bài toán thiết kế

Khai báo các hệ số thiết kế liên quan đến vật liệu: – fy : cường độ chịu kéo của thép, tính theo giới hạn chảy... Khai báo phần tử thiêt kế Beam, Column • Khai báo tiết diện Menu defin

Chương 5

BÀI TOÁN THIẾT KẾ

I Giới thiệu chung

II Các bước thực hiện khi thiết kế cấu kiện BTCT

1 Khai báo các hệ số thiết kế liên quan đến vật liệu

2 Chọn kiểu phần tử thiêt kế (Beam, Column)

3 Chọn tổ hợp thiết kế

4 Chọn Kiểu thiết kế

5 Chọn tiêu chuẩn thiết kế

6 Thiết kế tiết diện

T

Giới thiệu chung

I Giới thiệu chung

• Các bài toán thiết kế

– BTCT(Reinforce Concrete);

– KC thép (Steel)

• Các tiêu chuẩn thiết kế

– Bê tông cốt thép :

• Tiêu chuẩn Hoa Kỳ : ACI 318-1995, AASHTO Concrete - 1997

• Tiêu chuẩn Canada CSAA23.3-94

• Tiêu chuẩn Anh BS 8110-89

Khai báo vật liệu

II Các bước thực hiện khi thiết kế cấu kiện BTCT

1 Khai báo các hệ số thiết kế liên quan đến vật liệu:

– fy : cường độ chịu kéo của thép, tính theo giới hạn chảy Ví

dụ AII có Ratt=2800 kg/cm2, nhưng fy=3000 kg/cm2 – fc : cường độ chịu nén của bê tông Ví dụ bt mác 200 lấy

fc=200 kg/cm2

– fys : cường độ chịu cắt của cốt thép: Giới hạn chảy ví dụ:

AI fys=2100 – fcs : cường độ chịu cắt của bê tông=fc

T

CƯỜNG ĐỘ TIÊU CHUẨN VÀ CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA MỘT SỐ LOẠI CỐT THÉP TRONG BÊ TÔNG

Tiêu

chuẩn

Nhóm cốt thép

Cường độ tiêu chuẩn

R ac (KG/cm 2 )

CĐ tính toán về kéo

R a (KG/cm 2 )

CĐ tính toán về nén

R a ’ (KG/cm 2 )

CĐ TT để tính cốt đai

R ađ (KG/cm 2 )

Module đàn hồi

TCVN

1651-1985

GOST

5781-75

(NGA)

Phần tử thiết kế (Beam, Column)

2 Khai báo phần tử thiêt kế (Beam, Column)

• Khai báo tiết diện Menu define\Frame/Cable Section>

Reiforcement

• Đối với bài toán thiết kế bê tông cốt thép : chỉ chọn đuợc ba

loại tiết diện chữ nhật, Tròn, chữ T

• Chọn loại phần tử thiết kế cho dầm (beam)hay cột (column)

– beam

• Top =a' (chiều dày lớp bảo vệ phía trên )

• Bottom =a (chiều dày lớp bảo vệ phía dưới )

– Column

• Rectangular

– Cover to rebar Center =a (chiều dày lớp bảo vệ tính đến tâm cốt

thép) – Number bar in dir 3: Số lớp cốt thép tính theo phương 3 – Number bar in dir 2: Số lớp cốt thép tính theo phương 2

T

Phần tử thiết kế (Beam, Column)

– Column

• Rectangular

– Chọn một trong hai kiểu

» Design : bài toán thiết kế

» Area of one bar : bài toán kiểm tra

• Circle:

– Cover to Rebar Center =a (chiều dày lớp bảo vệ )

– Number bar : số thanh bố trí đều nhau trong tiết diện

Chọn tổ hợp thiết kế

3 Chọn tổ hợp thiết kế

• Menu DefineLoad combination (dùng cho concrete design và

steel design)

• Hoặc trong menu Design Concrete frame DesignSelect

Design Combo hoặc Design Steel frame DesignSelect Design Combo

T

Steel design or concrete design

4 Chọn Kiểu thiết kế

• Menu Design chọn (Steel or Concrtete) (chỉ đối với Sap

7.42)

Tiêu chuẩn thiết kế

5 Chọn tiêu chuẩn thiết kế: 3

• Menu Option\Preference\Concrete (BS8110-89) :

– Strength Reduction factors : các hệ số giảm độ bền cho uốn,

nén, kéo, cắt.

– Interaction Diagram Parameters : các tham số liên quan

đến biểu đồ tương tác (Curve, Point/Curve :Lựa chọn số đường cong và điểm kiểm tra trên mỗi đường cong)

Thiết kế tiết diện

6 Thiết kế tiết diện

• Thực hiện tính toán để tính ra nội lực (Run)

• Bắt đầu thiết kế DesignConcrete Frame Design Start

Design/ Check of Structure

• Chú ý :

• Đối với phần tử dầm, cốt thép được tính toán trong mặt

phẳng uốn chính – mặt phẳng có giá trị môment lớn nhất (mặt phẳng 1-2 or 1-3)

• Các quy định Top/bottom Steel : thớ trên được quy định theo

chiều dương, thớ dưới theo chiều âm của trục 2 or 3 trong mặt phẳng uốn

Xem kết quả

III Bài toán thiết kế kết cấu thép

– Fy : cường độ của thép (giới hạn chảy)

– Bài toán kiểm tra, thiết kế – Bài toán tối ưu hóa tiết diện

diện tích cốt thép chịu kéo và chịu nén, đối với cột hiện toàn bộ diện tích cốt thép (tiết diện không đủ khả năng chịu lực, hàm lượng cốt thép quá lớn báo lỗi O/S)

– Redefine: chọn lại thông tin thiết kế – Reset Design Section: Lấy lại tiết diện ban đầu – Update Analysis Section: Lấy các tiết diện thay đổi làm tiết diện tính

nội lực.

T

Xem kết quả

III Xem kết quả

1 Bài toán thiết kế bê tông cốt thép

• Vào menu DisplayDesign Results Table : cho kết quả đối với

dầm cho diện tích cốt thép chịu kéo và chịu nén, đối với cột hiện toàn bộ diện tích cốt thép (tiết diện không đủ khả năng chịu lực, hàm lượng cốt thép quá lớn báo lỗi O/S)

• Xem bảng thống kê chi tiết

• Ngoài ra ta có thể thay đổi các tham số trong quá trình thiết kế

– Redefine: chọn lại thông tin thiết kế – Reset Design Section: Lấy lại tiết diện ban đầu

Xem kết quả

2 Bài toán thiết kế kết cấu thép

• Xem kết quả Menu designDisplay Design info

• Bài toán kiểm tra, tính ra tỉ số demand/capacity (ứng suất/khả

năng chịu lực)

• Bài toán tối ưu với tiết diện Auto Select,

– Đầu tiên Sap tính toán với độ cứng trung bình của các tiết

diện nằm trong tiết diện Autoselect

– Chọn menu Design  Replace Auto W/Optimal Sections để

Sap gán lại tiết diện tối ưu cho các thanh

– Sau đó chạy lại để Sap tính toán lại nội lực và thực hiện bài

toán kiểm tra với tiết diện tối ưu vừa gán.