Hướng dẫn sử dụng phần mềm SAP2000 part 10 pdf

Trang
172

§1 KHUNG SÀN 3D – NHÀ PHỐ 5 TẦNG

- Sơ đồ tính: Khung sàn 3D cho nhà phố 5 tầng. MB 4x15m, cao tầng
5x3.6m = 18m, đỉnh mái ngói 19.5m, ban công trước 1x4m, ban công sau
1.2x4m. Khung ngàm tại mặt trên của móng cách mặt nền -1m.
- Vật liệu:
BTCT#200.
- Tiết diện: sàn dày 80mm. Đà kiềng & Dầm 200x300mm, Cột biên
tầng 1-> 5: 200x200mm, cột giữa tầng 1 -> 2: 250x250, tầng 3 -> 5:
200x200mm.

Trang
173


- Tải trọng: Lực phân bố đều trên bản sàn gồm tónh tải sàn g
ct
≈ 100
kg/m
2
và hoạt tải sàn p = 150*1.3 = 195 kg/m
2
. Tường gạch 100mm xây bao
che xung quanh nhà g
t
= 180*(3.6-0.3) ≈ 600 kg/m, 180*1.5*5/8 ≈ 170 kg/m
trên dầm mái. Mái ngói có g
m

= p
m
= 100*2
≈
200 kg/m trên dầm nghiêng.

Trang
174

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 2.1 (hàng 2 cột 1)
3D Frames
(Khung không gian).
Sau khi chọn biểu tượng 3D Frames

trong hộp thoại New Model, sẽ xuất
hiện hộp thoại cho phép đònh các thông số cho hệ không gian cần tạo ra.

Trang
175

-
3D Frame Type
(Loại khung 3D): Chọn
Beam – Slab Building

- Number of Stories (Số tầng): 5 Story Height (Chiều cao 1 tầng): 3.6
- Number of Bays, X (Số nhòp x): 3 Bay Width, X (Chiều dài 1 nhòp x): 5
- Number of Bays, Y (Số nhòp y): 1 Bay Width, Y (Chiều dài 1 nhòp y): 4
Do chiều cao của các tầng đầu tiên =3.6+1 = 4.6m không bằng các tầng bên
trên nên chọn phương án xây dựng mô hình từ các đường lưới.
Chọn v
Use Custom Grid Spacing and Locate Origin.
Sau đó click vào nút
vào Edit Grid … để mở hộp thoại khai báo dữ liệu các đường lưới đònh vò.

Sửa z1 = 0 thành z1 = -1 (vò trí chân khung).
- Nhấp OK để đóng hộp thoại khai báo lưới đònh vò, nhấp OK để đóng hộp
thoại 3D Frame, lúc này trên màn hình hiện ra sơ đồ hệ không gian khung
sàn cần tạo.
- Hiển thò: cửa sổ trái 3D, cửa sổ phải 2D XY, Z = -1, nút
trên thanh
công cụ dùng để chuyển đổi tăng giảm mặt phẳng lưới.
Trang
176

1.1.3. Hiệu chỉnh và hoàn thiện mô hình
- Gán ngàm chân cột: Chọn các nút chân cột (mp XY, Z = -1)
⇒
Assign >
Joints > Restrains… ⇒ Chọn liên kết ngàm, OK.
- Copy sàn lầu 1 xuống dưới 3.6m để làm đà kiềng:
Di chuyển lên mp xy, z = 3.6, chọn các dầm lầu 1, vào menu Edit >
Replicate…

⇒

chọn Linear , dx = 0, dy = 0, dz = -3.6, n = 1. OK.
- Tạo thêm một mặt lưới z0 = 0 (để xem được mặt bằng đà kiềng):
Nhấp đúp vào 1 đường lưới bất kỳ ⇒ mở ra hộp thoại khai báo lưới, chọn 1
dòng ngang của 1 đường lưới bất kỳ (giả sử chọn đường z6 = 18) ⇒ Bấm tổ
hợp phím Ctrl+C = copy, chọn ô đầu tiên bên dưới z6 ⇒ Bấm tổ hợp phím
Ctrl+V = paste, sửa z6 = 18 thành z0 = 0, OK.
- Tạo ban công trước 1m:
mp xy, z = 3.6, chọn dầm biên trái (x=-7.5) của lầu 1, vào menu Edit >
Replicate…

⇒ chọn Linear , dx = -1, dy = 0, dz = 0, n = 1. OK.
Vẽ thêm 2 consol nối dầm vừa tạo với dầm dọc nhà.
Vẽ thêm sàn ban công trước: Draw > Rectangular Area ⇒ chọn 2 điểm trên
đường chéo của sàn cần tạo.
- Tạo ban công sau 1.2m:
mp xy, z = 3.6, chọn dầm biên phải (x=7.5) của lầu 1, vào menu Edit >
Replicate…

⇒
chọn Linear , dx = 1.2, dy = 0, dz = 0, n = 1. OK.
Vẽ thêm 2 consol nối dầm vừa tạo với dầm dọc nhà.
Vẽ thêm sàn ban công sau: Draw > Rectangular Area ⇒ chọn 2 điểm trên
đường chéo của sàn cần tạo.
- Tạo ban công trước và ban công sau cho các tầng lầu 2, 3, 4, mái.
mp xy, z = 3.6, chọn dầm & sàn của ban công trước và ban công sau của lầu
1, vào menu Edit > Replicate…
⇒
chọn
Linear
, dx =

0
, dy =
0
, dz =
3.6
, n =
4
.
OK
.
- Tạo lỗ cầu thang cho sàn lầu 1: mp xy, z = 3.6
Chọn ô sàn trục 2-3&A-B, bấm phím Delete
Trang
177

Chọn dầm trục 2, vào menu
Edit > Replicate…

⇒
chọn Linear , dx = 2, dy = 0, dz = 0, n = 1. OK.
Chọn dầm trục A đoạn 2-3, vào menu Edit > Replicate…
⇒
chọn Linear , dx = 0, dy = 2, dz = 0, n = 1. OK.
Vẽ lại 2 ô sàn nhỏ 2x4m và 3x2m (chừa lỗ cầu thang 3x2m)
Draw > Draw Rectangular Section…


click vào các nút trên đường chéo các ô sàn cần vẽ -> được tấm sàn
Chia đôi 2 dầm phụ giữa sàn: Chọn 2 dầm phụ, vào menu Edit > Divide
Frames…

⇒ chọn Break at intersections with selected Frames and Joints.
Xóa bỏ đoạn dầm thừa 2m.
- Tạo lỗ cầu thang cho sàn lầu 2 -> 4:
+ Xóa các ô sàn trục 2-3&A-B của các sàn lầu 2 -> 4: Chọn ô sàn trục 2-
3&A-B của các sàn lầu 2 -> 4 (mp xy, z = 7.2, 10.8, 14.4), bấm phím Delete.
+ mp xy, z = 3.6, chọn dầm và sàn khu vực cầu thang lầu 1, vào menu Edit >
Replicate…

⇒ chọn Linear , dx = 0, dy = 0, dz = 3.6, n = 3. OK.
- Xóa bỏ 3 ô sàn mái 4x5m.
- Tạo phần mái nghiêng: mp xz, y=-2, thêm lưới z7 = 19.5, x0 = 0, Vẽ các
dầm xiên, vẽ thêm phần cột nối với dầm xiên. Chọn phần mái nghiêng vừa
tạo
⇒
Edit > Replicate… dy = 4, n = 1 để được phần mái nghiêng bên kia
(y=2), vẽ phần tử dầm nối đỉnh 2 phần mái.
Trang
178

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 …

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.

Trang
179

1.2.2 Đặc trưng tiết diện
- Khai báo các tiết diện dầm: Define > Frame Section…
Add Rectangular ⇒ D200x300, CONC, t3 = 0.3, t2 = 0.2.
Add Copy of Property ⇒ C200x200, CONC, t3 = 0.2, t2 = 0.2.
Add Copy of Property ⇒ C250x250, CONC, t3 = 0.25, t2 = 0.25.
- Khai báo các tiết diện sàn: Define > Area Sections…
⇒
⇒⇒
⇒ Hộp thoại Area Sections xuất hiện

Chọn ASEC1 -> Modify/Show Section…
Section Name (Tên tiết diện):
S80

Thickness (Bề dày): Membrance: 0.08, Bending: 0.08
1.2.3 Gán tiết diện
- Tiết diện dầm cột (phần tử Frame):
Chọn tất cả đà kiềng và dầm, Assign > Frame/Cable/Tendon > Frame
Section… ⇒ Gán tiết diện D200x300
Chọn tất cả cột biên và cột giữa tầng 3 -> 5, Assign > Frame/Cable/Tendon
> Frame Section… ⇒ Gán tiết diện C200x200
Chọn tất cả cột giữa tầng 1 -> 2, Assign > Frame/Cable/Tendon > Frame
Section… ⇒ Gán tiết diện C250x250.
- Tiết diện sàn: Chọn tất cả phần tử Shell (all), vào menu Assign > Area >
Area Sections… (gán tiết diện phần tử shell - tấm)
⇒
Hộp thoại

Area Sections
xuất hiện, chọn tiết diện
S80

⇒
chọn
0K
.
1.3. Khai báo và gán tải trọng
Trang
180

1.3.1 Khai báo các trường hợp tải trọng
Define > Load Cases …
⇒
Hộp thoại Define Loads xuất hiện
- Load name: Nhập tên của trường hợp tải trọng, DEAD.
- Type: Loại tải trọng, DEAD.
-
Self Weight Multiplier
: (Hệ số trọng lượng bản thân)
1.1
.
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
- Tónh tải trên dầm:
Chọn các dầm bao quanh nhà (có tường 100mm)
⇒
Gán g
t
= 600
Chọn 2 dầm dọc trên mái +18m (có tường 100mm cao 1.5)
⇒
Gán g
t
= 170
Chọn 4 dầm nghiêng theo mái (có tải mái ngói) ⇒ Gán g
m
= 200
- Tónh tải trên các sàn:
Chọn tất cả phần tử shell,
Assign > Area Loads > Uniform (Shell)…
Trang
181


Load Case Name
: (chọn trường hợp tải cần gán tải vào)
DEAD
Load (Giá trò tải): 100
Coord Sys (Hệ tọa độ gán tải): chọn GLOBAL.
Direction (Hướng tác dụng của tảitrọng): chọn Gravity.
Chọn OK -> gán xong tónh tải sàn.

- Hoạt tải trên các sàn:
Chọn lại các phần tử shell, Assign > Area Loads > Uniform (Shell)…

Load Case Name: (chọn trường hợp tải cần gán tải vào) LIVE
Load (Giá trò tải):195
Coord Sys (Hệ tọa độ gán tải): chọn GLOBAL.
Direction (Hướng tác dụng của tảitrọng): chọn
Gravity.
Chọn OK -> gán xong hoạt tải sàn.
1.3.3 Khai báo tổ hợp tải trọng
(Kết hợp tónh tải DEAD và hoạt tải LIVE)
Trang
182

Define > Combination…
=> Chọn Add New Combo…
COMB1 = Dead*1 + Live*1

1.4. Giải bài toán
1.4.1 Chia nhỏ ô sàn:
- Chọn all, vào menu Assign > Area > Automatic Area Mesh…

1.4.2 Chọn bậc tự do: không cần chọn vì bài toán làm việc không gian.
Trang
183

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
- Nội lực khung (dầm cột)
- Nội lực sàn
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.
1.7. 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.
Trang
184

- 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.