1. M T S 丹I U CH NH TRONG THI T K K T C U
B TNG C T THP B NG PH N M M SAP2000
丹 PH H P V I TIU CHU N VI T NAM
APPLICATIONS OF THE DESIGN STANDARD OF VIETNAM
FOR DESIGNING THE REINFORCED CONCRETE STRUCTURE
BY THE SAP2000 SOFTWARE
NGUY N TH C V敵
Tr動 ng 丹 i h c B叩ch khoa, 丹 i h c 丹 N ng
TM T T
Nhi u nm qua, ph n m m ph但n t鱈ch - thi t k k t c u SAP c a c担ng ty CSI (Computers and Structures
Inc, M ) t version 単 u ti棚n nm 1970 単 n version SAP2000 hi n nay, 単達 kh ng 単 nh 単動 c t鱈nh ch鱈nh x叩c
v t鱈nh 動u vi t. Vi t Nam, ph n m m SAP2000 単動 c s d ng r ng r達i nh nh ng t鱈nh nng cao c p v
giao di n 単 ho r探 rng. Tuy nhi棚n, v狸 l ph n m m do n動 c ngoi l p tr狸nh d a tr棚n ti棚u chu n thi t k
c a m t s n動 c ph動董ng T但y, n棚n tr動 c nay ta kh担ng s d ng 単 n t鱈nh nng thi t k c a SAP2000 m
ch s d ng t鱈nh nng ph但n t鱈ch, sau 単坦 xu t k t qu n i l c 単 単動a vo c叩c ch動董ng tr狸nh thi t k ri棚ng
bi t, 単i u ny m t nhi u th i gian v d c坦 nh ng sai s坦t. Bi b叩o tr狸nh by m t ph辿p chuy n 単 i t鱈nh nng
thi t k k t c u b棚 t担ng c t th辿p c a SAP2000 単動 c 叩p d ng t鱈nh to叩n theo ti棚u chu n Vi t Nam.
ABSTRACT
In recent years, designing and analyzing structures using SAP2000 software of CSI (Computers and
Structures, Inc) have recorded in noticeable achievements. However, this software is commonly used in
Vietnam with force-displacement diagrams only, because of the next design steps applied by the formatting
programs of foreign. In this paper, the real functions of reinforced concrete with the design standard of
Vietnam are introduced for facilities in designs.
1. C董 s l箪 thuy t
So s叩nh ti棚u chu n thi t k k t c u b棚 t担ng c t th辿p c a Vi t Nam v c叩c ti棚u chu n c a n動 c
ngoi 単動 c s d ng trong ph n m m SAP2000, d dng nh n th y ti棚u chu n CSA-A23.3-94 (CSA 1994)
c坦 nhi u 単i m t動董ng 単 ng v i ti棚u chu n Vi t Nam, bi b叩o ny s t坦m t t ti棚u chu n CSA 1994, t 単坦
t狸m ra s th ng nh t c a hai ti棚u chu n b ng vi c thay 単 i c叩c tham s t鱈nh to叩n.
1.1. Thi t k d m
D m 単動 c t鱈nh to叩n theo c u ki n ch u u n, ch u t叩c d ng c a moment M:
- Chi u cao v湛ng n辿n: 2
1
2.
. '. .c c
M
a d d
f b留
= (1.1)
v i: 0,6c = ; 1 0,85 0,0015. 'cf留 = (h 単董n v N-mm-s)
d: chi u cao lm vi c c a ti t di n.
b: b r ng c a ti t di n.
'cf : c動 ng 単 ch u n辿n c a b棚 t担ng.
- Chi u cao c但n b ng c a v湛ng n辿n 1.b ba c硫=
v i:
700
700
b
y
c
f
=
+
; yf : c動 ng 単 ch u k辿o c a c t th辿p.
- Tr動 ng h p ba a : t鱈nh c t 単董n
. .( )
2
s
s y
M
A
a
f d
=
(1.2)
v i: 0,85s =
2. - Tr動 ng h p ba a> : t鱈nh c t k辿p
1
1
. . '. . .( )
2'
( . ' . . ').( ')
b
c c b
s
s s c c
a
M f b a d
A
f f d d
留
留
=
(1.3)
1
1
. . '. . .( ). . '. . 2
. . .( ')
b
c c b
c c b
s
s y s y
a
M f b a df b a
A
f f d d
留 留
= +
(1.4)
1.2. Thi t k c t
C t 単動 c t鱈nh to叩n theo c u ki n ch u n辿n l ch t但m (n辿n - u n hai ph動董ng):
- H s tng moment do u n d c: 1,0
1
.
m
b
m c
C
P
P
隆
=
(1.5)
v i: 0,75m = ;
2
2
.
( )
c
EI
P
kL
= ; (1.6)
0,25. c gEI E I= ; 0,6 0,4. 0,4a
m
b
M
C
M
= +
- V bi u 単 t動董ng t叩c P-M d a vo s董 単 ng su t c a ti t di n
H狸nh 1. S董 単 ng su t trong ti t di n c t
Bi u 単 t動董ng t叩c 単動 c v v i c叩c gi叩 tr hm l動 ng c t th辿p gi thi t t 1% 単 n 6% v d a vo
c叩ch b tr鱈 c t th辿p trong ti t di n c t.
- T鱈nh to叩n l動 ng c t th辿p c n thi t, t動董ng ng v i m t t動董ng t叩c c坦 ch a 単i m thi t k .
1.3. So s叩nh v i ti棚u chu n Vi t Nam
- C担ng th c (1.1) t動董ng t c担ng th c x叩c 単 nh h0 n u thay 1. '.c cf留 b ng Rn.
- C担ng th c (1.2), (1.3), (1.4) t動董ng t c叩c c担ng th c x叩c 単 nh di n t鱈ch c t th辿p Fa v F'a n u thay
.s yf b ng Ra.
T 単坦 ta r炭t ra 単動 c c叩c gi叩 tr c動 ng 単 b棚 t担ng v c t th辿p 'cf , yf t動董ng ng v i gi叩 tr c動 ng
単 b棚 t担ng v c t th辿p theo ti棚u chu n Vi t Nam nh動 sau:
B ng 1. Gi叩 tr 'cf t動董ng ng v i m叩c b棚 t担ng theo TCVN
M叩c B棚 t担ng 150 200 250 300 350 400 500 600
Rn (kg/cm2
) 65 90 110 130 155 170 215 250
f'c (kg/cm2
) 130.39 182.22 224.40 267.26 321.85 355.16 457.85 540.81
H狸nh 2. Bi u 単 t動董ng t叩c P-M
3. B ng 2. Gi叩 tr yf t動董ng ng v i lo i c t th辿p theo TCVN
Lo i th辿p AI AII AIII CI CII CIII
Ra (kg/cm2
) 2100 2700 3600 2000 2600 3400
fy (kg/cm2
) 2470.59 3176.47 4235.29 2352.94 3058.82 4000.00
- C担ng th c (1.5) t動董ng t c担ng th c x叩c 単 nh 侶 n u thay .m cP b ng thN v cho 1mC = .
T 単坦 ta t狸m 単動 c h s k trong c担ng th c (1.6) tu畛 thu c vo m叩c b棚 t担ng v hm l動 ng c t th辿p
gi thi t trong ti t di n c t nh動 sau:
B ng 3: Gi叩 tr k t動董ng ng v i m叩c b棚 t担ng v hm l動 ng c t th辿p
M叩c b棚 t担ng
Hm l動 ng 袖gt
150 200 250 300 350 400 500 600
1.0% 0.73 0.75 0.77 0.79 0.80 0.81 0.82 0.83
1.5% 0.64 0.67 0.69 0.71 0.72 0.73 0.75 0.76
2.0% 0.58 0.61 0.63 0.65 0.66 0.68 0.69 0.71
2.5% 0.54 0.56 0.59 0.60 0.62 0.63 0.65 0.66
3.0% 0.50 0.53 0.55 0.57 0.58 0.59 0.61 0.62
3.5% 0.47 0.50 0.52 0.53 0.55 0.56 0.58 0.59
4.0% 0.45 0.47 0.49 0.51 0.52 0.53 0.55 0.56
4.5% 0.43 0.45 0.47 0.49 0.50 0.51 0.53 0.54
5.0% 0.41 0.43 0.46 0.47 0.48 0.49 0.51 0.52
5.5% 0.39 0.41 0.43 0.45 0.46 0.47 0.49 0.50
6.0% 0.38 0.40 0.42 0.43 0.44 0.46 0.47 0.48
2. Thi t k k t c u b棚 t担ng c t th辿p b ng SAP2000 theo TCVN
Nh p s li u cho SAP2000 単 ph但n t鱈ch v thi t k k t c u b棚 t担ng c t th辿p theo TCVN ta c n l動u
箪 m t s 単i m sau:
- Khai b叩o v t li u (Define Material): nh p gi叩 tr f'c v fy theo b ng 1 v b ng 2 tu畛 theo m叩c
b棚 t担ng v lo i c t th辿p 単動 c s d ng trong h .
- Khai b叩o ti t di n (Define Frame Section) chia lm hai lo i:
+ Ti t di n d m (Element Class: Beam): khai b叩o chi u dy a.
+ Ti t di n c t (Element Class: Column): khai b叩o a, c叩ch b tr鱈 c t th辿p.
- Khai b叩o t h p t i tr ng (Define Load Combination): theo TCVN, ch n c叩c t h p th鱈ch h p
単 thi t k k t c u b棚 t担ng c t th辿p (ch n Use for concrete design).
- Ch n ti棚u chu n thi t k (Option Preference Concrete) l CSA-A23.3-94.
- Sau khi ph但n t鱈ch (Analyze Run) v thi t k (Design Start design) c n ch n c叩c thanh 単 ng
trong h 単 khai b叩o l i h s k (Design Redefine), gi叩 tr h s k 単動 c l y theo b ng 3 (n棚n ch n 袖gt =
1,5%), khai b叩o h s Cm = 1. Ch y l i ch動董ng tr狸nh thi t k (Design Start design) l n n a.
4. 3. V鱈 d t鱈nh to叩n, ki m tra
H狸nh 3. S董 単 t鱈nh v t i tr ng t叩c d ng c a h khung
H khung b ng b棚 t担ng M.250#, c t th辿p lo i AII, c坦 k鱈ch th動 c ti t di n v ch u t i tr ng t叩c
d ng nh動 h狸nh 3.
V i s li u c a h , ta khai b叩o v t li u c坦 fc' = 224,4 kg/cm2
; fy = 3176,47kg/cm2
.
Gi thi t hm l動 ng c t th辿p 袖gt = 1,5%, ta c坦 gi叩 tr h s k = 0,69.
K t qu t鱈nh c t th辿p c a SAP2000 nh動 sau: (so s叩nh v i k t qu t鱈nh b ng FBTW)
1T 4T6T 7T 3T 1T
T/m0,8 T/m0,8
T/m2,4 2,4T/m T/m1,6
T5 2,4T/m TT T/m4 2,4 7 T21,6T/m
5T T/m2,4 T/m2,44T 7T T2T/m1,6
1m 3,6m 3,6m 2,4m 1m
0,9m3,9m3,6m3,6m
3,9m
2,4m3,6m1m 3,6m
0,9m
1m
0,8
T/m1,1
3,2TT
T/m1,13T
4
3,6m
0,7T/m
3,6m
2,40,7T/m
T
2,4T
1,6T4T
T TT/m3T/m1,1 1,1
T2,4 T/m3T/m1,1 T
1,1
T0,8
1,6T4 T/m0,7
T
T挑nh t i Ho t t i 単 ng
3,6m1m 3,6m 2,4m 1m
3,9m0,9m3,6m3,6m
0,28T/mT/m0,21
0,32T/m
0,64
0,36T/m
T
T/m0,24
0,27T/m
T
0,48
3,9m
1m3,6m1m 3,6m 2,4m
0,9m3,6m3,6m
0,64T
0,48T
T/m0,28
T/m0,32
T/m0,36
T/m0,21
0,24T/m
0,27T/m
Gi坦 b棚n tr叩i Gi坦 b棚n ph i
5. H狸nh 4. K t qu b tr鱈 c t th辿p khung t鱈nh b ng SAP2000(4a) v FBTW(4b)
4. K t lu n
Qua v鱈 d 単i n h狸nh tr棚n (v r t nhi u v鱈 d kh叩c, k c h khung kh担ng gian, m kh担ng th tr狸nh
by h t do khu担n kh bi vi t c坦 h n), t叩c gi nh n th y r ng vi c t鱈nh to叩n thi t k k t c u b棚 t担ng c t
th辿p b ng c叩ch khai th叩c ph n m m SAP2000 nh動 tr狸nh by tr棚n cho k t qu trong d m r t ch鱈nh x叩c
(100%), c嘆n trong c t th狸 sai s m c d動 i 5% - m t m c sai s c坦 th ch p nh n 単動 c trong th c t t鱈nh
to叩n c叩c c担ng tr狸nh x但y d ng ph bi n. Vi c 叩p d ng c叩c h s t鱈nh to叩n c滴ng t動董ng 単 i 単董n gi n d th c
hi n, v nh動 v y ta c坦 th khai th叩c 単 y 単 t鱈nh nng c a m t trong nh ng ph n m m t鱈nh k t c u 動u vi t
nh t tr棚n th gi i hi n nay. Bi vi t ny l k t qu c a b動 c 単 u nghi棚n c u v v n 単 ny, t叩c gi mong
nh n 単動 c nhi u s 単坦ng g坦p t c叩c nh chuy棚n m担n 単 k t qu c坦 単 ch鱈nh x叩c cao h董n.
TI LI U THAM KH O
[1] Ng担 Th Phong, K t c u B棚 t担ng c t th辿p, Nh xu t b n Khoa h c v K thu t, 1995.
[2] Arthur H.Nilson, Design of Concrete Structures, The McGraw-Hill Companies Inc, 1997.
[3] Nguy n Vi t Trung, Thi t k k t c u B棚 t担ng c t th辿p hi n 単 i, Nh xu t b n Giao th担ng V n t i,
2000.
[4] Computers and Structures Inc, SAP2000 Concrete Design manual, 2000.
H狸nh 4a H狸nh 4b