›

Giáo trình Tin học ứng dụng trong thiết kế công trình - Giao diện SAP 2000 - Hoàng Chính Nhân

pdf 37 trang hoanguyen 3510
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Tin học ứng dụng trong thiết kế công trình - 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:

  • pdfgiao_trinh_tin_hoc_ung_dung_trong_thiet_ke_cong_trinh_giao_d.pdf

Nội dung text: Giáo trình Tin học ứng dụng trong thiết kế công trình - Giao diện SAP 2000 - Hoàng Chính Nhân

  1.  Giỏo trỡnh tin học ứng dụng trong thiết kế cụng trỡnh Giao diện sap 2000
  2. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 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. o Chuyên môn hoá: CSI( SAP, ETABS, SAFE). - Thiết k ế. II. Khả năng vμ một số khái niệm cần biết trong SAP2000 1. Bμi toán: - Tĩnh học. - Động học: Dao động riêng, Phổ phản ứng (Tải trọng đông đất, Tải trọng thay đổi theo thời gian). - Bμi toán Cầu: Tải trọng di động. - Bμi toán ổn định: ổn định hình học ( P-Delta) - Bμi 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 (Local Coordinate) 3. Kiểu phần tử - Thanh =Frame - Định nghĩa Frame - Các thông tin về Frame - Số hiệu Frame - Số hiệu nút đầu vμ cuối (End I vμ End J) - Tiết diện thanh vμ 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) - Shell= tấm khả năng chịu kéo nén, uốn. (Mặc định) Last printed 11/12/2009 Page 1 of 36
  3. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT - 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 (Bμi toán động). ắ Chú ý: ƒ Liên kết: Liên kết cứng (Restraints), Liên kết đμn 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 bμi 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 vμo số liệu trong sap2k - Tạo sơ đồ tính: Tạo trên giấy - Tạo Sơ đồ hình học. (Draw vμ Edit) - Tạo sơ đồ kết cấu. (Define vμ Assign) - Chọn lựa phân tích ( Phân tích kết quả ) - Bμi toán thiết kế. III. Cμi đặt sap2000: SAP2000 Nonlinear Ver 6.11 (7.12; 7.21) ver 7.42 - Cμi đặt - Crack: o Copy file Crack vμ Nslm32.Dll o Bỏ thuộc tính Read Only o chạy file Crack Last printed 11/12/2009 Page 2 of 36
  4. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT IV. Giao diện SAP2k 1. Th− mục lμm việc - Nên tạo một th− mục lμm việc riêng - Mỗi th− mục con lμ một bμi 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. Mμn 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 lμm việc: Cửa sổ hiển thị.1->4 - Chế độ lμm việc: - Select ; Draw. Mặc định lμ select - Select: Giống trong AutoCad - Single: - Window: - Crossing line: STB. Giống select Fence trong AutoCad Last printed 11/12/2009 Page 3 of 36
  5. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT - All: STB. Chọn toμn 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 vμ Draw. View 3d, xy, yz, zx (MTB) - Zoom (MTB) - Cμi 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 vμo hoặc kết quả. Last printed 11/12/2009 Page 4 of 36
  6. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT Ch−ơng 2. Tạo Sơ đồ hình học I. Tạo đ−ờng l−ới (Grid line): lμ 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 vμo đ−ờng l−ới. - Direction: Lựa chọn trục toạ độ mμ 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 lμ nút hoặc Grid Midpoint and End point:Điểm giữa hoặc điểm cuối Intersection: Điểm giao nhau Perpendicular: Vuông góc Last printed 11/12/2009 Page 5 of 36
  7. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT Line and Edge: Điểm bất kỳ trên đ−ờng l−ới hoặc trên cạnh đối t−ợng (Nearest) 1. Quick Draw Frame: - Bấm Vμo 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 ngoμi Grid line( Trong Ô l−ới), bấm phím trái thì tạo ra hai Frame chéo nhau. 2. Draw Frame - Bấm Vμo biểu t−ợng Draw Frame hoặc Trong Menu Draw\Draw Frame Lần l−ợt Bấm phím trái vμo 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 vμ Nút. Bấm vμo Set Element (trên cửa sổ hiện thời - nếu kích th−ớc số hiệu nhỏ hoặc to quá (Option\Prefer ence\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 mμu đỏ - Trục 2: nằm trong mp uốn chính của tiết diện (chiều cao tiết diện). Mμu trắng - Trục 3 tạo với trục 1,2 theo qui tắc bμn tay phải (Xác định theo trục1, 2). Mμu 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 vμ 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 ngoμi vμo trong (Y), Từ d−ới lên (+Z). - Xem hệ toạ độ: Chọn Set element\Chọn Local Axis (Frame). Last printed 11/12/2009 Page 6 of 36
  8. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT III. Tạo đối t−ợng Shell. Chọn các chức năng truy bắt điểm trên STB (Gần giống AutoCad) 1. Quick Draw Shell: - Bấm Vμo biểu t−ợng Quick Draw Shell hoặc Trong Menu Draw\ Quick Draw Shell Chuyển sang chế độ Draw. Bấm phím trái vμo ô l−ới. 2. Rectangular Shell: 3. Draw Quad Shell: - Bấm Vμo biểu t−ợng Draw Shell hoặc Trong Menu Draw\ Draw Shell Chuyển sang chế độ Draw. Lần l−ợt bấm phím trái vμo 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 vμ Nút. Bấm vμo Set Element - Hệ toạ độ địa ph−ơng của Shell : Hệ 1,2,3 - Vị trí của phần tử (Mặt trên vμ 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 mμn 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 lμ 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 Last printed 11/12/2009 Page 7 of 36
  9. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT V. ReShape - Float Toolbar\ Re Shape hoặc trong menu Draw\ReShape - Chọn phần tử - Di chuyển hoặc co dãn phần tử. ắ Xem thông tin phần tử: bấm phím phải vμo phần tử VI. Xoá Đối t−ợng - Select. - Bấm Delete trên bμn phím. VII. Copy vμ 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 bμi 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. Last printed 11/12/2009 Page 8 of 36
  10. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT - 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) XI. Join Frame. Nối Frame - Chọn hai Frame - Menu Edit\Join Frame ắ Chú ý hai Frame phải thẳng hμng 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 thμnh 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 vμ 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. Last printed 11/12/2009 Page 9 of 36
  11. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 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) 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 vμ 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. Last printed 11/12/2009 Page 10 of 36
  12. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 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 lμ góc mặc định. - Reverse: Đổi chiều quay trục 1. 3. Khai báo vật liệu: Dùng cho toμn 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 (μ): 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 vμo Add - Section name: Tên tiết diện định nghĩa. (Loại phần tử cột vμ 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 Last printed 11/12/2009 Page 11 of 36
  13. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT - Bấm Modify - 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 Last printed 11/12/2009 Page 12 of 36
  14. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 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 dμy tấm (Membrance= Bending)= chiều dμy sμn hoặc chiều dμy lõi trong sơ đồ tính. - Type: Để mặc định lμ Shell. Nếu chia phần tử dμy 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 lμ 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 vμo 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 Last printed 11/12/2009 Page 13 of 36
  15. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 2. Gán Spring: Gối đμn hồi. Độ cứng khác vô cùng khi đó tại liên kết có chuyển vị khác 0 - Chọn nút - Assign\Joint\Spring - Translation 1,2,3= K(X,Y,Z)= Nhập giá trị Lực/chiều dμi. - Rotation 1,2,3= Kr(X,Y,Z)= Nhập giá trị Moment/Rad. ắ Th−ờng các bμi toán kết cấu không phải nhập giá trị Rotation. Giá trị Translation có thể hiểu lμ độ cứng lò xo của gối tựa theo các ph−ơng t−ơng ứng. ắ Sử dụng tốt trong bμi toán trên nền đμn hồi. - Add: Cộng đại số - Replace: Thay toμn bộ giá trị mới - Delete: Xoá toμn bộ giá trị đã gán. IV. Điều kiện biên của Frame - Mặc định Frame liên kết với hai nút lμ ngμm - 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 (ngμm). - Ok ắ Không bao giờ giải phóng hết các liện kết vì khi đó frame không liên kết với nút nữa vμ nh− vậy lμ frame đó bị biến hình. ắ Th−ờng sử dụng trong bμi toán dμn, cột, tháp thép, hệ kết cấu dây hay hệ kết cấu mμ 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 lμ Load1. Sau nμy khi gán cho tr−ờng hợp tải trọng khác thì nhất thiết đầu tiên phải chọn tên tr−ờng hợp tải trọng cần gán. Last printed 11/12/2009 Page 14 of 36
  16. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 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 - Type: kiểu tải trọng lμ 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 vμo 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 lμ 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 thμnh phần lực tập trung theo các ph−ơng vμ 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 lμ 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 vμo 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 dμi phần tử (0 Chọn tr−ờng hợp tải trọng vμ các lựa chọn muốn xem. 3. Tải trọng hình thang (Trap Load): Bản chất lμ 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 lμ momen hay lực phân bố Last printed 11/12/2009 Page 15 of 36
  17. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT - 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 mμ có thể khai báo trong khung Trap Loads - Nhập giá trị vμo 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 dμi phần tử (0 Chọn tr−ờng hợp tải trọng vμ 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 lμ Load1. Sau nμy 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 vμo biểu t−ợng tải trọng tập trung tại nút trên Main Tool bar - Nhập các giá trị lực vμ 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 vμ 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 dμi, R=Radian Khai báo Last printed 11/12/2009 Page 16 of 36
  18. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT - Chọn nút - Menu Assign\ Joint Static load\Displacement. - Nhập giá trị chuyển vị c−ỡng bức. - OK ắ Gán vμo ph−ơng của nút có khai báo liên kết restraints hoặc spring. Không gán vμo 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. 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 lμ trục 3 trong các bμi 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 vμ (gravity load): - Gravity tính theo X,Y,Z chỉ có tác dụng lên một số phần tử. - Self weight: Tính cho toμn 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 Last printed 11/12/2009 Page 17 of 36
  19. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT - 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 - Chọn tr−ờng hợp tải trọng muốn xóa. - bấm Delete. ắ Khi xóa một tr−ờng hợp tải trọng thì toμn bộ các giá trị tải trọng trên nút vμ 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 Thμnh 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 Last printed 11/12/2009 Page 18 of 36
  20. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT đối của các tr−ờng hợp tải. ắ Hệ số tổ hợp: Scale factor, tức lμ 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 dμi hạn + Một tr−ờng hợp tải trọng ngắn hạn - THCB2: Tải trọng dμi hạn + Nhiều tr−ờng hợp tải trọng ngắn hạn - THDB:Tải trọng dμi hạn + Tải trọng ngắn hạn + Tải trọng đặc biệt => THDB: Tải trọng ngắn hạn không kể tải trọng gió. ắ Ví dụ1. Khung phẳng. - 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 lμ Scale Factor; Kiểu tổ hợp nμy trong SAP=Add ƒ TH2=1xTT+0.9HT+0.9GT => Giá trị 1 vμ 0.9 =Scale factor; Kiểu tổ hợp trong Sap=Add ƒ TH3=1xTT+0.9HT+0.9GP =>=> Giá trị 1 vμ 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 lμ 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 thμnh Fx, Fy F= Fx2+ Fy 2 . ƒ Tổ hợp THF=1xFx+1xFy. Kiểu tổ hợp SRSS. - Tổ hợp thμnh 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. (Thμnh 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 Last printed 11/12/2009 Page 19 of 36
  21. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 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 - 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 vμ 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 lμ 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. Last printed 11/12/2009 Page 20 of 36
  22. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT Ch−ơng 4. Phân tích bμi toán vμ 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 vμ 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 vμ Spring Force - F: Frame: Chọn loại nội lực (Axial, Shear, Moment ) Last printed 11/12/2009 Page 21 of 36
  23. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT - S: Shell: ứng suất hoặc Nội lực (Phân bố trên chiều dμi) Last printed 11/12/2009 Page 22 of 36
  24. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT Last printed 11/12/2009 Page 23 of 36
  25. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 2. In kết quả tính toán - Sử dụng file *.out (File in toμn 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, vμ dùng Excel đọc kết quả. ệ Dùng các kiểu lọc vμ 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 vμo word: Last printed 11/12/2009 Page 24 of 36
  26. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT - Chuyển mμn hình sap về một cửa sổ (Chuyển mμu mμn 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) Last printed 11/12/2009 Page 25 of 36
  27. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 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 vμo 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 vμ 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. Bμi toán tính thμnh 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. Last printed 11/12/2009 Page 26 of 36
  28. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT ắ Kết quả tính - Tần số tìm đ−ợc - 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 mμn hình - Bấm vμo 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. Bμi toán ổn định P-Delta: ắ Đây lμ bμi toán ổn định hình học. Không xác định đ−ợc giá trị chính xác lực Pth. Mμ chỉ xét ảnh h−ởng của P-Delta. Lực P-Delta đ−ợc xét riêng. Không phụ thuộc vμo tr−ờng hợp tải trọng mμ ảnh h−ởng của lực P-Delta nμy 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 lμ 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 Last printed 11/12/2009 Page 27 of 36
  29. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT - Iteration Control: Maximum Interation: Số lần lặp để tính ảnh h−ởng của ổn định - Load, Scale factor: Tr−ờng hợp tải vμ 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 bμi toán: thiết kế cấu kiện BTCT (Column), Kết cấu thép, Bμi 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 thμnh. 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 dμi đoạn section - Chọn kiểu tính chiều dμi: Variable( chiều dμi t−ơng đối); Absolute (giá trị chiều dμi) - 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 Last printed 11/12/2009 Page 28 of 36
  30. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT IV. Phần tử Frame tiết diện General. S2 ắ Phần tử mμ 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 bμi tập cơ học kết cấu, kết cấu mμ tiết diện lμ 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 mμn hình khai báo tiết diện - Material Name - Chọn Material - OK Last printed 11/12/2009 Page 29 of 36
  31. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT V. Phần tử Frame có tiết diện Auto Seclect: ắ Nhóm các tiết diện đã có vμo một nhóm. Kiểu nhóm nμy gọi lμ Autoselect. ắ Th−ờng dùng với kết cấu thép. Tính cho bμi 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 vμo danh sách của Auto select. - Add, remove - OK Last printed 11/12/2009 Page 30 of 36
  32. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 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 dμi 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 dμi tính toán của thanh đ−ợc xác định bằng hệ số Lf Lc=L-(Ioff+Joff) Lf= L-Rigid(Ioff+Joff) L=chiều dμi của Frame tính theo nút. Lc= Chiều dμi thông thuỷ của Frame Ioff vμ Joff: Chiều dμi vùng cứng tại đầu I vμ J của Frame Rigid: hệ số giảm vùng cứng. SAP=0.5 Lf: Chiều dμi 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 vμ End J - Rigid zone factor: hệ số giảm vùng vứng (0.5). VII. Prestress. Tính toán ứng suất tr−ớc. Last printed 11/12/2009 Page 31 of 36
  33. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 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 vμ phần tử, rồi đặt tên. Mục đích: nhóm nút hoặc phần tử - Select: nhanh chóng - Tải trọng di động (Bμi toán cầu) - Bμi toán thiết kế: - Mặc định có một nhóm tên lμ: ALL=nhóm toμn bộ phần tử vμ 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 Last printed 11/12/2009 Page 32 of 36
  34. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 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 vμ khoảng cách - Số mặt phẳng theo trụ (Z) vμ khoảng cách (along Z) - Số góc chia vμ 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 bμi toán nhμ 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 lμ đơn giản nhất Last printed 11/12/2009 Page 33 of 36
  35. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 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 vμo một nhóm constraints: - Chọn nút - Menu Assign\Joints\Constraints. - Bấm Add (Add Local lμ 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. Last printed 11/12/2009 Page 34 of 36
  36. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT Ch−ơng 6 Bμi toán thiết kế Bμi 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: bμi toán thiết kế - Area of one bar: bμi 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) Last printed 11/12/2009 Page 35 of 36
  37. Hoμng Chính Nhân- BMTH-ĐHXD SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT 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 vμ Cắt chính (V2). Cột tính bμi toán kéo nén lệch tâm xiên. ắ Cột: Bt tk lμ nhiều bμi toán kiểm tra. Menu Option\Preference \Concrete - > Interaction Diagram Parameter: Curve, Point/Curve: Lựa chọn số đ−ờng cong vμ điểm kiểm tra trên mỗi đ−ờng cong. - Braced: A column is considered unbraced in a given plane if the lateral stability to the stucture as a whole is provided by wall or orther suitable bracing to resist all lateral forces in that plane. - Unbraced: A column is considered unbraced in a given plane where lateral stability in that plane is provided by the column. 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 lμm 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 nμy song song Z - Beam : Phần tử song song mp XY - Giằng (Braced): Còn lại - ( Effective Length Factor (K)): phụ thuộc vμo 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. Last printed 11/12/2009 Page 36 of 36