›
›

Bài giảng Ứng dụng tin học trong Thiết kế công trình - Chương 1: Giao diện SAP 2000 - Hoàng Chính Nhân

pdf 36 trang hoanguyen 3400
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Ứng dụng tin học trong Thiết kế công trình - Chương 1: Giao diện SAP 2000 - Hoàng Chính Nhân", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_ung_dung_tin_hoc_trong_thiet_ke_cong_trinh_chuong.pdf

Nội dung text: Bài giảng Ứng dụng tin học trong Thiết kế công trình - Chương 1: Giao diện SAP 2000 - Hoàng Chính Nhân

  1. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website Ch−ơng 1. Giao diện SAP2000. I. Giới thiệu - Đã đ−ợc phát triển 30 năm(1970): SAP, SAPIV, SAP86, SAP90, SAP2000 - Khả năng lớn.: - Tính theo ph−ơng pháp phần tử hữu hạn. - Dễ sử dụng. - Chuyên môn hoá: CSI( SAP, ETABS, SAFE). - Thiết kế. II. Khả năng và một số khái niệm cần biết trong SAP2000 1. Bài toán: - Tĩnh học. - Động học: Dao động riêng, Phổ phản ứng (Tải trọng đông đất, Tải trọng thay đổi theo thời gian). - Bài toán Cầu: Tải trọng di động. - Bài toán ổn định: ổn định hình học ( P-Delta) - Bài toán thiết kế tiết diện: BTCT(Reinforce Concrete); KC thép (Steel). KC thanh - Bê tông Theo tiêu chuẩn: ACI, BS, CAN, EURO. (BS). - KC Thép: AISC, BS, CAN, EURO. 2. Hệ tọa độ - Hệ tọa độ tổng thể (Global Coordinate) - Hệ tọa độ địa ph−ơng 3. Kiểu phần tử - Thanh =Frame - Định nghĩa Frame - Các thông tin về Frame - Số hiệu Frame - Số hiệu nút đầu và cuối (End I và End J) - Tiết diện thanh và vật liệu. - Vị trí thanh trong hệ toạ độ tổng thể. - Liên kết Frame nút - Tải trọng trên Frame - Kết quả. - Tấm = Shell: - Các loại shell: Shell tam giác (ba nút); Tứ giác (bốn nút) GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  2. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - Shell= tấm khả năng chịu kéo nén, uốn. (Mặc định) - Plate= Tấm chỉ uốn - Membrance = Tấm chỉ chịu kéo nén. - Thông tin về Shell : Giống Frame - NLL= None Linear Link Element - Asolid: Trạng thái phẳng. - Solid: Phần tử khối. ắ Chú ý: Số hiệu (label); Hệ toạ độ địa ph−ơng, Đặc tr−ng vật liệu, Tải trọng trên phần tử. 4. Nút (Joints): - Điểm liên kết các phần tử. - Điểm xác định chuyển vị - Điểm xác định điều kiện biên - Tải trọng tập trung (trừ tải tập trung trên Frame). - Khối l−ợng tập trung (Bài toán động) ắ Chú ý: ƒ Liên kết: Liên kết cứng (Restraints), Liên kết đàn hồi (Spring). Một nút có 6 bậc tự do: U1, U2, U3 (thẳng); R1, R2, R3 (Xoay). ( Mỗi nút 1-2-3 mặc định t−ơng ứng X-Y-Z. - Translation U1, U2, U3= UX,UY,UZ - Rotation R1, R2, R3= RX, RY, RZ) ƒ Bậc tự do tính toán: (DOF=Degree of Freedom): Số bậc tĩnh toán của mỗi nút. Th−ờng khi tính bài toán phẳng. ƒ Chuyển vị gối tựa (Displacement Load). Chuyển vị c−ỡng bức của nút có liên kết. ƒ Không khai báo Liên kết nút Restraints trùng Spring.(theo cùng một ph−ơng) ƒ Không giới hạn số nút. (Nonlinear) 5. Trình tự vào số liệu trong sap2k - Tạo sơ đồ tính: Tạo trên giấy - Tạo Sơ đồ hình học. (Draw và Edit) - Tạo sơ đồ kết cấu. (Define và Assign) - Chọn lựa phân tích ( Phân tích kết quả ) - Bài toán thiết kế. III. Cài đặt sap2000: SAP2000 Nonlinear Ver 6.11 (7.12; 7.21) ver 7.42 - Cài đặt - Crack: o Copy file Crack và Nslm32.Dll o Bỏ thuộc tính Read Only GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  3. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website o chạy file Crack IV. Giao diện SAP2k 1. Th− mục làm việc - Nên tạo một th− mục làm việc riêng - Mỗi th− mục con là một bài toán 2. File số liệu: - Input: *.SDB (*.$2k -> *.S2k, *.SBK). Import SAP90, *.DXF - DXF: (Một dạng file dữ liệu của Autocad) - Output: *.Out (* .TXT) - Tạo file số liệu: - New Model - New Model From Template - Import - In kết quả: *.Out - File\Print - Export 3. Màn hình SAP2000 - Gọi SAP Start\Pro \Sap2000 - Title bar= thanh tiêu đề - Menu bar: - Mờ, , > - Status Bar: Thanh trạng thái - Đơn vị tính: Kgf-m : Chọn đơn vị tính ngay khi mở file mới. Kg; kG=Kgf - Thông báo: - Main Tool Bar (MTB): - Undo: ->đến khi ch−a Save - Unlock \ Lock: - >: Run - Zoom: - View - Set Element: - Assign (7.42) - Side Tool Bar (STB): Select, Draw - Vùng làm việc: Cửa sổ hiển thị.1->4 - Chế độ làm việc: - Select ; Draw. Mặc định là select - Select: Giống trong AutoCad - Single: - Window: GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  4. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - Crossing line: STB. Giống select Fence trong AutoCad - All: STB. Chọn toàn bộ đối t−ợng trong sơ đồ tính. - PS:STB chọn PS - CLear: STB chọn CL - Lựa chọn theo thuộc tính của đối t−ợng: trong menu Select. - Draw: Tạo đối t−ợng - View (Zoom): song song với Select và Draw. View 3d, xy, yz, zx (MTB) - Zoom (MTB) - Cài đặt view: - Set 3d, 2d View: menu View chọn set 3d, 2d View. Điều chỉnh điểm nhìn. - Set Limits:Menu View chọn Set limits: Giới hạn vùng nhìn. - Save view, Show name View. - Show grid, Axis, Selection Only, Show All. - Menu Display: Hiện thông tin vào hoặc kết quả. GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  5. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website Ch−ơng 2. Tạo Sơ đồ hình học I. Tạo đ−ờng l−ới (Grid line): là các đ−ờng thẳng song song trục XYZ - Cách 1: New: tạo ra các đ−ờng l−ới cơ bản. - Cách2 . Không khai báo ban đầu. (Menu File\New Model From Template) - ý nghĩa của Grid: - Điểm nối - Xem (XY,YZ,ZX) ắ Edit grid line. - Menu Draw\Edit Grid hoặc bấm double click phím trái vào đ−ờng l−ới. - Direction: Lựa chọn trục toạ độ mà các đ−ờng l−ới vuông góc. - (X,Y,Z) Location: toạ độ các đ−ờng l−ới trên các trục t−ơng ứng. - Lock Grid line: Mặc định chọn. Khóa đ−ờng l−ới. - Snap to Gridline: Truy bắt các điểm trên đ−ờng l−ới khi tạo đối t−ợng. Mặc định Chọn. - Glue Joint to Grid: Mặc định Chọn. - Add: Thêm một đ−ờng l−ới: - Location: nhập toạ độ - Bấm Add. - Move: Di chuyển đ−ờng l−ới - Location: Chọn đ−ờng l−ới. - Thay đổi toạ độ. - Bấm Move. - Delete: Xoá một đ−ờng l−ới. - Chọn đ−ờng l−ới - Bấm Delete. - Delete All: Xoá tất cả đ−ờng l−ới trên trục toạ độ hiện thời. - Lock Grid line: Mặc định chọn. Khóa đ−ờng l−ới - Snap to Gridline: Truy bắt các đIểm trên đ−ờng l−ới khi tạo đối t−ợng. Mặc định Chọn. Chọn ca - Glue Joint to Grid: Mặc định Chọn. II. Tạo đối t−ợng Frames. Chọn các chức năng truy bắt điểm trên STB (Gần giống AutoCad) Joint and Grid Point: giống Oject Snap Node (Insert): Một điểm là nút hoặc Grid Midpoint and End point:Điểm giữa hoặc điểm cuối Intersection: Điểm giao nhau Perpendicular: Vuông góc Line and Edge: Điểm bất kỳ trên đ−ờng l−ới hoặc trên cạnh đối t−ợng (Nearest) GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  6. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website 1. Quick Draw Frame: - Bấm Vào biểu t−ợng Quick Draw Frame hoặc Trong Menu Draw\ Quick Draw Frame SAP chuyển sang chế độ Draw. Di chuyển đến Grid line, bấm phím trái sẽ tạo ra một frame. Nếu di chuyển ngoài Grid line( Trong Ô l−ới), bấm phím trái thì tạo ra hai Frame chéo nhau. 2. Draw Frame - Bấm Vào biểu t−ợng Draw Frame hoặc Trong Menu Draw\Draw Frame Lần l−ợt Bấm phím trái vào các điểm cần tạo Frame. Thoát bấm (ESC). ắ Chú ý : - Truy bắt điểm - SAP2000 tự động nối các nút của phần tử. (Tự động Connect) - Các nút tự động sinh ra khi Frame đ−ợc tạo ra. - Muốn xem số hiệu phần tử và Nút. Bấm vào Set Element (trên cửa sổ hiện thời - nếu kích th−ớc số hiệu nhỏ hoặc to quá (Option\Preference\Max(Min) graphic font size) - Trục toạ độ địa ph−ơng: (Local Axis) - Trục 1: nằm theo trục của phần tử, h−ớng từ end I (Start) End J (End). Có màu đỏ - Trục 2: nằm trong mp uốn chính của tiết diện (chiều cao tiết diện). Màu trắng - Trục 3 tạo với trục 1,2 theo qui tắc bàn tay phải (Xác định theo trục1, 2). Màu Cyan. - Mục đích: - Vị trí tiết diện phần tử trong hệ toạ độ tổng thể (X,YZ) - Tải trọng - Kết quả nội lực ™ Nguyên tắc gán trục địa ph−ơng tự động của SAP2000. - Nếu Phần tử song song mp (x,y) thì trục 2 song song trục +Z - Nếu phần tử song song trục +Z (trục +1 song song +Z) thì trục 2 song song +X - Nếu trục +1 không song song với X or Y or Z thì mp 1,2 song song với trục +Z và trục 2 huớng lên trên. => Cách khai báo phần tử Frame. Luôn theo chiều trục toạ độ.( Các nút gán từ trái sang(X), từ ngoài vào trong (Y), Từ d−ới lên (+Z). - Xem hệ toạ độ: Chọn Set element\Chọn Local Axis (Frame). III. Tạo đối t−ợng Shell. Chọn các chức năng truy bắt điểm trên STB (Gần giống AutoCad) GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  7. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website 1. Quick Draw Shell: - Bấm Vào biểu t−ợng Quick Draw Shell hoặc Trong Menu Draw\ Quick Draw Shell Chuyển sang chế độ Draw. Bấm phím trái vào ô l−ới. 2. Rectangular Shell: 3. Draw Quad Shell: - Bấm Vào biểu t−ợng Draw Shell hoặc Trong Menu Draw\ Draw Shell Chuyển sang chế độ Draw. Lần l−ợt bấm phím trái vào mắt l−ới. (Gọi các nút J1,j2,j3,j4). Nếu bấm J1,j2,j3,j1 đựoc phần tử tam giác. Nếu bấm J1,j2,j3,j4 đựơc phần tử tứ giác. ắ Chú ý : - SAP2000 tự động nối các nút của phần tử. (Tự động Connect) - Các nút tự động sinh ra khi Shell đ−ợc tạo ra. - Muốn xem số hiệu phần tử và Nút. Bấm vào Set Element - Hệ toạ độ địa ph−ơng của Shell : Hệ 1,2,3 - Vị trí của phần tử (Mặt trên và d−ới trong hệ toạ độ tổng thể) - Trục 3: Luôn vuông góc với mặt trên của Shell. H−ớng về phía ng−ời sử dụng (H−ớng ra màn hình). - mp (2,3) luôn // Z. +2 h−ớng theo +Z. Nếu +3 //+Z thì +2//+Y - Trục 1 // mp (X,Y) - Xem hệ toạ độ: Chọn Set element\Chọn Local Axis (Frame, Shell). ắ Chú ý khi mô hình hoá - Frame: Đối với thanh cong không quá 15 độ - Shell: - Các góc trong của phần tử nằm trong khoảng từ 45 đến 135 độ. - Tỉ số khoảng cách từ điểm giữa các cạnh đối diện không quá 10(tốt nhất bằng một) (4 nút) - Góc lệch không quá 15 độ (tốt nhất là trong một mặt phẳng) - Nên sử dụng phần tử 4 nút, phần tử 3 nút chỉ dùng ở biên IV. Gán Joint. - Hệ toạ độ địa ph−ơng của riêng nút (1,2,3). Tuy nhiên mặc định hệ trục 1,2,3 trùng trục X,Y,Z. Không cần thiết phải thay đổi. - U1=UX, U2=UY, U3=UZ, R1=RX, R2=RY, R3=RZ. ( Translation 1=U1=UX ; Rotation 1=R1=RX) - Float Toolbar\ Add special Joint hoặc trong menu Draw V. ReShape - Float Toolbar\ Re Shape hoặc trong menu Draw\ReShape - Chọn phần tử GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  8. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - Di chuyển hoặc co dãn phần tử. ắ Xem thông tin phần tử: bấm phím phải vào phần tử VI. Xoá Đối t−ợng - Select. - Bấm Delete trên bàn phím. VII. Copy và Dán Đối t−ợng - Select - Menu Edit \Copy (Ctrl+C) ắ Để Dán (Paste) Menu Edit\Paste (Ctrl+V) ắ Có thể dán ra đối t−ợng sang các ứng dụng khác: VD: Excel, Word. ắ Th−ờng dùng trong các bài toán khó. (Có thể sử dụng DXF thay thế) VIII. Di chuyển (Move) - Select - Menu Edit\Move-> Nhập khoảng cách. IX. Replicate (Tự sinh) - Chọn đối t−ợng. - Menu Edit\Replicate 1. Linear. Thẳng - Nhập khoảng cách giữa các lần tự sinh: (X,Y,Z= Hình chiếu của khoảng cách trên các trục X,Y,Z. - Number: Số lần tự sinh. 2. Radial: Xoay - Chọn trục xoay (Rotate About: chọn trục X,Y,Z) - increment data: + Angle: B−ớc nhảy góc + Number: Số lần tự sinh 3. Mirror : Đối xứng qua mp. - Mirror about: + chọn mp đối xứng (XY, YZ, ZX) Chuẩn + ordinate: Vi trí mp đối xứng trên trục còn lại. ẻ - Giữ nguyên thuộc tính của đối t−ợng (Tiết diện, tải trọng, liên kết) - Tránh trùng phần tử: Tại vị trí đã tồn tại nút, phần tử thì không tự sinh thêm X. Divide Frame: Chia nhỏ Frame. - Chọn Frame. - Menu Edit \ Divide Frame. - Divide into: số ptử cần chia last/first= Tỉ số khoảng cách của Frame chia cuối/ Frame đầu tiên - Break: (Chọn thêm các nút hoặc Fr) GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  9. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website XI. Join Frame. Nối Frame - Chọn hai Frame - Menu Edit\Join Frame ắ Chú ý hai Frame phải thẳng hàng XII. Mesh Shell: Chia nhỏ Shell. - Select Shell. - Menu Edit\Mesh Shell: - Chia theo số phần tử xác định: - Chia theo số nút or Grid line trên cạnh shell ban đầu ắ Chú ý: Khi edit đối t−ợng. Các thuộc tính của đối t−ợng luôn đ−ợc mang theo XIII. Disconnect. - Tách rời các nút của từng phần tử. Khi đó có nhiều nút tại một toạ độ XIV. Connect. - Nối các nút của các phần tử tại một toạ độ thành một nút (ng−ợc với disconnect) XV. Show Duplicates: Hiện thị các đối t−ợng bị trùng nhau. - Th−ờng sử dụng khi disconnect, khi đó có nhiều nút tại cùng một toạ độ. XVI. Change label: Đánh lại số hiệu nút và phần tử. - Chọn các đối t−ợng muốn đánh lại số hiệu - Menu Edit\Change label - Select Element: Lựa chọn loại đối t−ợng sắp xếp - Next number: Số hiệu đầu tiên - increment: b−ớc nhảy - Prefix: Ký tự truớc số hiệu - Relabel Order: Thứ tự Trục sắp xếp Order1: chọn trục sắp xếp −u tiên 1: Đối t−ợng có cùng toạ độ trục chọn sẽ đ−ợc sắp xếp. Order2: chọn trục sắp xếp −u tiên 2: Đối t−ợng có cùng toạ độ trục chọn sẽ đ−ợc sắp xếp. - OK ắ ( Prefix: Thêm ký tự tr−ớc số hiệu đối t−ợng) GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  10. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website XVII. New Label: Đặt lại chế độ tự động sinh số hiệu đối t−ợng - Menu Draw\New Label. ắ Khác nhau giữa Change Label và New Label: - Change Label: Thay đổi số hiệu của các đối t−ợng đã có. - New Label: Thay đổi số hiệu của các đối t−ợng sẽ tạo mới. GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  11. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website Ch−ơng 3. Tạo sơ đồ kết cấu. Trên cơ sở sơ đồ hình học -> Gán thuộc tính cho đối t−ợng (Properties) I. Gán thuộc tính cho phần tử frame. 1. Hệ toạ độ địa ph−ơng. Gán mặc định trục địa ph−ơng của SAP 2. Thay đổi chiều của hệ toạ độ địa ph−ơng. - Chọn phần tử - Menu Assign\Frame\ Local Axis - Angle: Góc quay trục 2,3 quanh trục 1. >0 ng−ợc chiều kim đồng hồ (Hệ thanh phần tử cột: Đổi ph−ơng trục 2). Tính theo gốc là góc mặc định. - Reverse: Đổi chiều quay trục 1. 3. Khai báo vật liệu: Dùng cho toàn bộ mô hình tính (Frame, Shell, ) - Menu Define\Material - Add: Thêm một loại vật VL - Material Name: Tên Loại Vật liệu. Do ng−ời dùng đặt, nên đặt tên theo loại vật liệu sử dụng, ví dụ: Bê tông 200=BT200. - Type of Material: Luôn chọn Isotropic (Đẳng h−ớng); Ortho (trực h−ớng) - Mass Volume: Khối l−ợng riêng - Weight Volume: Trọng l−ợng riêng. - Modulus of Elastic : E ( E thay đổi theo mác BT) - Poisson: Hệ số Poát Xông (à): 0.1-0.3. Bê tông=0.18-0.2; Thép=0.3 - Modify: Thay đổi loại VL có sẵn (đã khai báo) - Chọn tên VL - Bấm vao Modify. -> Giống nh− New. - Delete chỉ xoá đ−ợc khi ch−a gán Vl cho tiết diện 4. Khai báo tiết diện - Menu Define\Frame Section - Add: Tự khai báo các tiết diện - Chọn tên kiểu tiết diện: Bấm vào Add - Section name: Tên tiết diện định nghĩa. (Loại phần tử cột và dầm đặt tên riêng) - Loại Vật liệu. - Khai báo tham số trong Dimension. Tuỳ theo tiết diện - OK - Modify: Thay đổi các thông số tiết diện đã khai báo - Chọn tên tiết diện - Bấm Modify GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  12. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - Delete: Xoá. Nếu tiết diện đã gán cho phần tử thì không xoá đ−ợc. ắ Add General, Add AutoSelect, Add NonPrimastic: nghiên cứu sau. ắ Import : lấy tiết diện khai báo sẵn trong th− viện tiết diện mẫu của sap. 5. Gán tiết diện cho phần tử Frame - Chọn Frame. - Main Toolbar. Bấm I (Hoặc Menu Assign\Frame\Section) - Chọn tên tiết diện - OK. 6. Khai báo số tiết diện tính nội lực - Chọn Frame - Menu Assign\Frame\ Output Segments GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  13. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website II. Gán thuộc tính cho Shell 1. Hệ toạ độ địa ph−ơng: - Thay đổi h−ớng hệ toạ độ: - Chọn phần tử. - Menu Assign\ Shell\ Local Axes. - Angle:Quay trục 1,2 quanh trục 3. - Reverse: Đổi chiều trục 3. - Ok hoặc Cancel 2. Khai báo VL Shell: chung Frame 3. Khai báo tiết diện Shell - Menu Define\Shell Section - Add: Thêm một loại - Section name: Tên loại tiết diện Shell. Do ng−ời sử dụng đặt - Material: Chọn loại vật liệu - Material Angle=0 (vật liệu đẳng h−ớng) - Thickness: chiều dày tấm (Membrance= Bending)= chiều dày sàn hoặc chiều dày lõi trong sơ đồ tính. - Type: Để mặc định là Shell. Nếu chia phần tử dày quá nên chọn thick plate. - Show/ Modify: Xem hoặc sửa đổi - Delete: Xoá. (Không xoá đ−ợc kiểu tiết diện đã khai báo). 4. Gán tiết diện cho Shell - Chọn Shell - Main Toolbar hoặc Menu Assign\Shell\Section III. Gán điều kiện biên của nút. ắ Mặc định khi nút tự sinh cùng phần tử thì nút đó tự do (không có liên kết ngăn cản). Trên mỗi ph−ơng của một nút chỉ có thể là restraints hoặc spring, không bao giờ đ−ợc phép gán đồng thời mặc dù Sap cho phép, nh−ng rất khó khi đọc kết quả 1. Gán Restraints: gối cứng. Độ cứng vô cùng. - Chọn nút - Main Toolbar chọn biểu t−ợng gối tựa hoặc vào menu Assign\Joint\Restraints - Lựa chọn Translation 1,2,3= U( X,Y,Z) - Lựa chọn Rotation 1,2,3= R(X,Y,Z) - Ok 2. Gán Spring: Gối đàn hồi. Độ cứng khác vô cùng khi đó tại liên kết có chuyển vị khác 0 - Chọn nút GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  14. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - Assign\Joint\Spring - Translation 1,2,3= K(X,Y,Z)= Nhập giá trị Lực/chiều dài. - Rotation 1,2,3= Kr(X,Y,Z)= Nhập giá trị Moment/Rad. ắ Th−ờng các bài toán kết cấu không phải nhập giá trị Rotation. Giá trị Translation có thể hiểu là độ cứng lò xo của gối tựa theo các ph−ơng t−ơng ứng. ắ Sử dụng tốt trong bài toán trên nền đàn hồi. - Add: Cộng đại số - Replace: Thay toàn bộ giá trị mới - Delete: Xoá toàn bộ giá trị đã gán. IV. Điều kiện biên của Frame - Mặc định Frame liên kết với hai nút là ngàm - Khai báo: - Chọn Frame - Menu Assign\Frame\Release - Chọn các liên kết cần giải phóng: Chú ý Start =End I; End=End J. - No release= liên kết mặc định ban đầu của frame với nút (ngàm). - Ok ắ Không bao giờ giải phóng hết các liện kết vì khi đó frame không liên kết với nút nữa và nh− vậy là frame đó bị biến hình. ắ Th−ờng sử dụng trong bài toán dàn, cột, tháp thép, hệ kết cấu dây hay hệ kết cấu mà thanh không chịu mô men ắ Để xem các liên kết đã giải phóng trong chế độ underform thì chọn set element hoặc sử dụng phím phải chuột. ắ Release khác Restraints? V. Tải trọng trên phần tử Frame ắ Trong mỗi một tr−ờng hợp tải trọng thì một Frame có thể gán các dạng tải trọng: Uniform: đều, Trapezoidal: Hình thang, Point Load: Tập trung, Tải trọng trọng lực(Gravity, th−ờng không dùng). ắ ở đây đang xét cho một tr−ờng hợp tải trọng nên trong quá trình khai báo lựa chọn Load Case Name (Tên tr−ờng hợp tải trọng) mặc định chọn tr−ờng hợp tải trọng có tên là Load1. Sau này khi gán cho tr−ờng hợp tải trọng khác thì nhất thiết đầu tiên phải chọn tên tr−ờng hợp tải trọng cần gán. 1. Uniform load (Span Load) Khai báo: - Chọn Frame - Menu Assign\Frame Static Load\ Point and Uniform. Hoặc biểu t−ợng tải trọng Frame trên Main ToolBar GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  15. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - Type: kiểu tải trọng là momen hay lực phân bố - Direction: h−ớng của tải trọng theo các trục trong các hệ tọa độ X,Y,Z ; 1,2,3 or theo h−ớng đã đinh nghĩa sẵn. Gravity: Ph−ơng –Z. - Nhập giá trị vào ô Uniform: chú ý dấu - Options: Add=thêm, Replace=thay giá trị mới, Delete=xoá. ắ Muốn xem tải trọng: Menu Display\Show load\Frame -> Chọn Span 2. Tải trọng tập trung trên Frame: ắ Số điểm đặt tải tập trung là không hạn chế tuy nhiên mỗi lần gán nhiều nhất chỉ có 4 điểm đăt tải tập trung (1 điểm đặt tải tập trung có thể có nhiều thành phần lực tập trung theo các ph−ơng và khác nhau) Khai báo: - Chọn Frame - Menu Assign\Frame Static Load\ Point and Uniform. Hoặc biểu t−ợng tải trọng Frame trên Main ToolBar - Type: kiểu tải trọng là momen hay lực tập trung - Direction: h−ớng của tải trọng theo các trục trong các hệ tọa độ X,Y,Z ; 1,2,3 or theo h−ớng đã đinh nghĩa sẵn. - Có bốn điểm đặt tải có thể khai báo. - Nhập giá trị vào ô Point Load: chú ý dấu - Distance: Khoảng cách điểm đặt tải tính từ đầu I - Relative= Tỉ số kc tính từ đầu I (Start )đến điểm đặt tải/chiều dài phần tử (0 Chọn tr−ờng hợp tải trọng và các lựa chọn muốn xem. 3. Tải trọng hình thang (Trap Load): Bản chất là tải trọng phân bố có giá trị thay đổi. Số điểm thay đổi không hạn chế. Nh−ng mỗi lần gán chỉ cho phép khai báo bốn điểm thay đổi. Khai báo: - Chọn Frame - Menu Assign\Frame Static Load\ Trapezoidal. - Type: kiểu tải trọng là momen hay lực phân bố - Direction: h−ớng của tải trọng theo các trục trong các hệ tọa độ X,Y,Z ; 1,2,3 or theo h−ớng đã đinh nghĩa sẵn. - Có bốn điểm tải trọng thay đổi mà có thể khai báo trong khung Trap Loads - Nhập giá trị vào ô Load: chú ý dấu - Distance: Khoảng cách điểm đặt tải tính từ đầu I - Relative= Tỉ số kc tính từ đầu I (Start )đến điểm đặt tải/chiều dài GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  16. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website phần tử (0 Chọn tr−ờng hợp tải trọng và các lựa chọn muốn xem. 4. Gravity Load: ít sử dụng sẽ nghiên cứu trong phần Static Load Case. VI. Tải trọng tại nút ắ ở đây đang xét cho một tr−ờng hợp tải trọng nên trong quá trình khai báo lựa chọn Load Case Name (Tên tr−ờng hợp tải trọng) mặc định chọn tr−ờng hợp tải trọng có tên là Load1. Sau này khi gán cho tr−ờng hợp tải trọng khác thì nhất thiết đầu tiên phải chọn tên tr−ờng hợp tải trọng cần gán. 1. Tải trọng tập trung nút. ắ Một nút có 6 tp= Fx,y,z; Mx,y,z. Dấu Fx,y,z=trục, Mx,y,z= ng−ợc chiều kim đồng hồ. Khai báo - Chọn nút - Menu Assign\ Joint Static load\Force hoặc Bấm vào biểu t−ợng tải trọng tập trung tại nút trên Main Tool bar - Nhập các giá trị lực và mômen tập trung theo các ph−ơng, chú ý dấu của tải trọng - Options: Add=thêm, Replace=thay giá trị mới, Delete=xoá. ắ Muốn xem tải trọng: Menu Display\Show load\Frame -> Chọn tr−ờng hợp tải trọng và chọn thêm show joints load hoặc Menu Display\Show load\Joints. ắ Nếu lực tập trung đặt trùng ph−ơng với điều kiện biên của nút thì chỉ gây ra phản lực nút. 2. Chuyển vị c−ỡng bức (Joint Displacement) ắ Một nút có 6 tp. 3tp= Ux,y,z; 3tp=Rx,y,z. Dấu U=trục, R= ng−ợc chiều kim đồng hồ. Đơn vị: U=chiều dài, R=Radian Khai báo - Chọn nút - Menu Assign\ Joint Static load\Displacement. - Nhập giá trị chuyển vị c−ỡng bức. - OK ắ Gán vào ph−ơng của nút có khai báo liên kết restraints hoặc spring. Không gán vào nút tự do vì nh− vậy không có ý nghĩa. ắ Giá trị chuyển vị sau khi phân tích tại liên kết có Restraint hay Spring thì khác nhau. Restraints=giá trị chuyển vị c−ỡng bức; Spring=sẽ cộng đại số với giá trị chuyển vị của lò xo. GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  17. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website VII. Tải trọng trên Shell. 1. Tải trọng phân bố trên Shell. Tải trọng phân bố theo ph−ơng bất kỳ. Sẽ đặt tại mặt phẳng trung bình của tấm Khai báo - Chọn Shell - Menu Assign\ Shell Static load\Uniform hoặc biểu t−ợng trên MTB - Direction: X,Y,Z; 1,2,3. - Load=lực/diện tích. Dấu theo trục toạ độ - Options: Add=thêm, Replace=thay giá trị mới, Delete=xoá. - OK ắ Nếu tải trọng vuông góc với mặt phẳng trung bình của tấm thì chọn Direction là trục 3 trong các bài toán phức tạp nh− bể trụ tròn xoay. 2. Tải trọng Gravity Load VIII. Tr−ờng hợp tải trọng tĩnh (Static load cases) ắ Tên tr−ờng hơp tải: Load Case Name ắ Kiểu tải trọng (type): Dead (Tĩnh tải), Live(Hoạt tải), Wind (Gió), Snow, Quake(Tải trọng tĩnh do động đất)-> Chỉ để xác định hệ số tổ hợp khi SAP2000 tự động tổ hợp (Default combination). ắ Sefl weight: hệ số tính trọng l−ợng bản thân; =0 không tính. ắ Chú ý: - Trong các tr−ờng hợp tải trọng chỉ có một tr−ờng hợp hệ số self weight khác không. - Chỉ tính trọng l−ợng bản thân của phần tử có trong sơ đồ tính. - Phân biệt giữa Self weight và (gravity load): - Gravity tính theo X,Y,Z chỉ có tác dụng lên một số phần tử. - Self weight: Tính cho toàn bộ các phần tử, theo ph−ơng -Z. Khai báo 1 tr−ờng hợp tải trọng mới. - Menu Define\Static load case - Load=tên tải trọng - Chọn type - Đặt sefl weight - bấm Add load Thay đổi thông số một tr−ờng hợp tải trọng - Menu Define\Static load case - Chọn tr−ờng hợp tải trọng muốn thay đổi - Thay đổi các thông số: name, type, selfweight - bấm change. Xóa một tr−ờng hợp tải trọng - Menu Define\Static load case GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  18. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - Chọn tr−ờng hợp tải trọng muốn xóa. - bấm Delete. ắ Khi xóa một tr−ờng hợp tải trọng thì toàn bộ các giá trị tải trọng trên nút và phần tử của tr−ờng hợp đó sẽ bị xóa. ắ Chú ý: Trong khi gán tải trọng cho phần tử, nút luôn chú ý đến tr−ờng hợp tải trọng đang gán. (Load Case Name) ắ Xem tải trọng: Menu Display\Show load (Joint, Frame, Shell). Load Name Type Selfweight Giải thích TUONG Dead 1.1 SAN Dead 0 GTXDUONG Wind 0 Gió tĩnh theo ph−ơng +X GTXAM Wind 0 Gió tĩnh theo ph−ơng -X GDX1 Wind 0 Thành phần động của tải trọng gió trong dạng dao động riêng thứ1 (Xem điều 6.1x TCVN 2737-95) GDX2 Wind 0 GDX3 Wind 0 GDXI tuỳ theo số dạng dao động riêng tìm đ−ợc GTYDUONG Wind 0 GTYAM Wind 0 GDY1 Wind 0 GDY2 Wind 0 GDY3 Wind 0 DDX1 Quake 0 Tải trọng động đất trọng dạng dao động riêng thứ 1 DDX2 Quake 0 DDX3 Quake 0 DDY1 Quake 0 DDY2 Quake 0 DDY3 Quake 0 IX. Tổ hợp tải trọng ( Load Combination) ắ Tên tổ hợp: Combo name ắ Kiểu tổ hợp các giá trị: Type: Add=cộng tác dụng; Enve= Bao nội lực; SRSS: Căn của tổng bình ph−ơng các tr−ờng hợp tải trọng; ABS: Trị tuyệt đối của các tr−ờng hợp tải. ắ Hệ số tổ hợp: Scale factor, tức là hệ số tổ hợp của từng tr−ờng hợp tải trọng trong một tổ hợp ắ Xem điều 1 tiêu chuẩn TCVN 2737-95 - THCB1:Tải trọng dài hạn + Một tr−ờng hợp tải trọng ngắn hạn - THCB2: Tải trọng dài hạn + Nhiều tr−ờng hợp tải trọng ngắn hạn - THDB:Tải trọng dài hạn + Tải trọng ngắn hạn + Tải trọng đặc biệt => THDB: Tải trọng ngắn hạn không kể tải trọng gió. ắ Ví dụ1. Khung phẳng. GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  19. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - Các tr−ờng hợp tải : TT; HT; GT; GP. - Có thể có các tổ hợp sau: ƒ TH1=1xTT+1xHT =>giá trị 1 trong SAP gọi là Scale Factor; Kiểu tổ hợp này trong SAP=Add ƒ TH2=1xTT+0.9HT+0.9GT => Giá trị 1 và 0.9 =Scale factor; Kiểu tổ hợp trong Sap=Add ƒ TH3=1xTT+0.9HT+0.9GP =>=> Giá trị 1 và 0.9 =Scale factor; Kiểu tổ hợp trong SAP=Add. - Tìm tổ hợp nguy hiểm nhất (Max, Min) ƒ MaxMin=2xTH1+1xTH2+1xTH3 =>Giá trị 1,2 là Scale Factor; Type=ENVE N M TH1 100 60 TH2 60 -30 TH3 120 150 MaxMin_Max 200 (max) 150 (max) MaxMin_Min 60 (min) -30 (min) ắ Ví dụ2. Không gian - Giả sử có lực F theo ph−ơng ngang bất kỳ . Chia F thành Fx, Fy F= Fx2 + Fy2 . ƒ Tổ hợp THF=1xFx+1xFy. Kiểu tổ hợp SRSS. - Tổ hợp thành phần động của tải trọng gió ƒ GDXDUONG=1xGDX1+1xGDX2+1xGD3 1=Scale; Type=SRSS vì sao?: GDXDUONG= GDX12 + GDX 2 + GDX 2 (áp dụng cho tải trọng động đất). Tính theo khung phẳng ƒ GDXAM=-1xGDXDUONG. (Thành phần động của tải trọng gío phải gán theo ph−ơng +X) ƒ GXDUONG=1xGTXDUONG+1xGDXDUONG ƒ GXAM=1xGTXAM+GDXAM - T−ơng tự sẽ có GYDUONG; GYAM; DDX; DDY - Tổ hợp (Chỉ dùng kiểu Add) ƒ TH1=TT+HT ƒ TH2=TT+0.9HT+0.9GXAM ƒ - Tìm tổ hợp maxmin (Kiểu ENVE) ƒ MAXMIN=TH1+TH2+ +THn Khai báo một tổ hợp - Menu Define\Load Combination: - Add New combo - Load Combination name=tên tổ hợp GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  20. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - Type: chọn Add hoặc Env; SRSS - Tille line: dòng chú giải - Chọn tr−ờng hợp tải trọng để tổ hợp . - Chọn case name, Scale factor -> bấm Add - Modify; Delete để sửa xoá. - Use for (steel, Concrete): Xác định tổ hợp cho thiết kế tiết diện. Xem và thay đổi các thông số của một tổ hợp - Menu Define\Load Combination: - Chọn tên tổ hợp - Bấm Show/Modify - Thay đổi các thông số Xóa một tổ hợp - Menu Define\Load Combination: - Chọn tên tổ hợp - Bấm Delete ắ Chú ý: - Có thể khai báo tổ hợp của tổ hợp. - Chọn tổ hợp sau khi phân tích, sau khi có kết quả nội lực vẫn có thể tổ hợp đ−ợc => Tổ hợp trong SAP là tổ hợp nội lực (Load Combination) - Add Default : Để SAP tự động sinh ra các tổ hợp với các hệ số tổ hợp theo tiêu chuẩn của Mỹ. GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  21. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website Ch−ơng 4. Phân tích bài toán và đọc kết quả I. Các lựa chọn tr−ớc khi phân tích 1. Lựa chọn số bậc tự do của nút - Menu Analyze\Set Option - DOF: bậc tự do của nút 2. Dynamic: tính toán dao động. Phần sau 3. P-Delta: Tính toán ổn định. Phần sau 4. Generate: lựa chọn kết quả in ra trong file: .out (cùng th− mục file số liệu). Khai báo: - Menu Analyze\Set Options - Sử dụng Fast DOF để chọn bậc tự do hoặc tự chọn bậc tự do - Chọn Generate 5. Run: - Chọn Memory: - Run và Run Minimum II. Đọc kết quả 1. Đọc kết quả bằng đồ hoạ - Sử dụng chủ yếu: toolbar - Deformed shape: Sơ đồ biến dạng - Reaction và Spring Force - F: Frame: Chọn loại nội lực (Axial, Shear, Moment ) GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  22. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - S: Shell: ứng suất hoặc Nội lực (Phân bố trên chiều dài) GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  23. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  24. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website 2. In kết quả tính toán - Sử dụng file *.out (File in toàn bộ phần tử) - Menu File\Print Output Table (Print to file): Th−ờng dùng để in một số phần tử. Th−ờng in dầm riêng, cột riêng. - Lựa chọn phần tử, nên dùng menu select chọn section. - Menu File chọn Print output table - Chọn Print to file - Chọn Selection Only - Chọn Spread Format - Chọn file name, chọn file type *.*, nhập tên file .xls, bấm save(open) - Chọn các kiểu in kết quả (Displacment, Frame force, Shell Force, Reaction) chọn tr−ờng hợp tải t−ơng ứng. - Bấm OK ệ Mở file vừa Output trong Excel, và dùng Excel đọc kết quả. ệ Dùng các kiểu lọc và Sắp xếp trong Excel để đọc kết quả cho nhanh: Data Filter, Sort - Có thể in từng loại đối t−ợng, tải trọng - In file d−ới dạng cơ sở dữ liệu (MDB Access): Nên dùng - In đồ hoạ ắ Chú ý in: Nếu in bằng Lazer HP chọn HPIII hoặc HP6L PCL ắ Cắt đồ hoạ vào word: GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  25. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - Chuyển màn hình sap về một cửa sổ (Chuyển màu màn hình) (Menu Option). - Bấm phím Print Screen. - Mở Microsoft Foto editor (Paint) - Menu Edit\Paste as new Image - Select - Menu Image\Crop ->Ok - Menu Edite -> Select All - Copy - Word: Edit-> Paste Special-> Picture (tiết kiệm bộ nhớ) GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  26. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website Ch−ơng 5. Một số dạng đặc biệt I. Tính toán dao động riêng 1. Gán khối l−ợng tập trung: ắ Khối l−ợng tĩnh tải. Khối l−ợng riêng của phần tử trong sơ đồ tính không cần qui đổi, SAP tự qui đổi về nút. Khai báo khối l−ợng tập trung: ệ Tính khối l−ợng tập trung tại nút ệ Tính khối l−ợng tổng cộng của tất cả các tĩnh tải còn lại (m=w/g) ví dụ t−ờng w=1800 kG/m3 => m=180 Kg/m3 ệ Tính số nút chính (số nút có liên kết với cột hoặc vách, lõi) ệ Khối l−ợng tập trung tại mỗi nút của một tầng=tổng khối l−ợng/số nút chính. ệ Khi gán khối l−ợng chỉ gán vào các nút chính. - Chọn nút - Menu Assign\Joint\Mass: - Direction 1,2,3= khối l−ợng tập trung gây ra lực quán tính theo ph−ơng 1,2,3. Đơn vị kg. - Ok 2. Khai báo kiểu tính toán và tần số dao động riêng. Khai báo - Menu Analyze\Set options - Chọn Dynmic Analyzes -> Set Dynamic - Number of Mode (n): Số dao động riêng cần tính - Eigen: - Center: Giá trị tần số dao động riêng cần tìm (Shift). Mặc định bằng 0 - Radius: Bán kính giá trị dao động riêng. Giá trị giới hạn tần số, nếu =0 thì không giới hạn. Mặc định=0 - Tolerance: Giá trị hội tụ trong các lần lặp (để nguyên) ắ Cách nhập giá trị theo TCVN 2737-95. Bài toán tính thành phần động của tải trọng gió - Nhập n= số khá lớn (10-15). - Center=0 - Radius=[f] tần số tới hạn trong tiêu chuẩn, ví dụ=[f]=1.3 (KCBTCT) ắ Các tr−ờng hợp có thể xảy ra - nếu radius n thì chỉ lấy n dao động riêng. - Nếu Radius=0 thì sap tìm n tần số dao động riêng bé nhất. ắ Kết quả tính - Tần số tìm đ−ợc GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  27. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - Giá trị chuyển vị trong các dạng dao động. Chỉ đọc đ−ợc trong file out. Chọn displacment, chọn load=modes. ắ Sap2000 sẽ tìm n dao động riêng có giá trị tần số dao động nằm trong khoảng Shift -> Radius ắ Tolerance: Trong mỗi tr−ờng hợp dao động riêng thì sẽ dừng khi tần số dao động thảo mãn giá trị Tolerance ắ Sơ đồ tính cho tr−ớc f (tân số) ->0 thì kết cấu ở trạng thái nguy hiểm , vì vậy SAP2000 Center=0, Radius=0. - Ritz Vector: - Starting Ritz Vector: - Xem kết quả trên màn hình - Bấm vào biểu t−ợng trên MTB - In kết quả: Chỉ Xem đ−ợc trong file: *.out - Menu Analyze\Set options - Generate Output: chọn Displacement -> Chọn Modes II. Bài toán ổn định P-Delta: ắ Đây là bài toán ổn định hình học. Không xác định đ−ợc giá trị chính xác lực Pth. Mà chỉ xét ảnh h−ởng của P-Delta. Lực P-Delta đ−ợc xét riêng. Không phụ thuộc vào tr−ờng hợp tải trọng mà ảnh h−ởng của lực P-Delta này đến sơ đồ tính mới có tác dụng trong các tr−ờng hợp tải trọng. 1. Xác định lực ảnh h−ởng P-Delta thep ph−ơng pháp trực tiếp. Nhập giá trị P-Delta trực tiếp cho các phần tử (Frame) - Chọn Frame - Menu Assign \ Frame\ P-Delta Force. - Nhập giá trị Lực dọc trục theo trục thanh hoặc là hình chiếu lên hệ toạ độ tổng thể - OK 2. Xác định lực ảnh h−ởng P-Delta thep ph−ơng pháp tổ hợp. - Menu Analyze\Set options - Chọn Include P-Delta -> Chọn Set P-Delta Parameter - P-Delta Load Combination - Chọn tr−ờng hợp tải trọng. - Bấm OK 3. Khai báo tham số tinh P-Delta - Menu Analyze\Set options - Chọn Include P-Delta -> Chọn Set P-Delta Parameter - Iteration Control: Maximum Interation: Số lần lặp để tính ảnh h−ởng của ổn định GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  28. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website - Load, Scale factor: Tr−ờng hợp tải và hệ số t−ơng ứng để tính nội lực do chuyển vị ngang gây ra. - OK ắ ảnh huởng P-Delta mới chỉ xét cho Frame. ắ P-Delta th−ờng dùng trong bài toán: thiết kế cấu kiện BTCT (Column), Kết cấu thép, Bài toán dây Cable. ắ Khi lựa chọn P-Delta. Đầu tiên SAP sẽ thực hiện P_Delta đầu tiên sau đó mới xét đến các tải trọng khác. III. Phần tử Frame tiết diện Non-Primastic. ắ Kiểu phần tử có tiết diện thay đổi đều theo trục thành. Khai báo: ít nhất phải có hai loại tiết diện trở lên. - Menu Define\Frame Section - Add Non-primastic - Non-primastic Section name - Khai báo từng đoạn section - Chọn Start section name: - Chọn End section name: - Nhập Length: Chiều dài đoạn section - Chọn kiểu tính chiều dài: Variable( chiều dài t−ơng đối); Absolute (giá trị chiều dài) - Chọn kiểu thay đổi EI33 - Chọn kiểu thay đổi EI22 - Add, insert, modify, delete S1 - OK Ví dụ S1 S1 S2 S2 h1 h2 b b 1/4 1/2 1/4 S1 1/4 GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  29. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website IV. Phần tử Frame tiết diện General. S2 ắ Phần tử mà kiểu tiết diện3/4 không có trong các kiểu của Sap, phải tính các đặc tr−ng hình học, I: mômen quán tính, J= mômen xoắn. ắ Th−ờng dùng trong bài tập cơ học kết cấu, kết cấu mà tiết diện là tổ hợp của nhiều tiết diện cơ bản. Tính kết cấu không quan tâm đến chuyển vị cũng có thể dùng. Khai báo - Menu Define\Frame Section - Add General - Corss Section (Axial) Area : Diện tích tiết diện (A) - Tosional Constant: Mô men quán tính chống xoắn. (J) - Momen of Inertial About: mô men quán tính quay quanh(3 =trục3) (I33, I22) - Shear Area: Diện tích cắt (As) - Section Modulus About 3(2) Axis: Mô men chống uốn (W=I/ymax; Chữ nhật W=bh2/6) - Plastic Modulus About 3(2) Axis: Mô men dẻo (Wp=W/1.3) - Radius of Gyration About3(2) : Bán kính quán tính (r2=I/A) - OK -> Ra màn hình khai báo tiết diện - Material Name - Chọn Material - OK GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  30. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website V. Phần tử Frame có tiết diện Auto Seclect: ắ Nhóm các tiết diện đã có vào một nhóm. Kiểu nhóm này gọi là Autoselect. ắ Th−ờng dùng với kết cấu thép. Tính cho bài toán Optimazation tối −u hoá tiết diện. Khai báo: ít nhất phải có hai loại tiết diện: - Menu Define\Frame Section - Add Auto Select - Auto Seclect Section name - Chọn các section đã khai báo đ−a vào danh sách của Auto select. - Add, remove - OK GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  31. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website ắ Chú ý: SAP2000 lấy độ cứng trung bình của các loại tiết diện trong auto select khi xác định nội lực. VI. End offset: ắ Tính frame có kể đến vùng cứng tại đầu thanh. End offset: giảm chiều dài tính toán của Frame, bằng cách trừ đi vùng giao nhau của các frame tại nút Mặc định SAP2000 không xét EndOffset. Nếu xét đến EndOffset. Khi đó chiều dài tính toán của thanh đ−ợc xác định bằng hệ số Lf Lc=L-(Ioff+Joff) Lf= L-Rigid(Ioff+Joff) L=chiều dài của Frame tính theo nút. Lc= Chiều dài thông thuỷ của Frame Ioff và Joff: Chiều dài vùng cứng tại đầu I và J của Frame Rigid: hệ số giảm vùng cứng. SAP=0.5 Lf: Chiều dài tính toán của Frame khi xét đến EndOffset Khai báo: - Chọn frame: - Menu Assign\ Frame \ End Offset - Define length: Nhập giá trị vùng cứng tại hai đầu thanh (End i=Ioff, End J=Joff) - Update Length from Connectivity: Để SAP tự xác định End I và End J - Rigid zone factor: hệ số giảm vùng vứng (0.5). VII. Prestress. Tính toán ứng suất tr−ớc. GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  32. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website 1. Khai báo lực căng T đơn vị: - Chọn Frame: - Menu Assign\ Frame\Pretress - End I =di=Start, End J=dj=End, Mid=dc=Center - Lực T=Cable Tension - OK 2. Khai báo hệ số tính ứng suất tr−ớc trong các tr−ờng hợp tải trọng. - Chọn Frame - Menu Assign\frame static load\Pretress - Chọn tr−ờng hợp tải trọng - Nhập hệ số tải trọng tính prestress. - OK ắ Có thể có nhiều lực căng T khác nhau. ắ Nội lực trong mỗi tr−ờng hợp tải trọng do lực ứng suất tr−ớc gây =Lực căng Tx Hệ số tải trọng t−ơng ứng. VIII. Groups=Nhóm. ắ Nhóm nút và phần tử, rồi đặt tên. Mục đích: nhóm nút hoặc phần tử - Select: nhanh chóng - Tải trọng di động (Bài toán cầu) - Bài toán thiết kế: - Mặc định có một nhóm tên là: ALL=nhóm toàn bộ phần tử và nút. Khai báo nhóm: - Menu Define\Group: Đặt tên group - Select nút, phần tử - Menu Assign\Group Chọn tên Group - Menu Select\Group: Chọn tên group: Khi cần chọn các đối t−ợng của một group GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  33. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website IX. áp lực nút (Joints Pattern): ắ Tải trọng áp lực tại nút: Đơn vị lực/diện tích. Tải trọng thay đổi theo chiều cao (Đất, n−ớc). Có giá trị thay đổi theo toạ độ nút. ắ áp dụng cho phần tử: Shell, Asolid, Solid. 1. Khai báo Mẫu Joint Pattern - Tên mẫu pattern: Menu Define\Pattern - Chọn nút - Assign\Joints Pattern. - Chọn tên mẫu Joint Partern - Nhập tham số : A,B,C,D - Chọn Option: use all value, zero negative value, zero positive value. - Option: Add, Replace, Delete 2. Gán mẫu Joints Pattern cho phần tử: - chọn Shell - Assign\Shell Static \ Pressure - Chọn mẫu Joints partern - Chọn Hệ số áp lực Multiler - Chọn tr−ờng hợp tải trọng - Lựa chọn: Add, Replace, Delete. X. Chuyển toạ độ tổng thể - Mặc định hệ toạ độ tổng thể: Global (Đề Các or Trụ) - Menu Option\ Set Coordinate System - Add new - Chọn Cartesian (Đề các); Cylindrical (trụ) - Trụ: - Số R và khoảng cách - Số mặt phẳng theo trụ (Z) và khoảng cách (along Z) - Số góc chia và b−ớc nhảy của góc (Theta) - Addvance: khai báo khoảng cách, góc xoay dịch chuyển hệ toạ độ mới theo hệ toạ độ cũ. - System name (CSYS*) - OK - Chọn hệ toạ hiện thời: Menu Option\ Set Coordinate System: Chọn tên hệ toạ độ hiện thời. XI. Constraints: ắ liên kết điều kiện biên của các nút. Ví dụ tính trong bài toán nhà cao tầng, khi tính theo mô hình: Lõi vách chịu tải trọng ngang. ắ Có nhiều kiểu constraints. Trong đó kiểu Local: gán chuyển vị t−ơng ứng theo các ph−ơng là đơn giản nhất GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  34. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website ắ Khi gán Sap cho phép gán nhiều nhóm constraint ắ Một nút có thể đồng thời nằm ở nhiều nhóm Constraints. . - Gán các nút vào một nhóm constraints: - Chọn nút - Menu Assign\Joints\Constraints. - Bấm Add (Add Local là đơn giản nhất) - Đặt tên cho nhóm Constraints - Lựa chọn các điều kiện biên của nhóm. Khi đó các nút trong nhóm sẽ có cùng điều kiện biên lựa chọn. - OK. GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  35. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website Ch−ơng 6 Bài toán thiết kế Bài toán thiết kế tiết diện: KCBTCT (Reinforce Concrete); KCT (Steel Structure): Chỉ tính cho Frame. I. Thiết kế KCBTCT 1. Khai báo Vật liệu: ắ Design type=Kiểu vật liệu Concrete trong menu Define/Material - Design Property data: - Fy(Yeild)=c−ờng độ chịu kéo của thép, tính theo giới hạn chảy. Ví dụ AII có Ratt=2800 kg/cm2, nh−ng fy=3000 kg/cm2. - fc= c−ờng độ chịu nén của bê tông. Lấy bằng giá trị mác bê tông. Ví dụ bt mác 200 lấy fc=200 kg/cm2 (Ec 20/25) - fys c−ờng độ chịu cắt của cốt thép: Giới hạn chảy ví dụ: AI fys=2100 - fcs= c−ờng độ chịu cắt của bê tông=fc. 2. Chọn kiểu phần tử Beam, Column - Khai báo tiết diện: Menu define\Frame Section: (chỉ chọn đuợc ba loại:CN, Tròn, T) .Vật liệu kiểu CONC - Element Class: Beam, Column - Beam: - Top cover=a' - Bottom cover=a - Column: - Rectangular: - Cover=a - Number bar in dir 3:Số lớp cốt thép tính theo ph−ơng 3 - Number bar in dir 2:Số lớp cốt thép tính theo ph−ơng 2. - Circle: - Cover - Number of bar: số thanh thép. - Chọn một trong hai Design or Area of one bar: - Design: bài toán thiết kế - Area of one bar: bài toán kiểm tra 3. Chọn tổ hợp thiết kế. - Menu Define\ Load combination (Use for concrete design, steel design) - Hoặc menu Design chọn Select Design Combo 4. Chọn Kiểu thiết kế: Menu Design chọn (Steel or Concrtete) 5. Chọn tiêu chuẩn thiết kế: - Menu Option\Preference\Concrete (BS8110-89) GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
  36. Th− viện tài liệu chuyên ngành CAUDUONGVN.NET.TF Website 6. Thiết kế tiết diện: ắ Sau khi chạy đ−ợc nội lực - Menu design: Start design/check structure - Nếu báo lỗi (O/S) - In kết quả: menu File\Print Design Table ắ Dầm: Tính dầm chịu mômen uốn chính M33 và Cắt chính (V2). Cột tính bài toán kéo nén lệch tâm xiên. ắ Cột: Bt tk là nhiều bài toán kiểm tra. Menu Option\Preference \Concrete -> Interaction Diagram Parameter: Curve, Point/Curve: Lựa chọn số đ−ờng cong và điểm kiểm tra trên mỗi đ−ờng cong. 7. Thay đổi các tham số trong quá trình thiêt kế - Redifine: chọn lại thông tin thiết kế - Reset Design Section: Lấy lại tiết diện ban đầu - Update analysis section: Lấy các tiết diện thay đổi làm tiết diện tính nội lực. ắ Nên sử dụng P-Delta để kiểm tra điều kiện ổn định của cột II. Thiết kế KC thép 1. Khai báo vật liệu: 2. fy: C−ờng độ giới hạn chảy 3. Cách tính toán giống BT (trình tự tính toán) 4. Kiểu phần tử. - Column: Phần tử này song song Z - Beam : Phần tử song song mp XY - Giằng (Braced): Còn lại - ( Effective Length Factor (K)): phụ thuộc vào liên kết (Phần tử, gối tựa, restraint , phuơng). SAP tự động tính K (Liên kết nút, phần tử). Mặc định không xác định đ−ợc kiểu liên kết lấy=1. GV. Hoàng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT