Tin Hoc Ung Dung

Giáo trình TIN HỌC ỨNG DỤNGNGÀNH XÂY DỤNG DD&CN

Chæång 2: NGÄN NGÆÎ LÁÛP TRÇNH TURBO PASCAL.

Chæång 1: ÂAÛI CÆÅNG VÃÖ TIN HOÜC HOÏA TRONG XÁY DÆÛNG.

Chæång 3: BÄØ TUÏC CAÏC THUÁÛT TOAÏN VÃÖ P.PHAÏP TÊNH.

Chæång 4: ÆÏNG DUÛNG P.PHAÏP SÄÚ GIAÍI CAÏC BAÌI TOAÏN KÃÚT CÁÚU.

Tin học ứng dụng-Khoa XD DD&CN 1

VÍ DỤ TÍNH TOÁ N HỆ DẦM LIÊN TỤC BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP2000

I/ Số liệu : 1. Cho hệ dầm liên tục bằng bê tông M.250# có : - Modulus đàn hồi : E = 2.650.000 T/m2; - Hệ số Poisson : µ = 0,2; - Cường độ chịu nén : Rb = 110 kG/cm2 ; - Cường độ chịu kéo : Rbt = 8,8 kG/cm2 ; Cốt thép dọc loại AII có cường độ : Rs = R’s = 2700 kG/cm2 ; Cốt đai loại AI có cường độ : Rsw = 1700 kG/cm2. 2. Tải trọng tác dụng vào dầm gồm có : * Tĩnh tải : (đã kể đến trọng lượng bản thân của dầm)

0,6T/m T/m1,8 T/m1,5 T/m2,0 T/m1,2 T/m1,5 T/m0,6T1,2

1500 4000 3600 5400 2400 3600 1500

T4,0

0,2x0,35 0,2x0,35 0,2x0,35 0,2x0,4 0,2x0,4 0,2x0,35

T1,2

BA C D E F G

(Số liệu bên dưới là kích thước tiết diện dầm : hình chữ nhật b x h)

* Hoạt tải :

3600

0,60,8T/mT/m0,3

40001500

T0,6 2,00,3T/m0,6T/m0,5T/m1,0T/mT/m

360024005400 1500

T T0,6

3. Yêu cầu : - Xác định nội lực trong hệ khi chịu các trường hợp tải trọng (cần phân tích hoạt tải thành các trường hợp để tổ hợp nội lực). - Tổ hợp nội lực và vẽ biểu đồ bao nội lực. - Tính cốt thép dọc trong dầm. II/ Các bước tiến hành : 1. Phân tích hoạt tải thành các trường hợp tác dụng riêng lẻ trên từng nhịp : Do tính chất của hoạt tải là có thể thay đổi nên cần phân tích hoạt tải thành các trường hợp riêng lẻ, mỗi trường hợp hoạt tải chỉ tác dụng trên một nhịp, sau đó sẽ tiến hành tổ hợp để xác định giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của nội lực (hoặc phản lực) do hoạt tải gây ra trên hệ. Từ số liệu hoạt tải đã cho ta phân tích được 6 trường hợp hoạt tải như sau : * Hoạt tải 1 :

T

0,3

0,6T/m


* Hoạt tải 2 :

T/m0,8

* Hoạt tải 3 :

0,6T/m

* Hoạt tải 4 :

T/m1,0

* Hoạt tải 5 :

2,00,5T/m T/m

T

0,6

* Hoạt tải 6 :

T/m0,3

T0,6

2. Lập sơ đồ hình học : - Khởi động chương trình Sap2000.

- Chọn hệ đơn vị T-m :

Bấm vào menu trải xuống

Chọn đơn vị Ton-m

- Vào Menu File chọn lệnh New Model.. (tạo cấu trúc mới) : Tin học ứng dụng-Khoa XD DD&CN 100

Dầm liên tục

Chọn hệ dầm liên tục. - Khai báo số nhịp dầm và chiều dài các nhịp : Lúc ban đầu dầm sẽ có chiều dài các nhịp là như nhau, sau đó ta sẽ hiệu chỉnh chiều dài của từng nhịp cho đúng số liệu thực tế. Phần console ta cũng khai báo như 1 nhịp, sau này ta chỉ việc bỏ đi gối tựa ở đầu là sẽ được đoạn console. Nhịp có tải trọng phân bố kiểu dật cấp như trong nhịp EF ta khai báo như 2 nhịp, sau này ta sẽ bỏ đi gối tựa ở giữ. Như vậy lúc đầu ta khai báo hệ dầm sẽ có 7 nhịp, chiều dài mỗi nhịp 1,5m (nên chọn theo kích thước của nhiều nhịp giống nhau, cũng có thể khai báo chiều dài mỗi nhịp là giá trị khác).

p C p

C

- Điều chỉnh kích thước nhịp : Trong cửa srồi chọn nút . Cửa sổ DeFine Gird D

Tin học ứng dụng-Khoa XD DD&CN

Số nhị

ổ Beam chọn ata hiện ra.

hiều dài nhị

p
họn nút này để sửa đổi chiều dài nhị
101

Tại hộp Display Gird as chọn Spacing, tại bảng X Gird Data sẽ hiển thị kích thước các nhịp (đã khai báo được là đều nhịp 1,5m).

Lần lược sửa lại các nhịp theo sơ đồ cần phân tích:

Rồi chọn nút OK ở góc dưới bên phải để đóng Cửa sổ DeFine Gird Data và cập nhật số liệu đã sửa. Tiếp tục nút OK ở Cửa sổ Beam. Trên màn hình có 2 cửa sổ để xem hệ dưới 2 góc nhìn khác nhau : theo hình chiếu 3D (không gian) và theo hình chiếu 2D (mặt phẳng XY hoặc XZ hoặc YZ). Ta có thể vào menu Options Windows để chọn số lượng cửa sổ trên màn hình để xem hệ theo các góc độ khác nhau (1, 2, 3, hoặc 4 cửa sổ được thể hiện trên màn hình). Đối với hệ phẳng, để nhìn hệ cho được rõ ta nên chỉ chọn số cửa sổ bằng 1, và chọn góc nhìn là hình chiếu 2D - mặt phẳng XZ.

Các nút lệnh chọn góc nhìn Sơ đồ trên màn hình sẽ là:

Để tắc các đường trục vào menu View


- Khai báo liên kết gối : Các gối trong hệ như trên chưa đúng với bài toán đặt ra : * Cần thay liên kết gối 2 đầu console và giữa nhịp EF bằng nút tự do. * Thay gối trục B bằng gối cố định. Để thay liên kết gối tại 1 nút hoặc 1 số nút trong hệ cần chọn nút đó hoặc các nút bằng cách rê chuột xung quanh các nút muốn chọn, vào menu Assign Joint Restraints hoặc bấm vào

biểu tượng

Chọn nút bằng cách rê chuột quanh nút đó

Sau khi chọn nút và bấm vào biểu tượng sẽ xuất hiện hộp thoại cho phép khai báo liên kết gối (hoặc bỏ liên kết gối)

Khai báo từng liên kết ngăn cản chuyển vị xoay quanh trục X; Y; Z

Khai báo từng liên kết ngăn cản chuyển vị thẳng theo phương X; Y; Z

Khai báo nhanh liên kết : Ngàm; Gối cố định; Gối di động; Tự do

Như trên, ta chọn các nút tại trục A, G, và nút giữa trục EF, bấm vào biểu tượng , chọn chọn để hoàn thành.

Tiếp tục chọn nút tại trục B, bấm vào biểu tượng , chọn chọn để hoàn thành. Hệ sẽ có dạng :

3. Khai báo các thuộc tính của hệ : a. Khai báo thuộc tính vật liệu : vào menu Define Materials ...


2. Sửa đổi các thông số mặc định của vật liệu 1. Chọn loại vật liệu để

chỉnh sửa các thông số : CONC : Bê tông STEEL : Thép

Theo bài, hệ bằng bê tông nên chọn loại vật liệu là CONC Modify/Show Material để sửa lại các giá trị :

Cường độ bê tông Rb Khối lượng riêng ρ

Trọng lượng riêng w Cường độ cốt thép Rs

Cường độ cốt thép Rsw Modulus đàn hồi E

Hệ số Poisson µ

Hệ số dãn nở nhiệt α Hệ số cường độ chịu cắt ..

Modus đàn hồi trượt (máy tự tính) G

* Khối lượng riêng : chỉ dùng trong bài toán dao động. * Trọng lượng riêng : để tính tải trọng do trọng lượng bản thân của hệ kết cấu. * Modulus đàn hồi : dùng tính độ cứng kết cấu, tính kiểm tra biến dạng - độ võng. * Hệ số Poisson : hệ số biến dạng ngang, có ảnh hưởng rất lớn đến kết quả đối với kết cấu tấm - vỏ hoặc khối. * Hệ số dãn nở nhiệt : dùng tính biến dạng, nội lực do sự thay đổi nhiệt độ. * Cường độ cốt thép và cường độ bê tông : dùng để tính toán, thiết kế lượng cốt thép cần dùng trong cấu kiện bê tông cốt thép.


Đối với bài toán thông thường ta đã tính trọng lượng bản thân của hệ vào trong trường hợp Tĩnh tải, nên ở đây ta không quan tâm đến trọng lượng riêng. Như vậy thường cần chú ý đến các giá trị E ; µ; Rs; Rb; Rsw; Trong bài toán : hệ dùng bê tông M.250# có : E = 2.650.000 T/m2; µ = 0,2; Rb = 110kG/cm2 = 1100 T/m2. Nhưng do Sap2000 tính toán cốt thép theo tiêu chuẩn ACI (Viện bê tông Mỹ) nên để phù hợp với TCVN, ta khai báo trong chương trình giá trị Rb = cường độ tính toán của bê tông / 0,85. Như vậy ta khai báo Rb = 1100/0,85 = 1294,12 T/m2. Cốt thép dọc dùng loại AII nên ta khai báo Rs = 2700 kG/cm2 = 27000 T/m2. Cốt thép đai dùng loại AI nên ta khai báo Rsw = 1700 kG/cm2 = 17000 T/m2.

Chọn để chấp nhận các giá trị mới, chọn tiếp để thoát khỏi lệnh khai báo thuộc tính vật liệu. b. Khai báo hình dạng và kích thước tiết diện : Theo bài : hệ dầm có 2 loại tiết diện * Nhịp D-E-F : có tiết diện hình chữ nhật b = 0,2m ; h = 0,4m. * Các nhịp còn lại : có tiết diện hình chữ nhật b = 0,2m ; h = 0,35m. Để khai báo các loại tiết diện trong hệ : vào menu Define Frame Sections ... :


Chọn các loại tiết diện từ file hình mẫu : Thép hình theo tiêu chuẩn AISC (Mỹ)(1)

Loại tiết diện mặc định (2)

Khai báo thêm loại tiết diện. Danh sách các loại tiết diện

đã khai báo

Chỉnh sửa các loại tiết diện đã có (loại tiết diện được chọn ở bên trái)

Muốn thêm vào loại tiết diện mới có dạng hình chữ nhật : Bấm vào menu trải xuống (2), chọn Add Rectangular

Khai báo các thông số cho loại tiết diện cần thêm

Đặt tên cho loại tiết diện (tối đa 8 ký tự gồm chữ cái + chữ số)

Vật liệu

Chiều cao

Chiều rộng

Hình dáng tiết diện được vẽ minh hoạ

Ta khai báo mới 2 loại tiết diện : Tin học ứng dụng-Khoa XD DD&CN 106

+ Loại tiết diện hình chữ nhật 0,2 x 0,35 m sẽ có các thông số : * Tên : DCN20x35 * Vật liệu : CONC (Bê tông) * Chiều cao : 0,35 * Chiều rộng : 0,2 + Loại tiết diện hình chữ nhật 0,2 x 0,4 m sẽ có các thông số : * Tên : DCN20x40 * Vật liệu : CONC (Bê tông) * Chiều cao : 0,4 * Chiều rộng : 0,2 * Chú ý : Khi chọn loại vật liệu là bê tông thì sẽ xuất hiện các nút lệnh để khai báo các thông số để phục vụ việc tính cốt thép (nếu chỉ cần lấy kết quả nội lực thì không cần quan tâm)

Chọn loại Vật liệu

Khai báo các thông số để thiết kế cốt thép

Khi khai báo các thông số để thiết kế cốt thép :


Loại cấu kiện

Cột Dầm

Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mặt bê tông : a Lớp cốt trên

Lớp cốt dưới

Nếu khai báo tiết diện thép kiểm tra Nếu để trống thiết kế

Ta chọn loại cấu kiện là dầm, khoảng cách a của lớp cốt trên và dưới bằng nhau a = 0,04m # 4 cm. Bấm để chấp nhận các thông số tính cốt thép, bấm để chấp nhận các thông số của tiết diện. Tiếp tục khai báo thêm các loại tiết diện khác.

Bấm để chấp nhận các loại tiết diện vừa khai báo mới. c. Khai báo các trường hợp tải trọng : Để phục vụ việc tổ hợp nội lực trong dầm ta cần phân tích Hoạt tải thành 6 trường hợp như đã trình bày ở phần trên (HT1, ..., HT6) và trường hợp Tĩnh tải. Như đã trình bày, tải trọng của phần Tĩnh tải đã tính đến trọng lượng bản thân của hệ, nên ở đây ta không khai báo trọng lượng bản thân của hệ nữa. Để khai báo các trường hợp tải trọng : vào menu Define Load Cases ...


Loại tải trọng

Hệ số xét đến trọnglượng bản thân

Thêm t.hợp mới

Tên trường hợp tải

Sửa t.hợp đã có

+ Đối với trường hợp Tĩnh tải : * Tên : TT * Loại : DEAD * Hệ số TLBT : 0 Sau khi sửa giá trị chọn Modify Load + Đối với trường hợp Hoạt tải 1,2,3,4,5,6 : * Tên : HT1 (hoặc 2,3,4,5,6) * Loại : LIVE * Hệ số TLBT : 0 Sau khi sửa giá trị chọn Add New Load

Chọn để chấp nhận. d. Khai báo tổ hợp tải trọng (tổ hợp nội lực) : Trong Sap2000 có 4 loại tổ hợp : * Loại Linear ADD : Cộng đại số . * Loại ENVELOPE : Lấy giá trị bao. * Loại ABS ADD : Cộng theo giá trị tuyệt đối. * Loại SRSS : Lấy căn bậc hai của tổng các bình phương. Thường sử dụng 2 loại tổ hợp trên. Ví dụ : Có 5 trường hợp tải trọng : TT1; TT2; TT3; TT4; TT5. - Giá trị Moment tại K : MK do TT1 là : 3,5 - Giá trị Moment tại K : MK do TT2 là : -4,0 - Giá trị Moment tại K : MK do TT3 là : 5,0 - Giá trị Moment tại K : MK do TT4 là : 4,5 - Giá trị Moment tại K : MK do TT5 là : -3,0 Nếu khai báo Tổ hợp 1 là tổ hợp kiểu ENVE của TT1; 0,9*TT2; 0,9*TT3:


TH1 = ENVE (TT1; 0.9*TT2; 0.9*TT3) ta sẽ được MK max của TH1 = 4,5 và MK min của TH1 = -3,6 Nếu khai báo Tổ hợp 2 là tổ hợp kiểu ADD của TT4; TT5; TH1 :

TH2 = ADD (TT4; TT5; TH1) ta sẽ được MK max của TH2 = 6 và MK min của TH2 = -2,1 Trong dầm ta cần tổ hợp nội lực theo công thức :

( )

max

( )min

TT HT

TT H

M M M

M M M

+

−

= +

= +

∑∑ T

( )

max

( )min

TT HT

TT H

Q Q Q

Q Q Q

+

−

= +

= + T

∑∑

Để có được tổ hợp này : + Trước tiên ta khai báo các Tổ hợp Hoạt tải biến đổi : HT1 HTBD1 = ENVE (HT1; 0*TT) v.v. Nếu HT1 có dấu "+" thì HTBD1 sẽ có giá trị Max = HT1 ; giá trị Min = 0 Nếu HT1 có dấu "-" thì HTBD1 sẽ có giá trị Max = 0 ; giá trị Min = HT1 v.v. + Sau đó ta khai báo Tổ hợp Bao : Bao = ADD (TT; HTBD1; HTBD2; . . . ; HTBD6) Như vậy giá trị Max của Tổ hợp Bao sẽ là giá trị tổng của Tĩnh tải với các giá trị Hoạt tải nếu "+" , còn những giá trị Hoạt tải "-" sẽ được thay bằng giá trị 0. Tương tự giá trị Min của Tổ hợp Bao sẽ là giá trị tổng của Tĩnh tải với các giá trị Hoạt tải nếu "-" , còn những giá trị Hoạt tải "+" sẽ được thay bằng giá trị 0. Đây chính là Tổ hợp cần tìm, và sẽ là tổ hợp để tính cốt thép. Để khai báo các tổ hợp tải trọng : vào menu Define Combinations ...

Khai báo thêm các tổ hợp

Liệt kê các tổ hợp đã khai báo

Chọn


Tên tổ hợp

Kiểu tổ hợp

Các thành phần của tổ hợp

Hệ số nhân của các thành phần

Thêm các thành phần

Để khai báo tổ hợp HTBD1 là tổ hợp kiểu ENVE của HT1 và 0*TT : * Đặt tên tổ hợp : HTBD1; * Chọn kiểu tổ hợp : ENVE; * Chọn thành phần : TT Load Case; Sửa hệ số nhân : 0 bấm nút * Chọn thành phần : HT1 Load Case; Sửa hệ số nhân : 1 bấm nút

Chọn để chấp nhận Tiếp tục chọn để thêm vào các tổ hợp HTBD2, HTBD3, HTBD4, HTBD5, HTBD6, cách tiến hành tương tự nhưng sửa thành phần HT1 Load Case bằng thành phần hoạt tải tương ứng (chọn ). Chọn để thêm tổ hợp Bao

Tin học ứng dụng-Khoa XD DD&CN 111 * Đặt tên tổ hợp : Bao;

* Chọn kiểu tổ hợp : ADD; * Xoá các thành phần cũ. * Chọn thành phần : TT Load Case; Sửa hệ số nhân : 1 bấm nút * Chọn thành phần : HTBD1 Combo; Sửa hệ số nhân : 1 bấm nút * Chọn thành phần : HTBD2 Combo; Sửa hệ số nhân : 1 bấm nút * Chọn thành phần : HTBD3 Combo; Sửa hệ số nhân : 1 bấm nút * Chọn thành phần : HTBD4 Combo; Sửa hệ số nhân : 1 bấm nút * Chọn thành phần : HTBD5 Combo; Sửa hệ số nhân : 1 bấm nút * Chọn thành phần : HTBD6 Combo; Sửa hệ số nhân : 1 bấm nút

Chọn để chấp nhận.

Chọn để chấp nhận. 4. Gán các đặc trưng cho các phần tử trong hệ : Nguyên tắc chung : cần chọn đối tượng trước rồi mới thực hiện lệnh gán. Chọn các đối tượng bằng cách bấm chuột trực tiếp vào đối tượng hoặc rê chuột bao quanh đối tượng đó.

Tin học ứng dụng-Khoa XD DD&CN 112 Gán tiết diện cho các thanh trong hệ :

* Chọn các thanh dầm nhịp A-B-C-D và nhịp F-G

Rê chuột để chọn

* Thực hiện lệnh gán : vào menu Assign Frame Sections ... hoặc bấm vào biểu tượng

Chọn loại tiết diện để gán cho thanh

Chấp nhận

Tương tự chọn các thanh dầm trong nhịp D-E-F và gán cho loại tiết diện là DCN20x40

5. Gán tải trọng tác dụng : a. Tải trọng tập trung :

Chọn nút, vào menu Assign Joint Loads Forces ... hoặc bấm vào biểu tượng

Chọn trường hợp tải trọng của tải trọng cần gán

Khai báo giá trị lực và moment theo phương X; Y; Z. (moment xác định theo chiều vặn nút chai)

Thêm tải trọng này vào tải trọng đã có

Thay tải trọng đã có bằng tải trọng này

b. Tải trọng phân bố đều : Tin học ứng dụng-Khoa XD DD&CN 113

Chọn thanh, vào menu Assign Frame Static Loads Point and Uniform ... hoặc bấm vào biểu tượng

Chọn trường hợp tải trọng của tảitrọng cần gán

Khai báo phương của lực. Gravity: phương trọng lực, chiều dương hướng xuống

Khai báo giá trị của tải trọng phân bốkhông đều

Khai báo giá trị của tải trọng phân bố đều

Áp dụng gán tải trọng cho các trường hợp trong hệ : * Tĩnh tải : - Lực tập trung:

+ Chọn nút trục A và G, bấm , chọn Load Case Name là TT, đặt giá trị Force Global Z = -1,2.

+ Chọn nút giữa nhịp EF, bấm , (chọn Load Case Name là TT), đặt giá trị Force Global Z = -4 - Lực phân bố đều: + Chọn thanh nhịp AB và FG , bấm , chọn Load Case Name là TT, chọn Direction là Gravity, đặt giá trị Uniform Load = 0,6. + Chọn thanh nhịp BC, bấm , (chọn Load Case Name là TT, chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 1,8. + Chọn thanh nhịp CD, bấm , (chọn Load Case Name là TT, chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 1,5. + Chọn thanh nhịp DE, bấm , (chọn Load Case Name là TT, chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 2. + Chọn thanh đầu nhịp EF, bấm , (chọn Load Case Name là TT, chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 1,2. + Chọn thanh cuối nhịp EF, bấm , (chọn Load Case Name là TT, chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 1,5. * Hoạt tải 1: - Lực tập trung:

+ Chọn nút trục A, bấm , chọn Load Case Name là HT1, đặt giá trị Force Global Z = -0,6. - Lực phân bố đều:


+ Chọn thanh nhịp AB, bấm , chọn Load Case Name là HT1, (chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 0,3. * Hoạt tải 2: - Lực phân bố đều: + Chọn thanh nhịp BC, bấm , chọn Load Case Name là HT2, (chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 0,8. * Hoạt tải 3: - Lực phân bố đều: + Chọn thanh nhịp CD, bấm , chọn Load Case Name là HT3, (chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 0,6. * Hoạt tải 4: - Lực phân bố đều: + Chọn thanh nhịp DE, bấm , chọn Load Case Name là HT4, (chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 1. * Hoạt tải 5: - Lực tập trung:

+ Chọn nút giữa nhịp EF, bấm , chọn Load Case Name là HT5, đặt giá trị Force Global Z = -2. - Lực phân bố đều: + Chọn thanh đầu nhịp EF, bấm , chọn Load Case Name là HT5, (chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 0,5. + Chọn thanh cuối nhịp EF, bấm , (chọn Load Case Name là HT5, chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 0,6. * Hoạt tải 6: - Lực tập trung:

+ Chọn nút trục G, bấm , chọn Load Case Name là HT6, đặt giá trị Force Global Z = -0,6. - Lực phân bố đều: + Chọn thanh nhịp FG, bấm , chọn Load Case Name là HT6, (chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 0,3. Lưu ý : do trên màn hình chỉ hiển thị 1 loại tải trọng, nên sau khi khai báo tải trọng phân bố thì trên màn hình hiển thị tải phân bố thì sẽ không "thấy" các lực tập trung tại nút. Điều này là bình thường. Nếu muốn xem đầy đủ cả tải tập trung và tải phân bố trên màn hình thì vào menu Display Show Loads Asigns Frame ...


Chọn trường hợp tải trọng cần xem

Hiển thị tải tập trung cùng tải phân bố Hiển thị giá trị tải trọng

6. Chạy chương trình tính : - Khai báo các thông số tính toán : vào menu Analyze Set Analysis Options ...

Khai báo các bậc tự do hoạt động. Chọn nhanh các

bậc tự do hoạt động tuỳ từng loại hệ.

Hệ khung không gian

Hệ khung phẳng trong mặt phẳng XZ

Hệ dàn không gian

Hệ sàn phẳng trong mặt phẳng XY

Chọn giải pháp


Hệ dầm cũng được coi là hệ khung phẳng nên ta chọn :

- Chạy chương trình tính : vào menu Analyze Run Analysis hoặc bấm :

* Run Now : chạy chương trình tính.

Nếu thấy dòng cuối cùng là ANALYSIS COMPLETE thì số liệu nhập vào không bị lỗi và chương trình tính đã xác định được nội lực trong hệ. Sau khi chạy chương trình tính thì Sap sẽ khoá số liệu (biểu tượng khoá trên màn hình sẽ

đóng lại ), nếu muốn sửa số liệu đã nhập thì phải mở khoá bằng cách bấm vào biểu tượng ,

lúc đó sẽ trở thành ) 7. Xem kết quả phản lực, nội lực : - Xem kết quả phản lực : vào menu Display Show Element Forces/Stresses Joint ...

hoặc bấm vào biểu tượng rồi chọn


Chọn trường hợp tải cần xem phản lực

Xem phản lực có dấu mũi tên

- Xem kết quả nội lực : vào menu Display Show Element Forces/Stresses Frame ...


Chọn trường hợp tải cần xem nội lực

Chọn thành phần nội lực cần xem: Lực dọc (N) Moment xoắn Lực cắt 2-2 (Q) Moment uốn 2-2Lực cắt 3-3 Moment uốn 3-3 (M)

Chọn tỷ lệ các tung độ: Tự động Nhập tỷ lệ

Tô biểu đồ

Hiển thị giá trị các tung độ (phải không chọn tô biểu đồ)

Thể hiện đường biến dạng


Biểu đồ moment M3-3 của Tĩnh tải


QUY ƯỚC DẤU NỘI LỰC TRONG SAP

Lực dọc

Moment xoắn

Moment xoắn Lực dọc

Lực cắt V2-2

Thớ ép

Moment uốn M3-3(theo chiều vặn nút chai) Moment uốn M3-3

(theo chiều vặn nút chai)

Thớ căng

Lực cắt V2-2


Moment uốn M2-2(theo chiều vặn nút chai)

Thớ căng

Lực cắt V3-3

Thớ ép Lực cắt V3-3


Như vậy M3-3 # moment M; V2-2 # lực cắt Q nhưng trong thanh ngang (dầm) thì V2-2 ngược chiều Q, trong thanh đứng V2-2 cùng chiều Q; P # lực dọc N. 8. In kết quả phản lực, nội lực : - In biểu đồ đang hiển thị trên màn hình : vào menu File Print Graphics - In số liệu nhập và kết quả phân tích ra file văn bản để mở xem: vào menu File Print Output Tables

Chọn loại kết quả phân tích cần xuất Chọn thông tin cần xuất

Chọn trường hợp tải trọng cần xuất

Xuất kết quả của nút

Chuyển vị nút

Chọn trường hợp tải trọng hoặc tổ hợp tải trọng cần xuất kết quả phân tích

Phản lực nút

Khối lượng nút Xuất kết quả của phần tử

Nội lực của thanh Lực đầu (nút) thanh

Các thông tin về nút của hệ Các thông tin về ptwr thanh của hệ

Phản lực nền

- Xuất số liệu ra file Excel: vào menu File Nếu không chọn trước các thanh thì nội lực của tất cả các thanh đều được xuất, nếu có chọn trước các thanh thì chỉ nội lực trong các thanh đó được xuất kết quả nếu chọn Selection Only.

- Nhập số liệu (một phần hoặc một hệ kết cấu) từ file Excel (Với file dữ liệu được tạo ra từ

Export to Excel): vào menu File , hộp thoại sau hiện ra để chọn hệ kết cấu đưa số liệu vào:

Để tạo ra mô hình mới Chèn số liệu vào mô hình đang mở


9. Thiết lập các thông số hệ thống :

- Vào menu Options Preferences...

Dung sai để tự động hợp nhất

Chiều dày nét trên màn hình Chiều dày nét in ra máy in

Chọn cỡ chữ trên biểu đồ


Khi tính theo TCVN, chọn các hệ số này =1


- Đổi màu đường nét và nền trên màn hình hoặc máy in : vào menu Options Colors...

Nút

Thanh

Gối đàn hồi..

Gối

Trục toạ độ

Chọn màu hiển thị trên màn hình hay in ra máy in

Màn hình Máy in

Đường lưới

Màu nền

- Đổi màu biểu đồ trên màn hình hoặc máy in : vào menu Options Colors... Output

Màu biểu đồ


Màn hình Máy in

* Để biểu đồ in ra máy in được đậm : nên khai báo + Trong phần Preference Demension, chọn Chiều dày nét in ≥ 15. + Trong phần Colors Display, chọn Printer, chọn các đối tượng cần in đậm (Nút, Thanh) chuyển sang màu đen. + Trong phần Colors Output, chọn Printer, chọn màu biểu đồ (Positive, Negative) chuyển sang màu đen.


10. Thiết kế cốt thép : - Vào menu Design Concrete Frame Design Select Design Combos...

Kiểm tra lại tổ hợp dùng tính cốt thép. Nếu không đúng thì chọn tổ hợp bên trái và bấm Add để thêm tổ hợp đó vào tổ hợp thiết kế, hoặc chọn tổ hợp bên phải và bấm Remove để loại tổ hợp đó khỏi tổ hợp thiết kế

- Nhớ là đã khai báo hệ số giảm cường độ bê tông trong phần Preferences =1 - Tính cốt thép : vào menu Design Start Design/Check of Structure. Trên màn hình sẽ hiển thị giá trị cốt thép dọc tính toán ở mặt trên và mặt dưới của dầm tại các tiết diện trên hệ với đơn vị m2 (!), ta đổi hệ đơn vị sang để diện tích cốt thép thể hiện với đơn vị cm2.

Kết quả tính cốt thép dọc

Như vậy : - Tại tiết diện trên gối A tính toán : 2 24,91 ; 3,1tr d

a aF cm F cm= = - Tại tiết diện giữa nhịp AB tính toán : 2 21,51 ; 3,6tr d

a aF cm F cm= = .v.v.


VÍ DỤ TÍNH TOÁN HỆ KHUNG BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP2000

I/ Số liệu : 1. Cho hệ khung phẳng bằng bê tông M.250# có : - Modulus đàn hồi : E = 2.650.000 T/m2; - Hệ số Poisson : µ = 0,2; - Cường độ chịu nén : Rb = 110 kG/cm2 ; - Cường độ chịu kéo : Rbt = 8,8 kG/cm2 ; Cốt thép dọc loại AII có cường độ : Rs = R’s = 2700 kG/cm2 ; Cốt đai loại AI có cường độ : Rsw = 1700 kG/cm2. 2. Tải trọng tác dụng vào khung gồm có : * Tĩnh tải : (đã kể đến trọng lượng bản thân của dầm và cột)

1T 4T6T 7T 3T 1TT/m0,8 T/m0,8T/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

0,9m

3, 9m

3, 6m

3, 6m

Tĩnh tải


* Hoạt tải đứng : được tách thành 2 trường hợp đặt xen kẽ (cách tầng - cách nhịp)

3,9m

2,4m3,6m1m 3,6m

0,9m

1m

0,8

T/m1,1

0,8TT

T/m1,13T

1,6T

3,6m

0,7T/m

3,6m

1,60,7T/mT

2,4T 2,4T

1,6T1,6T

Hoạt tải 1

Tin học ứng dụ 126ng-Khoa XD DD&CN 2,4m3,6m1m 3,6m

2,4 T/mT 1,1 3T 2,41,1T/m T3, 9

m0, 9

m

1m

3,6m

3, 6m

0,80,8T T

T/m0,7T1,6 1,6T

T/m2,4 1,1T 3T 2,41,1T/m T

Hoạt tải 2

* Tải trọng gió : gồm 2 trường hợp

3,9m

1m3,6m1m 3,6m 2,4m

0,9m

3,6m

3,6m

0,64T 0,48T

T/m0,28

T/m0,32

T/m0,36

T/m0,21

0,24T/m

0,27T/m

Gió trái

3,6m1m 3,6m 2,4m 1m

3,9m

0 ,9m

3 ,6m

3 ,6m

0,28T/mT/m0,21

0,32T/m

0,64

0,36T/m

T

T/m0,24

0,27T/m

T0,48

Gió phải


3. Yêu cầu : - Xác định nội lực trong hệ khi chịu các trường hợp tải trọng. - Tổ hợp nội lực và vẽ biểu đồ bao nội lực. - Tính cốt thép dọc trong khung. II/ Các bước tiến hành : 1. Lập sơ đồ hình học : - Khởi động chương trình Sap2000.

- Chọn hệ đơn vị T-m :

Bấm vào menu trải xuống

Chọn đơn vị Ton-m

- Vào Menu File chọn lệnh New Model.. (tạo cấu trúc mới) :

Hệ khung phẳng

Chọn hệ khung phẳng. - Khai báo số tầng, số nhịp, chiều cao tầng và chiều dài nhịp :


Chiều cao tầng Số tầng

Số nhịp Chiều dài nhịp

Chọn nút này để sửa đổi chiều dài nhịp, chiều cao tầng

Ta xem 2 phần console như là 2 nhịp của dầm, xem nhịp 7.2m như là 2 nhịp nên hệ xem như gồm 5 nhịp, xem phần cổ cột cũng như 1 tầng, sau này ta chỉ việc bỏ đi những thanh dầm và cột thừa. Như vậy hệ khung sẽ được khai báo có 5 nhịp, 4 tầng. - Điều chỉnh kích thước chiều dài nhịp, chiều cao tầng : Trong cửa sổ 2D Frames chọn

rồi chọn nút . Cửa sổ DeFine Gird Data hiện ra. Tại hộp Display Gird as chọn Spacing. Tại bảng X Gird Data sẽ hiển thị kích thước các nhịp (đã khai báo được là đều nhịp 3,5m), Lần lược sửa lại các nhịp theo sơ đồ cần phân tích:

Tại bảng Z Gird Data sẽ hiển thị chiều cao các tầng (đã khai báo được là đều 3,6m), Lần lược sửa lại theo sơ đồ cần phân tích:

Rồi chọn nút OK ở góc dưới bên phải để đóng Cửa sổ DeFine Gird Data và cập nhật số liệu đã sửa. Tiếp tục nút OK ở Cửa sổ 2D Frames. Trên màn hình có 2 cửa sổ để xem hệ dưới 2 góc nhìn khác nhau : theo hình chiếu 3D (không gian) và theo hình chiếu 2D (mặt phẳng XY hoặc XZ hoặc YZ). Ta có thể vào menu Options Windows để chọn số lượng cửa sổ trên màn hình để xem hệ theo các góc độ khác nhau (1, 2, 3, hoặc 4 cửa sổ được thể hiện trên màn hình). Đối với hệ phẳng, để nhìn hệ cho được rõ ta nên chỉ chọn số cửa sổ bằng 1, và chọn góc nhìn là hình chiếu 2D - mặt phẳng XZ.

Các nút lệnh chọn góc nhìn Sơ đồ trên màn hình sẽ là:

Chọn các thanh thừa, bấm phím Del (trên bàn phím) để xoá : Tin học ứng dụng-Khoa XD DD&CN 129

- Khai báo các liên kết ngàm : mặc định trong Sap2000, hệ khung nối đất bằng liên kết khớp, nên ta phải chọn các liên kết khớp (gối cố định) đó để chuyển sang liên kết ngàm. Chọn các nút liên kết khớp :

Bấm biểu tượng

Chọn liên kết ngàm , .

2. Khai báo các thuộc tính của hệ : a. Khai báo thuộc tính vật liệu : vào menu Define Materials ...


2. Sửa đổi các thông số mặc định của vật liệu 1. Chọn loại vật liệu để

chỉnh sửa các thông số : CONC : Bê tông STEEL : Thép

Theo bài, hệ bằng bê tông nên chọn loại vật liệu là CONC Modify/Show Material để sửa lại các giá trị :

Cường độ bê tông Rb Khối lượng riêng ρ

Trọng lượng riêng w Cường độ cốt thép Rs

Cường độ cốt thép Rsw

Hệ số Poisson µ

Hệ số dãn nở nhiệt α Hệ số cường độ chịu cắt ..

Modus đàn hồi trượt (máy tự tính) G

* Khối lượng riêng : chỉ dùng trong bài toán dao động. * Trọng lượng riêng : để tính tải trọng do trọng lượng bản thân của hệ kết cấu. * Modulus đàn hồi : dùng tính độ cứng kết cấu, tính kiểm tra biến dạng - độ võng. * Hệ số Poisson : hệ số biến dạng ngang, có ảnh hưởng rất lớn đến kết quả đối với kết cấu tấm - vỏ hoặc khối. * Hệ số dãn nở nhiệt : dùng tính biến dạng, nội lực do sự thay đổi nhiệt độ. * Cường độ cốt thép và cường độ bê tông : dùng để tính toán, thiết kế lượng cốt thép cần dùng trong cấu kiện bê tông cốt thép.


Đối với bài toán thông thường ta đã tính trọng lượng bản thân của hệ vào trong trường hợp Tĩnh tải, nên ở đây ta không quan tâm đến trọng lượng riêng. Như vậy thường cần chú ý đến các giá trị E ; µ; Rs; Rb; Rsw; Trong bài toán : hệ dùng bê tông M.250# có : E = 2.650.000 T/m2; µ = 0,2; Rb = 110kG/cm2 = 1100 T/m2. Nhưng do Sap2000 tính toán cốt thép theo tiêu chuẩn ACI (Viện bê tông Mỹ) nên để phù hợp với TCVN, ta khai báo trong chương trình giá trị Rb = cường độ tính toán của bê tông / 0,85. Như vậy ta khai báo Rb = 1100/0,85 = 1294,12 T/m2. Cốt thép dọc dùng loại AII nên ta khai báo Rs = 2700 kG/cm2 = 27000 T/m2. Cốt thép đai dùng loại AI nên ta khai báo Rsw = 1700 kG/cm2 = 17000 T/m2.

Chọn để chấp nhận các giá trị mới, chọn tiếp để thoát khỏi lệnh khai báo thuộc tính vật liệu. b. Khai báo hình dạng và kích thước tiết diện : Theo bài : Do có thiết kế cốt thép trong hệ nên ta cần khai báo tiết diện dầm và cột khác nhau dù chúng cùng kích thước và hình dáng (vì dầm thuộc loại cấu kiện chịu uốn, cột thuộc loại cấu kiện chịu nén lệch tâm) Như vậy hệ có 7 loại tiết diện (dầm có 4 loại tiết diện, cột có 3 loại tiết diện) Để khai báo các loại tiết diện trong hệ : vào menu Define Frame Sections ... :


Chọn các loại tiết diện từ file hình mẫu : Thép hình theo tiêu chuẩn AISC (Mỹ)(1)

Loại tiết diện mặc định (2)

Khai báo thêm loại tiết diện. Danh sách các loại tiết diện

đã khai báo

Chỉnh sửa các loại tiết diện đã có (loại tiết diện được chọn ở bên trái)

Muốn thêm vào loại tiết diện mới có dạng hình chữ nhật : Bấm vào menu trải xuống (2), chọn Add Rectangular

Khai báo các thông số cho loại tiết diện cần thêm

Đặt tên cho loại tiết diện (tối đa 8 ký tự gồm chữ cái + chữ số)

Vật liệu Chiều cao Chiều rộng

Hình dáng tiết diện được vẽ minh hoạ

- Khai báo các thông số cho loại tiết diện dầm : + Loại tiết diện dầm hình chữ nhật 0,25 x 0,6 m sẽ có các thông số : * Tên : DCN25x60 * Vật liệu : CONC (Bê tông) * Chiều cao : 0,6 * Chiều rộng : 0,25


Chọn để khai báo các thông số thiết kế cốt thép Khi khai báo các thông số để thiết kế cốt thép :

Loại cấu kiện

Cột Dầm

Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mặt bê tông : a Lớp cốt trên

Lớp cốt dưới

Nếu khai báo tiết diện thép kiểm tra Nếu để trống thiết kế

Ta chọn loại cấu kiện là dầm, khoảng cách a của lớp cốt trên và dưới bằng nhau a = 0,04m # 4 cm. Bấm để chấp nhận các thông số tính cốt thép, bấm để chấp nhận các thông số của tiết diện. Cứ tiếp tục đối vói các tiết diện dầm khác. + Loại tiết diện dầm hình chữ nhật 0,25 x 0,5 m sẽ có các thông số : * Tên : DCN25x55 * Vật liệu : CONC (Bê tông) * Chiều cao : 0,55 * Chiều rộng : 0,25 + Loại tiết diện dầm hình chữ nhật 0,25 x 0,4 m sẽ có các thông số : * Tên : DCN25x40 * Vật liệu : CONC (Bê tông) * Chiều cao : 0,4 * Chiều rộng : 0,25 + Loại tiết diện dầm hình chữ nhật 0,25 x 0,3 m sẽ có các thông số : * Tên : DCN25x30 * Vật liệu : CONC (Bê tông) * Chiều cao : 0,3 * Chiều rộng : 0,25 Tin học ứng dụng-Khoa XD DD&CN 134

- Khai báo các thông số cho loại tiết diện cột chữ nhật : trong bảng khai báo tiết diện chọn Add Rectangular + Loại tiết diện cột hình chữ nhật 0,25 x 0,35 m sẽ có các thông số : * Tên : CCN25x35 * Vật liệu : CONC (Bê tông) * Chiều cao : 0,35 * Chiều rộng : 0,25 Trong phần khai báo các thông số thiết kế cốt thép ( )

Loại cấu kiện

Cột Dầm Hình dạng khung cốt thép

Chữ nhật (đai chữ nhật) Tròn (đai tròn) Dạng cốt đai

Đai rời Đai xoắn

Khoảng cách từ mép bê tông đến tâm cốt thép : a

Số thanh thép dọc : Theo phương cạnh ngắn Theo phương cạnh dài

Kiểm tra Thiết kế

Bấm để chấp nhận các thông số tính cốt thép. Bấm để chấp nhận các thông số của tiết diện. Cứ tiếp tục đối vói các tiết diện cột chữ nhật khác. - Khai báo các thông số cho loại tiết diện cột tròn : trong bảng khai báo tiết diện chọn Add Circle + Loại tiết diện cột tròn Ø 0,3m sẽ có các thông số : * Tên : CTRON30 * Vật liệu : CONC (Bê tông) *Đường kính (diameter) : 0,3 Trong phần khai báo các thông số thiết kế cốt thép ( )


Loại cấu kiện

Cột Dầm Hình dạng khung cốt thép

Chữ nhật (đai chữ nhật) Tròn (đai tròn) Dạng cốt đai

Đai rời Đai xoắn

Khoảng cách từ mép bê tông đến tâm cốt thép : a Số thanh thép dọc

Kiểm tra Thiết kế

Bấm để chấp nhận các thông số tính cốt thép. Bấm để chấp nhận các thông số của tiết diện. Bấm để về chương trình chính. c. Khai báo các trường hợp tải trọng : theo bài có 5 trường hợp tải Như đã trình bày, tải trọng của phần Tĩnh tải đã tính đến trọng lượng bản thân của hệ, nên ở đây ta không khai báo trọng lượng bản thân của hệ nữa. Để khai báo các trường hợp tải trọng : vào menu Define Load Cases ...

Loại tải trọng

Hệ số xét đến trọnglượng bản thân

Thêm t.hợp mới

Tên trường hợp tải

Sửa t.hợp đã có

+ Đối với trường hợp Tĩnh tải : * Tên : TT * Loại : DEAD * Hệ số TLBT : 0 Sau khi sửa giá trị chọn Modify Load + Đối với trường hợp Hoạt tải 1,2 : * Tên : HT1 (hoặc HT2) * Loại : LIVE * Hệ số TLBT : 0

Tin học ứng dụng-Khoa XD DD&CN 136 Sau khi sửa giá trị chọn Add New Load

+ Đối với trường hợp Gió trái và Gió phải : * Tên : GT (hoặc GP) * Loại : WIND * Hệ số TLBT : 0 Sau khi sửa giá trị chọn Add New Load

Chọn để chấp nhận. d. Khai báo tổ hợp tải trọng (tổ hợp nội lực) : - Trong khung, theo TCVN có 2 loại tổ hợp nội lực: Tổ hợp cơ bản và Tổ hợp đặc biệt (động đất ...) Ở đây ta chỉ xét Tổ hợp cơ bản: +Tổ hợp cơ bản 1 : Gồm Tĩnh tải & 1 loại Hoạt tải nguy hiểm nhất. + Tổ hợp cơ bản 2 : Gồm Tĩnh tải & từ 2 loại Hoạt tải trở lên gây nguy hiểm * hệ số giảm tải = 0,9. Chú ý : trường hợp Hoạt tải 1 & Hoạt tải 2 là cùng 1 loại; Gió trái và Gió phải cũng cùng 1 loại nhưng không được cùng có mặt trong 1 tổ hợp nội lực. - Trong khung ta sẽ liệt kê các tổ hợp nội lực có thể có, và ta lấy tổ hợp bao của các tổ hợp nội lực đó. Như vậy các tổ hợp sẽ là : Tổ hợp cơ bản 1 : TH1 = ADD (TT; HT1) TH2 = ADD(TT; HT2) TH3 = ADD(TT; HT1;HT2) TH4 = ADD(TT; GT) TH5 = ADD(TT; GP) Tổ hợp cơ bản 2 : TH6 = ADD(TT; HT1*0,9; GT*0,9) TH7 = ADD(TT; HT1*0,9; GP*0,9) TH8 = ADD(TT; HT2*0,9; GT*0,9) TH9 = ADD(TT; HT2*0,9; GP*0,9) TH10 = ADD(TT; HT1*0,9; HT2*0,9; GT*0,9) TH11 = ADD(TT; HT1*0,9; HT2*0,9; GP*0,9) Tổ hợp Bao: BAO = ENVE (TT; TH1; TH2; TH3; TH4; TH5; TH6; TH7; TH8; TH9; TH10; TH11)


Để khai báo các tổ hợp tải trọng : vào menu Define Combinations ...

Khai báo thêm các tổ hợp

Liệt kê các tổ hợp đã khai báo

Chọn

Tên tổ hợp

Kiểu tổ hợp

Các thành phần của tổ hợp

Hệ số nhân của các thành phần

Thêm các thành phần

+ Để khai báo tổ hợp TH1 là tổ hợp kiểu ADD của TT và HT1 : * Đặt tên tổ hợp : TH1; * Chọn kiểu tổ hợp : ADD; * Chọn thành phần : TT Load Case; Hệ số nhân : 1 bấm nút * Chọn thành phần : HT1 Load Case; Hệ số nhân : 1 bấm nút * Chọn Use for Concrete Design để dùng tổ hợp này tính cố thép. Chọn để chấp nhận. Tương tự đối với các tổ hợp khác, khai báo tên tổ hợp; chọn kiểu tổ hợp; chọn các thành phần và nhập hệ số nhân Add; .....


Chọn để trở về chương trình chính. 3. Thay đổi tên các thanh trong hệ : Sau khi xoá các thanh trong hệ, các thanh còn lại có số thứ tự không liên tục và không theo nguyên tắc, nên ta đặt lại tên cho các thanh.

Để xem tên của các thanh : bấm biểu tượng , chọn Labels trong phần Frame OK.

Sơ đồ hệ trên màn hình sẽ thể hiện tên các thanh.


Để thay đổi tên các dầm, chọn tất cả các thanh ngang, vào menu Edit Change Labels... Cửa sổ Interactive Name Change hiện ra.

Tiết tố đầu của tên (các thanh đều bắt đầu bằng chữ

Thứ tự : * Phương uu tiên 1 : Z * Phương uu tiên 2 : X Như vậy dầm ở trên sẽ có số thứ tự lớn hơn dầm ở dưới; dầm bên phải sẽ có số thứ tự lớn hơn dầm bên trái trong cùng 1 tầng

Chọn nhóm đối tượng cần đổi tên Chỉ số tiếp theo bắt đầu (tên dầm sẽ bắt đầu là D1) Bước tăng (tên dầm sau đó đến D2, D3 ...)

Trong bảng Item Type chọn Element Labels-Frame Tên dầm có tiết tố đầu là D rồi tiếp theo là số thứ tự 1, 2, 3.. Mức độ ưu tiên thứ nhất theo tọa độ Z, thứ nhất theo tọa độ X. Rồi trên thanh menu của cửa sổ chọn Edit Auto Relabel All In list. Để thay đổi tên các cột chọn tất cả các thanh đứng trong hệ, vào menu Edit Change Labels... Tên cột có tiết tố đầu là C rồi tiếp theo là số thứ tự 1, 2, 3.. Mức độ ưu tiên thứ nhất theo tọa độ Z, thứ nhất theo tọa độ X. Các thanh trong hệ sẽ có tên như thể hiện trên hình sau


4. Gán các đặc trưng cho các phần tử trong hệ : Nguyên tắc chung : cần chọn đối tượng trước rồi mới thực hiện lệnh gán. Chọn các đối tượng bằng cách bấm chuột trực tiếp vào đối tượng hoặc rê chuột bao quanh đối tượng đó. Gán tiết diện cho các thanh trong hệ : * Chọn các thanh dầm D1, D2, D4, D5

Rê chuột để chọn

Thực hiện lệnh gán : vào menu Assign Frame Sections ... hoặc bấm vào biểu tượng , chọn tiết diện DCN25x60 OK

Chọn loại tiết diện để gán cho thanh

Chấp nhận

Tương tự đối với các thanh khác.


5. Gán tải trọng tác dụng : a. Tải trọng tập trung :

Chọn nút, vào menu Assign Joint Loads Forces ... hoặc bấm vào biểu tượng


Khai báo giá trị lực và moment theo phương X; Y; Z. (moment xác định theo chiều vặn nút chai)

Thêm tải trọng này vào tải trọng đã có

Thay tải trọng đã có bằng tải trọng này

b. Tải trọng phân bố đều : Chọn thanh, vào menu Assign Frame Static Loads Point and Uniform ... hoặc bấm vào biểu tượng


Khai báo phương của lực. Gravity: phương trọng lực, chiều dương hướng xuống

Khai báo giá trị của tải trọng phân bốkhông đều

Khai báo giá trị của tải trọng phân bố đều

Áp dụng gán tải trọng cho các trường hợp trong hệ : * Tĩnh tải : - Lực tập trung:

+ Chọn nút ở 2 đầu console, bấm , chọn Load Case Name là TT, đặt giá trị Force Global Z = -1 OK


+ Tương tự : chọn các nút khác, bấm , (chọn Load Case Name là TT), đặt giá trị lực Force Global Z .

- Lực phân bố đều: + Chọn dầm D1, D2, D4, D5, D8, D9; bấm , chọn Load Case Name là TT, chọn Direction là Gravity, đặt giá trị Uniform Load = 2,4.


+ Tương tự đối với các dầm khác, chọn thanh, bấm , (chọn Load Case Name là TT, chọn Direction là Gravity), đặt giá trị Uniform Load.

* Hoạt tải 1 & Hoạt tải 2 : Khai báo tương tự nhưng chú ý mỗi khi khai báo sang tải trọng trong trường hợp hoạt tải mới cần thay đổi Load Case Name

* Gió trái và Gió phải : Khai báo tương tự nhưng chú ý mỗi khi khai báo sang tải trọng trong trường hợp hoạt tải mới cần thay đổi Load Case Name, và khai báo phương của lực là X. Khai báo tương tự nhưng chú ý mỗi khi khai báo sang tải trọng trong trường hợp hoạt tải mới cần thay đổi Load Case Name.


Lưu ý : do trên màn hình chỉ hiển thị 1 loại tải trọng, nên sau khi khai báo tải trọng phân bố thì trên màn hình hiển thị tải phân bố thì sẽ không "thấy" các lực tập trung tại nút. Điều này là bình thường. Nếu muốn xem đầy đủ cả tải tập trung và tải phân bố trên màn hình thì vào menu Display Show Loads Asigns Frame ...

Chọn trường hợp tảitrọng cần xem

Hiển thị tải tập trung cùng tải phân bố Hiển thị giá trị tải trọng


6. Chạy chương trình tính : - Khai báo các thông số tính toán : vào menu Analyze Set Analysis Options ...

Khai báo các bậc tự do hoạt động. Chọn nhanh các

bậc tự do hoạt động tuỳ từng loại hệ.

Hệ khung không gian

Hệ khung phẳng trong mặt phẳng XZ

Hệ dàn không gian

Hệ sàn phẳng trong mặt phẳng XY

Chọn giải pháp

Hệ đã cho là hệ khung phẳng nên ta chọn :

- Chạy chương trình tính : vào menu Analyze Run Analysis hoặc bấm : * Run Now : chạy chương trình tính. Trước khi chạy chương trình tính Sap2000 sẽ tự động Save (lưu) file số liệu, nên nếu trước đó ta chưa Save file số liệu vào đĩa thì Sap2000 sẽ tự động lưu và yêu cầu chúng ta nhập tên file. (Tên file số liệu có phần mở rộng - đuôi file là : sdb)

Nếu thấy dòng cuối cùng là ANALYSIS COMPLETE thì số liệu nhập vào không bị lỗi và chương trình tính đã xác định được nội lực trong hệ.


Sau khi chạy chương trình tính thì Sap sẽ khoá số liệu (biểu tượng khoá trên màn hình sẽ

đóng lại ), nếu muốn sửa số liệu đã nhập thì phải mở khoá bằng cách bấm vào biểu tượng ,

lúc đó sẽ trở thành ) Trên màn hình bây giờ là sơ đồ biến dạng của hệ. 7. Xem kết quả phản lực, nội lực : - Xem kết quả phản lực : vào menu Display Show Element Forces/Stresses Joint ...


Chọn trường hợp tải cần xem phản lực

Lực dọc (N)

Ở góc nhìn này ta không xem được moment gối, vì trong Sap2000, moment được thể hiện như 1 vectơ theo quy tắc vặn nút chai (vectơ này có ký hiệu 2 mũi tên ở đầu ). Nên để thấy được moment này ta phải xem hệ trong góc nhìn không gian bằng cách bấm vào biểu tượng , nếu muốn xem lại trong mặt phẳng thì bấm biểu tượng )


- Xem kết quả nội lực : vào menu Display Show Element Forces/Stresses Frame ...


Chọn trường hợp tải cần xem nội lực

Chọn thành phần nội lực cần xem: Lực dọc (N) Chọn màu hiển thị trêh i áLực cắt 3-3 i

Moment xoắn Moment uốn 2-2 Moment uốn 3-3 (M)

Chọn tỷ lệ các tung độ: Tự động Nhập tỷ lệ

Tô biểu đồ Hiển thị giá trị các tung độ (phải không chọn tô biểu đồ)

Thể hiện đường biến dạng

Biểu đồ moment M3-3 của Tĩnh tải


Nếu muốn xem nội lực chi tiết trong thanh thì bấm chuột phải vào thanh cần xem và rà chuột dọc theo thanh sẽ biết nội lực tại các tiết diện trong thanh đó.

Tên cấu kiện được hiển thị

Hiển thị giá trị tại vị trí chuột. Hiển thị vị trí có giá trị Max.

Chọn trường hợp tải. Chọn thành phần nội lực.

Giá trị tại vị trí

Vị trí có giá trị được hiển thị


QUY ƯỚC DẤU NỘI LỰC TRONG SAP

Lực dọc

Moment xoắn

Moment xoắn Lực dọc

Lực cắt V2-2

Thớ ép

Moment uốn M3-3(theo chiều vặn nút chai) Moment uốn M3-3

(theo chiều vặn nút chai)

Thớ căng

Lực cắt V2-2



Thớ căng

Lực cắt V3-3

Thớ ép Lực cắt V3-3


Do V2-2 trong thanh ngang quy ước ngược dấu Q, nên biểu đồ thể hiện có chiều ngược chiều Q.

Biểu đồ Lực cắt V2-2 (Shear 2-2 ) của Tĩnh tải Để có được biểu đồ theo đúng chiều Q , ta khai báo tỷ lệ tung độ có dấu "-"


Biểu đồ Lực cắt V2-2 (Shear 2-2 ) của Tĩnh tải sau khi khai báo tỷ lệ "-" Muốn xem biểu đồ bao nội lực thì chọn tổ hợp tải trọng là "BAO Combo"


8. In kết quả phản lực, nội lực : - In biểu đồ đang hiển thị trên màn hình : vào menu File Print Graphics - In số liệu nhập và kết quả phân tích ra file văn bản để mở xem: vào menu File Print Output Tables

Chọn loại kết quả phân tích cần xuất Chọn thông tin cần xuất

Chọn trường hợp tải trọng cần xuất

Xuất kết quả của nút

Chuyển vị nút

Chọn trường hợp tải trọng hoặc tổ hợp tải trọng cần xuất kết quả phân tích

Phản lực nút

Khối lượng nút Xuất kết quả của phần tử

Nội lực của thanh Lực đầu (nút) thanh

Các thông tin về nút của hệ Các thông tin về ptwr thanh của hệ

Phản lực nền


- Xuất số liệu ra file Excel: vào menu File Nếu không chọn trước các thanh thì nội lực của tất cả các thanh đều được xuất, nếu có chọn trước các thanh thì chỉ nội lực trong các thanh đó được xuất kết quả nếu chọn Selection Only.

- Nhập số liệu (một phần hoặc một hệ kết cấu) từ file Excel (Với file dữ liệu được tạo ra từ

Export to Excel): vào menu File , hộp thoại sau hiện ra để chọn hệ kết cấu đưa số liệu vào:

Để tạo ra mô hình mới Chèn số liệu vào mô hình đang mở


9. Thiết lập các thông số hệ thống :


Dung sai để tự động hợp nhất

Chiều dày nét trên màn hình Chiều dày nét in ra máy in

Chọn cỡ chữ trên biểu đồ


Khi tính theo TCVN, chọn các hệ số này =1


- Đổi màu đường nét và nền trên màn hình hoặc máy in : vào menu Options Colors...

Nút

Thanh

Gối đàn hồi..

Gối

Trục toạ độ


Màn hình Máy in

Đường lưới

Màu nền

- Đổi màu biểu đồ trên màn hình hoặc máy in : vào menu Options Colors... Output

Màu biểu đồ


Màn hình Máy in

* Để biểu đồ in ra máy in được đậm : nên khai báo + Trong phần Preference Demension, chọn Chiều dày nét in ≥ 15. + Trong phần Colors Display, chọn Printer, chọn các đối tượng cần in đậm (Nút, Thanh) chuyển sang màu đen. + Trong phần Colors Output, chọn Printer, chọn màu biểu đồ (Positive, Negative) chuyển sang màu đen.


10. Thiết kế cốt thép : - Vào menu Design Concrete Frame Design Select Design Combos...

Kiểm tra lại tổ hợp dùng tính cốt thép. Nếu không đúng thì chọn tổ hợp bên trái và bấm Add để thêm tổ hợp đó vào tổ hợp thiết kế, hoặc chọn tổ hợp bên phải và bấm Remove để loại tổ hợp đó khỏi tổ hợp thiết kế

Các tổ hợp TH1...11 đều chọn Use for Concrete Design, chỉ có tổ hợp Bao là không chọn Use for Concrete Design vì nếu chọn, Sap2000 sẽ dùng tổ hợp nội lực MMAX - NMAX để tính cốt thép không đúng. - Nhớ là đã khai báo hệ số giảm cường độ bê tông trong phần Preferences =1 - Tính cốt thép : vào menu Design Start Design/Check of Structure. Trên màn hình sẽ hiển thị giá trị cốt thép dọc tính toán ở mặt trên và mặt dưới của dầm tại các tiết diện trên hệ với đơn vị m2 (!), ta đổi hệ đơn vị sang để diện cốt thép thể hiện với đơn vị cm2.

Tin học ứng dụng-Khoa XD DD&CN 157Kết quả tính cốt thép dọc

* Kết quả tính cốt thép bên trên chỉ chính xác trong dầm, trong cột có nhiều tiết diện có ký hiệu O/S (Over Stress : cần tăng tiết diện). Để dùng Sap2000 tính cốt thép dọc trong cột: sau khi vào menu Design Start Design/Check of Structure lần đầu, ta chọn các thanh đứng (cột), để sửa hệ số chiều dài tính toán của cột = 0.7,

vào menu Design chọn

Bấm vào 2 nút, nhập µ = 0,7

Chọn OK. Sau đó vào menu Design Start Design/Check of Structure lần thứ hai.

Cốt thép trong cột thể hiện tổng diện tích thép tại các tiết diện

K

* Lưu ý : Với cácphù hợp với kết quả theo TCVN vì sự kháTin học ứng dụng-Kho

ết quả tính cốt thép dọcsau khi nhập giá trị µ

h tính toán cốt thép như trên thì kết quả tính cốt thép trong dầm của Sap2000 tính cốt thép theo TCVN, nhưng cốt thép trong cột thì sai lệch với kết quả tính c biệt giữa các tiêu chuẩn. a XD DD&CN 158

Tin Hoc Ung Dung

Documents

Transcript of Tin Hoc Ung Dung