Một số ví dụ sử dụng SAP2000 tính móng băng trên nền WINKLER

BSoạn: Trần Tuấn Anh - Phục vụ cho SV làm đồ án nền móng 1 MỘT VÍ DỤ SỬ DỤNG SAP2000 TÍNH MÓNG BĂNG TRÊN NỀN WINKLER Giai đoạn 1: Chuẩn bị dữ liệu: Móng băng của một chung cư 4 tầng h

BSoạn: Trần Tuấn Anh - Phục vụ cho SV làm đồ án nền móng 1

MỘT VÍ DỤ SỬ DỤNG SAP2000 TÍNH MÓNG BĂNG TRÊN NỀN

WINKLER

Giai đoạn 1: Chuẩn bị dữ liệu:

Móng băng của một chung cư 4 tầng hành lang giữa có chiều dài L= 19,6m, còn tiết diện, kích thước móng băng và tải trọng cụ thể như hình sau

Móng băng này được tính toán với quan niệm dầm trên nền đàn hồi Winkler và giả sử có trước hệ số nền K = 540 T/m3

13 Tm

5 Tm

9 Tm

9 Tm

7200

7200 2600

3 2

1 4 5 6 7 8 9 10 111213141516 17181920212223242526272829 30 31 32 33

0.325 0.325 0.3 Mỗi đoạn 0.3 từ nút số 5 tới nút số 29 0.3 0.325 0.325

7200

9800

TIẾT DIỆN MÓNG BĂNG KHUNG 4 TẦNG

300

1500

BSoạn: Trần Tuấn Anh - Phục vụ cho SV làm đồ án nền móng 2

Bước 1: Chọn số lượng lò xo, và tính độ cứng của các lò xo:

Bài toán mô phỏng nền đàn hồi với 65 lò xo và móng được chia thành 64 phần tử (đoạn) như hình vẽ trên: (Hình vẽ chỉ vẽ một nửa móng, vì đây là móng đối xứng)

Để quy đổi hệ số nền K0 = 540 T/m3 về độ cứng của các lò xo ta tính toán như sau:

Hình vẽ dưới đây thể hiện mặt đất tại bề mặt đáy của móng băng :

Từ đó ta quan niệm rằng:

+ Lò xo số 1 đại diện cho vùng đất có diện tích A1 = 1.5 x 0.1625

+ Lò xo số 2 đại diện cho vùng đất A2 = 1.5 x 0.325

+ Tương tự cho các lò xo số 3 và số 4 …v v…

Như vậy độ cứng của các lò xo sẽ là:

K1= K65 = K0 x A1= 540 x (1.5 x 0.1625) ≅ 132 T/m

K2 = K3 = K4 = K30 = K31 = K32 = K33 = 540 x(1.5 x 0.325) ≅ 264 T/m

K 5 = K 29 = K 0 x A 5 = 540 x[1.5 x (0.325/2+0.3/2)] ≅ 253 T/m

K6 = K7 = K8=…=K28= 540 x (1.5 x 0.3) = 243 T/m

Do tính đối xứng nên độ cứng các lò xo của một nửa móng băng còn lại tính tương tự

Bước 2: Quy đổi moment quán tính tiết diện móng băng về tiết diện chữ nhật:

Đầu tiên tìm trọng tâm theo nguyên tắc cân bằng moment tĩnh:

1.5

0.1625

1 2

3

300

1500

BSoạn: Trần Tuấn Anh - Phục vụ cho SV làm đồ án nền móng 3

Moment tĩnh của các tiết diện nhỏ lấy đối với trục nằm ở đáy móng băng :

S1= 300 x 700 x 700/2 = 735x105 mm3

S2 = [(600 x 300)/2]x (200 + 300/3) = 270x105 mm3

S3 = 600 x 200 x 200/2 = 120x105 mm3

Như vậy moment tĩnh của tiết diện móng băng này là:

S = S1 + 2S2 + 2S3 = 1515x105 mm3

Diện tích của tiết diện móng băng:

A= 300x700 + 2x600x200 + 2x(600x300/2) = 6.3x105 mm2

Vậy chiều cao trọng tâm tính từ đáy của móng băng là:

y = S/A = 1545/6.3 ≅ 240.5 mm ≅ 24 cm

Từ đây moment quán tính của tiết diện móng băng sẽ là:

Moment quán tính của tiết diện số 1 đối với trục đi qua trọng tâm móng:

J1 = J01 + (yc1)2 F1 = 30x 703/12 + (70/2 - 24.5)2x30x70 = 1089025 cm4

Tương tự:

J2 = J02 + (yc2)2 F2 = 60x303/36 + (30 - 24.5)2x60x30/2 = 72225 cm4

J3 = J03 + (yc3)2 F3 = 60x203/12 + (10 - 24.5)2x60x20 = 292300 cm4

⇒ J = J1 +2J2 + 2.J3 =1089025 + 2x72225 + 2x292300 = 1818075 cm4

Quy đổi về tiết diện hình chữ nhật có cùng moment quán tính:

Hình chữ nhật lấy chiều cao H = 0.7 m (cùng chiều cao móng)

⇒ b = 12x1818075/(70)3 =63.6 cm ≅ 64 cm

Giai đoạn hai: Nhập dữ liệu vào Sap2000:

BSoạn: Trần Tuấn Anh - Phục vụ cho SV làm đồ án nền móng 4

Khởi chạy chương trình Sap2000:

Giao diện chương trình: (Nền chương trình có màu đen, để giảm hao mực

trong in ấn nên trong hình dưới, nền chương trình đã được chuyển qua màu trắng, khi thực hành sinh viên vẫn giữ nguyên giao diện đen bình thường)

B1: Chọn hệ thống đơn vị:

Chọn Ton-m

B2: Lên: File>New Model from Template

Sau đó sẽ xuất hiện bảng:

Number of Spans (Số lượng nhịp): 5 Span Length: nhập vào 2.6

Kích chuột vào biểu tượng này xuất hiện bảng dưới đây

Kích chuột vào đây để bỏ dấu

check này Tức là ta không gán

điều kiện biên tại các nút

BSoạn: Trần Tuấn Anh - Phục vụ cho SV làm đồ án nền móng 5

Xuất hiện:

Sau đó:

B3: Tiến hành lưu file:

B4: Hiệu chỉnh lại đường lưới: Lên Draw>Edit Grid

Kích vào Edit Grid sẽ xuất hiện:

Sửa trong ô X Location:

-6.5 thành -9.8 rồi kích Move Grid Line

6.5 -> 9.8 rồi kích Move Grid Line

Kích vào biểu tượng Maximize Để phóng to màn hình bên phải

Để thấy rõ toàn bộ hệ dầm, kích vào phím này

Kích vào Xuất hiện hình bên phải

Chọn thư mục phía trên : Save in,

rồi đặt tên file Sau đó kích vào

phím Save

BSoạn: Trần Tuấn Anh - Phục vụ cho SV làm đồ án nền móng 11

rồi nhấn OK ta sẽ xem được biểu đồ lực cắt

Bước 14: Xuất kết quả ra dưới dạng file.txt

Để không hiển thị các biểu đồ nội lực nữa, ta ấn phím tròn Sau đó ấn phím

ALL để chọn tất cả các phần tử

Tiếp đó lên File>Print Output Table xuất hiện bảng bên:

Chọn Print to File,

Spreadsheet Format để

kết quả xuất ra tiện cho Excel xử lý

Nhớ chọn Frame Forces

Bước 15: Dùng Excel bật kết quả file.txt

Khi bật nhớ chọn đuôi file là txt như hình dưới

Sau đó xuất hiện, bảng dưới, kích Finish thì Excel bật bảng kết quả bình thường

Sau đó ta có kết quả như trang sau:

BSoạn: Trần Tuấn Anh - Phục vụ cho SV làm đồ án nền móng 12

Trong cột M3 ta chú ý, đơn vị của moment là T.m, nhìn sang cột FRAME ta thấy, phần tử 1 xuất nội lực tại hai mặt cắt ở đầu và cuối phần tử

Cột LOC viết tắt của chữ Location (vị trí)

Cột V2 chính là giá trị lực cắt theo trục toạ độ địa phương thứ 2 (đvị Ton) hay giá trị lực cắt theo trục Oz

Từ đây ta có kết quả nội lực để tính thép cho móng băng