3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14 3 bai giang sap v14
Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) D HƯỚNG DẪN CÁC BÀI TẬP MẪU BÀI 1: giải nội lực cho dầm liên tục nhịp (nhịp dài 4m, nhịp dài 6m, tiết diện 20x40cm, chịu tải phân bố q=1000kg/m) CÁC BƯỚC THỰC HIỆN: Bước 1: tạo hình dáng kết cấu Tạo hình dáng kết cấu cách lấy từ thư viện mẫu; click vào File/New Model, hộp thư viện mẫu hình chọn đơn vị Chọn đơn vị sử dụng : kgf, m, C Thư viện mẫu cho ta nhiều dạng kết cấu: Dầm (Beam), Dàn phẳng (2D Trusses), Dàn không gian (3D Trusses), Khung phẳng (2D Frames), Khung không gian (3D Frames), Tường cứng (Wall), Tấm sàn (Flat Slab), Tấm vỏ (Shells), Cầu thang (Staircases), Tháp nước (Storage Structures), Khối móng (Underground Concrete), Kết cấu dạng khối (Solid Models), Cầu dây văng (Cable Bridges), …Blank cho hình trống, Grid only lưới Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Chọn Beam, hộp thoại ra, nhập thơng số kích thước dầm vào: (1) Number of Spans (số nhịp): 2, (2) Span Length (chiều dài nhịp) : 6, (3) click chọn Restraints (cho liên kết biên) (4) Click chọn hộp Use Custom Grid Spacing…để chỉnh sửa lại lưới chiều dài nhịp, click vào Edit Grid, hộp thoại sửa toạ độ A lại thành (- 4), ta dầm nhịp đề yêu cầu – ý: SAP mặc định trục toạ độ nằm kết cấu nên tạo dầm nhịp toạ độ A= -6, B=0, C= Nếu ta nhập thông số (1), (2), (3) mà OK, dầm ta có dầm nhịp nhịp 6m, ta chỉnh sửa cách để trỏ mắt lưới (sẽ lên chữ Grid Point), nhấp double click, sau chỉnh sửa lại mục (4), nhớ click vào hộp Glue to Grid lines Bước 2: đặt thuộc tính cho kết cấu Đặt thuộc tính vật liệu: vào Menu Define/Materials, chọn 4000Psi, click vào Modify/Show Material hộp thoại ra, có thơng số sau: Mass per Unit Volume: khối lượng riêng vật liệu, yếu tố quan tâm giải toán động lực học Weight per Unit Volume: trọng lượng riêng, cần nhập để chương trình tự tính tốn trọng lượng thân kết cấu, ta nhập 2500 kgf/m3 Modulus of Elasticity: Modul đàn hồi bêtông (không quan tâm với toán tĩnh định) Poisson’s Ratio: hệ số poisson (hệ số nở hông) …Thermal…: hệ số co giản nhiệt Shear Modulus: modul chống cắt Đặt thuộc tính tiết diện: vào Menu Define/Section Properties /Frame Sections, chọn Add New Properties, hộp thoại chọn Concrete (như hình dưới), chọn tiết diện chữ nhật (Rectangular), đặt tên tiết diện (Section Name) D20x40, chỉnh kích thước tiết diện lại sau: Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 10 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Depth(t3) - chiều cao tiết diện : 0.4 Width(t2) - chiều rộng tiết diện : 0.2 Đặt thuộc tính tải trọng: vào Menu Define/Load Patterns, hộp Self weight Multiplier (hệ số trọng lượng thân) sửa lại thành 1.1, click Modify Load, OK Có thể xem nhãn (Label) nút cách click vào biểu tượng dãy công cụ, chọn hình dưới: Click bỏ chọn Invisible ô Joints dấu chấm hiển thị nút, Click chọn Labels hộp Frames hiển thị nhãn thanh, OK Bước 3: Gán thuộc tính cho kết cấu Gán tiết diện: chọn tất kết cấu cách click vào biểu tượng có chữ All bên trái hình, click vào biểu tượng (hoặc vào menu Assign/Frame/Frame Sections), hộp thoại chọn tiết diện đặt phần trước (D20x40) OK Gán tải trọng: chọn tất (All), click vào biểu tượng (hoặc vào Assign/ FrameLoads/Distributed), hộp thoại hình bên, nhập vào hộp Uniform Load giá trị 1000 Chú ý Direction hướng tác dụng, ta chọn Gravity tức tải tác dụng theo chiều trọng lực Trong hộp Options : Add Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 11 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) thêm tải vào tải có, Replace : thay tải có tải mới, Delete : xố tải có Bước 4: Giải kết cấu Click vào biểu tương hình tam giác (gần hình ổ khố cơng cụ bên trên) để chạy chương trình, hộp thoại click Run Now Bước 5: xem kết Click vào hình tam giác cạnh biểu tượng , chọn Frames/ Cables để xem biểu đồ nội lực thanh, chọn Joints (hoặc click vào hình biểu tượng phản lực nút chân (Reaction), phần xem nội lực thanh: để xem Axial Force: lực dọc Shear 2-2: lực cắt theo phương Shear 3-3: lực cắt theo phương Torsion: lực xoắn Moment 2-2: moment theo phương Moment 3-3: moment theo phương (chọn) Trong hộp Options chọn Show Values on Diagram, OK, ta biểu đồ hình Moment M(3-3) Bái tập tương tự: Giải dầm hình bên (sơ đồ vận chuyển cọc BTCT tiết diện 30x30cm), trọng lương thân = 225 kgf/m, khai báo Self weight = (trong menu Define/ 225 kG/m Load Cases L=7000 Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT 2058 0,294*L trang 12 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) BÀI 2: giải nội lực cho dầm Limon cầu thang Chọn File/New Model, chọn đơn vị sử dụng Kgf,m,C Tạo hình dáng kết cấu cách vẽ nên ta chọn Grid Only, hộp nhập vào Number of Grid Lines (số mắt lưới theo từ phương X, Y, Z), Grid Spacing (khoảng cách lưới), ta nhập giá trị hình a Double Click vào mắt lưới, sửa lại C 4.5, OK Ta lưới kích thước kết cấu Vẽ dầm Limon cách chọn (hoặc menu Draw/Draw Frame/… ), click điểm hình theo thứ tự hình b Click điểm Click điểm Click điểm Hình b Gán liên kết biên: click chọn nút click vào chọn gối cố định hộp biểu tượng chọn nút click vào biểu tượng gối di động , click chọn Hình a Vào menu Define/Materials đặt thuộc tính vật liệu, chọn 4000Psi sửa lại trọng lượng riêng 2500 kg/m3 ….(giống tập 1) Vào menu Define/Section Properties/ Frame sections đặt thuộc tính tiết diện (D20x40), ….(giống tập 1) Vào menu Define/Load Patterns sửa lại hệ số nhân với trọng lượng thân selfweight=0 Gán thuộc tính tiết diện cho tồn dầm: chọn tồn dầm cách click vào toolbar All, vào toolbar , chọn tiết diện định nghĩa (D20x40), OK Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 13 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Gán tải lên dầm hình vẽ Click chọn ptử (vế thang) nhấp vào biểu tượng , nhập vào tải Uniform Load = 1100 (xem lại BT1); tương tự chọn ptử (chiếu nghỉ) nhập vào tải Uniform Load = 800 Nhập tải tập trung vào nút cách chọn nút 2, nhấp vào toolbar -2700, OK nhập giá trị hộp Force Global Z Chạy chương trình so sánh kết momen M(3-3) với kết mẫu Mở khóa, sửa lại nút gối cố định (giống nút 1), chạy lại chương trình, xem momen, so sánh kết với trường hợp 1, giải thích kết sai khác!!! 00 15 3000 Bài tập tương tự: 3600 00 15 TIẾT DIỆN 20x40 3000 Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT 1500 1800 Giải dầm limon hình bên với trọng lượng thân = 0, khai báo tiết diện hình 900 3000 trang 14 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) BÀI 3: giải nội lực cho dầm nhịp có đầu consol, chịu lực hình vẽ (Tiết diện dầm nhịp 3,5m 20x30cm, nhịp lại 20x50cm) Vào File/New Model, chọn đơn vị sử dụng Kgf,m,C Chọn Beam từ thư viện mẫu, nhập số liệu sau: Number of Span - số nhịp: 4, Span Length - chiều dài nhịp: ( ta sửa lưới toạ độ lại) Click vào Edit Grid , sửa lại toạ độ A = 0, B = 5.1, C = 8.6, D = 12.6, E = 14.6 Chọn nút (nút cuối cùng) bỏ liên kết biên, cách click vào biểu tượng click chọn nút (hình dấu chấm, cuối cùng) Vào menu Define/Materials đặt thuộc tính vật liệu Vào menu Define/Section Properties/Frame sections đặt thuộc tính tiết diện Vào menu Define/Load cases sửa lại hệ số nhân với trọng lượng thân selfweight=1.1 Gán thuộc tính tiết diện cho tồn dầm: chọn toàn dầm cách click vào toolbar All, click vào biểu tượng gán tiết diện D20x30 , chọn tiết diện 20x50, OK, chọn nhịp 3,5m Gán tải lên dầm: Chọn (ptử 1), click vào biểu tượng , gán tải vào hình (a) Chú ý: click vào Absolute Distance …để dùng chế độ giá trị tuyệt đối (đúng kích thước thật dầm), OK Hình (a) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT Hình (b) trang 15 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Chọn lại (ptử 1), click vào biểu tượng , gán tải tập trung lên thanh, hình (b) Chú ý, click vào Relative Distance …để dùng chế độ quan hệ tỷ lệ đoạn thẳng, OK Tương tự trên, chọn (ptử 2), click vào biểu tượng hình c (tải tam giác), OK Chọn lại (ptử 2), click vào biểu tượng thanh, làm cho p.tử 1, OK , gán tải vào , gán tải tập trung 2500 lên Chọn p.tử gán tải phân bố làm 1, Tương tự trên, chọn (ptử 4), click vào biểu tượng hình d (tải tam giác), OK (Hình c) , gán tải vào (Hình d) Chọn nút đầu mút consol (có lực tập trung moment), click vào toolbar , gán tải vào hình bên Tải tập trung tác dụng theo hướng Z (Force Global Z) nhập giá trị: -1500, moment nhập Moment about Global Y có nghĩa moment quay quanh trục Y trục toạ độ tổng thể, chiều dương momen chiều kim đồng hồ Ta thấy hiển thị momen hình mặt phẳng X-Z, đặc tính chương trình hiển thị moment quay quanh trục Y mũi tên đơi hướng theo trục Y, ta thấy hiển thị 3D Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 16 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Chạy chương trình so sánh kết moment với kết mẫu Bài tập tương tự: BT1 - Dầm nhịp nhịp 5m, có đầu consol 1.5m, không cần khai báo tiết diện, cho hệ số selfweight = (trong Define/Load Pattern) 1m 1m 500 500 BT2 - Giải dầm hình bên, khơng cần khai báo tiết diện, cho hệ số selfweight = Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 17 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) BÀI 4: giải nội lực cho khung hình vẽ, chịu tải trọng thẳng đứng chuyển vị thẳng D2 0X 50 D20X50 3600 D20X50 D20X50 3600 10 10 00 1500 1500 2500 3600 D20X 40 1800 2000 D2 X5 3500 C20X20 3500 1500 D20X40 3800 2500 D20X50 1500 5000 1cm 2500 4500 D20X40 2000 CỘT CÓ TIẾT DIỆN ĐỀU 20x30 Chuyển vị Vào File/New Model, chọn đơn vị sử dụng Kgf,m,C Tạo hình dáng kết cấu cách vẽ, nên ta chọn Grid Only, chọn số lưới theo phương X 4, theo phương Z 8, click Edit grid nhập lại toạ độ A=0, B=3.5, C=5, D=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 q trình hồn thiện hình dáng kết cấu, cần đến chức nối phần tử (Edit/Join Frames); chia phần tử (Edit/Divide Frames) trình bày đây: o Chia phần tử thành nhiều đoạn: chọn phần tử vào lệnh Edit/Edit Lines/Divide Frames, hộp bên ra: Divide into số đoạn chia, Last/First ratio tỷ lệ đoạn cuối đoạn đầu Nếu click chọn vào nút Break at intersections… chia phần tử thành đoạn định trước nút, chia phần tử điểm giao o Nối nhiều đoạn thằng thành phần tử: chọn phần tử cần nối (các phần tử phải thẳng hàng nhau) chọn Edit/ Edit Lines/Join Frames phần tử nối lại Đổi tên (nhãn) phần tử cho phần tử cột có thứ tự liên tục từ lên trên, từ trái qua phải dầm để dễ đọc kết sau này, cách thực sau: Chọn tất cột (trừ cột đỉnh đổi sau) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 18 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Vào menu Edit/Change Labels Chọn Element Labels – Frame hộp Item Type Nhập vào hôp Prefix C tượng trưng cho “Cột” Next number - số : Increment - số gia : First Relabel Order – phương đánh số lại : chọn X Second Relabel Order – phương thứ hai đánh số lại : chọn Z Minimum Number Digits – số thập phân nhỏ (mặc định) Vào menu Edit/ Auto Relabel/ All in List để thực việc đổi nhãn tự động, ta thấy việc thay đổi hộp bên dưới, đồng ý click OK Thực với cột đỉnh (nhập Next number : 14) Thực tương tự với dầm Gán điều kiện biên cho chân cột (là ngàm) Vào menu Define/Material đặt thuộc tính vật liệu (như 1) Vào menu Define/Section Properties/Frame sections đặt thuộc tính tiết diện (D20x50, D20x40, C20x20, C20x30) Vào menu Define/Load Pattern đặt trường hợp tải hình dưới: trước hết sửa lại hệ số nhân với trọng lượng thân selfweight=1.1, click Modify Load, đặt thêm trường hợp chuyenvi cách nhập tên vào hộp Load Name, chọn kiểu (Type) Live, click Add New Load Trường hợp chuyển vị xem hoạt tải, hệ số selfweight=0 Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 19 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Vào menu Define/Combinations, click chọn Add New Combo đặt trường hợp tổ hợp có tên COMB1, với kiểu tổ hợp (Load Combination Type) Linear Add (cộng tác dụng), click vào hộp Load Case Name chọn DEAD, click Add, chọn chuyenvi, click Add Scale Factor hệ số tổ hợp, ta hình (a) Hình (a) Hình (b) Gán thuộc tính tiết diện cho tồn dầm, cột (nếu p.tử có tiết diện ta chọn p.tử lúc gán tiết diện cho nó) Gán tải trọng cho dầm: Tất tải trọng gán vào trường hợp DEAD, ý kèo mái xiên, phải chọn trục toạ độ (Coord Sys) Local, hướng tác dụng (Direction) (theo hướng trục trục toạ độ địa phương), xem hình (b) Gán chuyển vị nút: Chọn nút chân có chuyển vị (gây lún móng); chọn biểu tượng nhập vào giá trị chuyển vị hình bên, nhớ chọn trường hợp tải (Load Pattern Name) Chuyenvi Chạy chương trình so sánh kết moment với kết mẫu (là trường hợp COMB1) Chú ý số phân đoạn dầm 9, để định số phân đoạn (Station) phần tử ta làm sau: chọn tất dầm chọn biểu tượng (hoặc vào menu Assign/Frames/Output Station)nhập vào hộp Min Number Stations giá trị 9, OK Xem kết trường hợp, rút nhận xét (sự lún móng ảnh hưởng đến nội lực khung? ) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 20 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) M(3-3) - Trường hợp tổng tải (DEAD) M(3-3) - Trường hợp chuyển vị M(3-3) - Trường hợp tổ hợp (COMB1) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 21 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập 5:Tính nội lực cho dầm có sơ đồ tải trọng hình vẽ (Tiết diện nhịp 5m 4,5m 20x40cm, nhịp 3m 3,5m 20x30cm; bêtơng có cấp độ bền B20, modul đàn hồi = 27.000 MPa) 2000 2000 1500 5000 1800 1200 1200 800 3000 4500 1000 3500 TĨNH TẢI (tt) 700 1000 800 HOẠT TẢI (ht1) Thực theo bước sau: Vào File/New Model, chọn đơn vị sử dụng Kgf,m,C Chọn Beam từ thư viện mẫu, lấy từ thư viện dầm nhịp (Number of Span: 4), kích thước nhịp 5m (Span Length: 5), OK Double Click vào mắt lưới, sửa lại toạ độ A = 0, B = 5, C = 8, D = 12.5, E = 16 Vào menu Define/Materials đặt thuộc tính vật liệu: chọn 4000Psi, click Modify/Show Material sửa lại tên (Material Name and …) B20, trọng lượng riêng 2500 (kgf/m 3), modul đàn hồi E=2,7.109 (Kgf/m2) Vào menu Define/Section Properties/Frame sections đặt thuộc tính tiết diện D20x40 D20x30, nhớ chọn Material B20 Vào Define/Load Pattern đặt tên trường hợp tải gồm có (DEAD; ht1; 2, 3, 4, 5, 6) Trong trường hợp DEAD chọn kiểu (Type) Dead, hệ số trọng lượng thân Selfweight =1.1, trường hợp hoạt tải kiểu Live (sửa tên – Load Name, Type, sử dụng nút Add New Load để thêm vào, Modify load để thay đổi, Delete load để xố), xem hình Vào Define/Combinations để khai báo trường hợp tổ hợp Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 22 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Nhấp nút Add new combo (thêm tổ hợp) hộp thoại lên ta nhập Load combination Name : COMB1; Load Combination Type: Linear Add; hộp Load Case Name bên chọn DEAD nhấp Add, chọn ht1/Add, hình (a) OK để Lặp lại bước Tổ hợp (COMB6 = DEAD+ht6) Thêm trường hợp tổ hợp BAO, đặt tên BAO, Load Combination Type: Envelope; hộp Load Case Name bên chọn COMB1 nhấp Add, chọn COMB2/Add….đến Comb6, hình (b) Hình (a) Hình (b) Các trường hợp tổ hợp gồm có: COMB1 = Dead + ht1 COMB2 = Dead + ht2 … COMB6 = Dead + ht6 Trường hợp Bao = Enve (COMB1,…., COMB6) Gán thuộc tính tiết diện (như làm trước) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 23 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) TINHTAI = Dead TINHTAI HOATTAI1 HOATTAI2 Hình (c) HOATTAI3 HOATTAI4 HOATTAI5 HOATTAI6 Gán tải cho trường hợp (DEAD, ht1, ht2,…); Chú ý tên hộp Load Pattern name tên tức gán tải cho trường hợp tải đó, xem tr.hợp tải hình (c) Chạy chương trình, chọn tải BAO, xem moment 3-3 Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 24 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập : Giải kết cấu khung phẳng Kích thước, tiết diện, tải trọng cho hình vẽ D20x30 3.2m 3200 C20x30 D20x55 C20x30 D20x55 D20x30 C20x30 C20x30 D20x55 D20x55 5.2m 5200 C20x30 3200 3.2m 3.2m 3200 C20x40 2.8m 2800 C20X40 5000 5.0m D20x55 C20x40 D20x30 C20x40 C20x40 D20x55 DẦM DÙ NG BÊTÔNG B15, Es = 23.000MPa D20x55 D20x30 C20x40 C20x40 D20x55 C20x40 C20x30 C20x30 C20x30 CỘT DÙNG BÊTÔNG B20, Es = 27.000MPa 5.0m 5000 SƠ ĐỒ KHUNG 2500 3500 1500 3500 3500 4500 2500 3500 4500 1800 4500 2500 3500 4500 1800 4500 2500 2500 1200 1200 800 4500 1800 4000 2200 3500 3000 3000 3500 3000 2000 1200 900 400 4000 2000 3500 4000 2200 4000 2200 2000 1000 4000 2800 1700 3000 4000 2800 1700 3000 4000 2800 1700 3000 1100 4000 2000 1100 4000 2000 1100 TINHTAI HOAT TAI (TRỈÅÌNG HÅÜP CHÁÚT ÂÁƯY) 500 500 1200 3000 2500 2500 2000 1500 2800 1700 3000 2500 1500 1200 900 1500 1500 1100 1500 3000 2500 2500 2000 1100 3000 1500 1000 400 2500 2000 2800 1700 3000 HOAT TAI (TRỈÅÌNG HÅÜP CẠCH NHËP L) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT 1500 2800 1700 3000 1500 1100 HOAT TAI (TRỈÅÌNG HÅÜP CẠCH NHËP CHÀÓN) trang 25 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) 500 2000 1500 3000 4000 2000 1500 4000 1100 4000 2800 1700 3000 3000 1500 2800 1700 3000 HOAT TAI (TRỈÅÌNG HÅÜP NHËP LIÃN TỦC L) 320 310 4000 1100 (TRỈÅÌNG HÅÜP NHËP LIÃN TỦC CHÀĨN) 380 3000 1100 1100 HOAT TAI 2800 1700 1500 4000 2000 1500 4000 500 400 1500 1100 2000 2000 1000 1100 1500 3000 1500 900 400 280 320 380 280 GIO TRAI 310 GIO PHAI Thực theo bước sau: Vào File/New Model, chọn đơn vị sử dụng Kgf,m,C Chọn 2D Frames từ thư viện mẫu, nhập thông số: o Number of Stories: số tầng o Number of Bays: số nhịp o Story Height: chiều cao tầng o Bay Width: chiều rộng nhịp Click vào Edit Grid , sửa lại toạ độ A=0, B=5.2, C=8, D=13; z1=0, z2=5, z3=8.2, z4=11.4, z5=14.6, OK Chọn tất chân cột gán ngàm (điều kiện biên: Restraint) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 26 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Định nghĩa vật liệu (Define/Material) bêtông cột B20, Eb=2.7.109 kG/m2; dầm B15, Eb= 2.3.109 kG/m2, khống lượng riêng 2500 kG/m3 (các kiện khác không quan tâm – khơng ảnh hưởng đến tốn giải nội lực) Định nghĩa tiết diện, có loại tiết diện: Cột C20x40 C20x30 chọn vật liệu B20, Dầm D20x55 D20x30 chọn vật liệu B15; ý: cột dầm có qui ước tiết diện giống chiều cao h bề rộng b; cột C20x30 dầm D20x30 giống nhau, khác mác BT nên định nghĩa khác Định nghĩa tải trọng, vào Define/Load Patterns đặt tên trường hợp tải DEAD, ht1, , ht5, gt (gió trái), gp (gió phải) Hệ số Selfweight cho trường hợp DEAD 1.1, sau ta hình dưới: Định nghĩa tổ hợp, làm Tổ hợp tải cho khung theo nguyên tắc sau: o Tổ hợp : COMB1=DEAD + gt; COMB2=DEAD+gp, xem hình (a) o Tổ hợp phụ: COMB3=DEAD + 0,9*ht1 + 0,9*gp; COMB4=DEAD + 0,9*ht1 + 0,9*gt, … có 10 trường hợp tổ hợp phụ, từ COMB3 đến COMB12, xem hình (b) Như ta có tổng cộng 12 trường hợp tổ hợp thành phần trường hợp BAO, xem hình (c) Hình (a) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT Hình (b) trang 27 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Hình (c) Gán tiết diện (đã làm trước) Gán tải cho trường hợp, làm cẩn thận trường hợp, tải nút nên nhập nút (không nên nhập đầu thanh) Thanh nút có tải giống nên chọn nhập lúc Trường hợp gió nhập tải lên cột có hướng tải (Direction) X Khi nhập tải xong ta kiểm tra lại trường hợp cách click vào biểu tượng chọn trường hợp tải hộp Load Name, OK Chạy chương trình: xem kết trường hợp BAO, hình Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 28 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập 7a: Tính nội lực cho dàn phẳng có sơ đồ tải trọng hình vẽ TẢI TRỌNG ĐỀU 1500kg Thực theo bước sau: Vào File/New Model, chọn đơn vị sử dụng Kgf,m,C Chọn Grid Only , nhập số lưới theo phương X 7, phương Y = 1, phương Z = 2; khoảng cách lưới theo phương X = 2, phương Y = 1, phương Z = 2.5, OK Vẽ dàn: Nhấp vào biểu tượng toolbar vẽ cánh cách nhấp chuột vào điểm lưới dùng biểu tựơng cần click vào điểm lưới vẽ (vẽ nhanh thanh) Vẽ cánh cách vẽ xiên (giao đỉnh) sau chia thành phần tử cách chọn vào menu Edit/Edit Lines/Divide Frames bảng bên ta chọn : Divide into (chia thành đoạn) Last/First ratio (tỷ lệ đoạn sau đoạn trước).OK Tiếp tục vẽ đứng xiên để dàn hình Tạo điều kiện biên, trước Giải phóng liên kết: nút dàn xem khớp nên ta phải giải phóng (Releases) liên kết đầu để tạo thành khớp, trước hết ta chọn All (tất thanh), chọn biểu tượng (hoặc vào menu Assign/Frame/Releases…), click chọn hình bên để giải phóng moment đầu (Start/End) phần tử Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 29 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Đặt thuộc tính tiết diện, tốn ta cần giải nội lực nên không cần quan tâm đến tiết diện vật liệu Cần ý, giải kết cấu dàn không kể đến trọng lượng thân cấu kiện, nên ta cho hệ số trọng lượng thân (sefl weight) = Đặt tải trọng lên dàn Ta có tải tập trung nút dàn nên cần khai báo trường hợp tải gán tải vào Chạy chương trình Xem kết nội lực, chọn Axial Force (lực dọc thanh) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 30 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập 7b: Tính nội lực, kiểm tra tiết diện cho khung thép kiểu Zamil hình vẽ Vật liệu STEEL (lấy SAP tất thuộc tính) 5000kG 3000kG 3500 300 Tải trọng thân giữ nguyên hệ số 1, tải tải phân bố tác dụng lên xiên theo phương Global Z, giá trị 500 kG/m Tải tập trung nút khung có giá trị bên 5000kG, bên hút 3000kG 500 10000 15 15 15 300 15 15 500 15 500 200 200 300 20000 Thực theo bước sau: Tạo dáng kết cấu: vào File/New Model, chọn đơn vị sử dụng Kgf,m,C Chọn Grid Only , nhập số lưới theo phương X 3, phương Y = 1, phương Z = 3; khoảng cách lưới theo phương X = 10, phương Y = 1, phương Z = 10, OK Click Edit Grid sửa lạị lưới theo phương Z : z3 = 13,5 OK Vẽ thanh: nhấp vào biểu tượng toolbar vẽ khung thép theo thứ tự từ lên: cột trái dầm trái dầm phải cột phải Tạo điều kiện biên, trước Giải phóng liên kết: đầu xiên khớp nên ta phải giải phóng (Releases) liên kết đầu để tạo thành khớp (như làm 7a), chọn thanh, chọn biểu tượng , click chọn hình bên để giải phóng moment Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 31 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) đầu Start End tuỳ theo thứ tự ta vẽ xiên - thực sai ta UNDO làm lại Đặt thuộc tính tiết diện: tốn ta có tiết diện khơng đều, ta thực theo bước sau: o Khai báo loại tiết diện hình đầu bài, tiết diện chữ I: vào Define/Section Properties/ Frame Sections chọn Add New Property, chọn tiết diện chữ I, sửa tên tiết diện I30, nhập thông số sau: t3 - chiều cao tiết diện: 0.3, t2 - chiều rộng cánh trên: 0.2, tf - chiều dày cánh trên: 0.015, tw - chiều dày sườn: 0.015, t2b - chiều rộng cánh dưới: 0.2, tfb - chiều dày cánh dưới: 0.015 o Tương tự khai báo cho tiết diện I50 o Khai báo tiết diện không đều: Vào Define/ Section Properties/Frame Sections chọn Add New Property, hộp thả xuống chọn Other, chọn Add Nonprismatic sửa tên tiết diện 30-50, ô Start Section ta chọn tiết diện I30, ô End Section ta chọn tiết diện I50, Length – chiều dài đoạn chia có tiết diện thay đổi, Linear – thay đổi dạng tuyến tính (theo phương 33 2-2), chọn xong ta click vào hộp Modify, ta có hình dưới: Gán tiết diện cho khung: chọn tất cột dầm gán tiết diện 30-50, cột trái dầm phải đầu, dầm trái cột phải chưa đúng, ta đảo đầu cách: chọn (dầm trái, cột phải), vào menu Assign/Frames /Reverse Connectivity Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 32 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Vào Define/ Load Cases : cho hệ số trọng lượng thân (sefl weight) = (giữ nguyên mặc định) Gán tải trọng lên khung, làm trước Chạy chương trình Xem kết nội lực, chọn Moment 3-3 6000 300 300 Vào khai báo tiết diện không (Non Prismatic), gán vào hình dưới, với kiểu Length Type Absolute chiều dài Length kích thước thật (giá trị tuyệt đối): 300 Tạo loại tiết diện: 25x50, 25x110, 25x30 500 300 Vấn đề có liên quan: Tạo cột có vai đỡ có kích thước hình bên 250 500 Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 33 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập BT1 – Cho hệ dầm ghép hình trên, nhịp có khớp đầu chịu tải phân bố Cho trọng lượng thân = 0, không quan tâm đến tiết diện 2000 kG/m 4000 2000 4000 2000 4000 Moment dầm trường hợp có khớp Moment dầm trường hợp khơng có khớp BT2 – Cho khung có căng hình dưới, sử dụng vật liệu CONC (bêtơng), tiết diện thay đổi (xem hình), hệ số selfweight=1.1 (thanh căng khơng tính trọng lượng thân khơng cần khai báo tiết diện); giải lại với trường hợp khơng có căng Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 34 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Có căng Khơng có căng BT3 – Cho hệ dầm ghép, cho trọng lượng thân = 0, không quan tâm đến tiết diện Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 35 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập 8: Giải khung khơng gian hình Chiều cao cột tầng 5m, tầng lầu 3,6m Tiết diện cột 20x20cm, tiết diện dầm nhịp 6m 20x60, nhịp 4m 20x40 Bêtông cột B20, dầm, sàn B15 Tĩnh tải gồm trọng lượng thân tải trọng tường, tường tác dụng lên dầm tầng lầu 650 kG/m, tường tác dụng lên dầm tầng mái (chỉ dầm chu vi cơng trình) 180 kG/m Hoạt tải tác dụng lên sàn tầng lầu 440 kG/m2, sàn tầng mái 150 kG/m Hoạt tải gió : thành phần gió đẩy 200kG/m thành phần gió hút 150kG/m 2m 4m 4m 4m 4m 4m MB lầu MB mái khơng có dầm phụ MP Khung Y-Z Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT MP Khung X-Z trang 36 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Tạo dáng hình học: Chọn đơn vị sử dụng kgf, m, C, chọn từ thư viện mẫu kiểu khung không gian (3D Frames) nhập thông số: Number of Stories (số tầng) : Number of Bays, X (số nhịp phương X) : Number of Bays, Y (số nhịp phương Y) : Story Height (chiều cao tầng) : Bay Width, X (chiều rộng nhịp phương X): Bay Width, Y (chiều rộng nhịp phương Y): Click vào Edit Grid sửa lưới sau: Lưới A=0, B=6, C=10; Lưới 1=0, 2=4, 3=8, 4=12; Lưới z1=0, z2=5, z3=8.6 OK Ta nên giữ cửa sổ hình để dễ thao tác Tạo điều kiện biên (ngàm chân cột): vào mp X-Y dùng nút xuống chân cột, chọn tất nút chân cột, gán ngàm để di chuyển mp Tạo thêm dầm phụ để hình đầu Vẽ shell: tạo nhanh cách click vào nhấp chuột vào khoảng ô lưới tạo thành tấm, sàn không nằm ô lưới ta tạo cách chọn click vào góc chéo cần tạo sàn Đặt tên gán tiết diện: Đối với (cột, dầm) làm tập trước Đặt tên gán chiều dày cho shell: vào menu Define/Section Properties/ Area Sections, click vào Modify/Show Section hộp bên ra, ta đặt tên cho San8, nhập vào hình; Gán tiết diện cho cách chọn tất (hoặc chọn All), click chọn , chọn San8, OK Đặt tên trường hợp tải gồm: DEAD, HT, GX, GX1, GY, GY1; trường hợp DEAD cho hệ số Self Weight =1,1 Tổ hợp tải: ta đặt trường hợp tổ hợp sau: TH1=DEAD+HT TH2=DEAD+GX TH3=DEAD+GX1 Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 37 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) TH4=DEAD+GY TH5=DEAD+GY1 TH6=DEAD+0,9HT+0,9GX TH7=DEAD+0,9HT+0,9GX1 TH8=DEAD+0,9HT+0,9GY TH9=DEAD+0,9HT+0,9GY1 BAO=ENVE (TH1 .TH9) Gán tải: Trường hợp tĩnh tải (DEAD) có trọng lượng thân chương trình tự tính, ta nhập thêm tải tường tác dụng lên dầm, giá trị 650kG/m cho tầng lầu 180kG/m cho tầng mái (các dầm chu vi) – xem hình Tĩnh tải tường tác dụng lên dầm Trường hợp hoạt tải (HT) ta nhập vào shell giá trị 440kG/m2 cho sàn tầng lầu, 150 kG/m2 cho sàn tầng mái Thực sau: chọn sàn tầng lầu click chọn (hoặc vào menu Assign/ Area Loads/ Uniform) nhập vào ô Load giá trị 440, tương tự nhập tải cho sàn tầng mái – xem hình Trường hợp gió ta có : gió theo phương X X1 theo hướng ngược nhau, tương tự theo phương Y Y1 Giá trị tải gió 200kG/m cho thành phần đẩy, 150kG/m cho thành phần hút Chú ý ta nhập gió vào biên theo hướng – xem hình Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 38 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Hoạt tải sàn Gió trái (GX) Gió trước (GY) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT Gió phải (GX1) Gió sau (GY1) trang 39 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Chia sàn: Ta phải chia sàn thành ô nhỏ để việc truyền tải sàn vào dầm xác, ta chia cho số ô chia theo cạnh phải ≥ 3; đoạn có k.thước ≤1m Cụ thể ta chia sau: Các ô tầng mái cạnh 4m ta chia thành 4, cạnh 6m ta chia thành đoạn Các ô tầng lầu : cạnh 4m chia thành 4, cạnh 2m chia thành đoạn Chọn ô sàn cần chia, vào menu Edit/ Edit Areas/Divide Areas hộp thoại nhập vào hộp Along edge from Point to 2: 6; Along edge from Point to 3: Sau chia sàn ta hình Sàn tầng lầu Sàn tầng mái Chạy chương trình: xem kết quả, ý cột có moment phương 2-2 3-3 Moment 3-3( tr.hợp BAO) Mp X-Z Khung Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 40 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Moment 3-3( tr.hợp BAO) Chú ý: Khi thao tác với kết cấu không gian cần dùng đến số chức trợ giúp hiển thị hữu ích sau: Hiển thị 3D: vào menu View/ Set 3D view (Shift F3) để xoay khung nhìn khơng gian 3D, click vào biểu tượng hình phía click giữ rê chuột Giới hạn khung nhìn: đơi hình dáng tồn kết cấu q phức tạp, ta muốn nhìn góc kết cấu, ta vào menu View/ Set Limits… định toạ độ vùng muốn thấy vào ô Set X Axis Limits … Nhìn dạng phối cảnh kết cấu: hiển thị kết cấu dạng 2D (mp XY, XZ, hay YZ), click vào biểu tượng ta thấy hình dáng kết cấu theo kiểu hình phối cảnh diện, với chức ta dễ dàng chọn lúc nhiều đối tượng kết cấu Cho hiển thị không hiển thị sàn: sàn che khuất làm cho ta khó thao tác khó thấy, ta không cho hiển thị sàn cách click vào biểu tượng click chọn Not in view mục Areas Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 41 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập 9a : Giải kết cấu cầu thang phẳng dạng chịu lực, kiểu vế gấp khúc song song, có thơng số hình vẽ dưới: cột 2500 500 3,600 1000 1500 chiếu đến dầm ch.đến 1000 vế vế vế dầm ch.nghỉ 1,800 1000 vế chiếu (đến) chiếu nghỉ cột chiếu nghỉ dầm khung o Chiều dày sàn 10cm, dùng bêtông B20 cho dầm sàn o Tĩnh tải sàn chương trình tự tính, hoạt tải sàn 400kG/m2 Tĩnh tải tường tác dụng lên dầm chiếu nghỉ chiếu đến 300 kG/m o Dầm chiếu nghỉ chiếu đến (nối cột) có tiết diện 20x30cm, dầm khung tiết diện 20x40cm, cột tiết diện 20x20cm THỰC HIỆN THEO CÁC BƯỚC SAU: Tạo mơ hình kết cấu: lấy từ thư viện mẫu dạng cầu thang (StairCases), hộp thoại chọn Staircase Type (góc trái bên hộp thoại) là: Staircase Type 2, nhập thơng số hình dưới: Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 42 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) o Number of Stories - số tầng : o Story Height - chiều cao tầng : 3.6 o Left Level Width, -X:bề rộng chiếu nghỉ trái (chiếu đến theo đầu bài): o Right Level Width,+X:bề rộng chiếu nghỉ phải (chiếu nghỉ theo đầu bài): 1.5 o Stair Projected Length - chiều dài vế thang : 2.5 o Opening Btw Stairs - khoảng hở vế thang: 0.5 o Stair Width 1, -Y - chiều rộng vế thang 1: o Stair Width 2, +Y - chiều rộng vế thang 2: o Max Mesh Spacing - mắt lưới tối đa: 0.5 o Click bỏ Restraints, Ok Vẽ thêm cột, dầm, gán ngàm chân cột, thêm dầm gối chân vế thang cùng, ta mơ hình Đặt thuộc tính vật liệu (bêtơng B20) Đặt tiết diện dầm, sàn, cột, gán tiết diện Tĩnh tải hoạt tải nhập chung nên ta không cần khai báo thêm trường hợp tải, sửa hệ số SelfWeight = 1.1 Gán tải vào sàn, dầm Chạy chương trình, xem kết moment (M3-3) dầm chiếu nghỉ Chú ý: để hiển thị xác kết shell cần xem lại trục toạ độ địa phương shell (chiếu nghỉ, chiếu đến, vế thang) có chiều hay khơng (bằng cách chọn All click vào , vào menu Assign/ Area/ Local Axis), không chiều phải quay hệ toạ độ lại (bằng cách nhập góc xoay vào bảng ra) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 43 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập 9b : Giải kết cấu cầu thang xoắn bán nguyệt (giải dạng xoắn) có bán kính 2m, chiều cao tầng 3.3m, chia thành 20 bậc, chịu tải phân bố 1000kG/m Tạo dáng kết cấu: o Chọn New Modal, chọn Grid Only, chọn hộp Cylindrical bảng ra, nhập thơng số hình Tạo nút o Number of Grid Lines: số lưới theo hướng o Along Radius: số lưới theo hướng bán kính o Along Theta: số lưới theo hướng góc o Along Z: số lưới theo hướng Z o Grid Spacing: khoảng cách mắt lưới theo hướng tương ứng Tạo nút chân thang, chọn nút vừa tạo, vào menu Edit/ Extrude/ Extrude Points to Frames click chọn Radial, hộp thoại chọn trục quay cách click chọn nút Z mục Rotate About Axis, nhập thơng số hình bên Tạo điều kiện biên: chọn nút gán ngàm Định nghĩa gán thuộc tính vật liệu, tiết diện (dầm có tiết diện 25x60cm), chọn All gán tiết diện cho cấu kiện (bước không làm cho kết đúng) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 44 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Hiệu chỉnh trọng lương thân dầm : menu Define/Load Patterns – cho Self Weight = Gán tải trọng cho dầm: chọn All gán tải lên 1000kG/m Chạy chương trình xem kết Moment 3-3 (moment uốn) Hướng nhìn t-Z, click vào biểu tượng Moment 2-2 Hướng nhìn r-t, click vào biểu tượng Bài tập tự làm: Tạo xoắn có góc xoắn 210o, chiều cao 4m, bán kính 3m (cũng chia thành 20 đoạn), tải tác dụng 800kG/m, kể trọng lượng thân (Self Weight = 0) Moment xoắn (Torsion) Hướng nhìn t-z, click vào biểu tượng Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 45 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Tạo xoắn có góc xoắn 270o, chiều cao 4m, bán kính 4m (chia thành 15 đoạn, tải tác dụng 800kG/m, kể trọng lượng thân (Self Weight = 0) đoạn dầm nằm ngang (chiếu nghỉ) Moment uốn (M3-3) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 46 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập 9c : Giải kết cấu cầu thang xoắn bán nguyệt (giải dạng xoắn) hình Bản có bề rộng 1m, bán kính 2m, BK ngồi 3m, ch.cao tầng 3.3m, góc xoắn 180o Tạo dáng kết cấu Chọn New Model chọn hộp Cylindrical bảng bên ra, nhập thơng số hình bên (đã giảng giải BT9b) Vẽ hình a, chọn vừa tạo, vào menu Edit/ Extrude/ Extrude Lines to Areas click chọn Radial nhập hình b Hình a Vẽ Tạo thêm điểm đến thang, tạo điều kiện biên cho kết cấu ngàm nút nút Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 47 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Hình b Đặt thuộc tính cho shell: làm cho tốn khơng gian có shell (BT8), đặt tên shell SAN12, chiều dày 12cm Gán thuộc tính tiết diện cho shell Điều chỉnh lại hệ số Self Weight = Nhập tải cho shell (tổng tải) = 600kG/m2 Chạy chương trình xem kết quả: kết nội lực biểu diễn dạng màu hình Moment Mmax Lực cắt Vmax Cách khác để tạo mơ hình cầu thang xoắn: lấy từ thư viện mẫu hình cầu thang, kiểu (Staircase Type): Spiral Staircase, nhập thơng số hình dưới: Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 48 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) o Start Angel, T1 – góc bắt đầu : (độ) o End Angel, T2 – góc kết thúc : 180 (độ) o Num of Divisions, Angular - Số đoạn chia, theo phương góc: 20 o Num of Divisions, Radial - Số đoạn chia, theo phương bánh kính: o Inner Radius – bán kính trong: o Outer Radius – bán kính ngồi: o Total Height – tổng chiều cao: 3.3 Nhập thông số làm trên, chạy chương trình xem thử với việc chia theo phương ngang khơng chia kết có sai khác? Thông thường giải cầu thang xoắn ta nên giải dạng (BT9b), lấy moment tính thép (chủ yếu theo phương dài), cịn chạy mơ hình khơng gian dạng xoắn chủ yếu để thấy làm việc kết cấu phục vụ việc bố trí thép Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 49 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập 10 : Giải kết cấu hồ nước, có thơng số hình vẽ dưới: dầm nắp thành cột cột 1500 nắp đáy dầm đáy 6000 o Chiều dài 6m, ngang 4m, cao (chứa nước) 1.5m, có cột đỡ, dầm bao quanh o Chiều dày đáy 12cm, nắp 8cm, thành 10cm, dùng bêtông B20 cho dầm o Dầm đáy xung quanh 20x40cm, dầm đáy dầm nắp 20x30, cột 20x20 o Tĩnh tải chương trình tự tính, hoạt tải áp lực nước, tác dụng lên đáy 1.5m *1000kG/m3 = 1500kG/m2, tác dụng lên thành theo hình tam giác từ Hoạt tải tác dụng lên nắp 150kG/m2 THỰC HIỆN THEO CÁC BƯỚC SAU: Tạo mơ hình kết cấu: chọn Grid Only, nhập thơng số hình bên (đã làm trước): Vẽ thêm cột, dầm xung quanh, dầm đáy, đáy, thành, nắp; gán ngàm chân cột Đặt thuộc tính vật liệu (bêtơng B20) Đặt tiết diện dầm, cột, thành, nắp, đáy, gán tiết diện cột, dầm, Tĩnh tải hoạt tải nhập chung nên ta không cần khai báo thêm trường hợp tải, sửa hệ số SelfWeight = 1.1 Gán tải vào đáy (1500), nắp (150) Chia ô đáy : cạnh chia thành (cạnh 3m), cạnh chia thành (cạnh 4m); chia nắp: cạnh chia thành 12 (cạnh 6m), cạnh chia thành (cạnh 4m) Tư tượng ta chia thành hồ nước thành nhỏ kích thước 0.5x0.5m (chia nhỏ xác-có thể chia với kích thước 0.2m cho ô này) Tải áp lực nước tác dụng vào thành dạng phân bố tam giác nên ta nhập dạng Pattern sau: Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 50 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) o Vào Define/ Joint Patterns sửa lại tên Pattern APLUCNUOC o Chọn tất tấm, kể nút (có thể chọn All), vào Assign/ Joint Pattern nhập thơng số hình bên: o Giải thích thơng số sau: giá trị tung độ lực biến thiên theo hướng X, Y, Z nên phương trình biểu diễn giá trị áp lực có yếu tố X, Y, Z Trong trường hợp ta thấy áp lực nước biến thiên theo phương Z nên yếu tố lại (X, Y) khơng quan tâm (bằng 0), phương trình cịn lại V = Cz + D; ta ý điều kiện biên sau: Nếu Z=0 V=1.5D = 1.5, Nếu Z=1.5 V=0 C = -1 o Nhập tải áp lực nước theo nguyên tắc sau: Tải nước tác dụng từ đẩy ra, tác dụng vào mặt mặt thành (cần xác định mặt bên mặt 5(màu đỏ) hay (màu vàng)bằng cách chọn icon , chọn Fill Objects hộp General thấy hiển thị màu) Nhập tải cách chọn thành (kể nút), vào menu Assign/Area Loads/Surface Pressure, tải tác dụng theo hướng khỏi mặt tải dương, hình bên trường hợp thành ta chọn có mặt mặt ngoài, ta chọn hộp Face 5, nhập giá trị dương, ta sử dụng đơn vị kgf nên nhập vào ô Multiplier giá trị 1000 Chạy chương trình, xem kết (M3-3) dầm đáy hồ nước (dầm 6m) M1-1, M2-2 shell M3-3 dầm, cột Chú ý: để hiển thị xác kết shell cần xem lại trục toạ độ địa phương shell (đặc biệt thành) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 51 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập 11: Giải dầm đàn hồi (móng mềm) 30T 80T 1,5T.m 50T 2T.m 5T.m K=300T/m3 1000 3500 4000 1000 DẦM CÓ TIẾT DIỆN ĐỀU 30x60cm Chọn từ thư viện mẫu kiểu dầm, có số nhịp 1, chiều dài nhịp 9.5m Chọn đơn vị sử dụng: Ton.m.C Click bỏ chọn Restraints Ok Chia nhỏ dầm thành đoạn 0.5m, cách vào lệnh Edit/Edite Lines/Divide Frames, chọn số đoạn chia 19 (Divide into), hệ số (Last/First Ratio) Định nghĩa vật liệu: trọng lượng riêng 2,5T/m3, BT B25 Eb= 3,0*106 T/m2 Định nghĩa tiết diện Đối với dạng tốn thơng số đặc trưng vật liệu tiết diện quan trọng ảnh hưởng đến kết Định nghĩa tải trọng, sửa Selfweight = 1,1 Gán tiết diện, gán tải trọng vị trí đầu Gán liên kết lò xo: chọn tất (All), vào lệnh Assign/Joint/Springs gán hình bên, hệ số k (độ cứng xo) 300T/m3, theo phương (phương đứng) Có thể cần nhập thêm hệ số k cho phương !!!! Chạy chương trình, xem moment 3-3, hình Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 52 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập tự làm: Giải khung tầng (mỗi tầng cao 4m), nhịp (nhịp 6m nhịp 2m), chịu tải phân bố 1000kG/m (tác dụng lên dầm), liên kết với liên kết đàn hồi (lị xo) có độ cứng k = 500T/m3 Tiết diện dầm 20x50 (nhịp 6m) 20x30 (nhịp 2m), tiết diện cột 20x20cm, bêtông B20 cho dầm, cột (để chương tình tự động tính trọng lượng thân – hệ số SelfWeight = 1,1) Moment M3-3, liên kết đàn hồi (đơn vị T, m) Moment M3-3, liên kết cứng Ta thử thay đổi tiết diện dầm, cột, chất tải bên….xem kết trường hợp để thấy lún móng ảnh hưởng đến kết cấu bên Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 53 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập 12: Giải cầu thang có chiếu nghỉ trịn (như hình) Chiều dày sàn 10cm, DCĐ DCN DCN DCĐ 50 17 1800 Tạo hệ lưới phẳng: chọn đơn vị sử dụng kgf,m,C; Chọn New model/ Grid only tạo lưới theo phương X, lưới theo phương Y, lưới theo phương Z, sửa lại lưới A=0, B=3; 1=0, 2=1.5, 3=2, 4=3.5; z1=0, z2=1.8, z3=3.6, OK 500 THỰC HIỆN THEO CÁC BƯỚC SAU: 1500 Bêtông B20, hoạt tải 400 kG/m2 3600 Dầm chiếu nghỉ (DCN), dầm chiếu đi, đến (DCĐ) có tiết diện 20x40cm 1500 Vẽ vế thang: cửa sổ, cửa sổ 3D cửa sổ X-Y; chọn MP X-Y di chuyển lưới 3000 xuống MP chân, tạo nút 1, 2; chuyển lưới lên MP chiếu nghỉ tạo nút 3, 4, 5, 6; chuyển lưới lên MP tạo nút 7, Chọn MP X-Y, click vào hình mắt kính, tạo nút 1, 2, 3, 5, 6, 7, (có thể vẽ vế thang cửa sổ 3D mà không cần tạo trước nút – dễ click nhầm mắt lưới) Vẽ chiếu đến, chiếu nghỉ thẳng vẽ cách click từ nút đến nút 6, sau chia thành đoạn Tạo phần chiếu nghỉ: chọn hình bên, vào lệnh Edit/ Extrude/ Extrude Lines to Areas click vào hộp Radial, nhập thông số hình chọn để tạo Tấm chiếu nghỉ sau tạo lệnh Edit/Extrude Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 54 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Vẽ dầm chiếu nghỉ cong theo chu vi bán nguyệt Định nghĩa vật liệu bêtông B20 Định nghĩa tiết diện tấm, Gán tiết diện Gán gối tựa nút 1, 2, 3, 6, 7, Chỉnh lại hệ số Self Weight = 1,1 Gán tải cho = 400 Chia vế thang thành phần theo chiều ngang phần theo chiều dài Chạy chương trình Xem moment M 3-3 Torsion (moment xoắn) chiếu nghỉ M 3-3 Bài tập tự làm: Giải khung khơng gian có ban cơng trịn, tầng, tầng cao 4m, tầng lầu cao 3.5m; nhịp theo phương X dài 4.5m, tiết diện dầm 20x50, nhịp theo phương Y dài 4m, tiết diện dầm 20x40; ban cơng có bán kính 1.5m, tiết diện dầm 20x30; tiết diện cột 20x20, sàn dày 8cm (kể sàn ban công) Tải trọng tác dụng lên sàn gồm tĩnh tải (chương trình tự động tính, hệ số selfWeight = 1.1), hoạt tải 400 kG/m 2, tải tường tác dụng lên tất dầm tầng lầu 650 kG/m, dầm theo chu vi tầng mái 150 kG/m Gộp tất tải giải chung Bêtông sử dụng loại B20 Một số Chú ý: Ô sàn tầng chia thành ô nhỏ (0.5x0.5m) Ban công chia theo phương góc làm 10 phần Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 55 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Tải tường tác dụng dầm Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT Moment M3-3 Khung có ban công trang 56 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bài tập 13: Tính tháp nước bêtơng cốt thép Chiều cao chân tháp 9m (chia làm đoạn), có chân cột, dầm giằng chéo giằng xung quanh (như hình bên) Chiều cao bể chứa : 2,5m; đường kính bể (tháp) : 3m Dầm, cột tiết diện 20x30cm; sàn, thành dày 15cm Bêtông B20 Tải gió tác dụng vào đầu cột = 1T (đẩy) 0,8T (hút) Tạo dáng kết cấu: chọn đơn vị sử dụng kgf,m,C; lấy từ thư viện mẫu kiểu Shell, nhập thông số : o o o o o Cylinder Height - chiều cao trụ : (m) Num of Divisions, Z - số đoạn chia theo phương Z: 3, Radius – bán kính trụ: 1.5, Num of Divisions, Angular : 18 Click bỏ chọn Restraints Xoá phần thành (hoặc UNDO) Vẽ cột, dầm, giằng Định nghĩa vật liệu bêtông B20 Định nghĩa tiết diện tấm, Gán tiết diện Gán ngàm nút chân cột Hình (a) Chỉnh lại hệ số Self Weight = 1,1 Gán tải cho = 2500kG/m2 Xoay tiết diện cột cho chiều, sau ta vẽ cột tiết diện có vị trí hình (a), ta phải quay trục toạ độ địa phương cột 2, 3, 5, để hình (b), ta chọn cột 2, 5, vào Assign/ Frame/Local Axes nhập vào góc xoay 60o, tương tự ta chọn cột 3,6 nhập vào góc xoay -60o Ghép thêm phần bể chứa cao 2,5m: Hình (b) Vào menu Edit/ Add to Model from Template click chọn Shell, nhập thông số sau: o o o o o o Cylinder Height : 2.5, Num of Divisions, Z : 4, Radius : 1.5, Num of Divisions, Angular : 18 Click bỏ chọn Restraints Click chọn Locate Origin, hộp thoại click chọn 3D, nhập thông số hộp Origin Location sau: Global X = 0, Global Y = 0, Global Z = OK, OK Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 57 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Ta thêm phần thân bể chứa Tạo phần đáy bể tạo chiếu nghỉ tròn 12 Gán áp lực nước tác dụng bể dạng Pattern làm tập 10 Nhập tải gió vào đầu cột: chọn nút đỉnh cột theo phương (-X) gán lực đẩy = 1000kG, chọn nút đỉnh cột theo phương (+X) nhập lực hút 800kG Chạy chương trình, xem nội lực moment M 3-3 khung mặt phẳng X-Z (đơn vị : T.m) Để tạo hình dáng tháp nước trên, ngồi cách hướng dẫn, cịn nhiều cách khác thực nhanh hơn, hướng dẫn lớp Bài tập 14: Design (thiết kế BTCT Kết cấu thép) cấu kiện Chương trình Sap2000 cho phép thiết kế kết cấu BTCT theo tiêu chuẩn ACI318-99 (của Mỹ), BS 8110-89 (Anh), Europe Code - 1992 (của Cộng đồng Châu Aâu) khơng có tiêu chuẩn Việt Nam Nên ta thường lấy giá trị nội lực sau tính thép phần mềm khác (Excel chẳng hạn) Nếu ta thiết kế theo tiêu chuẩn ACI Mỹ giá trị tiết diện cốt thép có thường lớn từ 1,0 - 1,2 lần cho dầm 1,2-1,5 (cho cột) Có số sách tác giả nghiên cứu nhân hệ số cho tổ hợp tải trọng để có tương quan giửa tiêu chuẩn Việt Nam tiêu chuẩn khác, nhìn chung cịn mang tính cục Nói chung ta sử dụng tiêu chuẩn cho việc thiết kế thép (bằng cách nhân hệ số cho tổ hợp), không mang tính pháp lý cao!!!! Trong tốn thiết kế thép, bước ta thực tập trước, cần khai báo thêm số vấn đề sau (có thể thực trước sau được): A THIẾT KẾ BÊTÔNG CỐT THÉP Lấy tập (khung phẳng) làm ví dụ Khai báo vật liệu: trước hết nên chọn đơn vị sử dụng lại kgf,cm,C, vào menu Define/Material, chọn vật liệu bêtông B15, click chọn Modify/ Show Material, ngồi thơng số ta khai báo trong 6, ta cần khai báo thêm thông số Specified Concrete Compressive Strength (f’c) – cường độ bêtông (khối lăng trụ): 150kgf/cm2 (B15 tương đương mác bêtơng 200, có cường độ lăng trụ Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 58 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) 150kgf/cm2), cần tham khảo thêm tiêu chuẩn ACI để hiểu rõ cách tính tốn, nói chung khác biệt so với TCVN lớn Khai báo đặt trưng tiết diện: vào menu Define/Section Properties/ Frame Sections, việc khai báo tiết diện cho ta cần click vào hộp Concrete Reinforcement (bên dưới) để khai báo cột (Column) hay dầm (Beam), cách click vào tương ứng (hình dưới): Đối với cột (mục Design Type chọn Column): Mục Reinforcement Configuration : định dạng tiết diện Rectangular : tiết diện chữ nhật Circular : tiết diện tròn Mục Confinement Bars: dạng cốt ngang Tie : dạng Spiral : dạng xoắn lò xo Mục Longitudinal Bars – Rectangular Configuration : Các thông số th.kế khác Clear Cover for Confinement Bars (lớp bảo vệ cốt ngang): 1.5 (cm) Number of …3-dir Face (số thép theo hướng trục 3): Number of …2-dir Face (số thép theo hướng trục 2): Longitudinal Bar size : cỡ thép dọc (theo phân loại Mỹ - xem thêm) Mục Confinement Bars : thông số cốt ngang Confinement Bar size : cỡ cốt ngang Longitudinal spacing of Confinement Bar : khoảng cách giũa cốt ngang Number of Confinement Bars in 3-Dir: số cốt ngang theo phương Number of Confinement Bars in 2-Dir: số cốt ngang theo phương Mục Check / Design : dạng toán Reinforcement to be Checked :bài toán kiểm tra Reinforcement to be Designed :bài toán thiết kế (chọn) Đối với dầm ((mục Design Type chọn Beam)): Concrete Cover to Longitudinal Rebar Center (lớp bảo vệ cho cốt thép): Top : lớp thép Bottom : lớp thép Reinforcement Overrides for Ductile Beams: diện tích thép cần tăng cường cho hai đầu dầm (Left - Right) gối (Top - Bottom), để chương trình tự phân tích Ta phải khai báo cho tất tiết diện định nghĩa Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 59 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Khai báo tiêu chuẩn thiết kế: vào menu Design /Concrete Frame Design /View/Revise Preferences, chọn tiêu chuẩn thiết kế ACI 318-05, thay đổi tiêu chuẩn ta click vào có chữ ACI 318 – 05 bảng liệt kê ta chọn tiêu chuẩn cần chọn Các thông số khác nên để mặc định Ta định nghĩa thêm loại đường kính thép cách vào Define /Section Properties/ Reinforcement Bar Sizes, nhập thơng số, OK Chạy chương trình phân tích nội lực Chọn tổ hợp dùng để thiết kế thép: vào menu Design / Concrete Frame Design / Select Design Combos… click chọn tổ hợp dùng để thiết kế bên hộp List of Load Combinations nhấp nút Add chuyển vào hộp Design Load Combinations, bỏ lực bên hộp Design Load Combinations chọn lực nhấp Remove Muốn xem kiểu tổ hộp nhấp vào Show Chạy thiết kế thép: vào menu Design/Concrete Frame Design /Star Design/Check of Structure, chương trình chạy tính tốn thép, để xem kết nên chuyển đơn vị thành Kgf,cm,C, để đơn vị m giá trị hiển thị nhỏ chương trình cho giá trị Nhận xét: ta thấy kết tính thép dầm tương đối giống với TCVN – 356, cột vài tính, cịn O/S tức tiết diện chưa hợp lý (nhỏ), có màu đỏ màu cam chứng tỏ tiết diện không đủ gần với giới hạn phá hoại Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 60 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) B THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP: (Lấy tập 7a – dàn phẳng – làm ví dụ) Khai báo vật liệu: vào menu Define/Material, chọn vật liệu A992Fy50 nhấp vào hộp Modify / show Material, ta đổi tên vật liệu thành Thep CI, thông số khác không quan tâm, ta cần nhập cường độ thép vào ô: Minimum Yield Stress (fy) – c.độ chảy dẻo thép: 2000 kG/cm2; Minimum Tensile Stress (fu) – c.độ chịu kéo cực hạn (phá hoại): 3200 kG/cm2 Effective Yield Stress (fye) – c.độ chảy dẻo hữu hiệu thép: 2200 kG/cm2; Effective Tensile Stress (fue) – c.độ chịu kéo cực hạn hữu hiệu: 3600 kG/cm2 Khai báo tiết diện: chương trình phân tích theo kiểu tự chọn tiết diện thích hợp cho theo nội lực tính tốn (kiểu tốn kiểm tra), ta phải thực bước sau: Đặt tiết diện ta dự định thiết kế cho dàn, ví dụ tiết diện thép góc (Angle Double Angle): Vào Define/ Properties Section/Frame Sections chọn Add New Property, chọn hộp Angle, nhập tên V8 thông số tiết diện 80x80x8 Tương tự ta nhập tiết diện V7 (70x70x7); V6 (60x60x6); V5 (50x50x5) Các loại tiết diện tác giả tự đặt, cần tìm hiểu thêm qui cách thép góc thị trường Chọn Add New Property, chọn Auto Select List hộp thoại chọn tiết diện vừa đặt Add vào hộp Auto Selections, ta hình bên, OK (ta tiết diện có tên Auto1) Ta lấy kiểu tiết diện thép góc mà chương trình cho sẵn để gán cho tiết diện Auto1 này, sau: Vào Define/Section Properties/ Frame Sections / Import New Property chọn Angle, chọn file Sections.pro (hình dưới) Chọn dạng tiết diện mong muốn, OK Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 61 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Bước lại làm phần tạo tiết diện Auto1 Gán tiết diện Auto1 cho tất dàn: chọn All gán cho Auto1 Chạy chương trình Chạy thiết kế thép: vào menu Design / Steel Frame Design / Star Design/ Check of Structure, xem kết thiết kế Bài tập 15: Xuất đọc kết Lấy tập làm ví dụ, ngồi việc đọc kết biểu đồ ta cịn cần có số liệu nội lực, đặc biệt cho cột để phục vụ cho việc tính cốt thép phần mềm khác, ta thực sau, sau chạy chương trình: Chọn cột cần xuất kết quả, chọn theo cách vào Select/ Select/ Properties/Frame Sections chọn tiết diện ta gán cho cột Vào menu Display/ Show Tables (hoặc Shift F12) bảng click vào dấu cộng Element Output, tiếp tục click vào dấu cộng Frame Output click chọn Table: Element Forces – Frames để xuất kết nội lực phần tử (Element) Chọn hộp Select Load Patterns, click Clear All, OK Trong hộp Select Load Cases, chọn COMB1 COMB9, để lấy kết nội lực trường hợp tổ hợp từ đến 9, OK Bảng kết hình, vào menu File/ Export Current Table/ to Excel ta thấy kết nội lực chuyển Excel Việc xuất biểu đồ ta in trực tiếp từ SAP, cách cho hiển thị biểu đồ cần in, vào menu File/ Print Graphics (khơng cần đổi màu nền…), trước phải hiệu chỉnh máy in khổ giấy trước (vào File/ Print Setup for Graphics) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 62 Thực hành SAP 2000 – V14 (chỉnh sửa 2012) Nếu ta in biểu đồ in tờ giấy, ta chụp hình biểu đồ Insert vào Word, trước hết phải đổi màu …, cách vào menu Option/ Colors/ Display, đổi màu (Background) thành màu trắng, màu khác thành màu đen, vào hộp Output đổi màu hiển thị biểu đồ thành màu đen Chụp ảnh nút Print Screen bàn phím, Paste trực tiếp vào Word Drop lại Paste vào tiện ích vẽ “Paint” Window, cắt biểu đồ, Copy Paste vào Word Nút (đổi màu đen) Thanh (đổi màu đen) L.kết biên (đổi màu đen) Trục toạ độ (đổi màu đen) Chữ số (đổi màu đen) Màn hình (đổi màu trắng) (đổi màu đen) Biên soạn: Hồ Ngọc Tri Tân – BM KTXD – K.CN – ĐHCT trang 63