BÀI 2 : LÀM QUEN VỚI GIAO DIÊN SAP2000 ppsx

BÀI 2 : LÀM QUEN VỚI GIAO DIÊN SAP2000
PHẦN 1 : LÀM QUEN VỚI PHẦN MỀM SAP2000
1. Khởi động SAP2000
2. Giới thiệu giao diện của SAP2000
PHẦN 2 : BẢN CHẤT CỦA VIỆC DÙNG SAP2000 ĐỂ TÍNH TOÁN THIẾT
KẾ KẾT CẤU
Học SAP2000N, có nghĩa là ta phải học cách sử dụng các công cụ của SAP2000 để nhập số
liệu về kết cấu cần tính toán và thiết kế, để chọn các thông số xác lập cách tính, để tính toán
phân tích kết cấu và thiết kế các cấu kiện, để xem các kết quả.
Tuy nhiên, SAP2000 không thể tính toán trực tiếp trên một công trình thật, mà nó chỉ có thể
tính toán gián tiếp thông qua “mô hình” (Model) của kết cấu đó mà thôi. Do vậy, khi dùng
SAP2000 để tính toán thiết kế một công trình thật nào đó, trước tiên người thiết kế phải tự chọn
một sơ đồ tính phù hợp với kết cấu công trình (hay gọi là xác định mô hình của kết cấu”). Sau
đó mới tiến hành nhập các số liệu để mô tả mô hình đã chọn cho SAP và cuối cùng là tiến hành
phân tích và thiết kế trên mô hình đó.
2.1. Bản chất của việc nhập số liệu về kết cấu cho SAP2000
Để dùng SAP2000 tính toán thiết kế một kết cấu công trình trong thật tế thì trước tiên, ta phải
xác định sơ đồ tính (xác định mô hình của kết cấu và tải trọng tác dụng lên mô hình đó). Sau đó
ta phải dùng các công cụ của SAP để nhập các thông tin mô tả về mô hình đã chọn cho SAP.
Một mô hình của một kết cấu công trình thật theo quan điểm của SAP là một hệ gồm một số
hữu hạn các phần tử thuộc một trong 4 loại phần tử mẫu của SAP (là FRAME, SHELL, SOLID
và NLINEAR) liên hệ với nhau sao cho hệ này có thể phản ảnh gần đúng sự ứng xử của kết cấu
thật trong thực tế sử dụng.
Mô hình kết cấu
Các trờng hợp tải trọng
Phân tích và thiết kế
Kết quả nội lực,
ứng suất, biến
dạng và lợng cốt
thép yêu cầu
Là một sơ đồ hình

học gồm các đoạn
thẳng, các tứ giác,
tam giác phẳng nối
với nhau tại các nút
Đợc gán các đặc tính
tợng trng về vật liệu,
mặt cắt
2.2. Các loại phần tử mẫu cho SAP2000
SAP2000 cung cấp một số loại phần tử “MẪU” như Frame, Shell Các phần tử thuộc các loại
nói trên có các đặc tính và cách ứng xử phù hợp với sự làm việc của một số loại bộ phận của
công trình thật. Do vậy trong mô hình, ta có thể dùng các phần tử thuộc các loại phần tử mẫu
này để thay thế cho các bộ phận thuộc loại tương ứng của công trình thật. Trong SAP2000 có
cung cấp các phần tử mẫu sau đây:
- Phần tử thanh (Frame): Một phần tử “thanh” theo quan điểm của SAP2000 là một đoạn
thẳng nối từ điểm đầu (END-I) đển điểm cuối (END-J) và được gán các đặc tính phù hợp (về
vật liệu, mặt cắt, ) để có thể phản ảnh càng đúng càng tốt sự làm việc (ứng xử) của các bộ phận
công trình dạng thanh trong thực tế (như cột, dầm, thanh dàn )
-
Phần tử tấm võ (Shell, Membrane, Asolid, Plate ): Một phần tử “tấm” theo quan điểm của
SAP2000 là một tứ giác hay tam giác phẳng (có đường biên là các đoạn thẳng nối giữa các
điểm góc) và được gán các đặc tính phù hợp (về vật liệu, mặt cắt, ) để có thể phản ảnh càng
đúng càng tốt sự làm việc (ứng xử) của các bộ phận công trình dạng tấm trong thực tế (như tấm
tường, tấm sàn )
- Khái niệm “Điểm nút”: một “Nút” theo quan điểm của SAP2000 là một điểm trong không
gian và được gán (một cách tự động hay do NSD) các đặc tính phù hợp (về liên kết, về ràng
buột ) để có thể phản ảnh càng đúng càng tốt sự làm việc (ứng xử) của các điểm nút liên kết
giữa các bộ phận trong công trình thực tế (như vị trí mắt khung )
2.3. Các bước nhập số liệu về kết cấu cho SAP2000
1) Khai báo về các loại vật liệu, các dạng mặt cắt dự đoán sẽ dùng trong kết cấu:
Chúng ta cần dự đoán trước các loại vật liệu, các dạng mặt cắt cần dùng trong kết cấu và nhập

các thông tin cần thiết về các vật liệu, các dạng mặt cắt đó cho SAP2000.
2) Nhập (vẽ) sơ đồ hình học của mô hình: một mô hình có thể gồm nhiều phần tử thuộc
các loại phần tử mẫu như Frame, Shell, Nlinear và Solid tạo thành. Tuy nhiên trong mô hình,
một phần tử Frame trước hết là một đoạn thẳng, một phần tử Shell thì là một Tứ giác và
chỉ khi các đoạn thẳng và tứ giác đó được gán thêm một số đặc tính phù hợp thì chúng
mới được coi là các phần tử Frame hay Shell ⇒ Do vậy, bước đầu tiên trước khi tạo ra một
mô hình (gồm các phần tử Frame, Shell ) là ta phải dùng các công cụ đồ hoạ hay văn bản để vẽ
ra sơ đồ hình học của mô hình đó (tức là vẽ ra các đoạn thẳng, các tứ giác ) để làm cơ sở cho
việc tạo mô hình sau này. Trong bước này, ta có thể dùng các công cụ đồ hoạ của SAP2000,
dùng thư viện kết cấu mẫu của SAP2000 (Template), hay dùng ACAD thậm chí dùng cả
Excel để tạo sơ đồ hình học.
3) Gán các giá trị cho các thuộc tính cần thiết cho các bộ phận của sơ đồ hình học
(đoạn thẳng, các tứ giác ) để chúng trở thành các phần tử (Frame, Shell ) của mô hình
4) Khai báo về liên kết và ràng buột tại các “nút” của mô hình (nếu có).
5) Nhập thông tin về tải trọng tác dụng lên mô hình: Xác định các trường hợp tải trọng
có thể xuất hiện trong thực tế và dùng các công cụ của SAP để khai báo chúng sau đó khai báo
các trường hợp tổ hợp (Combo) tương ứng.
PHẦN 3 : VÍ DỤ MỞ ĐẦU
Phân tích nội lực và thiết kế khung
nhà dân dụng một tầng bằng BTCT
theo tiêu chuẩn ACI-318-99 với các
số liệu như sau:
Vật liệu làm khung BTCT có:
E=2.65x10
9
Kgf/m
2
; Trong lượng
riêng ρ = 2500 Kgf/m
3

; Hệ số
Poatxong µ = 0,18; Cột có diện tích
25x25 (cm
2
); Dầm có diện tích
20x35 (cm
2
). Kích thước khung như
hình vẽ.
Tải trọng tác dụng lên dầm tính
được là: q = 2000 Kgf/m, P = 2500
Kgf.
Các bước thực hiện
Bước 1. Tạo mô hình (model) của kết cấu.
-
Dùng chức năng “New model from Template” để tạo sơ bộ mô hình.
-
Tiếp tục hoàn thiện mô hình (nếu cần)
Bước 2. Khai báo về các loại vật liệu, các dạng mặt cắt… dự đoán sẽ dùng trong kết cấu.
-
Khai báo vật liệu.
-
Khai báo các dạng mặt cắt (loại vật liệu là một thuộc tính của mặt cắt)
Bước 3. Gán các đặc trưng hình học của mặt cắt ngang vừa khai báo cho các phần tử trong
mô hình.
Bước 4. Khai báo về liên kết và ràng buột tại các nút của mô hình.
Bước 5. Khai báo các thông tinh về tải trọng lên công trình.
-
Khai báo tên của các trường hợp tảI trọng (Define Loadcase).
-

Khai báo cụ thể các tải trọng cho từng trường hợp tảI
-
Khai báo cách tổ hợp nội lực (Define Combo)
Bước 6. Chọn các thông số để xác lập cách phân tích nội lực (Analysis) và tiến hành phân
tích kết cấu.
-
Khai báo cách phân tích kết cấu (Analysis> Set option)
-
Tiến hành phân tích kết cấu (Analysis> Run)
-
Xem kết quả phân tích nộI lực
Bước 7. Chọn tiêu chuẩn thiết kế và tiến hành thiết kế cấu kiện. (Design)
-
Chọn tiêu chuẩn thiết kế
-
Tiến hành thiết kế cấu kiện và xem kết quả.
Bước 1. Tạo mô hình kết cấu.
Bước 2. Khai báo vật liệu
và mặt cắt.