Tải bản đầy đủ (.pdf) (95 trang)

học staad pro qua các ví dụ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.69 MB, 95 trang )

Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 1-1
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005


Bài 1:
GIỚI THIỆU TÓM TẮT VỀ
STAAD.PRO 2004
1 - Cơ sở lý thuyết và lòch sử hình thành
 Research Engineer International, trụ sở chính ở Yorba Linda, Calfornia là nhà
cung cấp hàng đầu về công nghệ thông tin (IT), thương mại điện tử.
 STAAD.Pro là kết quả của 25 năm kinh nghiệm của REI trong công nghiệp phần
mềm kết cấu.
2- Khả năng và hạn chế của STAAD.Pro 2004

3- Các phiên bản và yêu cầu hệ thống

- Ngôn ngữ lệnh của STAAD. Pro
STAAD SPACE
START JOB INFORMATION
ENGINEER DATE 08-Jul-05
END JOB INFORMATION
INPUT WIDTH 79
UNIT METER MTON
JOINT COORDINATES
1 0 0 0; 4 7.5 0 0; 7 15 0 0; 8 22.5 0 0; 9 30 0 0; 10 0 2 0;
….
MEMBER INCIDENCES
7 16 17; 8 17 18; 15 25 26; 16 26 27; 23 34 35; 24 35 36; 25 1 10;

DEFINE MATERIAL START
ISOTROPIC CONCRETE


E 2.21467e+006
POISSON 0.17
DENSITY 2.40262
ALPHA 1e-005
DAMP 0.05
END DEFINE MATERIAL
CONSTANTS
MATERIAL CONCRETE MEMB 31 TO 34 37 40 TO 43
MEMBER PROPERTY
Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 1-2
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005

1 TO 249 PRIS YD 1 ZD 0.6
250 TO 256 PRIS YD 0.6 ZD 0.4
SUPPORTS
1 4 7 TO 93 113 TO 117 FIXED
LOAD 1
FLOOR LOAD
YRANGE 3 15 FLOAD -0.6
SELFWEIGHT Y -1
LOAD 2
FLOOR LOAD
YRANGE 3 15 FLOAD -0.8
LOAD COMB 3 TH
1 1.2 2 1.4
PERFORM ANALYSIS
START CONCRETE DESIGN
CODE ACI
FC 1800 MEMB 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 120 -
FYMAIN 30000 MEMB 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 -

FYSEC 20000 MEMB 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 -
MAXMAIN 25 MEMB 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 120 -
MINMAIN 22 MEMB 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 120 -
TRACK 2 MEMB 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 120 -
DESIGN BEAM 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 -
END CONCRETE DESIGN
FINISH
1.3. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN
1.3.1. Nội dung của phương pháp phần tử hữu hạn.
 Phương pháp phần tử hữu hạn là một phương pháp rất hay để xây dựng các
chương trình tính toán kết cấu dựa trên việc thiết lập và giải các phương trình
đại số phức tạp với ẩn số là chuyển vò tại nút của các phần tử. quá trình giải
một bài toán có thể thực hiện theo các bước sau :






Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 1-3
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005

Rời rạc hóa kết cấu:
 kết cấu được chia nhỏ thành các phần tử gọi là qúa trình rời rạc hóa kết cấu. độ
chính xác của bài toán càng cao khi điểm chia của kết cấu càng nhỏ.
Lập ma trận độ cứng [K]i cho các phần tử :
 Dựa vào đặc trưng hình học của tiết diện ta tính được E, F, J, Yc của từng phần tử.
Dựa vào điều kiện liên kết của phần tử xác đònh được kiểu phần tử
Lập ma trận [R]i cho từng phần tử trong hệ tọa độ đòa phương
 Xác đònh [Rg]i, [Rp]i

 [R]i = [Rg] + [Rp]
Trong đó [R]i - vectơ tải của một phần tử i
[Rg]i, [Rp]i - vectơ tải do tónh tải và hoạt tải.
Phương trình cân bằng trong hệ tọa độ đòa phương.

[R]i = [K]i + [q]i
[q]i - véc tơ chuyển vò nút của phần tử thứ i
[K]i - ma trận độ cứng của phần tử i
[q]i - ma trận chuyển vò nút của phần tử i
Phương trình cân bằng trong hệ tọa độ chung.

Lập [T]i -> [T]
T
 Tìm [R']i=[T]T*[R]I, [K']i=[T]Ti*[K]i*[T]i
 Tìm [q']i=[K']i*[q]I, [R']i=[K']i*[q']i
Lập phương trình cân bằng của toàn hệ trong hệ tọa độ chung
• Gộp ma trận [K], khử suy biến
• [R'] → [R'], [K'] → [K'], [q'] → [q']
Đưa vào điều kiện biên.
• [K'] → [K']* , [q'] → [q']*
Giải hệ phương trình tìm q* của toàn hệ
• [q*]=[K*]-2*[R*]
Dựa vào chuyển vò, ta sẽ tìm được nội lực của toàn hệ





Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 1-4
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005


1.4. Những khái niệm cơ bản
1.4.1. Các cách vào dữ liệu:
• Dạng Text: Bạn dùng một phần mềm soạn thảo văn bản bất kỳ (như Notepad,
Word) hoặc sử dụng môđun STAAD - Editor trong nhóm các ứng dụng của hệ
chương trình STAAD để chuẩn bò File số liệu có phần mở rộng là. STD.
• Dạng Graphics : Nhập trực tiếp trong môi trường đồ họa, nhiều công cụ mạnh.
Những kết cấu quá phức tạp có thể dùng CAD để vẽ sau đó nhập vào mô hình.

1.4.2. Các dạng kết cấu trong STAAD.Pro
Trong STAAD.Pro có các loại bài toán sau:
• Space: Kết cấu không gian chòu tải trọng bất kỳ.
• Plane: Kết cấu phẳng trong mặt phẳng X-Y (hệ tọa độ tổng thể) chòu tải trọng
trong mặt phẳng.
• Truss: Kết cấu dàn phẳng hoặc không gian - nội lực trong phần tử chỉ gồm lực
dọc.
• Floor: Kết cấu phẳng (2 chiều) hoặc không gian (3 chiều), không có tải trọng
ngang hoặc không có các tải trọng gây ra chuyển vò ngang (chuyển vò theo
phương các trục X, Z của hệ tọa độ tổng thể). Kết cấu khung đỡ sàn không có
tải trọng ngang là dạng kết cấu Floor điển hình. Nếu kết cấu có tải trọng
ngang thì bạn phải mô hình chúng dưới dạng Space.
1.4.3. Đơn vò Unit Systems
STAAD.Pro sử dụng nhiều loại đơn vò khác nhau, số liệu vào cho một bài toán có thể ở
nhiều hệ đơn vò khác nhau.
• Đơn vò của góc đưa vào phải là độ (chuyển vò cưỡng bức gối tựa).
• Kết quả chuyển vò xoay tại nút (đưa ra) là Radian.
1.4.3. Hệ tọa độ
Kết cấu được hình thành bởi các phần tử riêng biệt như dầm, cột, sàn Để xác đònh một
kết cấu thì phải:
• Xác đònh các điểm hay nút

• Xác đònh phần tử nối qua các nút đó.
Hệ tọa độ tổng thể :
Hệ tọa độ tổng thể là hệ tọa độ bất kỳ trong không gian, được dùng để mô tả sơ đồ
kết cấu. Thông thường thì hệ tọa độ có trục Z là hướng lên nhưng STAAD.Pro qua đònh
trục hướng lên là trục Y, bạn nên tuân theo quy đònh này.
• Hệ trực giao - Cartersian (X, Y, Z): gồm 3 trục tuân theo quy tắc tam thuận.
Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 1-5
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005

• HƯ täa ®é cùc - Cylindrical (R,
Φ
, Z): R,
Φ
n»m trong mỈt ph¼ng XY

• HƯ täa ®é cùc ng−ỵc (R, Φ, Y): R, Φ n»m trong mỈt ph¼ng XZ

• Hệ tọa độ đòa phương:
Mỗi một đối tượng trong STAAD.Pro đều có một hệ tọa độ đòa phương, hệ tọa độ này
gán vào phần tử, được dùng để mô tả các đặc trưng hình học, các kích thước tiết
diện của cấu kiện (với phần tử thanh), bề dày (với phần tử tấm) và một số dạng tải
trọng. Kết quả nội lực phần tử được đưa ra luôn gắn với hệ tọa độ đòa phương.
Chú ý:
Trong phân tích kết cấu, bạn bắt buộc phải đưa vào giá trò E, còn trọng lượng riêng
sẽ được sử dụng khi có kể tới trọng lượng bản thân
Hệ số POISS được dùng để xác đònh mô đun trượt (Shear Modulus) G theo công thức:
G = 0.5 x E/(1 + POISS)
Nếu bạn không đưa vào hệ số POISS (poiss =0) thì G sẽ được lấy = 0.5 E.
1.4.5. Các loại liên kết


• Fixed: Ngàm cứng theo các phương của hệ tọa độ tổng thể.
• Pined: Khớp cố đònh, ngăn cản các chuyển vò thẳng trong không gian theo các
trục của hệ tọa độ tổng thể.
• Fixed But: Liên kết bất kì bằng cách ngăn cản một số trong các chuyển vò
thẳng hay xoay theo các trục của hệ tọa độ tổng thể.
• Spring: Liên kết đàn hồi với các hệ số độ cứng đàn hồi do người sử dụng đònh
nghóa.
Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 1-6
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005

• Inclined (fixed or spring): Liên kết nghiêng theo một phương do người sử dụng
xác đònh.
• Foundation: Kết hợp đồng thời sự làm việc của hệ kết cấu bên trên và móng
phía dưới. Nền đất phía dưới được mô tả như gối tựa đàn hồi.
1.4.6. Các loại tải trọng khác:
STAAD.Pro còn cho phép bạn xác đònh được các loại tải trọng sau:
• Tải trọng nút (Joint Load): bao gồm mômen và lực tập trung
• Tải trọng trên thanh member (Selfweight): trọng lượng bản thân kết cấu, tải trọng
này được tính dựa vào vật liệu mà đối tượng sử dụng.
• Chuyển vò cưỡng bức gối tựa (Support Displacement Load): bao gồm chuyển vò
thẳng và chuyển vò xoay. Đối với chuyển vò thì nhập đơn vò dài, chuyển vò xoay
phải nhập bằng độ (Degree)
• Area Load: là khả năng mạnh của STAAD.Pro, khả năng này cho phép bạn
dồn tải trọng bản sàn về cho các dầm. Chương trình sẽ tự động tính toán diện
chòu tải cho từng dầm và dồn cho các dầm một
Cách phù hợp theo nguyên tắc sau
- Tải trọng quy về khung (dầm) phân bố tuyến tính.
- Diện chòu tải của một dầm lấy bằng 1/2 khoảng cách tới dầm gần nhất có phương
song song (cả 2 bên). Nếu khoảng cách này lớn hơn chiều dài dầm đang xét thì tải
trọng sẽ không dồn vào dầm đang xét.

- Tải trọng này sẽ không dồn cho các phần tử thanh thuộc loại cable, truss hoặc
tension only.
Ví dụ: sự dồn tải area load, tải trên diện tích là 0.1
Quan sát hình dưới, sự phân bố tải được chương trình làm như sau
Phần tử 1 nhận được tải tuyến tính một đầu là 0.3 đầu kia là 0.2
Phần tử 2 và 4 nhận tải phân bố đều giá trò là 0.5 trên toàn bộ chiều dài
Phần tử 3 nhận tải trọng tuyến tính một đầu 0.45 và đầu kia là 0.55
Phần tử 5 nhận tải phân bố đều giá trò 0.25
Phần tử 6 đến 13 không nhận tải vì khoảng cách của nó đến phần tử gần nhất cùng
phương lớn hơn chiều dài của nó
Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 1-7
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005

123
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
z
x

• Tải trọng bản sàn (Floor Load): Qui tải trọng trên bản sàn về phân bố trên dầm
theo nguyên tắc phân tải hình thang và tam giác (bản kê 4 cạnh).


Trong trường hợp sàn đi qua nhiều phần tử thì mỗi phần tử sẽ nhận một phần tải hình
thang hoặc phân bố. Với những sàn là hình đa giác bất kì thì sự phân bố tải như sau

Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 1-8
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005

1.4.7. Một số loại tải trọng tự sinh trong chương trình
STAAD.Pro cung cấp cho bạn khả năng tự sinh tải trọng di động và tải trọng gió và tải trọng
động đất. (theo Uniform Building Code – UBC và IS 1893 code).
Wind Load Generator – tự sinh tải trọng gió: STAAD có một lựa chọn cho phép bạn
xác đònh trọng tải gió một cách tự động, căn cứ vào một vài số liệu ban đầu như cường độ
gió (indensities) và hướng gió (exposure). Cường độ gió có thể được xác đònh khác nhau
theo chiều cao tầng (theo tiêu chuẩn).


Moving Load Generator – tự sinh tảI trọng di động:
Tự động xác đònh tải trọng di động (đònh nghóa các tải trọng tập trung và tải trọng vệt) hoặc
chọn từ các tải trọng làn xe tiêu chuẩn của AASHTO (American Association of State
Highway and Transportation Officials). Trọng tải này là tập hợp các trọng tải tập trung,
khoảng cách giữa chúng là hằng,.
UBS seismic Load Generator – tự sinh tải trọng động đất:
Lấy theo qui phạm của Mỹ UBC -Uniform Building Code.Theo tiêu chuẩn này tác dụng động
đất được qui thành các lực tập trung tại các nút theo các phương trình X, Z của hệ tọa độ
tổng thể, hướng của trục Y luôn luôn là hướng trọng lực. Các lực nút này phụ thuộc vào lực
ngang nền (Base Shear) hay tổng chấn động ngang (total seismic lateral fore). Lực ngang
nền hay tổng chấn động ngang được tự động tính
toán theo UBC (1985 hay 1994), tùy theo từng trường
hợp cụ thể mà cần phải xác đònh các hệ số tầm quan
trọng, hệ số miền chấn động Sau đó lực ngang nền
sẽ được phân phối thành các tải trọng nút tại các

tầng khác nhau
1.5. CÁC PHẦN TỬ TRONG STAAD.PRO
1.5.1. Phần Tử Thanh (Member)
1.5.1.1. Trục Đòa Phương
Phần tử thanh được xác đònh bởi 2 nút i, j; Trục đòa phương x đi từ nút đầu i tới nút cuối j của
phần tử; Các trục đòa phương y, z nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục x và trùng với 2
trục quán tính chính của tiết diện phần tử thanh. Xác đònh trục y, z thông qua quy tắc bàn
tay phải
Quy tắc bàn tay phải:
Trục x đi từ cổ tay đến ngón tay trỏ
Trục y nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục x, theo hướng chỉ của ngón tay cái
Trục z xác đi xuyên vào lòng bàn tay.
1.5.1.2. Quan hệ giữa hệ tọa độ đòa phương và hệ tọa độ tổng thể .
Ta biết rằng khi nhập tải cho phần tử thanh thì bạn có thể nhập trong hệ tọa độ đòa phương
hay hệ tọa độ tổng thể. Tuy nhiên mọi kết quả nội lực ở cuối phần tử đều được đưa ra trong
hệ tọa độ đòa phương. Quan hệ giữa hai hệ tọa độ này được thông qua một tham số góc
beta.
Tham số góc beta
Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 1-9
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005

Khi trục đòa phương x song song với trục tổng thể Y (như trường hợp cột), góc Beta là góc
mà trục đòa phương z phải quay xung quanh trục đòa phương x tới vò trí cùng chiều với hướng
dương của trục tổng thể Z.
Khi trục đòa phương x không song song với trục tổng thể Y, góc beta là góc mà hệ tọa độ đòa
phương phải quay xung quanh trục đòa phương x tới vò trí sao cho trục đòa phương z phải
song song với mặt phẳng X-Z và trục đòa phương y cùng chiều với hướng dương của trục
tổng thể Y.

1.5.1.3. Nội lực phần tử thanh:

Đối với phần tử thanh khi làm việc không gian, mỗi đầu phần tử có 6 bậc tự do tương
ứng với 6 chuyển vò (3 chuyển vò thẳng, 3 chuyển vò xoay ứng với hệ tọa độ tổng thể).
Các thành phần nội lực ở mỗi đầu phần tử là
• My, Mz - Mômen uốn quanh 2 trục đòa phương y, z
• Mx (T) - Mômen xoắn quanh trục thanh.
• Fy, Fz (V)- Lực cắt theo 2 phương y, z lần lượt
• Fx, (P) - Lực dọc


Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 1-10
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005

Lưu ý : trong chương trình mômen sẽ vẽ theo 2 mũi tên chứ không phải cong như quy
đònh của ta
1.5.1.4. Đặc trưng hình học của phần tử thanh (Member)
Các đặc trưng hình học của tiết diện được tính dựa vào hình dạng cụ thể của từng loại
tiết diện, các tiết diện đó có thể tạo theo các cách
• PRISMATIC: phần tử thanh có tiết diện đều
• Lấy tiết diện từ thư viện thép có trong thư viện (các bảng thép của 15 nước)
• Lấy thép từ thư viện thép người dùng
• TAPERED: phần tử thanh có tiết diện thay đổi (phi lăng trụ)
• Nhập vào từ chương trình SectionWiward
Các đặc trưng hình học mà chương trình dùng để tính toán là

AX
Diện tích mặt cắt ngang.
AY, AZ
Diện tích chòu cắt theo trục y, z của hệ tọa độ đòa phương
Ix
Mô men quán tính độc cực ( chống xoắn).

IY, IZ
Mô men quán tính chống uốn quanh trục đòa phương y, z.
YD
Chiều cao của tiết diện chữ nhật hay chữ T hay hình thang Kích
thước theo phương trục y của hệ tọa độ đòa phương.
ZD
Chiều rộng của tiết diện chữ nhật hay chiều rộng bản cánh của tiết
diện chữ T hay chiều rộng cạnh đáy lớn của tiết diện hình thang -
kích thước theo phương trục z của hệ tọa độ đòa phương
ZB
Bề dày bản bụng của tiết diện chữ T hay chiều rộng cạnh đáy của
tiết diện hình thang.

1.5.1.5. Tải trọng thanh (Member Load)
Tải trọng có thể xác đònh theo hệ tọa độ tổng thể hoặc hệ tọa độ đòa phương. Khi nhập bạn
có thể nhập theo hệ tọa độ tổng thể hay hệ tọa độ đòa phương.
• Concentrated Load : Tải trọng tập trung trên phần tử thanh (Lực và mô men).
• Uniform Load: Tải trọng phân bố đều trên phần tử thanh (Lực và mô men).
• Trapezoidal Load: Tải trọng lực phân bố dạng hình thang hoặc tam giác trên 1 đoạn
hoặc cả chiều dài phần tử thanh (Trong đó có dạng áp lực thủy tónh phẳng).






Thửùc Haứnh Tớnh Keỏt Caỏu Coõng Trỡnh STAAD.PRO 4 Trang 1-11
Nguyen Van Doan â2005 7/19/2005



II/ Các dạng phần tử thanh đặc biệt
Có rất nhiều điều kiện làm việc khác nhau của phần tử thanh, khi chúng trở nên đặc biệt ngời ta
xác định điều kiện làm việc cho chúng nh các phần tử cáp, kéo hay nén thuần túy
1/ Phần tử thanh dạng cáp - Cable
Đây là dạng phần tử thanh có ứng suất ban đầu, độ cứng của phần tử đợc xác định từ thành
phần độ cứng do độ dãn đàn hồi khi chịu tải (K
dh
) và thành phần độ cứng do có sự thay đổi sơ đồ
hình học (K
hh
) (Thành phần này phụ thuộc ứng suất ban đầu). Độ cứng của phần tử thanh dạng
cable :

K =
dhhh
KK /1/1
1
+


2/ Phần tử thanh chịu kéo hay nén thuần túy (Tension or Compression Only)
Để phân tích những kết cấu chỉ chịu lực dọc trục, nh phần tử dàn có hai cách để xác định chúng
đó là chịu kéo hay nén thuần túy. Khi làm cần phải khai báo chúng trong dòng lệnh (TRUSS)
Tension Only: đây là dạng phần tử thanh chỉ có ứng suất kéo. Nếu trong phần tử tồn tại ứng suất
nén thì độ cứng của phần tử không đợc đa vào ma trận độ cứng của hệ.
Compression only: đây là dạng phần tử thanh chỉ có ứng suất nén. Nếu trong phần tử tồn tại ứng
suất kéo thì độ cứng của phần tử không đợc đa vào ma trận cứng của hệ.
3/ Phần tử thanh loại dàn (Truss)
Trong phần tử chỉ có ứng suất dọc trục (kéo hoặc nén), không kể đến biến dạng cắt, biến dạng
uốn và biến dạng xoắn.

III/ Phần tử tấm vỏ (Plate/Safece Element)
1/ Khái niệm chung
Phần tử tấm, vỏ có hình dạng tam giác hay tứ giác. Phần tử tấm
(Element) dùng để mô hình hóa bản sàn, lõi thang máy, vách cứng trong
nhà cao tầng, bể chứa Trong một kết cấu có thể gồm các phần tử thanh
và các phần tử tấm. Khi các nút của phần tử tứ giác không đông phẳng
bạn nên dùng 2 phần tử tam giác. bề dầy của tấm tại các nút có thể khác
nhau (đây là khả năng rất mạnh mà các chơng trình khác không có
đợc)
Mộ số lu ý khi mô hình hóa
Khi gán các nút của phần tử, nên đi theo chu vi phần tử (Có thể ngợc hay xuôi chiều kim
đồng hồ).
Tỷ lệ các cạnh của phần tử nên ít hơn 4:1.
Góc giữa 2 cạnh kề nhau trong phần tử không đợc lớn hơn 180 độ, tốt nhất là từ 45
o
-135
o

Thửùc Haứnh Tớnh Keỏt Caỏu Coõng Trỡnh STAAD.PRO 4 Trang 1-12
Nguyen Van Doan â2005 7/19/2005


2/ Hệ tọa độ địa phơng của phần tử tấm/vỏ.
Hệ tọa độ địa phơng luôn luôn có trục z vuông góc với mặt phẳng của phần tử. Trục x, y
nằm trong mặt phẳng của phần tử. Để xác định các trục địa phơng x, y bạn làm nh sau :
Xác định các trung điểm M, N, O, P của các cạnh IJ, JK, KL, LI
Véc tơ PN xác định trục xi (trong phần tử tam giác x xác định bởi véc tơ ON, véctơ này luôn
song song với cạnh IJ).
Trục địa phơng z là tích của 2 véc tơ PN và MO (trong phần tử tam giác z là tích của 2 véc
tơ ON và MK) z = PN x MO.

Trục địa phơng y là tích của 2 véc tơ z và x : y = Z x X, các bạn quan sát hình dới.

3/ Tải trọng phần tử
Mạnh hơn hẳn các chơng trình khác về khả năng đặt tải trên phần tử tấm vỏ, trong STAAD.Pro
tải trọng có thể trên phần tử tấm xác định theo hệ tọa độ tổng thể hoặc hệ tọa độ địa phơng. Tải
trọng trên tấm có thể toàn bộ hay một phần của tấm. Các loại tải trọng đó là:

Tải trọng nút trong hệ tọa độ tổng thể.
Tải trọng tập trung tại một điểm nằm trong phần tử theo hệ tọa độ địa phơng hay tổng thể
(Vị trí của điểm do ngời sử dụng xác định).
áp lực phân bố đều hoặc biến thiên tuyến tính theo một trong 2 phơng (x hoặc y) trên toàn
bộ phần tử hoặc trên một phần của phần tử theo hệ tọa độ địa phơng hay tổng thể (áp lực
thủy tĩnh hoặc áp lực đất là những ví dụ điển hình biến thiên tuyến tính một phơng).
Thửùc Haứnh Tớnh Keỏt Caỏu Coõng Trỡnh STAAD.PRO 4 Trang 1-13
Nguyen Van Doan â2005 7/19/2005

Tác dụng nhiệt độ: Sự tăng giảm hoặc khác nhau giữa mặt trên và mặt dới của phần tử,
khi nhiệt độ môi trờng thay đổi bạn cũng có thể tính đợc nội lực do nó gây ra.

4/ Kết quả nội lực của phần tử tấm/vỏ:
Kết quả nội lực có thể đa ra tại các vị trí :
Tại tâm của phần tử.
Tại các nút góc của phần tử.
Tại điểm nào đó nằm trong phần tử do ngời sử dụng xác định.

Các giá trị nội lực hay ứng suất ( tơng ứng với hệ tọa độ địa phơng) bao gồm :
Qx, Qy : ứng suất cắt (lực/1 đơn vị dài/ 1 đơn vị dầy).
Fx, Fy, Fxy : ứng suất màng (lực/1 đơn vị dài/1 đơn vị dầy).
Mx, My, Mxy : Mô men uốn trên đơn vị chiều dài (mô men/1 đơn vị dài).
Smax, Smin : ứng suất chính (Lực/một đơn vị diện tích).

Tmax : ứng suất cắt lớn nhất (Lực/một đơn vị diện tích).
Góc xoay của mặt phẳng chính ANGLE (độ).

5/ Một số chú ý với phần tử tấm/vỏ

Nếu trong hệ kết cấu tồn tại cả phần tử tấm/vỏ và phần tử thanh thì phần khai báo
về phần tử thanh phải đặt trớc trong file số liệu.
Trọng lợng bản thân của phần tử tấm/vỏ đợc dồn thành tải trọng nút chứ không
phải áp lực bề mặt trên phần tử.
Nội lực phần tử đợc đa ra tại các đờng tim, trục chứ không phải tại các cạnh.
Ngoài các kết quả ứng suất đã trình bày ở trên, chơng trình còn in ra các ứng suất
Von mises tại mặt trên và mặt dới của phần tử
Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 2-1
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005

Bài 1: DẦM LIÊN TỤC.

1- Vật liệu:
1.1 . bêtông M
#
250
Trọng lượng riêng: 2.5 T/m
3
Mun đàn hồi: E= 2.1E6 T/m
2
Hệ số poisson: 0.2
1.2. Cốt thép AII – 2700 kG/cm
2

2- Tiết diện:

Dầm D25x60 cm
3- Tải trọng:
3.1. Tónh tải
- Trọng lượng bản thân cấu kiện
- Tónh tải từ sàn:
1.3 T/m
6 6 6
6
6

3.2. Hoạt tải
- Cách cách nhòp, liền nhòp
0.8 T/m
0.8 T/m
0.8 T/m
0.8 T/m
0.8 T/m
0.8 T/m
0.8 T/m
0.8 T/m 0.8 T/m
66 66 6
6
6 66 6
6
6
66
6
66 66 6




Bài giải:

Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 2-2
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005
1. Bước 1: Tạo mô hình
• Click → File\New File\New → xuất
hiện hộp thoại New, Chọn đơn vò
Ton-m, tên File → Next.
• Trong hộp thoại Where do you
want to go? → Đánh dấu chọn
Open Structure Wizard → Finish
• Trong Model Models chọn Frame
Models→ Double Click hình biểu
tượng dầm liên tục “continuous
Beam”.
















• Gõ vào các thông số trong hộp thoại Select Parameters → Apply

- Model Name: tên bài toán
- Length: chiều dài nhòp
- No. of bay along length:
Số nhòp



• Click → Edit \ Add/Paste Model in STAAD.Pro → Yes → OK
• Click → “View From +Z” để đưa kết cấu về màn hình phẳng.
• Click → “Symbols and Labels “ để hiển thò số thứ tự nút→ Đánh dấu ô
BeamNumbers (B)→ Apply→ OK
Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 2-3
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005
// Xem lại kích thước phần tử
" Click →
“Dimension” xuất hiện hộp
thoại→ đánh dấu Display→ Display→ Close
" Để tắt kích thước làm lại như trên và đánh
dấu Remove → Remove → Close.
2. Bước 2: Gán điều kiện biên
2.1. Gồi cố đònh
• Click → “Support Page” → Create để Chọn liên kết gối cố đònh
• Tab Pinned. → Add (khai báo liên kết gối tưa cố đònh)
• Chọn Liên kết ngàm → Click → “Nodes Cursor” dùng “cửa sổ windows” quét
chọn nút 1→ Assign → Yes
2.1. Gối di động:
• Click → Create để Chọn liên kết gối di động.

• Tab Fixed But → đánh dấu vào Mz (khai báo liên kết gối di động) → Add
• Click → “Nodes Cursor” dùng “cửa sổ windows” quét chọn nút 2, 3, 4, 5→
Assign → Yes (chọn Esc để thoát khỏi chế độ gán điều kiện biên)
3. Bước 3: Đònh nghóa đặc trưng mặt cắt tiết diện.
• Click → “Property Page” → hộp
thoại Properties–Whole Structure →
Chọn Define → Hộp thoại Property →
Chọn trang Rectangule
• Khai báo tiết diện dầm → Add→
Close
• Gán tiết diện lên phần tử: chọn tiết
diện đã khai báo → A
ssign tiết diện
đã khai báo lên phần tử





Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 2-4
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005
Bước 4: Đònh nghóa và gán tải trọng lên kết cấu
4.1. Tónh tải:
Ae5lick →
“Load Page” xuất hiện hộp thoại
Loads – Whole Structure → Chọn New load…→ xuất hiện hộp thoại Create New Load
• Hộp thoại Create New Load nhập vào tên tải trọng → OK

• Khai báo tải trọng bản thân:
Hộp thoại Loads – Whole Structure chọn selfWeight… → Chọn selfWeight Load

xuất hiện → gõ hệ số Factor -1(Y)→ Assign
• Khai báo tải trọng phân bố đều:
Hộp thoại Loads – Whole Structure →
Chọn Member… → Hộp thoại Beam Loads
xuất hiện, trang tab Uniform Force → gõ
vào giá trò W1→ Add,





4.2. Hoạt tải:
• Thực hiện tương tự như trường hợp tónh tải
Lưu ý: có thể thực hiện việc nhập tải trọng từ trong text





Số Thứ Tư Tải Tron
g
Tên tải
Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 4 Trang 2-5
Nguyen Van Doan ©2005 7/19/2005

5. Bước 5: Đònh nghóa các tổ hợp tải trọng
Tên tổ hợp TINH TAI HOAT TAI 1 HOAT TAI 2
HOAT TAI 3
HOAT TAI 4
TO HOP 1 1.1*TINH TAI 1.3* HOAT TAI 1

TO HOP 2 1.1*TINH TAI 1.3* HOAT TAI 2
TO HOP 3 1.1*TINH TAI 1.3*HOAT TAI 3
TO HOP 4 1.1*TINH TAI 1.3*HOAT TAI 4

• Click → “Load Page” → chọn nút
• Chọn New trang hộp
thoại Define
Combinations
• Tổ hợp bao nội lực:
Click → Command \ Post-
Analysis Print
\ Force Envelope …→ Gõ
vào số tiết diện 2


9. Bước 9: phân tích và giải kết cấu
• Click→ Commands\Analysis\Perform Analysis → đánh dấu chọn No Print→ OK
• Click→Analyze\Run Analysis… Xem kết quả: Click→ “STAAD Output”


Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 2003 VietCAD

32.2
3.3
3.3
6.0
15.2
D25x60
C1
C1

D25x60
5.8
3.6
4.41.2
D25X50
D25X50 D25X50
C2C2
D25X50
C2C2
3.3
C1
C1
C3
C3
C1
D25x60
D25x60
C3
D25x60
C3
D25x60
3.3
C4C4C3
D25X50
D25X50
C4 C4
D25X50
C2C2
D25X50
C3

3.3
C1
D25X50
D25X50
C4 C4
D25X50
D25X50
C4C4
C3
3.3
C3
C3
D25x60
C3
D25x60
D25x60
3.3
D25X50
D25X50 D25X50
C4C4
D25X50
C4C4
3.3
C3
C3
D25X50 D25X50D25X50
A B DC
-Bài 1: Tính khung phẳng Bêtông cốt thép



1- Vật liệu:
1.1 . bêtông M
#
250
Trọng lượng riêng: 2.5 T/m
3
Mun đàn hồi: E= 2.65E6 T/m
2
Hệ số poisson: 0.2
1.2. Cốt thép AII – 2700 kG/cm
2

2- Tiết diện:
Dầm console: D25x50 cm
C1: 40x50 cm, C2: 40x60 cm
C3: 40x40 cm, C4: 40x50 cm
3- Tải trọng:
3.1. Tónh tải

- Trọng lượng bản thân cấu kiện
- Trọng lượng tường dày 200 cao 3m:
g
tc
= 1.1 T/m
- Tónh tải từ sàn:
3.2. Hoạt tải
- Cách tầng cách nhòp.











Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 2003 VietCAD

0.18
0.21
0.23
0.240.32
0.30
0.28
0.24
0.370.49
32.2
3.3
3.3
32.2
6.25
3.98
6.85
4.58
4.72
6.25
3.3
6.85
4.4

15.2
6.0
1.2
4.72
4.58
6.25
1.41.12
1.41.12
5.8
3.6
1.2
6.25
3.98
3.3
1.26
1.26
6.85
6.85
6.85
6.85
4.72
4.72
4.58
6.25
1.41.12
6.25
1.4
4.58
1.12
4.72

4.72
6.25
1.4
4.58
1.12
6.25
1.4
4.58
1.12
3.3
6.25
3.98
3.3
1.26
6.25
1.26
3.98
3.3
6.25
1.26
3.98
6.25
1.26
3.98
3.3
6.0
15.2
5.8
3.6
4.4

1.2
1.2
3.3
3.3
3.3
3.3
5.96
6.85
6.85
1.62 1.75
4.72
4.72
1.12 1.4
6.25
1.4
4.58
1.12
6.25
4.58
3.49
5.97
1.26
3.3
1.26
3.3
6.25
1.26
3.98
6.25
3.98

3.67
2.84
3.3
3.3
2.0 0.4 2.0
2.0 2.02.0
A B C D
A DCB

TĨNH TẢI HOẠT TẢI GIÓ TRÁI
0.64
3.3
0.96
0.93 0.72
0.71
0.64
0.98
0.8
0.52
0.52
3.3
0.96
0.72
0.96
0.93
0.71
0.72
0.64
0.98
0.8

3.3
0.96
0.72
0.52
0.52
0.98
3.3
32.2
3.3
32.2
3.6
15.2
6.0
15.2
0.98
0.98
0.96
0.93 0.72
0.71
0.96 0.98
3.3
5.8
4.4
1.2
3.6
1.2
0.93 0.72
0.71
0.64
0.8

0.52
0.52
3.3
0.72
6.0
1.2
4.4
0.8
0.98
0.980.96
2.02.0 2.0
2.02.0 2.0
2.0 2.00.4
0.98
0.36
3.3
0.96
0.93
0.8
0.71
0.72
0.64
0.98
3.3
0.72
0.52
0.52
0.96
0.52
3.3

5.8
1.2
0.96
3.3
0.72
3.3
0.96
3.3
0.72
0.52
0.52
0.72
0.52
0.52
0.52
3.3
0.52
0.52
0.96
0.72
0.8
0.98
0.96 0.98
0.72
0.71
0.93
0.64
0.8
0.98
0.980.96

0.72
0.71
0.64
0.93
0.52
0.49
0.49
0.52
0.4
0.8
0.98
0.64
0.980.96
0.98
0.71
0.93
0.48
0.48
0.52
0.36
3.3
3.3
0.96
A CB C D A B D

HOẠT TẢI CÁCH NHỊP CÁCH TẦNG LẺ HOẠT TẢI CÁCH NHỊP CÁCH TẦNG CHẲN

Bài giải:
Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 2003 VietCAD


1. Bước 1: Tạo mô hình
 Click  File\New File\New 
xuất hiện hộp thoại New, Chọn
đơn vò Ton-m, tên File  Next.
 Trong hộp thoại Where do you
want to go?  Đánh dấu chọn
Open Structure Wizard 
Finish
 Trong Model Models chọn
Frame Models Double Click
hình biểu tượng khung “Bay
Frame”.



 Gõ vào các thông số
trong hộp thoại
 Click  để thay
đổi bề rộng nhòp 
sửa lại các thông số.





Tên bài toán
Số nhòp theo chiều dài
Số tầng
Chiều dài các nhòp
Chiều cao các tầng

Số nhòp theo chiều rộng
Chiều rộng kết cấu
Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 2003 VietCAD


 Click  Edit \ Add/Paste Model in STAAD.Pro  Yes  OK
 Click  “View From +Z” để đưa kết cấu về màn hình phẳng.
 Click  “Symbols and Labels “ để hiển thò số thứ tự nút Đánh dấu ô
BeamNumbers (B) Apply OK
 Dùng cửa sổ màn hình chọn dãy cột đầu tiên  ấn Delete để có các console
// Xem lại kích thước phần tử
 Click  “Dimension” xuất hiện hộp
thoại đánh dấu Display Display Close
 Để tắt kích thước làm lại như trên và đánh dấu
Remove  Remove  Close.
2. Bước 2: Gán điều kiện biên
 Click  “Support Page”  Create  chọn liên kết ngàm chân cột
 Tab Fixed  Add. (khai báo liên kết ngàm)
 Chọn Liên kết ngàm  Click  “Nodes Cursor” dùng “cửa sổ windows” quét chọn
các nút ở chân cột Assign  Yes
 Gán liên kết ngàm vào các nút chân cột.
3. Bước 3: Đònh nghóa đặc trưng mặt cắt tiết diện
 Click  “Property Page”  hộp thoại
Properties–Whole Structure  Chọn Define 
Hộp thoại Property  Chọn trang Rectangule
 Khai báo tiết diện cột  Add Close
Chiều dài nhòp
Chiều cao tầng
Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 2003 VietCAD



 Gán tiết diện lên
phần tử: chọn tiết
diện khai báo 
Assign tiết diện đã
khai báo lên phần
tử




4. Bước 4: Chia phần tử giữa nhòp trục B, C
 Chọn phần tử cần chia  Click “Insert Node”
 Click  Geometry\Insert Node …Xuất
hiện hộp thoại
 Gõ n=1 Add n Points  OK
 Đánh dấu phần tử cột, dầm mái
 Click  ”Symbols and Labels” trang
Beams Đánh dấu vào ô Beam
Numbers(N) OK
5. Bước 5: Đònh nghóa và gán tải trọng lên kết cấu
5.1. Tónh tải:
 Click  “Load Page” xuất hiện hộp thoại
Loads – Whole Structure  Chọn New load… xuất hiện hộp
thoại Create New Load  đánh dấu New Primary Load  OK
 Hộp thoại New Primary Load nhập vào tên tải trọng  OK






Số Thứ Tự Tải Trọng
Tên tải
Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 2003 VietCAD

 Khai báo tải trọng bản thân: hộp thoại Loads – Whole Structure chọn selfWeight… 
hộp thoại selfWeight Load xuất hiện  gõ hệ số Factor -1 Assign
 Khai báo tải trọng nút:
hộp thoại Loads – Whole Structure Chọn Nodal  hộp thoại Node Load xuất hiện 
gõ vào giá trò Fy Add, thực hiện tương tự cho các nút khác.
 Khai báo tải trọng hình thang:
1.4 T/m
=
d
1
=2 m
6
2 2 2
d
2
=2 m
(d
1
=0)
1.4 T/m
1.4 T/m
d
2
=4 m
+


- Trong hộp thoại Loads – Whole Structure chọn Member…  hộp thoại Beam Loads
xuất hiện

i) Đoạn tải trọng phân bố đều :
tab
Uniform Force gõ vào các thông số
vào.







ii) Đoạn tải trọng tam giác: hộp thoại Beam Loads  tab Trapezoidal gõ vào các thông
số, phần tải tam giác sau tương tự

Thực Hành Tính Kết Cấu Công Trình STAAD.PRO 2003 VietCAD



 Khai báo tải trọng tam giác:
Hộp thoại Beam Loads  tab Linear Varying  đánh dấu chọn W3  gõ vào thông số
giá trò của tải tam giác.










×