Tài liệu VÍ DỤ TÍNH TOÁN HỆ DẦM LIÊN TỤC BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP2000 pptx

VÍ DỤ TÍNH TỐN HỆ DẦM LIÊN TỤC BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP2000 I/ Số liệu : Tải trọng tác dụng vào dầm gồm có : * Tĩnh tải : (đã kể đến trọng lượng thân dầm) 1200 daN/m 1020 daN/m 300 daN/m (Số liệu bên kích thước tiết diện dầm : hình chữ nhật b x h) * Hoạt tải : 850 daN/m 750 daN/m 200 daN/m Yêu cầu : - Xác định nội lực hệ chịu trường hợp tải trọng (cần phân tích hoạt tải thành trường hợp để tổ hợp nội lực) - Tổ hợp nội lực vẽ biểu đồ bao nội lực II/ Các bước tiến hành : Phân tích hoạt tải thành trường hợp tác dụng riêng lẻ nhịp : Do tính chất hoạt tải thay đổi nên cần phân tích hoạt tải thành trường hợp riêng lẻ, trường hợp hoạt tải tác dụng nhịp, sau tiến hành tổ hợp để xác định giá trị lớn nhỏ nội lực (hoặc phản lực) hoạt tải gây hệ Từ số liệu hoạt tải cho ta phân tích trường hợp hoạt tải sau: * Hoạt tải : 750 daN/m * Hoạt tải : 750 daN/m * Hoạt tải : 850 daN/m * Hoạt tải : Trang 850 daN/m * Hoạt tải : 200 daN/m Lập sơ đồ hình học : - Khởi động chương trình Sap2000 - Chọn hệ đơn vị kN - m - oC : - Vào Menu File  chọn lệnh New Model Dầm liên tục Chọn hệ dầm liên tục - Khai báo số nhịp dầm chiều dài nhịp : Lúc ban đầu dầm có chiều dài nhịp nhau, sau ta hiệu chỉnh chiều dài nhịp cho số liệu thực tế Phần console ta khai báo nhịp, sau ta việc bỏ gối tựa đầu đoạn console Như lúc đầu ta khai báo hệ dầm có nhịp, chiều dài nhịp khai báo cụ thể mục Edit Grid… Trang Chọn Edit Grid Trong phần Edit Grid… ta chọn kiểu Spacing để nhập khoảng cách ô lưới 2.Nhập khoảng cách Chọn Spacing - Ta hệ dầm hình sau : Trên hình có cửa sổ để xem hệ góc nhìn khác : theo hình chiếu 3D (khơng gian) theo hình chiếu 2D (mặt phẳng XY XZ YZ) Ta vào menu Options  Windows để chọn số lượng cửa sổ hình để xem hệ theo góc độ khác (1, 2, 3, cửa sổ thể hình) Đối với hệ phẳng, để nhìn hệ cho rõ ta nên chọn số cửa sổ 1, chọn góc nhìn hình chiếu 2D - mặt phẳng XZ Các nút lệnh chọn góc nhìn Trang - Khai báo liên kết gối : Các gối hệ chưa với toán đặt : * Cần thay liên kết gối đầu phải console nút tự Để thay liên kết gối nút số nút hệ cần chọn nút nút cách rê chuột xung quanh nút muốn chọn, vào menu Assign  Joint  Restraints bấm vào biểu tượng Sau chọn nút vào menu Assign  Joint  Restraints xuất hộp thoại cho phép khai báo liên kết gối (hoặc bỏ liên kết gối) Khai báo liên kết ngăn cản chuyển vị xoay quanh trục X; Y; Z Khai báo liên kết ngăn cản chuyển vị thẳng theo phương X; Y; Z Khai báo nhanh liên kết : Ngàm; Gối cố định; Gối di động; Tự Như trên, ta chọn nút trục F vào menu Assign  Joint  Restraints, chọn  chọn để hồn thành Hệ có dạng : Như tạo xong sơ đồ tính theo yêu cầu Khai báo thuộc tính hệ : - Khai báo đặc trưng vật liệu: vào menu Define  Materials Ở tĩnh tải kể đến trọng lượng thân dầm nên xác định nội lực không cần phải khai báo đặc trưng vật liệu hệ - Khai báo hình dạng kích thước tiết diện : Theo bài: hệ dầm có loại tiết diện có tiết diện hình chữ nhật b = 0,2m ; h = 0,35m Để khai báo loại tiết diện hệ : vào menu Define  Sections Properties Frame Sections… Trang Chọn Xuất hộp thoại tiếp theo:Muốn chọn tiết diện CN bấm vào menu trải xuống chọn Concrete Sau chọn Rectangular Chọn Trang Khai báo thơng số kích thước tiết diện : 1.Đặt tên tiết diện Chiều cao 2.Nhập kích thước tiết diện Chiều rộng Ta khai báo loại tiết diện : + Loại tiết diện hình chữ nhật 0,2 x 0,35 m có thơng số : * Tên : D200x350 * Vật liệu : 4000Psi * Chiều cao : 0,35 * Chiều rộng : 0,2 Bấm để chấp nhận loại tiết diện vừa khai báo Sau khai báo hộp thoại Frame Properties xuất TD D200x350 - Khai báo trường hợp tải trọng : Để phục vụ việc tổ hợp nội lực dầm ta cần phân tích Hoạt tải thành trường hợp trình bày phần (HT1, , HT6) trường hợp Tĩnh tải Trang Như trình bày, tải trọng phần Tĩnh tải tính đến trọng lượng thân hệ, nên ta không khai báo trọng lượng thân hệ Để khai báo trường hợp tải trọng : vào menu Define  Load Patterns + Đối với trường hợp Tĩnh tải : * Tên : TinhTai * Loại : DEAD * Hệ số TLBT : Sau sửa giá trị  chọn Modify Load + Đối với trường hợp Hoạt tải 1,2,3,4,5,6 : * Tên : HT1 (hoặc 2,3,4,5) * Loại : LIVE * Hệ số TLBT : Sau sửa giá trị  chọn Add New Load Ở cần lưu ý tĩnh tải dầm kể đến nên khai báo phải để hệ số Selt Weight Multiplier = Khi tải trọng không kể đến TLBT dầm hệ số khác Kết bảng trường hợp tải trọng hình sau : - Khai báo trường hợp phân tích : Bài tốn bình thường khơng xét dao động trường hợp phân tích tương ứng với trường hợp tải trọng nên xoá trường hợp phân tích động (MODAL) để tính tốn nhanh Vào menu Define  Load Cases Trang 1.Chọn 2.Chọn - Khai báo tổ hợp tải trọng (tổ hợp nội lực) : Trong Sap2000 có loại tổ hợp : (1) Loại ADD : Cộng đại số (2) Loại ENVE : Lấy giá trị bao (3) Loại ABS : Cộng theo giá trị tuyệt đối (4) Loại SRSS : Lấy bậc hai tổng bình phương Thường sử dụng loại tổ hợp (1) (2) Để khai báo tổ hợp tải trọng : vào menu Define  Load Combinations Chọn Trang 1.Tên tổ hợp 2.Kiểu tổ hợp 4.Hệ số tổ hợp 3.Tên tải trọng tổ hợp Để khai báo tổ hợp HTBD1 tổ hợp kiểu ENVE HT1 0*TT : * Đặt tên tổ hợp : HTBD1; * Chọn kiểu tổ hợp : Envelope; * Chọn thành phần : TinhTai (hoặc DEAD); Sửa hệ số nhân : 0 bấm nút * Chọn thành phần : HT1; Sửa hệ số nhân : 1 bấm nút Chọn để chấp nhận Tiếp tục chọn để thêm vào tổ hợp HTBD2, HTBD3, HTBD4, HTBD5, HTBD6, cách tiến hành tương tự thay thành phần HT1 thành phần hoạt tải tương ứng (HT2; HT3; HT4; HT5; HT6(chọn ) Trang Chọn để thêm tổ hợp BAO * Đặt tên tổ hợp : BAO; * Chọn kiểu tổ hợp : Linear Add; * Chọn thành phần : TinhTai (hoặc DEAD) Hệ số nhân : 1 bấm nút * Chọn thành phần : HTBD1 ; Hệ số nhân : 1 bấm nút …… * Chọn thành phần : HTBD5 ; Hệ số nhân : 1 bấm nút Chọn để chấp nhận Chọn để chấp nhận Gán đặc trưng cho phần tử hệ : Nguyên tắc chung: cần chọn đối tượng trước thực lệnh gán Chọn đối tượng cách bấm chuột trực tiếp vào đối tượng rê chuột bao quanh đối tượng Gán tiết diện cho hệ : Trang 10 * Chọn dầm nhịp A-B-C-D-E-F * Thực lệnh gán vào menu AssignFrameFrame Sections… bấm vào biểu tượng 1.Chọn tiết diện cần gán 2.Chọn Gán tải trọng cho phần tử hệ : b Tải trọng phân bố : Chọn thanh, vào menu Assign  Frame Loads  Distributed bấm vào biểu tượng Trang 11 Chọn trường hợp tải trọng cần gán Khai báo phương lực Khai báo chiều lực Khai báo tải trọng phân bố không Khai báo tải trọng phân bố Áp dụng gán tải trọng cho trường hợp hệ : * Tĩnh tải : - Lực phân bố đều: + Chọn nhịp AB BC , vào menu Assign  Frame Loads  Distributed , chọn Load Pattern Name TinhTai, chọn Direction Gravity, đặt giá trị Uniform Load = 10,2 + Chọn nhịp BC DE, vào menu Assign  Frame Loads  Distributed , (chọn Load Pattern Name TinhTai, chọn Direction Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 12 + Chọn nhịp EF, vào menu Assign  Frame Loads  Distributed , (chọn Load Pattern Name TinhTai, chọn Direction Gravity), đặt giá trị Uniform Load = * Hoạt tải 1: - Lực phân bố đều: + Chọn nhịp AB, vào menu Assign  Frame Loads  Distributed , chọn Load Pattern Name HT1, (chọn Direction Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 7,5 Trang 12 * Hoạt tải 2: - Lực phân bố đều: + Chọn nhịp BC, vào menu Assign  Frame Loads  Distributed , chọn Load Pattern Name HT2, (chọn Direction Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 7,5 * Hoạt tải 3: - Lực phân bố đều: + Chọn nhịp CD, vào menu Assign  Frame Loads  Distributed , chọn Load Pattern Name HT3, (chọn Direction Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 8,5 Trang 13 * Hoạt tải 4: - Lực phân bố đều: + Chọn nhịp DE, vào menu Assign  Frame Loads  Distributed , chọn Load Pattern Name HT4, (chọn Direction Gravity), đặt giá trị Uniform Load = 8,5 * Hoạt tải 5: - Lực phân bố đều: + Chọn đầu nhịp EF, vào menu Assign  Frame Loads  Distributed , chọn Load Pattern Name HT5, (chọn Direction Gravity), đặt giá trị Uniform Load = Trang 14 Lưu ý: hình hiển thị loại tải trọng, nên sau khai báo tải trọng phân bố hình hiển thị tải phân bố khơng "thấy" lực tập trung nút Điều bình thường Nếu muốn xem đầy đủ tải tập trung tải phân bố hình vào menu Display  Show Loads Assign  Frame /Cable/Tendon… Chọn TH Chọn trường hợp tải trọng cần xem lực tác dụng tải trọng cần xem Hiển thị tải trọng tập trung tải phân bố Hiển thị giá trị tải trọng Trang 15 Gán số lượng tiết diện xuất kết quả: Nếu số tiết diện nhiều biểu đồ mịn xác hơn, kết nhiều khó theo dõi Nếu số tiết diên ít, biểu đồ khơng xác có dạng gãy khúc thay đường cong, bảng kết dễ quản lý Do để lấy kết biểu đồ nội lực khai báo số tiết diện số lớn( khoảng 9-15 tiết diện thanh), lấy kết bảng số liệu nội lực nên khai báo dầm tiết diện Chọn cần thay đổi số tiết diện xuất nội lực AssignFrame Out Station, chọn biểu tượng lệnh Nhập số lượng tiết diện xuất kết Chạy chương trình tính: - Khai báo dạng kết cấu: vào menu Analyze  Set Analysis Option… Trang 16 Hệ dầm xem hệ khung phẳng (kết cấu chịu uốn mặt phẳng XZ) nên ta chọn Vào menu Analyze  Run Analysis bấm Chọn Sau chạy chương trình tính Sap khố số liệu (biểu tượng khố hình đóng lại ), muốn sửa số liệu nhập phải mở khố cách bấm vào biểu tượng , lúc trở thành ) Xem kết nội lực, phản lực Xem kết phản lực : vào menu Display  Show Forces/Stresses  Joints (hoặc bấm vào biểu tượng  chọn Joints) Chọn trường hợp tải cần xem phản lực Biểu diễn lực dạng mũi tên Bỏ chọn biểu diễn phản lực dạng liệt kê giá trị Trang 17 Xem phản lực theo dạng liệt kê giá trị Xem phản lực theo dạng mũi tên lực (Show as Arrows) Xem kết nội lực: vào menu Display  Show Forces/Stresses  Frames/Cables (biểu tượng  chọn Frames/Cables) 1.Chọn trường hợp tải cần xem nội lực 2.Chọn trường hợp nội lực cần xem Lực dọc Lực cắt Q Momen M 3.Chọn tỷ lệ tung độ Tự động Tô đen biểu đồ Nhập tỷ lệ Hiện thị giá trị tung độ Biểu đồ momen M3-3 tĩnh tải Trang 18 Do SAP2000 qui định dấu lực cắt ngược dấu với qui định Viêt Nam, nên xem biểu diễn lực cắt ta cần khai báo tỉ lệ mang dấu âm để qui định Biểu đồ lực cắt Q2-2 tĩnh tải ( chỉnh tỷ lệ) In kết phản lực, nội lực : - In biểu đồ hiển thị hình : vào menu File  Print Graphics - Xuất số liệu file Excel: vào menu Display  Show Table… 2.Chọn trường hợp tổ hợp tải trọng để xuất kết 1.Chọn liệu để xuất sang Excel Bấm vào dấu + để mở rộng kết Trang 19 a Chọn liệu để xuất kết quả: - Phản lực : ANALYSIS RESULTS  Join Output  Reactions  Table: Join Reactions - Nội lực thanh: ANALYSIS RESULTS  Element Output  Frame Output  Table:Element Force – Frame b Chọn trường hợp tải trọng tổ hợp tải trọng để xuất kết quả: Chọn trường hợp tải trọng: Tĩnh tải(DEAD), HT1  HT6 Chọn OK để xuất kết Trang 20 Vào menu File  Export Current Table  To Excel để xuất kết sang Excel Kết xuất sang Excel có dạng Trong dầm cần lực cắt momen xóa cột Case Type, P, V3, M2, FrameElem, ElemStaion Chỉ sử dụng cột Frame, Station, OutputCase, V2, M3 Do kết xếp theo thứ tự tên phần tử nên khó theo dõi Ta cần xếp lại theo thứ tự tên trường hợp tải Cách xếp sau chọn ô liệu (kể thêm hàng tiêu đề ) Chọn Thực lệnh Data  Sort: Chọn thứ tự xếp theo Text cột OutputCase Trang 21 Kết xếp sau Do dấu V2 ngược dấu với Q nên cần nhân V2 với -1 để dảo chiều Cách thực Excel sau: + Nhập -1 vào ô + Chọn ô liệu cần đổi dấu: Thực lệnh Paste Special chọn Value Multiply Trang 22 Copy ô ... Khởi động chương trình Sap2000 - Chọn hệ đơn vị kN - m - oC : - Vào Menu File  chọn lệnh New Model Dầm liên tục Chọn hệ dầm liên tục - Khai báo số nhịp dầm chiều dài nhịp : Lúc ban đầu dầm có chiều... Analysis Option… Trang 16 Hệ dầm xem hệ khung phẳng (kết cấu chịu uốn mặt phẳng XZ) nên ta chọn Vào menu Analyze  Run Analysis bấm Chọn Sau chạy chương trình tính Sap khố số liệu (biểu tượng khố... hồn thành Hệ có dạng : Như tạo xong sơ đồ tính theo yêu cầu Khai báo thuộc tính hệ : - Khai báo đặc trưng vật liệu: vào menu Define  Materials Ở tĩnh tải kể đến trọng lượng thân dầm nên xác