(Bài 11) Thiết kế cốt thép Cột BTCT bằng ETABS 2016

Thiết kế cốt thép Cột BTCT bằng ETABS 2016

Thiết kế thép Cột bằng ETABS 2016 theo tiêu chuẩn Eurocode 2-2004.

Các thông số vật liệu theo TCVN được quy đổi tương đương sang tiêu chuẩn Eurocode 2-2004

Bước thiết kế này cho kết quả khá sát so với phần mềm Prokon cũng tính toán theo tiêu chuẩn Eurocode 2-2004. Khá nhiều đơn vị Thiết kế cũng chọn phương án này thay cho việc phải biểu diễn bằng bảng tính. Đơn giản và gọn gàng hơn rất nhiều.

Bước 1: Khai báo cường độ vật liệu bê tông

Nhấn Define => Material Properties… => chọn vật liệu Bê tông đang sử dụng trong mô hình => Modify/Show Material…

Chọn Modify/Show Material Property Design Data…

Ta có:

• f_ck (MPa): cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu trụ bê tông ở tuổi 28 ngày. Gần đúng ta có f_ck = f_cu/1.2
• f_cu: cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu lập phương bê tông ở tuổi 28 ngày. Ở đây f_cu chính là cấp độ bền theo TCVN 5574-2012. Ví dụ bê tông B25 => f_cu = 25 MPa
• Đơn vị: 1 MPa = 1000 KN/m²

Xem thêm: Bảng Excel thông số f_ck của từng loại bê tông

Bước 2: Khai báo cường độ Cốt thép chịu lực

Nhấn Define => Material Properties… => chọn vật liệu Cốt thép đang sử dụng trong mô hình => Modify/Show Material…

Chọn Modify/Show Material Property Design Data…

Thông thường F_y được xác định bằng F_y = 1,05*R_s, với R_s là cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép chịu lực.

• F_u = 1.5*F_y
• F_ye = 1.1*F_y
• F_ue = 1.1*F_u

Xem thêm: Bảng thông số F_y, F_u, F_ye, F_ue cho các nhóm cốt thép

Chú ý: Khi khai báo tiết diện Cột BTCT ta phải gán vật liệu cốt thép cho nó:

Các bạn làm như hình.

Thay đổi lớp bảo vệ cốt thép tại mục 'Clear Cover for Confinement Bars'. Và khai báo tạm tiết diện cốt thép cần dùng.

Bước 3: Khai báo tiêu chuẩn thiết kế

Nhấn Design => Concrete Frame Design => View/Revise Preferences…

Chọn tiêu chuẩn Eurocode 2-2004, các hệ số khác khai báo như hình.

Bước 3a: Khai báo trường hợp cấp dẻo kết cấu khi thiết kế động đất

Chọn đơn lẻ hoặc toàn bộ cấu kiện cột

Nhấn Design => Concrete Frame Design => View/Revise Overwrites…

1. DC High: Cấp dẻo kết cấu cao
2. DC Medium: Cấp dẻo kết cấu trung bình
3. DC Low: Cấp dẻo kết cấu thấp
4. Secondary: Trạng thái thứ 2
5. Các hệ số khác: phần mềm tự xác định

Bước 4: Khai báo các Tổ hợp tải trọng dùng để thiết kế

Nhấn Design => Concrete Frame Design => Select Design Combinations…

Chọn tất cả Tổ hợp tải trọng tính toán. Dùng 2 hướng mũi tên để chọn hay bỏ một loại tổ hợp.

Chú ý!
- Các tổ hợp trên là theo TCVN (như vậy là không chính xác, ở đây mình chỉ lấy làm ví dụ). Phải dùng tổ hợp theo Eurocode.
- Các bạn xem bài viết: Tổ hợp tải trọng theo Eurocode
- Không chọn Tổ hợp Bao

Bước 5: Khai báo một vài thông số khác

Nhấn Design => Concrete Frame Design => Rebar Selection Rules for Columns… để khai sơ bộ về cốt thép dọc, cốt đai sử dụng trong cột.

Bước 6: Thiết kế cốt thép

Nhấn Design => Concrete Frame Design => Start Design/Check… hoặc nhấn Ctrl + F6

Chú ý!
Mô hình phải đang ở trạng thái đã phân tích rồi mới sử dụng được tính năng này.

Đợi mô hình phân tích xong ta sẽ thấy những con số được bố trí theo dọc phương của các cấu kiện dầm. Những con số ấy thể hiện giá trị diện tích cốt thép cần bố trí.

Các bạn đổi sang đơn vị cm cho dễ quan sát nhé.

Các Cột đều ở trạng thái màu tím như trên là do tất cả đều đảm bảo khả năng chịu lực (nén + uốn). Nếu là màu đỏ cộng thêm chữ O/S là không đảm bảo.

Cũng có thể kích chuột phải vào một cấu kiện Cột bất kỳ để xem thêm thông tin.

• Overwrites: xem lại một số thông số của cột
• Interaction: xem biểu đồ tương tác thể hiện khả năng chịu lực của cột
• Summary, Envelope: xem và in bảng tính

Trên đây là thiết kế cốt thép Cột BTCT bằng ETABS 2016.
Chúc các bạn thành công và có một ngày làm việc thật hiệu quả!