83 Chơng VI : So sánh kết quả Tính Toán với sap2000N và lý thuyết Các ví dụ tính toán dới đây đợc thực hiện nhằm mục đích xác định độ tin cậy của KCW2005 trong phân tích và thiết kế kết cấu. Kết quả tính toán của KCW2005 đợc so sánh với kết quả tính của SAP2000N, kết quả tính tay và kết quả tính từ các ví dụ lấy trong tài liệu tham khảo. Các ví dụ này ngời sửdụng có thể xem từ th mục EXAMPLES nằm trong th mục của chơng trình. Phân tích tĩnh phần tử tấm uốn Tính toán nội lực và chuyển vị của sàn bê tông cốt thép có kích thớc 4mx8m chịu tác dụng của tải trọng bản thân vuông góc với mặt phẳng sàn. Mô hình hoá sàn bởi 4x8 phần tử tấm 1mx1m. Tệp dữ liệu của SAP2000N là tamukt.sdb. Tệp dữ liệu của KCW2005 là tamukt.kcw. Kết quả tính toán cho trong bảng. Nội lực và chuyển vị của sàn Mx (T.m/m) My (T.m/m) Nội Lực Và Chuyển Vị Max Min Max Min Chuyển vị max (m) KCW2005 0.070 -0.203 0.188 -0.315 7.99x10 -4 SAP2000N 0.071 -0.204 0.189 -0.317 8.075x10 -4 Phân tích dao động khung phẳng BATH AND WILSON Khung phẳng Bath and Wilson đợc lấy từ ví dụ tính toán của phần mềm Sap2000N v6.11 (Framebw.sdb). Khung có mời nhịp và chín tầng, các đặc trng hình học và vật liệu đợc nhập trực tiếp, đơn vị tính là kip và foot. Ba trị riêng đầu tiên đợc tính toán. Kết quả tính toán của KCW2005 đợc so sánh với Sap2000N cho trong bảng. Tệp dữ liệu của KCW2005 là Framebw.kcw. 84 Chu kỳ dao động riêng (sec) Dạng dao động 1 2 3 KCW2005 8.181 2.667 1.532 SAP2000N 8.183 2.673 1.543 Phân tích ổn định khung phẳng Phân tích ổn định khung phẳng một nhịp một tầng. Để đơn giản lấy độ cứng EI=1, kích thớc khung L=1. Giá trị tải trọng tới hạn cho trong bảng. Tệp dữ liệu là Giá trị tải trọng tới hạn KCW2005 Lý Thuyết 7.44 7.34 85 Phân Tích P-Delta Khung Phẳng Phân tích P-Delta khung phẳng một nhịp một tầng. Ví dụ này đợc lấy từ tệp portalpd.sdb của phần mềm SAP2000N. Phân tích P-Delta cho hai trờng hợp tải trọng nh hình vẽ. Kết quả tính toán so sánh với SAP2000N cho trong bảng. Tệp dữ liệu của KCW2005 là portalpd.kcw. Nội Lực Phần Tử - Trờng Hợp Tải Trọng 1 Thanh 1 Thanh 2 Thanh 3 Chơng Trình M3 M4 M1 M3 M2 M4 KCW2005 -8260.2997 -8260.2997 4588.9367 -8260.3111 -4588.9367 8260.3111 SAP2000N -8260.41 -8260.41 4589.12 -8260.41 -4589.12 8260.41 Nội Lực Phần Tử - Trờng Hợp Tải Trọng 2 Thanh 1 Thanh 2 Thanh 3 Chơng Trình M3 M4 M1 M3 M2 M4 KCW2005 -6183.3618 -6124.9922 2551.2035 -6183.3849 -4502.8192 6124.9940 SAP2000N -6183.59 -6124.93 2550.86 -6183.59 -4503.54 6124.93 Phân tích tĩnh dàn phẳng Dàn phẳng không giải phóng liên kết từ ví dụ truss.sdb của Sap2000N. Đơn vị đợc đổi sang T-M. So sánh chuyển vị tại nút và nội lực phần tử với phơng án tải DEAD LOAD. Tệp dữ liệu của KCW2005 là truss.kcw. Nút 38 và thanh 80 trong KCW2005 tơng ứng với nút 37 và thanh 68 trong SAP2000N. 86 Chơng trình Chuyển Vị (M) Lực Dọc (T) Lực Dọc (T) KCW2005 Nút 38 : -1.93754 Thanh 61 : -0.1165 Thanh 80 : -0.08110 SAP2000N Nút 37 : -1.99556 Thanh 33: -0.1171 Thanh 68 : -0.08055 Phân tích tĩnh khung phẳng Phân tích tĩnh khung phẳng với năm phơng án tải. Tệp dữ liệu của SAP2000N là datn.sdb, của KCW2005 là datn.kcw. So sánh kết quả nội lực và chuyển vị cho cả năm phơng án tải trọng. Chuyển vị UY trong KCW2005 tơng đơng với chuyển vị UZ trong SAP2000N. KCW2005 SAP2000N P.A tải Chuyển vị nút 21 (m) Mômen nhịp phần tử 14 (T.M) Chuyển vị nút 6 (m) Mômen nhịp phần tử 30 (T.M) 1 UY 0.0014 19.8091 UZ -0.0014 19.85562 2 UY -0.0003 2.0175 UZ -2.638E-4 -1.9305 3 UY 0.0003 0.0603 UZ -2.544E-4 -0.0415 4 UX 0.0076 -0.0135 UX 0.00755 -0.01349 5 UX -0.0076 -0.0134 UX -0.00755 -0.01349 Phân tích tĩnh tấm trên nền đàn hồi Phân tích tĩnh tấm trên nền đàn hồi có kích thớc 10x10 (ft 2 ), chiều dày tấm 2ft, tải trọng đặt tại 4 điểm có giá trị 500kips, bỏ qua trọng lợng bản thân tấm. Vật liệu : Mô đun đàn hồi E=4680000 (k/ft 2 ) Hệ số poission =0.15 Hệ số đàn hồi k=100 (k/ft 3 ) Tấm đợc chia thành lới 10x10 phần tử. Nền đàn hồi đợc rời rạc tại vị trí các nút với các giá trị sau : Tại các nút biên : (1x0.5)x100=50 (k/ft) Tại các nút góc : (0.5*0.5)x100=25 (k/ft) Tại các nút giữa : (1x1)x100=100 (k/ft) 87 Tệp dữ liệu của SAP2000N là tamdh.sdb, tệp dữ liệu của KCW2005 là tamdh.kcw. Kết quả tính toán cho trong bảng Chơng trình Chuyển vị max (ft) MX(M11) max (k.ft/ft) MY(M22) max (k.ft/ft) KCW2005 0.200336 251.936 251.936 SAP2000N 0.20034 255.63 255.63 Phân tích tĩnh khung không gian Phân tích khung không gian có sàn cùng làm việc với dầm, cột. Tệp dữ liệu của SAP2000N là kkg.sdb. Tệp dữ liệu của KCW2005 là kkg.kcw. Kết quả nội lực và chuyển vị cho trong bảng. Các nút và tấm trong cùng một cột giữa hai chơng trình là tơng đơng. Chơng trình Chuyển Vị Nút (M) Mô Men Tấm (T.M/M) Mô Men Tấm (T.M/M) KCW2005 Nút 669 : UY -0.001233 Tấm 390 MY 0.11 Tấm 393 MY -0.162 SAP2000N Nút 484 : UZ -0.00116 Tấm 389 M11 0.1105 Tấm 394 M11 0.171 88 Phân tích dao động riêng tấm vách Phân tích dao động riêng của vách cứng có kích thớc 10mx10m, chiều dày 0.1m. Sáu dạng dao động riêng đợc tính. Tệp dữ liệu của SAP2000N là vachdd.sdb, tệp dữ liệu của KCW2005 là vachdd.kcw. Kết quả tính toán chu kỳ dao động riêng (s) cho trong bảng. Chơng trình 1 2 3 4 5 6 KCW2005 1.987 0.778 0.319 0.252 0.217 0.125 SAP2000N 1.978 0.78 0.322 0.258 0.22 0.128 Phân tích dao động riêng tấm sàn Phân tích dao động riêng tấm sàn kích thớc 4mx3m, dày 0.1m. Sau dạng dao dộng riêng đợc tính. Tệp dữ liệu của SAP2000N là sandd.sdb, tệp dữ liệu của KCW2005 là sandd.kcw. Kết quả tính toán chu kỳ dao động riêng (s) cho trong bảng. Chơng trình 1 2 3 4 5 6 KCW2005 0.021989 0.0132 0.00935 0.00791 0.00752 0.00561 SAP2000N 0.0221 0.0133 0.0094 0.0080 0.0076 0.0058 Phân tích tĩnh bể nớc Phân tích tĩnh bể nớc có kích thớc 3mx4m, cao 2m, kê tự do ở cạnh biên. Chiều dày đáy bể là 0.2m, chiều dày thành bể là 0.15m. Tải trọng tác dụng lên bể do áp lực nớc và tải trọng bản thân. Tệp dữ liệu của SAP2000 là benuoc.sdb, tệp dữ liệu của KCW2005 là benuoc.kcw. Kết quả tính toán cho trong bảng. 89 Chơng trình Chuyển vị thành max Chuyển vị đáy max Mmax KCW2005 0.005548 0.001209 6.748 SAP2000N 0.00559 0.001220 6.74 Thiết kế cấu kiện B.T.C.T Thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép khung phẳng, so sánh kết quả tính toán với kết quả tính tay. Tệp dữ liệu là datn.kcw. Đơn vị diện tích cốt thép là cm 2 . Kết quả tính toán cốt thép dầm Tính tay KCW2005 Thanh Tiết diện M (T.M) FAT FAD FAT FAD 1 25x75 -7.64 0.966 3.923 0 4.027 1.141 1 25x75 -5.06 0.978 2.567 0 2.677 0.9 1 25x75 -10.7 0.952 5.576 0 5.807 0.9 2 25x75 -19.63 0.907 10.733 0 11.16 0.9 2 25x75 15.24 0.9297 0 8.13 0.9 8.59 2 25x75 -19.63 0.907 10.733 0 11.16 0.9 4 25x75 -9.57 0.957 4.96 0 4.93 0.9 4 25x75 -4.24 0.981 2.14 0 2.12 0.9 4 25x75 -5.63 0.975 2.864 0 2.986 1.121 5 25x75 -19.06 0.91 10.39 0 10.49 0.9 5 25x75 16.11 0.925 0 8.636 0.9 8.771 5 25x75 -19.06 0.91 10.39 0 10.49 0.9 7 25x45 -6.93 0.903 6.523 0 6.453 0.525 7 25x45 -1.81 0.9766 1.576 0 1.498 0.525 7 25x45 2.67 0.965 0 2.352 0.525 2.269 8 25x75 -18.35 0.914 9.96 0 9.972 0.9 8 25x75 17.22 0.92 9.287 0 0.9 9.283 8 25x75 -18.35 0.914 9.96 0 9.971 0.9 90 KÕt qu¶ tÝnh to¸n thÐp cét TÝnh tay KCW2005 Thanh TiÕt diÖn M (T.M) N (T) FAT FAD FAT FAD 21 25x45 5.35 -110.22 8.94 8.94 8.94 8.94 21 25x45 6.82 -110.22 10.61 10.61 10.61 10.61 22 25x45 9.22 -95.39 11.43 11.43 11.43 11.43 22 25x45 9.29 -95.39 11.54 11.54 11.54 11.54 ThiÕt kÕ cÊu kiÖn bª t«ng cèt thÐp, so s¸nh kÕt qu¶ tÝnh to¸n víi kÕt qu¶ theo gi¸o tr×nh KÕt cÊu Bª t«ng cèt thÐp [3]. TÝnh to¸n cÊu kiÖn dÇm Gi¸o Tr×nh KCW2005 VÝ dô TiÕt diÖn Lo¹i TiÕt DiÖn M (T.M) FA’ FA FA’ FA 5-1 25x60 CN 27.06 0 19.64 0 19.39 5-2 20x50 CN 12.6 0 11.9 0 11.9 5-3 100x8 CN 0.547 0 4.51 0 4.51 5-4 20x70x58x10 T 37.5 0 24.54 0 24.53 5-5 18x50x144x7 T 11.47 0 9.42 0 9.41 5-6 22x60x214x8 T 22 0 11.77 0 11.77 5-7 9x110x32x10 I 48 0 18.63 0 17.78 5-8 30x80 CN 63 2.3 34.18 1.125 34.98 Ghi chó : VÝ dô 5-7 : cèt thÐp theo gi¸o tr×nh tÝnh víi a=8cm , theo KCW2005 tÝnh víi a=4cm. VÝ dô 5.8 : cèt thÐp theo gi¸o tr×nh tÝnh víi a=7cm, a ’=3.5cm, theo KCW2005 tÝnh víi a=5cm. TÝnh to¸n cèt thÐp cét Gi¸o Tr×nh KCW2005 VÝ dô TiÕt diÖn Lo¹i TiÕt DiÖn M (T.M) N (T) FA’ FA FA’ FA 7-3 40x60 CN 26 -96 11.14 11.14 12.12 12.12 7-5 40x60 CN 26 -96 6.57 15.81 6.9 17.63 7-6-1 20x28 CN 2.4 -36 4.82 4.82 5.44 5.44 7-6-2 20x28 CN 2.4 -36 0.5 4.82 1.05 5.44 . 16. 11 0.925 0 8 .63 6 0.9 8.771 5 25x75 -19. 06 0.91 10.39 0 10.49 0.9 7 25x45 -6. 93 0.903 6. 523 0 6. 453 0.525 7 25x45 -1.81 0.9 766 1.5 76 0 1.498 0.525 7 25x45 2 .67 0. 965 0 2.352 0.525 2. 269 . FA’ FA FA’ FA 7-3 40x60 CN 26 - 96 11.14 11.14 12.12 12.12 7-5 40x60 CN 26 - 96 6.57 15.81 6. 9 17 .63 7 -6- 1 20x28 CN 2.4 - 36 4.82 4.82 5.44 5.44 7 -6- 2 20x28 CN 2.4 - 36 0.5 4.82 1.05 5.44 . Trình M3 M4 M1 M3 M2 M4 KCW2005 -8 260 .2997 -8 260 .2997 4588.9 367 -8 260 .3111 -4588.9 367 8 260 .3111 SAP2000N -8 260 .41 -8 260 .41 4589.12 -8 260 .41 -4589.12 8 260 .41 Nội Lực Phần Tử - Trờng Hợp