BÀI 2 : LÀM QUEN VỚI GIAO DIÊN SAP2000 ppsx

BÀI 2 : LÀM QUEN VỚI GIAO DIÊN SAP2000 PHẦN 1 : LÀM QUEN VỚI PHẦN MỀM SAP2000 1. Khởi động SAP2000 2. Giới thiệu giao diện của SAP2000 PHẦN 2 : BẢN CHẤT CỦA VIỆC DÙNG SAP2000 ĐỂ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU Học SAP2000N, có nghĩa là ta phải học cách sử dụng các công cụ của SAP2000 để nhập số liệu về kết cấu cần tính toán và thiết kế, để chọn các thông số xác lập cách tính, để tính toán phân tích kết cấu và thiết kế các cấu kiện, để xem các kết quả. Tuy nhiên, SAP2000 không thể tính toán trực tiếp trên một công trình thật, mà nó chỉ có thể tính toán gián tiếp thông qua “mô hình” (Model) của kết cấu đó mà thôi. Do vậy, khi dùng SAP2000 để tính toán thiết kế một công trình thật nào đó, trước tiên người thiết kế phải tự chọn một sơ đồ tính phù hợp với kết cấu công trình (hay gọi là xác định mô hình của kết cấu”). Sau đó mới tiến hành nhập các số liệu để mô tả mô hình đã chọn cho SAP và cuối cùng là tiến hành phân tích và thiết kế trên mô hình đó. 2.1. Bản chất của việc nhập số liệu về kết cấu cho SAP2000 Để dùng SAP2000 tính toán thiết kế một kết cấu công trình trong thật tế thì trước tiên, ta phải xác định sơ đồ tính (xác định mô hình của kết cấu và tải trọng tác dụng lên mô hình đó). Sau đó ta phải dùng các công cụ của SAP để nhập các thông tin mô tả về mô hình đã chọn cho SAP. Một mô hình của một kết cấu công trình thật theo quan điểm của SAP là một hệ gồm một số hữu hạn các phần tử thuộc một trong 4 loại phần tử mẫu của SAP (là FRAME, SHELL, SOLID và NLINEAR) liên hệ với nhau sao cho hệ này có thể phản ảnh gần đúng sự ứng xử của kết cấu thật trong thực tế sử dụng. Mô hình kết cấu Các trờng hợp tải trọng Phân tích và thiết kế Kết quả nội lực, ứng suất, biến dạng và lợng cốt thép yêu cầu Là một sơ đồ hình học gồm các đoạn thẳng, các tứ giác, tam giác phẳng nối với nhau tại các nút Đợc gán các đặc tính tợng trng về vật liệu, mặt cắt 2.2. Các loại phần tử mẫu cho SAP2000 SAP2000 cung cấp một số loại phần tử “MẪU” như Frame, Shell Các phần tử thuộc các loại nói trên có các đặc tính và cách ứng xử phù hợp với sự làm việc của một số loại bộ phận của công trình thật. Do vậy trong mô hình, ta có thể dùng các phần tử thuộc các loại phần tử mẫu này để thay thế cho các bộ phận thuộc loại tương ứng của công trình thật. Trong SAP2000 có cung cấp các phần tử mẫu sau đây: - Phần tử thanh (Frame): Một phần tử “thanh” theo quan điểm của SAP2000 là một đoạn thẳng nối từ điểm đầu (END-I) đển điểm cuối (END-J) và được gán các đặc tính phù hợp (về vật liệu, mặt cắt, ) để có thể phản ảnh càng đúng càng tốt sự làm việc (ứng xử) của các bộ phận công trình dạng thanh trong thực tế (như cột, dầm, thanh dàn ) - Phần tử tấm võ (Shell, Membrane, Asolid, Plate ): Một phần tử “tấm” theo quan điểm của SAP2000 là một tứ giác hay tam giác phẳng (có đường biên là các đoạn thẳng nối giữa các điểm góc) và được gán các đặc tính phù hợp (về vật liệu, mặt cắt, ) để có thể phản ảnh càng đúng càng tốt sự làm việc (ứng xử) của các bộ phận công trình dạng tấm trong thực tế (như tấm tường, tấm sàn ) - Khái niệm “Điểm nút”: một “Nút” theo quan điểm của SAP2000 là một điểm trong không gian và được gán (một cách tự động hay do NSD) các đặc tính phù hợp (về liên kết, về ràng buột ) để có thể phản ảnh càng đúng càng tốt sự làm việc (ứng xử) của các điểm nút liên kết giữa các bộ phận trong công trình thực tế (như vị trí mắt khung ) 2.3. Các bước nhập số liệu về kết cấu cho SAP2000 1) Khai báo về các loại vật liệu, các dạng mặt cắt dự đoán sẽ dùng trong kết cấu: Chúng ta cần dự đoán trước các loại vật liệu, các dạng mặt cắt cần dùng trong kết cấu và nhập các thông tin cần thiết về các vật liệu, các dạng mặt cắt đó cho SAP2000. 2) Nhập (vẽ) sơ đồ hình học của mô hình: một mô hình có thể gồm nhiều phần tử thuộc các loại phần tử mẫu như Frame, Shell, Nlinear và Solid tạo thành. Tuy nhiên trong mô hình, một phần tử Frame trước hết là một đoạn thẳng, một phần tử Shell thì là một Tứ giác và chỉ khi các đoạn thẳng và tứ giác đó được gán thêm một số đặc tính phù hợp thì chúng mới được coi là các phần tử Frame hay Shell ⇒ Do vậy, bước đầu tiên trước khi tạo ra một mô hình (gồm các phần tử Frame, Shell ) là ta phải dùng các công cụ đồ hoạ hay văn bản để vẽ ra sơ đồ hình học của mô hình đó (tức là vẽ ra các đoạn thẳng, các tứ giác ) để làm cơ sở cho việc tạo mô hình sau này. Trong bước này, ta có thể dùng các công cụ đồ hoạ của SAP2000, dùng thư viện kết cấu mẫu của SAP2000 (Template), hay dùng ACAD thậm chí dùng cả Excel để tạo sơ đồ hình học. 3) Gán các giá trị cho các thuộc tính cần thiết cho các bộ phận của sơ đồ hình học (đoạn thẳng, các tứ giác ) để chúng trở thành các phần tử (Frame, Shell ) của mô hình 4) Khai báo về liên kết và ràng buột tại các “nút” của mô hình (nếu có). 5) Nhập thông tin về tải trọng tác dụng lên mô hình: Xác định các trường hợp tải trọng có thể xuất hiện trong thực tế và dùng các công cụ của SAP để khai báo chúng sau đó khai báo các trường hợp tổ hợp (Combo) tương ứng. PHẦN 3 : VÍ DỤ MỞ ĐẦU Phân tích nội lực và thiết kế khung nhà dân dụng một tầng bằng BTCT theo tiêu chuẩn ACI-318-99 với các số liệu như sau: Vật liệu làm khung BTCT có: E=2.65x10 9 Kgf/m 2 ; Trong lượng riêng ρ = 2500 Kgf/m 3 ; Hệ số Poatxong µ = 0,18; Cột có diện tích 25x25 (cm 2 ); Dầm có diện tích 20x35 (cm 2 ). Kích thước khung như hình vẽ. Tải trọng tác dụng lên dầm tính được là: q = 2000 Kgf/m, P = 2500 Kgf. Các bước thực hiện Bước 1. Tạo mô hình (model) của kết cấu. - Dùng chức năng “New model from Template” để tạo sơ bộ mô hình. - Tiếp tục hoàn thiện mô hình (nếu cần) Bước 2. Khai báo về các loại vật liệu, các dạng mặt cắt… dự đoán sẽ dùng trong kết cấu. - Khai báo vật liệu. - Khai báo các dạng mặt cắt (loại vật liệu là một thuộc tính của mặt cắt) Bước 3. Gán các đặc trưng hình học của mặt cắt ngang vừa khai báo cho các phần tử trong mô hình. Bước 4. Khai báo về liên kết và ràng buột tại các nút của mô hình. Bước 5. Khai báo các thông tinh về tải trọng lên công trình. - Khai báo tên của các trường hợp tảI trọng (Define Loadcase). - Khai báo cụ thể các tải trọng cho từng trường hợp tảI - Khai báo cách tổ hợp nội lực (Define Combo) Bước 6. Chọn các thông số để xác lập cách phân tích nội lực (Analysis) và tiến hành phân tích kết cấu. - Khai báo cách phân tích kết cấu (Analysis> Set option) - Tiến hành phân tích kết cấu (Analysis> Run) - Xem kết quả phân tích nộI lực Bước 7. Chọn tiêu chuẩn thiết kế và tiến hành thiết kế cấu kiện. (Design) - Chọn tiêu chuẩn thiết kế - Tiến hành thiết kế cấu kiện và xem kết quả. Bước 1. Tạo mô hình kết cấu. Bước 2. Khai báo vật liệu và mặt cắt. . BÀI 2 : LÀM QUEN VỚI GIAO DIÊN SAP2000 PHẦN 1 : LÀM QUEN VỚI PHẦN MỀM SAP2000 1. Khởi động SAP2000 2. Giới thiệu giao diện của SAP2000 PHẦN 2 : BẢN CHẤT CỦA VIỆC DÙNG SAP2000 ĐỂ TÍNH. ACI-318-99 với các số liệu như sau: Vật liệu làm khung BTCT c : E =2. 65x10 9 Kgf/m 2 ; Trong lượng riêng ρ = 25 00 Kgf/m 3 ; Hệ số Poatxong µ = 0,18; Cột có diện tích 25 x25 (cm 2 ); Dầm có. đoạn thẳng, các tứ giác, tam giác phẳng nối với nhau tại các nút Đợc gán các đặc tính tợng trng về vật liệu, mặt cắt 2. 2. Các loại phần tử mẫu cho SAP2000 SAP2000 cung cấp một số loại phần tử “MẪU”