kết cấu dầm

- Chọn phần tử 1 - Assign > Frame/Cable/Tendon Loads > Distributed … Load Case Name: chọn trường hợp tải cần gán tải vào TINHTAI Load Type and Direction: Loại tải và hướng tác dụng Force

Trang 1

Chương 2

KẾT CẤU DẦM

§1 DẦM LIÊN TỤC CHỊU TẢI PHÂN BỐ ĐỀU VÀ TẢI TẬP TRUNG Đề bài 1:

6 3 3 2 2 2 2 4

Vật liệu: BTCT#200 có W = 2500 kg/m3, E = 2.4x109 kg/m2, µ = 0.2

Tiết diện: chữ nhật bxh = 20x40 cm Nhịp 6m x 4 = 24m

1.1 Xây dựng sơ đồ tính

1.1.1 Chọn đơn vị

Hộp đơn vị ở góc dưới bên phải cửa sổ chương trình

Chọn đơn vị kgf-m-C

1.1.2 Tạo mô hình mới

File > New Model …

Trang 2

Trang 38

Chọn sơ đồ 1.3 (hàng 1 cột 3) Beam (Dầm liên tục)

Sau khi chọn Beam trong hộp thoại New Model, sẽ xuất hiện hộp thoại Beam cho phép định các thông số cho dầm liên tục cần tạo ra

- Number of Spans (Số nhịp): 4 Span Length (Chiều dài 1 nhịp): 6

- Nhấp OK để đóng hộp thoại, trên màn hình hiện ra sơ đồ dầm cần tạo 1.1.3 Hiệu chỉnh và gán liên kết

Không thực hiện vì các liên kết tạo ra đã giống hoàn toàn đề bài

1.1.4 Hiển thị số thứ tự phần tử và số thứ tự nút

View > Set Display Options …

Chọn mục Labels (đánh dấu v) trong các ô đặc tính của Joints và của Frames/Cables/Tendons rồi chọn OK, màn hình sẽ hiện ra số thứ tự nút và số thứ tự phần tử

Nếu muốn không hiển thị số thứ tự nút, phần tử thì vào lại hộp thoại này và bỏ chọn (bỏ dấu v) trong mục Labels của Joints và của Frames

Trang 3

1.2 Đặc trưng vật liệu và tiết diện

1.2.1 Đặc trưng vật liệu

Define > Material …

Vật liệu là BTCT nên chọn CONC và click vào Modify/Show Material …

Nhập các thông số vật liệu như yêu cầu ở đề bài (W = Weight per unit Volumn =2500, E = Modulus of Elasticity = 2.4e9, µ = Poisson’s Ratio = 0.2), các thông số còn lại không cần quan tâm

Trang 4

Trang 40

1.2.2 Đặc trưng tiết diện

Define > Frame Sections…

Click vào nút tam giác bên phải Add I/Wide Flange để mở ra bảng liệt kê các tiết diện có thể khai báo trong SAP2000, để khai báo tiết diện chữ nhật chọn Add Rectangular

Sau khi click chọn Add Rectangular, để tạo mới một tiết diện chữ nhật thì click vào nút Add New Property…

Trang 5

Sau khi click vào Add New Property …

Trong hộp thoại này cần xác định các thông tin:

- Section name: Tên tiết diện, tiết diện chữ nhật D2030

- Material: Chọn tên của vật liệu cho tiết diện đang khai báo CONC

- Depth (t3): Chiều cao tiết diện theo đơn vị là m, 0.3

- Width (t2): Bề rộng tiết diện theo đơn vị là m, 0.2

Trang 6

Trang 42

Chọn vào nút Concrete Reinforcement… để chọn dầm BTCT (beam)

1.2.3 Gán tiết diện

* Chọn tất cả các phần tử cần gán tiết diện (nút all)

* Vào menu Assign > Frame/Cables/Tendons > Frame Sections…

Chọn tên tiết diện D2030 để gán cho tất cả các phần tử đã chọn

1.3 Khai báo và gán tải trọng

1.3.1 Khai báo các trường hợp tải trọng

Define > Load Cases …

- Load name: (Nơi cần nhập tên của trường hợp tải trọng) TINHTAI

- Type: (Loại tải trọng) DEAD

- Self Weight Multiplier: (Hệ số nhân trọng lượng bản thân) 1

Modify Load : Hiệu chỉnh trường hợp tải đang chọn DEAD thành TINHTAI

Trang 7

1.3.2 Gán tải trọng

* Gán tải cho phần tử 1: Lực phân bố đều q = 800 kg/m

- Chọn phần tử 1

- Assign > Frame/Cable/Tendon Loads > Distributed …

Load Case Name: (chọn trường hợp tải cần gán tải vào) TINHTAI Load Type and Direction: (Loại tải và hướng tác dụng)

Forces, Coord Sys GLOBAL, Direction Gravity

Uniform Load: (Tải phân bố đều) Nhập 800

* Gán tải cho phần tử 2: Lực phân bố đều q = 1200kg/m và lực tập trung trên phần tử P = 1200kg tại x = 3m

- Chọn phần tử 2 (Gán Lực phân bố đều q = 1200kg/m)

Trang 8

Trang 44

Uniform Load: (Tải phân bố đều) Nhập 1200

- Chọn lại phần tử 2 (Gán lực tập trung trên phần tử P = 1200kg tại x = 3m)

- Assign > Frame/Cable/Tendon Loads > Point …

Trang 9

Point Load: (Tải tập trung trên phần tử)

Chọn Absolute Distance from End-I (khoảng cách tuyệt đối) Distance 3 0 0 0

Trang 10

Trang 46

Trang 11

Uniform Load: (Tải phân bố đều) 1000

- Chọn lại phần tử 4

Trang 12

Trang 48

Load 1500 0 0 0

1.4 Khai báo tổ hợp tải trọng

Không thực hiện vì chỉ xét 1 trường hợp tải trọng

1.5 Giải bài toán

1.5.1 Chọn bậc tự do

Analyze > Set Options …

Trang 13

Bậc tự do là số chuyển vị có thể xảy ra của bất kỳ một nút nào đó trong kết cấu, đối với kết cấu dầm trong mặt phẳng XZ thì có 3 bậc tự do nên chọn vào hình khung phẳng (Plane Frame – XZ Plane)

1.5.2 Gán số mặt cắt cần xuất kết quả

Assign > Frame/Cable/Tendon > Output Stations …

Min Number Stations: (Số mặt cắt tối thiểu) 9

1.5.3 Lưu bài toán

File > Save as… Chọn đường dẫn và đặt tên file

1.5.4 Giải bài toán

Analyze > Run Analysis hoặc nhấn phím F5 hoặc nhấn nút >Run Chọn Run Now và chờ máy chạy đến khi xuất hiện dòng ANALYZE COMPLETE thì quá trình giải hoàn tất, chọn OK để đóng cửa sổ giải

Trang 14

Trang 50

1.6 Xử lý kết quả

1.6.1 Xem sơ đồ biến dạng

Display > Show Deformed Shape …

1.6.2 Xem biểu đồ nội lực

Display > Show Forces/ Stresses > Frame/Cable …

Trang 15

- Axial Force: Lực dọc

- Shear 2-2: Lực cắt theo phương 2 (dầm có phương 2 trùng với phương Z)

- Moment 3-3: Mô ment uốn quanh trục 3,

1.6.3 Xuất kết quả thành file

* File text.TXT , file.RTF, file.HTML

File > Print Tables…

Chọn các dữ liệu nhập và các kết quả tương ứng cần xuất thành file

* File Excel:

File > Export > SAP2000 MS Excel Spreadsheet xls File

1.7 Kiểm tra và hiệu chỉnh

1.7.1 Kiểm tra các dữ liệu đã nhập

- Kiểm tra đơn vị

Xem lại đơn vị lực – chiều dài – nhiệt độ trong hộp đơn vị

- Kiểm tra vật liệu

Define > Material…

Chọn loại vật liệu cần xem CONC, Chọn Modify/Show Material…

- Kiểm tra khai báo tiết diện

Chọn tiết diện cần xem, Chọn Modify/Show Property…

- Kiểm tra gán tiết diện

Display > Show Misc Assign > Frame/Cable/Tendon …

Chọn Frame Section

- Kiểm tra khai báo các trường hợp tải trọng

Define > Load Cases…

- Kiểm tra tải trọng đã gán:

Display > Show Load Assign > Frame/Cable/Tendon …

Chọn trường hợp tải trọng cần xem, TINHTAI

- Kiểm tra khai báo các trường hợp tổ hợp

Trang 16

Trang 52

Define > Combinations…

Chọn trường hợp tổ hợp cần xem, Chọn Modify/Show Combo…

- Kiểm tra bậc tự do

- Kiểm tra số mặt cắt

Chọn Output Stations

1.7.2 Hiệu chỉnh các dữ liệu đã nhập

Nếu phát hiện sai thì bấm vào ổ khóa để mở khóa (Unlock), sai phần nào thì hiệu chỉnh phần đó

Trang 17

§2 DẦM LIÊN TỤC CÓ NHỊP VÀ TẢI TRỌNG KHÁC NHAU

Đề bài 2:

- Sơ đồ tính và tải trọng (nhịp dầm 4-5-4-6m)

4 2.5 2.5 4 2 1 1 2

- Vật liệu BTCT# 250 có W = 2500 kg/m3, E=2.65x109 kg/m2, µ = 0.2

- Tiết diện chữ nhật bxh = 20x40cm

Chọn sơ đồ 1.3 (hàng 1 cột 3) Beam (Dầm liên tục)

Trang 18

Trang 54

Sau khi chọn Beam trong hộp thoại New Model, sẽ xuất hiện hộp thoại Beam cho phép định các thông số cho dầm liên tục cần tạo ra

- Number of Spans (Số nhịp): 4 Span Length (Chiều dài 1 nhịp): 4

Do chiều dài của các nhịp không bằng nhau nên chọn phương án xây dựng mô hình từ các đường lưới Chọn v Use Custom Grid Spacing and Locate Origin

Sau đó click vào nút vào Edit Grid … để mở hộp thoại khai báo dữ liệu các đường lưới định vị

Trang 19

- X, Y, Z Grid Data: Dữ liệu đường lưới theo X, Y, Z

- Grid ID: số hiệu đường lưới x1,2,3…, y1,2,3…, z1,2,3…

- Ordinate: Tọa độ đường lưới

Điều chỉnh dữ liệu các đường lưới theo phương X:

Grid ID Ordinate (cũ) Ordinate (sửa mới)

Chọn nút cuối cùng (nút số 5) cần hiệu chỉnh liên kết

Assign > Joint > Restraints …

Trang 20

Trang 56

Nhấp chọn vào biểu tượng liên kết ngàm

2.1.4 Hiển thị số thứ tự phần tử và số thứ tự nút

Có thể thực hiện hoặc không

2.2 Đặc trưng vật liệu và tiết diện

2.2.1 Đặc trưng vật liệu

Define > Material …

Vật liệu là BTCT nên chọn CONC và click vào Modify/Show Material …

Trang 21

Nhập các thông số vật liệu như yêu cầu ở đề bài (W = Weight per unit Volumn =2500, E = Modulus of Elasticity = 2.65e9, µ = Poisson’s Ratio =0.2), các thông số còn lại không cần quan tâm

2.2.2 Đặc trưng tiết diện

Trang 22

Trang 58

Click vào nút tam giác bên phải Add I/Wide Flange để mở ra bảng liệt kê các tiết diện có thể khai báo trong SAP2000, để khai báo tiết diện chữ nhật chọn Add Rectangular

Sau khi click chọn Add Rectangular, để tạo mới một tiết diện chữ nhật thì click vào nút Add New Property…

Sau khi click vào Add New Property …

Trang 23

Trong hộp thoại này cần xác định các thông tin:

- Section name: Tên tiết diện, D2040

- Material: Chọn tên của vật liệu cho tiết diện đang khai báo, CONC

- Depth (t3): Chiều cao tiết diện theo đơn vị là m, 0.4

- Width (t2): Bề rộng tiết diện theo đơn vị là m, 0.2

Chọn vào nút Concrete Reinforcement… để chọn dầm BTCT (beam)

2.2.3 Gán tiết diện

* Chọn tất cả các phần tử cần gán tiết diện all

* Vào menu Assign > Frame/Cables/Tendons > Frame Sections…

Trang 24

Trang 60

Chọn tên tiết diện D2040 để gán cho tất cả các phần tử đã chọn

2.3 Khai báo và gán tải trọng

2.3.1 Khai báo các trường hợp tải trọng

Define > Load Cases …

- Load name: Nhập tên của trường hợp tải trọng, TINHTAI

- Type: Loại tải trọng, DEAD

- Self Weight Multiplier: Hệ số nhân trọng lượng bản thân, 1

Modify Load : Hiệu chỉnh trường hợp tải đang chọn DEAD thành TINHTAI 2.3.2 Gán tải trọng

* Gán tải cho phần tử 1: Lực phân bố đều q = 1500 kg/m

Trang 25

Chọn Forces, Coord Sys GLOBAL, Direction Gravity

* Gán tải cho phần tử 2: Lực phân bố tam giác cân qmax = 2000kg/m

Trang 26

Trang 62

Trepezoidal Loads: (Tải phân bố đường tuyến tính trên phần tử)

Chọn Absolute Distance from End-I (khoảng cách tuyệt đối) Distance 0 2.5 5 0

Load 0 2000 0 0

* Gán tải cho phần tử 3: Lực phân bố tuyến tính trên toàn phần tử q1 = 1200kg/m và q2 = 1500kg/m

Trang 27

Trepezoidal Loads: (Tải phân bố đường tuyến tính trên phần tử)

Chọn Absolute Distance from End-I (khoảng cách tuyệt đối)

Distance 0 4 4 0

Load 1200 1500 0 0

* Gán tải cho phần tử 4: Lực tập trung trên phần tử P1 = 1000kg tại x1 = 2m,

P2 = 1500kg tại x2 = 3m và P3 = 1200kg tại x3 = 4m

Trang 28

Trang 64

Chọn Forces, Coord Sys GLOBAL, Direction Gravity

Load 1000 1500 1200 0

2.4 Khai báo tổ hợp tải trọng

Không thực hiện vì chỉ xét 1 trường hợp tải trọng

2.5 Giải bài toán

2.5.1 Chọn bậc tự do

Trang 29

Bậc tự do là số chuyển vị có thể xảy ra của bất kỳ một nút nào đó trong kết cấu, đối với kết cấu dầm trong mặt phẳng XZ thì có 3 bậc tự do nên chọn vào hình khung phẳng (Plane Frame – XZ Plane)

2.5.2 Gán số mặt cắt cần xuất kết quả

Assign > Frame/Cable/Tendon > Output Stations …

Min Number Stations: (Số mặt cắt tối thiểu) 9

2.5.3 Lưu bài toán

File > Save as… Chọn đường dẫn và đặt tên file

2.5.4 Giải bài toán

Analyze > Run Analysis hoặc nhấn phím F5 hoặc nhấn nút >Run Chọn Run Now và chờ máy chạy đến khi xuất hiện dòng ANALYZE COMPLETE thì quá trình giải hoàn tất, chọn OK để đóng cửa sổ giải

Trang 30

Trang 66

2.6 Xử lý kết quả

2.6.1 Xem sơ đồ biến dạng

Display > Show Deformed Shape …

2.6.2 Xem biểu đồ nội lực