Tính toán cốt thép cho cấu kiện Cột, Vách BTCT bằng PROKON

Bài viết này hướng dẫn phương pháp tính toán cốt thép cho cấu kiện Cột, Vách BTCT bằng công cụ General Column Design trong phần mềm PROKON theo tiêu chuẩn Eurocode 2-2004. Ở đây là bài toán kiểm tra: có kích thước tiết diện và bố trí cốt thép, đi kiểm tra khả năng chịu lực của cấu kiện.

Mình vẫn sử dụng PROKON trong công việc hàng ngày. Theo mình đánh giá thì phương pháp tính toán kiểm tra cấu kiện Cột, Vách BTCT bằng PROKON đáng tin cậy và đã được nhiều đơn vị thẩm tra đồng ý.

Bước 1: Chọn tiêu chuẩn áp dụng tính toán cốt thép cột, vách bằng Prokon

Ở cuối góc bên trái, các bạn kick chọn vào ô tên tiêu chuẩn

Chọn tiêu chuẩn Eurocode 2 – 2004

cot-thep-cot-vach-btct-prokon-4

Bước 2: Khai báo tiết diện và cốt thép bố trí của Cột, Vách BTCT

Xem bài viết: Tạo tiết diện cấu kiện Cột, Vách BTCT trong PROKON

Bước 3: Khai báo thông tin cấu kiện, vật liệu sử dụng, điều kiện liên kết

Trong đó:

  • Title: tên tiêu đề bảng tính
  • Lo: chiều cao tính toán cấu kiện (có thể lấy bằng chiều cao từ tầng này lên tầng kia trong sơ đồ ETABS)
  • fck (MPa): cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu trụ bê tông ở tuổi 28 ngày. Gần đúng ta có fck = fcu/1.2
  • fcu: cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu lập phương bê tông ở tuổi 28 ngày. Ở đây fcu chính là cấp độ bền theo TCVN 5574-2012. Ví dụ bê tông B25 => fcu = 25 MPa
  • fy (MPa): giới hạn chảy danh nghĩa của thép. Ví dụ thép CB400V có fy = 400 MPa. Với các loại thép khác các bạn xem thêm Bảng thông số vật liệu cốt thép.
  • Es (GPa): mô đun đàn hồi của thép. Ví dụ thép CB400V có Es = 200 GPa
  • Rot. angle: góc xoay tiết diện. Ví dụ muốn xoay tiết diện đi một góc 90 độ thì nhập vào 90.
  • Column braced: tích chọn nếu tính toán cho cột có điểm giằng
  • Omit slenderness moments: tích chọn nếu muốn bỏ qua ảnh hưởng của độ mảnh
  • Allow angles neutral axis: cho phép tiết diện xoay theo trục trung hòa
  • End conditions: điều kiện liên kết – Top (đỉnh cột, vách), Bottom (chân cột, vách). Tính toán cho cấu kiện trong khung nhà cao tầng thì chọn điều kiện liên kết 2 đầu là “Fully Fixed“.
  • Effective length factor: hệ số ảnh hưởng theo chiều cao cấu kiện. Cái này phần mềm tự xác định. Hệ số này có vẻ hơi khác với hệ số chiều dài tính toán phụ thuộc liên kết 2 đầu theo TCVN nhỉ?
  • Building inclination (rad.): độ nghiêng của kết cấu công trình (để mặc định)
  • Eff. creep ratio to 5.8.4: hệ số từ biến của vật liệu (để mặc định)
  • Errors: bảng thông báo khi phát hiện lỗi trong quá trình khai báo

Bước 4: Khai báo nội lực tính toán cốt thép cột, vách bằng Prokon

Sử dụng nội lực đã xác định bằng phần mềm ETABS. Cần xuất dữ liệu từ các bảng sau:

  • Cột: Column Forces.
  • Vách: Pier Forces
  • đơn vị là KN, m, C. Lấy tất cả các tổ hợp tính toán, không lấy tổ hợp bao (Envelope).

Gửi các bạn Bảng Excel lọc nội lực đưa vào PROKON

Bảng Excel có 3 sheet:

  • Sheet “PierForces (dung)“: dùng cho cấu kiện Vách thể hiện theo phương đứng
  • Sheet “PierForces (ngang)“: dùng cho cấu kiện Vách thể hiện theo phương ngang
  • trong sơ đồ ETABS, vẽ cấu kiện Vách theo phương nào thì lọc nội lực ở sheet tương ứng. Điều này là do chúng ta vẽ cấu kiện Vách trên mặt bằng theo dạng đường Line => hệ tọa độ địa phương (local axes) của cấu kiện bị thay đổi theo phương).

  • Sheet “ColumnForce“: dùng cho cấu kiện Cột, không phân biệt phương nội lực, do hệ tọa độ địa phương là cố định. Tuy nhiên, tuyệt đối không quay tiết diện trong mô hình. Vì như thế sẽ làm hệ tọa độ địa phương quay theo.
  • một lưu ý nữa là ở đây kiểm tra cho một cấu kiện ở một tầng. Đối với cấu kiện Vách, khi đặt tên Pier không được đặt tên trùng trên cùng một mặt bằng. Vì khi đặt tên trùng sẽ bị cộng dồn nội lực.

Các bạn copy nội lực của cấu kiện vào bảng Excel, trong khu vực khoanh đỏ:

Nhấn “Run” để lọc kết quả:

cot-thep-cot-vach-btct-prokon-6

Copy kết quả vừa lọc được vào bảng “LOADS (ULTIMATE LIMIT STATE)” trong PROKON

cot-thep-cot-vach-btct-prokon-7

Đến đây là đã kết thúc phần khai báo các thông số tính toán.

Bước 5: Tính toán, kiểm tra

Nhấn “Design” để phần mềm bắt đầu phân tích.

cot-thep-cot-vach-btct-prokon-8Ở trên là giao diện phần mềm sau khi phân tích xong. Chúng ta quan tâm tới 2 thông tin:

  • Hệ số an toàn: Cấu kiện đảm bảo khi hệ số an toàn ≥ 1.

cot-thep-cot-vach-btct-prokon-9

  • Biểu đồ tương tác: Biểu diễn khả năng chịu lực của tiết diện. Cấu kiện đảm bảo khi dấu tròn nằm trong đường bao của biểu đồ.

cot-thep-cot-vach-btct-prokon-10

Bước 6: Xuất thuyết minh tính toán

PROKON thể hiện thuyết minh rất chi tiết và đầy đủ theo tiêu chuẩn Eurocode 2 – 2004

Trên thanh công cụ nhấn Calcsheets:

  • Output Settings: cài đặt các thông tin thể hiện trong bảng tính
  • Print Now: in thuyết minh

Mình vừa giới thiệu xong phương pháp tính toán kiểm tra cấu kiện Cột, Vách BTCT bằng PROKON. Các bạn có ý kiến đóng góp gì hãy để lại comment nhé!!!

Trả lời