Giáo án môn học Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu

Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÁC PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG 1. Tình hình ứng dụng tin học trong nước Trong những năm gần đây, việc ứng dụng tin học trong xây dựng đã có bước phát triển vượt bậc. Các phần mềm hỗ trợ thiết kế xây dựng ngày càng hiện đại và liên tục được cập nhập. Công tác thiết kế và quản lí xây dựng trong các cơ quan được tin học hóa mạnh mẽ giúp cho công việc được tiến hành một cách nhanh chóng, khoa học và tiện lợi. Trong sự phát triển của ngành xây dựng nói chung, ngành Cầu cũng có những đóng góp tích cực, đặc biệt là với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin. Đa số các phần mềm ứng dụng trong thiết kế cầu đều được viết dựa trên cơ sở phương pháp số mà trong đó việc phân tích kết cấu bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM - Finite Element Method) được sử dụng nhiều nhất và có nhiều ưu việt hơn cả. Phương pháp FEM giúp cho việc tính toán kết cấu chính xác và nhanh chóng. 2. Giới thiệu các phần mềm ứng dụng trong xây dựng • Các phần mềm hỗ trợ vẽ thiết kế và kiến trúc. • AUTOCAD : Là phần mềm hỗ trợ vẽ kĩ thuật • PHOTOSHOP • 3D-STUDIO Max • Các phần mềm hỗ trợ phân tích kết cấu và công trình cầu • SAP2000 • RM2000 • MIDAS • STADD III • Các phần mềm phân tích địa kỹ thuật, nền móng • FB-FIER • GEO-SLOPE • PLAXIS • Các phần mềm ứng dụng quản lí trong xây dựng và lập dự toán • Microsoft PROJECT • DTBK • DT2000 3. Các vấn đề cơ bản của phần mềm Sap2000 3.1. Phương pháp tính kết cấu của Sap2000 • Trong bài toán Cơ học kết cấu, việc giải quyết bài toán đều dựa trên lý thuyết của cơ học môi trường liên tục. Các nguyên lí chính đều dựa vào o Sự cân bằng tĩnh học giữa nội lực và ngoại lực của kết cấu hay từng bộ phận của kết cấu. o Sự liên tục về về biến dạng và chuyển vị trong toàn bộ kết cấu. o Quan hệ ứng suất và biến dạng của vật liệu kết cấu. Việc phối hợp các nguyên tắc trên sẽ cho những hệ phương trình vi phân phức tạp rất khó tìm lời giải. Chính vì thế ngưới ta đưa ra mô Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 1 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta hình số.Khi xây dựng mô hình số, thường thì đòi hỏi phải bổ sung một số giả thiết đơn giản hóa. Các giả thiết này sẽ quyết định đến độ chính xác của kết quả tính toán. Thường thì kết quả tính toán bằng phương pháp số đặc biệt là phương pháp Phần tử hữu hạn (PTHH) được chấp nhận với độ chính xác cho phép. • Phương pháp PTHH là một trong những phương pháp tổng quát nhất để xây dựng mô hình số của kết cấu. Phương pháp này chia không gian liên tục của kết cấu thành một tập hợp các phần tử (chia nhỏ ra) có tín h chất cơ học và hình học đơn giản hơn so với cả kết cấu. Các phần tử này liên kết với nhau bằng điểm nút, lúc này các điều kiện tương thích về chuyển vị hay biến dạng của kết cấu chỉ thỏa mãn tại nút. Thông thường, ẩn cơ bản của PP PTHH là các chuyển vị của nút. Dựa vào điều kiện cân bằng của toàn kết cấu ta có được phương trình: [F] = [K].[U] Trong đó [F] : Ma trận ngoại lực nút. [K] : Ma trận độ cứng của kết cấu, được xây dựng từ ma trận độ cứng của các phần tử. [U] : Ma trận chuyển vị nút. Sau khi giải phương trình trên ta tìm được chuyển vị của nút, từ đó tìm được chuyển vị của một điểm bất kì trong kết cấu thông qua hàm dạng (hàm biểu diễn chuyển vị của điểm bất kì với điểm nút). • Ta thấy khi chia càng nhỏ kết cấu tức càng nhiều phần tử thì kết quả càng chính xác. Như vậy với sự phát triển công nghệ thông tin như hiện nay, việc giải bài toán kết cấu với độ chính xác cao bằng phương pháp số là hoàn toàn thuận lợi và có tính ứng dụng cao . 3.2. Khái niệm về cách mô hình hóa bài toán trong Sap2000 (Version 9.03) • Mô hình là gì? Mô hình là mô tả khái quát một đối tượng nhằm mục đích nghiên cứu sự làm việc của đối tượng đó. Cùng một đối tượng có thể có nhiều mô hình khác nhau. • Mô hình hóa kết cấu là mô tả đối tượng thành một sơ đồ tính nhằm giải quyết bài toán kết cấu. Kết quả dung để thiết kế hay đánh giá sự làm việc của đối tượng. • Trong Sap2000, việc mô hình bài toán được thực hiện thông qua giao diện đồ họa nên người sử dụng có thể mô hình và sau đó gán các tải trọng 3.3. Các ví dụ tính toán bằng phần mềm Sap2000 giới thiệu • Tính toán dầm BTCT đơn giản • Tính toán cầu dàn thép • Tính toán cầu dầm BTCT ƯST nhịp giản đơn • Tính toán cầu liên tục 4. Các vấn đề cơ bản của phần mềm DTBK DTBK hoàn toàn đáp ứng công việc lập dự toán, quyết toán, giá đấu thầu và quản lý chi phí các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp, cầu đường, thuỷ lợi, thuỷ điện, đường dây tải điện, trạm biến áp, thí nghiệm điện, hàng không, theo Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 2 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta các thông tư hướng dẫn của Ban Vật Giá Chính Phủ, Bộ Xây Dựng, Bộ Tài Chính và các Bộ chuyên ngành như Bộ Giao Thông, Bộ Công Nghiệp, đã ban hành. Với 9 phương pháp tính cơ bản đại diện cho 3 nhóm : • Nhóm phân tích đơn giá (phân tích đơn giá theo thực tế). • Nhóm phân tích khối lượng và bù chênh lệch giá. • Nhóm phân tích đơn giá tổng hợp (phân tích giá tổng hợp theo thực tế). Đã bao trùm tất cả các phương pháp tính hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong cả nước. Người sử dụng có thể lập hồ sơ theo một phương pháp bất kỳ và chuyển đổi dễ dàng dữ liệu và mẫu của một hồ sơ đã lập từ phương pháp này qua phương pháp khác bằng cách nhấp chuột lên menu lựa chọn. Nhờ tính năng này mà người dùng có thể nhanh chóng đáp ứng các yêu cầu của chủ đầu tư. Đặc biệt người sử dụng có thể nhập (Import) hoặc xuất (Export) dữ liệu dưới dạng bảng tính Excel rất dễ dàng và được máy tự động thiết lập các mối quan hệ, công thức tính đồng thời tự động định dạng form in trên khổ giấy A4. Các cơ sở dữ liệu được liên kết với nhau thành 1 file duy nhất cho phép sao chép, di chuyển và trình duyệt rất dễ dàng, thuận lợi ở bất cứ nơi nào, kể cả những nơi mà máy tính chưa cài chương trình DTBK. Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 3 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta CHƯƠNG 2 : THỰC HÀNH PHẦN MỀM SAP 2000 VERSION 9.03 TRONG THIẾT KẾ CẦU A. CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN 1. Những khái niệm cơ bản 1.1. Sơ đồ kết cấu - sơ đồ tính 1.1.1. Nút (Joint) a/ Vị trí của nút: • Điểm liên kết các phần tử . • Điểm thay đổi về đặc trưng vật liệu. • Điểm cần xác định chuyển vị & điểm có chuyển vị cưỡng bức. • Điểm xác định điều kiện biên. • Tải trọng tập trung (trừ tải trọng tập trung trên Frame). • Khối lượng tập trung. b/ Khai báo nút trong SAP: • Các nút được tạo tự động khi tạo phần tử . • Số hiệu nút được gán tự động. • Có thể thêm nút tại vị trí bất kỳ. • Hệ toạ độ cho nút có thể lấy mặc định theo hệ toạ độ tổng thể hoặc hệ toạ độ riêng của nút. • Nút có các loại hệ toạ độ riêng cho: liên kết, bậc tự do, lực tập trung, khối lượng tập trung… c/ Bậc tự do của nút: • Một nút có 6 bậc tự do: U1, U2, U3 (thẳng); R1, R2, R3 (xoay). • Chiều dương quy ước của các bậc tự do tương ứng với 6 thành phần trong hệ toạ độ tổng thể. • Bậc tự do tính toán (DOF = Degree of Freedom): Số bậc tự do tính toán của mỗi nút có thể hạn chế theo từng loại sơ đồ (Analyze – Option Def). • Bậc tự do nào không có tải trọng, liên kết hay điều kiện biên thì SAP tự động bỏ qua bậc tự do đó. d/ Một số đối tượng khác liên quan đến nút: • Các lực tập trung có thể khai báo tại nút (Joint Load). • Khai báo khối lượng tập trung tại nút (Mass). • Khai báo các mẫu tải trọng tại nút( Joint Pattern). e/ Các kết quả phân tích nút: • Các chuyển vị tại nút. • Các phản lực tại nút. • Các lực liên kết tại nút (Forces). 1.1.2. Phần tử: có 4 loại phần tử a/ Phần tử thanh (Frame) Là một đoạn thẳng biểudiễn trục của các cấu kiện có 2 nút ký hiệu là i và j Biểu diễn cho các kết cấu dầm, dàn, khung 2D hoặc 3D. Mỗi thanh có một hệ toạ độ địa phương riêng mô tả các đại lượng của tiết diện, tải trọng và kết quả nội lực : Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 4 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta • Mặc định: trục 1 (đỏ) theo trục thanh từ i đến j, trục 2 (trắng),trục 3 (xanh) hợp với nhau theo quy tắc bàn tay phải (hay quy tắc vặn đinh ốc). Nếu so sánh với hệ toạ độ Đêcác thì:  Trục 1 tương đương với trục X,  Trục 2 tương đương với trục Y,  Trục 3 tương đương với trục Z. • Góc toạ độ phần tử: Khi đổi chiều trục 1, nếu xoay trục 2 và 3 một góc quanh trục 1: Góc là dương nếu chiều xoay từ 2 đến 3 và ngược lại là âm. • Thanh coi là thẳng đứng nếu góc nghiêng với trục Z không quá 10°. • Khi vẽ các phần tử nên theo trật tự từ trái sang phải, từ dưới lên trên. • Thanh có thể có tiết diện không đổi (Primastic) hoặc thay đổi (Non- Primastic). • Thanh có thể có các loại liên kết khác nhau tại các nút (Release, Regid) • Các đặc trưng hình học của phần tử thanh: (do chương trình tự tính nếu dùng các tiết diện mẫu của SAP) + Section modulus : mô men chống uốn + Plastic modulus: mô men dẻo + Radius of Gyration: bán kính quán tính • Các loại tải trọng tác dụng lên phần tử thanh: + Tải trọng tập trung trên phần tử + Tải trọng phân bố (đều hoặc không đều) + Trọng lực, tải trọng bản thân + Tải trọng nhiệt + Tải trọng ứng suất trước + Tải trọng động (Response Spectrum & Time history) + Tải trọng di động • Nội lực của phần tử thanh: 6 thành phần: P, V1,V2, T, M22, M33. Với bài toán phẳng chỉ có 3 thành phần: P,V2, M33. b/ Phần tử vỏ (shell) • Có thể có 3 hoặc 4, là mặt phẳng trung bình của các kết cấu loại tấm, vỏ, bản,… được khai báo qua chiều dày của phần tử. • Có các loại: (Type) + Membrane: phần tử màng chịu kéo (nén), chuyển vị trong mặt phẳng và xoay quanh trục vuông góc với mặt phẳng phần tử. + Plate : phần tử tấm chỉ chịu uốn:( 2 chiều trong mặt phẳng và ngoài mặt phẳng), chuyển vị theo phương vuông góc với mặt phẳng. + Shell: phần tử vỏ không gian có thể chịu cả kéo, nén, uốn. • Hệ toạ độ riêng của phần tử là: 1 (đỏ), 2 (trắng), 3 (xanh): trục 1 và 2 nằm trong mặt phẳng, trục 3 luôn vuông góc với bề mặt phần tử. + Theo mặc định, trục 3 hướng ra ngoài màn hình hoặc theo phương Z + Cũng có thể sử dụng góc phần tử như phần tử thanh. • Các loại tải trọng tác dụng lên phần tử vỏ: + Tải trọng tập trung tại các nút + Tải trọng phân bố đều + Trọng lực, tải trọng bản thân Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 5 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta + Tải trọng nhiệt + Tải trọng áp lực: có hướng vuông góc với phần tử (Surface Presure), tải trọng thay đổi theo các điểm nút (Joint Pattern) dùng cho áp lực nước hoặc tường chắn. • Nội lực: + Có thể có kết quả nội lực hoặc ứng suất tại các nút và theo phương chính + Có cáclực dọc màng theo các trục F11, F12 và mô men uốn M11, M12… tại các điểm nút của phần tử. + Kết quả ứng suất cho tai các nút cả thớ trên, thớ dưới của phần tử. c/ Phần tử khối phẳng (Plan Asolid): - Có thể có từ 3 đến 9 nút, là mặt phẳng trung bình của phần tử, cho các kết cấu tấm, tường đê chắn…chịu tải trọng đối xứng trục, biến dạng phẳng và ứng suất phẳng. d/ Phần tử khối 3D (solid): 9 nút, dùng cho các kết cấu khối chịu tải trọng 3 chiều. 1.1.3. Liên kết: có các loại liên kết sau: • Liên kết tại giao điểm của các phần tử (nút) • Liên kết nối đất • Ràng buộc chuyển vị a/ Liên kết cứng (Restraints) • Chuyển vị theo phương các bậc tự do mà nút gán bằng 0, tương ứng vớicác thành phần phản lực của nút đó. • Các thành phần gán Restraints có thể có chuyển vị cưỡng bức theo loại tải trọng Displacement Load( chuyển vị của các bậc tự do có giá trị bằng chuyển vị cưỡng bức, chuyển vị này cũng gây ra nội lực trong mô hình). • Liên kết Restraint đảm bảo cho mô hình khác bị biến hình. Nếu kết cấu bị biến hình, chương trình sẽ thông báo “ Structure to be unstable”. b/ Liên kết đàn hồi (Spring) • Cũng có các thành phần chuyển vị: o Translation U1, U2, U3 = UX, UY, UZ o Rotation R1, R2, R3 = RX, RY, RZ • Độ cứng của gối liên kết có giá trị hữu hạn • Giá trị chuyển vị của liên kết hữu hạn và phụ thuộc vào gối đàn hồi • Phản lực gối là phản lực đàn hồi • Loại cũng phải đảm bảo cho kết cấu không bị biến hình • Gối đàn hồi cũng có thể chịu các chuyển vị cưỡng bức và phản lực đàn hồi bằng tổng phản lực của 2 chuyển vị • Không khai báo liên kết nút Restraints trùng với Spring c/ Ràng buộc chuyển vị:( Constraints) • Để mô hình làm việc đúng với tính chất thực của nó và không bị biến hình • Có các kiểu Constraints :Body, Plan, Diaphragm… • Giảm số phương trình và khối lượng tính toán. 1.1.4. Tải trọng: Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 6 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta • Tải trọng tĩnh là tải trọng không thay đổi theo thời gian: tải trọng bản thân, tải trọng tập trung, tải trọng phân bố, áp lực gió… • Tải trọng động : là tải trọng thay đổi theo thời gian: tải trọng động đất, gió động, sóng biển, tải trọng xe di động trên cầu. 1.2. Hệ toạ độ: • Hệ toạ độ tổng thể (Global) có thể là hệ toạ độ Đềcác (kí hiệu X, Y, Z) hoặc hệ toạ độ cầu, trụ (Z, R, θ). • Hệ toạ độ riêng (Local) kí hiệu 1,2,3 cho các loại phần tử (trừ phần tử Solid theo hệ toạ độ tổng thể). * Đặc điểm: o Chỉ có một hệ Global nhưng có thể có nhiều hệ toạ độ con so với hệ toạ độ tổng thể. o Mỗi hệ toạ độ con có thể có những thuộc tính riêng như hệ lưới, gọi thư viện mẫu, đơn vị và có thể hiện theo từng hệ con. o Hệ toạ độ Global dùng để vào dữ liệu và hiện kết quả cho nút, lực nút, liên kết, tải trọng tập trung, tải trọng phân bố, phản lực, chuyển vị gối tựa và chuyển vị nút. o Hệ toạ độ riêng dùng để vào dữ liệu cho phần tử, tải trọng trên phần tử, hiện nội lực của phần tử… 1.3. Đơn vị • Nên chọn đơn vị trước khi thao tác với quá trình thiết lập sơ đồ kết cấu. • Có thể dùng nhiều hệ đơn vị khác nhau cho dữ liệu khác nhau trong một sơ đồ kết cấu. • Các hệ đơn vị sẽ được chương trình tự động quy về một loại. • Kết quả đưa ra theo một hệ đơn vị chung (hệ khai báo đầu tiên). 1.4. Những bước chính khi thực hiện phân tích kết cấu 1.4.1. Thiết lập sơ đồ kết cấu • Xây dựng hệ lưới hoặc chọn thư viện mẫu • Khai báo vật liệu • Khai báo các đặc trưng hình học (tiết diện, chiều dày…) • Vẽ phần tử • Gán tiết diện cho phần tử • Khai báo liên kết nối đất • khai báo các trường hợp tải trọng • Gán tải trọng cho phần tử đối với từng trường hợp tải trọng: tải trọng bản thân, tải trọng nút, tải trọng tập trung, tải trọng phân bố đều, tải trọng phân bố không đều… • Tổ hợp tải trọng 1.4.2. Phân tích kết cấu: • Chọn kiểu kết cấu: dàn, khung, vỏ… • Khai báo một số tham số cần thiết (tham số để tính, in, hoặctham số động) • Thực hiện phân tích (chạy chương trình) 1.4.3. Xem kết quả Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 7 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta 2. Giới thiệu về giao diện của SAP2000 2.1. Màn hình chung: Giao diện đồ hoạ của SAP2000 được dùng để khởi tạo mô hình, phân tích kết cấu…thiết kế và hiển thị. Bao gồm các thành phần: • Main Window : bao gồm toàn bộ giao diện đồ hoạ. Cửa sổ này có thể di chuyển vị trí, phóng to, thu nhỏ hoặc đóng lại bằng các thao thác thông thường của Windows. Tại mép trên bên trái cửa sổ cho biết tên của chương trình và loại kết cấu đang làm việc. • Menu Bar: chứa các menu con mà từ đó có thể truy cập vào mọi chức năng của chương trình. • Main Toolbar: bao gồm các chức năng, các thao tác hay dùng, giúp người dùng có thể truy cập nhanh. Chủ yếu trong thành phần này là các chức năng hiển thị (view, zoom…). Tất cả các chức năng của thanh công cụ này có thể truy nhập từ dòng menu. • Floating Toolbar: gồm các thao tác thông dụng, chủ yếu là các chức năng dùng để thiết lập mô hình, cho phép truy cập nhanh. Tất cả các chức năng của thanh công cụ này có thể truy nhập từ dòng menu. • Display Windows: là một vùng rộng trên màn hình để hiện sơ đồ hình học, các đặc trưng tiết diện, tải trọng,…cũng như các kết quả sau khi phân tích và thiết kế. Trong vùng này có thể mở 1 hoặc 4 cửa sổ cùng một lúc. Mỗi cử sổ có thể chọn điểm nhìn và cách hiển thị kết cấu khác nhau. Ví dụ có thể mở cả 4 cửa sổ, trong đó cửa sổ thứ nhất hiên thị sơ đồ chưa biến dạng, cửa sổ thứ 2 hiển thị một trường hợp tải trọng nào đó, cửa sổ thứ 3 hiênt thị một sơ đồ chuyển vị nào đó của kết cấu khi đã tính toán và cửa sổ thứ 4 hiện các tỉ lệ ứng suất thiết kế. Cũng có thể mở 3 cửa sổ hiện mặt bằng, một cửa sổ hiện mặt đứng và cửa sổ còn lại hiện hình chiếu phối cảnh của kết cấu…Tuy nhiên, tại mỗi thời điểm, chỉ có 1 cửa sổ là đang hoạt động và các tác động chỉ có hiệu quả trong cửa sổ này. Có thể thay đổi một cửa sổ bất kỳ thành cửa sổ hoạt động bằng cách nhấn vào một điểm bất kỳ trong cửa sổ đó. • Status Line: cho biết các thông tin về trạng thái hiện tại. Ở phía phải của dòng có một hộp nhỏ hiện và thấy đổi hệ đơn vị đang dùng, toạ độ hiện thời của con trỏ và các điều khiển hoạt động trong trường hợp hiện các biểu đồ chuyển vị hoặc các dao động. 2.2. Thanh Menu • Chứa tất cả các hộp thoại và các câu lệnh của SAP2000 • Để vào các lệnh, đi từ menu chính→ menu con→ hộp hoại: o Check box: chọn một phương án o List box: chọn một giá trị trong số các giá trị liệt kê o Hộp giá trị: đưa vào một giá trị cụ thể • Một số lệnh có thể có trạng thái On – Off liên hoàn 2.2.1. Các thao tác với File Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 8 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta • Open – Save – Save as – Close: các chức năng thông thường như mở, lưu, đóng file. • New Modal: bắt đầu một mô hình mới qua việc khai báo hệ lưới gọi như một thư viện bằng cách sử dụng một trong những kết cấu đã thiết lập sẵn do chương trình cung cấp. Các kết cấu này có dạng đơn giản và đều nhau về kích thước. Chúng có thể là giàn, khung phẳng, khung không gian, vỏ trụ, vỏ cầu…Người sử dụng có thể dùng một hoặc ghép nối nhiều kết cấu mẫu với nhau tạo thành một kết cấu mới cho mình hoặc dựa trên những mô hình này biến đổi cho phù hợp với kết cấu thực mong muốn. Khi gọi thư viện mẫu theo chức năng này thường kết cấu được tạo có kích thước là đều nhau theo một phương. Tuỳ thuộc loại kết cấu, chương trình sẽ hỏi một số thông tin cần thiết như số nhịp, số tầng, khoảng cách giữa các nhịp, tầng… • Import: nhập một tệp dữ liệu từ một chương trình khác (SAP90, SAP2000V-7, Auto CAD, các tệp cơ sở dữ liệu theo cấu trúc của Access, Excel…) vào SAP2000. • Export: xuất ra tệp dữ liệu vào của SAP2000 dưới dạng . S2K (là tệp dữ liệu vào chuẩn giống như viết trực tiếp bằng file text, người dùng có thể mở ra xem và sửa chữa để tính toán lại), hoặc dưới dạng .DXF, MDB, XCL, TEXT… • Set Default file Parths: khai báo thư mục mặc định khi cất các tệp của SAP2000. • Print: Các chức năng in ấn • + Print Setup for Graphics: cài đặt một số tham số khi in như số dòng trên một trang, loại máy in, tên của dự án… • + Print Graphics: in trực tiếp các hình vẽ đang hiện trên màn hình ra máy in • + Print Table: in các dữ liệu vào, các kết quả đã tính ra máy in dưới dạng văn bản hoặc các cơ sở dữ liệu khác. • Custom Report Writer: tổ chức báo cáo trên các cơ sở dữ liệu của SAP2000 cung cấp: bảng dữ liệu (vào, ra), các lời chú giải, tiêu đề, hình ảnh… • Modify/ Show Project Information: xem và thay đổi các thông tin chung của dự án (mô hình ) đã chạy trên SAP2000 như tên công ty, người tính, tên khách hàng… • Modify/ Show Coments and Log: đưa thêm vào các lời chú giải (Text ) vào các file văn bản đã có của SAP2000. • Show Input/ Output text file: Xem các tệp cơ sở dữ liệu vào, kết quả ra của SAP2000 dưới dạng Text. 2.2.2. Các thao tác với Edit Chức năng này dùng trong quá trình thay đổi mô hình. Hầu hết các thao tác của Edit tác động tới một hoặc nhiều đối tượng vừa chọn. Các thao tác này nằm trong menu Edit. Trước khi dùng các thao tác này, phải lựa chọn các đối tượng cần tác động (nút, phần tử, liên kết…). Một số chức năng cơ bản: • Undo, Redo: cho phép huỷ hoặc quay lại các thao tác vừa làm. Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 9 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta • Cut, Copy, Paste, Delete: dùng để cắt, sao chép, dán, xoá một nhóm đối tượng trong quá trình tạo lập sơ đồ kết cấu. • Add to Model Form Template: nối một kết cấu trong thư viện của SAP2000 với một mô hình đã có. • Interactive DataBase Editing: sửa chữa các dữ liệu đưa vào qua các bảng dữ liệu. Các dữ liệu mới được cập nhật ngay vào mô hình nếu chấp nhận (apply) các dữ liệu này. Trong quá trình sửa chữa, SAP2000 cung cấp các chức năng để sao chép, xoá, sửa thuận tiện và đôi khi hiệu quả hơn biến đổi trực tiếp trên đồ hoạ. • Add Grig at Selected Point: thêm các đường lưới tại các điểm đánh dấu đã lựa chọn, đường lưới này có thể theo một trong 3 trục của hệ toạ độ bất kỳ. • Replicate: cho phép tạo ra một bản sao của một nhóm đối tượng nào đó(nút, phần tử ) từ một bản gốc và cho phép chuyển đến vị trí mới bằng phương pháp tịnh tiến hoặc quay theo các trục. Có 3 kiểu: o Linear: sao chép một số đối tượng đếnvị trí mới (có số gia theo cả 3 phương) với số lượng tuỳ ý. o Radial: tạo ra một số bản copy và cho phép xoay quanh một trục nào đó với một góc bất kỳ o Mirror: tạo một bản sao đối xứng qua một mặt phẳng nào đó và có thể dịch chuyển đến một vị trí bất kỳ. • Extrude: tạo ra các đối tượng dạng khối 3D từ một số dạng phân tích ban đầu của SAP2000 như Line, Area. • Move: di chuyển một số thành phần của kết cấu như nút, phần tử… đến vị trí mới trong mô hình. • Merge Jiont: hợp các nút lân cận nhau theo một dung sai nào đó do người dùng khai báo (có thể dùng nối 2 mô hình độc lập nhau thành một mô hình mới) hoặc sửa chữa các sai sót trong quá trình thiết lập mô hình. • Divide Frame: tách một phần tử thành nhiều phần tử mới, có thể bằng nhau hoặc tăng giảm đều. Trong quá trình tách, chương trình tự thêmvào các nút tại những vị trí cần thiết • Break: khi trong mô hình có nhiều đường giao nhau, dùng chức năng này sẽ phân nhỏ các phần tử tại các giao điểm và thêm vào các nút, tên thanh cần thiết. • Mesh Curved Frame/ Cable: tạo một cung tròn qua các đầu của phần tử thanh (từ thanh thẳng thành cong qua một số cách nào đó. phần tử thanh bị xoá và cung tròn được chia thành nhiều phần tử sau khi tạo). • Joint Frame: cho phép nối các thanh đã lựa chọn thành một phần tử và bỏ đi các nút không cần thiết trong quá trình nối. • Trim/ Extend Frame: chức năng này cũng giống như ở AutoCAD sẽ chặt bớt các đoạn thẳng từ 2 đầu của thanh. • Mesh Area: Chia nhỏ các phần tử shell thành một lưới theo hai phương • Mesh Solid: chia đều các phần tử Solid thành các phần tử nhỏ hơn. • Disconect: tách các phần tử quanh nút chung thành mỗi phần tử có một nút độc lập, tự thêm vào tên các nút tương ứng( có thể sử dụng chức năng này để Realease hoặc Constraint, Restrain). Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 10 [...]... Grids → Modifine/Show System Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 16 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta 3 Thiết lập sơ đồ và tính toán kết cấu hệ thanh 3.1 Tạo lập kết cấu 3.1.1 Mô hình sơ đồ tính Trong SAP2000 có một hệ thống thư viện mẫu phong phú để tạo sẵn các kết cấu hệ thanh, vỏ Để tạo kết cấu này, người sử dụng chọn loại sơ đồ kết cấu và sau đó cung cấp các... Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 33 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta • Cọc chịu lực ngang: chú ý khai báo các bậc tự do cho kết cấu: UX, RY 4 Thiết kế 4.1 Giới thiệu SAP2000 có một modul hoàn chỉnh cho thiết kế cả cấu kiện bê tông cốt thép và kết cấu thép chương trình sẽ cho phép người dùng lực chọn để khửi tạo, biến đổi, phân tích và thiết kế cacsd kết... diện tích thép tương ứng (Rebar area) * Thay đổi các tham số trong quá trình thiết kế: • Redefine: chọn lại thông tin thiết kế • Reset Design Selection: lấy lại tiết diện ban đầu Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 35 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta • Update Analysis Section: lấy các tiết diện thay đổi làm tiết diện tính nội lực • Nên sử dụng P- Delta để kiểm... tải trọng trên phần tử • Hệ toạ độ khi hiện (Coordinate Sys) c/Xem các đại lượng đã gán cho kết cấu: Display → Show Misc Assign d/ Phân bố Lane trong bài toán cầu: Display → Show Lane Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 25 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta 3.2.3.2 Hiện các kết quả tính a/ Hiện các biểu đồ chuyển vị: Display → Show Deformed Shape • Chọn trường... Check/Design: chọn một trong 2 kiểu Design hoặc Area of one Bar: Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 34 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta  Reinforcement to be Designde: bài toán thiết kế  Reinforcement to be Checked: bài toán kiểm tra  Circle: • Cover to rebar Center = a (chiều dày lớp bảo vệ tính đến tâm cốt thép) • Nunber bar : số thanhbố trí đều nhau trong tiết diện... có cấu trúc lớp, sau đó vẽ mô hình và nhập lại SAP2000 3.4.8 liên kết mềm và tính móng trên nền đàn hồi Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 32 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta 3.4.8.1 liên kết đàn hồi: • Trong SAP2000 chỉ cung cấp liên kết đàn hồi bằng các liên kết lò xo đặt tại các nút Dưới tác dụng của lực ngoài, lò xo bị biến dạng và phát sinh các thành phần... phải: Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 19 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta 3.1.5 Gán tiết diện cho phần tử: • Asign → Frame/Cable/Tendon → Frame Sections • Chọn phần tử muốn gán dùng các chức năng của Select • Mở hộp thoại Assign → Frame/Cable/Tendon → Frame Sections • Chọn tiết diện cần gán (đã có) trong danh sách bên trái 3.1.6 khai báo liên kết: Assign... tử Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 13 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta  Distributed: tải trọng phân bố trên phần tử (đều hoặc không đều)  Termerature: gán ccs tải trọng nhiệt  Pretress: gán tải trọng ứng suất trước cho các phần tử thanh đã chọn Trong phần này không mô tả tải trọng mà chỉ khai báo trường hợp nào chịu tải và hệ số của tải trọng ứng suất... phổ phản ứng (Response Spectrum) tải trọng có gia tốc nền o Phân tích theo hàm thời gian ( Time History) : tuyến tính, phi tuyến • Phân tích với tải trọng di động: bài toán cầu (Moving Load) • Các kiểu phân tích được thực hiện một lần có thể in riêng hoặc tổ hợp với nhau Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 24 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta * Bài toán dao động... nhóm trong các mặt cắt ngang đã khai báo trong chương trình Kết cấu sau khi thiết kế có thể được tính toán và kiểm tra lại 2.2.10 Các thao tác với Display Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 14 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta • Show Underformed Shape: hiện dạng hình học của kết cấu khi chưa bị biến dạng • Show Loads: hiện sơ đồ tải trọng cho từng trường hợp . Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÁC PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG 1. Tình hình ứng dụng tin học trong nước Trong những. System. Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 16 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta 3. Thiết lập sơ đồ và tính toán kết cấu hệ thanh 3.1. Tạo lập kết cấu 3.1.1 môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 9 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta • Cut, Copy, Paste, Delete: dùng để cắt, sao chép, dán, xoá một nhóm đối tượng trong