Ví dụ phân tích thiết kế kết cấu bằng phần mềm Sap 2000

I H C À N NG
TR
NG
I H C BÁCH KHOA
KHOA XÂY D NG C U
NG
------------------------------------GV.THS. NGUY N LAN

VÍ D PHÂN TÍCH VÀ THI T K
K T C U B NG CH
NG TRÌNH
SAP 2000 V11 & SAP200 V12

à n ng, 2008
Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-1/34


VÍ D 01 :

Tính n i l c d m c u đúc h ng giai
đo n khai thác

- S K t c u nh p: 50+70+50 m
- Chi u cao d m t i g i : ~ 70/18= 3.8m
- Chi u cao g i t i gi a nh p : ~70/30 = 2.3m
- Chi u dày s n d m 40 cm, b n n p 30cm, b n đáy 50cm.
- T nh t i ph n hai (lan can, tay v n, m t c u) DC2=25 KN/m.

1.

Kh i đ ng SAP2000 v11: B m đôi bi u t

2.
3.

Ch n đ n v L c-chi u dài- nhi t đ :
Ch n l nh File\New Model , ch n bi u t

ng ch

ng trình

ng d m liên t c

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-2/34


4. Gõ s nh p 3, chi u dài nh p 70 vào h p tho i, b m ch n Use Custom Grid and Locate
Origin, b m nút Edit grid hi n h p tho i hi u ch nh l i.

5. Ch nh s a các đ ng l i đ đ c s đ d m liên t c 50+70+50 (m). T o thêm đi m
nút t i v trí h p long nh p biên và nh p gi a đ mô hình hóa ph n t có đ c ng thay
đ i theo chi u dài.

- Dùng l nh File/Insert trong h p tho i define grid data đ chèn thêm dòng.
- T o thêm các đ ng l i theo tr c x,y,z nh k t qu h p tho i sau.
- B m nút OK hai l n đ thoát h p tho i.
- B m nút X bên ph i c a s 3D view đ đóng c a s 3D.
Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-3/34


Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-4/34


6. Xóa b các liên k t th a c a d m
-

B
B
B
B

m ch n các nút có liên k t th a t i v trí h p long (nút 2,4,5).
m l nh Assign menu > Joint > Restraints
m nút ch m b các liên k t.
m OK thoát h p tho i.

7. Khai báo v t li u cho mô hình
-

B m l nh Define menu > Materials, Hi n h p tho i
B m ti p nút Add New Materials , hi n h p tho i
S a ô Material name thành BT, ch n ô Material type là Concrete (bê tông).
Gõ vào các ô giá tr đ c tính v t li u bê tông M400 nh h p tho i sau

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-5/34


8. Khai báo m t c t d m h p thành xiên.
- Khai báo m t c t t i g i d ng h p thành xiên s d ng ch ng trình Section Designer
đi kèm theo SAP2000:
+ Vào l nh Define menu > Frame Sections, hi n h p tho i, b m nút Add New Property
+ B m ch n bi u t ng section designer hi n h p tho i SD section data
+ Gõ vào ô section name tên m t c t là MCGOI
+ Ch n v t li u c s cho m t c t là BT
+ B m ch n nút section designer đ vào ch ng trình đ nh ngh a và ch nh s a m t c t c a
CSI tên là CSISD. ây là m t ch ng trình con đi theo b SAP2000 dùng đ t o và tính
toán đ c trung các lo i m t c t b t k , ch ng trình còn có kh n ng v các bi u đ ng
su t m t c t, v bi u đ đ ng cong t ng tác P-M-M c a m t c t c t BTCT.

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-6/34


8.1- Thi t k m t c t d ng b t k b ng ch
designer c a CSI.

ng trình Section

- Màn hình đ h a c a CSISD c ng bao g m các ph n chính: Vùng th hi n mô hình trên c
s h l i, menu Bar, Thanh công c , nút l nh, h t a đ , ô đ n v .

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-7/34


-

B m Ch n đ n v ton-m.
B m l nh Option> Preference… Thi t l p các tham s c a h l
d ng và các kích th c m t c t.

-

B m ch n nút
đ v đ ng bao ngoài c a m t c t h p xiên. Rê chu t b m vào các

nút l i đ v đ ng bao ngoài nh m t đa giác khép kín. K t thúc v đ ng biên
b m phím enter.

-

B m nút
, sau đó b m chu t vào đa giác đ vào ch đ s a l i hình cho đúng kích
th c chi ti t.
S d ng l nh phóng to, thu nh , b t dính, chia l i m t đ l i và b m chu t vào các
đi m góc đã đ c đánh d u c a đ ng biên đa giác, rê th các đi m góc đ hi u ch nh
kích th c biên ngoài cho phù h p v i kích th c chi ti t đã cho.

-

B m nút

-

B
th
S
đi
hi

-

, dùng chu t v đ

i cho phù h p v i

ng biên bên trong c a h p.

, sau đó b m chu t vào đa giác đ vào ch đ s a l i hình cho đúng kích
m nút
c chi ti t c a biên trong.
d ng l nh phóng to, thu nh , b t dính, chia l i m t đ l i và b m chu t vào các
m góc đã đ c đánh d u c a đ ng biên đa giác bên trong, rê th các đi m góc đ
u ch nh kích th c biên ngoài cho phù h p v i kích th c chi ti t đã cho.

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-8/34


(

ng biên ngoài khi ch a hi u ch nh )

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-9/34


(

(

ng biên trong khi ch a hi u ch nh)

ng biên trong đã hi u ch nh và gán đ c tính OPENING)

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-10/34


- Sau khi hi u ch nh xong đ ng biên trong ( đa giác 2), b m nút l nh
ch n đa giác
2, b m nút ph i hi n h p tho i shape properties, b m ch n ô material là OPENING
t o l cho ti t di n h p.
-

-

B m nút l nh
hi n h p tho i properties th hi n các đ c tr ng hình h c m t c t
trong h to đ riêng (2-3).
B m nút done k t thúc v m t c t h p t i g i (MCGOI).
B m nút ti p nút OK đ thoát h p tho i SD section data k t thúc đ nh ngh a m t c t
ngang t i g i.
Trong h p tho i Frame properties, b m ch n nhãn MCGOI, b m nút Add Copy of
properties, hi n l i h p tho i SD section data.
Gõ tên MCGIUA vào ô section name.
B m nút Section Designer kh i đ ng ch ng trình thi t k m t c t CSISD.

Vào l i l nh Options menu > Preference thi t l p l i các thông s v l i nh c .
S d ng nút l nh reshaper
và k thu t b m các đi m góc và kéo th đ ch nh đa
giác trong và ngoài c a m t c t h p MCGOI thành MCGIUA. Ví d này ta ch c n
thay đ i chi u cao toàn b m t c t t 4m còn 2.5m.
Sau khi ch nh s a xong b m nút Done, b m OK hai l n đ thoát các h p tho i đ nh
ngh a m t c t h p.

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-11/34


Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-12/34


8.2- nh ngh a m t c t có đ c ng thay đ i theo chi u dài tr c thanh( M t c t không
ph i d ng l ng tr ).
V i m c đích phân tích s b
ví d này, ta t o m t c t không ph i d ng l ng tr đ gán
cho các đo n d m có đ c ng thay đ i theo chi u dài. Ta t o hai m t c t d ng tên GIUA_GOI
và m t c t tên GOI_GIUA đ gán cho các ph n t có đ c ng thay đ i sau này.
- Vào l nh Define menu > Frame Sections
- B m nút Add New Property, ch n nhãn Other, B m ti p nút Nonprismatic hi n h p

tho i Nonprismatic Section Definition.
- Gõ tên m t c t GIUA_GOI , ch n m t c t đ u (start section), m t c t cu i (end
section) và các thông s khác nh h p tho i sau.

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-13/34


-

B m OK thoat h p tho i Nonprismatic Section Definition.
B m nút Add copy of Property
Ch n các thông s trong h p tho i Nonprismatic Section Definition nh sau.

-

B m nút OK 3 l n thoát các h p tho i.

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-14/34


9. Gán m t c t cho các ph n t :
đ b t s hi u ph n t và h tr c t a đ đ a ph

-

B m nút

-

Ch n ph n t s 1 và s 6 ( đo n h p long).

-

Vào l nhk Assign menu > Frame > Frame Sections, b m ch n nhãn MCGIUA, b m
OK đ gán m t c t.
Ch n ph n t s 2 và s 4.

-

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

ng.

Nguy n Lan

-15/34


-

Vào l nhk Assign menu > Frame > Frame Sections, b m ch n nhãn GIUA_GOI,
b m OK đ gán m t c t.

Ch n ph n t s 3 và s 5.
Vào l nhk Assign menu > Frame > Frame Sections, b m ch n nhãn GOI_GIUA,
b m OK đ gán m t c t.

10. nh ngh a các tr ng h p t i tr ng t nh:
- Vào l nh Define menu > Load Cases hi n h p tho i.

- B m Load name DC1 , nh p ô Self Weight Multipiler (h s t i b n thân) 1 b m nút
Add New Load đ đ nh ngh a tr ng h p t i b n thân cho máy t tính theo dung tr ng và
kích th c các ph n t đã khai báo.
- B m Load name DC2 , nh p ô Self Weight Multipiler (h s t i b n thân) 0 b m nút
Add New Load đ đ nh ngh a tr ng h p t i t nh giai đo n 2 , không k t i tr ng b n thân
d m vào tr ng h p t i này.
nh ngh a các tr ng h p t i tr ng di đ ng:
đ nh ngh a m t tr ng h p t i tr ng di đ ng và khai thác các đ ng nh h ng trong
SAP2000 V11 ph i đ nh ngh a đ y đ các b c sau: nh ngh a làn xe (lane), đ nh ngh a
xe (Vehicle), đ nh ngh a l p xe (Vehicle class), và xác đ nh các đáp ng phân tích c u
c n thi t (Bridge Response).
a- nh ngh a làn xe: B m l nh Define menu > Bridge Loads > Lanes
11.

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-16/34


- B m nút : Add New Lane Defined From Frames , hi n h p tho i xác đ nh các d li u
cho làn xe.

Xác đ nh làn xe có hai cách:
Cách 1: Khai báo vào ô Frame l n l t tên các ph n t mà lane d a vào, đ l ch tâm
t ng ng (Centerline offset), b r ng làn (lane width).
Cách 2: Ch n các ph n t Frame r i gán vào làn đã khai báo.
ví d này ta làm theo cách 2.
- B m nút OK 2 l n , thoát hai h p tho i.
- B m ch n các ph n t frame.
- Vào l nh Assign > Frame > Lane , b m OK thoát h p tho i gán làn.
b- nh ngh a xe :
SAP2000 cho phép khai báo r t nhi u đoàn xe tiêu chu n nh HS20, HL93,... và các đoàn
xe t ng quát. Mô hình đoàn xe t ng quát có th đ c ng d ng đ mô ph ng h u h t các
đoàn xe tiêu chu n trong các qui trình thi t k c u c a nhi u n c k c đoàn xe
H13,H18,H30 c a tiêu chu n Vi t Nam c 22TCN 18-79. Tiêu chu n 22TCN 272-05
dùng đoàn xe HL93 phù h p v i đoàn xe tiêu chu n trong SAP2000.
Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-17/34


- Vào l nh Define menu > Bridge Loads > Vehicles , hi n h p tho i

- B m nút Add Vihicle..., hi n h p tho i

Ch n lo i xe HL-93M ( T i tr ng làn và xe hai tr c), b m OK.
- B m l i nút Add Vihicle..., hi n h p tho i

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-18/34


Ch n HL -93K ( T i tr ng làn + xe 3 tr c).
B m nút OK thoát l nh đ nh ngh a xe.
c- nh ngh a l p xe:
L p xe là t h p c a nhi u đoàn xe. Tuy nhiên đ đ n gi n m i đoàn xe ta gán cho m t
l p xe.
Vào l nh Define menu > Bridge Loads > Vehicle Classes, hi n h p tho i

B m nút Add New Class..., xác đ nh các thông s nh h p tho i sau, b m OK.

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-19/34


B m nút Add New Class..., xác đ nh các thông s nh h p tho i sau, b m OK.

d- Ch n các đáp ng c n phân tích cho tr ng h p t i di d ng
B m l nh Bridge menu > Bridge Responses, hi n h p tho i

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-20/34


Chú ý: N u ch n càng nhi u lo i đap ng thì th i gian phân tích tr
s càng lâu.
12. Gán giá tr t i cho các tr

ng h p t i di đ ng

ng h p t i t nh.

- B m ch n các ph n t
- Vào l nh Assign menu > Frame Loads > Distributed , hi n h p tho i. Xác đ nh các
thông tin nh h p tho i sau đ gán t i phân b DC2=25 KN/m.

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-21/34


B m OK s hi n th s đ t i tr ng DC2.
13. nh ngh a các tr ng h p t i phân tích.
Vào l nh Define menu > Analysis Cases

B m nút Add New Case... xác đ nh các tham s cho tr

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

ng h p DC1 nh h p tho i sau

Nguy n Lan

-22/34


B m OK thoát.
B m nút Add New Case... xác đ nh các tham s cho tr

ng h p DC2 nh h p tho i sau

B m OK thoát.
B m nút Add New Case... , hi n h p tho i . Ch n nhãn Moving Load đ đ nh ngh a
tr ng h p t i di đ ng.
Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-23/34


Xác đ nh các tham s cho tr

ng t i di đ ng HL93M nh h p tho i sau:

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-24/34


B m OK đ thoát.
T

14.

ng t đ nh ngh a các thông s cho tr

ng h p t i di đ ng HL93K nh h p tho i sau:

nh ngh a các t h p t i tr ng:

Vào l nh Define menu > Combinations , hi n h p tho i

Ví d phân tích và thi t k k t c u b ng SAP2000

Nguy n Lan

-25/34