Hướng dẫn sử dụng SAP - Chương 2

BAèI GIANG HD Sặ DUNG PM SAP2000 CHặNG II


GV-LặU VN CAM
Trang

9
CAO ểNG NG Aẽ

CHNG II
NHNG NH NGHA C S
************************
I. H TRC TA (Coordinate System)
1. H trc ta ủ tng th (Global Coordinate System).
L h ta ủ vuụng gúc 3 chiu v tuõn theo qui tc bn tay phi (ngún cỏi l
trc X, ngún tr l trc Y, ngún gia l trc Z).
Thụng thng trc Z hng lờn trờn. Ta cú th thay th trc hng lờn l trc
X, Y bng cỏch vo Options\3D View Up Direction\X(Y) (chc nng ny thng
ủc dựng khi chuyn mụ hỡnh kt cu ủc to t AutoCAD sang).
H trc ta ủ tng th l duy nht trong mt bi toỏn phõn tớch kt cu.
2. H trc ta ủ ph (Altermater Coordinate System).
L h ta ủ vuụng gúc 3 chiu v tuõn theo qui tc bn tay phi.
H trc ta ủ cú th do ta ủnh ngha (Options\Set Coordinate) hoc cú
ủc khi ta thờm mt kt cu ph t nhng mu kt cu (Add to Model From
Template).
V trớ v phng ca nú ủc xỏc ủnh theo trc ta ủ tng th.
i vi kt cu m h trc ta ủ tng (HTTTT) ủi kốm thờm mt s h
trc ta ủ ph (HTTP) thỡ mun chuyn s lm vic t HTTTT sang
HTTP hoc ngc li thỡ vo Options\Set Coordinate.
Mun tt hoc hin th h trc ta ủ ta vo View\Show Axes.
3. H trc ta ủ ủa phng (Local Coordinate System).

3.1 Vi nỳt:
Cỏc trc ca h ta ủ ủa phng ủc ủỏnh s th t l 1, 2, 3. Vi mu
sc qui c: 1-ủ, 2-trng, 3-xanh.
H trc ta ủ ủa phng ca nỳt 123 thng cú phng ging h trc tng
th XYZ (tng ng 1-X, 2-Y, 3-Z),tuõn theo qui tc bn tay phi (ngún cỏi l trc
1, ngún tr l trc 2, ngún gia l trc 3) v ta cú th thay ủi phng ca trc ny.
Ngoi vic dựng ủ ủnh ngha bc t do (Degrees of freedom), liờn kt
(Restrains), ủc tớnh (Properties), lc tỏc dng (Load) ti nỳt v lm rừ kt qu
ta ủ nỳt (Joint output) thỡ h trc ta ủ ủa phng ca nỳt cũn dựng cho cỏc
trng hp:
+ To liờn kt nghiờng (Skewed Restraints).
+ To liờn kt rng buc ủng chuyn v nỳt (Constraints).
+ To trc lm vic cho khi tp trung (Joints mass)
+ Xỏc ủnh rừ rng thnh phn theo trc ta ủ ca kt qu chuyn v v lc ti
nỳt ủc xut ra (Joints displacement and force output).
BAÌI GIAÍNG HD SÆÍ DUÛNG PM SAP2000 CHÆÅNG II


GV-LÆU VÀN CAM
Trang

10
CAO ÂÀÓNG ÂÄNG AÏ

• ðể hiển thị hệ trục tọa ñộ ñịa phương của nút ta vào View\Set Element, kích
chọn Local Axes ở Joints. ðể tắt sự hiển thị ta vào lại ñể kích bỏ sự chọn.
3.2 Với phần tử Frame.
• Trục tọa ñộ phần tử Frame dùng ñể gán lực tác dụng, tải nhiệt ñộ, kết quả
xuất nội lực.
• Các trục

của hệ tọa ñộ
ñịa phương
ñược ñánh số
thứ tự là 1, 2, 3.
Với màu sắc
quy ước: 1-ñỏ,
2-trắng, 3-
xanh.
• Trục 1
nằm dọc theo
chiều dài của
phần tử (từ nút i
ñến nút j), trục
2, 3 ñược xác
ñịnh tùy thuộc
vào mối quan hệ giữa trục 1 và trục Z:
+ Mặt phẳng ñịa phương 1-2 luôn thẳng ñứng (song song với trục Z).
+ Khi phần tử nằm ngang thì trục 2 hướng lên (+Z). Khi phần tử thẳng ñứng thì
trục 2 nằm ngang theo hướng +X.
+ Trục 3 luôn nằm ngang (song song mặt phẳng X-Y).
• ðể xác ñịnh tư thế làm việc của phần tử Frame còn có góc tọa ñộ
(Coordinate angle). ðó là góc quay của trục 2, 3 quanh trục 1. Giá trị góc quay
tuân theo quy tắc vặn nút chai (chiều tiến nút chai là chiều trục 1, chiều quay của
nút chai là chiều dương của trục 2, 3 quay quanh trục 1).
• ðể hiển thị hệ trục tọa ñộ ñịa phương của phần tử Frame ta vào View\Set
Element, kích chọn Local Axes ở Frames. ðể tắt ta làm ngược lại.
• Thay ñổi tọa ñộ của phần tử (tư thế làm việc) ta vào Assign\Frame\Local
Axes.
3.3 Với phần tử Shell.
• Trục tọa ñộ phần tử Shell dùng ñể gán lực tác dụng, tải nhiệt ñộ, kết quả xuất

nội lực.
• Các trục của hệ tọa ñộ ñịa phương ñược ñánh số thứ tự là 1, 2, 3. Màu sắc
quy ước: 1-ñỏ, 2-trắng, 3-xanh.
Hệ trục tọa ñộ ñịa phương của phần tử Frame
X
Y
Z
Trục 2
Trục 3
Trục 1
ðiểm j
ðiểm i
Mặt phẳng 1-2
Mặt phẳng 1-3
BAÌI GIAÍNG HD SÆÍ DUÛNG PM SAP2000 CHÆÅNG II


GV-LÆU VÀN CAM
Trang

11
CAO ÂÀÓNG ÂÄNG AÏ

• Hệ tọa ñộ ñịa phương của phần tử Shell có trục 1, 2 nằm trong mặt phẳng
phần tử còn trục 3 nằm vuông góc với mặt phẳng phần tử.
• Chiều
dương của
trục 3 ñược
xác ñịnh
theo quy tắc

“vặn nút
chai” (quay
nút chai theo
chiều từ nút
1 sang 2
sang 3 thì
chiều tiến là
chiều của trục 3).
• Hướng mặc ñịnh của trục 1 và 2 ñược xác ñịnh bởi mối quan hệ giữa trục 3
và trục tổng thể Z như sau:
+ Mẳng phẳng 2-3 hướng thẳng ñứng (song song với trục Z).
+ Khi phần tử Shell hướng thẳng ñứng thì trục 2 hướng lên (hướng trục Z), khi
phần tử Shell nằm ngang thì trục 2 nằm ngang theo hướng Y.
+ Trục 1 nằm ngang (song song mặt phăng X-Y).
• Góc tọa ñộ của phần tử Shell (Coordinate Angle) dùng ñể ñịnh hướng phần
tử so với hướng mặc ñịnh bên trên, là góc quay của 1 và 2 quanh trục 3 so với
hướng mặc ñịnh. Sự quay này tuân theo quy tắc vặn nút chai (chiều tiến nút chai là
chiều trục 3 thì chiều quay nút chai là chiều quay dương của trục 1 và 2).
• ðể hiển thị hệ trục tọa ñộ ñịa phương của phần tử tấm vỏ ta vào View\Set
Element, kích chọn Local Axes ở Shells. ðể tắt sự hiển thị ta vào lại ñể kích bỏ sự
chọn ñó.
ðể xoay góc tọa ñộ của phần tử Shell ta vào Assign\Shell\Local Axes.
II. TỌA ðỘ MỘT ðIỂM (Joint Coordinates).
1. Hệ tọa ñộ vuông góc.
Tọa ñộ của một ñiểm trong hệ tọa
ñộ vuông góc ñược ñịnh nghĩa:
M(x,y,z).

Hệ trục tọa ñộ ñịa phương của phần tử Shell
X
Y
Z
Z
3
2
3
2
1
1
Khi phần tử Shell ñứng
Khi ph
ần tử Shell ngang
Hệ trục tọa ñộ vuông góc
X
Y
Z
z
x
y
M
BAÌI GIAÍNG HD SÆÍ DUÛNG PM SAP2000 CHÆÅNG II


GV-LÆU VÀN CAM
Trang

12
CAO ÂÀÓNG ÂÄNG AÏ

Hệ lưới hình lăng trụ Hệ lưới hình trụ
2. Hệ tọa ñộ trụ.
Tọa ñộ của một ñiểm trong hệ tọa ñộ trụ ñươc ñịnh nghĩa: M(z,r,ϕ
ϕϕ
ϕ).
3.Tọa ñộ cầu.
Tọa ñộ của một ñiểm trong hệ tọa ñộ cầu ñươc ñịnh nghĩa: M(r,ϕ
ϕϕ
ϕ,θ
θθ
θ).
III. HỆ LƯỚI (Grid System).
• Là hệ khung dây hình lăng trụ và hình trụ.
• Nhiệm vụ của hệ lưới là giúp ta xác ñịnh chính xác vị trí của nút, phần tử,
giúp ta tạo thêm nút, phần tử một cách nhanh chóng và chính xác.

Hệ trục tọa ñộ trụ
Y
Z
z
j
r
M
X
Hệ trục tọa ñộ cầu
X
Y
Z
j
r
M
q
BAÌI GIAÍNG HD SÆÍ DUÛNG PM SAP2000 CHÆÅNG II


GV-LÆU VÀN CAM
Trang

13
CAO ÂÀÓNG ÂÄNG AÏ

• ðể tắt hay mở chế ñộ hiển thị hệ lưới ta vào View\Show Grid (hoặc F7).
• ðể hiệu chỉnh ñường lưới (thêm ñường lưới hay thay ñổi kích thước) ta vào
Draw\ Edit Grid (hoặc Shift+F7).

IV. LIÊN KẾT (Restraints).
• Một nút trong liên kết có 6 thành
phần chuyển vị gồm: 3 chuyển vị tịnh
tiến theo 3 trục ñịa phương: U1, U2, U3
và 3 chuyển vị xoay quanh 3 trục ñịa
phương là R1, R2, R3. Những thành
phần chuyển vị này còn gọi là bậc tự do
của nút.


• Bậc tự do của nút trong các dạng
kết cấu khác nhau. (xem bảng)
LOẠI PHẦN TỬ Các thành phần chuyển vị
UX UY UZ RX RY RZ
Khung dầm phẳng (mặt phẳng X - Y)
0 0 1 1 1 0
Khung dầm phẳng (mặt phẳng Y - Z)
1 0 0 0 1 1
Khung dầm phẳng (mặt phẳng Z - X)
0 1 0 1 0 1
Khung dầm không gian
0 0 0 0 0 0
Hệ dầm giao nhau

1 1 0 0 0 1
Tấm vỏ
0 0 0 0 0 0
Trong ñó: 0_thành phần chuyển vị tự do.
1_thành phần chuyển vị bị khống chế.
• Việc khống chế các bậc tự do này còn ñược gọi là liên kết.

6 bậc tự do của nút
U1
R1
R2
U2
U3
R3
Các dạng liên kết
Ngàm
Kh
ớp
c
ố ñịnh
Kh
ớp
di
ñộng
Kh
ớp
di
ñộng
Kh
ớp

c
ố ñịnh
Ngàm