SAFETM

PHÂN TÍCH TOÀN BỘ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SÀN

BÀI HỌC THỰC HÀNH Đà Nẵng, 05/08/2009

Ks. Nguyễn Ngọc Tân Sinh ngày 06/02/1986 – Huế

Do trình độ tiếng Anh còn hạn chế kinh nghiệm chưa nhiều, khó có thể tránh khỏi những thiếu sót trong phần biên dịch các thuật ngữ. Tác giả rất mong nhận được đóng góp để hoàn thiện cho tài liệu này. Mọi góp ý xin gửi đến địa chỉ ● Email: ngoctan_q@yahoo.com ● Điện thoại: 01684382601 Chúc các bạn tự tin, sáng tạo và thành công trong mọi công việc!

Mô hình mẫu Mục đích của hướng dẫn này là nhằm cung cấp cho bạn kinh nghiệm thực hành sử dụng SAFE, cũng như cách nhanh nhất để làm quen với chương trình này. Chúng ta xác định được những nguyên tắc cơ bản của quá trình tạo mô hình và nhiều mô hình kĩ thuật xây dựng khác nhau được giới thiệu. Các bước chỉ dẫn chứng minh cho chúng ta thấy việc sử dụng SAFE thật dễ dàng. Khi bạn hoàn thành hướng dẫn này bạn sẽ xây dựng được mô hình đã chỉ ra trong hình 1. Đề bài Đối tượng của hướng dẫn này là sàn treo bê tông có hình dạng không theo qui tắc, với kích thước tổng thể từ 113 feet x 120 feet. Bên trong sàn tồn tại một lỗ mở lớn dành cho lối đi cầu thang. Sàn dày 10 inch được gối bởi vách dày 12 inch, bản mũ cột dày 16 inch, và dầm 12 inch x 24 inch ở hai bên chu vi. Cột vuông 18 inch, và chiều cao tầng bên dưới là 12 feet. Mô hình sẽ được phân tích dưới tác dụng của tải trọng phân bố đều 30 pounds/foot2 (psf) cộng thêm trọng lượng bản thân của kết cấu, và hoạt tải 50psf. Bước 1 Bắt đầu mô hình mới Trong bước này, đường lưới cơ bản và kích thước sẽ được xác định, nó sẽ giúp cho người dùng tạo mô hình. Mô hình này sẽ được xây dựng mà không cần sử dụng công cụ mẫu được cung cấp sẵn trong SAFE như vậy bạn có thể thấy được cách tạo mô hình bằng đường lưới. Tuy nhiên, như qui tắc chung, chúng tôi khuyên bạn nên bắt đầu mô hình bằng cách sử dụng các mẫu có sẵn mỗi khi có thể

Hình 1. Mô hình đối tượng

vì thao tác nhanh chóng, dễ dàng. Tham khảo thêm phần Help của SAFE để có thêm thông tin về các mô hình mẫu. Chọn đơn vị Nếu đơn vị hiển thị ở danh sách sổ xuống nằm bên dưới góc tay phải của màn hình SAFE không phải lb-ft, trên thanh cuộn từ danh sách sổ xuống chọn đơn vị lb-ft. Định nghĩa hệ lưới A. Bấm chọn lệnh File > New Model hoặc chọn nút New Model để vào hộp thoại Grid Definition xem hình 2. Đây là hộp thoại được sử dụng để xác nhận số đường lưới và khoảng cách theo mỗi phương. Điều quan trọng là đường lưới được xác định để miêu tả thật chính xác dạng hình học của kết cấu, vì thế chương trình khuyên bạn nên lập kế hoạch thật cẩn thận về số lượng và khoảng cách của các đường lưới. B. Như hiển thị ở hình 2, nhập “Number of Grid Lines” theo phương X là 6 và theo phương Y là 9. Nhập “Grid Spacing” theo phương X là 20 feet và theo phương Y là 18 feet. C. Bấm chọn nút Edit Grid hiện hộp thoại như hình 3. Hộp thoại Define Grid được sử dụng để xác định và hiệu chỉnh hệ lưới theo hai phương X và Y, và dữ liệu sàn đặt ở phần trên cùng. Nó cho phép người sử dụng điều chỉnh hiển thị các tùy chọn kết hợp với đường lưới.

1. Trong mục “Display”, tích chọn X grid 2. Trong mục “Display Grid as”, tích chọn Ordinates

Hình 2. Hộp thoại Grid Definition

3. Trong bảng hệ lưới, thay đổi tọa độ X như sau:

4. Trong mục Display, tích chọn Y Grid 5. Trong bảng hệ lưới, thay đổi tọa độ Y như sau:

6. Bấm chọn OK để chấp nhận những thay đổi. Khi bấm chọn OK, để mặc định, đường lưới xuất hiện trên hai cửa sổ thẳng đứng ở màn hình cửa sổ chính SAFE, Structural Layer Plan View ở bên trái và Structural Layer 3-D View ở bên phải. Số cửa sổ có thể được thay đổi bằng cách vào lệnh Options > Windows.

Hình 3. Hộp thoại Define Grid

Chú ý rằng Structural Layer Plan View đang hiện hành xem hình 4. Khi cửa sổ này đang hiện hành, thanh tiêu đề hiển thị nó được làm nổi. Khởi động khung nhìn bằng cách bấm vào bất cứ nơi đâu trên cửa sổ đó. Lưu bài toán Hãy luôn luôn lưu mô hình. Bấm vào lệnh File > Save, hoặc chọn nút . Xác nhận đường dẫn mà bạn muốn lưu mô hình. Theo như hướng dẫn này, xác nhận tên file là slab. Sau khi gõ tên bạn sẽ lưu lại bài tập mẫu với cái tên đã chọn. Tuy nhiên, chúng ta có thể lưu các quá trình công việc theo từng bước nhỏ hoặc là lưu 1 lần khi đã hoàn thành, vào lệnh File > Save As để lưu bằng tên khác. Bước 2 Định nghĩa các đặc trưng Trong bước này, đặc tính của sàn (phần tử tấm) và dầm (phần tử thanh) được định nghĩa. Định nghĩa đặc trưng sàn, bản mũ và cột A. Vào lệnh Define > Slab Properties để mở hộp thoại Slab Properties xem hình 5.

Hình 4. Cửa sổ chính SAFE

B. Trong vùng “Slab Property”, chọn SLAB1. C. Xem lại đề bài của hướng dẫn này, sàn dày 10 inch. Để điều chỉnh kích thước mặc định của SLAB1., bấm chọn Modify/Show Property để mở hộp thoại Slab Property Data xem hình 6.

Hình 5. Hộp thoại Slab Properties

Hình 6. Hộp thoại Slab Property Data

Dữ liệu phân tích Dữ liệu thiết kế

Chiều dày bê tông bảo vệ

Giới hạn chảy của cốt thép

Cường độ nén của bê tông

1. Chọn Slab từ Type danh sách sổ xuống; Ở đây đảm bảo rằng phần tử tấm nào với thuộc tính đã gán sẽ được nhận ra như phần tử sàn. Chú ý: Khi nhiều phần tử tấm chiếm cùng vị trí trên mặt bằng, SAFE xác định giá trị thuộc tính để sử dụng trong phương trình độ cứng dựa vào trật tự sau: Cột tiếp nối bản mũ, bản mũ đứng dưới sàn, và lỗ cầu thang nằm trên cùng. 2. Gõ 10in ở hộp Thickness trong mục “Analysis Property Data” Chú ý: Khi đơn vị đã được ấn định rõ ràng, trong trường hợp này là inches, chương trình sẽ tự động chuyển trị số đầu vào phù hợp với đơn vị dữ liệu (Xem lại đơn vị đã thiết lập lbs-ft). Giá trị đầu vào bằng 10/12, không còn đơn vị inch. 3. Bấm chọn OK để chấp nhận những thay đổi và trở lại hộp thoại Slab Properties. D. Xem lại đề bài bản mũ cột dày là 16 inch. Xác nhận thuộc tính của bản mũ cột, bấm chọn Add New Property ở hộp thoại Slab Properties và hoàn thành bước sau. 1. Gõ DROP trong hộp Property Name ở hộp thoại Slab Property Data. 2. Chọn Drop từ danh sách sổ xuống. 3. Gõ 16in ở hộp Thickness 4. Bấm chọn OK để chấp nhận những thay đổi và trở lại hộp thoại Slab Properties. E. Xem lại đề bài là cột vuông 18 inch. Xác nhận thuộc tính của cột, bấm chọn Add New Property ở vùng “Click to” của hộp thoại Slab Properties và hoàn thành bước sau. 1. Gõ COL trong hộp Property Name ở hộp thoại Slab Property Data. 2. Chọn Column từ danh sách sổ xuống. 3. Gõ 50in ở hộp Thickness. Kích thước trên mặt bằng của cột sẽ được xác định cùng với các phần tử tấm làm vậy mô hình bản mũ và sàn sẽ chính xác. Độ dày đã gán cho sàn là 50 inches, hoặc tăng độ dày ban đầu lên 5 lần, được gán cho cột để đảm bảo ít nhất độ cứng cột hơn bản sàn xung quanh 2 lần. Việc này mang lại kết quả cao nhưng làm triệt tiêu biến dạng uốn trong vùng cột. 4. Tích vào No Design trong vùng “Design Property Data” bởi vì cột không được dùng để thiết kế mà sử dụng trong kỹ thuật thiết kế sàn. 5. Bấm chọn OK để chấp nhận những thay đổi và trở lại hộp thoại Slab Properties. Bấm chọn OK để kết thúc việc xác định đặc tính sàn. Bấm vào lệnh File > Save,

hoặc chọn nút , để lưu bài toán. Định nghĩa đặc trưng dầm A. Vào lệnh Define > Beam Properties, để hiển thị hộp thoại Beam Properties. B. Trong vùng Beam Property, chọn Beam1. Xem lại đối tượng dầm là 12inch x 24inch (hoặc 1 feet x 2 feet đơn vị đang xác định lb-ft). Để xem lại kích thước mặc định của Beam1, bấm chọn Modify/Show Property để vào hộp thoại Property Data for Rectangular xem hình 7.

Khi hộp thoại xuất hiện, nó có thể có các giá trị thích hợp trong vùng “Analysis Property Data” (Width là 1 và Depth là 2) và vùng “Design Property Data” (Width là 1 và Depth là 2). Nếu các giá trị này hiển thị không đúng, gõ các giá trị thích hợp vào hộp thoại. C. Bấm chọn OK hai lần để kết thúc việc xác định đặc tính dầm. Bấm vào lệnh

File > Save, hoặc chọn nút , để lưu bài toán. Bước 3 định nghĩa các gối Trong bước này, đặc tính của các gối cột và tường được xác định. Vào xác nhận dữ liệu trong các bước thao tác sau, chương trình sẽ tính toán các đặc tính của liên kết lò xo được sử dụng thay cho các gối cột và vách. Định nghĩa các cột đỡ A. Vào lệnh Define > Column Supports để vào hộp thoại Support Properties. B. Trong mục “Support Properties”, chọn COL1. C. Bấm chọn Modify/Show Property để vào hộp thoại Column Support Property Data xem hình 8. 1. Đảm bảo rằng Rectangular Properties được chọn trong mục “Define Column by” của hộp thoại. 2. Chắc chắn rằng Below Slab Only được chọn trong mục “Activate Support Property” của hộp thoại. 3. Gõ 18in vào hộp X Dimension và 18in vào hộp Y Dimension. 4. Gõ 12 vào hộp Column Height. 5. Bấm chọn OK để chấp nhận những thay đổi và quay về hộp thoại Support Properties. D. Nhấp OK để đóng hộp thoại Support Properties.

Hình 7. Hộp thoại Property Data for Rectangular Beam

Định nghĩa các tường đỡ A. Vào lệnh Define > Wall Supports để vào hộp thoại Support Properties. B. Trong mục “Support Properties”, chọn WALL1. C. Bấm chọn Modify/Show Property để vào hộp thoại Wall Support Property Data xem hình 9. 1. Đảm bảo rằng Dimensions được chọn trong mục “Define Wall by” của hộp thoại. 2. Chắc chắn rằng Below Slab Only được chọn trong mục “Activate Support Property” của hộp thoại. 3. Xem lại đề bài vách dày 12 inches và đơn vị ở đây là lb-ft. Vì vậy, gõ 1 vào hộp Thickness. 4. Một lần nữa xem lại đề bài chiều cao tầng là 12 feet. Vì vậy, gõ 12 vào hộp Hieght. 5. Bấm chọn OK để chấp nhận những thay đổi và quay về hộp thoại Support Properties.

Hình 8. Hộp thoại Column Support Property Data

D. Nhấp OK để đóng hộp thoại Support Properties. Bấm vào lệnh File > Save,

hoặc chọn nút , để lưu bài toán. Bước 4 Định nghĩa các trường hợp tải trọng Trong bước này, các trường hợp tĩnh tải và hoạt tải được xác định. Việc này, chúng ta sẽ đặt tên các loại tải trọng, chọn mục (động hoặc tĩnh), và xác nhận hệ số nhân trọng lượng bản thân và hệ số nhân biến dạng dài hạn để phân tích biến dạng nứt. Các loại tải trọng sẽ được gán vào các đối tượng, và được xác nhận các giá trị tải trọng (tĩnh tải phân bố đều 30 psf và hoạt tải 50 psf), ở bước 7. A. Vào lệnh Define > Static Load Cases để vào hộp thoại Static Load Cases Names xem hình 10.

Hình 9. Hộp thoại Wall Support Property Data

Hình 10. Hộp thoại Static Load Case Names

B. Chú ý rằng trường hợp tĩnh tải LOAD1 được cho mặc định. Chúng ta sẽ thay đổi tên của loại tải trọng đó thành DL bằng cách chọn LOAD1 trong hộp thoại Load, sau đó gõ DL. C. Bởi vì chúng ta cần xác định là tĩnh tải, di chuyển đến mục Type chọn DEAD. D. Xem lại đề bài cho tĩnh tải cộng thêm trọng lượng bản thân của kết cấu. Kết quả, ở Self Weight Multiplier đặt bằng 1 (ở đây bao gồm 1 nhân với trọng lượng bản thân của tất cả cấu kiện). E. Hệ số Long Term Deflection Multiplier được sử dụng khi chương trình xét đến biến dạng nứt và có nghĩa là khi cần đánh giá cách xử sự của kết cấu do co ngót và từ biến. Ở hướng dẫn này, phân tích biến dạng nứt không được xét đến, và do vậy hệ số Long Term Deflection Multiplier không cần quan tâm. F. Bấm chọn Modify Load để chấp nhận những thay đổi. G. Bây giờ chúng ta sẽ xác định trường hợp hoạt tải. Ở hộp Load gõ LL. H. Chọn LIVE từ Type danh sách sổ xuống. I. Gõ 0 vào hộp Self Weight Multiplier. J. Gõ 1 vào hộp Long Term Deflection Multiplier. K. Bấm chọn Add New Load để thêm tải LL vào danh sách. Static Load Cases Names hiển thị như hình 11. L. Nhấp OK để chấp nhận tất cả các tải trọng được định nghĩa. Bấm vào lệnh File > Save, hoặc chọn nút , để lưu bài toán. Bước 5 Vẽ các đối tượng Trong bước này, các phần tử tấm, điểm và thanh sẽ được vẽ để mô tả sàn, bản mũ, cột, cột đỡ và tường đỡ.

Vẽ sàn (phần tử tấm) Với hai cửa sổ thẳng đứng (vào lệnh Options > Windows), chắc chắn rằng cửa sổ bên trái đang hiện hành là Structural Layer Plan View (Bấm vào bất kỳ điểm nào ở cửa sổ bên trái và sử dụng lệnh View > Set Structural

Hình 11. Hộp thoại Static Load Case Names với các tải trọng được định nghĩa

Chú ý: Cửa sổ hiển thị hiện hành khi thanh tiêu đề, nằm bên dưới thanh tiêu đề chương trình, được làm nổi.

Layer để thiết lập cửa sổ này). Kiểm tra xem chức năng truy bắt điểm/giao điểm đã được kích hoạt chưa. (vào lệnh Draw > Snap to > Points hoặc sử dụng nút Snap to Grid Intersections and Points ); Chức năng được kích hoạt khi nút này bị ấn xuống. Điều này sẽ giúp xác định vị trí chính xác phần tử tấm. Bây giờ vẽ phần tử tấm để xây dựng mô hình sàn theo các thao tác sau.

A. Vào lệnh Draw > Draw Area Objects, hoặc nhấp chọn Draw Area Objects để xuất hiện hộp thoại Properties of Objects xem hình 12.

Chắc chắn rằng Type of Area được chọn Slab. Nếu nó chưa được chọn, bấm vào mục đối diện với Type of Area và chọn Slab từ danh sách sổ xuống. B. Kích vào mục đối diện với Property và chọn SLAB1 từ danh sách sổ xuống. Đặc tính của sàn này được xác định ở bước 2. C. Vẽ góc đầu tiên của phần tử tấm, kích chọn tại giao điểm của các đường lưới A và 9 ở cửa sổ Structural Layer Plan View. Sau đó di chuyển xung quanh đường lưới theo chiều kim đồng hồ, chọn những giao điểm của các đường lưới này để vẽ đường bao của sàn: F9, F1, D1, D4, và A4. Nếu có lỗi trong khi vẽ đối tượng này, nhấp vào nút Select Object để kết thúc lệnh vẽ đối tượng và tiếp tục chọn đối tượng. Sau đó vào lênh Edit > Undo Area Add, lặp lại các

bước từ mục A đến C. D. Bấm chọn Select Object , hoặc nhấp Esc ở bàn phím để thoát lệnh Draw Area Objects. E. Nhấp phải chuột ở vị trí đối tượng điểm nằm tại giao điểm của lưới A9 để vào hộp thoại Point Object Information xem hình 13. Ở đây hộp thoại hiển thị trạng thái của các mục hiện tại đã được gán cho đối tượng. Chúng ta sẽ sử dụng hộp thoại để di chuyển những điểm góc của sàn tính cho chu vi phần nhô ra ngoài 9-inch điều đó thích hợp với độ rộng của cột (1/2 của 18 inches). 1. Đặt chuột vào hộp X ở mục “Identification and Location” và gõ -9/12. Lưu ý đơn vị ở đây vẫn là feet. 2. Đặt chuột vào hộp Y và gõ 120.75 3. Nhấp OK để chấp nhận những thay đổi. Bản sàn bây giờ đã được nhô ra một khoảng 9 inches tại góc này.

Hình 12. Hộp thoại Properties of Object

dùng cho phần tử tấm

Chú ý: Nếu hộp thoại Properties of Object che một phần mô hình, bấm vào thanh tiêu đề màu xanh, nhấn giữ chuột, và rê nó ra khỏi mô hình theo mọi hướng.

Lặp lại các bước từ mục 1 đến mục 3 cho những giao điểm lưới bằng cách sử dụng các giá trị được cho để di chuyển những điểm góc của bản sàn tạo phần nhô ra là 9 -inch. Vẽ cột đỡ (đối tượng điểm) Với cửa sổ hiện hành thiết lập mô tả quá trình trước đó vẽ tiết diện phần tử tấm (nghĩa là…, cửa sổ hiện hành bên trái với hiển thị tiêu đề Structural Layer Plan View và kích hoạt chức năng truy bắt giao điểm), sử dụng các mục thao tác sau để vẽ đối tượng điểm xây dựng mô hình cột đỡ. A. Vào lệnh Draw > Draw Point Objects, hoặc nhấp nút Draw Point Object làm xuất hiện hộp thoại Properties of Object xem hình 14.

Hình 13. Hộp thoại Point Object information

Chắc chắn rằng Type of Point được chọn Column. Nếu nó chưa được chọn, bấm vào mục đối diện với Type of Point và chọn Column từ danh sách sổ xuống. Kích vào mục đối diện với Property và chọn COL1 từ danh sách sổ xuống. Đặc tính của cột đỡ (gối lò xo) này kích thước 18-inch x 18-inch cột cao 12-foot được xác định ở bước 3. B. Nhấp trái chuột tại vị trí giao điểm mỗi dường lưới sau để xác định vị trí của cột đỡ: A9, B9, C9, E9, F9, A8, B8, E8, F8, E7, F7, E5, F5, A4, C4, E3, F3, E2, F2, E1, và F1. C. Bấm chọn Select Object , hoặc nhấp Esc ở bàn phím để thoát lệnh Draw Poin Objects. Vẽ tường đỡ (phần tử thanh) Tương tự hai tiết diện trước đó, đảm bảo rằng Structural Layer Plan View đang hiện hành và chức năng truy bắt giao điểm được kích hoạt. Bây giờ vẽ phần tử thanh để xây dựng mô hình tường đỡ theo những bước sau. A. Vào lệnh Draw > Draw Line Objects, hoặc nhấp nút Draw Line Objects làm xuất hiện hộp thoại Properties of Object xem hình 15. B. Bấm vào mục đối diện với Type of Line và chọn Wall từ danh sách sổ xuống. C. Kích mục đối diện với Property và chọn WALL1 từ danh sách sổ xuống. Đặc tính của vách đỡ (gối lò xo) này dày 12-inch x cao 12-foot được xác định ở bước 3. D. Nhấp trái chuột tại vị trí giao điểm đường lưới A6 để vẽ đoạn thẳng và tại giao điểm D6 được chỉ định để kết thúc đoạn thẳng. Bấm phím Enter ở bàn phím để thoát đoạn thẳng này. Lặp lại quá trình trước tại các giao điểm sau:

Hình 14. Hộp thoại Properties of

Object dùng cho đối tượng điểm

Hình 15. Hộp thoại Properties of

Object dùng cho phần tử thanh

E. Bấm chọn Select Object , hoặc nhấp Esc ở bàn phím để thoát lệnh Draw Line Objects. Mô hình đã dựng trông giống như hình 16. Vẽ bản mũ (phần tử tấm) Tương tự những tiết diện trước đó, đảm bảo rằng Structural Layer Plan View đang hiện hành và chức năng truy bắt giao điểm được kích hoạt. Bây giờ vẽ phần tử tấm để xây dựng mô hình bản mũ theo những bước sau. A. Vào lệnh Draw > Draw Rectangular Area Objects, hoặc nhấp nút Draw Rectangular Area Objects làm xuất hiện hộp thoại Properties of Object xem hình 17.

Bấm chọn điểm đầu

Bấm chọn điểm cuối

Dùng phím này để thoát lệnh vẽ

Hình 16. Mô hình sau khi đã vẽ cột và vách đỡ sàn Hình 16. Mô hình sau khi đã vẽ cột và vách đỡ sàn

Chắc chắn rằng Type of Line đang được chọn là Slab. B. Bấm vào mục đối diện với Property và chọn DROP từ danh sách sổ xuống. C. Gõ 6 vào mục đối diện với X Dimension (if no drag). Ở Y Dimension (if no drag) sẽ tự động thay đổi là 6 . Đây là kích thước 6-foot x 6-foot của phần tử tấm (bản mũ) được vẽ với một cú nhấp chuột (nghĩa là…, không cần rê chuột). D. Nhấp trái chuột tại vị trí giao điểm đường lưới A8, SAFE sẽ vẽ phần tử tấm tại vị trí này. Tiếp tục vẽ thêm bản mũ cột bằng cách nhấp vào các giao điểm đường lưới B8, C8, D8, E8, E7, E5, A4, C4, E3, E2, và E1. E. Chú ý đến 4 bản mũ cột có một phần ở bên ngoài sàn (A8, A4, C4 và E1). Để hiệu chỉnh chúng vào đúng cạnh sàn, bước đầu bấm chọn Select Object , hoặc nhấp Esc ở bàn phím để thoát lệnh Draw Rectangular Area Objects. F. Nhấn phím Ctrl ở bàn phím và kích phải chuột ở giao điểm đường lưới A8. Giống dạng danh sách lựa chọn như đã chỉ ra ở hình 18 bởi vì có nhiều đối tượng cùng ở một vị trí đó. Trong ví dụ này, 1 đối tượng điểm và hai phần tử tấm cùng nằm một vị trí. Chú ý dạng danh sách lựa chọn chỉ xuất hiện khi nhấn phím Ctrl. G. Chọn phần tử tấm đó là bản mũ cột (Tấm đầu tiên là bản sàn, phần tử tấm khác là bản mũ cột). Do vậy kích phải chuột để bắt đầu quá trình lựa chọn, hộp thoại Rectangular Area Object Information dùng cho tấm mũ cột, xem hình 19, xuất hiện. 1. Đảm bảo rằng lựa chọn By Edges được tích ở mục “Locate Slab” 2. Gõ -.75 trong hộp Xmin 3. Bấm chọn OK để chấp nhận những thay đổi. H. Lặp lại bước F đến G và thao tác các mục 1, 2, và 3 sử dụng các giá trị giao điểm lưới Xmin và Ymin sau:

Hình 17. Hộp thoại Properties of Object dùng

cho phần tử tấm

Hình 18. Hộp thoại Selection List

Vẽ các cột (phần tử tấm) Tương tự những tiết diện trước đó, đảm bảo rằng Structural Layer Plan View đang hiện hành và chức năng truy bắt giao điểm được kích hoạt. Nhớ rằng mục đích trước đây dùng cho mô hình cột như phần tử tấm để đảm bảo liên kết bản mũ cột và bản sàn để chúng có nhịp đúng. Vẽ phần tử tấm xây dựng mô hình cột như sau. A. Vào lệnh Draw > Draw Rectangular Area Objects, hoặc nhấp nút Draw Rectangular Area Objects làm xuất hiện hộp thoại Properties of Object xem hình 20. Chắc chắn rằng Type of Area đang chọn Slab.

Hình 19. Hộp thoại Rectangular Area Object Information

Hình 20. Hộp thoại Properties of Object dùng

cho phần tử tấm

B. Bấm vào mục đối diện với Property và chọn COL từ danh sách sổ xuống. C. Gõ 1.5 vào mục đối diện với X Dimension (if no drag) và 1.5 ở mục đối diện với Y Dimension (if no drag). Đây là kích thước 18-inch x 18-inch của phần tử tấm (cột) được vẽ với một cú nhấp chuột (nghĩa là…, không cần rê chuột). D. Nhấp trái chuột tại vị trí giao điểm đường lưới A9. Vẽ phần tử tấm chữ nhật tại vị trí này. Tiếp tục vẽ thêm cột bằng cách nhấp vào các giao điểm đường lưới B9, C9, D9, E9, F9, A8, B8, E8, F8, E7, F7, E5, F5, A4, C4, E3, F3, E2, F2, E1 và F1. E. Bấm chọn Select Object , hoặc nhấp Esc ở bàn phím để thoát lệnh Draw Rectangular Area Objects. Vẽ dầm (phần tử thanh) Tương tự hai tiết diện trước đó, đảm bảo rằng Structural Layer Plan View đang hiện hành và chức năng truy bắt giao điểm được kích hoạt. Vẽ phần tử thanh để xây dựng mô hình những dầm theo những bước sau. A. Vào lệnh Draw > Draw Line Objects, hoặc nhấp nút Draw Line Objects làm xuất hiện hộp thoại Properties of Object xem hình 21. B. Bấm vào mục đối diện với Type of Line và chọn Beam từ danh sách sổ xuống. C. Kích mục đối diện với Property và chọn BEAM1 từ danh sách sổ xuống. Xem lại kích thước BEAM1 là 12-inch x 24-inch được xác định ở bước 2. D. Nhấp chuột tại vị trí giao điểm đường lưới A9. Nhấp tiếp giao điểm F9, sau cùng giao điểm F1. Mặc dù chỉ một phần tử thanh một bên được vẽ, chương trình sẽ tự động chia lưới đối tượng đơn bên trong đưa về nhiều đoạn dầm để tạo ra đúng liên kết giữa các cột đỡ và những bản sàn. E. Bấm chọn Select Object , hoặc nhấp Esc ở bàn phím để thoát lệnh Draw Line Objects. Vẽ lỗ mở (phần tử tấm) Tương tự những tiết diện trước đó, đảm bảo rằng Structural Layer Plan View đang hiện hành và chức năng truy bắt giao điểm được kích hoạt. Vẽ phần tử tấm xây dựng mô hình lỗ mở như sau. A. Vào lệnh Draw > Draw Rectangular Area Objects, hoặc nhấp nút Draw Rectangular Area Objects làm xuất hiện hộp thoại Properties of Object. B. Bấm vào mục đối diện với Property và chọn OPENING từ danh sách sổ xuống.

Hình 21. Hộp thoại Properties of

Object dùng cho phần tử thanh

C. Kích vào giao điểm các đường lưới C và 6 ở cửa sổ Structural Layer Plan View, và trong khi ấn giữ chuột trái, di chuyển chéo lên giao điểm đường lưới D8 và nhả chuột trái. Phần tử tấm xuất hiện với chữ “X”, chứng tỏ rằng lỗ mở cầu thang đã được vẽ. Như đã biết trước đó, lỗ mở (hoặc lỗ hổng sàn) nằm trên với đặc tính sàn được gán khi chương trình xác định công thức độ cứng. D. Bấm chọn Select Object , hoặc nhấp Esc ở bàn phím để thoát lệnh Draw Rectangular Area Objects.

Bấm vào lệnh File > Save, hoặc chọn nút , để lưu bài toán. Bước 6 Thiết lập các tùy chọn đối tượng Trong bước này, thiết lập các tùy chọn đối tượng được sử dụng để hiển thị tốt hơn hình dáng bản sàn. A. Bấm vào Set Object Options , hoặc vào lệnh View > Set Object Options. Khi hộp thoại Set Object xuất hiện, tích vào Fill Elements xem hình 22. B. Bấm OK để chấp nhận những thay đổi, và mô hình bây giờ hiển thị như trên hình 23.

Hình 22. Hộp thoại Set Objects

Hình 23. Mô hình sau khi tất cả các đối tượng đã vẽ

Bước 7 Gán tải trọng Trong bước này, tĩnh tải và hoạt tải sẽ được gán vào bản sàn. Đảm bảo rằng cửa sổ Structural Layer Plan đang hiện hành, và lựa chọn mô hình trong chương trình (vào lệnh Draw > Select) A. Chọn bản sàn bằng cách nhấp vào bất kỳ ở đâu trên bản sàn không phải là dầm, vách đỡ, cột và lỗ mở. Thanh trạng thái ở tay trái góc bên dưới hiển thị dòng “1 Areas selected”. Nếu bạn chọn nhầm, nhấp vào Clear Selection , và cố gắng chọn lại. B. Vào lệnh Assign > Surface Loads để vào hộp thoại Surface Loads xem hình 24. 1. Nếu tĩnh tải chưa được hiển thị, chọn DL từ Load Case Name danh sách sổ xuống. 2. Đảm bảo rằng lb-ft được chọn ở mục đơn vị. 3. Gõ 30 trong hộp Load per Area (Down +). 4. Bấm OK để chấp nhận việc gán tĩnh tải. SAFE sẽ hiển thị tải trọng trên mô hình. Vào lệnh Assign > Clear Display of Assigns để loại bỏ những hiển thị đã gán, nếu cần thiết. C. Nhấp vào bất kỳ ở đâu để chọn lại bản sàn, hoặc vào lệnh Select > Get Previous Selection hoặc nhấp Select > Get Previous Selection để chọn bản sàn. D. Vào lệnh Assign > Surface Loads để vào lại hộp thoại Surface Loads. 1. Chọn LL từ Load Case Name danh sách sổ xuống. 2. Gõ 50 trong hộp Load per Area (Down +). 3. Bấm OK để chấp nhận việc gán hoạt tải. Vào lại lệnh Assign > Clear Display of Assigns để loại bỏ những hiển thị đã gán.

Hình 24. Hộp thoại Surface Loads

Xem lại tải trọng đã gán cho sàn, nhấp phải chuột bất kỳ nơi nào ở sàn không phải dầm, vách đỡ, cột và lỗ mở để vào hộp thoại Area Object Information xem hình 25. Chú ý đến DL ở Load Case có w/area (weight/area) là 30. Chọn LL ở Load Case từ danh sách sổ xuống và những thay đổi ở w/area là 50. Bấm OK để đóng hộp

thoại Area Object Information. Bấm vào lệnh File > Save, hoặc chọn nút , để lưu bài toán. Bước 8 Chạy chương trình phân tích Trong bước này, phân tích được thực hiện. A. Vào lệnh Analyze > Run Analysis, hoặc nhấp Run Analysis để bắt đầu giải bài toán. Chương trình sẽ tạo những phân tích mô hình dựa trên đối tượng SAFE, và sẽ hiển thị thông báo “Analyzing, Please Wait”. Dữ liệu sẽ cuộn ở cửa sổ khi chương trình giải bài toán. Thông tin này có được đường dẫn sau bằng cách vào lệnh File > Display Input/Output Text Files và chọn tên file mở rộng .LOG. B. Khi phân tích được hoàn thành, hiển thị thông báo “ANALYSIS COMPLETE”. Nhấp OK để đóng cửa sổ phân tích. Chương trình tự động hiển thị biến dạng mô

hình, và mô hình được khóa. Mô hình được khóa khi nút Lock/Unlock Model bị lún xuống. Mô hình đang khóa để ngăn chặn những thay đổi mô hình làm ảnh hưởng kết quả phân tích. Bước 9 Xem biểu đồ kết quả phân tích Trong bước này, những phân tích sẽ được hiển thị qua các kết quả ở biểu đồ. A. Nhấp vào cửa sổ bên phải làm cửa sổ Structural Layer 3-D View hiện hành. B. Vào lệnh Display > Show Deformed Shape hoặc bấm Show Deformed Shape

để vào hộp thoại Deformed Shape xem hình 26. 1. Chọn LL Load Case từ Load danh sách sổ xuống. 2. Tích chọn Auto từ mục “Scaling”. 3. Tích vào hộp Displacement Contours ở mục “Display Options”. 4. Bấm chọn OK để tạo ra mô hình biến dạng 3-D với những đường đồng mức.

Hình 25. Hộp thoại Area Object Information

C. Nhấp vào cửa sổ bên trái làm cửa sổ Plan View hiện hành. D. Vào lệnh Display > Show Slab Forces hoặc nhấp Show Slab Forces để xuất hiện hộp thoại Slab Forces xem hình 27. 1. Chọn LL Load Case từ Load danh sách sổ xuống. 2. Tích vào Mxx từ mục “Compenent”. 3. Tích chọn Display Contours on Deformed Shape ở mục “Display Options”. 4. Bấm chọn OK xem biểu đồ mô men xem hình 28. Chú ý khi bạn di chuyển con trỏ trên biểu đồ mô men, giá trị được hiển thị ở bên dưới góc tay trái cửa sổ. E. Đảm bảo rằng hình chiếu đang hoạt động và vào lệnh Display > Show Undeformed Shape hoặc bấm Show Undeformed Shape

để loại bỏ hiển thị biểu đồ mô men.

F. Nhấp Set Object Options và bỏ chọn Fill Elements ở hộp thoại Set Objects, và sau đó nhấp OK. Bước 10 Thiết kế Trong bước này, những phần tử tấm với sàn và bản mũ đã gán, phần tử thanh với dầm đã gán. Chú ý đã giải bài toán trước đó theo các bước sau. A. Vào lệnh Options > Preferences và chọn mục Design. Hộp thoại Preferences xem hình 29. 1. Chọn ACI 318-95 từ danh sách sổ xuống ở mục “Concrete Design code”. 2. Tích tùy chọn Use Nodal Moments ở mục “Design Method”. 3. Xem lại thông tin chứa trong hộp thoại, và nhấp OK để chấp nhận những chọn lựa.

Hình 28. Biểu đồ mô men Mxx

B. Vào lệnh Design > Start Design để bắt đầu quá trình thiết kế. Chương trình sẽ tính toán cốt thép cần thiết cho cả bản sàn và dầm. Khi thiết kế hoàn thành, cốt thép cần thiết cho dải theo phương X được hiển thị, như hình 30. Vị trí con trỏ tại bất kỳ điểm nào trên mặt bằng bố trí cốt thép trong dải theo phương X để xem kết quả giá trị cốt thép cần thiết ở trên và ở dưới được hiển thị ở góc tay trái bên dưới cửa sổ. C. Để xem bố trí cốt thép cần thiết trong dải theo phương Y, vào lệnh Design > Display Slab Desgn Info. Hộp thoại Slab Reinforcing xuất hiện xem hình 31. 1. Tích chọn Y Direction Strip trong mục “Choose Strip Direction”. 2. Xem lại thông tin chứa trong hộp thoại, và nhấp OK để chấp nhận những chọn lựa.

Hình 29. Hộp thoại Preferences

Hình 30. Cốt thép trong dải theo phương X

Hình 31. Hộp thoại Slab Reinforcing

Hình chiếu mặt bằng sẽ được cập nhật để hiển thị cốt thép cần thiết trong dải theo phương Y. Tương tự, vị trí con trỏ ở bất kỳ đâu trên mặt bằng hình chiếu sẽ là hiển thị giá trị cốt thép cần thiết ở góc tay trái bên dưới cửa sổ SAFE. D. Để xem cốt thép cần thiết ở trong dầm, vào lệnh Design > Display Beam Design Info. Hộp thoại Beam Reinforcing xuất hiện như hình 32. 1. Tích chọn Flexural Reinforcing ở mục “Type of Reinforcing”. 2. Xem lại thông tin chứa trong hộp thoại, và nhấp OK để chấp nhận những chọn lựa. Hình chiếu mặt bằng sẽ được cập nhật để hiển thị cốt thép chịu uốn cần thiết trong dầm dọc theo hai bên chu vi. Vị trí con trỏ ở bất kỳ đâu trên dầm sẽ là kết quả hiển thị giá trị cốt thép cần thiết ở góc tay trái bên dưới cửa sổ SAFE.

Bấm vào lệnh File > Save, hoặc chọn nút , để lưu bài toán. Chúc mừng! Bạn đã tạo mô hình trong SAFE thành công!

Hình 32. Hộp thoại Beam Reinforcing

Chú ý quan trọng – vui lòng đọc Bài tập này đòi hỏi dùng phiên bản SAFE 6.01 hoặc các phiên bản sau nó để giải bài toán thành công. Bạn cần quyết định dùng phiên bản nào để bắt đầu dùng chương trình và sau đó vào lệnh Help và lựa chọn About SAFE… Nếu phiên bản SAFE của bạn thấp hơn phiên bản 6.01 và bạn muốn giải bài hướng dẫn này, bạn cần gọi cho Computers Structures theo số (510) 845-2177 để có thông tin về cập nhật SAFE. Muốn hiểu được Safe thì trước tiên phải hiểu được từ etabs xuất sang Safe chứ phải không ? Tính toán sàn BTCT xuất ra từ kết quả của Etabs 1.Mở file Etabs , vào File/Export/Save Story As Safe.f2k Text file

2.Bạn bấm Select Cases để chọn trường hợp tải cần tính cho sàn.

3.Ok , bạn sẽ có file của chương trình SAFE để tính nội lực cho sàn. 1. Mở SAFE 2. Bạn có thể chọn đơn vị tính là Ton - m 3. Bạn vào File / Import / SAVE V6/V7.F2K để bạn có thể mở file xuất ra bởi Etabs Làm sao để xuất bản sàn từ Etabs ( hay SAP ) sang Safe để tính toán thép sàn. Khi xuất như vậy thì các tải trọng và chuyển vị của kết cấu có chuyển luôn được không? Xuất kết quả từ etabs sang safe thì chỉ cần vào file\export\ f2k là OK. Sau đó nó có một số lựa chọn, nếu chọn cái cuối cùng là xuất cả tải trọng và chuyển vị sang safe.

++ Shell là phần tử tấm tổng quát . Còn Plate là phần tử tấm chỉ chịu uốn và Membrane là phần tử tấm chỉ chịu lực màng mà thôi . Shell = Plate + Membrane Em nhập lại kích thước các strip bằng cách kích phải vào, sửa lại Xmin Xmax...rất nhập nhằng => cứ chỉnh được vài ba cái dải cột và dải nhịp đầu tiên là rối cả lên, nhìn các đường lưới chằng chịt là nản lun Bạn chọn View/Set X-Strip Layer hoặc Set Y-Strip Layer, sau đó vẽ lại Quét 1 cái rẹc & bấm Del thế là xong thui. Rồi làm như bạn Hiếu hướng dẫn Xóa là đã mất hết tất cả. Cần thì Save As lại file khác Sau khi mình cho hiển thị giá trị momen của các Strip theo phương X, Y, giá trị momen trên màn hình có đơn vị là gì? Có phải là kN.m không(giả sử đã chọn đơn vị cơ bản là kN-m)? Muốn thiết kế thép thì mình phải chia giá trị moomen trên từng tiết diện cho bề rộng của Strip tương ứng phải ko? Mình hỏi thêm, xuất kết quả ra như thế nào thì thuận lợi cho việc thiết kế vậy Có phải các Strip giống như dầm có h=bề dày bản sàn, còn b=bề rộng của Strip? Đơn vị momen của strip là kN.m ? Bạn có thể xem như vậy để tính thép. bề rộng 1 strip bao nhiêu là hợp lý vậy bác? SAFE chỉ dùng tính bản sàn mà thôi khi thiết kế có thể cho phép xuất nọi lực theo dãy bản chia trước có thể cho nó tự thiết kế luôn

Chỉ cần xuất một sàn tầng nào đó từ etap, chỉnh sửa lại rồi design là ta có kết quả mômen. Tuy nhiên khi sử dụng kết quả tính thép của safe thì tôi thấy có nhiều sai lệch so với kết quả của ta. nếu muốn chính xác thì hình như phải thay đổi nhiều thông số. Bản vẽ của safe còn khác so với chúng ta quá. Em thì chưa dám nói về thép tính ra sai khác như thế nào nhưng chỉ tính nội lực không đã sai khác lăm rôi(lớn hơn nhiều) , mong biết các anh có cách nào để hiệu chỉnh lại hay không? ban tính khac là đương nhiên rồi vì phần mềm tính theo tiêu chuẩn MỸ, mà tiêu chuẩn Mỹ thì kô có khái niệm cường độ tiêu chuẩn và tính toán như mình, đô chính xác có cao hay kô là bạn phải biết diếu chỉnh về cường độ,giới hạn chảy của thép sao cho hợp lý khi lấy theo tiêu chuẩn VN tinh với phần mềm nước ngoài Bạn nói mình không hiểu , cho dù Mỹ hay nước nào cũng vậy ,cho dù không có khái niệm tải trọng tiêu chuẩn hay tính toán đi nữa nhưng mà với1 tải trọng xác định và một hệ xác định thì kết quả nội lực phải giống nhau ( chưa xét tới thép) , bởi ví mình nghĩ nó dùng phần tử hữu hạn để giải thì phần mềm nào cũng giống nhau cả (có thể khác chút xíu) Cho mình hỏi thêm là , làm sao khai báo "một liên kết ngàm" hoặc 1 "liên kết khớp" cho một biên của sàn(bản kê 4 cạnh)? Hai liên kết này khi xuất file INPUT ra thì thấy khác nhau : - Ngàm : có giá trị Kzz và KRX(hoặc KRY) rất lớn - Khớp : chỉ có giá trị Kzz rất lớn nhưng mình không biết làm sao để can thiệp vào những giá trị này Mong các anh chỉ giúp ! Bạn tiến dung nói đúng rồi đó.nội lực thì không thể sai khác được ,chỉ có điều mình chưa hiểu hết được nó nên có những đánh giá không chính xác thôi.hy vọnh tiếp tục hoc hỏi Anh Ninh làm DATN về sàn không dầm có thể chỉ cho em biết việc anh chia sàn thành các dải giữa nhịp và trên cột như thế là theo nguyên lý nào được không ạ.Em có xem các tài liệu về phương pháp khung tương đương nhưng cách chia của họ không khớp với cách chia của anh. Mong anh chỉ giúp ạ Anh chia sàn dựa trên phổ moment có đc từ SAFE. Anh Ninh giải thích rõ hơn cho e khái niên "Phổ" đc ko? E thấy pm SAFE mặc định chia các dải theo các đg lưới chính, dải trên cột là L/4, giữa nhịp là L/2.

Mấy bác cho em hỏi: Khi tính toán sàn không dầm theo phương pháp khung tương đương, đối với những dải cắt qua lõi thang máy thì có thể xem lõi thang máy như là cánh tay đòn có độ cứng bằng vô cùng được không. NO la moment contour do ban. Ban co the tinh san khong dam hay bat cu thu gi voi viec ban mo phong bang cac software ve ket cau. Viec con lai co san khong dam la mu cot(column capital) de tranh pha hoai cat o do (puching shear). Noi luc co the lay ra de tinh thep. Neu can minh goi cho mot file tinh be chua nuoc co dung loai nay. buoc 5m, san day 300, co thiet ke mach ngung thi cong (construction joint), khe co(control or contraction joint) va khe dan no (expansion joint). Tai trong tren nap be la lop BT tao doc, da 0x40 va dat (tat ca nhung thu nay dung de chong day noi be). Toi dung Sap2000 de thiet ke. Cong trinh co the tich L160mxW45xH8m. Da hoan tat va dua vao su dung ví dụ chia dải đó thành các dải có bề rộng 3 mét thì mô men dải đó là mô men tương ứng với 1 con dầm có bề rộng 3 mét hay là mô men cho 1 mét bề rộng của con dầm đó !! mong các bác giải đáp thêm cho anh em ạ !! Nhân tiên cho em hỏi việc chia strips sẽ làm thế nào nếu lưới cột của mình ko đồng !! tức là có dài thì vừa đi qua đầu cột vừa đi qua giữa nhịp ạ Có 2 file hình nhỏ để bạn tham khảo về chia "design strip" nè. Chúc vui, Attached Images

ở trường thầy có dạy em 1 chút về mô hình tính sàn bằng Safe, trong đó, thầy gán ở các vị trí của cột là COLUMN SUPPORT. Khi em xem trong Introductory Tutorial (15 min) của Safe thì với cột có mũ cột, tại vị trí mỗi cột, ngoài việc gán liên kết Column Support (COL1) (tiết diện cột là 1,5x1,5 feet, cao 12 feet) thì sau đó họ còn gán thêm tại vị trí cột 1 Slab tên Column (COL) với thickness là 50 inch=4,16 feet, tiết diện khi vẽ vẫn là 1,5x1,5 feet. Các bác cho em hỏi vì sao lại phải vẽ slab Column thế ạ? thickness=50 inch có ý nghĩa gì? sAFE LÀ CHƯƠNG TRÌNH TÍNH SÀN VÀ MÓNG. KHI KHAI BÁO THÌ CHƯƠNG TRÌNH SẼ COI CỘT LÀ GỐI VÀ TRÙNG VỚI TRỤC CỦA CỘT. NHƯNG TRONG THỰC TẾ THÌ CỘT LẠI CÓ TIẾT DIỆN VÀ RÕ RÀNG KÍCH THƯỚC CỦA NÓ LÀ ĐÁNG KỂ SO VỚI SÀN. VÌ VẬY CẦN KHAI

BÁO TIẾT DIỆN CỘT ĐỂ SAFE TÍNH ĐÚNG HƠN. ĐÂY LÀ MỘT ƯU ĐIỂM CỦA SAFE SO VỚI ETAB.

VẤN ĐỀ 1 Sàn phẳng không qui tắc. Đặc trưng của bê tông sàn E = 4000 ksi, Hệ số Poissons = 0.2, trọng lượng đơn vị = 150 pcf f’c = 4 ksi, fy = 60 ksi Giả thiết chiều dày bảo vệ cốt thép để mặc định Đặc trưng của cột và vách E = 4000 ksi, Hệ số Poissons = 0.2, cao = 12’ Tải trọng phân bố đều trên sàn Tĩnh tải: trọng lượng bản sàn cộng thêm 50 psf phần tải trọng chất thêm DL Hoạt tải: qui phạm 100 psf, 250 psf giữa các đoạn cột 3, 5, E và F Yêu cầu Xem chuyển vị đàn hồi và nứt theo phương đứng của bản sàn dưới tải trọng DL + LL. Xem mô men uốn bản sàn Mxx với hệ số (1.4DL + 1.7LL). Xem tính toán cốt thép trong dải theo phương X dùng tiêu chuẩn ACI 318-95.

Tải trọng tập trung tại hai góc lỗ mở PDL = 4 kips PLL = 3 kips

Vách bê tông bên dưới dày 12”

Dầm biên của sàn bê tông dày 10”

Cột bê tông bên dưới kích thước 18” x 18”

Chú ý: