Lӵc ÿѫn vӏ tác dөng vào tâm khӕi lѭӧng theo phѭѫng Global Y.
Lӵc này gây ra moment xoҳn Diaphram là Rzy.
- Trѭӡng hӧp 3 : Vector moment xoҳn ÿѫn vӏ tác dөng vào tâm khӕi lѭӧng theo
phѭѫng Global Z. Lӵc này gây ra moment xoҳn Diaphram là Rzz.
Tâm cͱng cͯa floor có liên quan ÿ͇n vách không ?
- Theo phѭѫng pháp tính nhѭ trên thì có.
Tâm cͱng cͯa t̯ng có b͓ ̫nh h˱ͧng bͧi ÿ͡ cͱng cͯa t̯ng trên và d˱ͣi nó không ?
- Theo phѭѫng pháp tính nhѭ trên thì có.
Tâm cͱng cͯa m͡t floor diaphragm có b͓ ̫nh bͧi vách cͱng cͯa nhà không ?
- Theo phѭѫng pháp tính nhѭ trên thì có.
Kh͙i l˱ͫng cͯa m͡t diaphragm có bao g͛m c͡t, d̯m, sàn và vách không ?
- Tùy theo cách khai báo diaphragm :
o Diaphragm ÿѭӧc khai báo thông qua phҫn tӱ Area, thì khӕi lѭӧng cӫa mӝt
diaphragm sӁ bao gӗm cҧ cӝt, dҫm, sàn, vách và khӕi lѭӧng tұp trung tҥi nút
(nói cách khác là bao gӗm Joint, frame, area).
o Diaphragm ÿѭӧc khai báo thông qua phҫn tӱ Joint, thì khӕi lѭӧng cӫa mӝt
diaphragm sӁ chӍ bao gӗm cӝt, dҫm và khӕi lѭӧng tұp trung tҥi nút (nói cách
khác là bao gӗm Joint, Frame, Area).
- Cҫn lѭu ý thêm cách tính khӕi lѭӧng cӫa Etabs là các Frame, Area (tùy theo hai
cách khai báo trên) sӁ ÿѭӧc quy ÿәi vӅ các nút. Khӕi lѭӧng cӫa mӝt diaphragm sӁ
bҵng tәng khӕi lѭӧng các nút cӫa diaphragm ÿó.
- CNJng tѭѫng tӵ nhѭ khӕi lѭӧng, ÿӝ cӭng cӫa mӝt diaphragm cNJng ÿѭӧc tính dӵa
trên hai phѭѫng pháp khai báo trên.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Share by Share-connect.blogspot.com
19
KS. GV. Trҫn Anh Bình
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
- Phҫn tӱ thanh thѭӡng ÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ mô hình hóa dҫm, cӝt,…
2. HӋ trөc tӑa ÿӝ ÿӏa phѭѫng (Local Coordinate System)
Mӛi phҫn tӱ frame ÿӅu có mӝt hӋ trөc tӑa ÿӏa phѭѫng ÿӇ xác ÿӏnh tiӃt diӋn, tҧi trӑng và
nӝi lӵc. HӋ trөc tӑa ÿӝ ÿӏa phѭѫng gӗm ba trөc tӑa ÿӝ : trөc 1 – màu ÿӓ, trөc 2 màu trҳng, trөc
3 màu xanh.
Mһc ÿӏnh
Mһc ÿӏnh, trөc 1 dӑc theo ÿoҥn thҷng và hѭӟng tӯ I sang J. Mһc ÿӏnh trөc 2 và trөc 3
phө thuӝc vào loҥi phҫn tӱ Frame (Column, Beam hay Brace)
- Phҫn tӱ Frame thҷng ÿӭng (Vertical Line Objects)
o Trөc 1 dӑc theo ÿoҥn thҷng. ChiӅu dѭѫng cӫa trөc 1 là chiӅu dѭѫng cӫa trөc Z
(hѭӟng lên trên).
o Trөc 2 vuông góc vӟi ÿoҥn thҷng. ChiӅu dѭѫng cӫa trөc 2 là chiӅu dѭѫng cӫa
trөc X.
o Trөc 3 vuông góc vӟi ÿoҥn thҷng. ChiӅu dѭѫng cӫa trөc 3 xác ÿӏnh theo quy
tҳc bàn tay phҧi.
- Phҫn tӱ Frame nҵm ngang (Horizontal Line Objects)
o Trөc 1 dӑc theo ÿoҥn thҷng. Hình chiӃu chiӅu dѭѫng cӫa trөc 1 lên trөc OX
trùng vӟi chiӅu dѭѫng cӫa trөc X. NӃu hình chiӃu cӫa ÿoҥn thҷng lên trөc OX
bҵng không, có nghƭa là ÿoҥn thҷng song song vӟi trөc OY, khi ÿó chiӅu
dѭѫng cӫa trөc 1 sӁ trùng vӟi chiӅu dѭѫng cӫa trөc OY.
o Trөc 2 vuông góc vӟi ÿoҥn thҷng. ChiӅu dѭѫng cӫa trөc 2 trùng vӟi chiӅu
dѭѫng cӫa trөc Z (hѭӟng lên trên).
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Share by Share-connect.blogspot.com
- Chӑn mӝt trong các Option sau :
o Angle : quay trөc 2 so vӟi trөc 2 mһc ÿӏnh ÿi mӝt góc D cho trѭӟc.
o Rotate by Angle : quay trөc 2 so vӟi trөc 2 hiӋn tҥi ÿi mӝt góc D cho trѭӟc.
o Column Major Direction (local 2-axis) is X (or Radial) (tham khҧo phҫn Major
Direction)
o Column Major Direction (local 2-axis) is Y (or Tangential) (tham khҧo phҫn
Major Direction)
3. Bұc tӵ do (Degree of Freedom)
Mһc ÿӏnh Frame có 6 bұc tӵ do tҥi hai ÿiӇm liên kӃt cӫa nó.
NӃu bҥn muӕn mô hình hóa frame thành Cable, bҥn có thӇ làm theo môt trong hai cách
sau :
- Cho ÿӝ cӭng chӕng xoҳn (J) và ÿӝ cӭng chӕng uӕn (I22 và I33) bҵng không
- Giҧi phóng moment uӕn (R2, R3) và moment xoҳn (R1) tҥi hai ÿҫu cӫa frame.
4. Mass
Trong tính toán bài toán ÿӝng, khӕi lѭӧng cӫa kӃt cҩu ÿѭӧc sӱ dөng ÿӇ tính toán lӵc
quán tính. Khӕi lѭӧng phân bӕ cӫa phҫn tӱ Frame ÿѭӧc quy vӅ hai ÿiӇm I và J cӫa frame.
Trong phѭѫng pháp phҫn tӱ hӳu hҥn, không có lӵc quán trong phҫn tӱ frame.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Share by Share-connect.blogspot.com
22
KS. GV. Trҫn Anh Bình
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
Etabs chӍ quy ÿәi khӕi lѭӧng cho ba bұc tӵ do UX, UY và UZ. Không tính toán khӕi
Khi chúng ta gһp mӝt tiӃt diӋn phӭc tҥp, không thӇ vӁ bҵng Section Builder hoһc
Section Designer. Bҥn có thӇ khai báo nó là tiӃt diӋn General. TiӃt diӋn General là tiӃt diӋn
không có hình dҥng xác ÿӏnh, bҥn sӁ phҧi khai các ÿһc trѭng hình hӑc nhѭ mômen quán tính,
mômen xoҳn… cho chúng.
TiӃt diӋn General thѭӡng dùng trong bài tұp cѫ hӑc kӃt cҩu, kӃt cҩu mà tiӃt diӋn là tә
hӧp cӫa nhiӅu tiӃt diӋn cѫ bҧn.
Khai báo tiӃt diӋn General nhѭ sau :
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Share by Share-connect.blogspot.com
23
KS. GV. Trҫn Anh Bình
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
Vào Menu Define Æ Frame Section chӑn Add General. Hӝp thoҥi hiӋn lên nhѭ trên
hình. Các thông sӕ nhѭ sau
- Corss Section (Axial) Area : diӋn tích tiӃt diӋn cҳt ngang cӫa frame (A)
- Tosional Constant : mô men quán tính chӕng xoҳn. (J)
- Momen of Inertial About: mô men quán tính quay quanh(3 =trөc3) (I33, I22)
- Shear Area: diӋn tích chӏu cҳt (As). Do sӵ phân bӕ không ÿӅu cӫa ӭng suҩt tiӃp nên
As khác vӟi A.
- Section Modulus About 3(2) Axis: mô men chӕng uӕn (W=I/ymax; Chӳ nhұt
W=bh2/6)
- Plastic Modulus About 3(2) Axis: mô men dҿo (Wp=W/1.3)
- Radius of Gyration About3(2) : bán kính quán tính (r2=I/A)
KS. GV. Trҫn Anh Bình
BM. Tin Hӑc Xây Dӵng – ĈHXD HN
- Cross-sectional area, a, diӋn tích mһt cҳt ngang. Khi ÿó ÿӝ cӭng dӑc trөc cӫa tiӃt
diӋn có dҥng a.e1
- Moment of inertia, i33, moment quán tính trөc 3 dùng xác ÿӏnh khҧ năng chӕng
uӕn cӫa thanh trong mһt phҷng 1-2. The moment of inertia, i22, moment quán tính
trөc 2 dùng xác ÿӏnh khҧ năng chӕng uӕn cӫa thanh trong mһt phҷng 1-3. Tѭѫng
ӭng vӟi nó ta có ÿӝ cӭng chӕng uӕn ÿѭӧc xác ÿӏnh theo công thӭc i33.e1 và
i22.e1;
- Torsional constant, j, moment quán tính chӕng xoҳn. Ĉӝ cӭng chӕng xoҳn ÿѭӧc
xác ÿӏnh theo công thӭc j.g12. Chú ý rҵng moment quán tính chӕng xoҳn chӍ giӕng
moment quán tính cӵc (polar moment of inertia) trong trѭӡng hӧp tiӃt diӋn tròn, tҩt
cҧ các loҥi tiӃt diӋn khác hai thông sӕ này là khác nhau.
- Shear areas, as2 và as3, dùng ÿӇ xác ÿӏnh ÿӝ cӭng chӕng cҳt ngang trong mһt
phҷng 1-2 và 1-3. Tѭѫng ӭng vӟi nó ta có ÿӝ cӭng chӕng cҳt ngang as2.g12 và
as3.g12. Vì ӭng suҩt cҳt ngang cӫa tiӃt diӋn có dҥng parabole và ÿҥt max tҥi ÿѭӡng
trung hòa cӫa tiӃt diӋn, do vұy khi tính toán biӃn dҥng cҳt ngang chúng ta phҧi
nhân vӟi mӝt hӋ sӕ ÿiӅu chӍnh K (theo sӭc bӅn vұt liӋu). Trong Sap và Etabs ngѭӡi
ta tích hӧp K vào trong diӋn tích chӕng cҳt ngang. Do vұy as2 và as3 khác a. Và
as2, as3 ÿѭӧc xác ÿӏnh nhѭ sau (theo tài liӋu cӫa sap):
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Share by Share-connect.blogspot.com
25
Copyright: Tài liệu đại học ©