Hướng dẫn tính toán móng băng trong ETAB

Mơ hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB

GVHD: Nguyễn Thanh Tú 1

ĐỀ BÀI
Móng băng của một chung cư 4 tầng hành lang giữa có chiều dài L= 19,6m, còn
tiết diện, kích thước móng băng và tải trọng cụ thể như hình sau:

Móng băng này được tính toán với quan niệm dầm trên nền đàn hồi Winkler và giả
sử có trước hệ số nền K = 540 T/m3
Bước 1: Chọn số lượng lò xo, và tính độ cứng của các lò xo:
Bài toán mô phỏng nền đàn hồi với 65 lò xo và móng được chia thành 64 phần tử
(đoạn) như hình vẽ trên: (Hình vẽ chỉ vẽ một nửa móng, vì đây là móng đối xứng)

Quy đổi hệ số nền K0 = 540 T/m3 về độ cứng của các lò xo ta tính toán như sau:
Hình vẽ dưới đây thể hiện mặt đất tại bề mặt đáy của móng băng

Mơ hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB

GVHD: Nguyễn Thanh Tú 2

Từ đó ta quan niệm rằng:
+ Lò xo số 1 đại diện cho vùng đất có diện tích A1 = 1.5 x 0.1625
+ Lò xo số 2 đại diện cho vùng đất A2 = 1.5 x 0.325
+ Tương tự cho các lò xo số 3 và số 4 …v v…
Như vậy độ cứng của các lò xo sẽ là:
K1= K65 = K0 x A1= 540 x (1.5 x 0.1625) ≅ 132 T/m
K2 = K3 = K4 = K30 = K31 = K32 = K33 = 540 x(1.5 x 0.325) ≅ 264 T/m
K
5
= K

29
= K
0
x A
5
= 540 x[1.5 x (0.325/2+0.3/2)] ≅ 253 T/m
K6 = K7 = K8=…=K28= 540 x (1.5 x 0.3) = 243 T/m
Do tính đối xứng nên độ cứng các lò xo của một nửa móng băng còn lại tính tương
tự.
Bước 2: Quy đổi moment quán tính tiết diện móng băng về tiết diện chữ nhật:
Đầu tiên tìm trọng tâm theo nguyên tắc cân bằng moment tónh:

Moment tónh của các tiết diện nhỏ lấy đối với trục nằm ở đáy móng băng :
S1= 300 x 700 x 700/2 = 735x105 mm3
S2 = [(600 x 300)/2]x (200 + 300/3) = 270x105 mm3
S3 = 600 x 200 x 200/2 = 120x105 mm3
Như vậy moment tónh của tiết diện móng băng này là:
S = S1 + 2S2 + 2S3 = 1515x105 mm3
Diện tích của tiết diện móng băng:
A= 300x700 + 2x600x200 + 2x(600x300/2) = 6.3x105 mm2
Vậy chiều cao trọng tâm tính từ đáy của móng băng là:
y = S/A = 1545/6.3 ≅ 240.5 mm ≅ 24 cm
Từ đây moment quán tính của tiết diện móng băng sẽ là:
Moment quán tính của tiết diện số 1 đối với trục đi qua trọng tâm móng:
J1 = J01 + (yc1)2. F1 = 30x 703/12 + (70/2 - 24.5)2x30x70 = 1089025 cm4.
Tương tự:
J2 = J02 + (yc2)2. F2 = 60x303/36 + (30 - 24.5)2x60x30/2 = 72225 cm4.
J3 = J03 + (yc3)2. F3 = 60x203/12 + (10 - 24.5)2x60x20 = 292300 cm4.
⇒ J = J1 +2J2 + 2.J3 =1089025 + 2x72225 + 2x292300 = 1818075 cm4.
Quy đổi về tiết diện hình chữ nhật có cùng moment quán tính:

Mơ hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB

GVHD: Nguyễn Thanh Tú 3

Hình chữ nhật lấy chiều cao H = 0.7 m (cùng chiều cao móng)
⇒ b = 12x1818075/(70)3 =63.6 cm ≅ 64 cm
MÔ HÌNH BẰNG ETAB
1. Tạo lưới:
Khởi động ETAB, hiệu chỉnh đơn vò

Khởi tạo mô hình:
Chọn File → New model hoặc click

Choose.edb: Tạo một mơ hình mới, sử dụng các định nghĩa có sẵn trong 1 file Etabs trước đây,
chứa trong một thư mục nào đó.
Default.edb: Tạo một mơ hình mới, sử dụng các định nghĩa có sẵn trong 1 file Etabs trước đây,
chứa trong thư mục chứa file.exe của Etabs
No: Khởi tạo một mơ hình mới, sử dụng các định nghĩa của Etabs (ta sẽ tự định nghĩa lại)

Mụ hỡnh múng bng trờn nn n hi bng ETAB

GVHD: Nguyn Thanh Tỳ 4

Hiu chnh ủng li coự th voõ Edit Edit Gird Data Edit gird Modify/Show
System
Hiu chnh chiu cao tng coự th voõ: EditEdit Story Data Edit Story.
2. c trng vt liu
Chn Define Material Properties hoc nhp chut vaứo biu tng

3. c trng tit din
Tit din dm
Chn Define Frame Section hoc nhp chut vaứo biu tng





4. Moõ hỡnh caực phn t
Mụ hỡnh phn t dm
Chn ch ủ
Duứng Draw > Draw Line Objects > Draw Lines (Plan, Elve, 3D) hoc click chn
hoc ủ v dm.

Mô hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB

GVHD: Nguyễn Thanh Tú 5


Chia nhỏ caùc phần tử dầm:
 Chọn 2 dầm bieân (dầm coù chiều daøi 1.3m)
Edit→ Divide Line

 Thực hiện tương tự: chia 2 dầm coù chiều daøi 7.2m thaønh 24 phần tử bằng nhau,
dầm daøi 2.6m thaønh 8 phần tử bằng nhau.

5. Khai baùo tải trọng
Define →Static Load Cases hoặc nhấp chuột vaøo

6. Khai baùo tổ hợp tải trọng:
Define → Load Combinations hoặc nhấp chuột vaøo
Mơ hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB

GVHD: Nguyễn Thanh Tú 6






7. Gán tải trọng tác dụng:
Tải trọng tác dụng
Tĩnh tải:
Giả sử ta chọn độ sâu chôn móng là 1.5m. Chọn γtb =22 kN/m
3
.
Như vậy áp lực phân bố do trọng lượng bản thân móng và lớp đất nằm trên móng
là: p = 22 x 1.5 = 33 kN/m
2

Nhân cho bề rộng móng ta có tải phân bố trên một đơn vò chiều dài:
q = 33 x 1.5 = 49.5 kN/m
Chọn tất cả các dầm:
Assign → Frame/Line Loads →Distributed

Hoạt tải :
Như yêu cầu đđề.
Chọn nút cần gán tải trọng:

Assign→ Joint/ Point Loads →Force
Mơ hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB

GVHD: Nguyễn Thanh Tú 7


8. Khai báo số mặt cắt đưa ra kết quả nội lực
Hiển thị tất cả các phần tử. chọn all để chọn tất cả các đối tượng đường
Assign → Frame/Line →Frame Output Station

9. Đánh lại nhãn (label) của các đối tượng
Chọn all, Edit →Auto Relabel all →OK
10. Khai báo liên kết với đất:
Gán lò xo cho các nút:
Cho hiện tất cả các nút

Mơ hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB

GVHD: Nguyễn Thanh Tú 8


Chọn nút 1, 65
Chọn Assign→ Joint/Point→ Point Springs

Tương tự cho các nút còn lại
Những nút có cùng độ cứng lò xo ta có thể chọn theo kiểu Window cho nhanh
K2 = K3 = K4 = K30 = K31 = K32 = K33 = K34 = K35 = K36 = K62 = K63 = K64 ≅ 2640 kN/m
K5 = K29 = K37 = K61 ≅ 2530 kN/m
K6 = K7 = K8=…=K28 = K38 = K39=…=K60 = 2430 kN/m
Gán liên kết với đất

Chọn tất cả các nút
Chọn Assign→ Joint/Point→ Restrains (Support)


Mô hình móng băng trên nền đàn hồi bằng ETAB

GVHD: Nguyễn Thanh Tú 9

11. Khai baùo soá bậc tự do của dao ñộng
Click menu Analyze > Set Analysis Options … > hộp thoại Analysis Options xuất hiện

12. Giải bài toán
Anylyze → Run analysis hoặc nhấn F5