Tính toán kết cấu (phần nâng cao) tự học SAP2000 bằng hình ảnh phiên bản 7 42 thiết kế với sự trợ giúp của máy tính phùng thị nguyệt

Bài tập này sẽ giúp các bạn bước đầu làm quen cách tính toán kết cấu với chương trình SAP 2000 trên một hệ dầm đơn giản có mô hình như sau: 2.0 T/m 6000 BÀI TẬP 2: THIẾT KÊ GIÀN THÉP Tro

TÀI Liệu THRM KHẢO

Sop User's Guide (CD-ROM)

Nhà xuất bản Giao thông vộn tải - 2004

Ráo cáo chuyên dề :Thiê't kê'với sự trợ giúp CỦQ máụ tính - Khai thác và sử dụng các chương trình CRD, CRD-CRM, Dồ họa & Multimedia trong ngành Cơ khí - Cơ diện tử - Diện, Giao thông.

Phạm Quang Huụ

ĐHSPKT - Khoa điện - Bộ môn Tự động hóa - 2003

Giới Thiêu

Chúc mừng các bạn đến với tủ sách STK qua tài liệu hướng dẫn sử dụng chương trình SAP

2000 phiên bản 7.42 Đây là tập 2 trong bộ sách tính toán kết cấu xây dựng Quyển sách này được biên soạn với mục đích giúp bạn đọc khai thác các công cụ và chức năng mạnh của phần mềm SAP

2000 vào trong việc tính toán kết cấu Đây không phải là tài liệu lý thuyết thiết kế, để đơn giản, trong các bài tập nhiều trường hợp tải, tác dộng của môi trường, điều kiện kỹ thuật không được đề cập đến Do đó, tùy thuộc vào điều kiện thực tế và đặc điểm của công trình khi thiết kế kết cấu bằng chương trình SAP, các bạn cần phải xét tất cả các tác động ảnh hưởng đến công trình

TẤP 1: Giới thiệu các bài tập thiết kế dầm khung đơn giản và phần phụ lục trình bày các

tính năng của các trình đơn trợ giúp trong quá trình tính toán thiết kế

TẢP 2: Phần nâng cao gồm 10 bài tập được trình bày từ đơn giản đến phức tạp với các kiểu

mẫu thiết kế khác nhau

BÀI TẬP 1: TÍNH TOÁN DẦM d ơ n g iả n

Dầm là một trong những thành phần cơ bản không thể thiếu trong tính toán kết cấu Bài tập này sẽ giúp các bạn bước đầu làm quen cách tính toán kết cấu với chương trình SAP 2000 trên một hệ dầm đơn giản có mô hình như sau:

2.0 T/m

6000

BÀI TẬP 2: THIẾT KÊ GIÀN THÉP

Trong bài tập này các bạn thực hành tính toán thiết kế giàn thép, khai báo tiết diện theo những tiêu chuẩn dinh sẩn trong chương trình Dựa trên kết quả tính toán bạn sẽ thực hiện kiểm tra thép đã chọn dựa trên biểu đồ so sánh Steel P-M Interaction Ratios

BÀI TẬP 3: TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN

Khi thiết kế một hệ khung không gian bạn sẽ phải thực hiện nhiều bước phân tích vì kết câu chịu nhiều tác động của môi trường Bài tập này các bạn sẽ được hướng dẫn các bước khai báo tải và gán tải lên kết câu

£0 Deformed Shape (TINHTAI)

BÀI TẬP 4: HIỆU CHỈNH KHUNG

Bài tập này bạn thực hiện hiệu chỉnh khung phẳng làm bằng bê tông cốt thép dưới tác động

BÀI TẬP 5: GIÀN KHÔNG GIAN

Bạn sẽ làm quen với giàn không gian cấu trúc mạng tinh thể c ấ u trúc cơ bản của kết (Cấu

là một hình chóp tứ diện Một vòm dơn có 17 hình chóp, một môđun cho một bước cột có 4 vòm đơn Góc quay giữa hai hình chóp liên tiếp 4.4052" tại các khớp

BÀI TẬP 6: TÍNH ÁP Lực THỦY TĨNH

Bài tập này các bạn thực hành tính áp lực thủy tĩnh lên tường chắn qua phương ttrình

V = Ax + By + Cz + D Có sự phôi hợp giữa chương trình SAP 2000 vcTi chương trình Adobe Acrobat Professional để in kết quả biểu đồ mômen ra giấy.

BÀ I TẬ P 7: TÍNH TOÁN H ồ NƯỚC

Bài tập này các bạn sẽ thực hiện thiết kế mô hình hồ nước hình trụ với: Bản thành 5 = 0.12, chiều cao: 4m, bản đáy 5 = 0.2, bán kính: 2.5m Tải trọng phân bô" đều lên đáy hồ: q = 0.8T/m2 Vật liệu: Bê tông

BÀI TẬP 8: TÍNH H ồ NƯỚC CÓ CHÂN ĐẾ

Bài tập này các bạn thiết

k ế hồ nước có chân đế Qua đó bạn

BÀI TẬP 10: TÍNH TOÁN VÒM BARREL

Bài tập này các bạn thực hành tính toán một mái vòm barrel có kết cấu cơ bản dựa trên thư viện mẫu (Model Template) Vòm Barrel được xây dựng trên 2 vòm cong và các vách cứng (Shear Wall) Bán kính vòm lớn là 9m, vòm nhỏ là 6m, góc chăn cung giữa 2 vòm lớn và nhỏ là 35° Hoạt tải tác động lên bề mặt vòm: q= 1,5T/m2

Đi kèm với sách là đĩa CD-ROM được trình bày dưới dạng trang Web với các file thiết kế

mẫu trong sách để các bạn có thể tham khảo cùng với các file tự học dưới định dạng pdf được dọc bằng chương trình Acrobat và các clip phim minh họa dưới định dạng avi giúp các bạn tự hoc dễ

dàng hơn

Bỏ đĩa CD tự học vào trong máy, chương trình tự chạy (Autorun) xuất hiện cửa sổ giao diện Một cách khác, các bạn có thể chọn file index.html trên đĩa để mở cửa sổ giao diện

Các bạn cần cài đặt:

chuông trinh\Flash Player 6, các bạn cần cài đặt cả hai file Install Flash Player 6 và Install Flash Player 6 AX ).

dưới định dạng avi dể xem các clip phim bài tập thực hành

duyệt Internet Explorer (Tools > Internet Options > Fonts) Trong trường hợp đã thiết đặt

đúng như trên nhưng font chừ trên trình duyệt có nhiều khoảng tách rời rất khó đọc các bạn

cần cài đặt lại bộ font VNI-Times có trên đĩa CD-ROM ở thư mục vn-fonts (Xoá fontVNl-

Times trên máy rồi mới cài đặt lại font VNI-Times mới)

Tủ sách STK mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của bạn đọc dể nội dung các sách biên soạn ngày càng hoàn chỉnh nhằm phục vụ bạn đọc tốt hơn Nếu bạn có những góp ý, để nghị

đường bưu điện để có 2 dĩa tự học cũng như các thông tin liên quan tới tủ sách STK và phim họcchương trình SAP 2000)

Hãy liên lạc với Tủ sách STK theo đia chỉ sau

KS PHỪNG THỊ NGUYỆT

742 (SỐ Củ 890) ĐIỆN BIÊN PHỦ - QUẬN 10 - TP H ồ CHÍ MINH

s (08)8334168 Cần ch lí ý: Tác giá xin từ chối mọi cáu hỏi theo đường nhắn tin diện thoại di dộng.

Trân trọng cám ơn các bạn dà den với Tủ sách STK

Chúc các bạn thành công!

Tự HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KET CẨU BÀi TẬP 1: TÍNH TOÁN DAM đ ơ n g iả n

Bài tậ p 1

T ÍN H TOÁN DẦM ĐƠN GIẢN

Dầm là một trong những thành phẩn cơ bản không thể không có trong tính toán kết cấu

2.0 T/m

6000

D ữ LIỆU BAN ĐẦU

• Chiều dài dầm: 6 m

« Tải trọng phân bô" đều: q = 2.0 T/m

» Vật liệu Bê Tông (BT)

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KET c ẩ u BÀI TẬP 1: TÍNH TOÁN DẦM ĐƠN GIÁN

ĐƠN VỊ TÍNH

Nhấp vào nút cuộn có hình tam giác nằm góc bên phải

của thanh trạng thái của chương trình SAP2000, chọn đơn vị tính

là: Ton-m trong danh sách cuộn.

TẠO MÔ HÌNH MẦU

Để tạo một mô hình mẫu về dầm, từ thanh trình đơn, chọn File > New Model from

Template Hộp thoại Model Templates xuất hiện:

File E dil Vie**# D efine O fiw An Display

New Model from Template

ỊỊ.

Trong hộp thoại, nhấp chọn vào kiểu mô hình dầm đầu tiên:

Hộp thoại Beam xuất hiện, trong hộp thoại này tiến hành khai báo như sau:

• Number of Spans (Số nhịp của dầm): Nhập vào giá trị là l

• Span length (Chiều dài của một nhịp): 6.

• Restraints (Điều kiện biên, hay điều kiện ràng buộc): Để mặc định.

• Gridlines (Các đường lưới): Có thể chọn hoặc không.

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KET c ấ u BÀI TẶP 1: TÍNH TOÁN DAM đ ơ n g iả n

Trên màn hình xuất hiện hai cửa sổ làm việc: 3 -D View và X-Z Plan @ Y= 0 Nhấp chuột vào nút Close ở góc trên bên phải cửa sổ 3-D View để đóng cửa sổ này.

KHAI BÁO ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU:

Để khai báo đặc trưng vật liệu cho

dám, từ trình đơn chọn Define >

Materials để mở hộp thoại Define

Materials Trong hộp thoại, tại mục

Materials có 3 tùy chọn:

• OTHER: Vật liệu khác.

Trong bài toán này chọn CONC

Material trong mục Click to để mở hộp

thoại Material Property Data.

D eíin e Draw S e le c t A ssign Materials

Frame S e c tio n s

Trong hôp thoại Materials Property Data tiến hành khai báo như sau:

• Mass per unit Volume (Khối lượng ứng với một đơn vị thể tích): 0

• Weight per unit Volume (Trọng lượng bê tông): 2.5

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT c ẩ u _ _ BÀI TẬP 1: TÍNH TOÁN DAM ĐƠN GlẢN

Modulus of Elasticity (Mô đun đàn hồi): 2.65E+06

Poisson’s Ratio (Hệ số nở hông): 0.2

Coeff of Thermal Expansion (Hệ số giãn nở nhiệt): Theo mặc định

Analysis Property D ata

Mass per unit Volume

Weight per unit Volume

Design Property D ata

Reinforcing yield stress, fy Concrete strength (Cylinder), fc Shear steel yield stress, fys Concrete shear strength, ics

J

¡42184.18 12812.2785

|28122.785 12812.2785

Nhấp OK để đóng hộp thoại Define Materials trở về cửa sổ làm việc của SAP2000

KHAI BÁO ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC

Đầu tiên, trên thanh trình đơn chọn Define > Frame

Sections Hộp thoại Define Frame Sections xuất hiện:

D efine Draw S e le c t A ssign

M aterials

Flame Sections.

Shell S e c tio n s

Dầm được làm bang' bê tông

có tiết diện là 30 X 60 cm, vì vậy bạn

tiến hành khai báo như sau:

Trong hộp thoại, nhấp vào

nút cuộn của khung Add I/Wide

Flange trong mục Click to như hình

bên Chọn dòng Add Rectangular.

Define Frame Sections

Click to:

| Import I/Wide Flange

Add Channel Add T ee Add Angle Add Double Angle Add Box/'Tube Add Pipe

Cancel

Trong hộp thoại này bạn sẽ thực hiện các bước sau:

• Section Name (Tên mặt cắt): Nhập 1)0603 (hoặc đặt tên bcất kỳ)

• Material (Vật liệu): Chọn CONC (bê tỏng)

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẨU BÀ! TẬP 1: TÍNH TOÁN DẦM ĐƠN GIẢN

• Dimensions (kích thước):

o Depth (t3- Chiều cao tiết diện): 0.6

o Width (t2- Chiều rộng tiết diện): 0.3

Lúc này trong hộp thoại

Define Frame Sections đã xuất

hiện tên mật cắt D0603 đã chọn

Nhcấp OK để đóng hộp thoại.

GÁN ĐẶC TRƯNG CHO DAM

Define Flame Sections

Click to:

[import I/Wide Flange ~^~j

I Add I/Wide Flange

Modify/3how Section

Delete Section

Cancel

Đổ gán tiết diện D0603 cho dầm, bạn thực hiện như sau:

Nhấp chọn dầm cần gán (khi được chọn, dầm sẽ trở thành đường nét dứt)

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CAU BÀI TẬP 1: TÍNH TOÁN DẦM ĐƠN GlÀN

Tiếp theo chọn Assign > Frame >

Hộp thoại Define Frame Sections xuất hiện.

Trong hộp thoại Define Frame Sections, tại mục Frame Sections nhấp chọn vào dòng

Trên cửa so Frame Sections, phần tử dầm da được gán tiết diện.

KHAI BÁO TẢI TRỌNG

Muôn khai báo trường hớp tải, đầu tiên vào

trình đơn chọn Define > Static Load Cases.

Hộp thoại Define Static Load Cases Names

Static Load Cases

Moving Load C a ses < J

Trong hộp thoại, bạn thực hiện các bước sau:

Load (tải): đặt tên bất kỳ, thay LOADI thành TAITRONG.

Type (Loại tải trọng): nhấp vào nút cuộn có hình tam giác, một danh sách xổ xuống.

BA! TẬP 1: TÍNH TOÁN DẤM ĐƠN GIẢN

Tự HỢC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - T ÍNH TOÁN KÉT CAU

Tùy theo loại tải trọng mà bạn chọn cho phù hợp: chọn DEAD

Self Weight Multiplier (Hệ sô" kể đến trọng lượng bản thân): chọn 1.

Tại mục Click to, nhấp vào Change Load chap nhận sự thay đổi giá trị vừa nhập, sau đó

nhấp OK để đóng hộp thoại

GẢN TẢI TRỌNG

Để gán tải trọng cho dầm bạn thực hiện như sau:

Nhâp chọn phần tử dầm cần gán (khi được chọn, dầm sẽ trở thành đường nét đứt)

—r

z

Ạ

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CÂU BÀI TẬP 1: TÍNH TOÁN DẦM ĐƠN GIẢN

Vì tải phân bô" đều nên bạn vào trình đơn chọn Assign > Frame Static Loads > Point and

Joint S tatic Loads t

Frame s tatic Loads ► I Gravity

Shell Static L oads , * Point and Uniform.^

N LLink Loads ► T rapezoidal

Hộp thoại Point and Uniform Span Loads xuất hiện:

■ Load Case Name (Tên tải cần gán): Nhấp vào nút cuộn chọn dòng TAI TRONG.

■ Load Type and Direction (Loại và hướng tải trọng tác dụng): Nhấp chọn Forces

(lực)

■ Dỉrection (Hướng trục tác dụng): Nhcấp vào nút cuộn để chọn Global z (SAP2000

■ Options: Nhấp chọn Add to exỉsting loads (Thêm giá trị tải trọng, nếu trước đó đã

có giá trị tải trọng cùng loài thì sẽ được cộng dồn)

■ Point Loads (Lực tập trung): Theo mặc định.

■ Uniform Load (Tải trọng phân bô" đều): Khai báo là -2 (Vì tải trọng hướng xuống

ngược chiều với trục Z).

Nhấp OK để đóng hộp thoại

Trên cửa sổ Frame Span Loads GLOBAL-Z (TAITRONG) sẽ hiển thị biểu đồ tải:

Tự HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÀI TẬP 1: TÍNH TOÁN DẦM ĐƠN GIẢN

A

í _ 3 í _ 5 ' 3 í ^ _ V 3

c d

KHAI BÁO BẬC T ự DO

Để khai báo bậc tự do, bạn vào trình đơn chọn Analyze > Set Options

A nalyze Display D esign Option?

Set Options.

Run Minimized

Hộp thoại Analysis Options xuất hiện Trong hộp thoại, sẽ khai báo như sau:

giá trị ở mục Available DOSf.

r Save Access DB File

Set Dynamic Paramet

'4 p.npte P.^cameN

Select Output Options

File Na

Hộp thoại Select Output Results xuất hiện.Trong hộp thoại này, bạn muốn xem kết quả

thành phần nào thì nhấp chuột đánh díu kiểm vào mục đó

Chọn mục Displacements Sau đó nhấp chọn nút Select/Show Loads.

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KấT c ấ u BÀI TẬP 1: TÍNH TOÁN DẦM ĐƠN GlẢN

Hộp thoại Select Output xuất hiện, chọn TAITRONG Load Case Xong nhấp OK để đóng hộp thoại Select Output.

Trở về hộp thoại Select Output Results, tươnơ tự như trên, tiếp tục nhấp chọn mục

Reaction/Sprỉng Forces và Frame Force xem lực phản hồi của lò xo và phần tử dầm.

Sau đó nhấp OK để đóng hộp thoại Select Output Results.

Nhấp OK để đóng hộp thoại Analysis Options.

Selects>hüvv L*|ads

Select/Show Loads

$e!eet/$! owi Li ;

Select/ Show Loads

Select Output

TAITRONG LoadC

OK Cancel

GIẲIBÀITOẢN

Để giải bài toán bạn chọn Analyze > Run hay

nhân phím F5

Hộp thoại Save Model File As xuất hiện.

Analyze D isplay D esign Option: Set O ptions

Run Minimized Shift+F5

Trong hộp thoại, tại mục Save in chỉ đường dẫn tới thư mục để lưu file, tronç mục File

name nhập tên file là “DAM DON GIAN”(hoặc nhập tên tùy ý), nhấp chọn Save để file được lưu.

Save as type: SAP Model Files (X.SDB) 3 Cancela

Tự H Ọ C S A P 2000 BANG HÌNH ÁNH : TÍNH TOÁN KỂT_CẤU BÀI TẬP 1: TÍNH TOÁN DẤM ĐƠN GIẢN

ngừng giải, nếu quá trình giải có lỗi, chương trình sẽ thông báo ERROR khi dó buộc bạn phải kiểm

tra lại dữ liệu và thực hiện lại bước giải Nếu quá trình giải không có lỗi sẽ hiển thị trong hộp thoại

Analysis Complete với dòng báo kết quả phân tích: ANALYSĨS COMPLETE.

Kết quả chuyển vị của dầm

XEM KẾT QUẢ

Trên trình đơn chọn

Display > Show Element

Forces/Stresses > Frames

(hoặc nhấp vào biểu tượng chừ

F trên thanh công cụ chuẩn)

p ÿ ! ÍỈỊIHỌC MáUứtíS

L.I H ư VỆlỹ'

^ - - -

Member Force Diagram for Frames[

Display Design Options Help Show Undeformed Shape Show Loads

Show Patterns

F4

Ö 1 A

Show Lanes

Show Deformed S h ap e

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT c ấ u BÀI TẬP 1: TÍNH TOÁN DAM đ ơ n GlÀN

Hộp thoại Member Force Diagram for Frames xuất hiện với các mục:

o Load: Chọn tên tải muốn hiển thị

o Component:

s Axial Force: Lực dọc

s Shear 2-2: Lực cắt theo phương 2-2

s Shear 3-3: Lực cắt theo phương 3-3

s Torsion: Mô men xoắn

s Moment 2-2: Mô men theo phương 2-2

s Moment 3-3: Mô men theo phương 3-3

o Scaling: Chọn Auto.

o Nếu chọn mục Fill Diagram bạn sẽ có biểu đồ dưới dạng sau:

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CAU BÀI TẬP 1: TÍNH TOÁN DẦM ĐON GIẦN

Biểu đồ lực cắt

Tương tự, trên hộp thoại Member Force Diagram for Frames bạn nhấp chọn vào mục

Shear 2 - 2 để xem biểu đồ lực cắt.

ỵ Shear Force 2-2 Diagram (TAITRONG]

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÀI TẬP 1: TÍNH TOÁN DAM ĐƠN GIẢN

IN KẾT QUẢ

thực hiện xong muốn in kết quả ra giấy, chọn File > Print Output T

rl + B In theo dạng này kết quả tính toán được in ra dưới dạng văn b<

File Edit View D efine Draw S e le c t A ssign A nalyze Display

Create V ideo

Hộp thoại Print Output Tables xuất hiện.

Trong hộp thoại, tại mục Type of Analysis Result bạn nhấp chọn vào các thông tin mà bạn muốn in ra, sau đó nhấp chọn Print to File và nhấp OK để đóng hộp thoại Print Output Tables.

Chú ý: Khi nhấp chọn Print to File, tại mục File Name sẽ xuất hiện đường dẫn lưu file

Print Output T ables

Type of Analysis R esu lts

r N I Link Forces r Asslid STesses * Select Loads 1

r N i Link Joint Forces r Asoiid Jotni Forces L— - - —■ —-:

r Sélection Qnly r Envelopes Only

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÀI TẬP 1: TÍNH TOÁN DAM đ ơ n g iả n

Tiếp theo khởi động chương trình Microsoft Word, chọn Start > All Programs >

Microsoft Office Tools > Microsoft Word.

Trên thanh trình đơn của cửa sổ chương trình Microsoft Word, nhấp chọn File > Open hoặc nhân tổ hợp phím Ctrl 4- o.

m Document! - Microsoft Word

File Edit View Insert Format Tools Table Window Help Adobe PDF £2;

Hộp thoại Open xuất hiện.

danh sách xổ xuống

Khi đó trong hộp thoại Open xuất hiện file DAM DON GIAN txt

T U HQC SAP 2000 BANG HIN H ÂNH - TÎNH TOÂN KËT CAU BÄI TÂP 1: TINH TOÂN DAM DÖN GlÀN

S À P 2 0 0 0 v 7 42 File: DAM D O N G I A N K i p - i n Uni t s PAGE 3

Dén dây ban da thiTc hiên xong bài tâp này

Chüc câc ban thành công vcfi câc bài tap ke tiep

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẤư BÀI TẬP 2: THIẾT KẾ GIÀN THÉP

B ài tậ p 2

T H IẾ T KÊ GIÀN TH ÉP

Trong bài tập này các bạn thực hành tính toán thiết kế giàn thép có câu trúc kết cấu như

hình dưới:

D ữ LIỆU BAN ĐẦU

• Giàn thép gồm 8 nhịp, chiều dài mỗi nhịp: 3,5 m

• Chiều cao giàn: 3.5 m

Hoạt tải 1: Pz = -2, Hoạt tải 2: Pz = -5

Tổ hợp = Tĩnh tải + Hoạt tải 1+ Hoạt tải 2Trình tự giải bài toán như sau:

KHỞI ĐỘNG SAP2000

Từ thanh trạng thái nhấp chọn Start > All Programs > SAP2000 NonLinear > SAP2000

NonLỉnear Biểu tượng chương trình và cửa sổ giao diện làm việc SAP2000 lần lượt xuất hiện ĐƠN VỊ TÍNH :

Nhíp vào nút cuộn tam giác nằm góc bên phải thanh trạng

thái của chương trình SAP2000, chọn đơn vị tính là: Ton-m trong

danh sách cuộn

N-mm N-m

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KỂT c ấ u BÀI TẬP 2: THIẾT KẼ GIÀN THÉP

TẠO MÔ HÌNH MẪU

Để tạo mô hình từ mô hình mẫu, bạn vào trình đơn nhấp chọn File > New Model from

Trong hộp thoại, nhấp chọn kiểu mô hình giàn phẳng (hàng 3 cột 1) Hộp thoại Sloped

Truss xuất hiện:

PK Model T em plates

Trong hộp thoại, sẽ tiến hành khai báo như sau:

• Number of Bays (Số nhịp của giàn): Nhập vào giá trị là 8.

• Height of Truss (Chiều cao của giàn): 3.5.

• Trus Bay Length (Chiều dài của 1 nhịp giàn): 3,5.

• Restraints (Điều kiện biên, hay điều kiện ràng buộc): Theo mặc định.

• Gridlines (Các đường lưới): Có thể chọn hoặc không.

Trên cửa sổ X-Z Plane @ Y= 0 sẽ xuất hiện mô hình như sau:

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÀI TẬP 2: THIẾT KẾ GIÀN THÉP

GÁN ĐIÊU KIỆN BIÊN

Nhấp chọn nút ở giữa giàn (như hình dưới), nút được chọn sẽ có đường chéo nét dứt

Joint > Restraints dể ITIỞ hộp thoại Joint

Restraints in Local D irections

P Translation 1 P Rotation about 1

P Translation 2 P Rotation about 2

F Tran$lation3 P Rotation about 3

I

Đế khai báo dặc trưng vật liệu cho dầm, từ

trình đơn chọn Define > Materials để mở hộp

thoại Define Materials.

D efine Draw S e le c t A ssign

Material trong mục Click to để mở hộp

thoại Material Property Data.

Trong hop thoại Materials Property Data sẽ thực hiện khai báo như sau:

• Mass p er unit Volume (Khôi lương ứng với một đơn vị thể tích): 0

• Weight per unit Volume (Trọng lương bê tông): 2.5

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẨU BÀI TẬP 2: THIẾT KỂ GIÀN T H É P

Modulus of Elasticity (Mô đun đàn hồi): 2.04elũ

Poisson’s Ratio (Hệ số nở hông): 0.3

Coeff of Thermal Expansion (Hệ sô" giãn nở nhiệt): 0

Nhấp OK để đóng hộp thoại Material Property Data.

Material Property Data

Analysis Property D ata

Mass per unit Volume 10

| Weight per unit Volume |2500,

Modulus of Elasticity |2,04GE+10

Design Property Data

Steel yield stress, fy 25310507

Cancel

Nha'p OK để đóng hộp thoại Define

Materials trở về cửa sổ làm việc của SAP2000.

Define Materials

Materials

C0NC OTHER

KHAI BÁO TIẾT DIỆN

Đầu tiên, trên trình đơn chọn Define > Frame

Sections.

Hộp thoại Define Frame Sections xuất hiện:

D efine Draw S e le c t A ssign

Trong hộp thoại, nhấp vào nút

cuộn của khung Import I/Wide

Flange trong mục Click to như hình

bên Nhấp chọn dòng Import Double

Angle.

Hộp thoại Section Property

File xuất hiên.

Define Frame Sections

Import Double Anqle

Import Box/Tube Import Pipe Import Rectangular

Tự HỌC SAP 2000 BANG HỈNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CAU BÀÍ TẬP 2: THIẾT KẾ GIÀN THÉP

Trong khung Look in bạn tìm đến thư mục SAP2000N7 Nhấp chọn file Section.pro, xong

nhỉíp Open (hoặc nháp đúp chuột lên file Section.pro).

Section Property File

á | Aisc.pro Sections, pro gil Euro.pro

Hộp thoại Double Angle Section xuất

hiện Trên hộp thoại thể hiện các thông số về

loại thép đã chọn Nhấp OK để trở về hộp

thoại Define Frame Sections.

Double Angle Section

¡echón Type: ¡Double Angle

Section Labels

2L6X6X5/8 2L6X6X5/8-3/8 2L6XEX5/8-3/4 2L6X0X1/2 2L5X5X3/4-3/8 2L5X5X3/4-3/4 2L5X5X1 /2 2L5X5X1 /2-3/8

S ectio n Name 2L5K5X3/4-3/8 - 3

Extract D ata from S ectio n Property File

Horizontal leg thickness ( t f) pm 91

Vertical leg thickness ( tw ) ỊÕÕĨ9Ĩ

Back to back distance ( dis ) Ị9.525E-Ũ3

Tự HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẨU BÀI TẬP 2: THIẾT KÉ GIAN THÉP

Trong hộp thoại đã xuất hiện

tên tiết diện đã chọn trên khung

Name.

Tiếp tục nhấp nút cuộn của

khung Import Double Angle trong

mục Click to như hình bên Nhcấp

chọn dòng lại Import Double Angle

để chọn thêm một kiểu tiết diện thép

Trở về hộp thoại Define Frame

Sections, trong khung Name đă có đủ 2

tiết diện yêu cầu Nhấp OK để đóng hộp

c: \sap2000n7\sections pro Import

Modification Factors Material I STEEL " T ]

D im e n s io n s Outside depth ( t 3 ) Outside width ( t2 ) Horizontal leg thickness ( t f ) Vertical leg thickness ( tw ) Back to back distance ( dis )

Ị0.1016 [072127

[ooTzT

100127 Ị9.525E -03

f OK

I CancelDefine Flame Sections

I Add I/Wide Flange Modify/Show Section

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CAU BÀI TẬP 2: THIẾT KẾ GIÀN THÉP

Vào trình đơn nhấp chọn Assign >

Click to:

1 Import l/W ide Flange

1 Add l/vựide Flange j dỊ

iiij _ fýj.n rsiii_— i-JXJ - , - l a u -, -U&U -,

, V 1 1 V 1 À 9 1 |_ A _ •* /? 1 £ * .1» „ ' JÍ J J „ „1 _ _

Trên thanh công cụ nhấp chọn Set Intersecting

Line Select Mode, sau đó nhẩn giữ chuột kéo một đường

thẳng nét đứt băng ngang qua các thanh xiên để các phần tử

m

4i :

- H 3et Intersecting Line Select Mode

' - t ut l KIU - V - - - tuCL - - - E5ẫ

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOAN KẾT CAU BÀI TẬP 2: TH IẾT KẾ GIÀN THÉP

LOẠI B ỏ THÀNH PHAN Lực THỪA KHÔNG PHÙ HƠP đ ô i v ớ i g i à n

Để loại bỏ thành phần nội lực không cần thiết trong giàn, trước tiên

bạn nhân tổ hợp phím Ctrl 4- A để chọn tất cả các phần tử (hoặc nhấp chọn

công cụ Select All trên thanh công cụ).

a jpj

Tiếp đến vào trình đơn chọn Assign >

Frame > Releases, để mở hộp thoại Frame

Trong hộp thoại, trên dòng Moment

33 (Major) nhấp chuột đánh dâu chọn vào

các ô Start, End, gỡ bỏ sự ràng buộc Sau đó

nhấp OK, dóng hộp thoại lại.

Frame Releases

Frame R e le a s e s

Để khai báo tải trọng, bạn vào trình đơn

nhấp chọn Define > Static Load Cases

Hộp thoại Define Static Load Case

Names xua't hiện.

Trong hộp thoại bạn thực hiện những

Tự HỌC SAP 2000 BANG HỈNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÀI TẬP 2: THIẾT KÊ GIÀN THÉP

Load (Trường hợp tải): Sửa đổi LOAD1 thành TINHTAI (hoặc đặt tên bất kỳ)

Type (Loại tải trọng): gồm có:

■ WIND: Tải trọng gió

H SNOW: Tái trọng tuyết

Tùy theo loại tải trọng mà bạn chọn cho thích hợp: Chọn DEAD

Self Weight Multiplier: Hệ số nhân trọng lượng bản thân, nhập 1

Click to: Nhấp vào Change Load để thay đổi trường hợp tải.

Tiếp tục nhập vào khung Load là HOATTAI1, trong khung Type chọn LIVE, trong khung

Self Weight Multiplier nhập vào 0 Sau đó nhấp nút Add New Load.

Kế tiếp nhập thêm HOATTAI2, xong nhấp OK để đóng hộp thoại.

1 ỵ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÀI TẬP 2: THIẾT KẾ GIÀN THÉP

A ssign A nalyze Display D esign O ptions Help

G Á N T Ẳ IL Ê N D Ầ M

Nhân tổ hợp phím Ctrl + A chọn tất

cả các phần tử

Vào trình đơn chọn Assign > Frame

Static Loads > Gravity.

Hộp thoại Frame Gravity Loads xuât hiện Trong hộp thoại chọn trường hợp tải (Load

chọn Add to existing loads (cộng thêm giá trị tải), xong nhấp OK.

Flame Gravity Loads

Joint S ta tic L oads ►

1 Frame Static Loads >\ Gravity 1^ 9

Load C ase Name

(• Add to existing loads

C Replace existing loads

C Delete existing loads

-

Kết quả sau khi gán TINHTAI

Vào trình đơn chọn Assign > Frame Static Loads > Point and Uniform.

A ssign A nalyze Display D esign Options Help Joint

Frame

Shell

NIL ink

Joint S tatic Loads.

Frame Static Loads

Shell Static Loads

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CAU BÀI TẬP 2: THIẾT KẾ GIÀN THÉP

trên

Hộp thoại Point and Uniform xuất hiện Trong hộp thoại bạn khai báo theo trình tự sau :

• Load Case Name (Tên tải cần gán): chọn HOATTAI1.

• Load Type and Direction (Loại và hướng tải trọng tác dụng): Nhấp chọn Forces

(lực)

• Direction (Hướng trục tác dụng): Nhấp nút cuộn để chọn Global z (SAP2000 mặc

• Options:

o Chọn Add to existing loads : Thêm giá trị tải trọng (Nếu trước đó đã có giá trị tải

trọng cùng loại thì sẽ được cộng dồn)

• Point Loads:

o Nhấp chon mục Relative Distance frome End-1,

o Distance và Load chọn như mặc định.

• Uniform Load: Nhập -2.

Point and Uniform Span Loads

Load C ase Name

Load Type and Direction

Options

J L

(• Add to existing loads

C Replace existing loads

C Delete existing loads

Point Loads

3.

Distance joT Load

Trên màn hình sẽ hiển thị mô hình trường hợp tải HOATTAI1 gán lên các phần tử thanh

Gán trường hợp HOATTA12 (tải tập trung theo phương thẳng đứng)

Chọn tất cả các phần tử trên thanh trên Vào trình đơn chọn Assign >Joỉnt Static Loads >

Forces.

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT c ấ u BÀI TẬP 2: TH IẾT KẾ GIÀN T H Ể P

Hộp thoại Joint Forces xuất hiện

Trong hộp thoại, chọn trường hợp tải Load

Case Name là HOATTAI2 và nhập giá trị

OK để đóng hộp thoại

Kết quả trường hợp HOATTAI2 gán lên các điểm nút trên thanh trên như sau:

A ssign Analyze Display D

Joint S tatic L oads ► ! F o ic e s.

Frame S tatic L oads ► D isp lacem en ts

Static Load C ases

Moving Load C ases

Để tổ hợp tải trọng, đầu tiên bạn vào Define >

Load Combinations Hộp thoại Define Lo*ad Combinations xuất hiện.

Trong mục Click to, bạn nhấp nút Add Neew

Combo sẽ xuất hiện một hộp thoại khác là Lo*ad Combination Data.

D efine Load Combinations

Combinations I r Click to:

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÀI TẬP 2: THIẾT KẾ GIÀN THÉP

Trong hộp thoại bạn thực hiện

theo các bước sau:

mặc định COMB1

Nhấp nút cuộn chọn ENVE giá

trị này chương trình sẽ tổ hợp và

cho các giá trị lớn nhất của từng

tổ hợp

o Title: COMBI

cuộn, chọn TINHTAI Load

Case trong danh sách các

trường hợp tải trọng

o Scale Factor: Hệ sô" 1

Load Combination Data

Load Combination Nam e

Load Combination Type

[ c o m b i

Title C0MB1

Define Combinati(

Case Name^-J TINHTAI Load Ca

ADD

m

ABS SRSS

a t

¡cale Factor

Modify Delete

Tiếp tục khai báo thêm các

trường hợp tải còn HOATTAI1 Load

Case và HOATTAI2 Load Case

Sau đó nhấp OK để tổ hợp 3

trường hợp tải TINHTAI Load Case và

HOATTAI2 Load Case

Define Combination

HQATTAI1 L o a d C ^ I ỊĨ TINHTAI L o a d g i ^ H0ATTAI1 Load

Modify Delete

Trở về hộp thoại Define Load

Combinations, bạn sẽ thây trong khung

Combinations đã có tổ hợp tải COMB1

BẬC T ự DO (CHỈ CÓ HAI THÀNH PHAN CHUYEN VỊ THEO X VÀ Z)

Run

K F5

Tự HỌC SAP 2000 BANG HỈNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẨU BÀI TẬP 2: THIẾT KẾ GIÀN THÉP

Hộp thoại Analysis Options

o Chọn Select Output Options.

Results xuất hiện Nhấp chuột đánh

Analysis Options

Khi nhấp vào mỗi nút SelecƯShow Loads, hộp

thoại Select Output xuất hiện.

Trong hộp thoại này bạn nhấn giữ chuột vào dòng

COMB1 Combo kéo xuống chọn tiếp các dòng HOATTAI

Load Case, TINHTAI Load Case, xong nhấp OK.

S e le c t Output

CŨMB1 Combo HQATTAI1 Load Ca

Cancel j

Ỉ B S M K r ii

Sau khi chọn xong các mục cần thiết, nhấp nút OK để đóng hộp thoại Select Output

Results Hộp thoại Analysis Options xuất hiện, nhấp OK trở về màn hình SAP2000.

GIẢI BÀI TOÁN

Từ trình đơn chọn Analyze > Run hay nhấn tổ hợp

phím tắt F5 Hộp thoại Save Model File As xuất hiện (nếu

bạn chưa thực hiện thao tác lưu file trong các bước trước)

Tiến hành khai báo lưu file trong các khung:

A nalyze Display D esig n Option

S e t O ptions

Run Run Minimized Shift+F5

o Save in: Chọn thư mục lưu trữ file (BAI TAP),

o File name: Nhập tên file muốn lưu (GIAN THEP)

o Save as type: File sẽ được lưu theo mặc định của chương trình: *.SDB

Sau đó nhấp chọn Save để lưu file.

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CÂU BÀỈ TẬP 2: THÍÈT KẾ GIÀN THÉP

Tiếp theo hộp thoại Analysis Complete xuất hiện Lúc này quá trình phân tích bài toán sẽ

được diễn ra và thể hiện trên khung trượt hộp thoại Khi kết thúc sẽ xuất hiện dòng chữ

“ANALYSIS COMPLETE”, nhấp nút OK để xem kết quả chuyển vị Nếu có dòng báo lỗi

“ERROR”, bạn nhấn giữ cọn trỏ vào nút trượt, kéo từ trên xuống kiểm tra dòng error và phải tiến

hành khai báo lại

Tự HỌC SAP 2000 BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẨU BÀI TẬP 2: THIẾT KẾ GIÀN THÉP

Hoặc nhấp chọn biểu tượng có hình chữ F trên

thanh công cụ chuẩn

F s s L i

— Member Force Diagram íor Frames\

Hộp thoại Member Force Diagram for

Nhấp đánh dâ'u kiểm vào mục xem sơ đồ hiển

thị dưới dạng giá trị Xong nhấp OK

M em ber F o rc e D iag ram lo r F ram es

KIỂM TRA THIẾT KẾ THÉP

Sau khi tính toán xong chúng ta cần phải kiểm tra lại kích thước loại thép đã chọn ban đầu

có phù hợp không Quá trình kiểm tra sẽ thực hiện theo các bước sau:

Tự HỌC SAP 200C BANG HÌNH ẢNH - TÍNH TOÁN KẾT CẤU BÀI TẬP 2: THIẾT KỂ GIÀN THÉP

Bưđc 2: Kiểm tra cấu trúc thiết kế

Vào trình đơn chọn Design > Start

Desígn/Check of Structure (hoặc nhâVi tổ hợp

phím Ctrl + F5).

D esign Options Help

s/ S teel Design Concrete D esign

S elect D esign G roups Ctrl+F2

1 Start Design/Check of Structure £trl+F5

S e le c t D esign Com bos Ctrl+FG

Lập tức trên mô hình sẽ hiển thị kết quả tỉ số giữa P-M trên các phần tử Quan sát kết quả

có được bạn sẽ thây các phần tử trên xuất hiện mcàu đỏ có nghĩa tỉ sô" giữa P-M lớn hơn 1, điều đó cùng có nghĩa là ứng suât vượt quá mức cho phép Các phần tử có màu đỏ này tiết diện chưa hợp

lý Để khắc phục, bạn sẽ nhờ chương trình tự động chọn lại tiết diện cho các phần tử

Trong trường hợp này, nếu muôn thay đổi tiết diện, bạn nhấp vào biểu tượng ổ khóa

(Lock/Unlock Model) trên thanh công cụ chuẩn Một bảng thông báo SAP2000 sẽ xuâ"t hiện: Nếu

chọn OK, kết quả phân tích sẽ bị xóa” Nhấp chọn OK thì ổ khóa sẽ được mở ra và lúc này bạn có

thể thực hiện thay đổi

Define Frame Sections

Frame Sections Click to: