SAP 14 cho mong bang 2003

 Trong hộp thoại Define Grid System Data: Chọn Glue to Grid Lines và chỉnh lại tọa độ Trong bảng X Grid Data theo sơ đồ sau:  Kết quả bước này như hình sau: 3.3..  Trong hộp thoại Def

HƯỚNG DẪN CHẠY SAP 14 CHO MÓNG BĂNG

1 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO

 Kích thước và tiết diện của móng băng như hình vẽ:

2 TÍNH TOÁN SỐ LIỆU

2.1 Tải trọng phân bố trên chiều dài móng:

 Giả sử ta chọn độ sâu chôn móng là Df =1.5m Chọn tb = 22 kN/m 3

 Áp lực đất do trọng lượng bản thân móng và lớp đất nằm trên móng là:

p = tb*Df = 22*1.5 = 33 kN/m 2

 Tải phân bố đều trên 1 đơn vị chiều dài móng :

q = p*bm = 33*1.5 = 49.5 kN/m (Với bm là bề rộng móng băng)

2.2 Độ cứng lò xo:

 Trước tiên để tính độ cứng lò xo, ta phải có hệ sồ nền K0

+ Hệ số nền K0 được xác định từ công thức K0 = pgl/(a*S)

Với: a = 0.3  0.6

+ Từ bảng tra

+ Từ thí nghiệm bàn nén hiện trường

Giả sử ta có được hệ số nền K0 = 5400 kN/m3

 Chia đoạn:

+ Giả sử ta chia chiều dài móng băng thanh các đoạn nhỏ có chiều dài 0.25m (nên chia đều để thuận lợi cho việc khai báo)

+ Vậy bài toán được mô phỏng trên nền đàn hồi Winkler với 64 đoạn (phần tử) ứng với 65 lò xo

 Để quy đổi hệ số nền K0 về độ cứng lò xo ta làm như sau:

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

+ Từ đó ta quan niệm rằng:

 Lò xo số 1 đại diện cho vùng đất có diện tích A1= 1.5*0.125

 Lò xo số 2 đại diện cho vùng đất có diện tích A2= 1.5*0.25 + Như vậy độ cứng lò xo :

 K1 = K65 = K0*A1 = 5400*(1.5*0.125) =1012.5 kN/m

 K2 = K3 = … = K63 = K64 = K0*A2 =5400*(1.5*0.25) =2025 kN/m

3 CHẠY CHƯƠNG TRÌNH SAP 14

 Link down SAP 14: http://www.vn-zoom.com/f103/sap-2000-v14-454204.html

3.1 Chọn Model và hệ đơn vị:

 Chạy chương trình SAP 14

 Tạo 1 Model mới

 Chọn hệ đơn vị: kN,m,C

 Tạo 1 Model mới từ thư viện sẵn có: Chọn Beam

 Chọn số nhịp (Number of Spans) : 5 nhịp

 Chiều dài nhịp (Span Length) : Nhập tùy ý (vì sẽ hiệu chỉnh lại)

 Bỏ chọn liên kết (Restraints)

 Sau đó tắt của sổ 3D, và phóng to của sổ 2D để làm việc

3.2 Hiệu chỉnh lưới:

 Click phải chuột vào cửa sổ làm việc : Chọn Edit Grid data

 Trong hộp thoại Corrdinata/Grid Systems: Chọn Modify/Show System

 Trong hộp thoại Define Grid System Data: Chọn Glue to Grid Lines và chỉnh lại tọa độ Trong bảng X Grid Data theo sơ đồ sau:

 Kết quả bước này như hình sau:

3.3 Khai báo vật liệu:

 Trên thanh Menu: Chọn Define  Materials

 Trong hộp thoại Define Materials: Chọn Add New Material

 Trong hộp thoại Material Property Data: Chọn các thông số như sau:

+ Material Name and Display Color (Tên VL): BTCT

+ Material Type (Loại Vật liệu): Concrete

+ Weight per Unit Volume (Trọng lượng bản thân): 0

+ Modulus of Elasticity, E (Module đàn hồi) 27E5

+ Poisson’s Raito, U (Hệ số poisson): 0.2

+ Coeffcient of Thermal Expansion (hs giãn nở nhiệt): 0

Kết quả như hình sau:

3.4 Khai báo tiết diện:

 Trên thanh Menu: Chọn Define  Section Properties  Frame Section

 Trong hộp thoại Frame Properties: Chọn Add New Property

 Trong hộp thoại Add Frame Section Property:

+ Chọn loại tiết diện dành cho vật liệu Concrete

+ Tiết diện loại Precast I (ở đây mô phỏng trực tiếp tiết diện giống tiết diện móng băng thực, không cần phải quy đổi ra hình chữ nhật Nếu quy đổi ra hình chữ nhật

ta chọn Rectangular rồi dùng phương pháp cân bằng moment quán tính) Chọn như hình sau:

 Trong hộp thoại Precast Concrete I Girder, ta chọn các thông số và kết quả chọn như hình sau:

+ Section Name (Tên tiết diện): TD

+ Material (Chọn loại vật liệu): Chọn BTCT

+ Chiều cao phần nhô lên : D2 = 0.2

+ Chiều cao phần vát góc : D5 = 0.3

+ Chiều cao cánh móng : D6 = 0.2

+ Các thông số còn lại : Nhập số 0

3.5 Gán tiết diện vào móng băng:

 Trên màn hình thể hiện dầm, kéo chuột chọn tất cả các phần tử ( hoặc click biểu tượng )

 Trên thanh Menu: Chọn Assign  Frame  Frame Sections

 Trong hộp thoại Frame Properties: Chọn TD và click OK

 Trên thanh Menu: Chọn Define  Load Patterns

 Trong hộp thoại Define Load Patterns, ta chọn theo thứ tự sau:

3.7 Gán tải trọng:

3.7.1 Gán tải trọng phân bố đều (q = 49.5 kN/m)

 Chọn tất cả các phần tử (All)

_ Trên Menu: Chọn Assign  Frame Loads  Distributed

 Trong hộp thoại : chọn như hình vẽ

+ Load Pattern Name: Chọn TTTT

+ Vì lực ngược chiều Z nên phải có dấu (–)

3.7.2 Nhập tải trọng tập trung tại chân cột:

 Quy ước dấu:

+ Moment M quay quanh trục Y:

 Gán lực 3 thành phần lực Ntt, Mtt, Htt vào từng vị trí chân cột

+ Click chọn chân cột cần gán (ví dụ chân cột thứ nhất)

+ Trên Menu: Chọn Assign  Joint Loads  Forces

+ Trong hộp thoại Forces: Khai báo các lực theo quy ước dấu nêu trên, nội dung khai báo như hình vẽ :

 Load Pattern Name: TTTT

 Force Global X : 50

 Force Global Z : –600

 Moment about Global Y : 45

+ Kết quả khai báo như hình sau :

Hoặc

+ Lần lượt khai báo cho tất cả những chân cột có ngoại lực, ta được kết quả như hình sau:

 Chia các phần tử thành từng đoạn nhỏ có chiều dài 0.25m

+ Vậy đoạn AB và EF chia làm : 4 đoạn

 Ta lần lượt chia đoạn làm 3 lần:

+ Lần 1: chia AB và EF làm 4 đoạn:

 Click chuột chọn phần tử AB và EF

 Trên Menu: Chọn Edit  Edit Lines  Divide Frames

 Trong hộp thoại : Number of Frames: 4

 Để xem kết quả, trên Menu ta vào View  Set Display Options hoặc click vào biểu tượng Trong bảng Display Options For Active Window, chọn theo hình bên dưới

 Kết quả như hình dưới, giữa nút số 1 và 2, xuất hiện các nút chia đoạn 1-2 (tức đoạn AB) thành 4 đoạn nhỏ

 Tiếp tục thực hiện cho các đoạn còn lại ta được kết quả như sau:

 Mục đích của bước này là gán lại số thứ tự các nút và phần tử theo thứ tự nào đó để dễ quản lí trong khai báo và bảng kết quả Ở đây, ta đánh số thứ tự phần tử nút và phần tử thanh từ trái sang phải theo thứ tự 1,2,3,…

+ Trong hộp thoại , chọn theo các bước sau

 Item Type : Element Labels-Frame

 Vào Edit  Auto Relabel  All In List



 Item Type : Element Labels-Joint

 Vào Edit  Auto Relabel  All In List

 Để xem kết quả, trên Menu ta vào View  Set Display Options

Trong bảng Display Options For Active Window

 Để xem Số thứ tự nút, ta chọn theo hình:

 Để xem Số thứ tự thanh, ta chọn theo hình:

3.10 Gán liên kết lò xo cho các nút

 Trước tiên ta nên hiển thị tên phần tử nút để dễ định vị nút

 Nút 1 và nút 65 có cùng độ cứng lò xo là

 K1 = K65 = 1012.5 kN/m

 Nút 2 đến nút 64 có cùng độ cứng lò xo là

 K2 = K3 = … = K63 = K64 = 2025 kN/m

 Để dễ gán, đầu tiên ta cho tất cả các nút (All), và gán với độ cứng K2

 Sau đó ta chọn nút 1 và nút 65 và gán độ cứng K1

 Kết hợp các phím F2 và F3 để phóng to và thu nhỏ màn hình

+ Chọn tất cả các nút

+ Trên Menu: Chọn Assign  Joint  Springs

+ Trong hộp thoại Joint Springs,chọn như hình sau

+ Chọn nút 1 và nút 65, làm tương tự, nhưng nhập vào ô

 Translation 3 : 1012.5

3.11 Gán điều kiện biên ràng buộc:

 Chọn tất cả các phần tử (All)

 Trên Menu: Chọn Assign  Joint  Restraints

 Trong hộp thoại Joint Restraints, ta chọn điều kiện ràng buộc như hình sau: Cho chuyển vị thẳng theo trục Z, cho chuyển vị xoay quanh trục Y

3.12 Gán bậc tư do cho kết cấu

 Trên Menu: Chọn Analyze  Set Analysis Options

 Trong hộp thoại Analysis Options, Chọn XZ Plane (Hệ khung phẳng)

3.13 Chọn số mặt cắt xuất kết quả tính toán:

 Trong 1 phân đoạn 0.25m, ta lấy kết quả tính toán ở 1 số mặt cắt mong muốn Trong ví dụ này ta lấy kết quả ở 4 mặt cắt, là mặt cắt ở điểm đầu phân đoạn, điểm cuối phân đoạn và 2 điểm cách đều nằm trong phân đoạn

 Chọn tất cả phần tử

 Trên Menu :Chọn Assign  Frame  Output Stations

 Trong hộp thoại Assign Frame Output Stations, chọn

3.14 Giải bài toán:

 Trên Menu: Chọn Analyze  Run Analysis

 Hoặc bấm phím F5, hay click vào biểu tượng

hoặc

 Trong hộp thoại Set Load Cases to Run, ta chọn theo thứ tự sau:

+ Quét 2 dòng DEAD và MODAL

+ Click Run/Do Not Run Case

+ Run Now

4.1 Xem biểu đồ nội lực:

 Xem biểu đồ moment:

+ Trên Menu: Chọn Display Show Forces/Stresses  Frame/Cables

 Trong hộp thoại , chọn các thông số như sau:

+ Scale Factor (Tỷ lệ thu phóng theo phương đứng): 6E-3

+ Click chọn Show Value on Diagram

+ Trên Menu: File  Capture Picture  User Region in Current Window + Lưu file ảnh

+ Chọn vùng cần copy ảnh

+ OK

 Kết quả như hình sau:

4.2 Lưu kết quả ra bảng tính Excel

 Trên Menu: Chọn File  Print Tables

 Trong hộp thoại : Chọn như sau

+ Reactions: Phản lực

+ Frame Output: Thành phần khung cần xuất ra (nội lực, chuyển vị,…)

 Kết quả ra bảng tính như sau:

Table: Element Forces - Frames Frame Station Output

Case

CaseType P V2 V3 T M2 M3 Frame

Elem

Elem Station

+ Frame: Số thứ tự phần tử thanh, ở đây có 65 frame

+ Station: Vị trí của mặt cắt so với điểm đầu của phần tử Frame thứ i + CaseType: Trường hợp tải, ở đây chỉ có 1 trường hơpï tải

+ P (kN): Lực dọc trong móng băng

+ V2 (kN): Lực cắt theo phương trục 2

+ M3 (kN.m): Moment uốn quanh trục 3