Nhập tải trọng Nhập trường hợp tải: Define Static load cases Load: TH1 Change Load OK Gán các giá trị tải lên phần tử Ơû đây nhịp 1 và nhịp 3 chịu tải tam giác nên trước tiê
Trang 1KHUNG PHẲNG
Bài 2.1
Cột trục A, D: 0.3m x 0.4m
Cột trục B, C: 0.3m x 0.5m
Dầm: 0.2m x 0.5m
Bêtông mác 200: E = 2.5E6 T/m2
Trang 21 Chọn đơn vị tính Ton – m - C ở cửa sổ phía dưới bên phải của màn hình
2 Dùng chuột click File New Model, chọn mẫu kết cấu như hình dưới
và khai báo các thông số như sau:
Number of Stories: 5
Number of Bays: 3
Story Height: 3.5
Bay Width: 4
Nhấp vào cửa sổ X – Z plane @ Y = 0
3 Nhấp và Click Lable Joint (hiển thị nút)
Frame label (hiển thị phần tử)
4 Do chiều cao tầng trệt là 5m cho nên phải hiệu chỉnh lưới
Chọn 4 nút ở đáy khung Edit Move DELZ=-1.5 OK
Do chiều rộng nhịp giữa là 6m cho nên phải hiệu chỉnh các nút
Chọn các nút ở trục C và D
Edit Move DELX=1
Trang 3DELY=0 DELZ=0
OK
Chọn các nút ở trục A, B
Edit Move DELX=-1
DELY=0 DELZ=0
OK
5 Hiệu chỉnh lại các đường lưới
Define Coordinate/System Grid… GLOBAL Modify/ Show Sytem…
Sửa : X1 = -6 thành -7
X2 = -2 thành -3
X3 = 2 thành 3
X4 = 6 thành 7
Và Z1 = 0 thành -1.5
Trang 46 Do liên kết ở các nút chân cột là gối cố định (mặc định) mà theo đề bài là ngàm
do đó phải sửa liên kết các nút đó cho phù hợp
Đánh dấu các nút bằng cách click vào các nút ấy
Assign Joint restraints OK
7 Khai báo các đặc trưng vật liệu dầm, cột
Define Materials - ALUM(Nhơm )
CLDFRM ( Thép hình dập nguội )
CONC (bê tơng) Chọn
OTHER (khác) STEEL (thép)
Modify/show Material
Trang 5
Mass per unit Volume (khối lượng trên một đơn vị thể tích)
Weight per unit Volume (trọng lượng trên một đơn vị thể tích )
Modulus of Elasticity (mô đun đàn hồi)
Poisson’ratio (hệ số poisson)
Coeff of thermal expansion (hệ số giản nở nhiệt)
Ơø đây đối với bài toán tỉnh cho nên: Mass per unit Volume = 0
Không xét trọng lượng bản thân: Weight per unit Volume = 0
Mô đun đàn hồi vật liệu : Modulus of Elasticity = 2.5E6
Hệ số poisson: Poisson’ratio = 0.25
Hệ số giản nở nhiệt: Coeff of thermal expansion = 0
OK OK
8 Khai báo các loại tiết diện dầm, cột
Define Frame Sections Nhấp vào Add/ I Wide Plane
Add Retangular Add New Property
Tại Section Name : Đặt tên : Ví dụ DAM
Trang 6Material chọn CONC (bêtông)
Dimensions:
Depth (t3): chiều cao 0.5
Width (t2) : chiều rộng 0.2
OK
Click vào ô Add I/Wide flange chọn Add Retangular
Materials CONC
Dedth (t3): 0.4
Width (t2): 0.3
Tương tự như trên tiếp tục click vào ô Add /Wide flange chọn Add
Retangular
Materials CONC
Dedth (t3): 0.5
Width (t2): 0.3
Như vậy kích thước tiết diện 0.2 x 0.5: Tên là DAM
0.3 x 0.4: Tên là COT1 0.3 x 0.5: Tên là COT2
9 Gán đặc trưng vật liệu cho dầm, cột
Chọn các phần tử cột trục A,D
Assign Frame sections COT1 OK
Chọn các phần tử cột trục B,C
Assign Frame sections COT2 OK
Chọn các phần tử dầm
Assign Frame sections DAM OK
10 Nhập tải trọng
Nhập trường hợp tải:
Define Static load cases Load: TH1 Change Load OK
Gán các giá trị tải lên phần tử
Ơû đây nhịp 1 và nhịp 3 chịu tải tam giác nên trước tiên chọn các phần tử ở nhịp 1 và nhịp 3 ( dùng biểu tương để chọn nhanh các phần tử dầm )
Trang 8 OK
Ơû đây nhịp 2 chịu tải hình thang và lực tập trung lên phần tử cho nên chúng ta phải nhập 2 lần:
Lần 1 cho tải hình thang Distributed ,TRAPEZOIDAL
Lần 2 cho tải tập trung lên phần tử Point
Chọn các phần tử ở nhịp 2
Assign Frame Cable/Tendon loads DISTRIBUTED
Trapezoidal loads
X Relative distance from End I
OK
Chọn tiếp các phần tử ở nhịp 2 để nhập lực tập trung lên phần tử
Assign Frame Cable/Tendon loads Point
Point loads
OK
11 Giải bài toán
Analyze Set options
Analyze Run VIDU2 Save
Máy sẽ tự giải, khi kết thúc sẽ hiện lên ANALYSIS COMPLETE OK
12 Xem kết quả
Có thể xem nhanh nhờ thanh công cụ ở phía trên
Xem hình dạng
Xem chuyển vị
Xem phản lực liên kết hoặc nội lực của phần tử FRAME
Muốn xem giá trị từng phần tử dùng phím phải chuột nhấp vào phần tử đó
Trang 9 Các ví dụ gợi ý để làm thêm
Bài 2.2
Cho khung như hình vẽ, chịu các tải trọng: q1 = 1.2 T/m, q2 = 2.0 T/m, q3 = 1.1 T/m, q4 = 0.88 T/m
Biết rằng modul đàn hồi của vật liệu là E = 2.5E6 T/m2, dầm có kích thước bxh = 0.25 x 0.5m, cột có kích thước như hình vẽ
Cột trục A
Tầng dưới: 0.3m x 0.5m
Hai tầng kế: 0.3m x 0.4m
Hai tầng kế: 0.3m x 0.3m
Tầng cuối: 0.25x 0.25m
Cột trục B – C Tầng dưới: 0.3m x 0.6m Tầng kế: 0.3m x 0.5m Hai tầng kế: 0.3m x 0.4m Hai tầng kế: 0.3m x 0.3m Tầng cuối: 0.25m x 0.25m
Cột trục D Tầng dưới: 0.3m x 0.5m Hai tầng kế: 0.3m x 0.4m Hai tầng kế: 0.3m x 0.3m Hai tầng cuối: 0.25m x 0.25m
Ghi chú: Muốn xóa phần tử nào, nút nào thì đánh dấu nút, phần tử đó rồi bấm
phím delete từ bàn phím
Trang 10Bài 2.3
Khung có kích thước như bài tập 2.2 , ở đây khung chịu 5 trường hợp tải trọng Yêu cầu tính cho từng trường hợp tải trọng và tổ hợp nội lực, vẽ biểu đồ bao
Tải phân bố
q1 = 1.0T/m, q2 = 1.8 T/m ( Tĩnh tải )
q3 = 0.8 T/m, q4 = 1.2 T/m ( Hoạt tải )
q5 = 0.88 T/m, q6 = 0.66 T/m ( Gió )
Tải tập trung Tỉnh tải
Tại mỗi đầu phần tử cột trục A, D là 3 T; B, C là 6T
Hoạt tải đứng
Tại mỗi đầu phần tử cột trục A,D là 2.4 T, trục B,C là 4.2 T
LOAD1
Trang 11LOAD2
LOAD3
Trang 12LOAD4
LOAD5
COMB1 = LOAD1 + LOAD2
COMB2 = LOAD1 + LOAD3
Trang 13COMB3 = LOAD1 + LOAD4
COMB4 = LOAD1 + LOAD5
COMB5 = LOAD1 + LOAD2 + LOAD4
COMB6 = LOAD1 + LOAD2 + LOAD5
COMB7 = LOAD1 + LOAD3 + LOAD4
COMB8 = LOAD1 + LOAD3 + LOAD5
Bài 2.4
Với bài tập 2 2, thêm vào 2 thanh giằng có vật liệu là thép tròn có đường kính 50mm
Thêm phần tử dùng rê chuột theo phần tử, xong click 2 cái hoặc
Thanh 2 đầu khớp dùng lệnh
Assign Frame Release (giải phóng các moment và lực cắt)
Trang 14BÀI 2.5: giải nội lực cho khung như hình vẽ, chịu tải trọng thẳng đứng và 1 chuyển vị thẳng
D 20X5 0
D 20X 50
D 20X5 0
D 20 X 50
D 20X 40
D 20X4 0
D 20X4 0
1 500
25 00
2500
1 500
15 00
1 500
CỘT CÓ TIẾT DIỆN ĐỀU 20x30 Chuyển vị
Vào File/New Model, chọn đơn vị sử dụng là Kgf,m,C
Tạo hình dáng kết cấu bằng cách vẽ, nên ta chọn Grid Only, chọn số lưới theo phương X là 4, theo phương Z là 8, click Edit grid nhập lại các toạ độ x1=0,
x2=3.5, x3=5, x4=7; z1=0, z2=2.5, z3=4.5, z4=6.3, z5=8.1, z6=9.9, z7=11.7, z8=13.7, OK
Vẽ hình dáng kết cấu
Trong quá trình hồn thiện hình dáng kết cấu, cĩ thể cần đến các chức năng nối
phần tử (Edit/Join Frames); chia phần tử (Edit/Divide Frames) được trình bày
dưới đây:
o Chia phần tử thành nhiều đoạn: chọn phần tử rồi vào lệnh Edit/Divide
Frames, hộp bên hiện ra:
Divide into là số đoạn chia,
Last/First ratio là tỷ lệ đoạn cuối trên đoạn đầu
Nếu click chọn vào nút Break at intersections… là chia phần tử thành
những đoạn định trước bằng các nút, hoặc chia phần tử tại các điểm giao nhau
o Nối nhiều đoạn thằng thành 1 phần tử: chọn các phần tử cần nối (các phần
tử phải thẳng hàng nhau) rồi chọn Edit/ Join Frames các phần tử sẽ được nối
lại
Đổi tên (nhãn) các phần tử sao cho các phần tử cột cĩ thứ tự liên tục từ dưới lên trên, từ trái qua phải và dầm cũng vậy để dễ đọc kết quả sau này, bằng cách thực hiện như sau:
Chọn tất cả các thanh cột dưới (trừ cột đỉnh nĩc sẽ đổi sau)
Trang 15 Vào menu Edit/Change Labels
Chọn Element Labels – Frame trong hộp
Item Type
Nhập vào hôp Prefix là C tượng trưng
cho “Cột”
Next number - số tiếp theo : 1
Increment - số gia : 1
First Relabel Order – phương đầu tiên
đánh số lại : chọn X
Second Relabel Order – phương thứ hai
đánh số lại : chọn Z
Minimum Number Digits – số thập phân
nhỏ nhất (mặc định)
Vào menu Edit/ Auto Relabel/ All in List
để thực hiện việc đổi nhãn, ta sẽ thấy
việc thay đổi ở hộp bên dưới, nếu đồng ý
click OK
Thực hiện như trên với cột đỉnh nóc
(nhập Next number : 14)
Thực hiện tương tự với dầm
Gán điều kiện biên cho các chân cột (là ngàm)
Vào menu Define/Material đặt thuộc tính vật liệu (như bài 1)
Vào menu Define/Frame sections đặt thuộc tính tiết diện (D20x50, D20x40, C20x20, C20x30)
Vào menu Define/Load Cases đặt 2 trường hợp tải như hình dưới: trước hết sửa lại
hệ số nhân với trọng lượng bản thân selfweight=1.1, click Modify Load, đặt thêm trường hợp chuyenvi bằng cách nhập tên vào hộp Load Name, chọn kiểu (Type) là
Live, click Add New Load Trường hợp chu yển vị xem như hoạt tải, hệ số selfweight=0
Trang 16 Vào menu Define/Combinations, click chọn Add New Combo đặt 1 trường hợp tổ hợp, với kiểu tổ hợp (CombinationType) là Linear Add (cộng tác dụng), click vào hộp Case Name chọn DEAD, click Add, chọn chuyenvi, click Add Scale Factor là
hệ số tổ hợp, ta được như hình (a)
Gán thuộc tính tiết diện cho toàn bộ dầm, cột (nếu các p.tử có cùng tiết diện thì ta chọn các p.tử đó cùng lúc và gán tiết diện cho nó)
Gán tải trọng cho từng thanh dầm:
Tất cả tải trọng gán vào trường hợp DEAD, chú ý thanh kèo mái xiên, phải chọn trục toạ độ (Coord Sys) là Local, hướng tác dụng (Direction) là 2 (theo
hướng trục 2 của trục toạ độ địa phương), xem hình (b)
Gán chu yển vị nút: Chọn nút
chân có chuyển vị (gây ra do
sự lún của móng); chọn biểu
tượng nhập vào giá trị
chuyển vị như hình bên, nhớ
chọn trường hợp tải (Load
Case Name) là Chuyenvi
Chạy chương trình so sánh kết quả
moment với kết quả mẫu (là trường
hợp COMB1) Chú ý số
phân đoạn trên dầm là 9, để định số phân đoạn (Station) trên phần tử ta làm như sau:
chọn tất cả các thanh dầm chọn biểu tượng nhập vào hộp Min Number Stations giá
trị là 9, OK
Xem kết quả từng trường hợp, rút ra nhận xét (sự lún của móng ảnh hưởng như thế nào
đến nội lực khung? )