Tài liệu Ứng dụng phần mềm etabs trong thiết kế nhà cao tầng

Nội dung text: Tài liệu Ứng dụng phần mềm etabs trong thiết kế nhà cao tầng

1. BÀI GIẢNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ETABS TRONG THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG
2. Bài 1: Mụ hỡnh và phõn tớch nội lực 3 Bài 2: Tỡm hiểu Thanh cụng cụ Edit 9 Bài 3: Mụ hỡnh và hiệu chỉnh bằng thanh cụng cụ Edit 18 Bài 4: Hoàn thiện mụ hỡnh và thiết kế 28 Bài 5: Bài tập tổng quỏt 36
3. Bài 1: Mụ hỡnh và phõn tớch nội lực Đầu bài: Tũa nhà 12 tầng bằng kết cấu bờ tụng cốt thộp cú mặt bằng tầng như hỡnh vẽ. Chiều cao tầng 3.5m, chiều cao tầng trệt 5m. Tĩnh tải trờn sàn 3.5 kN/m2, tĩnh tải trờn dầm biờn 10 kN/m Hoạt tải trờn sàn 4.0 kN/m2. Yờu cầu lập mụ hỡnh tớnh, giải và trỡnh bày kết quả nội lực. 4 3 2 1 A B C
4. 1. Khởi động chương trỡnh: File > New Model 2. Chọn đơn vị: kN-m 3. Tạo lưới mụ hỡnh
5. 4. Lưu file: File > Save 5. Khai bỏo đặc trưng vật liệu: Define > Material Properties 6. Khai bỏo tiết diện phần tử thanh (dầm, cột): Define > Frame Sections 7. Khai bỏo tiết diện phầm tử tấm (sàn, vỏch): Define > Wall/Slab/Deck Sections 8. Khai bỏo cỏc trường hợp tải tĩnh: Define > Static Load Cases 9. Tạo mụ hỡnh: Chọn chế độ “All stories” Draw > Draw Line Ojects > Draw Lines / Create Column Draw > Draw Area Ojects > Draw Walls (Plan)
6. Draw > Draw Area Ojects > Draw Rectangular Areas Mụ hỡnh đó tạo ra: 10. Xúa cỏc phần tử thanh ở múng: View > Set Plan View > Base > Chọn cỏc thanh dầm > delete 11. Gỏn ràng buộc liờn kết: Chọn phần tử nỳt cần gỏn > Assign > Joint/Point > Restraints
7. 12. Gỏn tải cho phần tử: Chọn thanh > Assign > Frame/Line Loads > Distributed > SDL Chọn tấm > Assign > Shell/Area Loads > Uniform > SDL / LL 13. Đặt tờn cho phần tử tấm vỏch: Chọn > Assign > Shell/Area > Pier Label
8. 14. Chia nhỏ phần tử: Chọn phần tử tấm sàn > Assign > Shell/Area > Area Oject Mesh Options 15. Giải: Analyze > Run Analysis 16. Thể hiện kết quả nội lực trong thanh, vỏch: Display > Show Member Forces/Stress Diagram >Frame/Pier/Spandrel Forces 17. Xuất kết quả dạng text: File > Print Tables > Analysis Output
9. Bài 2: Tỡm hiểu Thanh cụng cụ Edit 1. Undo 2. Redo 3. Cut 4. Copy 5. Paste 6. Delete 7. Add to Model From Template: Thờm vào mụ hỡnh 1 kết cấu từ thư viện
10. 8. Replicate : Sao chộp đối tượng
11. 9. Edit Grid Data: Hiệu chỉnh dữ liệu hệ trục Hiệu chỉnh hệ trục hiện hữu: Edit Grid Data > Edit Grid > Modify/Show System
12. Thờm trục đi qua những điểm đó chọn trước: Edit Grid Data > Add Grids at Selected Points Glue Joints to Grid Lines: Xem nỳt dớnh chặt vào trục Lock Onscreen Grid System Edit: Khúa hệ trục trờn màn hỡnh 10. Edit Story Data: Hiệu chỉnh dữ liệu cỏc tầng Hiệu chỉnh thụng số nhập vào cho cỏc tầng: Edit Story Data > Edit Story Chốn thờm vào một tầng: Edit Story Data > Insert Story
13. Xúa một tầng: Edit Story Data > Delete Story 11. Edit Reference Planes: Hiệu chỉnh mặt tham chiếu
14. 12. Edit Reference Lines: Hiệu chỉnh đường tham chiếu 13. Merge Points : Gộp cỏc điểm gần nhau 14. Align Points/Lines/Edges : Canh lề cho điểm/thanh/tấm
15. 15. Move Points/Lines/Areas : Di chuyển điểm/thanh/tấm 16. Expand/Shrink Areas: Mở rộng/Thu hẹp tấm 17. Merge Areas : Gộp cỏc tấm nhỏ đang chọn thành 1 tấm lớn 18. Mesh Areas : Chia 1 tấm lớn thành nhiều tấm nhỏ
16. 19. Split Area Edge: Tỏch rời biờn phần tử tấm 20. Join Lines: Gộp nhiều thanh thành 1 thanh 21. Devide Lines: Chia 1 thanh thành nhiều thanh 22. Extrude Points to Lines: Mở rộng (trượt) điểm thành phần tử thanh
17. 23. Extrude Lines to Areas: Mở rộng (trượt) phần tử thanh thành phần tử tấm 24. Auto Relabel All : Tự động đặt lại tờn cho tất cả phần tử
18. Bài 3: Mụ hỡnh và hiệu chỉnh bằng thanh cụng cụ Edit Đầu bài: Tũa nhà 12 tầng bằng kết cấu bờ tụng cốt thộp cú mặt bằng tầng như hỡnh vẽ. Chiều cao tầng 3.6m, chiều cao tầng trệt và tầng lửng 3.0m Tĩnh tải trờn sàn 3.5 kN/m2, tĩnh tải trờn dầm biờn 10 kN/m Hoạt tải trờn sàn 4.0 kN/m2. Yờu cầu lập mụ hỡnh tớnh từ mụ hỡnh đó thực hiện trong Bài 1. 4 3 2' 2 1 A B B' C SAỉN TAÀNG ẹIEÅN HèNH
19. 4 3 2' 2 1 A B B' C SAỉN TAÀNG LệÛNG
20. 1. Mở khúa mụ hỡnh: Options > UnLock Model 2. Thay đổi chiều cao tầng: Edit > Edit Story Data > Edit Story Reset Selected Row > Height: nhập vào 3.6 > Reset Story 1 > Height: nhập vào 3 > OK 3. Thờm tầng lửng vào mụ hỡnh: Edit > Edit Story Data > Insert Story
21. 4. Tạo lưới trục 2’ và 5’: Chọn nỳt > Edit > Edit Grid Data > Add Grids at Selested Points 5. Đặt tờn và hiển thị đường lưới vừa tạo ra: Edit > Edit Grid Data > Edit Grid > Modify/Show System
22. 6. Dời trục B’ 200mm về phớa trục C: Edit > Edit Grid Data > Edit Grid > Modify/Show System > Chọn Glue to Grid Lines > Nhập 9.2 vào ụ B’ & Ordinate > OK 7. Vẽ phần sàn consol gần trục A và trục 4: Chọn > Edit > Replicate > Linear > Nhập > OK Chọn > Edit > Align Points/Lines/Edges > Nhập > OK Chọn > Edit > Align Points/Lines/Edges > Chọn Extend Line Objects > OK Thực hiện vẽ sàn: Draw > Draw Area Objects > Draw Rectangular Areas (Plan, Elev) > Xúa cỏc thanh dầm vừa tạo ra: Chọn > Delete 8. Gỏn tải cho phần sàn consol cú giỏ trị tải trọng như những sàn khỏc: Chọn sàn đó gỏn tải > Assign > Copy Assigns Chọn sàn cần gỏn tải > Assign > Paste Assigns > Shell/Area Chọn Uniform > OK
23. 9. Tạo sàn consol gần trục A và trục 1 Chọn > Edit > Replicate > Linear > Nhập -14 vào ụ dy > OK 10. Tạo cỏc sàn consol khỏc trờn mặt bằng: Chọn > Edit > Replicate > Mirror > Nhập
24. 11. Chia nhỏ tường: Chọn > Edit > Mesh Areas > >OK 12. Xúa tường và vẽ tường, dầm: Chọn > Delete Draw > Draw Area Ojects > Draw Walls (Plan) > Draw > Draw Line Objects > Draw Lines (Plan, Elev,3D) > 13. Xúa ụ sàn tại vị trớ thang bộ: Dựng dầm trục 2 và trục 3 chia sàn thành 3 phần: Chọn > Edit > Mesh Areas > chọn Cookie Cut at Selected Line Objects (Horiz.) > OK. Dựng dầm sàn tại vị trớ thang bộ chia sàn thành 2 phần. Chọn ụ sàn > Delete
25. 14. Tạo mặt phẳng tham chiếu tại cao trỡnh chiếu nghỉ: Edit > Edit Reference Planes > 15. Vẽ dầm chiếu nghỉ cầu thang: Nhấp chuột vào cửa sổ thứ 2 > View > Set Elevation View > chọn trục C > OK Vẽ dầm thang dạng chữ Z 16. Vẽ bản thang: Vẽ vế thang 2: Chọn dầm thang > Edit > Extrude Lines to Areas > Vẽ vế thang 1: Chọn Elevation View – 2’ > Vẽ dầm > Chuyển dầm thành bản > Xúa dầm Vẽ vế thang 3: Chọn Elevation View – 3 > Vẽ dầm > Chuyển dầm thành bản > Xúa dầm
26. 17. Gỏn tiết diện và tải trọng cho bản thang: Dựng lệnh Copy Assign và Paste Assign (xem mục 8 – Lưu ý: Chọn mục Section và Uniform) 18. Xúa tất cả phần tử thuộc sàn tầng 1 đến 11: Select > By Story Level> Chọn cựng lỳc Story 1 đến 11 > OK > Delete 19. Sao chộp những phần tử thuộc sàn 12 cho sàn 1 đến 11: Select > Edit > Replicate > Story > Chọn cựng lỳc Story 1 đến 11 > OK
27. 20. Dời bản chiếu nghỉ cầu thang tại tầng 1: Chọn > Edit > Move Points/Lines/Areas > > OK 21. Xúa những phần tử thuộc sàn tầng LUNG rồi chộp những phần tử thuộc sàn tầng 1 cho sàn LUNG 22. Chỉnh sàn tầng LUNG theo đầu bài 23. Gỏn ràng buộc liờn kết: Chọn phần tử nỳt cần gỏn > Assign > Joint/Point > Restraints 24. Đặt tờn cho phần tử tấm vỏch: Chọn > Assign > Shell/Area > Pier Label 25. Chia nhỏ phần tử: Chọn phần tử tấm sàn > Assign > Shell/Area > Area Oject Mesh Options 26. Giải: Analyze > Run Analysis 27. Thể hiện kết quả nội lực trong thanh, vỏch: Display > Show Member Forces/Stress Diagram >Frame/Pier/Spandrel Forces 28. Xuất kết quả dạng text: File > Print Tables > Analysis Output
28. Bài 4: Hoàn thiện mụ hỡnh và thiết kế Đầu bài: Tũa nhà 12 tầng bằng kết cấu bờ tụng cốt thộp cú mặt bằng tầng như trong Bài 3. Cột từ tầng trệt đến tầng 6 cú kớch thước 45cm x 45cm. Yờu cầu hoàn thiện mụ hỡnh tớnh từ mụ hỡnh đó khai bỏo trong Bài 3. 1. Mở khúa 2. Tạo và gỏn tiết điện cột 45cm x 45cm 3. Chỉnh cột lệch tõm: Chọn > Assign > Frame/Line > Insert point
29. 4. Khai bỏo tõm cứng sàn: Chọn > Assign > Joint/Point > Rigid Diaphragm > 5. Khai bỏo khối lượng tập trung tại mỗi tầng: Define > Mass Source >
30. 6. Khai bỏo số dạng dao động cần tớnh: Analyze > Analysis Options > Set Dynamic Parameters 7. Chạy chương trỡnh 8. Xuất dữ liệu về khối lượng tập trung và dạng dao động: File > Print Table > Input
31. File > Print Table > Analysis Output 9. Tớnh tải giú (tĩnh + động) từ cụng cụ khỏc Etabs (cú thể dựng Excel) 10. Tớnh tải động đất từ cụng cụ khỏc Etabs (cú thể dựng Excel) 11. Mở khúa 12. Nhập tải giú: Define > Static Load Case >
32. 13. Nhập tải động đất: Khai bỏo phổ: Define > Response Spectrum Functions
33. Gỏn phổ: Define > Response Spectrum Cases
34. 14. Khai bỏo tổ hợp tải trọng 15. Chạy chương trỡnh 16. Thiết kế vỏch 16.1 Khai bỏo tổ hợp dựng để thiết kế: Design > Shear Wall Design > Select Design Combo 16.2 Tớnh sơ bộ thộp đặt trong vỏch: Design > Shear Wall Design > Assign Pier Sections for Checking > Uniform Reinforcing Pier Section > Design > Shear Wall Design > Start Design/Check of Structure 16.3 Kiểm tra thộp bố trớ đều trong vỏch 16.4 Khai bỏo thộp bố trớ bất kỳ trong vỏch 16.5 Kiểm tra thộp bố trớ bất kỳ trong vỏch 16.6 Tớnh thộp đai trong vỏch
35. Bài 5: Bài tập tổng quỏt Tũa nhà 14 tầng bằng kết cấu bờ tụng cốt thộp cú mặt bằng tầng như hỡnh vẽ. Chiều cao tầng 3.6m, chiều cao tầng 1 là 5m. Tĩnh tải trờn sàn 3.5 kN/m2, tĩnh tải trờn dầm biờn 10 kN/m Hoạt tải trờn sàn 4.0 kN/m2. Tiết diện cột: - Cột biờn: 600x600(tầng 1 -> tầng 5); 400x400(tầng 6 -> tầng 14) - Cột giữa: 800x800(tầng 1 -> tầng 5); 600x600(tầng 6 -> tầng 14) Tiết diện vỏch và lừi cứng: dày 200, chi tiết lừi cứng xem bản vẽ Tiết diện dầm: - Dầm biờn (D200x400) - Dầm chớnh (D200x500) - Dầm phụ, dầm thang (D200x350). Tiết diện sàn và bản thang: dày 150 Yờu cầu lập mụ hỡnh tớnh, giải và trỡnh bày kết quả nội lực.
36. 1. Khởi động chương trỡnh: File > New Model 2. Chọn đơn vị: kN-m 3. Tạo lưới mụ hỡnh
37. 4. Hiệu chỉnh lưới: > Custom Grid spacing > Edit Grid  Ok Chọn dạng kết cấu khung > Click Grid Only > Ok
38. 5. Lưu file: File > Save 6. Chọn tiờu chuẩn thiết kế: Opition > Pref > Concrete Frame Design
39. 7. Khai bỏo đặc trưng vật liệu: Define > Material Properties 8. Khai bỏo tiết diện phần tử thanh (dầm, cột): Define > Frame Sections D200x400, D200x500, C800x800, C600x600, C400x400 - Khai bỏo D200x400:
40. - Khai bỏo C800x800:
41. Kết quả sau khi khai bỏo xong:
42. 9. Khai bỏo tiết diện phần tử tấm (sàn, vỏch, bản thang): Define > Wall/Slab/Deck Sections
43. 10. Khai bỏo cỏc trường hợp tải tĩnh: Define > Static Load Cases 11. Tạo mụ hỡnh: Chọn chế độ “All stories” Draw > Draw Line Ojects > Draw Lines / Create Column Draw > Draw Area Ojects > Draw Walls (Plan)
44. Draw > Draw Area Ojects > Draw Rectangular Areas Draw > Draw Point Ojects > Mụ hỡnh cột và nỳt được tạo ra: Mụ hỡnh vỏch và lừi cứng được tạo ra:
45. Mụ hỡnh dầm sàn được tạo ra: 12. Vẽ lỗ cửa lừi cứng : Tạo lưới 2’(Y=8.5m), chọn nỳt Edit > Edit grid data > Add grid at select points
46. Chọn cửa sổ thứ 2 > chọn view 2’
47. Chọn lỗ cửa tầng 2 > copy lờn cho cỏc tầng cũn lại Chọn > Edit > Replicate > Story Kết quả:
48. 13. Vẽ cầu thang bộ : Bản thang 1 > chọn view D > vẽ thanh xiờn > hiệu chỉnh thành bản (lệnh Extrude) Chọn dầm xiờn > edit > Extrude lines to areas Tạo lưới C’(X=12.5m) , vẽ bàn thang 2(tương tự bản 1 > view C’)
49. Vẽ bản chiếu nghỉ: Tạo mf tham chiếu (Z=6.8m): Edit > Edit Ref planes Tại cửa sổ plan > refp1 view z=6.8 > vẽ bản chiếu nghỉ CT150 Vẽ dầm thang (z=6.8m) , chỳ ý: nờn khai bỏo DT200x350(để chọn dễ dàng và copy)
50. Chọn bản thang CT150,dầm thang DT200x350 > lệnh Select Edit > Replicate > Story > Tương tự vẽ thang bộ tầng 1(h=5m) 14. Xúa cỏc phần tử thanh, sàn ở múng: View > Set Plan View > Base > Chọn cỏc thanh dầm, sàn > delete 15. Gỏn ràng buộc liờn kết: Chọn phần tử nỳt cần gỏn > Assign > Joint/Point > Restraints
51. 16. Gỏn tải cho phần tử: Chọn thanh dầm biờn > Assign > Frame/Line Loads > Distributed > TT > 10 Chọn tấm > Assign > Shell/Area Loads > Uniform > TT (3.5)/ HT (4) 17. Đặt tờn cho phần tử tấm vỏch: Chọn > Assign > Shell/Area > Pier Label Chọn > Assign > Shell/Area > Spandrel Label
52. Kết quả:
53. 18. Chia nhỏ phần tử: Chọn phần tử tấm sàn, vỏch , ramp > Assign > Shell/Area > Area Oject Mesh Options (Khai bỏo tõm cứng cho sàn > khai bỏo tải trong giú > sẽ trỡnh bày tại lớp ) 19. Giải: Analyze > Run Analysis 20. Thể hiện kết quả nội lực trong thanh, vỏch: Display > Show Member Forces/Stress Diagram >Frame/Pier/Spandrel Forces 21. Xuất kết quả dạng text: File > Print Tables > Analysis Output