Hướng dẫn sử dụng phần mềm SAP2000 part 9 doc

Trang
153

2.3.2. Gán tải trọng
- Chọn các nút có lực tập trung -> gán lực tập trung P = 1Ton.
- Assign > Joint Loads > Forces …

Load Case Name
: (chọn trường hợp tải cần gán tải vào)
TAITRONG

Coordinate System GLOBAL.
Force GlobalX
: 0
Force GlobalY: 0

Force GlobalZ
: -1
Moment about GlobalX: 0.
Moment about GlobalY
: 0
.
Moment about GlobalZ: 0.
2.3.3. Khai báo tổ hợp tải trọng
Không thực hiện vì chỉ xét 1 trường hợp tải trọng.
2.4. Giải bài toán
2.4.1 Chọn bậc tự do
Analyze > Set Options …
Trang
154

Chọn vào biểu tượng khung phẳng (Plane Frame – XZ Plane). Bỏ dấu chọn
RY (chỉ có 2 dấu chọn UX và UZ).
2.4.2 Gán số mặt cắt cần xuất kết quả
Assign > Frame/Cable/Tendon > Output Stations …

Min Number Stations
: (Số mặt cắt tối thiểu)
9
.
2.4.3 Lưu bài toán
File > Save as…
Chọn đường dẫn và đặt tên file.
2.4.4 Giải bài toán
Analyze > Run Analysis hoặc nhấn phím F5 hoặc nhấn nút >Run
Trang
155

Chọn
Run Now
và chờ máy chạy đến khi xuất hiện dòng
ANALYZE
COMPLETE thì quá trình giải hoàn tất, chọn OK để đóng cửa sổ giải.
2.5. Xử lý kết quả
2.5.1 Xem sơ đồ biến dạng
Display > Show Deformed Shape …
2.5.2 Xem biểu đồ nội lực
Display > Show Forces/ Stresses > Frame/Cable …
- Axial Force: Lực dọc.
-

Shear 2-2
: Lực cắt theo phương 2.
- Moment 3-3: Mô ment uốn quanh trục 3.
Ghi chú:

- Để có liên kết khớp tại các các đầu mút của các phần tử thanh dàn: Chọn
các phần tử -> Assign > Frame/Cable/Tendon > Releases/Partial Fixity…
Chọn giải phóng mô men M33 tại 2 đầu thanh dàn

- Để bỏ qua trọng lượng bản thân của các phần tử thanh dàn: Khi khai báo
trường hợp tải, nhập hệ số trọng lượng bản thân (Self Weight Multiplier) = 0



Trang
156

Chương 5

KẾT CẤU TẤM SÀN
§1 SÀN ĐƠN
- Sơ đồ tính: Sàn có 4 biên ngàm, 4 biên liên kết khớp, 4 biên có dầm.

- Vật liệu: BTCT#200.
- Tiết diện:
sàn 4x5m, dày 100mm.
- Tải trọng: Lực phân bố đều trên bản sàn gồm tónh tải g =375 kg/m
2
(g
ct

≈ 100; g
bt
= 275) và hoạt tải p = 200*1.2 = 240 kg/m
2
.
1.1. Xây dựng sơ đồ tính
1.1.1. Chọn đơn vò
Chọn đơn vò kgf-m-C.
1.1.2. Tạo mô hình mới
File > New Model => Chọn sơ đồ 1.2 (hàng 1
cột 2) Grid Only (Chỉ tạo lưới).
Sau khi chọn biểu tượng Grid Only trong
hộp thoại New Model, sẽ xuất hiện hộp thoại
cho phép đònh các thông số cho hệ lưới cần
tạo ra.
Số đường lưới theo X 2
Số đường lưới theo Y 2
Số đường lưới theo Z 1
Trang
157

Khoảng cách lưới theo X 4
Khoảng cách lưới theo Y 5
Khoảng cách lưới theo Z 1
- Nhấp OK để đóng hộp thoại khai báo lưới đònh vò, lúc này trên màn hình
hiện ra sơ đồ lưới cần tạo.
- Vẽ phần tử sàn (shell):Draw > Draw Rectangular Section…

Trên mặt phẳng XY, Z=0, click vào nút 1 và nút 3 trên đường chéo -> được
tấm sàn

- Liên kết: Chưa gán liên kết vì chỉ có 4 nút, sẽ gán liên kết sau khi chia nhỏ
ô sàn để có nhiều nút biên -> gán ngàm.
1.2. Đặc trưng vật liệu và tiết diện
1.2.1. Đặc trưng vật liệu
Define > Material …

Vật liệu là BTCT nên chọn CONC và click vào Modify/Show Material …
Trang
158


Nhập các thông số vật liệu như yêu cầu ở đề bài (W = Weight per unit
Volumn =2500, E = Modulus of Elasticity = 2.4e9,
µ
= Poisson’s Ratio =0.2),
các thông số còn lại không cần quan tâm.
1.2.2 Đặc trưng tiết diện
Define > Area Sections
(khai báo tiết diện phần tử shell - tấm)…

⇒
⇒⇒
⇒ Hộp thoại Area Sections xuất hiện

Chọn ASEC1 -> Modify/Show Section…
Trang
159


Section Name (Tên tiết diện):

S100

Thickness (Bề dày): Membrance (kéo nén): 0.1, Bending (uốn) : 0.1
1.2.3 Gán tiết diện
Chọn phần tử Shell, vào menu Assign > Area > Area Sections… (gán tiết
diện phần tử shell - tấm)
⇒
Hộp thoại
Area Sections
xuất hiện
Chọn tiết diện S100 ⇒ chọn 0K.
1.3. Khai báo và gán tải trọng
1.3.1 Khai báo các trường hợp tải trọng
Define > Load Cases …
Trang
160


- Load name: Nhập tên của trường hợp tải trọng, DEAD.
- Type: Loại tải trọng, DEAD.
-
Self Weight Multiplier
: (Hệ số trọng lượng bản thân)
0
.
Modify Load

- Load name: Nhập tên của trường hợp tải trọng, LIVE.
-
Type

: Loại tải trọng, LIVE.
- Self Weight Multiplier: (Hệ số trọng lượng bản thân) 0. Aad New Load
1.3.2. Gán tải trọng
- Chọn tấm:
Assign > Area Loads > Uniform (Shell)

Load Case Name
: (chọn trường hợp tải cần gán tải vào)
DEAD
Load (Giá trò tải): 375
Coord Sys (Hệ tọa độ gán tải): chọn
GLOBAL
.
Direction (Hướng tác dụng của tảitrọng): chọn Gravity.
Chọn
OK -> gán xong tónh tải.
Chọn lại tấm: Assign > Area Loads > Uniform (Shell)
Trang
161


Load Case Name: (chọn trường hợp tải cần gán tải vào) LIVE
Load (Giá trò tải):240

Coord Sys (Hệ tọa độ gán tải): chọn GLOBAL.
Direction (Hướng tác dụng của tảitrọng): chọn
Gravity.
Chọn OK -> gán xong hoạt tải.
1.3.3 Khai báo tổ hợp tải trọng
(Kết hợp tónh tải DEAD và hoạt tải LIVE)

Define > Combination

=> Chọn Add New Combo…
Trang
162


- Response Combination Name: (Tên cho trường hợp tổ hợp) COMB1
-
Combination Type
: (Loại tổ hợp)
Linear Add
(Cộng tác dụng).
- Case Name: (Trường hợp tải trọng) DEAD
-
Scale Factor
: (Hệ số tổ hợp)
1
.
- Add : Thêm trường hợp tải trọng TINHTAI vào tổ hợp COMB1.
Tiếp tục chọn Live có hệ số tổ hợp 1 và chọn Add , OK.
1.4. Giải bài toán
1.4.1 Chia nhỏ ô sàn và gán liên kết biên:
- Chọn
all
, vào menu
Edit > Mesh Area…


Mesh into (Chia nhỉ ô sàn theo phương trục đòa phương số 1): 8

By (Chia nhỉ ô sàn theo phương trục đòa phương số 2): 10, OK
Trang
163

- Chọn các nút trên biên ⇒ Gán liên kết ngàm cho các nút trên biên phần tử
shell.
1.4.2 Chọn bậc tự do: không cần chọn vì bài toán làm việc không gian.
1.4.3 Lưu bài toán
File > Save as
=> Đường dẫn + tên file
.
1.4.4 Giải bài toán
Analyze > Run Analysis hoặc nhấn phím F5 hoặc nhấn nút >Run
Chọn Run Now, chờ máy chạy -> ANALYZE COMPLETE, chọn OK.
1.5. Xử lý kết quả
1.5.1 Xem sơ đồ biến dạng
Display > Show Deformed Shape …
1.5.2 Xem biểu đồ nội lực
Biểu đồ M
11
và M
22

Display > Show Force/ Stresses > Shell…
Chọn COMB1
Chọn M
11
hoặc M
22

=> Rê con trỏ trên hình biểu đồ để hiển thò giá trò mômen
=> Click nút phải chuột trên Shell để xem nội lực cho một Shell.
1.6. Tạo thêm sàn mới với mật độ chia mòn phần tử hơn (16x20)
- Unlock: Mở khóa để sửa chữa -> Xóa kết quả? OK
- Copy thành 1 sàn 4x5m mới cách sàn đang có x = 6.
Chọn
all
, vào menu Edit > Replicate
=> chọn Linear , dx = 6, dy = 0, dz = 0, n = 1.
- Chia nhỏ ô sàn 4x5 thành 16x20 phần tử Shell
Chọn ô sàn mới tạo ra , vào menu Edit > Mesh Area

Mesh into
2 Chia nhỏ hơn sàn đang có 2 lần: 8x10
thành 16x20

By
2
- Chọn các nút trên 4 biên của ô sàn mới ⇒ Gán liên kết biên ngàm.
Trang
164

- Giải bài toán -> xem kết quả -> so sánh.
1.7. Kiểm tra và hiệu chỉnh
1.7.1 Kiểm tra các dữ liệu đã nhập
- Kiểm tra đơn vò.
Xem lại đơn vò lực – chiều dài – nhiệt độ trong
hộp đơn vò
.
- Kiểm tra vật liệu.

Define > Material…
Chọn loại vật liệu cần xem
CONC
, Chọn
Modify/Show Material…
- Kiểm tra khai báo tiết diện.
Define > Frame Sections… Chọn Modify/Show Property…
- Kiểm tra gán tiết diện.
Display > Show Misc Assign > Frame/Cable/Tendon …
Chọn tiết diện cần xem, Chọn Frame Section.
- Kiểm tra khai báo các trường hợp tải trọng.
Define > Load Cases…
- Kiểm tra tải trọng đã gán:
Display > Show Load Assign > Frame/Cable/Tendon …
Chọn

trường hợp tải trọng cần xem,
TINHTAI
- Kiểm tra khai báo các trường hợp tổ hợp.
Define > Combinations…
Chọn

trường hợp tổ hợp cần xem, Chọn
Modify/Show Combo…
- Kiểm tra bậc tự do.
Analyze > Set Options …
- Kiểm tra số mặt cắt.
Display > Show Misc Assign > Frame/Cable/Tendon …
Chọn Output Stations.
1.7.2 Hiệu chỉnh các dữ liệu đã nhập

Nếu phát hiện sai thì bấm vào ổ khóa để mở khóa (Unlock), sai phần nào thì
hiệu chỉnh phần đó.
Trang
165

1.8. Tạo thêm ô sàn có 4 biên liên kết khớp
- Mở khóa (Unlock).
- Chọn ô sàn đầu tiên, vào menu Edit > Replicate…
⇒
chọn
Linear
, dx =
12
, dy = 0, dz = 0, n = 1.
OK
.
- Chọn các nút trên 4 biên của ô sàn mới
⇒
Gán liên kết biên gối cố đònh.
- Giải bài toán
⇒
xem kết quả
⇒
so sánh.

1.9. Tạo thêm ô sàn có 4 biên liên kết với dầm
Yêu cầu: Sàn chia nhỏ 8x10 có 4 biên dầm lần lượt có tiết diện 200x200,
200x300, … , 200x1000mm.
- Mở khóa (Unlock).
- Chọn ô sàn đầu tiên, vào menu Edit > Replicate…

⇒
chọn
Linear
, dx =
0
, dy =
7
, dz = 0, n = 1.
OK
.

Trang
166

- Chọn các nút trên 4 biên của ô sàn mới ⇒ Gán liên kết biên tự do.
- Vẽ thêm 4 phần tử dầm (Frame) trên 4 biên của ô sàn mới tạo ra.
Draw > Draw Frame/Cable/Tendon

Lần lượt click trên các đỉnh góc của sàn để vẽ dầm.
- Khai báo các tiết diện dầm:
Define > Frame Section…

Add Rectangular
⇒
D200x200, CONC, t3 = 0.2, t2 = 0.2.
Add Copy of Property
⇒
D200x300, CONC, t3 = 0.3, t2 = 0.2.
Add Copy of Property
⇒

D200x400, CONC, t3 = 0.4, t2 = 0.2.
Add Copy of Property ⇒ D200x500, CONC, t3 = 0.5, t2 = 0.2.
Add Copy of Property ⇒ D200x600, CONC, t3 = 0.6, t2 = 0.2.
Add Copy of Property ⇒ D200x700, CONC, t3 = 0.7, t2 = 0.2.
Add Copy of Property
⇒
D200x800, CONC, t3 = 0.8, t2 = 0.2.
Add Copy of Property
⇒
D200x900, CONC, t3 = 0.9, t2 = 0.2.
Add Copy of Property
⇒
D200x1000, CONC, t3 = 1, t2 = 0.2.
- Chọn 4 dầm biên mới vẽ
⇒
Gán tiết diện D200x200
Assign > Frame/Cable/Tendon > Frame Section…
- Chọn 4 đỉnh góc của ô sàn ⇒ Gán liên kết ngàm.
- Copy ô sàn có biên dầm D200x200 ra thêm 4 ô sàn mới cách nhau theo
phương x 6m: Chọn ô sàn, vào menu Edit > Replicate…
⇒
chọn
Linear
, dx =
6
, dy =
0
, dz = 0, n =
4
.

OK
.

- Gán tiết diện dầm tương ứng.
Trang
167

- Giải bài toán ⇒ xem kết quả ⇒ so sánh.
Ghi chú:

- Trọng lượng bản thân tấm sàn nên để SAP tự tính, chỉ nhập vào phần tónh
tải do các lớp cấu tạo hoàn thiện của sàn (gạch lát nền, vữa lót, vữa tô trát
trần… g
ct
≈ 100 kg/m
2
).
- Từ SAP2000 ver9.03 đã có chế độ tự động chia nhỏ ô sàn, nên chọn cách
chia này để giảm số phần tử shell ⇒ Tăng nhanh tốc độ giải, dễ sửa chữa, dễ
quản lý kết quả…
Chọn shell cần gán chế độ tự động chia nhỏ sàn, vào menu Assign > Area >
Automatic Area Mesh…


Trang
168

Trang
169

Chương 6

KẾT CẤU KHUNG SÀN KHÔNG GIAN
Sơ đồ hệ kết cấu chòu lực khung không gian làm việc đồng thời với sàn
là sơ đồ tính khung và sàn cho kết quả gần sát với sự làm việc thật của kết
cấu.
Nếu giải bằng tay theo các phương pháp cơ học kết cấu để tìm nội lực
cho hệ khung sàn thì không thể thực hiện nổi, nên người ta thường cố gắng
đưa về bài toán phẳng để dễ dàng giải quyết hơn.
Tuy nhiên, với sự hỗ trợ của máy tính thì việc giải nội lực hệ khung sàn
làm việc đồng thời không còn quá khó khăn nữa.
Phần mềm SAP2000 có thể giải được bất cứ hệ chòu lực không gian nào,
để nhanh chóng xây dựng mô hình khung 3D, SAP2000 đã tạo sẵn thư viện
phần tử mẫu các dạng khung 3D thường gặp trong thực tế, sau đây là 4 loại
khung 3D có sẵn trong SAP2000.
- Open Frame Building: Khung 3D không sàn
- Perimeter Frame Building: Khung 3D có sàn và dầm quanh chu vi sàn.
- Beam - Slab Building: Khung 3D có sàn và dầm chia ô sàn theo lưới.
- Flat Plate Building: Khung 3D có sàn phẳng (không dầm).
Tạo mô hình mới: File > New Model…

Trang
170


Choùn sụ ủo 2.1 (haứng 2 coọt 1)
3D Frames
(Khung khoõng gian).

Trang
171