Kết cấu cầu thang - dàn phẳng

Trang 131 Chương 4 KẾT CẤU CẦU THANG - DÀN PHẲNG §1 CẦU THANG DẠNG BẢN 2 VẾ & 3 VẾ Đề bài 1: - Sơ đồ tính: Vế 1 (nhòp 3-2m, cao tầng 1.8m) 3 2 - Vật liệu: BTCT#250 có W = 2500 kg/m 3 , E=2.65x10 9 kg/m 2 , µ = 0.2. - Tiết diện: chữ nhật bxh = 100x12cm. - Tải trọng: Lực phân bố đều trên bản nghiêng và bản chiếu nghỉ Trang 132 1.1. Xây dựng sơ đồ tính 1.1.1 Chọn đơn vò Chọn đơn vò kgf-m-C. 1.1.2. Tạo mô hình mới File > New Model … Chọn sơ đồ 1.2 (hàng 1 cột 2) Grid Only (Chỉ tạo lưới). Số đường lưới theo X 3 Số đường lưới theo Y 1 Số đường lưới theo Z 2 Khoảng cách lưới theo X 3 Khoảng cách lưới theo Y 1 Khoảng cách lưới theo Z 1.8 Do chiều rộng của các nhòp không bằng nhau nên cần hiệu chỉnh khoảng cách các đường lưới. click vào nút vào Edit Grid … để mở hộp thoại khai báo dữ liệu các đường lưới đònh vò. Trang 133 Điều chỉnh dữ liệu các đường lưới theo phương X: Grid ID Ordinate (cũ) Ordinate (sửa mới) x1 -3  0 x2 0  3 x3 3  5 - Nhấp OK để đóng hộp thoại khai báo lưới đònh vò, lúc này trên màn hình hiện ra sơ đồ lưới cần tạo. -Vẽ mới 2 phần tử Frame Draw > Draw Frame => lần lượt click vào các điểm nút 1, 2, 3 để vẽ bản nghiêng và bản chiếu nghỉ cầu thang. 1.1.3 Hiệu chỉnh và gán liên kết - Chọn nút chân cầu thang (nút 1) —> Gán liên kết gối cố đònh. Trang 134 Assign > Joint > Restraints … Nhấp chọn vào biểu tượng liên kết gối cố đònh (biểu tượng thứ 2 từ trái sang). - Chọn nút biên phải của bản chiếu nghỉ (nút 3) —> Gán liên kết gối di động. 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 … Trang 135 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. 1.2.2 Đặc trưng tiết diện Define > Frame Sections… Hộp thoại Frame Properties xuất hiện Trang 136 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 … Hộp thoại Rectangular Section xuất hiện, cần xác đònh các đặc trưng cho tiết diện cần khai báo. Trang 137 Khai báo tiết diện chữ nhật 1x0.12m từ hộp thoại Rectangular Section Trong hộp thoại này cần xác đònh các thông tin: - Section name: Tên tiết diện, S1000x120. - Material : Chọn tên của vật liệu cho tiết diện đang khai báo, CONC . - Depth (t3): Chiều cao tiết diện theo đơn vò là m , 0.12 - Width (t2) : Bề rộng tiết diện theo đơn vò là m , 1 Chọn OK để đóng hộp thoại Rectangular Section, trở về hộp thoại Frame Properties, chọn tiếp OK để đóng hộp thoại và hoàn tất khai báo tiết diện. 1.2.3. Gán tiết diện * Chọn 2 phần tử Frame Vào menu Assign > Frame/Cables/Tendons > Frame Sections… Xuất hiện hộp thoại Frame Properties. Chọn tên tiết diện S1000x120 để gán cho các phần tử đã chọn. 1.3. Tải trọng 1.3.1 Khai báo các trường hợp tải trọng Define > Load Cases … - Load name: Nhập tên của trường hợp tải trọng, TAITRONG. - Type: Loại tải trọng, OTHER. - Self Weight Multiplier: Hệ số nhân trọng lượng bản thân, 0. Modify Load : Hiệu chỉnh trường hợp tải đang chọn DEAD thành TAITRONG. 1.3.2. Gán tải trọng Trang 138 - Chọn phần tử 1(bản nghiêng)-> gán tải phân bố đều q=1140kg/m. Assign > Frame/Cable/Tendon Loads > Distributed … Load Case Name : (chọn trường hợp tải cần gán tải vào) TAITRONG Load Type and Direction: (Loại tải và hướng tác dụng) Forces , Coord Sys GLOBAL , Direction Gravity. Trepezoidal Loads: (Tải phân bố đường tuyến tính trên phần tử). Distance 0 0 0 0 Load 0 0 0 0 Uniform Load: (Tải phân bố đều) 1140. - Chọn phần tử 2(bản chiếu nghỉ)-> gán tải phân bố đều q = 970 kg/m. 1.3.3. Khai báo tổ hợp tải trọng Không thực hiện vì chỉ xét 1 trường hợp tải trọng (Tónh tải + Hoạt tải) 1.4. Giải bài toán 1.4.1 Chọn bậc tự do Trang 139 Analyze > Set Options … Chọn vào biểu tượng khung phẳng (Plane Frame – XZ Plane). 1.4.2 Gán số mặt cắt cần xuất kết quả Assign > Frame/Cable/Tendon > Output Stations … Min Number Stations : (Số mặt cắt tối thiểu) 9. 1.4.3 Lưu bài toán File > Save as… Chọn đường dẫn và đặt tên file. 1.4.4 Giải bài toán Analyze > Run Analysis hoặc nhấn phím F5 hoặc nhấn nút >Run Trang 140 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. 1.5. Xử lý kết quả 1.5.1 Xem sơ đồ biến dạng Display > Show Deformed Shape … 1.5.2 Xem biểu đồ nội lực Display > Show Forces/ Stresses > Frame/Cable … - Axial Force: Lực dọc. - Shear 2-2 : Lực cắt theo phương 2. - Moment 3-3: Mô ment uốn quanh trục 3. So sánh kết quả 1.6 Tạo thêm sơ đồ vế 2 và sơ đồ bản consol [...]... của vế thang 2 -> Gán gối di động 1.6.2 Tạo sơ đồ bản consol - Copy 1 phần tử bản chiếu nghỉ của vế thang 2 thành bản consol Chọn phần tử, Edit > Replicate ⇒ Chọn tab Linear Increments: dx = 0, dy = 0, dz = 2.4, Number n = 1 Trang141 - Thay đổi liên kết: Chọn nút trên bên phải của bản thang mới tạo -> Gán liên kết ngàm 1.6.3 Giải lại bài toán và so sánh kết quả 1.6.4 Mở khóa, copy vế thang 1 & vế thang. . .- Mở khóa: Chọn vào ổ khóa (Unlock) sẽ xuất hiện hộp thoại ⇒ Mở khóa sẽ xóa bỏ kết quả phân tích, đồng ý không? ⇒ chọn OK 1.6.1 Tạo vế thang 2 - Copy đối xứng vế thang 1 thành vế thang 2 Chọn vế thang 1, Edit > Replicate ⇒ Chọn tab Mirror Chọn Parallel to Y (Song song với trục Y) x1 = 0 z1 = 3 x2 = 1 z1 = 3 - Thay đổi liên kết: Chọn nút dưới của vế thang 2 -> Gán gối cố đònh Chọn... chọn OK để đóng cửa sổ giải 2.5 Xử lý kết quả 2.5.1 Xem sơ đồ biến dạng Display > Show Deformed Shape … 2.5.2 Xem biểu đồ nội lực Display > Show Forces/ Stresses > Frame/Cable … - Axial Force: Lực dọc - Shear 2-2 : Lực cắt theo phương 2 - Moment 3-3 : Mô ment uốn quanh trục 3 Ghi chú: - Để có liên kết khớp tại các các đầu mút của các phần tử thanh dàn: Chọn các phần tử -> Assign > Frame/Cable/Tendon > Releases/Partial... thường tính toán thiết kế dàn chỉ chòu lực dọc Nhưng đã giải bằng phần mềm thì nên xây dựng sơ đồ càng gần với thực tế càng tốt Có thể xây dựng sơ đồ dàn bất kỳ trong SAP2000, để xây dựng nhanh chóng một số loại dàn thông dụng, SAP2000 đã có sẵn 3 loại kết cấu mẫu về dàn như sau: Sloped Truss: Dàn có thanh xiên Vertical Truss: Dàn có thanh đứng và có thể có giằng xiên Pratt Truss: Dàn đỡ mái nghiêng Trang144... 0, Number n = 2), gán liên kết 2 đầu của vế thang lần lượt là liên kết ngàm và liên kết gối cố đònh Giải lại bài toán và so sánh kết quả 1.7 Kiểm tra và hiệu chỉnh 1.7.1 Kiểm tra các dữ liệu đã nhập - Kiểm tra đơn vò Xem lại đơn vò lực – chiều dài – nhiệt độ trong hộp đơn vò - Kiểm tra vật liệu Define > Material… Chọn loại vật liệu cần xem CONC, Chọn Modify/Show Material… - Kiểm tra khai báo tiết diện... tin: - Section name: Tên tiết diện, 2L100x10 - Material: Chọn tên của vật liệu cho tiết diện đang khai báo, STEEL - Outside Depth (t3): Chiều cao tiết diện theo đơn vò là m, 0.1 - Outside Width (t2): Bề rộng tiết diện theo đơn vò là m, 0.208 - Horizontal leg thickness (tf): Bề dày chân tiết diện theo phương ngang, 0.01 - Vertical leg thickness (tw): Bề dày chân tiết diện theo phương đứng, 0.01 - Back... Truss: Dàn đỡ mái nghiêng Trang144 Trang145 Đề bài 2: - Sơ đồ tính & Tải trọng: - Vật liệu: Thép có W = 7850 kg/m3, E=2.1x1010kg/m2, µ = 0.3 - Tiết diện: Thép góc 2L100x10, 2L63x5, 2L50x4 2.1 Xây dựng sơ đồ tính 2.1.1 Chọn đơn vò Chọn đơn vò Ton-m-C 2.1.2 Tạo mô hình mới File > New Model … Trang146 Chọn sơ đồ 1.4 (hàng 1 cột 4) 2D Trusses (Dàn phẳng) Chọn Pratt Truss, chọn Parametric Definition để... các trường hợp tải trọng Define > Load Cases … - Load name: Nhập tên của trường hợp tải trọng, TAITRONG - Type: Loại tải trọng, OTHER - Self Weight Multiplier: Hệ số nhân trọng lượng bản thân, 1 Modify Load : Hiệu chỉnh trường hợp tải đang chọn DEAD thành TAITRONG Trang152 2.3.2 Gán tải trọng - Chọn các nút có lực tập trung -> gán lực tập trung P = 1Ton - Assign > Joint Loads > Forces … Load Case Name:... Nz Để có duy nhất Nz thì liên kết 2 đầu của bất kỳ phần tử thanh dàn nào cũng là liên kết khớp và các đầu thanh qui tụ tại nút, chỉ có lực tập trung tác dụng tại các nút, không có bất kỳ lực nào tác dụng trên thanh (kể cả trọng lượng bản thân) Thực tế rất khó thực hiện được liên kết 2 đầu là khớp và các phần tử luôn có trọng lượng bản thân nên các giả thiết cho bài toán dàn là không chính xác Tuy nhiên... trường hợp tổ hợp cần xem, Chọn Modify/Show Combo… - Kiểm tra bậc tự do Analyze > Set Options … - Kiểm tra số mặt cắt Display > Show Misc Assign > Frame/Cable/Tendon … 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 Trang143 §2 DÀN PHẲNG Phần tử thanh dàn theo lý thuyết là phần tử chỉ xuất hiện duy . 131 Chương 4 KẾT CẤU CẦU THANG - DÀN PHẲNG §1 CẦU THANG DẠNG BẢN 2 VẾ & 3 VẾ Đề bài 1: - Sơ đồ tính: Vế 1 (nhòp 3-2 m, cao tầng 1.8m) 3 2 - Vật liệu:. bản nghiêng và bản chiếu nghỉ cầu thang. 1.1.3 Hiệu chỉnh và gán liên kết - Chọn nút chân cầu thang (nút 1) —> Gán liên kết gối cố đònh. Trang 134 Assign