TỔNG QUAN VỀ ETABS

Chia sẻ: Duong Manh Tien | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

351
lượt xem 91
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong những năm gần đây tốc độ phát triển cơ sở hạ tầng tại các thành phố lớn như Hà Nội, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh,… tăng mạnh. Trong đó phải đặc biệt kể đến việc xây dựng mới các chung cư, cao ốc, văn phòng với số tầng khá lớn. Điển hình ở Hà Nội, tại các khu đô thị mới như Linh Đàm, Mỹ Đình, Mễ Trì, Nam Trung Yên, Định Công, … việc xây dựng các chung cư từ 11 tầng đến 18 tầng là phổ biến....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: TỔNG QUAN VỀ ETABS

TỔNG QUAN VỀ ETABS Giới thiệu chung I. II. Etabs Trong những năm gần đây tốc độ phát triển cơ sở hạ tầng tại các thành ph ố l ớn như Hà Nội, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh,… tăng mạnh. Trong đó ph ải đ ặc bi ệt k ể đ ến vi ệc xây d ựng m ới các chung cư, cao ốc, văn phòng với số tầng khá lớn. Điển hình ở Hà N ội, t ại các khu đô th ị m ới như Linh Đàm, Mỹ Đình, Mễ Trì, Nam Trung Yên, Định Công, … vi ệc xây d ựng các chung c ư từ 11 tầng đến 18 tầng là phổ biến. Trong những năm tới đây đ ể đáp ứng nhu c ầu th ực t ế c ủa đ ất n ư ớc sẽ còn nhiều các công trình cao tầng lớn hơn đ ược xây dựng tại Hà Nội và các thành phố, tỉnh thành ở Việt Nam. Cùng với sự phát triển và xây dựng mới nhà cao tầng, đáp ứng nhu cầu tính toán trong th ực t ế, chương này sẽ cung cấp cho sinh viên các ki ến thức cơ bản liên quan đ ến công ngh ệ tính toán và thiết kế kết cấu nhà cao bằng cách sử dụng phần mềm Etabs. So sánh thời gian tính toán công trình sau bằng cách sử dụng 2 phần m ềm Sap và Etabs, thì làm trong Etabs bạn chỉ mất một nửa thời gian. Figure 1 : Mô hình 3D khu chung cư cao tầng
Figure 2: Mặt bằng kết cấu điển hình Ra đời từ đầu những năm 70, ETABS (Extended 3D Analysis of Building Systems) là ph ần mềm kết cấu chuyên dụng trong tính toán và thi ết kế nhà cao t ầng. ETABS có xu ất x ứ t ừ tr ường Đại học Berkeley (Mỹ) và cùng họ với SAP 2000. Điểm n ổi bật của ETABS ở đây mà các ph ần mềm kết cấu khác (SAP 2000, STAAD III/PRO) không có như: - ETABS là phần mềm kết cấu chuyên dụng trong tính toán và thiết kế nhà cao tầng. - Giao diện được tích hợp hoàn toàn với môi trường Windows 95/98/NT/2000/XP, các chức năng gần tương nhự như Sap2000. - Tất cả các thao tác được thực hiện trên màn hình đồ hoạ thân thiện. - Tính năng vượt trội trong vào số liệu, chỉnh sửa và sao chép dễ dàng, thuận tiện theo khái niệm tầng tương tự. - Tối ưu mô hình hoá nhà nhiều tầng. Có thể mô hình các dạng kết cấu nhà cao tầng: Hệ kết cấu dầm, sàn, cột, vách toàn khối; Hệ kết cấu dầm, cột, sàn lắp ghép, lõi toàn khối… - Nhiều tiện ích để xây dựng sơ đồ kết cấu : dầm, sàn, cột, vách trên mặt bằng hoặc mặt đứng công trình bằng các công cụ mô hình đặc biệt. - Kích thước chính xác với hệ lưới và các lựa chọn bắt điểm giống AutoCAD. Đặc biệt là hệ trục định vị mặt bằng kết cấu. - Xuất và nhập sơ đồ hình học từ môi trờng AutoCAD (file *.DXF). Đặc biệt thuân lợi với khái niệm tầng.
- Tự động tính toán tải trọng cho các kiểu tải sau: tải trọng bản thân, gió tĩnh, động đất theo tiêu chuẩn UBC, BS8110, BOCA96, hàm tải trọng phổ (Response Spectrum Function), hàm tải trọng đáp ứng theo thời gian (Time History Function)… - Tự động xác định khối lượng và trọng lượng các tầng. - Tự động xác định tâm hình học, tâm cứng và tâm khối lượng công trình. - Tự động xác định chu kì và tần số dao động riêng theo hai phương pháp Eigen Vectors và Ritz Vectors theo mô hình kết cấu không gian thực tế của công trình. - Có thể can thiệp và áp dụng các tiêu chuẩn tải trọng khác như: tải trọng gió động theo TCVN 2737-95, tải trọng động đất theo dự thảo tiêu chuẩn tính động đất Việt Nam hoặc tải trọng động đất theo tiêu chuẩn Nga (SNIPII-87 hoặc SNIPII-95). - Thời gian thực hiện phân tích, tính toán công trình giảm một cách đáng kể so với các chư- ơng trình tính kết cấu khác. - Đặc biệt việc kết xuất kết quả tính toán một cách rõ ràng, khoa học giúp cho việc thiết kế, kiểm tra cấu kiện một cách nhanh chóng, chính xác. - Thiết kế và kiểm tra cấu kiện dầm, sàn, cột, vách theo các tiêu chuẩn: ACI318-99, UBC97, BS8110-89, EUROCODE 2-1992, INDIAN IS 456-2000, CSA-A23.3-94 … Trong đó: cấu kiện dầm tính ra đến diện tích thép Fa, cấu kiện cột tính ra đến diện tích thép Fa (có thể thực hiện bài toán thiết kế hoặc kiểm tra cấu kiện cột), cấu kiện vách tính ra đến diện tích thép Fa theo tiêu chuẩn ACI318-99, UBC97, BS8110 (có thể thực hiện bài toán thiết kế hoặc kiểm tra cấu kiện vách). - Thiết lập một cách nhanh chóng, chính xác, ngắn gọn thuyết minh tính toán công trình. - Kết xuất dữ liệu ra các môi trường khác như: SAP 2000, SAFE, AUTOCAD, ACCESS, WORD, NOTEPAD. III. Mục đích Ví Etabs và Sap2000 đều là sản phẩm của cùng một hang CSI, do vậy giao di ện và cách th ức tiếp cận giống nhau. Phần này chỉ cung cấp những khái ni ệm m ới ch ưa t ừng có trong Sap2000. V ới mục đích giúp sinh viên tự nghiên cứu về phần mềm nổi tiếng và không kém phần quan trọng này. Giao diện IV.
Quy trình tính toán và các điểm nổi bật V. Phần này xin giới thiệu chi tiết một số điểm nổi bật của Etabs, dựa trên phiên bản Etabs 8.5 Đơn vị tính toán VI. Giống như Sap, việc đầu tiên khi lập sơ đồ kết cấu là bạn phải chọn đơn vị tương thích. VII. Vẽ sơ đồ hình học 1.1. Nhập sơ đồ hình học từ AutoCAD Với khái niệm tầng (story), khác với sap, etabs cho phép ta có th ể import m ặt bằng k ết c ấu từng tầng một. Để nhập sơ đồ hình học kết cấu từ AutoCAD ta làm theo 2 bước - Import hệ lưới - Import sơ đồ mặt bằng kết cấu từng tầng một. Chi tiết xem ví dụ phần nhập sơ đồ kết cấu từ AutoCAD. 1.2. Tạo dựng hệ lưới mới và chỉnh sửa hệ lưới Khi bạn quyết định bắt đầu tạo dựng sơ đồ kết cấu từ vi ệc tạo lưới, hoặc ch ỉnh sửa, bạn cần phân biết 2 khái niệm sau : - Trục chính (Primary Line) : là trục sẽ hiển thị tên trục và có thể View mặt cắt qua trục này (xem phần view trình bày ở mục sau) - Trục phụ (Secondary Line) : là trục phụ, phục vụ cho việc vẽ các phần tử một cách dễ dàng hơn.
1.3. Công cụ vẽ đặc biệt Chức năng vẽ cột Đặc biệt hơn sap, Sap phân chia rõ rang 2 khái ni ệm dầm và c ột. Chúng ta có th ể v ẽ c ột d ựa trên mặt bằng từng tầng bằng cách pick từng điểm trên mặt bằng kết cấu (nơi có cột). Các bước làm, chuyển về mặt bằng cần vẽ cột. Ví dụ chúng ta chọn tầng 1. Menu ViewSet Plan view Sau đó bạn chọn : trên menu bar hoặc trên toolbar như sau
Chức năng vẽ vách Việc vẽ vánh cũng tương tự như cột, ta có thể vẽ trên mặt bằng kết cấu t ừng t ầng (plan 1,2, ….) Chú ý : không cần chia vách như sap2000
Sap phân vách làm hai loại : Figure 3: Hình vẽ lồng thang máy - Pier là các vách chịu lực chính - Spandrel là các thanh giằng ngang. 1.4. Mô hình sàn tuyệt đối cứng Có 2 cách : - Cách 1 : làm như sap2000, Chọn các nút của một tầng  Menu assignJoint/pointRigid diaphragm… - Cách 2 : Chọn các sàn (area) của tầng cần gán diaphragm  Menu assignshell/area Rigid diaphragm…
Bạn chỉ cần chọn 1 trong 2 phương pháp trên, về mặt bản chất, phương pháp 2 sẽ t ự quy v ề phương pháp 1. 1.5. Tự chia nhỏ dầm sàn Không cần chia nhỏ dầm sàn, tự động chia nhỏ trong quá trình tính toán Đối với Frame, bạn chọn các frame cần gán Menu AssignFrame/LineAutomatic Frame Subdivide… Đối với Area, bạn chọn các frame cần gán Menu AssignShell/AreaArea Object Mesh Options…
Chú ý : - 2 thao tác trên sẽ làm cho công việc vẽ sơ đồ kết cấu của bạn trở nên hết sức đơn giản và nhẹ nhàng. - Tự động chịa nhỏ dầm, sàn đã có từ rất đối với Etabs. Đối với Sap đến tận phiên bản 8.3 mới đưa vào một cách chính thức. 1.6. Chức năng Similar Stories Similar Stories : Tầng tương tự nhau, chức năng này cho phép người l ập mô hình có th ể ch ỉnh sửa (tải trọng, mô hình) một tầng điển hình, các tầng tương tự với tầng điển hình sẽ thay đổi theo. One Story : thao tác trên một tầng. All stories : thao tác trên một tầng nhưng có tác dụng trên tất cả các tầng. Muốn sử dụng chức năng này, trước hết ta phải định nghĩa t ầng đi ển hình chính (Master story). Một công trình có thể có nhiều tầng điển hình chính. Sau đó ta khai báo các t ầng t ương t ự (Similar story) giống Master story. Ví dụ như hình vẽ dưới đây, tầng 2 là t ầng chính (master story) còn các tầng 314 là tầng tương tự (similar story). Về cơ bản Similar story và master story không khác nhau gì chỉ khác nhau ở tên gọi mà thôi. Cách khai báo nh ư sau : Menu Edit Edit story dataEdit story.
VIII. View… 1.1. Quan sát theo tầng Nhờ có khái niệm tầng, Etabs cho phép ta quan sát sơ đồ kết cấu theo mặt bằng từng tầng - Menu : ViewSet Plan view - Tool bar : 1.2. Quan sát theo mặt cắt qua trục chính - Menu : ViewSet Plan view
- Tool bar : 1.3. View Options - Menu : ViewSet Building View Options Nhập tải trọng IX. 1.1. Trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng Về cơ bản giống Sap200 1.2. Nhập tải trọng Tải trọng bản thân và các tải trọng các về cơ bản giống sap2000 1.3. Nhập tải trọng gió theo TCVN Phương pháp cổ điển dùng được cả cho Sap và Etabs - Nhập tải gió vào dầm - Nhập tải gió vào cột. Phương pháp nhập tải gió vào tâm cứng của tầng - Tính toán tải trọng gió đặt vào từng tầng (đơn vị T, Kg,…) - Menu DefineStatic Load Case
Trên hình vẽ trên : - Gió theo phương X (GX), gió theo phương Y (GY) được tính theo TCVN - Động đất theo phương X (DDX), Y (DDY) được tính theo TC UBC 97. Để nhập tải trọng gió đã tính theo TCVN. - Đầu tiên bạn phải đảm bảo rằng, mỗi tầng là một diaphragm. - Trên phần Load GX (như hình vẽ) bạn chọn User Defined (trong mục Auto Lateral Load)Nhấn vào nút  nhấn vào nút . Sau đó nhập các giá trị gió đã tính đc theo phương X vào cột FX của bảng sau : - Tương tự như thế đối với gió y (GY) bạn nhập vào giá trị tải gió theo phương Y vào cột Fy
- Khi nhập tải trọng vào tâm cứng, tải trọng sẽ đc phân phối lại theo độ cứng của các khung, các phần tử trong quá trình tính toán. Tính toán tần số dao động riêng X. 1.1. khai báo khối lượng tham gia Để khai báo khối lượng tham gia vào việc tính toán dao động riêng của công trình, ta vào menu Define Mass Suorce… Theo TCVN ta sẽ lấy tĩnh tải và 0.5 họat tải 1.2. Khai báo tính toán dao động riêng Giống Sap2000 Chức năng chek model XI. Quá trình phân tích tính toán đối với bài toán phần tử hữu hạn tốn rất nhiều thời gian, đặc bi ệt đối với công trình cao tầng. Etabs cung cấp thêm chức năng check model giúp người lập mô hình có thể kiểm tra lại mô hình trước khi thực hiện quá trình phân tích tính toán. Phương pháp : Menu Analyze  Check Model
Line check : Kiểm tra đường thẳng (dầm, cột) - Line Overlaps : kiểm tra sự chồng chéo, sự gối lên nhau của các đường thẳng. - Line intersections within tolerance : Kiểm tra sự giao nhau của các đường thẳng với dung sai cho trước. Nếu 2 đường thẳng quá gần nhau (trong dung sai) thì Etabs sẽ báo. (ví dụ : đoạn thẳng 2 quá gần đoạn thẳng 1 và 3) - Line intersection with area edges: Kiểm tra sự trùng khít nhau của đường biên các kết cấu tấm vỏ và các đường thẳng sát với đường biên đó. Ví dụ sự trùng khít nhau của đường bao sàn và dầm đỡ sàn đó. Lỗi như sau : - Point check : Kiểm tra điểm - Points/Points within tolerance : Kiểm tra sự gần nhau của các điểm trong dung sai cho phép. - Points/Lines within tolerance : kiểm tra sự gần nhau của điểm đối với đường thẳng trong dung sai cho phép.
- Points/Areas within tolerance : kiểm tra sự gần nhau của điểm đối với đường thẳng trong dung sai cho phép. Area checks : kiểm tra tấm - Area overlaps : Kiểm tra sự chồng chéo, sự gối lên nhau của các tấm. Tolerance for checks : dung sai kiểm tra Check meshing for all stories : Kiểm tra sự chia nhỏ (tự động chia nh ỏ c ủa line và area) cho t ất cả các tầng. Check loading for all stories : Chú ý : - Về cơ bản ta nên kiểm tra tất cả (đánh dấu tất cả các check box) - Khi có lỗi, trong từng lỗi đều có tọa độ điểm bị lỗi, ta nên tìm đến tọa độ điểm đó (dựa vào tọa độ con chuột ta có thể tìm đc toạ độ điểm bị lỗi) và tiến hành sửa từng lỗi một. - Khi có lỗi, nên copy tất cả các lỗi và ghi ra một file dạng *.txt ( File của NotePad). Mục đích để nhớ và sửa từng lỗi một. Ví dụ : STORY2, B72 & B38 are too close.[-.0804]. Check at (14.12,4.375,7.2) STORY2, B21 & B67 are too close.[-.0891]. Check at (7.083,7.911,7.2) STORY2, F13 & B12 are too close.[-.0545]. Check at (0,4.545,7.2) STORY2, F13 & B17 are parallel and too close.[ .0545]. Check at (-0.055,7.913,7.2) STORY2, F13 & B18 are parallel and too close.[ .0545]. Check at (-0.055,7.913,7.2) STORY2, F13 & B16 are parallel and too close.[ .0545]. Check at (-0.055,4.458,7.2) STORY2, F13 & B17 are parallel and too close.[ .0545]. Check at (-0.055,4.458,7.2) STORY2, F13 & B18 are parallel and too close.[ .0545]. Check at (-0.055,4.458,7.2) STORY2, F13 & B48 are too close.[-.0545]. Check at (0,1.8,7.2) STORY2, F13 & B16 are too close.[ .0872]. Check at (0,1.8,7.2) STORY2, F13 & B17 are too close.[-.0872]. Check at (0,1.8,7.2) STORY2, F13 & B48 are parallel and too close.[ .0872]. Check at (-0.055,1.713,7.2) STORY2, F13 & B49 are parallel and too close.[ .0872]. Check at (-0.055,1.713,7.2) STORY2, F13 & B56 are too close.[-.0545]. Check at (3.165,1.713,7.2) STORY2, F13 & B12 are too close.[-.0872]. Check at (3.165,4.458,7.2) STORY2, F13 & B48 are too close.[ .0545]. Check at (3.22,1.8,7.2) STORY2, F13 & B49 are too close.[-.0545]. Check at (3.22,1.8,7.2) STORY2, F13 & B54 are parallel and too close.[ .0545]. Check at (3.165,1.713,7.2) STORY2, F13 & B55 are parallel and too close.[ .0545]. Check at (3.165,1.713,7.2) STORY2, F13 & B56 are parallel and too close.[ .0545]. Check at (3.165,1.713,7.2) STORY2, F13 & B12 are too close.[ .0545]. Check at (3.22,4.545,7.2) STORY2, F13 & B19 are too close.[-.0872]. Check at (3.165,7.913,7.2) STORY2, F13 & B54 are parallel and too close.[ .0545]. Check at (3.165,4.458,7.2) STORY2, F13 & B55 are parallel and too close.[ .0545]. Check at (3.165,4.458,7.2) STORY2, F13 & B18 are too close.[ .0872]. Check at (0,8,7.2) STORY2, F13 & B19 are parallel and too close.[ .0872]. Check at (3.165,7.913,7.2) STORY2, F13 & B20 are parallel and too close.[ .0872]. Check at (3.165,7.913,7.2) STORY2, F13 & B54 are too close.[-.0545]. Check at (3.165,7.913,7.2) STORY2, F5 & B67 are too close.[-.0891]. Check at (7.083,7.911,7.2) STORY2, F6 & B72 are too close.[-.0804]. Check at (14.12,4.375,7.2) STORY2, F7 & B72 are too close.[-.0804]. Check at (14.12,4.375,7.2) STORY2, F7 & B72 are parallel and too close.[ .0575]. Check at (14.2,4.43,7.2) STORY2, F12 & B72 are parallel and too close.[ .0575]. Check at (11,4.43,7.2) STORY2, 13 & 151 are too close. Check at (7.07,8,7.2)
STORY2, 17 & 154 are too close. Check at (11,4.43,7.2) STORY2, 18 & 155 are too close. Check at (14.2,4.43,7.2) STORY2, 145 & B18 are too close. Check at (-0.055,7.913,7.2) STORY2, 146 & B17 are too close. Check at (-0.055,4.458,7.2) STORY2, 147 & B16 are too close. Check at (-0.055,1.713,7.2) STORY2, 148 & B48 are too close. Check at (3.165,1.713,7.2) STORY2, 148 & B56 are too close. Check at (3.165,1.713,7.2) STORY2, 149 & B12 are too close. Check at (3.165,4.458,7.2) STORY2, 149 & B55 are too close. Check at (3.165,4.458,7.2) STORY2, 150 & B19 are too close. Check at (3.165,7.913,7.2) STORY2, 150 & B54 are too close. Check at (3.165,7.913,7.2) STORY2, 151 & B21 are too close. Check at (7.083,7.911,7.2) STORY2, 155 & B38 are too close. Check at (14.12,4.375,7.2) STORY2, 1 & F13 are too close. Check at (0,8,7.2) STORY2, 16 & F13 are too close. Check at (0,1.8,7.2) STORY2, 16 & F13 are too close. Check at (0,1.8,7.2) STORY2, 21 & F13 are too close. Check at (3.22,4.545,7.2) STORY2, 22 & F13 are too close. Check at (0,4.545,7.2) STORY2, 23 & F13 are too close. Check at (3.22,1.8,7.2) STORY2, 147 & F2 are too close. Check at (-0.055,1.713,7.2) STORY2, 148 & F2 are too close. Check at (3.165,1.713,7.2) STORY2, 149 & F5 are too close. Check at (3.165,4.458,7.2) STORY2, 150 & F5 are too close. Check at (3.165,7.913,7.2) STORY2, 151 & F5 are too close. Check at (7.083,7.911,7.2) STORY2, 155 & F6 are too close. Check at (14.12,4.375,7.2) STORY2, 155 & F7 are too close. Check at (14.12,4.375,7.2) STORY2, 155 & F7 are too close. Check at (14.12,4.375,7.2) STORY2, 155 & F12 are too close. Check at (14.12,4.375,7.2) STORY2, F13 & F2 are too close. Check at (-0.055,7.913,7.2) Check Selected Objects. XII. Các bảng của Etabs. XIII. Diaphram Mass Data - MassX, MassY Khối lượng dùng để tính tải trọng động đất và gió đọng - XCM, YCM : X center mass và Y center mass, là tọa độ tâm khối lượng (Center of gravity) XIV. Pier forces - Nội lực của vách quy đổi tại tâm khối lượng (center of gravity) - Sử dụng bảng này cùng với Section Design để tính tải tác dụng lên tâm đài móng. XV. SD Section Properties : - Bảng các thông số tiết diện vách, nên kiểm tra lại bảng này trước khi thực hiện bài toán kiểm tra vách