BÀI TẬP PHẦN MỀM ETABS

59
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Bài tập 5 KHUNG SÀN HỖN HỢP CÓ CẦU THANG
Nhà BTCT 2 tầng, không đều nhịp. Tầng 1 cao 4m, tầng 2 cao 3m. Bêtông M250. Kích thước tiết
diện: Dầm 200x400 mm; cột 200x300mm; Sàn dày 100mm.
H
ệ dầm sàn vừa có dầm phụ, vừa có dầm chính, có thể chia lưới theo nhiều cách khác nhau, hoặc
không cần chia lưới mà áp dụng chế độ chia lưới tự động kết hợp với ràng buộc biên xử lý chỗ tiếp
giáp giữa những phần tử có nút không trùng nhau.
Mô hình 2 Mô hình 3
Mô hình 1 Mô hình 4
MẶT BẰNG CỘT, DẦM SÀN
60
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Mô hình 1: Chia lưới sàn theo nguyên tắc phần tử hữu hạn như các phần mềm cổ điển. Lưu ý kích
thước các ô sàn khác nhau, và có một số dầm phụ gác vào dầm chính. Chia lưới phải chú ý đến sự
chuyển tiếp, sao cho các phần tử chỉ giao nhau tại nút. Theo cách này thì sàn của 1 tầng nhà có thể
chia thành 184 AREA.
Mô hình 2: M
ỗi ô sàn giới hạn bởi 4 dầm (kể cả dầm phụ) là 1 AREA, các AREA có thể giao nhau
không t
ại nút. Áp dụng chế độ chia lưới AREA tự động và ràng buộc biên của ETABS. Theo cách
này thì sàn của 1 tầng nhà có thể chia thành 7 AREA.
Mô hình 3: Mô hình c
ả 1 tầng nhà chỉ bằng 1 AREA có hình chữ U. Áp dụng chế độ chia lưới
AREA tự động và ràng buộc biên của ETABS.
Mô hình 4: Mô hình cả 1 tầng nhà chỉ bằng 1 AREA có hình chữ nhật được khoét lỗ bởi 1 AREA
khác có đặc trưng (property) là OPENING. Á
p dụng chế độ chia lưới AREA tự động và ràng buộc
biên của ETABS.
Một số nội dung chính:

 Giải 4 mô hình trên khi sàn chịu tải trọng phân bố đều bằng 500 kG/m
2
. Làm lại với SAP
2000, so sánh 4 mô hình của ETABS với nhau và với mô hình của SAP 2000, rút ra những
kết luận bổ ích cho công tác thiết kế nhanh trên ETABS.
 Các khái niệm cần làm quen: chia lưới tự động, ràng buộc theo đường, AREA có nhiều
cạnh không phải tứ giác, ứng dụng của AREA mang đặc trưng “OPENING”
Bước 1: Tạo mô hình
A. Chọn đơn vị
B. Click File menu  New Model
ho
ặc nút .
Choose.edb: Dựng mô hình mới, sử dụng những
thông số từ một file mô hình đã có sẵn.
Default.edb: Dựng mô hình mới từ một file mẫu
mặc định
No: Dựng mô hình mới chưa có sẵn.
61
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Chọn Custom Grid Spacing, chọn Edit Grid  chọn Spacing để thay đổi kích thước nhịp
Bước 2: Định nghĩa vật liệu (Bêtông mác 250 – Cấp độ bền B20)
Click Define menu  Materials…
Hoặc nút
Chọn CONC rồi click
Modify/Show Material…
62
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Bước 3: Định nghĩa tiết diện
- Tiết diện dầm D2040
Click Define menu  Frame Sections …Hoặc nút

Đối với cột:
t
3
= cạnh phương trục X
t
2
= cạnh phương trục Y
63
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Bước 4: Định nghĩa tiết diện sàn
Click Define menu  Wall/Slab/Deck Sections …Hoặc nút . Chọn Add New Slab
Khai báo chiều dày

Membrane (kéo, nén):

Bending (uốn):
Chọn Display Color để gán màu cho tiết diện
Bước 5: Vẽ mặt bằng dầm - cột - sàn
- Vẽ cột bằng biểu tượng trên mặt bằng
- Vẽ dầm bằng biểu tượng trên mặt bằng
- Nhân bản để tạo dầm phụ cầu thang
Chọn dầm nhịp BC cần nhân bản, sau đó vào menu Edit  Replicate  Linear
Bước 6: Nhân bản mô hình  thành 3 mô hình khác
64
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Chọn nút all, sau đó vào menu Edit  Replicate  Linear.
Sau khi nhân bản ta được 4 mô hình như hình vẽ dưới đây:
Bước 7: Gán điều kiện biên ngàm
65
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN

Chuyển cửa sổ mặt bằng xuống BASE. Chọn tất cả
các nút chân cột bằng cửa sổ, rồi vào menu
AssignJoint/PointRestraint (Supports). Hộp
thoại Assign Restraints hiện lên, ta chọn biểu
tượng ng
àm
Bước 8: Vẽ sàn cho các mô hình - Chia lưới các ô sàn
Mô hình 1: Vẽ toàn bộ sàn bằng 7 AREA lớn. Chia lưới thật các ô sàn thành nhiều AREA nhỏ
Chọn ô sàn cần chia lưới, vào Edit  Mesh Area
Mô hình 2: Vẽ toàn bộ sàn bằng 7 AREA lớn. Chia lưới ảo các ô sàn thành nhiều AREA nhỏ
- Chọn các ô sàn cần chia lưới ảo
-
Sau đó vào menu Assign  Shell/Area  Area Object Mesh Options
66
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Chọn chức năng Auto Mesh Object into Structural Elements và chọn chức năng Subdivide là
0.8m như hộp thoại trên
- Sau
đó gán ràng buộc biên để đảm bảo sự tương thích tại chỗ giao nhau giữa 2 sàn, sàn/vách,
vách/vách mà chúng có th
ể được chia lưới không cần trùng nút
- Chọn các ô sàn bằng cửa sổ trên mặt bằng
-
Sau đó vào menu Assign  Shell/Area  Auto Line Constraint
Mô hình 3: Vẽ toàn bộ sàn bằng 1 AREA lớn hình chữ U bằng biểu tượng . Chia lưới ảo các
ô sàn thành nhi
ều AREA nhỏ và gán ràng buộc biên. Cách làm tương tự như mô hình 2
Mô hình 4
:
V

ẽ toàn bộ sàn bằng 1 AREA lớn hình chữ nhật bằng biểu tượng .
V
ẽ ô sàn mang đặc trưng OPENING ở lỗ trống cầu thang
Chia l
ưới ảo các ô sàn thành nhiều AREA nhỏ và gán ràng buộc biên
Cách v
ẽ sàn lỗ trống cầu thang: dùng biểu tượng và chọn Property OPENING
67
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
- Tự động chia ảo dầm, cột tại các vị trí sàn bằng cách chọn Ctrl + A hoặc bấm nút .
- Sau đó vào menu Assign  Frame/Line  Automatic Frame Subdivide
Bước 9: Định nghĩa các trường hợp tải trọng
Bước 10: Gán các trường hợp tải trọng
Bước 11: Định nghĩa tổ hợp tải trọng
Bước 12: Kiểm tra lại sơ đồ hình học và tải trọng
Bước 13: Lưu và giải bài toán
68
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Bài tập 6 KHẢO SÁT TẢI TRỌNG TƯỜNG XÂY TRỰC TIẾP
TRÊN SÀN (TẢI PHÂN BỐ THEO ĐƯỜNG)
Đặt vấn đề
- Thực tế thiết kế thường gặp trường hợp tường xây trực tiếp trên sàn mà không có dầm đỡ
tường. Phần tử tấm vỏ (shell) th
ì lại chỉ cho nhập tải trọng tại nút hoặc trên diện tích.
- Cách xử lý thường thấy: quy tải tường thành tải phân bố đều trên toàn ô sàn để tính cho dễ
và đáp ứng y
êu cầu của phần mềm.
- Nhận xét: rất có thể có sai số thiên về kém an toàn, đặc biệt khi sàn không phải cứng tuyệt
đối để tránh tập trung ứng
suất. Cần tìm phương pháp chính xác hơn để mô tả tải trọng tác

dụng theo 1 đường thẳng trên một mặt.
Tường cách mép phải ô s
àn một khoảng 2m
Trọng lượng tường = 0.6 T/m. Tổng trọng lượng tường = 0.6x4.5 = 2.7 T
MẶT BẰNG CỘT, DẦM SÀN
MÔ HÌNH: nghiên cứu 6 mô hình sau:
 Nhóm mô hình phần tử: chia lưới thủ công, tải tường quy thành tải tập trung trên các nút
c
ủa phần tử sàn (đã được chia nhỏ) mà tường đã đi qua.
Mô hình 1: Ô sàn được mesh thành 30 AREA (6x5). Tường đi qua 6 nút, tải trọng tập trung tại
mỗi nút chịu là = 2.7/6 = 0.45 T
Mô hình 2: Ô sàn được mesh thành 120 AREA (12x10). Tường đi qua 11 nút, tải trọng tập
trung tại mỗi nút chịu là = 2.7/11 T
 Nhóm mô hình đối tượng: cả ô sàn là 1 AREA, gán chế độ chia lưới tự động
Mô hình 3: ô sàn là 1 AREA, Automesh với khoảng cách lưới không quá 1 m. Trọng lượng
tường qui th
ành lực phân bố đều trên diện tích ô sàn là 2.7 / (4.5x6) = 0.1 T/m
2
. Cách làm này
đơn giản  có chính xác không ??
Mô hình 4: ô sàn là 1 AREA, Automesh với khoảng cách lưới không quá 1 m. Mô tả thêm 1
d
ầm chìm (10x10cm) bằng BTCT (theo chiều dày tường và chiều dày sàn). Trọng lượng tường
qui thành lực phân bố đều trên chiều dài dầm chìm là 0.6 T/m
Mô hình 5: giống như mô hình 4, vẫn dùng 1 AREA cho cả ô sàn, nhưng gán Automesh mịn
hơn với khoảng cách lưới không quá 0.5 m. Trọng lượng tường qui th
ành lực phân bố đều trên
chi
ều dài dầm chìm là 0.6 T/m
Mô hình 6: giống như mô hình 4, nhưng không dùng dầm chìm BTCT mà dùng dầm ảo có đặc

trưng là NONE.
Vị trí tường
(không phải dầm)
69
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Một số nội dung chính
 Giải 6 mô hình trên so sánh kết quả: nội lực bản sàn, nội lực dầm, cột, phản lực gối
 Chú ý: tập trung ứng suất không chỉ theo phương có tường mà còn theo phương vuông góc
với tường. Tải tường đổi ra phân bố đều trên toàn sàn cho sai số cả về nội lực bản sàn lẫn
nội lực khung.
 Các khái niệm cần làm quen: chia lưới tự động, tải tập trung, tải phân bố trên thanh dầm ảo.
 Mở rộng bài tập: xét thêm có nhiều tường trên sàn với chiều dài khác nhau. Khảo sát thêm
nhi
ều trường hợp chiều dày sàn và tiết diện dầm/ cột khác nhau để xem ảnh hưởng của độ
cứng sàn/dầm/cột đến sự phân phối nội lực.
Mô hình 1 Mô hình 2 Mô hình 6
Mô hình 3
Mô hình 4
Mô hình 5
70
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
71
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
72
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
73
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Moment khung song song với tường (hình trên) và khung vuông góc với tường (hình dưới)
74
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN

Lực dọc cột
75
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Bài tập 7 HỆ KHUNG SÀN CONG TRÊN MẶT BẰNG
3
0
°
3000
5
0
0
0
4
0
0
0
5
0
0
0
3
0
°
8750 6406
5000 4500 5000
5000 4000 5000
MÔ HÌNH KẾT CẤU
Nhà BTCT 4 tầng. Tầng 1 cao 4m,
mỗi tầng còn lại cao 3.6m. Bêtông
M250. Kích th

ước tiết diện: Dầm
200x400 mm; cột 300x500mm; Sàn
dày 120mm
(1) Tĩnh tải
* Trọng lượng bản thân kết cấu (hệ số vượt tải = 1.1)
* Các lớp hoàn thiện trên sàn: 125 kG/m
2
(sàn 1, 2, 3) và 230 kG/m
2
(sàn mái)
* Tr
ọng lượng tường xây phân bố đều trên dầm tầng 1, 2, 3:
1T/m (d
ầm biên) và 0.5 T/m (dầm giữa)
(2) Hoạt tải sử dụng: 240 kG/m
2
(sàn 1, 2, 3) và 100 kG/m
2
(sàn mái)
(3) Ho
ạt tải gió: TPHCM (W
0
= 83 kG/m
2
), địa hình dạng B
Tải trọng gió
Áp lực gió tĩnh W(z) = n.c.k
t
(z).W
0

(lực/diện tích)
Hệ số k tại độ cao z ứng với địa hình t là:
t
m
g
t
t
z
z
zk
2
844.1)(









Dạng địa hình (t) z
t
g
(m) m
t
A 250 0.070
B 300 0.090
C
400

0.140
MẶT BẰNG CÔNG TRÌNH
76
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Ví dụ: với địa hình dạng B, vùng gió II-A ta có bảng tính áp lực gió tĩnh như sau:
Tầng Độ cao z(m) k W
đón
(T/m
2
)
W
hút
(T/m
2
)
W
đ
(T/m)
W
h
(T/m)
1 4 0.848 0.068 0.051 0.257 0.193
2 7.6 0.952 0.076 0.057 0.273 0.205
3 11.2 1.020 0.081 0.061 0.293 0.220
4 14.8 1.073 0.085 0.064 0.154 0.115
Đối với bài tập này, ta xác định tải trọng gió bằng cách đưa về phân bố đều tác dụng lên dầm biên
các t
ầng
Bước 1: Tạo mô hình
A. Chọn đơn vị

B. Click File menu  New Model hoặc nút Chọn No trong hộp thoại New Model
Initiazation
Hộp thoại Building Plan Grid System and Story
Data Definition
hiện ra
Bấm chọn Custom Grid Spacing và chọn nút Edit Grid trong hộp thoại Building Plan Grid
System and Story Data Definition.
Chỉnh lại các thông số về đường lưới trong hộp thoại Define
Grid Data như
sau
77
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
- Nhấn OK để thoát khỏi hộp thoại Building Plan Grid System and Story Data Definition.
- Nhấn vào Custom Story Data và chọn Edit Story Data trong hộp thoại Building Plan Grid
System and Story Data Definition
- Hộp thoại Story Data hiện ra, điền vào hộp thoại này như sau:
- Nhấn OK để thoát khỏi hộp thoại Story Data
- Nhấn OK để thoát khỏi hộp thoại Building Plan Grid System and Story Data Definition
78
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Bước 2: Định nghĩa vật liệu (Bêtông mác 250)
Click Define menu  Materials…
Hoặc nút
Chọn CONC rồi click
Modify/Show Material…
- Khai báo vật liệu bê tông mác 250 như trong hộp
thoại Material Property Data dưới đây. Các số liệu
trong mục Design Property Data là cường độ của bê
tông, c
ủa thép. Các giá trị này sẽ dùng cho thiết kế cốt

thép.
-
Các cường độ bê tông, thép phải phù hợp với:
+ Tiêu chuẩn thiết kế dùng để thiết kế cốt thép
+ Mác bê tông
+ M
ẫu thí nghiệm hình lập phương hay hình lăng trụ
(phải phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế)
79
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Bước 3: Định nghĩa tiết diện
- Tiết diện dầm D2040
Click Define menu  Frame Sections …
Hoặc nút
- Tiết diện cột C3050: Tương tự, ta định nghĩa tiết diện cột C3050
Đối với dầm: t
3
= chiều cao, t
2
= chiều rộng
Đối với cột: t
3
= cạnh phương X, t
2
= cạnh phương Y
Bước 4: Định nghĩa tiết diện sàn
SÀN: Click Define menu  Wall/Slab/Deck Sections …Hoặc nút . Chọn Add New Slab
80
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Khai báo chiều dày sàn

Membrane (kéo, nén):
Bending (u
ốn):
Bước 5: Vẽ mặt bằng dầm - cột - sàn
Sử dụng các biểu tượng dưới đây để vẽ các phần tử kết cấu: sàn, dầm, cột, vách …
Chuyển đổi chế độ chọn/chế độ vẽ
(phím ESC)
Reshape –
điều chỉnh hình vẽ trên màn
hình
V
ẽ thanh (trên mặt bằng, mặt cắt, 3D)
Vẽ thanh theo đường lưới
Vẽ nhanh cột trên mặt bằng
Vẽ dầm phụ
Vẽ sàn hình đa giác
Vẽ sàn hình chữ nhật (2 nút đối diện)
Vẽ nhanh sàn hình chữ nhật theo đường
lưới
Vẽ vách cứng trên mặt bằng
Vẽ nhanh vách cứng trên mặt bằng
Vẽ cửa số Window
Vẽ cửa Doors
Lưu ý: Chọn chế độ khi vẽ sàn, dầm, cột các tầng
Vẽ mặt bằng dầm (Tầng 1)
Click vào biểu tượng hoặc
Vẽ mặt bằng cột (Tầng 1)
Click biểu tượng vẽ cột trên mặt bằng
Lưu ý
81

THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
+ Khác với SAP 2000, trong ETABS chúng ta không nhất thiết phải vẽ từng đoạn dầm nhỏ,
chúng ta chỉ bắt buộc phải chia nhỏ khi có tiết diện thay đổi
+ Giống như SAP 2000, trong ETABS việc vẽ phần tử Frame từ trái qua phải hay từ phải sang
trái sẽ làm thay đổi hệ tọa độ địa phương của phần tử Frame
Kích vào biểu tượng Set Building View Options , sau đó chỉnh View by Colors of Sections và
Special Effects như hình vẽ.

 Vẽ mặt bằng sàn
Sử dụng chức năng để vẽ sàn qua các đỉnh của một đa giác. Chọn tiết diện sàn SAN 120 trong
thu
ộc tính Property của hộp thoại Properties of Object. Sau đó vẽ qua các đỉnh của đa giác
82
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Bước 6: Thiết lập hệ tọa độ trụ
Vào menu
Edit

Edit Grid Data

Edit
Grid  Add New System. Chọn hệ tọa độ trụ
(Cylindrical), nhập các thông số như hình vẽ:
83
THỰC HÀNH ETABS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU – Ths VÕ MINH THIỆN
Sau đó bấm vào nút Edit Grid. Chỉnh lại cột Spacing trong X Grid Data như hình dưới
Trong hộp thoại Define Grid Data, bấm vào nút Locate System Origin, hộp thoại Locate System
Origin
hiện lên, nhập các thông số vào hộp thoại như hình sau
- Nhấn OK để thoát khỏi tất cả các hộp thoại. Ta được hệ lưới

như h
ình vẽ sau