học staad pro qua các ví dụ

• Floor: Kết cấu phẳng 2 chiều hoặc không gian 3 chiều, không có tải trọng ngang hoặc không có các tải trọng gây ra chuyển vị ngang chuyển vị theo phương các trục X, Z của hệ tọa độ tổn

Trang 1

STAAD.PRO 2004

1 - Cơ sở lý thuyết và lịch sử hình thành

Research Engineer International, trụ sở chính ở Yorba Linda, Calfornia là nhà

cung cấp hàng đầu về công nghệ thông tin (IT), thương mại điện tử

STAAD.Pro là kết quả của 25 năm kinh nghiệm của REI trong công nghiệp phần mềm kết cấu

2- Khả năng và hạn chế của STAAD.Pro 2004

3- Các phiên bản và yêu cầu hệ thống

- Ngôn ngữ lệnh của STAAD Pro

STAAD SPACE START JOB INFORMATION ENGINEER DATE 08-Jul-05 END JOB INFORMATION INPUT WIDTH 79 UNIT METER MTON JOINT COORDINATES

E 2.21467e+006 POISSON 0.17 DENSITY 2.40262 ALPHA 1e-005 DAMP 0.05 END DEFINE MATERIAL CONSTANTS

MATERIAL CONCRETE MEMB 31 TO 34 37 40 TO 43 MEMBER PROPERTY

Trang 2

1 TO 249 PRIS YD 1 ZD 0.6

250 TO 256 PRIS YD 0.6 ZD 0.4 SUPPORTS

1 4 7 TO 93 113 TO 117 FIXED LOAD 1

FLOOR LOAD YRANGE 3 15 FLOAD -0.6 SELFWEIGHT Y -1 LOAD 2

FLOOR LOAD YRANGE 3 15 FLOAD -0.8 LOAD COMB 3 TH

1 1.2 2 1.4 PERFORM ANALYSIS START CONCRETE DESIGN CODE ACI

FC 1800 MEMB 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 120 - FYMAIN 30000 MEMB 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 - FYSEC 20000 MEMB 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 - MAXMAIN 25 MEMB 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 120 - MINMAIN 22 MEMB 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 120 - TRACK 2 MEMB 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 120 - DESIGN BEAM 15 16 55 TO 58 69 TO 73 79 TO 82 85 86 106 TO 109 - END CONCRETE DESIGN

FINISH

1.3 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

1.3.1 Nội dung của phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp phần tử hữu hạn là một phương pháp rất hay để xây dựng các chương trình tính toán kết cấu dựa trên việc thiết lập và giải các phương trình đại số phức tạp với ẩn số là chuyển vị tại nút của các phần tử quá trình giải một bài toán có thể thực hiện theo các bước sau :

Trang 3

Rời rạc hóa kết cấu:

kết cấu được chia nhỏ thành các phần tử gọi là qúa trình rời rạc hóa kết cấu độ chính xác của bài toán càng cao khi điểm chia của kết cấu càng nhỏ

Lập ma trận độ cứng [K]i cho các phần tử :

Dựa vào đặc trưng hình học của tiết diện ta tính được E, F, J, Yc của từng phần tử Dựa vào điều kiện liên kết của phần tử xác định được kiểu phần tử

Lập ma trận [R]i cho từng phần tử trong hệ tọa độ địa phương

Xác định [Rg]i, [Rp]i

[R]i = [Rg] + [Rp]

Trong đó [R]i - vectơ tải của một phần tử i

[Rg]i, [Rp]i - vectơ tải do tĩnh tải và hoạt tải

Phương trình cân bằng trong hệ tọa độ địa phương

[R]i = [K]i + [q]i

[q]i - véc tơ chuyển vị nút của phần tử thứ i [K]i - ma trận độ cứng của phần tử i

[q]i - ma trận chuyển vị nút của phần tử i

Phương trình cân bằng trong hệ tọa độ chung

Lập [T]i -> [T]T

Tìm [R']i=[T]T*[R]I, [K']i=[T]Ti*[K]i*[T]i

Tìm [q']i=[K']i*[q]I, [R']i=[K']i*[q']i

Lập phương trình cân bằng của toàn hệ trong hệ tọa độ chung

• Gộp ma trận [K], khử suy biến

Trang 4

1.4 Những khái niệm cơ bản

1.4.1 Các cách vào dữ liệu:

• Dạng Text: Bạn dùng một phần mềm soạn thảo văn bản bất kỳ (như Notepad, Word) hoặc sử dụng môđun STAAD - Editor trong nhóm các ứng dụng của hệ chương trình STAAD để chuẩn bị File số liệu có phần mở rộng là STD

• Dạng Graphics : Nhập trực tiếp trong môi trường đồ họa, nhiều công cụ mạnh Những kết cấu quá phức tạp có thể dùng CAD để vẽ sau đó nhập vào mô hình

1.4.2 Các dạng kết cấu trong STAAD.Pro

Trong STAAD.Pro có các loại bài toán sau:

• Space: Kết cấu không gian chịu tải trọng bất kỳ

• Plane: Kết cấu phẳng trong mặt phẳng X-Y (hệ tọa độ tổng thể) chịu tải trọng trong mặt phẳng

• Truss: Kết cấu dàn phẳng hoặc không gian - nội lực trong phần tử chỉ gồm lực dọc

• Floor: Kết cấu phẳng (2 chiều) hoặc không gian (3 chiều), không có tải trọng ngang hoặc không có các tải trọng gây ra chuyển vị ngang (chuyển vị theo phương các trục X, Z của hệ tọa độ tổng thể) Kết cấu khung đỡ sàn không có tải trọng ngang là dạng kết cấu Floor điển hình Nếu kết cấu có tải trọng ngang thì bạn phải mô hình chúng dưới dạng Space

1.4.3 Đơn vị Unit Systems

STAAD.Pro sử dụng nhiều loại đơn vị khác nhau, số liệu vào cho một bài toán có thể ở nhiều hệ đơn vị khác nhau

• Đơn vị của góc đưa vào phải là độ (chuyển vị cưỡng bức gối tựa)

• Kết quả chuyển vị xoay tại nút (đưa ra) là Radian

1.4.3 Hệ tọa độ

Kết cấu được hình thành bởi các phần tử riêng biệt như dầm, cột, sàn Để xác định một kết cấu thì phải:

• Xác định các điểm hay nút

• Xác định phần tử nối qua các nút đó

Hệ tọa độ tổng thể :

Hệ tọa độ tổng thể là hệ tọa độ bất kỳ trong không gian, được dùng để mô tả sơ đồ

kết cấu Thông thường thì hệ tọa độ có trục Z là hướng lên nhưng STAAD.Pro qua định

trục hướng lên là trục Y, bạn nên tuân theo quy định này

• Hệ trực giao - Cartersian (X, Y, Z): gồm 3 trục tuân theo quy tắc tam thuận

Trang 5

Nguyen Van Doan â2005 7/19/2005

• Hệ tọa độ cực - Cylindrical (R, Φ, Z): R, Φ nằm trong mặt phẳng XY

• Hệ tọa độ cực ng−ợc (R, Φ, Y): R, Φ nằm trong mặt phẳng XZ

• Heọ toùa ủoọ ủũa phửụng:

Moói moọt ủoỏi tửụùng trong STAAD.Pro ủeàu coự moọt heọ toùa ủoọ ủũa phửụng, heọ toùa ủoọ naứy gaựn vaứo phaàn tửỷ, ủửụùc duứng ủeồ moõ taỷ caực ủaởc trửng hỡnh hoùc, caực kớch thửụực tieỏt dieọn cuỷa caỏu kieọn (vụựi phaàn tửỷ thanh), beà daứy (vụựi phaàn tửỷ taỏm) vaứ moọt soỏ daùng taỷi troùng Keỏt quaỷ noọi lửùc phaàn tửỷ ủửụùc ủửa ra luoõn gaộn vụựi heọ toùa ủoọ ủũa phửụng

1.4.5 Caực loaùi lieõn keỏt

• Fixed: Ngaứm cửựng theo caực phửụng cuỷa heọ toùa ủoọ toồng theồ

• Pined: Khụựp coỏ ủũnh, ngaờn caỷn caực chuyeồn vũ thaỳng trong khoõng gian theo caực truùc cuỷa heọ toùa ủoọ toồng theồ

• Fixed But: Lieõn keỏt baỏt kỡ baống caựch ngaờn caỷn moọt soỏ trong caực chuyeồn vũ thaỳng hay xoay theo caực truùc cuỷa heọ toùa ủoọ toồng theồ

• Spring: Lieõn keỏt ủaứn hoài vụựi caực heọ soỏ ủoọ cửựng ủaứn hoài do ngửụứi sửỷ duùng ủũnh nghúa

Trang 6

• Inclined (fixed or spring): Liên kết nghiêng theo một phương do người sử dụng xác định

• Foundation: Kết hợp đồng thời sự làm việc của hệ kết cấu bên trên và móng phía dưới Nền đất phía dưới được mô tả như gối tựa đàn hồi

1.4.6 Các loại tải trọng khác:

STAAD.Pro còn cho phép bạn xác định được các loại tải trọng sau:

• Tải trọng nút (Joint Load): bao gồm mômen và lực tập trung

• Tải trọng trên thanh member (Selfweight): trọng lượng bản thân kết cấu, tải trọng này được tính dựa vào vật liệu mà đối tượng sử dụng

• Chuyển vị cưỡng bức gối tựa (Support Displacement Load): bao gồm chuyển vị thẳng và chuyển vị xoay Đối với chuyển vị thì nhập đơn vị dài, chuyển vị xoay phải nhập bằng độ (Degree)

• Area Load: là khả năng mạnh của STAAD.Pro, khả năng này cho phép bạn

dồn tải trọng bản sàn về cho các dầm Chương trình sẽ tự động tính toán diện chịu tải cho từng dầm và dồn cho các dầm một

Cách phù hợp theo nguyên tắc sau

- Tải trọng quy về khung (dầm) phân bố tuyến tính

- Diện chịu tải của một dầm lấy bằng 1/2 khoảng cách tới dầm gần nhất có phương song song (cả 2 bên) Nếu khoảng cách này lớn hơn chiều dài dầm đang xét thì tải trọng sẽ không dồn vào dầm đang xét

- Tải trọng này sẽ không dồn cho các phần tử thanh thuộc loại cable, truss hoặc tension only

Ví dụ: sự dồn tải area load, tải trên diện tích là 0.1

Quan sát hình dưới, sự phân bố tải được chương trình làm như sau

Phần tử 1 nhận được tải tuyến tính một đầu là 0.3 đầu kia là 0.2

Phần tử 2 và 4 nhận tải phân bố đều giá trị là 0.5 trên toàn bộ chiều dài

Phần tử 3 nhận tải trọng tuyến tính một đầu 0.45 và đầu kia là 0.55

Phần tử 5 nhận tải phân bố đều giá trị 0.25

Phần tử 6 đến 13 không nhận tải vì khoảng cách của nó đến phần tử gần nhất cùng phương lớn hơn chiều dài của nó

Trang 7

Trang 8

1.4.7 Một số loại tải trọng tự sinh trong chương trình

STAAD.Pro cung cấp cho bạn khả năng tự sinh tải trọng di động và tải trọng gió và tải trọng động đất (theo Uniform Building Code – UBC và IS 1893 code)

Wind Load Generator – tự sinh tải trọng gió: STAAD có một lựa chọn cho phép bạn xác định trọng tải gió một cách tự động, căn cứ vào một vài số liệu ban đầu như cường độ gió (indensities) và hướng gió (exposure) Cường độ gió có thể được xác định khác nhau theo chiều cao tầng (theo tiêu chuẩn)

Moving Load Generator – tự sinh tảI trọng di động:

Tự động xác định tải trọng di động (định nghĩa các tải trọng tập trung và tải trọng vệt) hoặc chọn từ các tải trọng làn xe tiêu chuẩn của AASHTO (American Association of State

Highway and Transportation Officials) Trọng tải này là tập hợp các trọng tải tập trung, khoảng cách giữa chúng là hằng,

UBS seismic Load Generator – tự sinh tải trọng động đất:

Lấy theo qui phạm của Mỹ UBC -Uniform Building Code.Theo tiêu chuẩn này tác dụng động đất được qui thành các lực tập trung tại các nút theo các phương trình X, Z của hệ tọa độ tổng thể, hướng của trục Y luôn luôn là hướng trọng lực Các lực nút này phụ thuộc vào lực ngang nền (Base Shear) hay tổng chấn động ngang (total seismic lateral fore) Lực ngang nền hay tổng chấn động ngang được tự động tính

toán theo UBC (1985 hay 1994), tùy theo từng trường

hợp cụ thể mà cần phải xác định các hệ số tầm quan

trọng, hệ số miền chấn động Sau đó lực ngang nền

sẽ được phân phối thành các tải trọng nút tại các

tầng khác nhau

1.5 CÁC PHẦN TỬ TRONG STAAD.PRO

1.5.1 Phần Tử Thanh (Member)

1.5.1.1 Trục Địa Phương

Phần tử thanh được xác định bởi 2 nút i, j; Trục địa phương x đi từ nút đầu i tới nút cuối j của phần tử; Các trục địa phương y, z nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục x và trùng với 2 trục quán tính chính của tiết diện phần tử thanh Xác định trục y, z thông qua quy tắc bàn tay phải

Quy tắc bàn tay phải:

Trục x đi từ cổ tay đến ngón tay trỏ

Trục y nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục x, theo hướng chỉ của ngón tay cái

Trục z xác đi xuyên vào lòng bàn tay

1.5.1.2 Quan hệ giữa hệ tọa độ địa phương và hệ tọa độ tổng thể

Ta biết rằng khi nhập tải cho phần tử thanh thì bạn có thể nhập trong hệ tọa độ địa phương hay hệ tọa độ tổng thể Tuy nhiên mọi kết quả nội lực ở cuối phần tử đều được đưa ra trong hệ tọa độ địa phương Quan hệ giữa hai hệ tọa độ này được thông qua một tham số góc beta

Tham số góc beta

Trang 9

Khi trục địa phương x song song với trục tổng thể Y (như trường hợp cột), góc Beta là góc mà trục địa phương z phải quay xung quanh trục địa phương x tới vị trí cùng chiều với hướng dương của trục tổng thể Z

Khi trục địa phương x không song song với trục tổng thể Y, góc beta là góc mà hệ tọa độ địa phương phải quay xung quanh trục địa phương x tới vị trí sao cho trục địa phương z phải song song với mặt phẳng X-Z và trục địa phương y cùng chiều với hướng dương của trục tổng thể Y

1.5.1.3 Nội lực phần tử thanh:

Đối với phần tử thanh khi làm việc không gian, mỗi đầu phần tử có 6 bậc tự do tương ứng với 6 chuyển vị (3 chuyển vị thẳng, 3 chuyển vị xoay ứng với hệ tọa độ tổng thể) Các thành phần nội lực ở mỗi đầu phần tử là

• My, Mz - Mômen uốn quanh 2 trục địa phương y, z

• Mx (T) - Mômen xoắn quanh trục thanh

• Fy, Fz (V)- Lực cắt theo 2 phương y, z lần lượt

• Fx, (P) - Lực dọc

Trang 10

Lưu ý : trong chương trình mômen sẽ vẽ theo 2 mũi tên chứ không phải cong như quy định của ta

1.5.1.4 Đặc trưng hình học của phần tử thanh (Member)

Các đặc trưng hình học của tiết diện được tính dựa vào hình dạng cụ thể của từng loại tiết diện, các tiết diện đó có thể tạo theo các cách

• PRISMATIC: phần tử thanh có tiết diện đều

• Lấy tiết diện từ thư viện thép có trong thư viện (các bảng thép của 15 nước)

• Lấy thép từ thư viện thép người dùng

• TAPERED: phần tử thanh có tiết diện thay đổi (phi lăng trụ)

• Nhập vào từ chương trình SectionWiward

Các đặc trưng hình học mà chương trình dùng để tính toán là

AX Diện tích mặt cắt ngang

AY, AZ Diện tích chịu cắt theo trục y, z của hệ tọa độ địa phương

Ix Mô men quán tính độc cực ( chống xoắn)

IY, IZ Mô men quán tính chống uốn quanh trục địa phương y, z

YD Chiều cao của tiết diện chữ nhật hay chữ T hay hình thang Kích

thước theo phương trục y của hệ tọa độ địa phương

ZD Chiều rộng của tiết diện chữ nhật hay chiều rộng bản cánh của tiết

diện chữ T hay chiều rộng cạnh đáy lớn của tiết diện hình thang -

kích thước theo phương trục z của hệ tọa độ địa phương

ZB Bề dày bản bụng của tiết diện chữ T hay chiều rộng cạnh đáy của

tiết diện hình thang

1.5.1.5 Tải trọng thanh (Member Load)

Tải trọng có thể xác định theo hệ tọa độ tổng thể hoặc hệ tọa độ địa phương Khi nhập bạn có thể nhập theo hệ tọa độ tổng thể hay hệ tọa độ địa phương

• Concentrated Load : Tải trọng tập trung trên phần tử thanh (Lực và mô men)

• Uniform Load: Tải trọng phân bố đều trên phần tử thanh (Lực và mô men)

• Trapezoidal Load: Tải trọng lực phân bố dạng hình thang hoặc tam giác trên 1 đoạn hoặc cả chiều dài phần tử thanh (Trong đó có dạng áp lực thủy tĩnh phẳng)

Trang 11

II/ Các dạng phần tử thanh đặc biệt

Có rất nhiều điều kiện làm việc khác nhau của phần tử thanh, khi chúng trở nên đặc biệt người ta xác định điều kiện làm việc cho chúng như các phần tử cáp, kéo hay nén thuần túy…

1/ Phần tử thanh dạng cáp - Cable

Đây là dạng phần tử thanh có ứng suất ban đầu, độ cứng của phần tử được xác định từ thành phần độ cứng do độ dãn đàn hồi khi chịu tải (Kdh) và thành phần độ cứng do có sự thay đổi sơ đồ hình học (Khh) (Thành phần này phụ thuộc ứng suất ban đầu) Độ cứng của phần tử thanh dạng cable :

1+

2/ Phần tử thanh chịu kéo hay nén thuần túy (Tension or Compression Only)

Để phân tích những kết cấu chỉ chịu lực dọc trục, như phần tử dàn có hai cách để xác định chúng

đó là chịu kéo hay nén thuần túy Khi làm cần phải khai báo chúng trong dòng lệnh (TRUSS)

Tension Only: đây là dạng phần tử thanh chỉ có ứng suất kéo Nếu trong phần tử tồn tại ứng suất

nén thì độ cứng của phần tử không được đưa vào ma trận độ cứng của hệ

Compression only: đây là dạng phần tử thanh chỉ có ứng suất nén Nếu trong phần tử tồn tại ứng

suất kéo thì độ cứng của phần tử không được đưa vào ma trận cứng của hệ

3/ Phần tử thanh loại dàn (Truss)

Trong phần tử chỉ có ứng suất dọc trục (kéo hoặc nén), không kể đến biến dạng cắt, biến dạng uốn và biến dạng xoắn

III/ Phần tử tấm vỏ (Plate/Safece Element)

1/ Khái niệm chung

Phần tử tấm, vỏ có hình dạng tam giác hay tứ giác Phần tử tấm

(Element) dùng để mô hình hóa bản sàn, lõi thang máy, vách cứng trong

nhà cao tầng, bể chứa Trong một kết cấu có thể gồm các phần tử thanh

và các phần tử tấm Khi các nút của phần tử tứ giác không đông phẳng

bạn nên dùng 2 phần tử tam giác bề dầy của tấm tại các nút có thể khác

nhau (đây là khả năng rất mạnh mà các chương trình khác không có

được)

Mộ số lưu ý khi mô hình hóa

Khi gán các nút của phần tử, nên đi theo chu vi phần tử (Có thể ngược hay xuôi chiều kim

đồng hồ)

Tỷ lệ các cạnh của phần tử nên ít hơn 4:1

Góc giữa 2 cạnh kề nhau trong phần tử không được lớn hơn 180 độ, tốt nhất là từ 45o-135o

Trang 12

2/ Hệ tọa độ địa phương của phần tử tấm/vỏ

Hệ tọa độ địa phương luôn luôn có trục z vuông góc với mặt phẳng của phần tử Trục x, y nằm trong mặt phẳng của phần tử Để xác định các trục địa phương x, y bạn làm như sau :

Xác định các trung điểm M, N, O, P của các cạnh IJ, JK, KL, LI

Véc tơ PN xác định trục xi (trong phần tử tam giác x xác định bởi véc tơ ON, véctơ này luôn song song với cạnh IJ)

Trục địa phương z là tích của 2 véc tơ PN và MO (trong phần tử tam giác z là tích của 2 véc tơ ON và MK) z = PN x MO

Trục địa phương y là tích của 2 véc tơ z và x : y = Z x X, các bạn quan sát hình dưới

3/ Tải trọng phần tử

Mạnh hơn hẳn các chương trình khác về khả năng đặt tải trên phần tử tấm vỏ, trong STAAD.Pro tải trọng có thể trên phần tử tấm xác định theo hệ tọa độ tổng thể hoặc hệ tọa độ địa phương Tải trọng trên tấm có thể toàn bộ hay một phần của tấm Các loại tải trọng đó là:

Tải trọng nút trong hệ tọa độ tổng thể

Tải trọng tập trung tại một điểm nằm trong phần tử theo hệ tọa độ địa phương hay tổng thể (Vị trí của điểm do người sử dụng xác định)

áp lực phân bố đều hoặc biến thiên tuyến tính theo một trong 2 phương (x hoặc y) trên toàn

bộ phần tử hoặc trên một phần của phần tử theo hệ tọa độ địa phương hay tổng thể (áp lực thủy tĩnh hoặc áp lực đất là những ví dụ điển hình biến thiên tuyến tính một phương)

Trang 13

Tác dụng nhiệt độ: Sự tăng giảm hoặc khác nhau giữa mặt trên và mặt dưới của phần tử, khi nhiệt độ môi trường thay đổi bạn cũng có thể tính được nội lực do nó gây ra

4/ Kết quả nội lực của phần tử tấm/vỏ:

Kết quả nội lực có thể đưa ra tại các vị trí :

Tại tâm của phần tử

Tại các nút góc của phần tử

Tại điểm nào đó nằm trong phần tử do người sử dụng xác định

Các giá trị nội lực hay ứng suất ( tương ứng với hệ tọa độ địa phương) bao gồm :

Qx, Qy : ứng suất cắt (lực/1 đơn vị dài/ 1 đơn vị dầy)

Fx, Fy, Fxy : ứng suất màng (lực/1 đơn vị dài/1 đơn vị dầy)

Mx, My, Mxy : Mô men uốn trên đơn vị chiều dài (mô men/1 đơn vị dài)

Smax, Smin : ứng suất chính (Lực/một đơn vị diện tích)

Tmax : ứng suất cắt lớn nhất (Lực/một đơn vị diện tích)

Góc xoay của mặt phẳng chính ANGLE (độ)

5/ Một số chú ý với phần tử tấm/vỏ

Nếu trong hệ kết cấu tồn tại cả phần tử tấm/vỏ và phần tử thanh thì phần khai báo

về phần tử thanh phải đặt trước trong file số liệu

Trọng lượng bản thân của phần tử tấm/vỏ được dồn thành tải trọng nút chứ không phải áp lực bề mặt trên phần tử

Nội lực phần tử được đưa ra tại các đường tim, trục chứ không phải tại các cạnh

Ngoài các kết quả ứng suất đã trình bày ở trên, chương trình còn in ra các ứng suất Von mises tại mặt trên và mặt dưới của phần tử

Trang 14

1- Vật liệu:

1.1 bêtông M#250

Trọng lượng riêng: 2.5 T/m3

Mođun đàn hồi: E= 2.1E6 T/m2

Hệ số poisson: 0.2

1.2 Cốt thép AII – 2700 kG/cm2

Trang 15

1 Bước 1: Tạo mô hình

• Click → File\New File\New → xuất

hiện hộp thoại New, Chọn đơn vị

Ton-m, tên File → Next

• Trong hộp thoại Where do you

want to go? → Đánh dấu chọn

Open Structure Wizard → Finish

• Trong Model Models chọn Frame

Models→ Double Click hình biểu

tượng dầm liên tục “continuous

Beam”

• Gõ vào các thông số trong hộp thoại Select Parameters → Apply

- Model Name: tên bài toán

- Length: chiều dài nhịp

- No of bay along length:

Số nhịp

• Click → Edit \ Add/Paste Model in STAAD.Pro → Yes → OK

• Click → “View From +Z” để đưa kết cấu về màn hình phẳng

• Click → “Symbols and Labels “ để hiển thị số thứ tự nút→ Đánh dấu ô BeamNumbers (B)→ Apply→ OK

Trang 16

// Xem lại kích thước phần tử

" Click → “Dimension” xuất hiện hộp

thoại→ đánh dấu Display→ Display→ Close

" Để tắt kích thước làm lại như trên và đánh

dấu Remove → Remove → Close

2 Bước 2: Gán điều kiện biên

2.1 Gồi cố định

• Click → “Support Page” → Create để Chọn liên kết gối cố định

• Tab Pinned → Add (khai báo liên kết gối tưa cố định)

• Chọn Liên kết ngàm → Click → “Nodes Cursor” dùng “cửa sổ windows” quét chọn nút 1→ Assign → Yes

2.1 Gối di động:

• Click → Create để Chọn liên kết gối di động

• Tab Fixed But → đánh dấu vào Mz (khai báo liên kết gối di động) → Add

• Click → “Nodes Cursor” dùng “cửa sổ windows” quét chọn nút 2, 3, 4, 5→ Assign → Yes (chọn Esc để thoát khỏi chế độ gán điều kiện biên)

3 Bước 3: Định nghĩa đặc trưng mặt cắt tiết diện

• Click → “Property Page” → hộp

thoại Properties–Whole Structure →

Chọn Define → Hộp thoại Property →

Chọn trang Rectangule

• Khai báo tiết diện dầm → Add→

Close

• Gán tiết diện lên phần tử: chọn tiết

diện đã khai báo → Assign tiết diện

đã khai báo lên phần tử

Trang 17

Bước 4: Định nghĩa và gán tải trọng lên kết cấu

4.1 Tĩnh tải:

Ae5lick → “Load Page” xuất hiện hộp thoại

Loads – Whole Structure → Chọn New load…→ xuất hiện hộp thoại Create New Load

• Hộp thoại Create New Load nhập vào tên tải trọng → OK

• Khai báo tải trọng bản thân:

Hộp thoại Loads – Whole Structure chọn selfWeight… → Chọn selfWeight Load xuất hiện → gõ hệ số Factor -1(Y)→ Assign

• Khai báo tải trọng phân bố đều:

Hộp thoại Loads – Whole Structure →

Chọn Member… → Hộp thoại Beam Loads

xuất hiện, trang tab Uniform Force → gõ

vào giá trị W1→ Add,

4.2 Hoạt tải:

• Thực hiện tương tự như trường hợp tĩnh tải

Lưu ý: có thể thực hiện việc nhập tải trọng từ trong text

Số Thứ Tư Tải Trong Tên tải

Trang 18

5 Bước 5: Định nghĩa các tổ hợp tải trọng

Tên tổ hợp TINH TAI HOAT TAI 1 HOAT TAI 2 HOAT TAI 3 HOAT TAI 4

TO HOP 1 1.1*TINH TAI 1.3* HOAT TAI 1

• Click → “Load Page” → chọn nút

• Chọn New trang hộp

thoại Define

Combinations

• Tổ hợp bao nội lực:

Click → Command \

Post-Analysis Print

\ Force Envelope …→ Gõ

vào số tiết diện 2

9 Bước 9: phân tích và giải kết cấu

• Click→ Commands\Analysis\Perform Analysis → đánh dấu chọn No Print→ OK

• Click→Analyze\Run Analysis… Xem kết quả: Click→ “STAAD Output”

Trang 19

C1

C1 D25x60

D25X50

C2 C2

C1 C1

C3

C1 D25x60 D25x60

C3 D25x60

D25X50 C3

C3

C3 D25x60

D25X50

C4 C4

C3

D25X50 D25X50 D25X50

-Bài 1: Tính khung phẳng Bêtông cốt thép

1- Vật liệu:

1.1 bêtông M#250

- Trọng lượng bản thân cấu kiện

- Trọng lượng tường dày 200 cao 3m:

Trang 20

0.18

0.21 0.23

0.24 0.32

0.30

0.28

0.24

0.37 0.49

6.85

4.4 15.2

6.0 1.2

4.72 4.58 6.25

1.4 1.12

3.6 1.2

6.25 3.98

1.26 1.26

6.25 1.4 4.58 1.12

4.72 4.72

6.25 1.4 4.58 1.12

6.25 3.98

1.26

6.25 1.26 3.98

6.0 15.2

3.6 4.4

1.2 1.2

4.72

6.25 1.4 4.58 1.12

6.25 4.58

3.49 5.97

6.25 3.98

3.67 2.84

0.52

0.96 0.72

0.96

0.64

0.98 0.8

0.96 0.72 0.52 0.52

0.98 0.98

0.96

4.4 1.2 3.6

1.2

0.64

0.8 0.52 0.52

0.72

6.0 1.2 4.4

0.8 0.98 0.98

0.98

0.72 0.52 0.52 0.96

0.72 0.52 0.52 0.52

0.52 0.52

0.96 0.72

0.8 0.98

0.72 0.71 0.93 0.64

0.8 0.98 0.98

0.96

0.72 0.71 0.64 0.93

0.52

0.52 0.4

0.8 0.98 0.64

0.98 0.96

0.98 0.71 0.93

0.48 0.48

0.52 0.36

Trang 21

1 Bước 1: Tạo mô hình

 Click  File\New File\New 

xuất hiện hộp thoại New, Chọn

đơn vị Ton-m, tên File  Next

 Trong hộp thoại Where do you

want to go?  Đánh dấu chọn

Open Structure Wizard 

Finish

 Trong Model Models chọn

Frame Models Double Click

hình biểu tượng khung “Bay

Frame”

 Gõ vào các thông số

trong hộp thoại

 Click  để thay

đổi bề rộng nhịp 

sửa lại các thông số

Tên bài toán

Số nhịp theo chiều dài Số tầng

Chiều dài các nhịp Chiều cao các tầng

Số nhịp theo chiều rộng Chiều rộng kết cấu

Trang 22

 Click  Edit \ Add/Paste Model in STAAD.Pro  Yes  OK

 Click  “View From +Z” để đưa kết cấu về màn hình phẳng

 Click  “Symbols and Labels “ để hiển thị số thứ tự nút Đánh dấu ô

BeamNumbers (B) Apply OK

 Dùng cửa sổ màn hình chọn dãy cột đầu tiên  ấn Delete để có các console

 Click  “Dimension” xuất hiện hộp

thoại đánh dấu Display Display Close

Remove  Remove  Close

2 Bước 2: Gán điều kiện biên

 Click  “Support Page”  Create  chọn liên kết ngàm chân cột

 Tab Fixed  Add (khai báo liên kết ngàm)

 Chọn Liên kết ngàm  Click  “Nodes Cursor” dùng “cửa sổ windows” quét chọn các nút ở chân cột Assign  Yes

 Gán liên kết ngàm vào các nút chân cột

3 Bước 3: Định nghĩa đặc trưng mặt cắt tiết diện

 Click  “Property Page”  hộp thoại

Properties–Whole Structure  Chọn Define 

Hộp thoại Property  Chọn trang Rectangule

 Khai báo tiết diện cột  Add Close

Chiều dài nhịp

Chiều cao tầng

Trang 23

 Gán tiết diện lên

phần tử: chọn tiết

diện khai báo 

Assign tiết diện đã

khai báo lên phần

tử

4 Bước 4: Chia phần tử giữa nhịp trục B, C

 Chọn phần tử cần chia  Click “Insert Node”

 Click  Geometry\Insert Node …Xuất

hiện hộp thoại

 Gõ n=1 Add n Points  OK

 Đánh dấu phần tử cột, dầm mái

 Click  ”Symbols and Labels” trang

Beams Đánh dấu vào ô Beam

Numbers(N) OK

5 Bước 5: Định nghĩa và gán tải trọng lên kết cấu

 Click  “Load Page” xuất hiện hộp thoại

Loads – Whole Structure  Chọn New load… xuất hiện hộp

thoại Create New Load  đánh dấu New Primary Load  OK

 Hộp thoại New Primary Load nhập vào tên tải trọng  OK

Số Thứ Tự Tải Trọng Tên tải

Trang 24

 Khai báo tải trọng bản thân: hộp thoại Loads – Whole Structure chọn selfWeight… 

hộp thoại selfWeight Load xuất hiện  gõ hệ số Factor -1 Assign

 Khai báo tải trọng nút:

hộp thoại Loads – Whole Structure Chọn Nodal  hộp thoại Node Load xuất hiện 

gõ vào giá trị Fy Add, thực hiện tương tự cho các nút khác

 Khai báo tải trọng hình thang:

vào

số, phần tải tam giác sau tương tự

Trang 25

 Khai báo tải trọng tam giác:

Hộp thoại Beam Loads  tab Linear Varying  đánh dấu chọn W3  gõ vào thông số giá trị của tải tam giác

Trang 26

5.2 Hoạt tải cách tầng chẳn, lẻ:

Thực hiện tương tự như trường hợp tĩnh tảI

HOẠI TẢI 1 HOẠI TẢI 2

5.3 Hoạt tải gió:

Trang 27

6 Bước 6: Định nghĩa các tổ hợp tải trọng

Tên tổ hợp TINH TAI HOAT TAI 1 HOAT TAI 2 GIO TRAI GIO PHAI

TO HOP 5 1.1*TINH TAI 1.17* HOAT TAI 1 1.08*GIO TRAI

TO HOP 7 1.1*TINH TAI 1.17* HOAT TAI 2 1.08*GIO TRAI

TO HOP 9 1.1*TINH TAI 1.17* HOAT TAI 1 1.17* HOAT TAI 2 1.08*GIO TRAI

TO HOP 10 1.1*TINH TAI 1.17* HOAT TAI 1 1.17* HOAT TAI 2 1.08*GIO PHAI

 Click  “Load Page”  chọn nút

 Chọn New trong hộp thoại Define Combinations  Hộp thoại New Combination

9 Bước 9: phân tích và giải kết cấu

 Click Commands\Analysis\Perform Analysis  đánh dấu chọn No PrintOK

 ClickAnalyze\Run Analysis…

Trang 28

Bài 3: Tính khung không gian Bêtông cốt thép

C1 C1 C1 C1

C1 C1 C1

1- Vật liệu:

1.1 bêtông M#250

- Trọng lượng bản thân cấu kiện

- Trọng lượng tường dày 200 cao 4 m: gtc = 1.1 T/m (tường bao quanh công trình)

D2

D2 D2

D2

D2 D2

D2

D2 D2

D2

3

Trang 29

3.2 Hoạt tải: p= 0.2 [T/m2]

Bài giải:

Bước 1: Tạo mô hình

 Click  File\ New File \ New 

xuất hiện hộp thoại New, Chọn

đơn vị Ton-m, tên File  Next

 Trong hộp thoại Where do you

want to go?  Đánh dấu chọn

Open Structure Wizard  Finish

 Trong Model Models chọn

Frame Models Double Click

hình biểu tượng khung “Bay

Frame”

 Gõ vào các thông số trong hộp thoại

 Click  để thay đổi bề rộng nhịp  sửa lại các thông số

 Click  Edit \ Add/Paste Model in STAAD.Pro  Yes  OK

 Click  “Symbols and Labels “

Trang 30

o Hiển thị số thứ tự nút  Đánh dấu ô Node Numbers (B

o Hiển thị số thứ tự phần tử Đánh dấu ô Beam Numbers (B)

o Đưa hệ trục tọa độ về tại công trình  trang Generral đánh dấu ô Show Axes At Org (I) ) Apply OK

đánh dấu Display Display Close

Remove  Remove  Close

Bước 2: Hiệu chỉnh sơ đồ kết cấu:

Vẽ các dầm phụ:

 Click  “Cut section” để đưa ra mặt cắt kết cấu sàn  tab Range By Min/Max  đánh dấu vào X-Z Plane  gõ vào thông số:

Minimum: 4 Maxnimum: 4

kết cấu XZ

 đặt tên mặt phẳng quan sát OK

 Click  Geometry \ Add Beam \ “Add

Beam between Mid-points”  Vẽ các dầm phụ

Nối các dầm có nút giao nhau

 Click  “Beams Cursor”  dùng “cửa sổ windows” quét chọn tất cà các phần tử dầm

 Click  Geometry \ Intersect Selected Members \ Intersect  chấp nhận mặt định Enter Tolerance: 0  OK

Di chuyển phần tử để được khung ô cầu thang

 Chọn phần tử 41, nhấn Ctrl + X, Ctrl + V  gõ đoạn dịch chuyển Z: 2  OK

Bước 3: Định nghĩa đặc trưng mặt cắt tiết diện

 Click  “Display Whole Structure”  xem lại toàn bộ kết cấu trong không gian

Khai báo tiết diện

 Click  “Property Page”  Chọn Define … tab Rectangule

Trang 31

 Khai báo tiết diện cột, dầm khung: YD = 0.4 m – chiều cao tiết diện

ZD = 0.2 m– chiều rộng tiết diện Add

 Khai báo tiết diện dầm phụ: YD = 0.3 m

ZD = 0.2 m  Add  Close

Bước 4: Gán tiết diện lên phần tử

Gán tiết diện lên phần tử cột

 Để dấu bôi đen chọn tiết diện 1 Rect 0.40x0.20

 Click  “Display Whole Structure”  xem toàn bộ kết cấu trong không gian

 Click  “View From +Z”  quan sát mặt bằng kết cấu XY

 Click  “Beams Cursor” dùng “cửa sổ windows” quét chọn tất cà phần tử cột

 Click  “Display Whole Structure”  xem lại các phần tử cột đã chọn

 Trong hộp thoại Properties: Click Assign  Yes

Gán tiết diện lên phần tử dầm khung

 Click  View \ Open View …mở khung nhìn sàn tầng 1

 Chọn các dầm chính D1  hộp thoại Properties: Click  Assign  Yes

Gán tiết diện lên phần phụ

 Chọn các dầm phụ D2  hộp thoại Properties: Click Assign  Yes  Close

Xem mô hình phối cảnh không gian

 Click  “3D Rendered View” xem kết cấu phối cảnh không gian Ta thấy cột quay không đúng chiều khung  Close để đóng cửa sổ phối cảnh

 Click  “View From +Z”  quan sát mặt bằng kết cấu XY

 Click  “Beams Cursor” dùng “cửa sổ windows” quét chọn tất cà phần tử cột

 Click  “Property Page”  Tab Beta Angle gõ vào

Beta Angle: 90  Assgin  Close

 Click  “3D Rendered View” xem kết cấu phối cảnh không gian  Close

Bước 5: Copy nâng tầng

Trang 32

 Click  “Beams Cursor” dùng “cửa sổ windows” quét chọn tất cà các phần tử dầm, cột

 Click  “Translational Repeat” sao chép đối tượng được chọn theo khoảng cách đưa vào

- Global Direction: hướng sao chép

- No of steps: số bước

- Default Step Spacing: khoảng cách các bước

 Click  “3D Rendered View” xem kết cấu phối cảnh không gian  Close

Bước 6: Gán điều kiện biên

 Click  “Support Page”  Create  chọn liên kết ngàm chân cột

 Tab Fixed  Add (khai báo liên kết ngàm) Chọn bôi đen Support 2

 Click  “View From +Z” để đưa kết cấu về màn hình phẳng

 Click  “Nodes Cursor” dùng “cửa sổ windows” quét chọn các nút ở chân cột Assign

 Yes

 Click  ”Isometric View” xem sơ đồ không gian của kết cấu

Bước 7: Định nghĩa và gán tải trọng lên kết cấu

 Click  “Load Page” xuất hiện hộp thoại

OK

Trang 33

 Trang hộp thoại New Primary Load nhập vào tên tải trọng  OK

Khai báo tải trọng bản thân:

 Hộp thoại Loads – Whole Structure chọn selfWeight…  hộp thoại selfWeight Load xuất hiện  gõ hệ số Factor -1 Assign

Khai báo tải trọng tường

 Click   tab Uniform Force gõ

W1 -1.1 (T/m2)

Gán tường cho các dầm biên

 Chọn các dầm biên  Assgin

Khai báo và gán tải sàn truyền vào dầm tầng 1

 Click  View \ Open View … Để xem mặt phằng sàn tầng 1

X Z

Truyền tải sàn cho miền A

 Click   tab Foor with Y Range

 Gõ vào các thông số như sau:

- Force: - 0.3 T/m2

- Define Y Range – giới hạn theo phương Y

Số Thứ Tự Tải Trọng Tên tải

Trang 34

Minimum: 4 m Maxnimum: 4 m

- Define X Range – giới hạn theo phương X

- Define Z Range – giới hạn theo phương Z

Truyền tải sàn cho miền B

 Click   tab Foor with Y Range

- Force: - 0.3 T/m2

Truyền tải sàn cho miền C

 Click  Member… tab Foor with Y Range

- Force: - 0.3 T/m2

Trang 35

Khai báo và gán tải sàn truyền vào dầm tầng 1, 2, 3, mái

Để khỏi khai báo lại cho các tầng còn lại ta tiến hành chỉnh sửa trong text

 Click  “STAAD Editor” để mở file text Copy rồi dán xuống và sửa cao độ

FLOOR LOAD

YRANGE 4 4 FLOAD -0.3 XRANGE 0 6 ZRANGE 0 12

FLOOR LOAD

7.2 Hoạt tải:

Chỉ có thành phần hoạt tải sàn  copy tải trọng của tĩnh tải do sàn tác dụng

LOAD 2 HOAT TAI

Xóa các nội dung: SELFWEIGHT, MEMBER LOAD

7.3 Gió:

Gió theo phương X

 Click  “Cut section” để đưa ra mặt cắt kết cấu khung biên tab Range By Min/Max

 đánh dấu vào Y-Z Plane  gõ vào thông số:

Minimum: 0 Maxnimum: 0

 Click  “Property Page”  Chọn Node …nhập giá trị GX  gán tải trọng gió lên kết cấu

Gió theo phương Z

Tương tự GX

Copy (Ctrl + C)

Trang 36

Bước 8: tổ hợp tải trọng

Tên tổ hợp TINH TAI HOAT TAI GIO GX GIO GZ

TO HOP 1 1.1*TINH TAI 1.3* HOAT TAI

TO HOP 2 1.1*TINH TAI 1.3* HOAT TAI 1.2*GIO GX

TO HOP 3 1.1*TINH TAI 1.3* HOAT TAI 1.2*GIO GZ

TO HOP 4 1.1*TINH TAI 1.2*GIO GX

 Click  “Load Page”  chọn nút

 Chọn New trong hộp thoại Define Combinations  gõ tên tổ hợp

Bước 9: phân tích và giải kết cấu

 Click Commands\Analysis\Perform Analysis  đánh dấu chọn No PrintOK

 ClickAnalyze \ Run Analysis…

 Xem biểu đồ chuyển vị:

Trang 38

Bài 3: KHUNG THÉP TIỀN CHẾ ZAMIL

15000 30000

MC 4 - 4

MC 3 - 3

MC 5 - 5 GHI CHÚ: PHẦN TỬ 3 TIẾT DIỆN KHÔNG ĐỔI 1

1 Trọng lượng bản thân

2 Tole lợp và xàø gồ thép [ 150 dày 5mm : gtc = 0.163 [T/m]

2- Hoạt tải sửa chữa:

Trang 39

Bài giải

I Bước I: Tạo mô hình

1 File\New → xuất hiện hộp thoại New, Chọn đơn vị Ton-m, tên File,… → Next

2 Trong hộp thoại Where do you want to go? → Đánh

dấu chọn Add Beam → Finish → Xuất hiện hộp

thoại Snap Node/Beam → CHỌN thẻ Irrgular Gõ

các thông số vào như sau:

• Vẽ mô hình từ dưới lên trên và từ phải sang trái

Trang 40

3 Click → “Symbols and Labels “để hiển thị số thứ tự nút→ Đánh dấu ô Node Numbers (N)→ Apply→ OK

Bước II: Định nghĩa đặc trưng mặt cắt tiết diện

4 Click → → →hộp thoại Properties–Whole Structure → Chọn Define …→ Hộp

thoại Property → Chọn trang Tapered (Hoặc: Menu Commad\Member Property\tapered ….Mở trang Tapered )

4.1 Khai báo tiết diện cột:

Mở tab Tapered → gõ vào như sau → Add→ Close

4.2 Khai báo tiết diện thanh dàn 2

Mở Tapered → gõ vào như sau→ Add→ Close

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	3,69 MB