Bài toán dầm sử dụng phần tử thanh

BÀI GIẢNG
Sap 2000
---------------

Biên soạn:

KS. Đặng Tuấn Phong
Bộ môn: KCCT
Trường ĐH Thủy Lợi

BÀI TOÁN DẦM (BEAM)


1. MỘT SỐ BÀI TOÁN DẦM

BÀI GIẢNG SAP 2000

Dầm đơn,
công xôn


BÀI GIẢNG SAP 2000

1. MỘT SỐ BÀI TOÁN DẦM

Cửa van


1. MỘT SỐ BÀI TOÁN DẦM

BÀI GIẢNG SAP 2000

Dầm cầu

Bài toán cơ học kết cấu


2. TRÌNH TỰ THỰC HIỆN

BÀI GIẢNG SAP 2000

*Bài toán dầm sử dụng phần tử thanh (Frame)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Thiết lập sơ đồ hình học
Khai báo vật liệu, tiết diện, gán
Gán tải trọng cho phần tử của từng trường hợp tải trọng
Tổ hợp tải trọng
Gán điều kiện biên
Kiểm tra mô hình
Chạy chương trình
Xem kết qủa

BÀI GIẢNG SAP 2000

3. THIẾT LẬP MÔ HÌNH TÍNH TOÁN
3.1.Thiết lập sơ đồ hình
học
3.1.1.Từ thư viện mẫu
Các mô hình Grid
Only, Beam.
* Grid Only: Dùng khi cần
giải bài toán dầm có
kích thước nhịp không đều
* Beam: Giải bài toán
dầm có kích thước các nhịp
đều nhau.

*Chú ý: chọn hệ đơn vị kN,m,C


3. THIẾT LẬP MÔ HÌNH TÍNH TOÁN

BÀI GIẢNG SAP 2000

3.1.2. Từ hệ lưới phụ trợ
Tạo lưới
Chỉnh sửa lưới
*Khi chọn Grid Only

Tọa độ Đề Các

Tọa độ cầu

3. THIẾT LẬP MÔ HÌNH TÍNH TOÁN

BÀI GIẢNG SAP 2000

Các thông số tạo lưới:
1: Số đường lưới theo phương trục X (số đoạn dầm)
2: Số đường lưới theo phương trục Y
3: Số đường lưới theo phương trục Z
*Chú ý: dùng số nguyên dương >=1
4: Khoảng cách giữa các đường lưới theo trục X
5: Khoảng cách giữa các đường lưới theo trục Y
6: Khoảng cách giữa các đường lưới theo trục Z
7: Gốc tọa độ ban đầu (X=?)
8: Gốc tọa độ ban đầu (Y=?)
9: Gốc tọa độ ban đầu (Z=?)


3. THIẾT LẬP MÔ HÌNH TÍNH TOÁN

BÀI GIẢNG SAP 2000

Hiệu chỉnh lưới theo yêu cầu bài toán:

1: Chọn hệ thống tọa độ
cần chỉnh sửa
2: Vào giao diện chỉnh
sửa hệ tọa độ

3. THIẾT LẬP MÔ HÌNH TÍNH TOÁN

BÀI GIẢNG SAP 2000

Hiệu chỉnh lưới theo yêu cầu bài toán:
1: Tọa độ các đường lưới
theo trục X
2: Tọa độ các đường lưới
theo trục Y
3: Tọa độ các đường lưới
theo trục Z
*Bấm đúp vào để chỉnh sửa
tọa độ đường lưới.
4: Ẩn tất cả các đường lưới
5: Kích cỡ của nhãn của
đường lưới (GridID)


3. THIẾT LẬP MÔ HÌNH TÍNH TOÁN

BÀI GIẢNG SAP 2000

3.1.3 Xây dựng mô hình hình học (Draw)
Dùng công cụ vẽ phần tử thanh (frame) vì bài toán
dầm là bài toán liên quan đến phần tử thanh
1: Vẽ phần tử thanh bằng cách chọn nút đầu i và
nút cuối j
*Click trái để chọn nút i ,j click phải để ngừng
2: Vẽ nhanh phần tử thanh bằng cách chọn đường

lưới nằm giữa 2 nút i-j
3: Tên tiết diện sẽ sử dụng cho phần tử thanh
sắp vẽ. (Sẽ định nghĩa và gán ở phần sau)

*Mách nhỏ: Khi chúng ta vẽ sai thì có thể click chọn vào phần tử sai rồi
bấm phím Delete để xóa. Vẽ xong mô hình chúng ta click chuột vào nút
‘Set Select Mode’ để thoát khổi chế độ vẽ.


4. KHAI BÁO VẬT LIỆU
Các loại vật liệu sau khi được định nghĩa sẽ được gán
vào các tiết diện, các tiết diện sẽ được gán cho các
phần tử.

BÀI GIẢNG SAP 2000

Cách làm:
Menu Define > Materials

* Show Advanced Properties: hiện hộp thoại tùy chỉnh cao cấp cho
vật liệu


4. KHAI BÁO VẬT LIỆU

BÀI GIẢNG SAP 2000

Hộp thoại tùy chỉnh thông số vật liệu :
Material Name and Display Color:
Tên vật liệu và màu hiển thị

Material Type:
Loại vật liệu (thép, bê tông …)
Material Notes:
Những chú thích ( ghi chú tùy thích)
Weight per Unit Volume:
Trọng lượng thể tích (kN/m3…)
Mass per Unit Volume:
Khối lượng thể tích (kg/m3…) dùng
Cho kết cấu phân tích dao động.
Units:
Chọn hệ thống đơn vị cho vật liệu


4. KHAI BÁO VẬT LIỆU
Hộp thoại tùy chỉnh thông số vật liệu :

BÀI GIẢNG SAP 2000

Modulus of Elasticity, E:
Mô đun đàn hồi vật liệu
Poisson’s Ratio, U:
Hệ số Poisson.
Coefficient of Thermal Expansion, A:

Hệ số giãn nở vì nhiệt, dùng cho
kết cấu chịu tác dụng của nhiệt độ.
Shear Module, G:
Hệ số Mô đun đàn hồi trượt,
do chương trình tự tính .
Specified Concrete Compressive Strength, f’c

Cường độ chịu nén của bê tông


4. KHAI BÁO VẬT LIỆU

BÀI GIẢNG SAP 2000

Hộp thoại tùy chỉnh thông số vật liệu :
Minimum Yield Stress, Fy:
Cường độ chảy dẻo
Minimum Tensile Stress, Fu:
Cường độ chịu kéo
Effective Yield Stress, Fye:
Cường độ chảy dẻo hiệu quả
Effective Tensile Stress, Fue:
Cường độ chịu kéo hiệu quả.
Switch to Advanced properties Display
Chuyển sang hộp thoại tùy chỉnh
cao cấp.


4. KHAI BÁO VẬT LIỆU

BÀI GIẢNG SAP 2000

Bảng thông số sử dụng theo TCVN


5. KHAI BÁO TIẾT DIỆN

BÀI GIẢNG SAP 2000

Tiết diện được định nghĩa sau khi các loại vật liệu
dùng cho kết cấu đã được định nghĩa.

Add new Property:
Tạo mới 1 loại tiết diện
Modify/Show Property
Chỉnh sửa tiết diện có sẵn
trong khung bên trái


5. KHAI BÁO TIẾT DIỆN

BÀI GIẢNG SAP 2000

*.Định nghĩa tiết diện cho phần tử thanh (Frame):
Sau khi chọn Add New để tạo 1 tiết diện mới:
1: Chọn loại vật liệu của
tiết diện
2: những mẫu tiết diện có
sẵn tương ứng với loại
vật liệu đã chọn
*Khi cần tạo tiết diện
thay đổi theo chiều dài dầm
thì chọn loại tiết diện là
Other
Concrete:Bê tông
Steel: Thép…

5. KHAI BÁO TIẾT DIỆN

BÀI GIẢNG SAP 2000

*.Định nghĩa tiết diện cho phần tử thanh (Frame):


5. KHAI BÁO TIẾT DIỆN

BÀI GIẢNG SAP 2000

*.Định nghĩa tiết diện cho phần tử thanh (Frame):
1: Tên tiết diện
2: Chiều cao (Dầm)
3: Chiều rộng (Dầm)
4: Vật liệu (chọn loại vật liệu đã khai báo từ trước)
5: Loại tiết diện thiết kế sẽ là cột
6: Loại tiết diện thiết kế sẽ là dầm
7: Khoảng cách từ mép bê tông tới trọng tâm cốt thép


6. GÁN TIẾT DIỆN
(Gán các đặc trưng hình học của tiết diện cho phần tử)

BÀI GIẢNG SAP 2000

• Chọn phần tử thanh cần gán (dầm)
*Phần tử nào được chọn
sẽ chuyển sang dạng nét đứt

Assign>Frame>Frame sections


6. GÁN TIẾT DIỆN
(Gán các đặc trưng hình học của tiết diện cho phần tử)

BÀI GIẢNG SAP 2000

• Chọn loại tiết diện đã khai báo và bấm OK là xong


7. KHAI BÁO TẢI TRỌNG
Một kết cấu có thể chịu nhiều trường hợp tải trọng
khác nhau, các trường hợp tải trọng lại được tổ hợp
trong các tổ hợp tải trọng.

BÀI GIẢNG SAP 2000

a. Khai báo các trường hợp tải trọng tĩnh:
Menu Define > Load Patterns…


7. KHAI BÁO TẢI TRỌNG

BÀI GIẢNG SAP 2000

Load Pattern Name: Tên trường hợp tải trọng.
Type: Loại tải trọng.
Self Weight Multiplier: Hệ số nhân tải trọng bản thân.

* Chú ý: Khi hệ số nhân tải trọng bằng 0 thì trường hợp tải trọng đó
không tính đến tải trọng bản thân công trình.


BÀI GIẢNG SAP 2000

8. GÁN TẢI TRỌNG
Chọn dầm cần gán (dầm nào được chọn sẽ chuyển sang dạng nét
đứt)
Menu Assign > Frame Loads > …
Point: Gán tải tập trung
Distributed: Gán tải
phân bố
Ngoài ra còn có tải trọng
do nhiệt độ
(Temperature)