Ứng dụng Etabs trong thiết kế cấu vách cứng nhà cao tầng

ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
ỨNG DỤNG ETABS TRONG THIẾT KẾ KẾT 
CẤU VÁCH CỨNG NHÀ CAO TẦNG 
NOTES: Với các công trình nhà cao tầng phần tử vách là không thể thiếu.Có 
nhiều quan điểm thiết kế vách.Nhưng ở bài 1 tôi xin được trình bày quan điểm 
tính vách như sau: Xem vách là cấu kiện cột chịu nén uốn và tính vách như 
bình thường.Kết hợp với Etabs để thiết kế và có điều chỉnh để bố trí thép cho 
hợp lý. 
- Vách có nhiều dạng nhưng chúng ta nên đưa về dạng vách có hình chữ nhật 
để dễ dàng tính toán.Như sau: 
X
Y
Nz
1 1'
Mx
B
H/5 H/5
Thép cấu tạo a=200
H
Việc tính toán thép chủ yếu trong 2 vùng 1 và 1’.Thép trong vùng giữa được 
đặt theo cấu tạo.Thường là Ф16a200(Ф>12).Bài toán đặt ra : Sau khi người 
sử dụng xuất ra được nội lực trong vách( Etabs) gồm momen Mx và lực dọc 
Nz.Chúng ta lợi dụng Etabs thiết kế thép cho chúng ta(chiều cao vách chính 
là chiều cao tầng nhà) 
Các thông số điều chỉnh để Etabs thiết kế theo TCVN 
Giá trị f’c tương ứng với Mác Bê tông theo TCVN 
Mác Bê 
tông 200 250 300 350 400 500
Rn 
(kg/cm2) 90 110 130 155 170 215
ttk1204@yahoo.com 1
f'c (T/m2) 1822 2244 2673 3219 3552 4579 
ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
Giá trị fy tương ứng với loại cốt thép theo TCVN 
Loại thép AI AII AIII CI CII CIII
Ra 
(kg/cm2)
2100 2700 3600 2000 2600 3400
ttk1204@yahoo.com 2
fy (T/m2) 24701 31765 42353 23530 30589 40000
Giá trị K t ơng ứng với Mác bê tông và hàm lượng cốt thép ư
Giả sử hàm lượng cốt thép gỉa thiết là μgt=1,5% 
Mác BT 200 250 300 350 400 500 
Hệ số K 0.67 0.69 0.71 0.72 0.73 0.75 
Ví dụ cụ thể 
Cho vách có chiều dài vách H=4.3 m, Chiều rộng vách B=0.25 m,Chiều cao 
tầng nhà =3.2 m, Vách chịu lực dọc Nz=1050(T), Momen uốn quay quanh 
phương chịu lực Mx(hoặc My-tùy công trình->các giá trị này được xuất ra từ 
Etabs (phương dài H).Vách làm bằng Bê tông M300,thép chịu lực CII, thép 
đai CI 
Trình tự tính toán như sau: 
1.Khởi động chương trình Etabs(Sap2000 cũng làm được-nhưng xin phép 
trình bày ở đây cách làm Etabs) 
- Click đúp chuột vào biểu tượng Etabs trên màn hình 
Hoặc nhấn Start/All programs/Computer and Structure/Etabs 9/Etabs 
2.Đổi đơn vị sử dụng ở góc dưới bên phải màn hình qua đơn vị SI: T,m(hệ đơn 
vị mặc định của chương trình là Kip-In 
ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
3.Click vào Menu File -> New Model 
Hộp thoại New Model Initialization xuất hiện 
Click chọn No 
4.Nhập các giá trị trong Hộp thoại Buiding Plan Grid System and Story Data 
Definition như sau: 
5.Click OK để thoát khỏi hộp thoại Buiding Plan Grid System and Story Data 
Definition 
6.Khai báo vật liệu cho vách 
Click Define -> Material Properties 
Hộp thoại Define xuất hiện 
ttk1204@yahoo.com 3
ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
- Click chọn CONC( Vật liệu Bê tông) 
- Click Modify/Show Material 
Hộp thoại Material Property Data xuất hiện 
Nhập các thông số như trên( Tra từ bảng đã cho) Click OK để kết thúc việc 
khai báo vật liệu 
7.Khai báo tiết diện cho vách ( lúc này xem như cột) 
Click Define -> Frame Sections 
ttk1204@yahoo.com 4
ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
Hộp thoại Define Frame Properties xuất hiện 
Chọn Add Rectangular 
Hộp thoại Rectangular Section xuất hiện 
Nhập các giá trị như trên 
Click 2 lần OK để kết thúc khai báo tiết diện 
ttk1204@yahoo.com 5
ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
8.Khai báo trường hợp tải trọng 
Click Define -> Static Loads Case 
Hộp thoại Define Static Loads Case Names xuất hiện 
Nhập các giá trị như trên ( ta xét nội lực trong vách như trên chỉ là trường 
hợp TT+HT-chương trình tự tính tải trọng bản thân cho ta nên nhập giá trị ở ô 
Self Weight Muliplier là 1.1( 1.1 chính là hệ số vượt tải đối với trường hợp TT) 
9.Khai báo tổ hợp tải trọng 
Click Define -> Loads Combinations 
Click Add New Combo 
ttk1204@yahoo.com 6
ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
- Click 2 lần OK 
10.Gán tiết diện 
Chú ý: Gán cột(vách) chỉ gán được trên mặt bằng do đó chúng ta chuyển 
qua mặt bằng để gán Click chọn biểu tượng trên và 
chọn Story1( elev: chọn mặt đứng) 
- Click vào biểu tượng như bên dưới trong thanh công cụ 
- Chọn tiết diện cần gán ở dòng Properties là COT25430( Đã khai báo bên 
trên) 
ttk1204@yahoo.com 7
ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
- Click nút tại vị trí muốn gác cột( vách) hoặc rê chuột tạo vùng bao 
Kết quả sau khi gán như sau: 
11.Gán điều kiện biên 
- Click chọn gối như sau 
ttk1204@yahoo.com 8
ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
- Click Menu Assign -> Joint/Point -> Restraint 
- Click chọn biểu tượng ngàm như trên 
12.Gán tải trọng 
- Click Chọn nút tại đầu trên của cột 
- Click Menu Assign -> Joint/Point Loads -> Forces 
Hộp thoại Point Forces xuất hiện 
Gán trường hợp Tĩnh tải( TT) lực dọc tác dụng lên cột( vách) như trên 
ttk1204@yahoo.com 9
ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
Gán trường hợp Hoạt tải(HT) Momen tác dụng lên cột(vách) như trên 
13.Gán bậc tự do 
Click Menu Assign -> Analyze -> Set Analysis Options 
- Click vào biểu tượng XZ Plane 
- Click OK 
ttk1204@yahoo.com 10
ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
14.Chạy chương trình 
- Click Menu Assign -> Analyze -> Run Analysis 
- Đặt tên muốn lưu File và Click chọn Run 
THIẾT KẾ THÉP 
Sau khi Run không báo lỗi chúng ta bắt đầu tiến hành thiết lập cho chương 
trình tự thiết kế thép 
1.Click Options -> Preferences -> Concrete Frame Design 
Hộp thoại Concrete Frame Design Preferences xuất hiện 
- Click chọn CSA-A23.3-94 
- Click OK 
2. Click Design -> Concrete Frame Design -> Select Design Combos 
- Sử dụng nút Remove( Bỏ) và Show( Chọn) để chọn tổ hợp thiết kế là tổ 
hợp BAO 
- Click OK 
ttk1204@yahoo.com 11
ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
3.Chọn phần tử cột trên 
4.Click Design -> Concrete Frame Design -> View/Revise Overwrites 
Thay đổi số liệu như trên(cho phù hợp với TCVN) 
- Click OK 
5.Run một lần nữa 
6. Click Design -> Concrete Frame Design -> Star Design/Check of Structure 
Lúc nãy trên của sổ làm việc sẽ xuất hiện số tiết diện thép thiết kế.Để dễ 
kiểm soát theo TCVN ta đưa đơn vị lại về dạng Ton-cm 
ttk1204@yahoo.com 12
ỨNG DỤNG ETABS-TRONG THIẾT KẾ 
Như vậy theo Etabs tính toán lượng cốt thép cần cho cột trên là 151.543 
cm2(Tổng lượng thép trên mặt cắt ngang) 
Ta tiến hành điều chỉnh như sau để chuyển thành thép trong vách 
Lượng thép tính ra trong vách sẽ được bố trí cho 2 vùng (H/5, H/5+(1->50 
cm) ở 2 biên, còn phần giữa (3H/5, 3H/5-2.50(1-> 50cm) được đặt theo cấu 
tạo là thép Ф16a200.1-50 cm là giá trị dao động để việc bố trí sao cho vùng 
đặt thép cho ra một giá trị tương đối chẵn, đảm bảo điều kiện thi công 
Bố trí thép như sau: 
H/5=4.3/5=0.86m->0.9m=900 mm 
Lượng cốt thép cần =151.543 cm2/2=75.8 cm2
Chọn thép Ф22,số thanh thép cần là 75.8/3.8=19.95 thanh 
Số thanh thép ở vùng biên nên chọn là số lẻ.Vậy số thanh thép được chọn bố 
trí là:21.Khoảng cách giữa 2 thanh thép a=900/[(21-1)x2]=100 
Vùng giữa =4.3-2x0.9=2.5m=2500 mm 
Chọn thép cấu tạo là Ф16a200 
25
0
4300
ø22a100 ø22a100ø16a200 ø16a200ø16a100
ø22a100 ø22a100ø16a200 ø16a200ø16a100
NOTES: Việc tính toán và đặt cốt thép như trên chỉ là một đề xuất.Các bạn 
nên kiểm tra với các công trình trong thực tế.Để rút ra kinh nghiệm và kiểm 
tra đề xuất trên có đúng hay không.Về phía cá nhân tôi thì việc tính toán và 
bố trí thép trong vách như trên là đúng và thiên về an toàn, thậm chí là dư. 
Xin nhận được ý kiến đóng góp của các bạn để có thể trình bày đề xuất quan 
điểm tính toán thứ 2. 
 Thân chào! 
Tài liệu - Cá nhân tham khảo 
- Th.s Nguyễn Hữu Anh Tuấn – Phân tích và thiết kế kết cấu bằng Etabs- một 
số ví dụ thực hành - Tài liệu lưu hành nội bộ 
- Nguyễn Khánh Hùng : Thiết kế và tính toán cốt thép bằng Sap 9.03- NXB 
thống kê- Phát hành toàn quốc 
- Ks Lê Thanh Ngự – Công ty An Phú Gia - TP.HCM 
- Ks Nguyễn Xuân Diệu – Tập đoàn Hòa Bình – Tp.HCM 
- Ks Nguyễn Văn Thành – Công ty Phát Triển Nhà Cao Tầng 
- Ks Nguyễn Duy Phích – Công Ty Tư Vấn Thiết Kế XD Lạc Hồng 
ttk1204@yahoo.com 13