TÍNH TOÁN KẾT CẤU BẰNG SAP 2000

Tr−êng ®¹i häc thuû lîi
Khoa c«ng tr×nh
Bé m«n kÕt cÊu c«ng tr×nh
=======

TÝnh to¸n kÕt cÊu b»ng
SAP2000


PhÇn I

KiÕn thøc c¬ bản


Bi 1 : Mở đầu các qui ớc cơ bn

I.

Giới thiêu:
- SAP 2000 (Structural Analysis Program) ra đời vào nm
1998 H Avenue Mỹ.
- Các phiên bn của SAP 2000 :
- SAP 2000 dựa vào các phần tử mẫu nh: pt thanh, pt vỏ...
để mô t các dạng kết cấu.
- SAP 2000 tiến hành phân tích kết cấu dựa theo phơng
pháp PTHH.


- Khả năng cña SAP2000:
* TÝnh to¸n x¸c ®Þnh øng suÊt – néi lùc cña kÕt cÊu.
* ThiÕt kÕ KCBTCT, KÕt cÊu thÐp theo c¸c tiªu chuÈn:

BS, ACI, AASHTO, EUROCODE, NZS.
- C¸c File dữ liÖu:
*.SDB : file dữ liÖu chÝnh.
*.S2k: file dữ liÖu d−íi d¹ng text.
*.OUT, *.TXT : file dữ liÖu chøa c¸c kÕt quả ®−îc xuÊt ra.


II. Giao diÖn:
- HÖ thèng menu (Menu bar):
- HÖ thèng thanh c«ng cô ( Tool bar) :
- C¸c cöa sæ hiÓn thÞ: cã thÓ hiÓn thÞ tõ 1÷4 cöa sæ cïng mét lóc.
- Thanh tr¹ng th¸i + hép ®¬n vÞ chuÈn:


III. Trinh tự gii bài toán bằng SAP2000:
1. Xác định hệ đơn vị.
2. Xây dựng các mô hinh kết cấu.
3. định nghĩa và gán các thuộc tính cho đối tợng:
Vật liệu - Tiết diện - điều kiện biên - Ti trọng - Tổ hợp ti trọng

4. Thực hiện tính toán ( chạy chơng trinh).
5. Xem, biểu diễn, xuất kết qu.


IV. C¸c qui −íc c¬ bản:
1. HÖ thèng ®¬n vÞ.
2. C¸c hÖ to¹ ®é.
- HÖ to¹ ®é tæng thÓ (Global coordinate system): OXYZ
- HÖ to¹ ®é con:
- HÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng:

* PhÇn tö thanh:
* PhÇn tö vá:
* Nót:


Trôc to¹ ®é ®Þa ph−¬ng cña phÇn tö thanh


Trôc to¹ ®é ®Þa ph−¬ng cña phÇn tö vá


3. BËc tù do cña nót (DOF – Degree Of Freedom)

U3

R3

Joint

R2

R1
U1

U2


C¸c thµnh phÇn chuyÓn vÞ

Lo¹i phÇn tö

U1

U2

U3

R1

R2

R3

Khung dÇm ph¼ng (mp X-Y)

0

0

1

1

1

0

Khung dÇm ph¼ng (mp Y-Z)

1

0

0

0

1

1

Khung dÇm ph¼ng (mp Z-X)

0

1

0

1

0

1

Khung dÇm kh«ng gian

0

0

0

0

0

0

Dµn kh«ng gian

0

0

0

1

1

1

HÖ dÇm giao nhau

1

1

0

0

0

1

TÊm vµ Vá

0

0

0

0

0

0

PhÇn tö ph¼ng (mp X-Y)

0

0

1

1

1

1

PhÇn tö ph¼ng (mp Y-Z)

1

0

0

1

1

1

PhÇn tö ph¼ng (mp Z-X)

0

1

0

1

1

1

PhÇn tö khèi

0

0

0

1

1

1

0: thµnh phÇn chuyÓn vÞ kh«ng bÞ khèng chÕ.
1: thµnh phÇn chuyÓn vÞ bÞ khèng chÕ.


V. HÖ thèng kÕt cÊu mÉu:
1. HÖ thèng l−íi to¹ ®é
- Khai b¸o hÖ l−íi trong hÖ to¹ ®é
Menu File > New Model > Grid Only
- HiÖu chØnh hÖ l−íi
Menu Define > Grids > Modify
2. C¸c lo¹i kÕt cÊu mÉu
- SAP2000 cã s½n 15 lo¹i kÕt cÊu mÉu.
Menu

File > New Model from Template


Bμi 2 : c«ng cô x©y dùng hinh häc
A. C«ng cô x©y dùng m« hinh kÕt cÊu:

1. Nót (Joint):
- VÏ nót:
Menu: Draw > Add special joint
- Xem th«ng tin vÒ nót:
Chän nót cÇn xem th«ng tin vµ click phải chuét trªn nót


2. PhÇn tö thanh (Frame):
- VÏ phÇn tö thanh:
Menu: Draw > draw frame element
Draw > quick draw frame element
- Xem th«ng tin vÒ phÇn tö thanh:
Chän phÇn tö thanh cÇn xem th«ng tin vµ click phải
chuét trªn phÇn tö ®ã.


3. PhÇn tö tÊm vá (Shell):
- VÏ phÇn tö tÊm vá:
Menu: Draw > draw quard shell element
Draw > draw rectangular shell element
Draw > quick draw shell element
- Xem th«ng tin vÒ phÇn tö tÊm vá:
Chän phÇn tö tÊm vá cÇn xem th«ng tin vµ click phải
chuét trªn phÇn tö ®ã.

B. Quan sát v biểu diễn vật thể:

1. Cửa sổ làm việc:
Ta có thể cùng lúc hiển thị từ 1ữ4 cửa sổ trên màn hinh.
Menu: Option > Windows
2. Chế độ biểu diễn và quan sát vật thể:
- Hiển thị 3D.
- Hiển thị 2D.
- Xác lập các thông số biểu diễn vật thể.
Menu: View>Set Elements... (Ctrl+E)


- Phãng to – Thu nhá – Di chuyÓn hinh ảnh

(Menu View..)


C. C«ng cô biÕn ®æi hinh häc

1. Thªm mét khèi tõ th− viÖn mÉu:
Menu: Edit > Add to Model From Template
2. Chän ®èi t−îng:
- Chän theo kiÓu cöa sæ.
- Chän theo ®−êng th¼ng c¾t qua c¸c ®èi t−îng.
- Chän theo nhãm.
* ®Ó huû chän ®èi t−îng :
Menu: Select > Deselect > ......

3. Sao chÐp, c¾t d¸n, xo¸, di chuyÓn, t¹o bản sao ®èi t−îng
Chän phÇn tö....
Menu:

Edit...

- Sao chÐp:
- C¾t d¸n:
- Xo¸ ®èi t−îng:
- Di chuyÓn ®èi t−îng:
- T¹o bản sao ®èi t−îng:


4. Chia nhá phÇn tö:
- Chia nhá phÈn tö thanh:
- Chia nhá phÇn tö tÊm vá:
5. Nèi c¸c phÇn tö thanh:
Chän c¸c phÇn tö....
Menu:

Edit > Joint Frames

6. Thay ®æi sè hiÖu ®èi t−îng:
Chän c¸c ®èi t−îng cÇn thay ®æi sè hiÖu (nót, thanh,tÊm)
Menu: Edit > Change Labels...


Bi 3 : định nghiã - gán các đặc
trng vật liệu, hinh học

1. định nghĩa loại vật liệu:
Menu: Define > Materials


2. định nghĩa tiết diện (đặc trng hinh học)
- Phần tử thanh (Frame)
Menu:

Define > Frame Sections...

- Phần tử tấm vỏ (Shell)
Menu:

Define > Shell sections > Add new section...


3. Gán tiết diện đã định nghĩa cho phần tử
- Phần tử thanh (Frame)
Chọn phần tử thanh
Menu:

Assign > Frame > Sections...

- Phần tử tấm vỏ (Shell)
Chọn phần tử tấm vỏ
Menu:

Assign > Shell > Sections...

Bi 4 : định nghiã - gán ti trọng
1. định nghĩa trờng hợp ti trọng:
- Một kết cấu có thể chịu nhiều trờng hợp ti trọng.
- Sau khi tính toán ta có thể xem kết qu nội lực theo các trờng
hợp ti trọng.
Menu: Define > Static Load Cases...


2. G¸n tải träng:
- G¸n tải träng cho phÇn tö thanh .
Chän c¸c phÇn tö thanh muèn g¸n tải träng.
Menu

Assign > Frame/Cable/Tendon Load.. >...