Kết cấu cầu thang - dàn phẳng

Trang
131
Chương 4

KẾT CẤU CẦU THANG - DÀN PHẲNG
§1 CẦU THANG DẠNG BẢN 2 VẾ & 3 VẾ

Đề bài 1:


- Sơ đồ tính: Vế 1 (nhòp 3-2m, cao tầng 1.8m)

3 2

- Vật liệu: BTCT#250 có W = 2500 kg/m
3
, E=2.65x10
9
kg/m
2
, µ = 0.2.
- Tiết diện: chữ nhật bxh = 100x12cm.
- Tải trọng: Lực phân bố đều trên bản nghiêng và bản chiếu nghỉ
Trang
132
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 1.2 (hàng 1 cột 2) Grid Only (Chỉ
tạo lưới).
Số đường lưới theo X 3
Số đường lưới theo Y 1
Số đường lưới theo Z 2
Khoảng cách lưới theo X 3
Khoảng cách lưới theo Y 1
Khoảng cách lưới theo Z 1.8
Do chiều rộng của các nhòp không bằng nhau
nên cần hiệu chỉnh khoảng cách các đường
lưới.
click vào nút vào Edit Grid … để mở hộp
thoại khai báo dữ liệu các đường lưới đònh vò.
Trang
133

Điều chỉnh dữ liệu các đường lưới theo phương X:
Grid ID Ordinate (cũ) Ordinate (sửa mới)
x1 -3

0
x2 0

3
x3 3

5
- Nhấp OK để đóng hộp thoại khai báo lưới đònh vò, lúc này trên màn hình
hiện ra sơ đồ lưới cần tạo.
-Vẽ mới 2 phần tử Frame

Draw > Draw Frame => lần lượt
click vào các điểm nút 1, 2, 3 để
vẽ bản nghiêng và bản chiếu nghỉ
cầu thang.

1.1.3 Hiệu chỉnh và gán liên kết
- Chọn nút chân cầu thang (nút 1) —> Gán liên kết gối cố đònh.
Trang
134
Assign > Joint > Restraints …

Nhấp chọn vào biểu tượng liên kết gối cố đònh (biểu tượng thứ 2 từ trái
sang).
- Chọn nút biên phải của bản chiếu nghỉ (nút 3) —> Gán liên kết gối di
động.
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 …

Trang
135

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.
1.2.2 Đặc trưng tiết diện
Define > Frame Sections…
Hộp thoại
Frame Properties
xuất hiện


Trang
136
Click vào nút tam giác bên phải
Add I/Wide Flange
để mở ra bảng liệt kê
các tiết diện có thể khai báo trong SAP2000, để khai báo tiết diện chữ nhật
chọn Add Rectangular
Sau khi click chọn
Add Rectangular
, để tạo mới một tiết diện chữ nhật thì
click vào nút Add New Property…

Sau khi click vào Add New Property … Hộp thoại Rectangular Section xuất
hiện, cần xác đònh các đặc trưng cho tiết diện cần khai báo.

Trang
137
Khai báo tiết diện chữ nhật 1x0.12m từ hộp thoại
Rectangular Section

Trong hộp thoại này cần xác đònh các thông tin:

- Section name: Tên tiết diện, S1000x120.
-
Material
: Chọn tên của vật liệu cho tiết diện đang khai báo,
CONC
.
- Depth (t3): Chiều cao tiết diện theo đơn vò là
m
, 0.12
-
Width (t2)
: Bề rộng tiết diện theo đơn vò là
m
, 1
Chọn OK để đóng hộp thoại Rectangular Section, trở về hộp thoại Frame
Properties,
chọn tiếp OK để đóng hộp thoại và hoàn tất khai báo tiết diện.
1.2.3. Gán tiết diện
* Chọn 2 phần tử Frame
Vào menu Assign > Frame/Cables/Tendons > Frame Sections…
Xuất hiện hộp thoại Frame Properties.
Chọn tên tiết diện S1000x120 để gán cho các phần tử đã chọn.
1.3. Tải trọng
1.3.1 Khai báo các trường hợp tải trọng
Define > Load Cases …

- Load name: Nhập tên của trường hợp tải trọng, TAITRONG.
- Type: Loại tải trọng, OTHER.
- Self Weight Multiplier: Hệ số nhân trọng lượng bản thân, 0.
Modify Load

: Hiệu chỉnh trường hợp tải đang chọn DEAD thành
TAITRONG.
1.3.2. Gán tải trọng
Trang
138
-
Chọn phần tử 1(bản nghiêng)-> gán tải phân bố đều q=1140kg/m.
Assign > Frame/Cable/Tendon Loads > Distributed …

Load Case Name
: (chọn trường hợp tải cần gán tải vào)
TAITRONG

Load Type and Direction: (Loại tải và hướng tác dụng)
Forces
,

Coord Sys
GLOBAL
, Direction
Gravity.

Trepezoidal Loads: (Tải phân bố đường tuyến tính trên phần tử).
Distance
0 0 0 0
Load
0 0 0 0
Uniform Load: (Tải phân bố đều) 1140.
-
Chọn phần tử 2(bản chiếu nghỉ)-> gán tải phân bố đều q =

970
kg/m.
1.3.3. Khai báo tổ hợp tải trọng
Không thực hiện vì chỉ xét 1 trường hợp tải trọng (Tónh tải + Hoạt tải)
1.4. Giải bài toán
1.4.1 Chọn bậc tự do
Trang
139
Analyze > Set Options …

Chọn vào biểu tượng khung phẳng (Plane Frame – XZ Plane).
1.4.2 Gán số mặt cắt cần xuất kết quả
Assign > Frame/Cable/Tendon > Output Stations …

Min Number Stations
: (Số mặt cắt tối thiểu) 9.
1.4.3 Lưu bài toán
File > Save as…
Chọn đường dẫn và đặt tên file.
1.4.4 Giải bài toán
Analyze > Run Analysis hoặc nhấn phím F5 hoặc nhấn nút >Run
Trang
140
Chọn
Run Now
và chờ máy chạy đến khi xuất hiện dòng
ANALYZE
COMPLETE thì quá trình giải hoàn tất, chọn OK để đóng cửa sổ giải.
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
Display > Show Forces/ Stresses > Frame/Cable …
- Axial Force: Lực dọc.
-
Shear 2-2
: Lực cắt theo phương 2.
- Moment 3-3: Mô ment uốn quanh trục 3.
So sánh kết quả
1.6 Tạo thêm sơ đồ vế 2 và sơ đồ bản consol