tính toán nội lực hệ dàn phẳng và hệ khung phẳng bằng phương pháp phần tử hữu hạn, sử dụng phần mềm SAP2000 version 12.0 để kiểm tra kết quả tính toán. Bài tập lớn môn học phân tích thực hành tính toán kết cấu dưới sự hướng dẫn của Thầy Phan Ngọc Anh.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN CƠ HỌC ỨNG DỤNG BÀI TẬP LỚN PHƯƠNG PHÁP THỰC HÀNH TÍNH TOÁN KẾT CẤU TÍNH HỆ DÀN PHẲNG VÀ HỆ KHUNG PHẲNG Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG SƠ ĐỒ : STT H (cm) 80 L (cm) 160 P1 (kN) 120 P2 (kN) 120 P3 (kN) 140 Fd (cm2) 10 Fn (cm2) 10 Fx (cm2) 14 E (kN/cm2) 20000 I PHẦN 1: Tính nội lực theo phương pháp PHẦN TỬ HỮU HẠN Rời rạc hóa mô hình: Rời rạc hóa mô hình dàn thành 25 phần tử, phần tử dàn Các nút (14 nút) phần tử (25 dàn) đánh số hình vẽ Qui ước: - Số hiệu nút ghi vò trí nút - Số hiệu phần tử ghi vò trí mũi tên có khoanh tròn Các thành phần chuyển vò đánh dấu mũi tên nét mảnh, ký hiệu ui , vi ghi đầu mũi tên Qui ước: - Chuyển vò theo phương x nút i kí hiệu ui - Chuyển vò theo phương y nút i kí hiệu vi Kết nối phần tử: Phần tử 10 11 12 13 Nút đầu 10 11 12 13 14 SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Nút cuối 5 10 11 12 13 Phần tử 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Nút đầu 14 14 14 13 12 12 12 11 10 10 10 Nút cuối 14 4 6 Trang Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG 22 21 19 23 24 15 14 160 cm 13 v2 12 120 kN 160 cm 160 cm v3 12 13 v4 11 120 kN 160 cm 11 10 120 kN 160 cm 10 160 cm Qui ước số hiệu nút dàn v5 u5 v6 v7 u6 u4 u3 v8 u7 u2 v14 v1 25 14 80 cm 18 17 140 kN 20 16 120 kN 140 kN 120 kN v13 v12 v11 80 cm v10 u8 80 cm 120 kN v9 u1 14 160 cm u14 13 160 cm u13 12 160 cm u12 11 160 cm u11 10 160 cm Qui ước thành phần chuyển vò nút SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI 80 cm 120 kN Trang u9 u10 160 cm Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG Lập ma trận độ cứng phần tử: Để đơn giản, lập hệ tọa độ Oxy có gốc O nút 1, trục Ox hướng sang nút 14, trục Oy hướng sang nút Từ hệ tọa độ có, dựa vào tính toán ta xác đònh chiếu dài phần tử giá trò cos, sin góc hợp phần tử ( đònh hướng) với trục x trục y sau: Thanh 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Đầu 10 11 12 13 14 14 14 14 13 12 12 12 11 10 10 10 Cuối 5 10 11 12 13 14 4 6 Góc α 90 9,4623220 9,4623220 9,4623220 170,5376780 170,5376780 170,5376780 900 0 0 0 153,4349490 900 39,8055710 900 140,1944290 900 39,8055710 900 140,1944290 900 26,5650510 L(cm) Cos α Sin α 80 162,207001 162,207001 162,207001 162,207001 162,207001 162,207001 80 160 160 160 160 160 160 178,885438 106,666667 208,273325 133,333333 208,273325 160 208,273325 133,333333 208,273325 106,666667 178,885438 0,986393 0,986393 0,986393 - 0,986393 - 0,986393 - 0,986393 1 1 1 - 0,894427 0,768221 - 0,768221 0,768221 - 0,768221 0,894427 0,164398 0,164398 0,164398 0,164398 0,164398 0,164398 0 0 0 0,447213 0,640184 0,640184 0,640184 0,640184 0,447213 Lập ma trận độ cứng phần tử theo công thức sau: [K ]e SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI c2 AE cs = L − c − cs cs s − cs − s2 − c2 − cs c2 cs − cs − s2 cs s Trang Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG - Các phần tử 1, có ma trận độ cứng phần tử: 0 0 0 2500 − 2500 [K ]1e = [K ]8e = 0 0 0 − 2500 2500 - Các phần tử 2, 3, có ma trận độ cứng phần tư:û 279,922615 − 1679,535519 − 279,922615 1679,535519 279,922615 46,653774 − 279,922615 − 46,653774 [K ]e = [K ]e = [K ]e = − 1679,535519 − 279,922615 1679,535519 279,922615 279,922615 46,653774 − 279,922615 − 46,653774 - Các phần tử 5, 6, có ma trận độ cứng phần tử: 1679,535519 − 279,922615 − 1679,535519 279,922615 − 279,922615 46,653774 279,922615 − 46,653774 [K ]e = [K ]e = [K ]e = − 1679,535519 279,922615 1679,535519 − 279,922615 − 46,653774 − 279,922615 46,653774 279,922615 - Các phần tử 9,10,11,12,13,14 có ma trận độ cứng phần tử: 1250 − 1250 0 0 0 [K ]9e = [K ]10e = [K ]11e = [K ]12e = [K ]13e = − 1250 1250 0 0 0 - Phần tử 15 có ma trận độ cứng phần tử: 1252,198093 − 626,099046 − 1252,198093 626,099046 − 626,099046 313,049523 626,099046 − 313,049523 [K ]15e = − 1252,198093 626,099046 1252,198093 − 626,099046 626,099046 − 313,049523 − 626,099046 313,049523 - Các phần tử 16, 24 có ma trận độ cứng phần tử: 0 0 0 1875 − 1875 [K ]16e = [K ]e24 = 0 0 0 − 1875 1875 - Các phần tử 17, 21 có ma trận độ cứng phần tử: 661,174070 − 793,408905 − 661,174070 793,408905 661,174070 550,978377 − 661,174070 − 550,978377 [K ]17e = [K ]e21 = − 793,408905 − 661,174070 793,408905 661,174070 550,978377 − 661,174070 − 550,978377 661,174070 - Các phần tử 18, 22 có ma trận độ cứng phần tử: 0 0 0 1500 − 1500 [K ]18e = [K ]e22 = 0 0 0 − 1500 1500 - Các phần tử 19, 23 có ma trận độ cứng phần tử: SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG [K ]19e = [K ]e23 793,408905 − 661,174070 − 793,408905 661,174070 − 661,174070 550,978377 661,174070 − 550,978377 = − 793,408905 661,174070 793,408905 − 661,174070 661,174070 − 550,978377 − 661,174070 550,978377 - Phần tử 20 có ma trận độ cứng phần tử: 0 0 0 1250 − 1250 [K ]e20 = 0 0 0 − 1250 1250 - Phần tử 25 có ma trận độ cứng phần tử: 626,099046 − 1252,198093 1252,198093 626,099046 313,049523 − 626,099046 [K ]e25 = − 1252,198093 − 626,099046 1252,198093 − 626,099046 − 313,049523 626,099046 Để kết nối ma trận độ cứng phần tử thành ma trận độ hàng cột ma trận độ cứng phần tử sau: − 626,099046 − 313,049523 626,099046 313,049523 cứng tổng thể ta cần đánh số Phần tử U1 0 0 V1 2500 -2500 U2 0 0 V2 -2500 2500 U1 V1 U2 V2 Phần tử U2 1679.535519 279.922615 -1679.535519 -279.922615 V2 279.922615 46.653774 -279.9226145 -46.653774 U3 -1679.535519 -279.922615 1679.535519 279.922615 V3 -279.922615 -46.653774 279.922615 46.653774 U2 V2 U3 V3 U3 1679.535519 279.922615 -1679.535519 -279.922615 Phần tử V3 U4 279.922615 -1679.535519 46.653774 -279.922615 -279.922615 1679.535519 -46.653774 279.922615 V4 -279.922615 -46.653774 279.922615 46.653774 U3 V3 U4 V4 V5 -279.922615 -46.653774 279.922615 46.653774 U4 V4 U5 V5 Phần tử U4 1679.535519 279.922615 -1679.535519 -279.922615 SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI V4 279.922615 46.653774 -279.922615 -46.653774 U5 -1679.535519 -279.922615 1679.535519 279.922615 Trang Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG Phần tử U6 1679.535519 -279.922615 -1679.535519 279.922615 V6 -279.922615 46.653774 279.922615 -46.653774 U5 -1679.535519 279.922615 1679.535519 -279.922615 V5 279.922615 -46.653774 -279.922615 46.653774 U6 V6 U5 V5 U7 1679.535519 -279.922615 -1679.535519 279.922615 Phần tử V7 U6 -279.922615 -1679.535519 46.653774 279.922615 279.922615 1679.535519 -46.653774 -279.922615 V6 279.922615 -46.653774 -279.922615 46.653774 U7 V7 U6 V6 U8 1679.535519 -279.922615 -1679.535519 279.922615 Phần tử V8 U7 -279.922615 -1679.535519 46.653774 279.922615 279.922615 1679.535519 -46.653774 -279.922615 V7 279.922615 -46.653774 -279.922615 46.653774 U8 V8 U7 V7 V8 -2500 2500 U9 V9 U8 V8 Phần tử U9 0 0 V9 2500 -2500 U10 1250 -1250 V10 0 0 Phần tử U9 -1250 1250 V9 0 0 U10 V10 U9 V9 U11 1250 -1250 V11 0 0 Phần tử 10 U10 -1250 1250 V10 0 0 U11 V11 U10 V10 U12 1250 -1250 V12 0 0 Phần tử 11 U11 -1250 1250 V11 0 0 U12 V12 U11 V11 SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI U8 0 0 Trang Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG V13 0 0 Phần tử 12 U12 -1250 1250 V12 0 0 U13 V13 U12 V12 U14 1250 -1250 V14 0 0 Phần tử 13 U13 -1250 1250 V13 0 0 U14 V14 U13 V13 U1 1250 -1250 V1 0 0 Phần tử 14 U14 -1250 1250 V14 0 0 U1 V1 U14 V14 V2 626.099046 -313.049523 -626.099046 313.049523 U14 V14 U2 V2 V3 -1875 1875 U14 V14 U3 V3 V4 -661.174070 -550.978377 661.174070 550.978377 U14 V14 U4 V4 V4 -1500 1500 U13 V13 U4 V4 U13 1250 -1250 U14 1252.198093 -626.099046 -1252.198093 626.099046 U14 0 0 U14 793.408905 661.174070 -793.408905 -661.174070 U13 0 0 SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Phần tử 15 V14 U2 -626.099046 -1252.198093 313.049523 626.099046 626.099046 1252.198093 -313.049523 -626.099046 V14 1875 -1875 Phần tử 16 U3 0 0 Phần tử 17 V14 U4 661.174070 -793.408905 550.978377 -661.174070 -661.174070 793.408905 -550.978377 661.174070 V13 1500 -1500 Phần tử 18 U4 0 0 Trang Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG U12 793.408905 -661.174070 -793.408905 661.174070 U12 0 0 U12 793.408905 661.174070 -793.408905 -661.174070 U11 0 0 U10 793.408905 -661.174070 -793.408905 661.174070 U10 0 0 U10 1252.198093 626.099046 -1252.198093 -626.099046 SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Phần tử 19 V12 U4 -661.174070 -793.408905 550.978377 661.174070 661.174070 793.408905 -550.978377 -661.174070 V12 1250 -1250 Phần tử 20 U5 0 0 Phần tử 21 V12 U6 661.174070 -793.408905 550.978377 -661.174070 -661.174070 793.408905 -550.978377 661.174070 V11 1500 -1500 Phần tử 22 U6 0 0 Phần tử 23 V10 U6 -661.174070 -793.408905 550.978377 661.174070 661.174070 793.408905 -550.978377 -661.174070 V10 1875 -1875 Phần tử 24 U7 0 0 Phần tử 25 V10 U8 626.099046 -1252.198093 313.049523 -626.099046 -626.099046 1252.198093 -313.049523 626.099046 V4 661.174070 -550.978377 -661.174070 550.978377 U12 V12 U4 V4 V5 -1250 1250 U12 V12 U5 V5 V6 -661.174070 -550.978377 661.174070 550.978377 U12 V12 U6 V6 V6 -1500 1500 U11 V11 U6 V6 V6 661.174070 -550.978377 -661.174070 550.978377 U10 V10 U6 V6 V7 -1875 1875 U10 V10 U7 V7 V8 -626.099046 -313.049523 626.099046 313.049523 U10 V10 U8 V8 Trang Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG 3.2 Xác đònh nội lực kết cấu: Độ giãn dài xác đònh theo công thức: ∆l = (u j − u i )cos α + (v j − vi )sin α Lực dọc xác đònh theo công thức: AE N= × ∆l L p dụng công thức ta có bảng tính nội lực trình bày đây: Thanh 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI ∆l -0.168 -0.202619047 -0.202619047 -0.276031743 -0.276031743 -0.202619047 -0.202619047 -0.168 -0.337066661 0.168533331 0.168533331 0.168533331 0.168533331 -0.337066661 0.346428562 -0.064 -0.142333328 0.08 -0.021301593 0.125333342 -0.021301593 0.08 -0.142333328 -0.064 0.346428562 AE L 2500 1726.189367 1726.189367 1726.189367 1726.189367 1726.189367 1726.189367 2500 1250 1250 1250 1250 1250 1250 1565.247584 1874.999999 1344.387239 1500 1344.387239 1250 1344.387239 1500 1344.387239 1874.999999 1565.247584 N (kN) -420 -349.7588451 -349.7588451 -476.4830593 -476.4830593 -349.7588451 -349.7588451 -420 -421.3333266 210.6666633 210.6666633 210.6666633 210.6666633 -421.3333266 542.2464693 -120 -191.3511101 120 -28.63759014 156.6666769 -28.63759014 120 -191.3511101 -120 542.2464693 Trang 11 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG H14: Kết gán liên kết với đất cho hệ Đặt tải trọng lên hệ: - Chọn dầm bên trái phía trên, vào Assign > Frame Loads > Distributed (đặt lực phân bố thanh), hộp thoại Frame Distributed Loads: § Trong mục Load Type and Direction, chọn hình vẽ: tải tác dụng lực theo phương trọng lực ( Gravity) § Trong mục Uniform Load, nhập giá trò tải phân bố: kN/cm - Tương tự, đặt tải 0.8 kN/cm 0.5 kN/cm lên dầm SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 13 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG 0.5 0.8 1.00 H15: Hộp thoại Frame Distributed Loads, đặt tải trọng phân bố lên dầm H16: Kết đặt tải trọng - - Chọn nút bên phải phía trên, vào Assign > Joint Loads > Forces (đặt lực tập trung nút), hộp thoại Joint Forces: § Trong mục Coordinate System, chọn hình vẽ: tải tác dụng lực theo phương hệ trục tổng thể( Global) § Trong mục Loads, nhập giá trò tải tập trung: -180 kN vào ô Force Global X § OK Tương tự, đặt tải -210 kN lên nút SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 14 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG H17: Hộp thoại Joint Forces, đặt tải trọng tập trung lên nút H18: Kết đặt tải trọng tập trung Như vậy, đến bước ta thiết lập xong mô hình, đầy đủ thành phần SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 15 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG Phân tích mô hình: - Vào Analyze > Set Analyze Option, hộp thoại Analysis Options, chọn XZ plane H19: Hộp thoại Analysis Options, thiết lập kiểu phân tích mô hình - Chọn Difine > Load Patterns Trong hộp thoại Difine Load Patterns, gõ giá trò vào ô Self Weight Multiplier, chọn Modify Load Pattern để sửa đổi ( hình 14) Mục đích bỏ qua tải trọng thân phân tích H20: Hộp thoại Difine Load Patterns bỏ qua tải trọng thân SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 16 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG - Vào Analyze > Run Analysis, hộp thoại Set Load Cases to Run, chọn Run Now, chọn nơi lưu file liệu phân tích mô hình Đợi giây lát trình phân tích hoàn tất Xem kết nội lực: vào Display > Forces/Stresses > Frames/Cables , hộp thoại Member Force Diagram for Frames: § Chọn Case Name DEAD § Thành phần nội lực (Component): Axial Force để xem lực dọc, Shear 2-2 để xem lực cắt, Moment 3-3 để xem momen , tùy chọn khác để dễ theo dõi biểu đồ nội lực H21: Hộp thoại Member Force Diagram for Frames, xem biểu đồ mômen SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 17 13295.61 -12757.72 1057.12 -22778.94 -28280.67 9242.71 15402.15 9472.24 12810.29 -18611.89 34544.09 -13682.91 -23836.06 19192.81 11835.26 13007.60 16925.85 -31301.16 23249.84 -9816.67 8730.74 -23249.84 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG -15331.25 Z -47604.39 X -46290.83 -46595.96 H22: Biểu đồ mômen - SAP SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 18 25.66 -262.98 169.02 -111.21 -98.72 -94.45 -35.30 -253.45 106.55 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG -174.51 -68.90 -193.14 -47.35 -116.59 -202.76 -183.60 Z -183.65 X H23: Biểu đồ lực cắt - SAP SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 19 -205.66 -94.45 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG -141.85 -133.72 -95.25 -306.12 -86.17 -352.16 -545.31 35.30 -85.44 -22.13 -253.45 -340.32 Z -86.37 X H24: Biểu đồ lực dọc - SAP SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 20 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG 100 kN/m 23289 13016 80 kN/m 31285 13672 18685 11 10 9188 9188 3233 12 9783 19181 495 15468 17011 34624 5968 9500 50 kN/m 23938 13399 15220 2199 2410 12809 46135 47571 28359 12761 1222 22716 46481 M kN.cm - - - - - 47.35 86.93 95.04 - - 35.13 253.67 141.46 85.16 - Q N kN kN 133.99 - + 21.41 338.82 183.07 13.72 - - - 86.64 - 206.17 - 269.12 546.54 174.95 116.38 203.31 - + - - 305.18 262.88 193.72 + 352.83 - 99.16 - 94.97 68.67 - 35.13 183.63 253.67 111.20 94.97 + 26.17 106.33 - - H25: Biểu đồ nội lực thể kết phân tích kết cấu PTHH (làm tay) - Xem nội lực với độ xác cao cách rê chuột vào cần xem Xem chi tiết nội lực tiết diện cách right click vào cần xem So sánh cho thấy kết giải SAP kết giải thủ công phương pháp Phần tử hữu hạn có kết chênh lệch tương đối - Xem phản lực gối: vào Display > Forces/Stresses > Joints SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 21 Z 202.76 X 86.37 340.32 545.31 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG 183.60 183.65 H26: Phản lực gối - Xem sơ đồ biến dạng: Display > Show Deformed Shape Kết cho hình bên Z X H27: Đường đàn hồi kết cấu SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 22 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG - Để xuất kết từ SAP dạng bảng, vào File > Export > SAP MS Excel SpreedSheet xls File, hộp thoại Choose Tables for Export to Excel, chọn bảng trường hợp tải phù hợp để xuất SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 23 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG MỘT SỐ BẢNG EXCEL XUẤT TỪ SAP NỘI LỰC: TABLE: Element Forces - Frames Frame Station OutputCase CaseType Text cm Text Text DEAD LinStatic 60 DEAD LinStatic 120 DEAD LinStatic 180 DEAD LinStatic 240 DEAD LinStatic DEAD LinStatic 90 DEAD LinStatic 180 DEAD LinStatic 270 DEAD LinStatic 360 DEAD LinStatic DEAD LinStatic 60 DEAD LinStatic 120 DEAD LinStatic 180 DEAD LinStatic 240 DEAD LinStatic DEAD LinStatic 60 DEAD LinStatic 120 DEAD LinStatic 180 DEAD LinStatic 240 DEAD LinStatic DEAD LinStatic 90 DEAD LinStatic 180 DEAD LinStatic 270 DEAD LinStatic 360 DEAD LinStatic DEAD LinStatic 60 DEAD LinStatic 120 DEAD LinStatic 180 DEAD LinStatic SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI P KN -545.306066 -545.306066 -545.306066 -545.306066 -545.306066 -352.1625393 -352.1625393 -352.1625393 -352.1625393 -352.1625393 -253.4465904 -253.4465904 -253.4465904 -253.4465904 -253.4465904 -340.3210325 -340.3210325 -340.3210325 -340.3210325 -340.3210325 -306.1163927 -306.1163927 -306.1163927 -306.1163927 -306.1163927 -141.8485501 -141.8485501 -141.8485501 -141.8485501 V2 KN -202.7562705 -202.7562705 -202.7562705 -202.7562705 -202.7562705 -116.5881961 -116.5881961 -116.5881961 -116.5881961 -116.5881961 -94.45387207 -94.45387207 -94.45387207 -94.45387207 -94.45387207 -183.5978687 -183.5978687 -183.5978687 -183.5978687 -183.5978687 -174.513243 -174.513243 -174.513243 -174.513243 -174.513243 -111.2104571 -111.2104571 -111.2104571 -111.2104571 V3 KN 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T KN-cm 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 M2 KN-cm 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Trang 24 M3 KN-cm -47604.38559 -35439.00936 -23273.63314 -11108.25691 1057.119319 -22778.94354 -12286.00589 -1793.068233 8699.869419 19192.80707 580.9125645 6248.144889 11915.37721 17582.60954 23249.84186 -46290.83312 -35274.96099 -24259.08887 -13243.21675 -2227.344623 -28280.67398 -12574.48211 3131.709758 18837.90163 34544.09349 -13682.91045 -7010.283023 -337.6555949 6334.971834 FrameElem Text 1-Jan 1-Jan 1-Jan 1-Jan 1-Jan 1-Feb 1-Feb 1-Feb 1-Feb 1-Feb 1-Mar 1-Mar 1-Mar 1-Mar 1-Mar 1-Apr 1-Apr 1-Apr 1-Apr 1-Apr 1-May 1-May 1-May 1-May 1-May 1-Jun 1-Jun 1-Jun 1-Jun ElemStation cm 60 120 180 240 90 180 270 360 60 120 180 240 60 120 180 240 90 180 270 360 60 120 180 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG 7 7 8 8 9 9 10 10 10 10 10 11 11 11 11 11 12 12 12 12 12 13 13 13 13 240 60 120 180 240 90 180 270 360 60 120 180 240 90 180 270 360 90 180 270 360 90 180 270 360 135 270 405 DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic -141.8485501 -86.37290157 -86.37290157 -86.37290157 -86.37290157 -86.37290157 -133.721068 -133.721068 -133.721068 -133.721068 -133.721068 35.29514043 35.29514043 35.29514043 35.29514043 35.29514043 -86.16807432 -86.16807432 -86.16807432 -86.16807432 -86.16807432 -22.13432407 -22.13432407 -22.13432407 -22.13432407 -22.13432407 -94.45387207 -94.45387207 -94.45387207 -94.45387207 -94.45387207 -95.25270006 -95.25270006 -95.25270006 -95.25270006 -111.2104571 -183.6458608 -183.6458608 -183.6458608 -183.6458608 -183.6458608 -68.89856089 -68.89856089 -68.89856089 -68.89856089 -68.89856089 25.66432921 25.66432921 25.66432921 25.66432921 25.66432921 -193.1435267 -148.1435267 -103.1435267 -58.1435267 -13.1435267 -98.71594891 -98.71594891 -98.71594891 -98.71594891 -98.71594891 -253.4465904 -163.4465904 -73.44659035 16.55340965 106.5534096 -47.34816643 -47.34816643 -47.34816643 -47.34816643 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Trang 25 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 13007.59926 -46595.9644 -35577.21275 -24558.4611 -13539.70945 -2520.957799 -15331.24507 -9130.37459 -2929.50411 3271.366369 9472.236849 15402.14625 13862.28649 12322.42674 10782.56699 9242.707236 -23836.06286 -8478.145454 2829.771949 10087.68935 13295.60675 -18611.89451 -9727.459106 -843.023704 8041.411698 16925.8471 -23249.84186 -4489.648729 6170.544402 8730.737534 3190.930666 -12757.7226 -6365.720132 26.28233548 6418.284803 1-Jun 1-Jul 1-Jul 1-Jul 1-Jul 1-Jul 1-Aug 1-Aug 1-Aug 1-Aug 1-Aug 1-Sep 1-Sep 1-Sep 1-Sep 1-Sep 1-Oct 1-Oct 1-Oct 1-Oct 1-Oct 1-Nov 1-Nov 1-Nov 1-Nov 1-Nov 1-Dec 1-Dec 1-Dec 1-Dec 1-Dec 13-1 13-1 13-1 13-1 240 60 120 180 240 90 180 270 360 60 120 180 240 90 180 270 360 90 180 270 360 90 180 270 360 135 270 405 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG 13 14 14 14 14 14 15 15 15 15 15 540 135 270 405 540 135 270 405 540 DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD DEAD LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic LinStatic -95.25270006 -85.4371099 -85.4371099 -85.4371099 -85.4371099 -85.4371099 -205.6643292 -205.6643292 -205.6643292 -205.6643292 -205.6643292 -47.34816643 -262.9837916 -154.9837916 -46.98379157 61.01620843 169.0162084 -35.29514043 -35.29514043 -35.29514043 -35.29514043 -35.29514043 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12810.28727 -31301.15685 -3088.344984 10544.46688 9597.27874 -5929.909398 -9816.668596 -5051.824638 -286.9806799 4477.863278 9242.707236 CHUYỂN VỊ NÚT: TABLE: Joint Displacements Joint OutputCase CaseType Text Text Text DEAD LinStatic DEAD LinStatic DEAD LinStatic DEAD LinStatic DEAD LinStatic DEAD LinStatic DEAD LinStatic DEAD LinStatic DEAD LinStatic 10 DEAD LinStatic 11 DEAD LinStatic 12 DEAD LinStatic U1 cm U2 cm -0.677957519 -2.596586423 -3.534686341 -0.681835082 -2.597582467 -3.538936766 -0.688264639 -2.603349472 -3.552819108 U3 cm 0 0 0 0 0 0 -7.27E-03 -1.43E-02 -1.77E-02 -4.54E-03 -1.07E-02 -1.26E-02 -1.15E-03 -3.83E-03 -3.36E-03 R1 Radians 0 0 0 0 0 0 R2 Radians -4.14E-03 -4.62E-03 -2.50E-03 -4.31E-03 -3.48E-03 -3.54E-03 -4.37E-03 -5.15E-03 -2.96E-03 R3 Radians 0 0 0 0 0 0 PHẢN LỰC GỐI: TABLE: Joint Reactions Joint OutputCase CaseType Text Text Text DEAD LinStatic DEAD LinStatic DEAD LinStatic SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI F1 KN 202.7562705 183.5978687 183.6458608 F2 KN 0 F3 KN 545.306066 340.3210325 86.37290157 M1 KN-cm 0 M2 KN-cm 47604.38559 46290.83312 46595.9644 Trang 26 M3 KN-cm 0 13-1 14-1 14-1 14-1 14-1 14-1 15-1 15-1 15-1 15-1 15-1 540 135 270 405 540 135 270 405 540 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG So sánh kết giải chuyển vò nút CHUYỂN VỊ THẲNG: Nút Giải SAP Giải TAY SAI LỆCH (%) Nút Giải SAP Giải TAY SAI LỆCH (%) -0.67796 -0.00727 -2.59659 -0.66788 -0.00729 -2.57104 1.51 0.27 0.99 -3.53894 -3.50455 -0.98 -0.0143 -0.01434 0.31 10 -0.0126 -0.68826 -0.00115 -0.01251 -0.67820 -0.00116 -0.74 -1.48 0.44 -3.53469 -3.50028 0.98 -0.0177 -0.01773 0.15 -0.68184 -0.67179 1.50 11 -2.60335 -2.57776 -0.99 -0.00454 -0.00452 0.50 -2.59758 -2.57201 0.99 -0.0107 -0.01062 0.74 12 -0.00383 -0.00383 0.13 -3.55282 -3.51847 -0.98 -0.00336 -0.00337 0.19 CHUYỂN VỊ XOAY: Nút Giải SAP Giải TAY SAI LỆCH (%) -0.00414 0.00412 0.49 -0.00462 0.00459 0.63 -0.00250 0.00248 0.93 -0.00431 0.00430 0.32 -0.00348 0.00346 0.55 -0.00354 0.00352 0.59 10 -0.00437 0.00435 -0.55 11 -0.00515 0.00511 0.81 12 -0.00296 0.00292 1.48 Như sai lệch lớn 1.5%, gọi nhỏ Tuy nhiên so sánh biểu đồ nội lực ta thấy sai lệch tuyệt đối tương đối lớn, đặc biệt biểu đồ mômen Có thể giải thích sau: ma trận tính nội lực (nhât ma trận tính mômen) có giá trò lớn nên khuếch đại sai số 1.5% chuyển vò nút gía trò việc cộng dồn sai số phép nhân ma trận làm sai số tương đối tăng lên nhiều Đồng thời giải toán tay, ta không xét đến hệ số Poisson giải SAP, thay đổi hệ số Poisson cho đáp số khác Điều không gặp tính dàn Một nguyên nhân cho tượng SAP có xét chuyển vò hệ lực cắt, lực xoắn ta bỏ qua chuyển vò (Chuyển vò lực cắt, mômen xoắn có liên quan đến G, G tính thông qua E hệ số Poisson) SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 27 [...]... -120kN theo phương trục Z (nhập -120 vào Force Global Z) - Chọn nút 2 (xem hình 1), vào Assign > Joint Loads > Forces (đặt lực tác dụng tại nút), trong hộp thoại Joint Forces: SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 6 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG - § Đặt tải trọng - 120kN theo phương trục Z và - 140kN theo phương trục X(nhập 120vào Force Global Z và - 140vào Force Global X) Chọn nút 8 (xem hình 1), vào Assign... với độ chính xác cao hơn bằng cách rê chuột vào thanh cần xem Xem chi tiết nội lực tại từng tiết diện ta right click SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 9 H18: Biểu đồ nội lực - SAP Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 10 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG So sánh cho thấy kết quả giải được bằng SAP và kết quả giải thủ công bằng phương pháp Phần tử hữu hạn có kết quả giống nhau... TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG Từ đó ta có ma trận lực nút: [F]e= SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI 0 -90 -5400 0 0 0 0 -180 -10800 0 -90 5400 0 -216 -19440 0 -180 10800 -210 0 0 -180 -216 19440 -180 0 0 H1 V1 M1 H5 V5 M5 H9 V9 M9 Trang 10 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG 4 Phương trình cân bằng tổng thể: Từ ma trận độ cứng tổng thể phần tử tìm được và ma trận lực nút trên ta viết được phương trình cân bằng tổng... lưới theo phương các trục trong frame Number of Grid Lines § Khai báo khoảng cách giữa các đường lưới trong frame Grid Spacing: (các giá trò nhập vào cụ thể như trong hình 4) § Ok SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 2 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG Số đường lưới: - theo phương X: 7 - theo phương Y: 1 - theo phương Z: 3 Khoảng cách các đường lưới: - theo phương X: 160 - theo phương Y: 1 - theo phương Z:...Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG 3.3 Sơ đồ biến dạng của hệ (phóng đại 100 lần so với kích thước kết cấu):\ 120 kN 120 kN 120 kN 120 kN 8 140 kN 140 kN 120 kN SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI 120 kN 120 kN Trang 12 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG 3.4 Phản lực gối: Trong phương trình cân bằng tổng thể, [K] và {d} đã hoàn toàn xác đònh do đó {F} cũng hoàn toàn xác... 1975308.642 U8 V8 θ8 U12 V12 θ 12 Trang 7 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG 3 Lập ma trận tổng thể: Cộng các ma trận độ cứng phần tử để được ma trận độ cứng tổng thể SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 8 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG 4 Lập ma trận lực nút {F}: Qui lực tập trung về nút bằng cách cho các chuyển vò nút của phần tử bằng 0 Dựa vào phần tử mẫu như hình vẽ ta quy lực phân bố về nút theo... Nút cuối 12 6 7 8 10 11 12 Trang 2 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG 2 Ma trận độ cứng phần tử: Để đơn giản, lập hệ tọa độ Oxy có gốc O tại nút 1, trục Ox hướng sang nút 2, trục Oy hướng sang nút 5 Từ hệ tọa độ đã có, dựa vào tính toán ta xác đònh chiếu dài của các phần tử và giá trò cos, sin của góc hợp bởi phần tử ( đònh hướng) với trục x và trục y 15 12 240cm 4 12 8 14 11 360cm 3 11 7 240cm... 1 và nút 9 như sau: H1 = 421,333326 kN V1 = 420 kN H9 = 421,333326 kN V9 = 420 kN SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 13 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG SƠ ĐỒ: 4 STT 1 II H (cm) 80 L (cm) 160 P1 (kN) 120 P2 (kN) 120 P3 (kN) 140 Fd (cm2) 10 Fn (cm2) 10 Fx (cm2) 14 E (kN/cm2) 20000 PHẦN 2: Tính nội lực bằng phần mềm phần tử hữu hạn (SAP2000 v12.0.0) H1: Sơ đồ dàn 1 Khởi tạo: - Khởi động chương trình Sap2000. .. Draw > Draw Frame/Cable/Tendon, lần lượt chọn các điểm đầu và cuối mỗi thanh để có các thanh đứng và thanh xiên còn lại Kết quả được như hình 6 H6: Trình tự vẽ các thanh đứng, ngang và xiên SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 4 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ DÀN PHẲNG H7: Kết quả vẽ các thanh đứng, ngang và xiên 3 Chia thanh xiên trên : - Chọn hết cả hệ, vào Edit > Edit Lines > Divide Frames, trong hộp thoại Divide... TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG SƠ ĐỒ 4 STT 1 STT 1 H1 H2 H3 L1 L2 (cm) 240 (cm) 360 (cm) 240 (cm) 360 (cm) 540 q1 q2 q3 E (kN/m) 240 (kN/m) 360 (kN/m) 240 (kN/cm2) 20000 Kích thước cột b h (cm) (cm) 30 30 Kích thước dầm b h (cm) (cm) 20 20 100 kN/m 240cm 180 kN 80 kN/m 360cm 180 kN 50 kN/m 240cm 210 kN 360cm 540cm H1: Sơ đồ khung SVTH: ĐINH HUỲNH THÁI Trang 1 Bài tập PPTH TTKC: TÍNH HỆ KHUNG PHẲNG I PHẦN 1: Tính