t08 rc design, staad pro sample guideline

8

การออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก

เนื้อหาท่ีจะกลาวถึงในบทนี ้

สรางโมเดล RC Frame

กําหนดรายการน้ําหนักบรรทุก

กําหนดพารามิเตอร

คําสั่งออกแบบ

ผลการออกแบบ

ออกแบบฐานรากใน STAAD.etc | Component Design

ออกแบบองคอาคารโดยใช RC Designer

RC Designer | Beam Design

RC Designer | Column Design

STAAD.Pro : Concrete Design 8 - 1

สรางโมเดล RC Frame

ในบทนี้จะกลาวถึงการออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็ก โดยใชโมเดลดังแสดงในรูปขางลางรับน้ําหนักบรรทุกคงที่ น้ําหนักบรรทุกจร และแรงลม

1 ton

2 ton

1 ton

6 m6 m

6 m

4 m

Z

Y

X

1 ton

2 ton

1 ton

6 m6 m

6 m

4 m

Z

Y

X

เร่ิมสรางโมเดลใหม เลือกโครงสรางแบบ Space ตั้งช่ือไฟลวา RCFrame เลือกหนวยความยาว Meter และหนวยแรง Metric Ton คลิกปุม Next >

เลือกสรางโมเดลโดยใช Open Structure Wizard คลิกปุม Finish

เลือก Frame Models ดับเบ้ิลคลิกไอคอน Bay Frame ใสคาตามในรูปขางลาง

เลือกเมนู File | Merge Model with STAAD.Pro Model จะไดโมเดลตามในรูปขางลาง


เปล่ียนหนวยความยาวเปน cm และหนวยแรงเปน kg

ไปหนา General | Property คลิกปุม Define…

ในหนาตาง Properties เลือกรายการ Rectangular ใสคา YD = 30 cm และ ZD = 30

cm คลิกไมเลือก Material ดังในรูป

สรางหนาตัดท่ีสองขนาด YD = 50 cm และ ZD = 30 cm คลิกไมเลือก Material

เชนกัน


คลิกเลือกรายการ 1 : Rect 0.30x0.30 กําหนดใหเสาท้ังหมด

คลิกเลือกรายการ 2 : Rect 0.50x0.30 กําหนดใหคานท้ังหมด

กําหนดคุณสมบัติวัสดุ เลือกเมนู Command | Material Constants | Elasticity…

ใสคา 233,928 kg/cm2

เปล่ียนหนวยความยาวเปน m แลวใสคา Density = 2,400 kg/m3

กําหนดคา Poisson’s Ratio = 0.17 ตรวจดูไฟลคําส่ังรายการท่ีเพิ่มข้ึนคือ


CONSTANTS E 233928 ALL DENSITY 0.0024 ALL POISSON 0.17 ALL

ไปหนา General | Support สรางจุดรองรับแบบ Fixed แลวกําหนดใหทุกฐานเสา

ไปท่ีหนา General | Load เพื่อกําหนดน้ําหนักบรรทุก

สรางน้ําหนักบรรทุกกรณี 1 เปน DEAD LOAD เพิ่มน้ําหนักตัวเอง Self Weight และ Floor Load ทิศทาง GY ขนาด -300 kg/m2 ดังในรูป


สรางน้ําหนักบรรทุกกรณี 2 เปน LIVE LOAD เพิ่มน้ําหนัก Floor Load ทิศทาง GY ขนาด -400 kg/m2 และ Y Range Min = 4 m, Max = 4 m

สรางน้ําหนักบรรทุกกรณี 3 เปน WIND LOAD เพิ่มน้ําหนัก Nodal Load ทิศทาง Fz ขนาด -1000 kg และ -2000 kg กําหนดใหโหนดตามในรูป

สรางน้ําหนักบรรทุกกรณี 4 และ 5 แตคราวนี้เราจะไมใช Load Combination แบบท่ีเคยทํามา แตจะใช REPEAT LOAD เนื่องจากจะทําการวิเคราะหแบบ P-Delta ซ่ึงจะคิดผลของแรงกระทําดานขางและแรงในแนวด่ิงพรอมกัน

สรางน้ําหนักบรรทุกกรณี 4 เหมือนกรณีท่ี 1 – 3 คือเปนแบบ Primary Load ตั้งช่ือ 1.2DL+1.6LL

เลือกรายการน้ําหนักบรรทุกกรณี 4 คลิกปุม Add… เลือกรายการ Repeat Load


สรางน้ําหนักบรรทุกกรณี 5 เปน Primary Load ตั้งช่ือวา 1.2DL+LL+1.6W

คลิกปุม Add… เลือกรายการ Repeat Load ใสคาตามในรูปขางลาง

ไปหนา Analysis/Print คลิกแถบ PDelta Analysis เลือก Print Option = No

Print และ Converge = 10 คลิกปุม Add ตามดวย Close

ลองรันการวิเคราะหดูวามีขอผิดพลาดหรือไมกอนเร่ิมการออกแบบ เลือกเมนู Analyze |

Run Analysis… เลือก STAAD Analysis แลวคลิกปุม Run Analysis

เม่ือรันผาน เขาโหมด Post Processing ตรวจดูการเสียรูปทรงและแรงภายในวาถูกตองหรือไม


กําหนดน้ําหนักบรรทุกออกแบบ

ในหัวขอนี้เราจะเร่ิมกลาวถึงคําส่ังท่ีใชในการออกแบบโครงสรางเหล็ก คําส่ังแรกคือ LOAD LIST เปนการบอกโปรแกรมวาจะออกแบบเพื่อรับน้ําหนักบรรทุกกรณีไหนบาง ซ่ึงโดยท่ัวไปจะเปน Combination Load Case ในตัวอยางนี้คือ Load 4 และ Load 5

เลือกเมนู Command | Loading | Load List… เลือก Load Case 4 และ 5

กําหนดพารามเิตอรออกแบบ

ไปหนา Design | Concrete เลือกมาตรฐานท่ีใชออกแบบ Current Code: ACI จากหนาตางทางดานขวามือ

เปล่ียนหนวยเปน Centimeter – Kilogram แลวคลิกปุม Define Parameters…

ในหนาตาง Design Parameters เลือกพารามิเตอรและกําหนดคาดังนี้

คลิกปุม Add - CLB = 3 cm

คลิกปุม Add - CLS = 2.5 cm

คลิกปุม Add - CLT = 2.5 cm

คลิกปุม Add - FC = 240 kg/cm2

คลิกปุม Add - FYMAIN = 4000 kg/cm2

คลิกปุม Add - MAXMAIN = 25 mm

คลิกปุม Add - MINMAIN = 16 mm

คลิกปุม Add แลวตามดวย Close - TRACK = 1


หนาจอ Concrete Design จะแสดงดังรูป

เคร่ืองหมายคําถามแสดงวายังไมถูก Assign ใหองคอาคาร ใหคลิกท่ีรายการ เลือกวิธี Assign To View แลวกดปุม Assign

กําหนดคาํส่ังออกแบบ

คําส่ังออกแบบจะถูกสรางไดจากหนาจอ Concrete Design โดยกดปุม Command…

เลือก Design Beam คลิกปุม Add ตอมาเลือกแถบ Design Column คลิกปุม Add แลวจึงคลิกปุม Close หนาจอจะเปนดังในรูป

คลิกรายการ DESIGN BEAM แลว Assign ใหกับคาน และรายการ DESIGN

COLUMN แลว Assign ใหกับเสาดังในรูปขางลาง


เลือกเมนู Analysis | Run Analysis… เม่ือหนาจอแสดงข้ึนมาใหเลือก STAAD

Analysis แลวคลิกปุม Run Analysis

ขณะทําการคํานวณจะมีหลายขอความแสดงข้ึนมา หากไมมีขอผิดพลาด เม่ือเสร็จแลวใหเลือก View Output File แลวคลิกปุม Done

ผลการออกแบบ

ผลการออกแบบจะแสดงอยูในไฟลแสดงผลตอจากผลการวิเคราะห ดังตัวอยางขางลาง

===================================================================== BEAM NO. 6 DESIGN RESULTS - FLEXURE PER CODE ACI 318-02 LEN - 6000. MM FY - 392. FC - 24. MPA, SIZE - 300. X 500. MMS LEVEL HEIGHT BAR INFO FROM TO ANCHOR (MM) (MM) (MM) STA END _____________________________________________________________________ 1 51. 3 - 16MM 0. 4867. YES NO |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL POS MOMENT= 55.34 KN-MET AT 2500.MM, LOAD 4| | REQD STEEL= 474.MM2, ROW=0.0035, ROWMX=0.0197 ROWMN=0.0035 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 295./ 41./ 104. MMS | | REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 467. MMS | |----------------------------------------------------------------| Cracked Moment of Inertia Iz at above location = 73790.5 cm^4 2 454. 3 - 16MM 0. 608. YES NO |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL NEG MOMENT= 17.38 KN-MET AT 0.MM, LOAD 4| | REQD STEEL= 479.MM2, ROW=0.0035, ROWMX=0.0197 ROWMN=0.0035 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 295./ 41./ 104. MMS | | REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 467. MMS | |----------------------------------------------------------------| Cracked Moment of Inertia Iz at above location = 75588.9 cm^4 3 454. 3 - 16MM 4142. 6000. NO YES |----------------------------------------------------------------| | CRITICAL NEG MOMENT= 91.29 KN-MET AT 6000.MM, LOAD 4| | REQD STEEL= 598.MM2, ROW=0.0044, ROWMX=0.0197 ROWMN=0.0035 | | MAX/MIN/ACTUAL BAR SPACING= 295./ 41./ 104. MMS |


| REQD. DEVELOPMENT LENGTH = 467. MMS | |----------------------------------------------------------------| Cracked Moment of Inertia Iz at above location = 74867.2 cm^4 B E A M N O. 6 D E S I G N R E S U L T S - SHEAR AT START SUPPORT - Vu= 42.02 KNS Vc= 196.64 KNS Vs= 0.00 KNS Tu= 4.80 KN-MET Tc= 4.3 KN-MET Ts= 6.4 KN-MET LOAD 4 STIRRUPS ARE REQUIRED FOR TORSION. REINFORCEMENT FOR SHEAR IS PER CL.11.5.5.1. PROVIDE 12 MM 2-LEGGED STIRRUPS AT 174. MM C/C FOR 2555. MM ADDITIONAL LONGITUDINAL STEEL REQD. FOR TORSIONAL RESISTANCE = 1.20 SQ.CM. STAAD SPACE -- PAGE NO. 4 AT END SUPPORT - Vu= 66.66 KNS Vc= 110.28 KNS Vs= 0.00 KNS Tu= 4.80 KN-MET Tc= 4.3 KN-MET Ts= 6.4 KN-MET LOAD 4 STIRRUPS ARE REQUIRED FOR TORSION. REINFORCEMENT FOR SHEAR IS PER CL.11.5.5.1. PROVIDE 12 MM 2-LEGGED STIRRUPS AT 174. MM C/C FOR 2555. MM ADDITIONAL LONGITUDINAL STEEL REQD. FOR TORSIONAL RESISTANCE = 1.20 SQ.CM. ___ 10J____________________ 6000X 300X 500_____________________ 11J____ | | ||====== =======================|| | 3No16 H 454. 0.TO 608 3No16|H 454.4142.TO 6000 | | 16*12c/c174 | | | 16*12c/c174 | | 3No16 H 51. 0.TO 4867 | | | | ||============================================================ | | | |___________________________________________________________________________| _________ _________ _________ _________ _________ _________ | | | | | | | | | | | | | ooo | | | | | | | | ooo | | ooo | | 3#16 | | | | | | | | 3#16 | | 3#16 | | | | | | | | | | | | | | 3#16 | | 3#16 | | 3#16 | | 3#16 | | 3#16 | | | | ooo | | ooo | | ooo | | ooo | | ooo | | | | | | | | | | | | | | | |_________| |_________| |_________| |_________| |_________| |_________| ********************END OF BEAM DESIGN************************** ==================================================================== COLUMN NO. 8 DESIGN PER ACI 318-02 - AXIAL + BENDING FY - 392.3 FC - 23.5 MPA, SQRE SIZE - 300.0 X 300.0 MMS, TIED AREA OF STEEL REQUIRED = 963.0 SQ. MM BAR CONFIGURATION REINF PCT. LOAD LOCATION PHI ---------------------------------------------------------- 4 - 20 MM 1.396 4 END 0.650 (PROVIDE EQUAL NUMBER OF BARS ON EACH FACE) TIE BAR NUMBER 12 SPACING 300.00 MM COLUMN INTERACTION: MOMENT ABOUT Z -AXIS (KN-MET) -------------------------------------------------------- P0 Pn max P-bal. M-bal. e-bal. (MM) 2268.30 1814.64 804.79 122.19 151.8 M0 P-tens. Des.Pn Des.Mn e/h 60.36 -492.94 155.94 26.74 0.04287 -------------------------------------------------------- COLUMN INTERACTION: MOMENT ABOUT Y -AXIS (KN-MET) -------------------------------------------------------- P0 Pn max P-bal. M-bal. e-bal. (MM) 2268.30 1814.64 804.79 122.19 151.8 M0 P-tens. Des.Pn Des.Mn e/h 60.36 -492.94 155.94 43.66 0.06999 -------------------------------------------------------- ********************END OF COLUMN DESIGN RESULTS********************


กลับมาโหมด Modeling ดับเบ้ิลคลิกท่ีคานและเสาที่เราส่ังออกแบบ ในหนาตางท่ีแสดงข้ึนมา เลือกแถบ Concrete Design

รายละเอียดการออกแบบคาน

รายละเอียดการออกแบบเสา


STAAD.etc | Component Design (ออกแบบฐานราก)

STAAD.etc เปนโมดูลเพิ่มเติมในการออกแบบสวนประกอบโครงสรางไดแก ฐานราก แผนเหล็กรองฐานเสา และการออกแบบพื้น

หลังทําการวิเคราะหเสร็จส้ินแลว ใหเลือกแถบ Component Design หรือเลือกเมนู Mode | Interactive Design | Component Design หนาตางของแถบ Component

Design จะแสดงข้ึนมาโดยมีใหเลือกคํานวณ 3 โมดูลดังในรูป

คลิกเลือกไอคอน Footing แลวลากไปยังจุดตอท่ีตองการใหออกแบบในโครงสราง


หนาตาง Staad.etc Interactive Design จะแสดงข้ึนมาดังในรูปขางลาง กรอกขอมูลท่ีตองการแลวคลิก OK


หนาตางผลการออกแบบจะแสดงข้ึนมามีสามแถบใหเลือกดูคือ แถบ Results

แถบ Calculations แสดงรายการคํานวณ

และแถบ Output Drawing แสดงแบบรายละเอียด


STAAD.etc | Component Design หรือ RC Designer

การออกแบบคอนกรีตอาจทําโดยใช RC Designer ซ่ึงเปนโปรแกรมยอยใน STAAD.Pro

กอนอ่ืนตองสรางโมเดล แลวใหส่ัง Run Analysis ใหไดผลการวิเคราะหออกมากอน

แปลงโมเดลเขาสู RC Designer โดยคลิกแถบ Concrete Design

จะเร่ิมท่ีหนาใหเรากรอกขอมูล Job Information ซ่ึงจะไมใสก็ได RC Designer

ไปหนา Des. Layer | Envelopes เลือกกรณีบรรทุกท่ีจะนํามาพิจารณาในการออกแบบ คลิกปุม New Env. ตั้งช่ือวา Envelope 1 ดังในรูป


หนาตาง Define Envelopes จะแสดงข้ึนมา คลิก Show Combination Only ออกเพื่อใหแสดงน้ําหนักทุกกรณี เลือก L4 และ L5 แลวกด OK

ไปหนายอย Members เพื่อกําหนดองคอาคารที่จะทําการออกแบบ เลือกทุกองคอาคารโดยเลือกเมนู Select | Select All

เลือกเมนู Members | AutoForm Members หรือไอคอน ทุกองคอาคารจะถูกกําหนดหมายเลขในการออกแบบให สังเกตวาบางองคอาคารมีหมายเลขเดียวกัน

ไปหนา Groups/Briefs คลิกปุม New Brief ในหนาตาง Design Briefs ตั้งช่ือวา B1

Beam Brief และเลือกมาตรฐาน ACI Beam ดังในรูป


จะมีรายการแสดงข้ึนมาในตาราง ในการต้ังคาพารามิเตอรใหดับเบิลคลิกชอง B1 ของรายการ

จะมีหนาตางแสดงข้ึนมาใหเรากําหนดพารามิเตอรในการออกแบบ

กลับมาท่ีตาราง Design Briefs คลิกปุม New Brief ตั้งช่ือวา B2 Column Brief เลือก Design Code เปน ACI Column


ดับเบ้ิลคลิกชอง B2 เพื่อเปลี่ยนตัวแปรในการออกแบบตามตองการ เลือกแถบ Member

Loadcases เลือกน้ําหนักกรณี L4 และ L5 ดังในรูป

กําหนด Beam Design Group ใช Member Cursor เลือกคานท้ังหมด โดยใชการกดปุม Ctrl ชวยในการเลือก


คลิกปุม New Design Group ในหนาตาง Design Groups และต้ังช่ือ

เพื่อใหแนใจวาคานท่ีตองการเลือกอยูในกลุมจริง ดับเบ้ิลคลิกชอง G1 ในตาราง

กําหนด Column Design Group โดยใช Member Cursor เลือกเสาท้ังหมด

คลิกปุม New Design Group ในหนาตาง Design Groups

เพื่อใหแนใจวาเสาท่ีตองการเลือกอยูในกลุมจริง ดับเบ้ิลคลิกชอง G2 ในตาราง


RC Designer | Beam Design

ไปหนา Concrete Member | Summary กลุมท่ีถูกแสดงข้ึนในตารางขางซายของจอคอื G1 : Beam Design Group 1 ถาไมใชใหเลือกจากทูลบารดานบน

สังเกตดูในตารางจะเห็นวา M1 และ M2 ถูกจัดเปนคานสองชวงโดยอัตโนมัต ิ

ไปหนายอย Design เลือกใหออกแบบท้ังหมดแลวคลิกปุม Design


ไปหนายอย Main Layout แลวเลือก M1 จากรายการบนทูลบารดานบน ปรับตัวแบงชองหนาตางจนไดคานดังในรูปขางลาง

ไปหนายอย Shear Layout ปรับตัวแบงชองหนาตางจนไดคานดังในรูปขางลาง

ไปหนายอย Drawing ถาตองการ Export Drawing เปนไฟล DXF ของ AutoCAD


RC Designer | Column Design

ไปหนา Concrete Member | Summary กลุมท่ีถูกแสดงข้ึนในตารางขางซายของจอคือ G2 : Column Design Group 2 ถาไมใชใหเลือกจากทูลบารดานบน

ไปยังหนายอย Design หนาตาง Design Options จะแสดงข้ึนมา แสดงหมายเลของคอาคารที่สามารถออกแบบได เลือกท้ังหมดแลวคลิกปุม Design

ถาเสารับโมเมนตดัดมากกวาแรงอัด โปรแกรมอาจแสดงคําเตือนแนะนําใหออกแบบเปนคาน เม่ือออกแบบผานหมด เสาทุกตนจะเปนสีเขียว

ไปยังหนายอย Main Layout แลวเลือกรายการ M6

อาจเปล่ียนหนวยท่ีแสดงไดโดยเลือกเมนู View > Option


ไปหนายอย Shear Layout เพื่อดูรายละเอียดการเสริมเหล็กปลอกในเสา

ไปหนายอย Drawing ถาตองการ Export Drawing เปนไฟล DXF ของ AutoCAD

เลือกเมนู File | ACI 318 Report Setup เพื่อกําหนดรูปแบบของรายงาน


t08 rc design, staad pro sample guideline

Documents