HƯỚNG dẫn PHẦN mềm SAP

HƯỚNG dẫn PHẦN mềm SAP HƯỚNG dẫn PHẦN mềm SAP HƯỚNG dẫn PHẦN mềm SAP HƯỚNG dẫn PHẦN mềm SAP HƯỚNG dẫn PHẦN mềm SAP HƯỚNG dẫn PHẦN mềm SAP HƯỚNG dẫn PHẦN mềm SAP HƯỚNG dẫn PHẦN mềm SAP HƯỚNG dẫn PHẦN mềm SAP

Chương 2: Phần mềm Sap2000 v10

I Giao di n (Graphic User Interface – GUI)

Trên cùng là Thanh tiêu đề: Title bar

Tiếp theo là Menu:

Do chưa tạo file mới nên một số chức năng chưa dùng được

Tiếp theo là Thanh công cụ: Tools bar

Nên lấy thêm một số các nút lệnh (button) bằng cách kích chuột phải vào Tools bar

và chọn: Point, Frame, Shell, …

Bên phải cũng có Tools bar

Bên dưới là Thanh trạng thái (Status bar) và Hộp đơn vị (Unit box)

Ở giữa màn hình là các cửa sổ (Windows): Mặc định có 2 cửa sổ, ta có thể thay đổi

số lượng cửa sổ bằng cách vào menu Options à Windows à chọn số lượng

Trong các cửa sổ đó có 1 cửa sổ đang ở trạng thái hoạt động (active), các lệnh được thực hiện trên cửa sổ đang active

1 Các nút l nh (button) chung:

a New: Tạo một hệ mới

Có 2 cách: + Tạo từ các hệ mẫu (dầm liên tục, khung phẳng, dàn …)

+ Tạo hệ lưới và vẽ

Ở đây trình bày cách thứ 2 để xây dựng 1 mô hình từ đầu đến cuối cho biết (sau này biết rồi sẽ làm nhanh theo cách 1)

Chọn Grid

Nhập vào số đường lưới theo các phương X, Y, Z và nhập kích thước các ô lưới theo các phương X, Y, Z (nếu hệ lưới đều) Nếu các ô lưới không đều nhau: thì chọn Edit Grid à Spacing à Nhập kích thước các ô lưới

Chú ý: Trước khi dùng lệnh New phải chọn hệ đơn vị (vì hệ đơn vị này là hệ

đơn vị chính của kết cấu)

VD: chọn đơn vị (KN-m-C)

Khai báo hệ lưới gồm 3 lưới X, 1 lưới Y, 3 lưới Z; khoảng cách X = 4m, Y = tùy ý, Z = 3,6m

Sau đó cần vẽ thêm các phần tử thanh …

Nếu hệ lưới không đều (nhịp 1: 4m, nhịp 2: 5m; tầng 1: 4m, tầng 2: 3,6m)

Khai báo: 3 đường lưới X, 1Y, 3Z, không nhập khoảng cách mà chọn Edit Grid

Và chọn Spacing

Nhập khoảng cách các ô lưới X1 = 4m, X2 = 5m; Z1 = 4m, Z2 = 3,6m à OK

b Open: mở file số liệu đã có sẵn trên đĩa, có đuôi là *.SDB (Sap DataBase)

c Save: Lưu số liệu của hệ đang tính thành file trên đĩa Nếu là lần đầu thì sẽ hỏi tên (và nhớ đường dẫn)

d Print Graphic: In hình ảnh (trên cửa sổ active) ra máy in

e Undo: hủy thao tác lệnh

f : Redo: hủy thao tác Undo

g Refresh Windows: Làm tươi màn hình, có 1 số lệnh sau khi thực hiện nhưng trên màn hình hiển thị chưa cập nhật (do lỗi) thì chọn lệnh này để màn hình hiển thị các thông tin đã cập nhật

h Lock/Unlock: Khóa và mở khóa Mặc định sau khi khi nhập xong số liệu

à Chạy chương trình tính nội lực à Máy sẽ khóa hệ để không sửa số liệu, để kết quả tính khớp với số liệu nhập Nếu muốn sửa số liệu thì cần mở khóa và khi đó máy sẽ xóa kết quả

i Run: Chạy chương trình tính nội lực (Analysis)

Trước khi run máy sẽ save dữ liệu

j : các lệnh Zoom và Pan Ta có thể dùng chuột để Zoom

và Pan (lăn chuột và kéo rê chuột giữa)

k Chọn góc nhìn theo hình chiếu trục đo (phối cảnh), theo hình chiếu bằng, đứng, cạnh (lát cắt)

Khi ở hình chiếu XY, XZ, YZ kết hợp thêm các lệnh để thay đổi tọa

độ lát cắt Phân biệt lát cắt và hình chiếu

l Dùng để chuyển đổi từ hình chiếu phối cảnh à trục đo và ngược lại

m Dùng chuyển đổi cách thể hiện thanh: bình thường à thu ngắn và ngược lại Để phân biệt 2 điểm đầu và cuối của phần tử và để xem biểu đồ không trùng lên nhau

n Display Option: Tùy chọn các thông tin hiển thị trên màn hình (quan trọng)

Chia thành các cột (Joint: nút, Frame: thanh, Area: tấm, Solid: khối, General: tổng quát)

Nếu tick vào ô nào đó thì thông tin tương ứng của loại phần tử tương ứng sẽ hiển thị trên màn hình

Ví dụ: muốn thể hiện tên phần tử trên màn hình chọn mục Label trong cột Frame

- Label: tên (nút, phần tử …)

- Restraints: Liên kết gối (ngàm, gối cố định …)

- Spring: gối đàn hồi (lò xo)

- Local Axes: hệ tọa độ địa phương

- Invisible: Ẩn (nếu bỏ chọn thì nút sẽ thể hiện bằng chấm tròn)

- Not in view: không hiển thị (bất cứ thông tin gì về nút, phần tử), dùng để “lọc” các phần tử thấy hoặc không thấy trên màn hình

- Section: tiết diện

- Release: giải phóng liên kết (VD: thanh có 2 đầu khớp) Đầu thanh có giải phóng liên kết sẽ có màu khác

- Shrink Object: giống biểu tượng

- Extrude view: xem phần tử với kích thước 3 chiều (thấy rõ hình dạng – kích thước tiết diện)

- Fill Object: các phần tử tấm sẽ được tô màu (không thấy các phần tử bị che)

- Show Edges: thể hiện các đường cạnh của tấm

o : thể hiện hình dạng lúc chưa biến dạng của hệ Có một số lệnh sau khi thực hiện sẽ thể hiện thông tin tương ứng trên màn hình VD: khi gán tiết diện cho phần

tử, trên màn hình tự thể hiện tên tiết diện (dù không chọn trong Display Option) Trở lại dạng bình thường

Trong Sap thực hiện theo nguyên tắc Noun – Verb: Chọn đối tượng trước rồi mới thực hiện lệnh Cần chọn đối tượng trước thì các nút lệnh của đối tượng đó mới dùng được

p : Restraint: Gán cho nút liên kết gối, có 6 thành phần, tick vào ô nào đó thì thành phần tương ứng sẽ bị liên kết Ngoài ra còn có 1 số liên kết nhanh (ngàm, khớp …)

Ghi chú: khi muốn “xóa” liên kết thì phải đặt cho liên kết đó là tự do

q : Joint Force: Đặt lực tập trung vào nút, có 6 thành phần lực Chú ý: lực này đặt vào trường hợp tải trọng nào và có 3 tùy chọn (thêm vào lực cũ, thay thế lực

cũ, xóa lực cũ của trường hợp tải được chọn)

Như trên hình là đặt vào nút 1 lực thẳng đứng hướng xuống 20kN (thay thế lực đã

có tại nút đó) vào trường hợp HT1

r Frame Section: Gán tiết diện cho thanh Trong hệ có thể có nhiều loại tiết diện, cần khai báo các loại tiết diện (Define), sau đó chọn các thanh có loại tiết diện cần gán và thực hiện lệnh

s : Release: Khai báo giải phóng liên kết

t : End Offset: Khai báo đoạn giao nhau tạo thành khoảng cứng ở đầu thanh

u : Đặt tải trọng tập trung vào thanh

- Đầu tiên: Lực này được đặt vào trường hợp tải trọng nào?

- Loại (Lực hay Moment), phương (theo hệ địa phương hay tổng thể)

- Có 3 tùy chọn (thêm, sửa, xóa)

- Khai báo tối đa 1 lần được 4 lực: P1, P2, P3, P4 Mỗi lực cần khai báo khoảng cách

Lực phân bố đều chỉ cần khai báo giá trị lực

Trong Sap có 2 chế độ: chế độ chọn (Select mode) và chế độ vẽ (Draw mode), trong đó chế độ chọn là mặc định Chế độ vẽ chỉ dùng khi cần vẽ thêm các phần tử, bấm phím Esc (trên bàn phím) trở về chế độ chọn Thực hiện lệnh ở trong chế độ chọn

x3: : Vẽ nhanh phần tử thanh bằng cách kích chuột vào 1 điểm hoặc kéo chuột bao quanh các đường lưới

x4: Vẽ phần tử tấm 4 nút hoặc 3 nút (nút cuối trùng nút đầu) Chú ý thứ

tự vẽ để xác định được trục 3 Trục 3 phải hướng lên

x5: : Vẽ tấm chữ nhật bằng 2 điểm góc chéo nhau (2 điểm chéo nào cũng được trục 3 hướng lên)

Để nhận biết các phần tử có trục 3 không theo quy luật chung thì chọn Fill Object trong Display Option à màu khác

x6 : Vẽ nhanh phần tử tấm bằng cách kích chuột vào 1 điểm giữa ô lưới (trục 3 hướng lên)

y Các lệnh chọn nhanh:

y1 : Chọn tất cả (Ctrl_A)

y2 Previous Select: chọn các đối tượng đã chọn trong lệnh trước đó y3 : Hủy chọn (hoặc phím Esc)

Chú ý cách chọn trong Sap giống trong Acad:

+ Kích ngay vào đối tượng + Kéo chuột bao quanh các đối tượng từ trái sang phải + Kéo chuột bao quanh và cắt các đối tượng từ phải sang trái

z Các chế độ truy bắt điểm hỗ trợ quá trình vẽ (Snap)

z1 : Bắt điểm tại các điểm nút và giao điểm hệ lưới (mặc định)

z2 : Bắt vào điểm đầu và giữa thanh

z3 : Bắt vào giao điểm các phần tử …

2 Hệ thống Menu:

a File:

- Capture Enhanced Metafile à User Region

Ctrl_Shift_R: Chụp ảnh 1 vùng trong cửa sổ để lưu thành 1 file ảnh File ảnh đó có thể được chèn vào thuyết minh (Word)

b Edit: (để sau)

c View:

- Set 3D view (cao cấp hơn lệnh 3D ở bên ngoài): có thể đặt góc nhìn,

và cũng có thể xem theo các hình chiếu (không phải là lát cắt)

- Set limit: giới hạn không gian hiển thị, các đối tượng nằm ngoài limit sẽ không hiện trên màn hình Khi cần xử lý các cấu kiện trong một vùng nhỏ

mà không bị vướng bởi các cấu kiện khác trong hệ

- Show Grid (F7), Show Axes: thể hiện/không thể hiện hệ lưới và hệ tọa độ

d Define:

- Material: Vật liệu

Có 2 cách: dùng vật liệu có sẵn à Modify hoặc khai báo (add new) loại vật liệu mới Thường chọn Modify

Conc (Concrete: bê tông), Steel (thép), …

Một số đặc trưng của vật liệu:

Tính năng trong Sap = Analysis + Design

Analysis: phân tích à nội lực, biến dạng, dao động

Design: thiết kế à Cốt thép đối với kết cấu BTCT, à tiết diện đối với kết cấu thép (để sau)

- Frame Section: Khai báo tiết diện thanh

Cần chọn hình dáng tiết diện (Add …) à Lệnh Add new

Nhập kích thước (tùy hình dáng tiết diện) và chọn loại vật liệu cho tiết diện đó (sau này khi gán tiết diện cho thanh đồng thời gán luôn vật liệu)

- Area Section: Khai báo tiết diện tấm (loại phần tử: Shell à Add new) Bên trong cũng có nhiều loại phần tử: nên chọn Shell-Thin (tấm mỏng h/l < 1/5), và khai báo chiều dày (có 2 chiều dày thường bằng nhau) đồng thời chọn vật liệu cho tiết diện tấm

- Load Case: Khai báo các trường hợp tải trọng Chỉ mới khai báo tên, loại chứ chưa có lực

- Combination: Khai báo tổ hợp tải trọng

Liệt kê những tổ hợp đã có ở bên trái, các lệnh ở bên phải (Thêm, sửa, xóa)

Khi thêm tổ hợp: chọn kiểu tổ hợp (ADD, SRSS, ABS, ENVE), khai báo các thành phần tổ hợp (có kèm hệ số nhân)

VD: Khai báo Tổ hợp: TTGIO = Add (TT*1,1 ; Gio*1,3)

e Analyze: Phân tích

- Set Option: đặt dạng hệ là hệ phẳng hay không gian …

- Run: chạy chương trình tính, có biểu tượng bên ngoài

Nhập thành phần trong tổ hợp (kèm hệ

số nhân)

Chọn lệnh để đưa xuống hàng dưới (lúc

đó mới được chấp nhận)

- : Xem biến dạng của hệ (chọn trường hợp tải trọng)

- : Xem phản lực và nội lực, bấm vào vị trí mũi tên à chọn nút (xem phản lực), chọn thanh (xem nội lực trong thanh), chọn tấm (xem nội lực trong tấm) Lần xem sau tương tự các đối tượng như lần xem trước thì chọn vào hình

- Show table: xuất kết quả ra bảng số liệu à chuyển sang Excel

+ Display: khai báo màu cho các đối tượng

+ Output: khai báo màu cho kết quả (biểu đồ)

Thường dùng khai báo cho máy in đen trắng: các đường trục thanh và đường biểu đồ à màu đen

Trong mục Ouput chú ý đến màu của mục Positive và Negative (màu của

- Phân tích: Từ sơ đồ hệ à quyết định chọn những vị trí nào lập hệ lưới

VD trên: lập 5 đường lưới theo phương X Phương Y, Z = 1

- Vẽ các phần tử thanh

1.Chọn thiết bị

2.Dùng máy in gì?

3.Đổi màu đối tượng

- Phân tích liên kết:

+ Liên kết gối (Restraint): Có 1 liên kết ngàm + 2 liên kết gối di động + Liên kết bên trong hệ (liên kết nối các phần tử với nhau): Có 1 liên kết khớp + 1 ngàm trượt Mặc định các phần tử liên kết cứng với nhau (liên kết hàn) cho nên tại vị trí liên kết nối các phần tử với nhau không phải là liên kết cứng

à cần giải phóng liên kết (VD: hàn à khớp …)

Liên kết khớp: giải phóng cho M33 = 0

Có 2 cách: + cách 1: cho M33 tại đầu j của phần tử 1 = 0

+ cách 2: cho M33 tại đầu i của phần tử 2 = 0 Ngàm trượt: giải phóng cho V22 = 0

Có 2 cách: + cho V22 tại đầu j của phần tử 3 = 0

+ cho V22 tại đầu i của phần tử 4 = 0 Kết luận:

- Để đúng kích thước à lập hệ lưới có khoảng cách cho đúng

2 Vẽ thêm 4 phần tử thanh

3 Chọn các nút à gán liên kết gối (nút 1: lk ngàm, nút 3&5: lk gối di động)

có M33j = 0, phần tử 3 có V22j = 0)

Bước 2: Khai báo (Define) Gần như mọi bài đều tương tự nhau

- Vật liệu (material): thường chọn loại vật liệu tương tự (VD: thép, bê tông

…) để điều chỉnh (modify) các thông số cho phù hợp yêu cầu

Bước 3: Gán tiết diện và tải trọng cho hệ

+ Tải trọng nút

+ Tải trọng thanh: lực tập trung, lực phân bố (4 điểm & đều)

+ Tải trọng tấm: lực phân bố đều, áp lực

Ví dụ: xác định nội lực trong hệ cho như sau:

Bước 1: đã làm

Bước 2: không cần biết vật liệu, tiết diện vì đây là hệ tĩnh định Cần khai báo trường hợp tải trọng (mặc dù hệ này chỉ có 1 trường hợp tải trọng) để bỏ qua TLBT, không cần khai báo tổ hợp tải trọng

Bước 3:

- Tải nút: có lực 24kN tại lk khớp và moment 30kN.m

- Tải thanh:

+ Lực tập trung: có lực 24kN đặt tại giữa thanh

+ Lực phân bố: có lực phân bố đều 18kN/m và lực phân bố tam giác 24kN/m (tải trọng phân bố 4 điểm dùng 2 điểm)

Bước 4: Chạy chương trình tính (đặt hệ là hệ phẳng XZ)

Bước 5: Lấy kết quả dạng hình ảnh

Bước 6: Lấy kết quả dạng số (sẽ trình bày trong vd)

Thực hiện:

Bước 2: khai báo trường hợp tải trọng, cho hệ số nhân TLBT = 0

(Define à Load case)

Bước 3:

- Đặt tải trọng nút: chọn nút à à nhập giá trị lực

+ Lực 24kN: Fz = -24

+ Moment 30kN.m: My = 30

Chú ý: Moment vẽ bằng vector (vặn nút chai) có 2 mũi

Như vậy trong mặt phẳng XZ không thấy được My, cần chuyển sang 3D để thấy được My

- Đặt tải trọng trên thanh:

+ Lực tập trung: chọn thanh à khai báo phương, khoảng cách, giá trị

+ Lực phân bố đều: chọn thanh à chọn phương, khai báo giá trị

ở mục Uniform

+ Lực phân bố 4 điểm: à chọn phương, khai báo 4 khoảng cách + 4 giá trị (nhưng ở đây là lực tam giác nên chỉ cần 2 điểm)

Nên kiểm tra các tải trọng đã nhập vào:

à Display à Show Load à Frame (có thể thấy được cả lực nút) nên chuyển sang 3D để thấy Moment

Bước 4: Chạy

+ Analyze à Set Analysis Option à Chọn hệ phẳng (XZ Plane Frame)

Chú ý: nếu trước đó đã khai báo lực phân bố đều thì vẫn còn lưu lại ở bước này do đó cần xóa nếu tải trọng cần nhập chỉ có lực phân bố 4 điểm

+ Run: chọn Run now: để tính nội lực

Do Phương pháp PTHH được xây dựng trên cơ sở Phương pháp chuyển vị, nên kết quả đầu tiên thu được là chuyển vị của hệ kết cấu

Bước 5: Xem kết quả

+ Xem phản lực: chọn à bấm vào mũi tên bên cạnh à chọn Joint à xem phản lực (dạng số hoặc dạng mũi tên)

+ Xem nội lực: chọn à bấm vào mũi tên bên cạnh à chọn Frame à chọn thành phần nội lực cần xem (có tỷ lệ, có thể hiện giá trị?)

Chú ý: đối với biểu đồ V22 do quy ước về dấu nên V22 trong dầm ngược dấu với

Q, do đó chọn tỷ lệ âm (-) (giá trị vẫn còn ngược)

Thành phần nội lực (M33)

Chọn tỷ lệ (tự động)

Nên bỏ Fill (biểu đồ sẽ được tô sọc) và khi bỏ chọn như vậy có thể xem được giá trị trên biểu đồ

6 Xuất kết quả dạng số:

Display à Show Table à Bảng dạng cây thư mục có 2 phần chính: phần dữ liệu đầu vào và phần kết quả (result) Trong phần kết quả có rất nhiều các bảng kết quả à chỉ chọn những kết quả cần lấy giá trị

VD: lấy kết quả phản lực

VD: lấy kết quả nội lực của thanh

Còn nhiều bảng kết quả nữa (xét sau)

Dữ liệu đầu vào

Kết quả

Sau khi chọn các bảng xong à xét các kết quả đó được lấy từ các trường hợp tải

trọng nào (chọn trường hợp tải trọng) à Chọn Select Analysis Case

Chú ý: s li u u vào i kèm Load case, số liệu u ra i kèm analysis case

Trong các trường hợp tải trọng, Sap tự động có thêm trường hợp Modal (dao

động), trường hợp Modal sẽ xét sau Ở đây chỉ quan tâm đến trường hợp tải trọng

Dead à chọn Dead

Sau khi chọn các bảng + các trường hợp à OK

Cho 1 bảng kết quả à vào menu File à Export all Table à To Excel (tự động mở

Excel) à mỗi Sheet tương ứng 1 bảng kết quả

Cách c bảng kết quả:

Mỗi hàng tương ứng với nội lực tại 1 tiết diện của 1 phần tử trong 1 trường hợp tải

trọng Tiết diện (station) được tính bằng khoảng cách từ nút i đến tiết diện đó

Frame Station OutputCase CaseType P V2 V3 T M2 M3 FrameElem ElemStation

VD: hàng số liệu trên cho ta biết được nội lực tại tiết diện cách đầu trái 2,5m của

phần tử 1 trong trường hợp Dead à M = -25,91 kN.m; Q = 56,33 (ngược dấu V22)

VD: tìm M tại bên trái gối di động (có M =30) à tìm đến tiết diện 3m của phần tử

số 2 à lấy kết quả M33 = 34 kN.m

Để V22 cùng dấu Q à nhân V22 với -1 (Nh p 1 vào 1 ô bất kỳ à copy ô đó à

chọn cột V22 à chuột phải à Paste special à chọn value & mutiply à có nghĩa

dán giá trị -1 vào các ô được chọn đồng thời nhân thêm với giá trị hiện tại đã có

trong ô)