(Bài 6) Khai báo tải trọng gió trong ETABS 2016

Sau khi đã khai báo xong các loại tải trọng Tĩnh tải và Hoạt tải như ở (Bài 5) Khai báo tải trọng trong ETABS 2016 – Tĩnh tải và Hoạt tải. chúng ta sẽ đi đến bước khai báo tải trọng gió, bao gồm Gió động và Gió tĩnh.

Khai báo tải trọng gió trong ETABS 2016

Bước 1: Khai báo Mass Source

Chu kỳ dao động của công trình phụ thuộc vào độ cứng của hệ kết cấu và khối lượng tham gia trong quá trình dao động. Do hoạt tải cũng có thành phần dài hạn (thiết bị cố định, vật chứa…) nên cũng được xét vào khối lượng tham gia dao động. Việc quy định khối lượng tham gia dao động bằng: 1.0*Tĩnh tải + 0.5*Hoạt tải là tuân theo mục 3.2.4 của tiêu chuẩn TCXDVN 229:1999 đã được đơn giản hóa với hệ số 0.5 trong thực tế thiết kế.

Chú ý!
Tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải) là tải trọng tiêu chuẩn.

Nhấn Define => Mass Source…

Nhấn Add New Mass Source… hoặc kích chọn MsScr1 => Add Copy of Mass Source... để tạo một Mass Source mới.

Các bạn khai báo như hình, nhấn OK để kết thúc. Ta được:

Ở phần Default Mass Source các bạn chọn MsGio vừa khai báo để tính toán tải trọng gió.

Bước 2: Khai báo Diaphragm (tâm cứng)

Về giao diện chính của phần mềm, nhấn Ctrl + A để chọn toàn bộ mô hình. Nhấn Assign => Shell => Diaphragms…

Tạo mới hoặc kích chọn luôn vào D1 rồi nhấn OK. Ta được:

Bước 3: Mesh sàn (chia nhỏ sàn)

Tiện tay các bạn thêm bước chia nhỏ kết cấu sàn để phần mềm phân tích chính xác hơn.

Tương tự như bước 2, chọn toàn bộ mô hình

Nhấn Assign => Shell => Floor Auto Mesh Options…

Mình hay để bước chia là 1m

Bước 4: Phân tích dao động

Nhấn Analyze => Run Analysis để phần mềm bắt đầu phân tích.

Bước 5: Lấy dữ liệu để tính toán tải trọng gió

Với tải trọng Gió tĩnh thì tính toán bình thường với các thông số cơ bản như kích thước công trình, vùng gió, hệ số khí động, hệ số độ cao… đơn giản nên mình không trình bày lại nữa.

Với tải trọng Gió động thì liên quan tới chu kỳ dao động, khối lượng tham gia dao động… nên chúng ta phải nhờ đến ETABS thể thực hiện công việc này.

Sau khi ETABS phân tích xong chúng ta cần quan tâm và xuất ra mấy loại bảng dữ liệu sau:

• Story Data: thông số tầng – chiều cao tầng, cao độ tầng
• Modal Participating Mass Ratios: thông số chu kỳ dao động
• Centers of Mass and Rigidity: khối lượng tầng (theo Diaphragm), tọa độ tâm khối lượng (tải trọng gió sẽ được gán tại đây)
• Diaphragm Center of Mass Displacements: chuyển vị của tâm Diaphragm.

Các bạn xem bài viết Bảng Excel tính tải trọng Gió tĩnh + Gió động, mình có trình bày rõ hơn cách tính toán tải trọng gió.

Bước 6: Khai báo tải trọng gió

Sau khi tính toán được giá trị của tải trọng gió, chúng ta sẽ đi khái báo các giá trị ấy vào phần mềm ETABS.

Đầu tiên các bạn mở khóa mô hình vừa chạy xong (nếu chưa mở khóa)

1. Khai báo tải trọng Gió tĩnh

Nhấn Define => Load Patterns…

Khai báo tải trọng Gió tĩnh theo 2 phương X, Y như hình trên.

Sau đó chọn vào tải trọng Gió tĩnh vừa khai báo => nhấn Modify Lateral Load… để gán giá trị Gió tĩnh vừa tính được.

Gió tĩnh theo phương X:

Gió tĩnh theo phương Y:

Các bạn lấy giá trị từ bảng tính copy vào như hình vẽ nhé.

Chú ý!
Hai cột X Ordinate và Y Ordinate ở đây là tọa độ tâm hình học của công trình. Phần mềm tự tính toán các bạn không phải chỉnh sửa gì cả.
Gió tĩnh được gán vào tâm hình học, tương đương với việc các bạn gán tải trọng gió vào dầm biên và cột biên.

2. Khai báo tải trọng Gió động

Nhấn Define => Load Patterns…

Khai báo tải trọng Gió động theo 2 phương X, Y và theo từng dạng dao động như hình trên. Phải xét đến bao nhiêu dạng dao động thì khai báo bấy nhiêu giá trị Gió động. Ở ví dụ này Gió động theo phương X chỉ xét đến dao động theo Mode 1 => khai báo là GDX1, Gió động theo phương Y chỉ xét đến dao động theo Mode 2 => khai báo là GDY2.

Sau đó chọn vào tải trọng Gió động vừa khai báo => nhấn Modify Lateral Load… để gán giá trị Gió động vừa tính được

Gió động theo phương X – Mode 1:

Gió động theo phương Y – Mode 2:

Chú ý!
Hai cột X Ordinate và Y Ordinate lúc này sẽ phải là tọa độ tâm khối lượng của công trình. Các bạn cần thay đổi giá trị mặc định ở đây.

1. Thành phần động của tải trọng gió tác động lên công trình là lực do xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình gây ra. Mà quán tính thì phải quan tâm đến khối lượng rồi
2. Tâm khối lượng và tâm hình hình học không trùng nhau, dưới tác dụng của tải trọng gió (động đất) công trình sẽ chịu thêm một lượng mô men xoắn.

Để có được giá trị này, các bạn để ý ở bảng Centers of Mass and Rigidity mà các bạn vừa xuất ở trên:

Hai cột XCM, YCM (X Center Of Mass, Y Center of Mass) chính là tọa độ của tâm khối lượng. Các bạn copy giá trị này thay thế giá trị mặc định ở trên nhé.

Download Bảng excel tính toán tải trọng gió