Giáo trình tin học ứng dụng trong thiết kế công trình: Giao diện sap 2000

- Braced: A column is considered unbraced in a given plane if the lateral stability to the stucture as a whole is provided by wall or orther suitable bracing to resist all lateral for[r]

Giáo trình tin học ứng dụng

trong thiết kế cơng trình

Ch−¬ng Giao diƯn SAP2000

I. Giíi thiệu

- ĐÃ đợc phát triển 30 năm(1970): SAP, SAPIV, SAP86, SAP90, SAP2000

- Kh¶ lớn.:

- Tính theo phơng pháp phần tử hữu hạn

- Dễ sử dụng

o Chuyên môn hoá: CSI( SAP, ETABS, SAFE)

- Thiết k ế

II. Khả v số khái niệm cần biết SAP2000 1. Bμi to¸n:

- TÜnh häc

- Động học: Dao động riêng, Phổ phản ứng (Tải trọng đông đất, Tải trọng thay đổi theo thời gian)

- Bμi toán Cầu: Tải trọng di động

- Bμi toán ổn định: ổn định hình học ( P-Delta)

- Bμi to¸n thiÕt kÕ tiÕt diÖn: BTCT(Reinforce Concrete); KC thÐp (Steel) KC

- Bê tông Theo tiêu chuẩn: ACI, BS, CAN, EURO (BS)

- KC ThÐp: AISC, BS, CAN, EURO

2. Hệ tọa độ

- Hệ tọa độ tổng thể (Global Coordinate)

- Hệ tọa độ địa ph−ơng (Local Coordinate)

3. KiĨu phÇn tư

- Thanh =Frame

- Định nghĩa Frame

- Các thông tin vỊ Frame

- Sè hiƯu Frame

- Số hiệu nút đầu v cuối (End I vμ End J)

- TiÕt diÖn vμ vËt liƯu

- Vị trí hệ toạ độ tổng thể

- Liªn kÕt Frame- nút

- Tải trọng Frame

- KÕt qu¶

- TÊm = Shell:

- Các loại shell: Shell tam giác (ba nút); Tø gi¸c (bèn nót)

- Plate= TÊm chØ uèn

- Membrance = TÊm chịu kéo nén

- Thông tin Shell : Gièng Frame

- NLL= None Linear Link Element

- Asolid: Trạng thái phẳng

- Solid: PhÇn tư khèi

ắ Chú ý: Số hiệu (label); Hệ toạ độ địa ph−ơng, Đặc tr−ng vật liệu, Tải trọng trên phần tử

4. Nút (Joints):

- Điểm liên kết phÇn tư

- Điểm xác định chuyển vị

- Điểm xác định điều kiện biên

- T¶i träng tËp trung (trõ t¶i tËp trung trªn Frame)

- Khối l−ợng tập trung (Bμi tốn động)

¾ Chó ý:

ƒ Liên kết: Liên kết cứng (Restraints), Liên kết đμn hồi (Spring) Một nút có bậc tự do: U1, U2, U3 (thẳng); R1, R2, R3 (Xoay) ( Mỗi nút 1-2-3 mặc định t−ơng ứng X-Y-Z

- Translation U1, U2, U3= UX,UY,UZ - Rotation R1, R2, R3= RX, RY, RZ)

ƒ BËc tù tÝnh to¸n: (DOF=Degree of Freedom): Sè bËc tÜnh to¸n cđa mỗi nút Thờng tính bi toán phẳng

ƒ Chun vÞ gèi tùa (Displacement Load) Chun vÞ c−ìng bøc cđa nót cã liªn kÕt

Không khai báo Liên kết nút Restraints trùng Spring.(theo phơng)

Không giới hạn sè nót (Nonlinear)

5. Tr×nh tù vμo sè liƯu sap2k

- Tạo sơ đồ tính: Tạo giấy

- Tạo Sơ đồ hình học (Draw vμ Edit)

- Tạo sơ đồ kết cấu (Define vμ Assign)

- Chän lùa ph©n tích ( Phân tích kết )

- Bμi to¸n thiÕt kÕ

III. Cμi đặt sap2000: SAP2000 Nonlinear Ver 6.11 (7.12; 7.21)

ver 7.42 - Cμi đặt - Crack:

IV. Giao diƯn SAP2k 1. Th− mơc lμm viƯc

- Nên tạo th mục lm việc riêng

- Mỗi th mục l bμi to¸n 2. File sè liƯu:

- Input: *.SDB (*.$2k -> *.S2k, *.SBK) Import SAP90, *.DXF

- DXF: (Một dạng file liệu Autocad)

- Output: *.Out (* TXT)

- T¹o file sè liƯu:

- New Model

- New Model From Template

- Import

- In kÕt qu¶: *.Out

- File\Print

- Export

3. Mμn h×nh SAP2000

- Gäi SAP Start\Pro \Sap2000

- Title bar= tiêu đề

- Menu bar:

- Mê, , >

- Status Bar: Thanh trạng thái

- n v tính: Kgf-m : Chọn đơn vị tính mở file mi Kg; kG=Kgf

- Thông báo:

- Main Tool Bar (MTB):

- Undo: ->đến ch−a Save

- Unlock \ Lock:

- >: Run

- Zoom:

- View

- Set Element:

- Assign (7.42)

- Side Tool Bar (STB): Select, Draw

- Vïng lμm viƯc: Cưa sỉ hiĨn thÞ.1->4

- Chế độ lμm việc:

- Select ; Draw Mặc định lμ select

- Select: Gièng AutoCad

- Single:

- Window:

- All: STB Chọn toμn đối t−ợng sơ đồ tính

- PS:STB chän PS

- CLear: STB chän CL

- Lựa chọn theo thuộc tính đối t−ợng: menu Select - Draw: Tạo đối t−ợng

- View (Zoom): song song víi Select vμ Draw View 3d, xy, yz, zx (MTB)

- Zoom (MTB)

- Cμi đặt view:

- Set 3d, 2d View: menu View chọn set 3d, 2d View Điều chỉnh điểm nh×n

- Set Limits:Menu View chän Set limits: Giới hạn vùng nhìn

- Save view, Show name View

- Show grid, Axis, Selection Only, Show All

¾ Khi g¸n Sap cho phÐp g¸n nhiỊu nhãm constraint

ắ Một nút đồng thời nằm nhiều nhóm Constraints - Gán nút vμo nhóm constraints:

- Chän nót

- Menu Assign\Joints\Constraints

- Bấm Add (Add Local lμ n gin nht)

- Đặt tên cho nhóm Constraints

- Lựa chọn điều kiện biên nhóm Khi nút nhóm sẽ có điều kiện biên lựa chọn

Chơng Bi toán thiết kế

Bμi to¸n thiÕt kÕ tiÕt diƯn: KCBTCT (Reinforce Concrete); KCT (Steel Structure): ChØ tÝnh cho Frame

I. ThiÕt kÕ KCBTCT 1. Khai b¸o VËt liƯu:

¾ Design type=KiĨu vËt liƯu Concrete menu Define/Material - Design Property data:

- Fy(Yeild)=c−ờng độ chịu kéo thép, tính theo giới hạn chảy Ví dụ AII có Ratt=2800 kg/cm2, nh−ng fy=3000 kg/cm2

- fc= c−ờng độ chịu nén bê tông Lấy giá trị mác bê tơng Ví dụ bt mác 200 lấy fc=200 kg/cm2 (Ec 20/25)

- fys c−ờng độ chịu cắt cốt thép: Giới hạn chảy ví dụ: AI fys=2100

- fcs= c−ờng độ chịu cắt bê tông=fc 2. Chọn kiểu phần tử Beam, Column

- Khai b¸o tiết diện: Menu define\Frame Section: (chỉ chọn đuợc ba loại:CN, Tròn, T) Vật liệu kiểu CONC

- Element Class: Beam, Column

- Beam:

- Top cover=a'

- Bottom cover=a

- Column:

- Rectangular:

- Cover=a

- Number bar in dir 3:Sè líp cèt thÐp tÝnh theo ph−¬ng

- Number bar in dir 2:Sè líp cèt thÐp tÝnh theo ph−¬ng

- Circle:

- Cover

- Number of bar: sè thÐp

- Chän mét hai Design or Area of one bar:

- Design: bμi to¸n thiÕt kÕ

- Area of one bar: bμi to¸n kiĨm tra 3. Chän tỉ hỵp thiÕt kÕ

- Menu Define\ Load combination (Use for concrete design, steel design)

- Hc menu Design chän Select Design Combo

4. Chän KiÓu thiÕt kÕ: Menu Design chän (Steel or Concrtete) 5. Chän tiªu chuÈn thiÕt kÕ:

6. ThiÕt kÕ tiÕt diÖn:

ắ Sau chạy đợc nội lực

- Menu design: Start design/check structure

- NÕu báo lỗi (O/S)

- In kết quả: menu File\Print Design Table

ắ Dầm: Tính dầm chịu mômen uốn M33 v Cắt (V2) Cột tính bi toán kéo nén lệch tâm xiên

ắ Cột: Bt tk l nhiều bi toán kiểm tra Menu Option\Preference \Concrete -> Interaction Diagram Parameter: Curve, Point/Curve: Lùa chän sè ®−êng cong vμ ®iĨm kiĨm tra đờng cong

- Braced: A column is considered unbraced in a given plane if the lateral stability to the stucture as a whole is provided by wall or orther suitable bracing to resist all lateral forces in that plane

- Unbraced: A column is considered unbraced in a given plane where lateral stability in that plane is provided by the column

7. Thay đổi tham số trỡnh thiờt k

- Redifine: chọn lại thông tin thiÕt kÕ

- Reset Design Section: LÊy lại tiết diện ban đầu

- Update analysis section: Lấy tiết diện thay đổi lμm tiết diện tính nội lực

ắ Nên sử dụng P-Delta để kiểm tra điều kiện ổn định cột

II. ThiÕt kÕ KC thÐp 1. Khai b¸o vËt liƯu:

2. fy: C−ờng độ giới hạn chảy

3. C¸ch tÝnh to¸n gièng BT (trình tự tính toán) 4. Kiểu phần tử

- Column: PhÇn tư nμy song song Z

- Beam : PhÇn tư song song mp XY

- Giằng (Braced): Còn lại