PhÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP2000 Version 7.42

Ngaình xáy dæûng laì mäüt trong nhæîng ngaình æïng duûng såïm cäng nghãû thäng tin vaìo caïc lénh væûc nhæ thiãút kãú, quaín lyï xáy dæûng vaì âaî gàût haïi nhiãöu thaình cäng âaïng kãø. Nhåì coï maïy tênh maì täúc âäü thiãút kãú vaì tênh toaïn kãút cáúu xáy dæûng tàng ráút nhanh. Trong nhæîng nàm gáön âáy coï nhiãöu chæång trçnh tênh toaïn kãút cáúu dæûa trãn phæång phaïp säú, âàûc biãût laì phæång phaïp pháön tæí hæîu haûn (PTHH) âaî giuïp cho viãûc giaíi caïc baìi toaïn kãút cáúu tråí nãn chênh xaïc, hiãûu quaí vaì nhanh choïng hån, nháút laì âäúi våïi caïc cäng trçnh låïn. Trong säú caïc chæång trçnh tênh kãút cáúu, hãû chæång trçnh SAP (Structure Analysis Program ) laì hãû chæång trçnh näùi tiãúng tæì nhæîng nàm 1970 våïi caïc versions, SAP86, SAP90 vaì SAP2000. Hiãûn nay SAP2000 âang âæåüc æïng duûng âãø phán têch vaì thiãút kãú nhiãöu loaûi kãút cáúu xáy dæûng vaì âæåüc caïc kyî sæ, sinh viãn caïc ngaình cäng trçnh qua tám nghiãn cæïu.

Phỏn tờch & thióỳt kóỳ kóỳt cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA  NễNG KHOA XY DặNG CệU ặèNG Thaỷc syợ NGUYN LAN HỈÅÏNG DÁÙN PHÁN TÊCH & THIÃÚT KÃÚ KÃÚT CÁÚU BÀỊNG CHặNG TRầNH TP KYẻ NNG C BAN  NÀƠNG , THẠNG 10 NÀM 2005 ( TI LIÃÛU LỈU HNH NÄÜI BÄÜ ) Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phỏn tờch & thióỳt kóỳ kóỳt cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 Ì Ï Ư Ngnh xáy dỉûng l mäüt nhỉỵng ngnh ỉïng dủng såïm cäng nghãû thäng tin vo cạc lénh vỉûc thiãút kãú, qun l xáy dỉûng v â gàût hại nhiãưu thnh cäng âạng kãø Nhåì cọ mạy m täúc âäü thiãút kãú v toạn kãút cáúu xáy dỉûng tàng ráút nhanh Trong nhổợng nm gỏửn õỏy coù nhióửu chổồng trỗnh toạn kãút cáúu dỉûa trãn phỉång phạp säú, âàûc biãût l phỉång phạp pháưn tỉí hỉỵu hản (PTHH) â giụp cho viãûc gii cạc bi toạn kãút cáúu tråí nãn chênh xạc, hiãûu qu v nhanh chọng hån, nháút laỡ õọỳi vồùi caùc cọng trỗnh lồùn Trong sọỳ caùc chổồng trỗnh tờnh kóỳt cỏỳu, hóỷ chổồng trỗnh SAP (Structure Analysis Program ) laỡ hóỷ chổồng trỗnh nọựi tióỳng tổỡ nhỉỵng nàm 1970 våïi cạc versions, SAP86, SAP90 v SAP2000 Hiãûn SAP2000 âang âỉåüc ỉïng dủng âãø phán têch v thiãút kãú nhiãưu loải kãút cáúu xáy dỉûng v õổồỹc caùc kyợ sổ, sinh vión caùc ngaỡnh cọng trỗnh qua tám nghiãn cỉïu SAP2000 cng â chênh thỉïc âỉåüc õổa vaỡo chổồng trỗnh giaớng daỷy mọn Tin hoỹc ặẽng dủng åí nhiãưu trỉåìng âải hc v cạc trung tám âo tảo tin hc Ti liãûu ny âỉåüc Tạc gi biãn soản lm ti liãûu hỉåïng dáùn v bi táûp thỉûc hnh SAP2000 cho cạc Sinh viãn khoa Xáy Dỉûng Cáưu âỉåìng, cạc hc viãn tải Trung Tám tin hc TECHNIC v lm ti liãûu tham kho cho cạc sinh viãn ngnh Xáy dỉûng Hiãûn SAP2000 cọ ráút nhiãưu version ( ver 7.x, ver 8.x, ver 9.x), caïc version õồỡi sau bọứ sung thóm mọỹt sọỳ mọ hỗnh máùu v cạc mä âun chun dủng khạc Trong cạc version âang lỉu hnh räüng ri hiãûn nay, cạc k sổ vỏựn quen duỡng version 7.42 vỗ tờnh dóứ tióỳp cáûp v kãút qu phán têch äøn âënh ca nọ, nãn ti liãûu ny âỉåüc biãn soản trãn cå såí bn SAP2000 version 7.42 Pháưn måí räüng, bäø sung ca cạc version sau s âỉåüc giåïi thiãûu åí mủc riãng Tạc gi xin chán thnh cạm ån cạc Tháưy Cä giạo Khoa Xáy dỉûng Cáưu âỉåìng trỉåìng Âải hc K thût  Nàơng v cạc âäưng nghiãûm â õọỹng vión, giuùp õồợ vaỡ goùp yù quaù trỗnh biãn soản Ti liãûu chàõc khọ trạnh thiãúu sọt Ráút mong âỉåüc sỉû gọp ca âc âãø ngy cng hon thiãûn hån  nàơng, thạng 10 nàm 2005 Thảc s NGUÙN LAN Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phỏn tờch & thióỳt kóỳ kóỳt cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 ø 1.1 - GIÅÏI THIÃÛU CHUNG : SAP2000 l version hiãûn âải v dãø dng nháút tỏỳt caớ caùc chổồng trỗnh thuọỹc hóỷ SAP ( Structural Analysis Programm) Âáy l version âáưu tiãn ca SAP thỉûc hiãûn hon ton mäi trỉåìng Window, cọ giao diãûn âäư ráút mảnh nãn dãø sỉí dủng Quaù trỗnh taỷo vaỡ thay õọứi mọhỗnh, giaới vaỡ kióứm tra bi toạn thiãút kãú âãưu âỉåüc thỉûc hiãûn cng mäüt giao diãûn (interface), hiãøn thë kãút qu dïi daỷng õọử hoỹa kóứ caớ mọ hỗnh dao õọỹng theo thåìi gian cạc bi toạn phán têch âäüng (dynamic annalyse) Khaớ nng phỏn tờch cuớa chổồng trỗnh rỏỳt lồùn, âải diãûn cho nhỉỵng nghiãn cỉïu måïi nháút k thût säú v thût gii Phiãn bn SAP2000 cọ version khạc nhỉng cọ giao diãûn âọ l : SAP2000, SAP2000 PLUS , SAP2000 Nonlinear Táút c cạc version ny âãưu cọ cạc nàng hiãûn âải nhỉ: Giao diãûn thán thiãûn, nhiãưu dảng mä hỗnh mỏựu, tọỳc õọỹ giaới nhanh, coù nhióửu daỷng taới trng, mä t pháưn tỉí cọ âäü cỉïng thay âäøi, pháưn tỉí v âäü chênh xạc cao, phán têch âäüng theo kiãøu vectå riãng vaì Ritz (Eigen and Ritz dynamic analysis), sỉí dủng nhiãưu hãû thäúng ta âäü cho så âäư phỉïc tảp, kh nàng tảo lỉåïi mảnh, cạc ty chn vãư täø håüp ti trng, täø håüp âỉåìng bao våïi nhiãưu ti trng di âäüng cng mäüt láưn gii SAP2000 PLUS bäø sung thãm cạc nng nhổ: khaớ nng khọng giồùi haỷn cuớa chổồng trỗnh , kh nàng phán têch bi toạn cáưu, hon thiãûn cạc pháưn tỉí hỉỵu hản, v ty chn phán têch bi toạn ti trng thay âäøi theo thåìi gian, hiãûu ỉïng biãún dảng nãưn SAP2000 Nonlinear måí räüng thãm so våïi PLUS l âỉa vo pháưn tỉí liãn kãút phi tuún (Non linear element),våïi pháưn tỉí ny cho phẹp ngổồỡi duỡng phỏn tờch nhióửu mọ hỗnh phổùc taỷp hồn nhỉ: pháưn tỉí dáy chè chëu kẹo, pháưn tỉí cọ lọự họứng Tỏỳt caớ caùc chổồng trỗnh trón õóửu cọ âáưy â cạc nàng thiãút kãú kãút cáúu thẹp v bã täng cäút thẹp, v cạc modul ny âỉåüc têch håüp cng våïi cạc modul dng âãø tảo vaỡ phỏn tờch mọ hỗnh cuỡng mọỹt giao dióỷn SAP2000 version 7.42 häù tråü thiãút kãú kãút cáúu khung (frame elements) theo cạc tiãu chøn måïi ca Nam M v Cháu Áu : - Tiãu chøn thiãút kãú kãút cáúu bã täng cäút thẹp : • U.S ACI 318-95 (1995) and AASHTO LRFD (1997) : tiãu chuáøn cuía viãûn bã täng M (ACI) v tiãu chøn thiãút kãú cáưu theo hãû säú ti trng v hãû säú sỉïc khạng ca hiãûp häüi cạc viãn chỉïc giao thäng v âỉåìng bäü Hoa k (AASHTO LRFD) • Canadian CSA-A23.3-94 (1994) : Tiãu chøn ca Canada • British BS 8110-85 (1989) : Tiãu chuáøn Anh quäúc • Eurocode ENV 1992-1-1 (1992): Tiãu chuáøn cháu Áu • New Zealand NZS 3101-95 (1995): Tiãu chøn New Zealand Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phỏn tờch & thióỳt kóỳ kóỳt cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 - Tiãu chuáøn thiãút kãú kãút cáúu thẹp : • U.S AISC/ASD (1989), AISC/LRFD (1994), AASHTO LRFD (1997) • Canadian CAN/CSA-S16.1-94 (1994), • British BS 5950 (1990), and • Eurocode (ENV 1993-1-1) 1.2 – BÄÜ CHặNG TRầNH SAP2000, CAẽCH CAèI T: - Bọỹ chổồng trỗnh SAP2000 thỉåìng bao gäưm : - âéa CD chỉïa chổồng trỗnh setup, caùc file dổợ lióỷu, caùc file họự tråü - Cạc ti liãûu hỉåïng dáùn sỉí dủng chổồng trỗnh chổùa dổồùi daỷng file Acrobat (*.pdf) SAP2000 Getting Started and SAP2000 Basic Analysis Reference (this volume) – SAP2000 Analysis Reference — Volume I – SAP2000 Analysis Reference — Volume II – SAP2000 Steel Design Manual and SAP2000 Concrete Design Manual – SAP2000 Verification Manual - khoïa cỉïng (hardware key) - Cạch ci âàût cạc version cọ khạc nhau, nãn xem file hỉåïng dáùn ci âàût tháût k trỉåïc chảy file ci âàût (setup) Cạch ci âàût SAP2000 version 7.42 (cracked) sau: Chảy file setup.exe thỉ mủc \SAP2000nl7.10 âãø ci SAP2000 version 7.10 vo thỉ mủc màûc âënh thỉåìng l C:\SAP2000N Chảy file setup.exe thỉ mủc \SAP2000nl7.40 âãø updates version 7.10 lãn version 7.40 Chn thỉ mủc ci âàût giäúng thỉ mủc ci âàûc SAP2000 version 7.10 Ci SAP2000 version 7.42 Chn thỉ mủc ci âàût giäúng thỉ mủc ci âàûc SAP2000 version 7.10 Bung file patch.exe tỉì thỉ mủc CRACK vo thỉ mủc ci âàût SAP2000 v chảy file patch.exe âãø crack Sau crack xong chaỷy SAP2000 chổồng trỗnh khọng baùo lọựi khọng tỗm thỏỳy khoaù cổùng laỡ quaù trỗnh caỡi õỷt thaỡnh cọng - Giồùi thióỷu vóử chổồng trỗnh SAP2000 vaỡ nhióửu ti liãûu khạc cọ thãø download tải âëa chè sau: http:\\www.csiberkeley.com 1.3 KHA NNG CUA CHặNG TRầNH : Phỏn têch ténh ( Static Analysis) Phán têch âäüng læûc hoüc ( Dynamic Analysis) Phán têch tuyãún , phi tuyãún kãø caí âäüng âáút Phán têch taíi troüng di âäüng bi toạn vãư cáưu (Bridge Analysis) Phán têch hiãûu ỉïng P-delta Sỉí dủng nhiãưu loẵi pháưn tỉí : , v , táúm , mng , khäúi , phi tuún , ân häưi (l xo) Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kãú kãút cáúu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 Nhióửu hóỷ thọỳng ta âäü , nhiãưu dảng liãn kãút nhiãưu dảng ti trng Kh nàng bi toạn ráút låïn ( säú áøn nhiãưu ) Sỉí dủng cạc thût toạn hiãûu qu v äøn âënh cao SAP2000 version 9.x â bäø sung thãm ráút nhiãưu nàng måïi nhỉ: - Họứ trồỹ nhióửu mọ hỗnh mỏựu cho nhióửu daỷng cọng trỗnh: Nhaỡ, thaùp truyóửn taới, cỏửu, cọng trỗnh ngỏửm - Kh nàng phán têch kãút cáúu phi tuún mảnh: phi tuyóỳn hỗnh hoỹc, phi tuyóỳn vỏỷt lyù, - Thóm cạc loải pháưn tỉí : Cạp ỉïng sút trỉåïc, pháưn tỉí liãn kãút, gim cháún, - Xẹt cạc hiãûu ỉïng ca váût liãûu theo thåìi gian: Chng ro, Co ngọt, tỉì biãún - Kh nàng phán têch cäng trỗnh thi cọng theo giai õoaỷn - Tờnh toaùn tổỷ âäüng cạc ti trng giọ, sọng, âäüng âáút - Kh nàng phán têch cạc dảng ti trng di âäüng ca cáưu: v màût nh hỉåíng, mä phng âäüng kãút cáúu chëu ti di âäüng, - Häø tråü cạc tiãu chuáøn thiãút kãú tiãn tiãún måïi nháút Våïi caïc nàng ny v nhiãưu nàng khạc lm cho SAP2000 õaỷt õóỳn õốnh cao caùc chổồng trỗnh phán têch kãút cáúu 1.4 –CÅ SÅÍ CA CHỈÅNG TRầNH : SAP2000 noùi rióng vaỡ caùc chổồng trỗnh phỏn têch kãút cáúu nọi chung thỉåìng dng phỉång phạp pháưn tỉí hỉỵu hản (Finite Elemet Method -FEM) diãøn toạn dïi dảng ngän ngỉỵ ma tráûn lm cå såí gii quút cạc bi toạn kãút cáúu Pháưn ny chè nãu tọm từt cồ sồớ cuớa chổồng trỗnh 1.4.1 Phổồng trỗnh cỏn bũng : Phổồng trỗnh cỏn bũng cuớa kóỳt cáúu chëu ti trng ngoi [1] : M.U’’(t) + C U’(t) + K.U (t) = F(t) (1) Trong âoï : M, K, C : Ma tráûn âäü cæïng, ma tráûn khäúi lỉåüng, ma tráûn cn ca kãút cáúu U’’(t) , U’ (t) , U(t) , F(t) : Veïc tå gia täúc, váûn täúc, chuøn vë nụt v vẹc tå ti trng thay âäøi theo thåìi gian Cạc ma tráûn âäü cỉïng, khäúi lỉåüng, ma tráûn cn âãưu l ma tráûn vng âäúi xỉïng, chụng âỉåüc làõp ghẹp tỉì cạc ma tráûn tỉång ỉïng ca tỉìng pháưn tỉí kãút cáúu Âãø hiãøu r hån âc tham kho thãm åí ti liãûu [1] 1.4.2 – Cạc trỉåìng håüp riãng : a – Phán têch ténh (Static Analysis ) : F(t)= F Phổồng trỗnh (1) trồớ thaỡnh: K U = F (2) Giaới hóỷ phổồng trỗnh (2) tỗm tỏỳt caớ caùc thaỡnh phỏửn chuyóứn taỷi caùc nụt , sau âọ näüi lỉûc ỉïng sút cho tỉìng pháưn tỉí b – Phán têch ti trng âiãưu ha: Âäúi våïi mäüt säú kãút cáúu chëu sỉû tạc dủng ca ti trng âiãưu cọ dảng: Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kãú kãút cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 F(t) = F.sin( t) Gi thiãút b qua lỉûc cn ca mäi trổồỡng õọỳi vồùi kóỳt cỏỳu , phổồng trỗnh (1) trồớ thaình: M.U’’ + K.U = F.sin( t) (3) Nháûn tháúy ràịng cạc hm chuøn vë v gia täúc cng l cạc hm âiãưu : U=U sin( t) v U’’ = -U sin( t) (4) Thay (4) vo (3) ta cọ : -M.U sin( t) + K U sin( t) = F.sin( t) (K - 2.M ) U = F (5) Chổồng trỗnh giaới (5) tỗm õổồỹc chuyóứn U ổùng vồùi tỏửn sọỳ cuớa taới troỹng ngoaỡi , tổỡ õoù tỗm õổồỹc näüi lỉûc v ỉïng sút tỉìng pháưn tỉí ca hãû Cạc kãút qu nháûn âỉåüc tỉång ỉïng våïi giạ trë låïn nháút c – Phán têch táön säú dao âäüng riãng ( Eigen value Annalysis ) : Khi ti trng ngoi bàịng zero, b qua lỉûc cn ca mäi trỉåìng lục âọ kãút cáúu dao däüng âiãưu chuøn vë ca hãû cọ dảng : U=U sin( t) vaì U’’ = -U sin( t) (6) sin( t) + K U sin( t) = {0} -M.U (K - M ) U = {0} (7) Giaới phổồng trỗnh (7) bũng phổồng phaùp SUBSPACE s cho cạc giạ trë riãng v vẹc tå riãng tỉì âọ âỉåüc cạc táưn säú riãng (eigen frequencies) v dảng dao âäüng riãng (mode shape) tỉång ỉïng d – Phán têch veïc tå Ritz ( Ritz vector Analysis ): Pháưn ny l thuút khạ phỉïc tảp , âc cọ thãø tham kho thãm åí [2] e – Phán têch âạp ỉïng phäø ( Respone spectrum Analysis ) : Trỉåìng håüp ny ti trng ngoi l âäüng âáút f – Phán têch ti trng thay âäøi theo thåìi gian ( Time History Dynamic resopone Analysis ) : Khi ti ngoi cọ dảng täøng quạt v kãø âãún nh hỉåíng ca lỉûc cn Cạc gii thût bàịng säú xem åí [3] 1.5 –CẠC BỈÅÏC TÄØNG QUẠT GII BI TOẠN TRÃN SAP2000 : Táút c cạc pháưn mãưm pháưn tỉí hỉỵu hản (PTHH) nọi chung âãưu cọ mäüt nghi thỉïc lm viãûc giäúng , chố coù caùch thổùc giao tióỳp laỡ khaùc Trỗnh tỉû chung gii mäüt bi toạn bàịng SAP2000 cọ thãø chia thnh cạc bỉåïc sau : Tảo v chènh sổợa mọ hỗnh: Chuyóứn sồ õọử thổỷc vóử sồ õọử tờnh, xaùc õởnh sồ õọử hỗnh hoỹc, rồỡi raỷc hoùa kãút cáúu thnh cạc pháưn tỉí thêch håüp, xạc âënh cạc âàûc vãư pháưn tỉí, váût liãûu , ti trng, cạc thäng säú phán têch cho kãút cáúu Bỉåïc ny täún nhiãưu thåìi gian v dng nhiãưu lãûnh âãø mä t cạc säú liãûu cho bi toạn SAP2000 coù nhióửu cọng cuỷ õóứ phaùt sinh mọ hỗnh rỏỳt nhanh choùng nhổ: duỡng mọ hỗnh mỏựu, taỷo lổồùi, taỷo baớn sao, taỷo maớng, õọỳi xổùng, taỷo mọ hỗnh tỉì cạc pháưn mãưm khạc räưi kãút xút vo SAP2000 Thổỷc hióỷn vióỷc phỏn tờch mọ hỗnh: Duỡng caùc lóỷnh menu Analyze\ Kiãøm tra vaì thiãút kãú kãút cáúu: Dng cạc lãûnh menu Design\ Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kãú kãút cáúu bàịng chỉång trỗnh SAP2000 Version 7.42 Khai thaùc caùc kóỳt quaớ toạn v thiãút kãú: Hiãûn thë kãút qu bàịng cạc lãûnh menu Dislay\ ; In cạc biãøu âäư, bng biãøu bàịng lãûnh File\Print Cạc bỉåïc trãn âãưu thỉûc hiãûn dao diãûn âäư ca SAP2000 Caùc file dổỷ lióỷu mọ hỗnh coù thóứ taỷo trãn giao diãûn âäư hoả ca SAP2000 hồûc cọ thãø tảo trãn cạc pháưn mãưm khạc (Autocad, Excel, ) sau âọ import vo SAP2000 1.6 – MÄÜT SÄÚ KHẠI NIÃÛM CÅ BN : Nụt (NODE) : Nụt âỉåüc hiãøu l mäüt vë trê dng âãø xạc âënh cạc kêch thổồùc hỗnh hoỹc cồ baớn cuớa kóỳt cỏỳu Mọựi nuùt âỉåüc xạc âënh thäng qua tãn nụt v ta âäü ca hãû ta âäü chung.SAP2000 tỉû âäüng âạnh sọỳ caùc nuùt cuớa mọ hỗnh Caùc dổợ lióỷu cuớa nụt thỉåìng l: tãn (joint label), toả âäü (coodinate), hãû toả âäü âëa phỉång ca nụt, ti trng nụt (joint load), liãn kãút khäúng chãú chuyãøn vë nuït (restraint), liãn kãút ân häưi (springs), chuøn vë cỉåíng bỉïc ca nụt, Pháưn tỉí ( ELEMENT): L cạc thnh pháưn khạc ca kãút cáúu âỉåüc xạc âënh thäng qua cạc âiãøm nụt Mäùi pháưn tỉí cọ mäüt giạ trë säú âải diãûn cho tãn pháưn tỉí v âỉåüc xạc âënh thäng qua hồûc nhiãưu nụt ty loải pháưn tỉ Vê dủ pháưn tỉí frame ( ) xạc âënh thäng qua nụt, pháưn tỉí shell ( v, táúm ) xạc âënh thäng qua hồûc ,8, hồûc nụt Cạc dỉỵ liãûu ca pháưn tỉí : tãn, nụt biãn ca pháưn tỉí, hãû toả âäü âëa phỉång, váût liãûu pháưn tỉí, cạc âàûc màût càõt pháưn tỉí, ti trng tạc dủng lãn pháưn tỉí, Hãû toüa âäü (COODINATE SYSTEMS) : Hãû toüa âäü duìng õóứ xaùc õởnh (located) caùc bọỹ phỏỷn cuớa mọ hỗnh kãút cáúu (nụt , pháưn tỉí , liãn kãút ) v cạc dỉỵ liãûu vo SAP2000 sỉí dủng hãû toüa âäü : Hãû toüa âäü chung ( Global coodinate system) v hãû ta däü âëa phỉång ( local coodinate system) hay cn gi l hãû ta âäü pháưn tỉí Táút c cạc hãû thäúng ta âäü l hãû ta âäü âãư-cạc chiãưu tn theo qui tàõt bn tay phi - Hãû ta âäü chung (OXYZ): L hãû ta däü nháút ca kãút cáúu dng âãø xỏy dổỷng hóỷ phổồng trỗnh cỏn bũng cuớa toaỡn kóỳt cáúu trong l thuút ca FEM Trong SAP2000 hãû toả âäü chung dng âãø khai bạo táút c cạc dỉỵ liãûu vo ( input/ouput) nhỉ: ta âäü nụt, liãn kãút tải nụt, chuøn vë v ti trng tải nụt, ti trng trãn pháưn tỉí Trng hãû ta âäü chung gäúc ta âäü O(0,0,0) tỉû chn l nháút Trủc +Z hỉåïng lãn trãn (hỉåïng màûc âënh ), màût phàóng OXY nàịm ngang Ti trng bn thán hỉåïng tỉì trãn xúng theo chiãưu –Z SAP2000 häø tråü c hãû toả âäü chung vng gọc (Cartesian) v hãû toả âäü trủ (Cylindrical) Mu màûc âënh ca hãû täüa chung laì maìu xanh lå - Hãû toüa âäü âëa phỉång : L hãû ta âäü âãư cạc 1,2,3 gàõn liãưn våïi tỉìng bäü pháûn ca kãút cáúu (pháưn tỉí , nụt , liãn kãút ) dng âãø khai bạo dỉỵ liãûu vo ti trng trãn pháưn tỉí, cạc âàûc trỉng tiãút diãûn, näüi lỉûc v chuøn vë nụt ca nụt thüc pháưn tỉí SAP2000 tỉû âäüng xạc âënh hãû toả âäü riãng ca cạc pháưn tỉí taỷo mọ hỗnh Nguyóựn Lan HKT aỡ nụng Phỏn tờch & thióỳt kóỳ kóỳt cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 giao diãûn âäư hoả (GUI) Cạch xạc âënh hãû ta âäü 1,2,3 ty theo loải pháưn tỉí v liãn hãû våïi hãû ta âäü chung XYZ Mu màûc âënh ca trủc 1- 2- l â - tràõng xanh lå Báûc tỉû ( DOFs – degreee of freedom ) : - Báûc tỉû ca mäüt nụt ỉång ỉïng våïi säú thnh pháưn chuøn vë ca no Âäúi våïi mäüt kãút cáúu khäng gian ( 3-D) trỉåìng håüp täøng quạt mäüt nụt cọ báûc tỉû , âọ : - thnh pháưn chuøn vë thàóng theo trủc X, Y, Z ca hãû ta âäü - thnh pháưn chuøn vë xoay quanh trủc X, Y, Z ca hãû ta âäü Mäùi thnh pháưn cọ trảng thại: cọ thãø chuøn vë hay bë khäúng chãú khäng chuøn vë, âäúi våïi cạc pháưn tỉí mỏựu tổồng ổùng vồùi caùc mọ hỗnh phỏn tờch khaùc ( phúng , khọng gian ) thỗ sọỳ bỏỷc tỉû ca mäüt nụt tỉång ỉïng cng khạc - Báûc tỉû ca pháưn tỉí l táûp håüp cạc báûc tỉû cạc nụt ca pháưn tỉí – Liãn kãút ( Restraint ): L âiãưu kiãûn liãn kãút våïi trại âáút ca mäüt nụt SAP2000 dng nhiãưu loải liãn kãút gäúi tỉûa , khåïp cäú âënh, ngm , liãn kãút ân häưi 6.Ti trng (Load) : - Trỉåìng håüp ti trng (Load case): Trong SAP2000 cho phẹp khai bạo nhiãưu trỉåìng håüp ti trng, file kãút qu SAP2000 âỉa chỉïa näüi lỉûc, chuøn vë ca tỉìng trỉåìng håüp ti - Täø håüp ti trng (Load combination ): Ngỉåìi dng cọ thãø chè âënh sỉû cọ màût cng lục ca nhiãưu trỉåìng håüp taíi gáy kãút quaí báút låüi nháút cho kãút cáúu Khi âọ SA2000 âỉa kãút qu l täø håüp tuún theo ngun l cäüng tạc dủng (Add) hồûc theo kiãøu âỉåìng bao (Envelope) Âån vë ( Units) : SAP2000 cho phẹp ngỉåìi dng sỉí dủng cạc thỉï ngun sàn cọ Cạc dỉỵ liãûu vo âãưu dỉûa trãn cạc thỉï ngun â chn Cạc âån vë cå bn sỉí dủng SAP2000 l Lỉûc – chiãưu daìi : T-m , T-mm , Kgf –m , Kgf-mm (hãû SI ); kip-in , kip –foot , (hãû M ) Bản phi ln chụ âån vë qua trỗnh nhỏỷp lióỷu taỷo mọ hỗnh – Phạt sinh säú liãûu ( Generations ) : L quaù trỗnh taỷo thóm caùc sọỳ lióỷu mồùi dổỷa vaỡo mäüt säú dỉỵ liãûu â khai bạo , nhàịm tàng nàng sút nháûp liãûu Cäng củ phạt sinh ca SAP2000 ráút hiãûn âải v hiãûu qu cho phẹp ngỉåìi dng taỷo mọ hỗnh rỏỳt nhanh choùng ( õỷc bióỷt laỡ våïi cạc bi toạn låïn) Bãn cảnh cäng củ phạt sinh SAP2000 cn cọ thỉ viãûn cạc kãút cáúu máùu (template model ), cạc lãûnh chia nh pháưn tỉí, tảo lỉåïi PTHH shell lm tàng nhanh täúc âäü tảo mä hỗnh Nguyóựn Lan HKT aỡ nụng Phỏn tờch & thióỳt kóỳ kóỳt cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 9 – Kiãøm tra vaì thiãút kãú kãút cáúu ( Design / Check of Structure ): Sau phán tờch mọhỗnh ( tờnh nọỹi lổỷc ) SAP2000 coù thóứ thỉûc hiãûn bi toạn kiãøm tra hồûc thiãút kãú kãút cáúu theo cạc tiãu chøn M, Ục, Cháu áu Âáy cng l âiãøm mảnh ca SAP2000 SAP2000 ln cáûp nháût cạc tiãu chøn thiãút kãú måïi ca cạc nỉåïc tiãn tiãún nhỉ: ACI- Viãûn bã täng Hoa k, AASHTO- Häüi Cỏửu õổồỡng Myợ, AISC- Vióỷn cọng trỗnh theùp Myợ, API- Viãûn dáưu khê M, BS- Tiãu chøn Anh qúc, 10 Cạc loải pháưn tỉí ca SAP2000 ( ELEMENTS ): 10.1 - Pháưn tỉí Frame (Frame element) : Xạc âënh thäng qua nụt , trủc dc theo trủc pháưn tỉí tỉì nụt âáưu I âãún nụt cúi J (hỉåïng màûc âënh ) Frame element sỉí dủng cạc hãû sau : + Hãû khung , dáưm phàóng v khäng gian + Hãû dn phàóng v khäng gian Pháưn tỉí cå bn ( âỉåüc xạc âënh sàơn SAP2000) cọ cạc dảng tiãút diãûn chỉỵ nháût , trn, vnh khàn, häüp räøng , cạc tiãút diãûn thẹp tiãu chøn I (AISC) , gọc , Tuy nhiãn ngỉåìi dng cọ thãø âënh nghéa tiãút diãûn dảng báút k thäng qua viãûc xạc âënh cạc âàût trỉng ca tiãút diãûn nhæ E, J , F , G âàûc trỉng tiãút diãûn cọ thãø biãún âäøi dc trủc theo qui luáût tuyãún , báûc , Ti trng tạc dủng lãn pháưn tỉí FRAME bao gäưm lỉûc táûp trung, lỉûc phán bäú âãưu, phán bäú dảng tam giaùc , daỷng hỗnh thang , taới troỹng nhióỷt âäü , ti trng ỉïng sút trỉåïc H Cáưn phi nàõm vỉỵng cạch SAP2000 tỉû âäüng xạc âënh hãû toả âäü riãng v qui ỉåïc dáúu dỉång cạc thnh pháưn näüi lỉûc ca pháưn tỉí âãø nháûn biãút kãút qu âáưu chênh xạc v nháưm láùn bäú trê cäút thẹp H Hiãûn hãû tảo âäü riãng pháưn tỉí bàịng cạch báúm nụt lãûnh set element sau âoï choün ä Local Aexs Nguyãùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kãú kãút cáúu bàịng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 Hỗnh - Xaùc õởnh hãû ta âäü củc bäü 1,2,3 ca pháưn tỉí frame : Nguùn Lan ÂHKT  nàơng 10 Phán têch & thióỳt kóỳ kóỳt cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 54 - Gạn liãn kãút cho cạc nụt tải gäúi : Lãûnh Assign\Joint\Restraint - Chia âäi pháưn tỉí nhëp giỉỵa : Edit\ Divide Frame - Âạnh säú lải nụt, pháưn tỉí : Edit\ Change Label - Chn säú phán âoản toạn cho cạc pháưn tỉí bàịng âoản ( 10 màût càõt ) : Báúm nụt OK ; Choün lãûnh Assign\ Frame\ Output segments ; G säú vo ä ; Báúm - Âënh nghéa váût liãûu, màût càõt : - Âënh nghéa máùu váût liãûu bã täng dáöm M500 : Define/ materials - Âënh nghéa caïc màût càõt biãn : F1, F2 Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kãú kóỳt cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 55 Define/ Frame sections ; chn nhnh Add General âãø âënh nghéa dảng màût càõt täøng quạt Nháûp cạc giạ trë õỷc trổng hỗnh hoỹc mỷt cừt F1 họỹp thoaỷi Property data Âënh nghéa tæång tæû cho màût càõt F2 - Âënh nghéa màût càõt cho pháưn tỉí cọ âäü cỉïng thay âäøi theo trủc : Chn nhn Add Nonprismatic (màût càõt khäng phi dảng làng trủ ) Âënh nghéa cạc thäng säú cho màût càõt cọ âäü cỉïng thay âäøi tỉì F1 sang F2 (F1F2) v màût càõt cọ âäü cỉïng thay âäøi tỉì F2 sang F1 (F2F1) Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kóỳ kóỳt cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 - 56 Gạn màût càõt cho cạc pháưn tỉí : Báúm chn pháưn tỉí v ; báúm nụt hiãûn häüp thoải ; chn nhn F1F2 ; báúm OK Báúm chn pháưn tỉí v ; báúm nụt hiãûn häüp thoải ; chn nhn F2F1 ; báúm OK Báúm chn pháưn tỉí v ; báúm nụt hiãûn häüp thoải ; chn nhn F2 ; báúm OK hiãûn häüp thoải ; chn nhn Section ä frame ; báúm Báúm nụt Set Eelements OK ; tãn cạc màût càõt s hiãûn trãn pháưn tỉí Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kãú kãút cáúu bàịng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 57 3- ởnh nghộa caùc trỉåìng håüp ti trng ténh Báúm lãûnh Define\ Static Load Case ; âënh nghéa hai trỉåìng håüp ti BT ( bn thán ) v TT2 ( tènh ti pháưn ) 4- Âënh nghéa cạc trỉåìng håüp ti troüng di âäüng 4.1- Âënh nghéa laìn xe : Define\ Moving Load Case\ Lane ; Báúm Add New Lane âënh nghéa cạc pháưn tỉí v âäü lãûch tám (Eccentricity) ca ln häüp thoải Lane data 4.2 - Âënh nghéa Ti trng xe v ngỉåìi ( hoảt ti ): Define\ Moving load case\ Vehicle Chn nhn Add General Vehicle ; Nháûp cạc säú liãûu âënh nghéa ti trng xe H30 häüp thoaûi General Vehicle data Nguyãùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kãú kãút cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 58 Caùch khai bạo xe H30 : * Xe thỉï nháút - G vo ä First Axle Load ( ti trng trủc trỉåïc ) - G 12 , , vo cạc ä Axle , Min Distance, Max Distance ; báúm nụt Add - G 12, 1.6 , 1.6 vo cạc ä Axle , Min Distance, Max Distance ; báúm nụt Add * Xe thỉï - G , 10 , 10 vo cạc ä Axle , Min Distance, Max Distance ; báúm nụt Add - G 12 , , vo cạc ä Axle , Min Distance, Max Distance ; báúm nụt Add - G 12, 1.6 , 1.6 vo cạc ä Axle , Min Distance, Max Distance ; báúm nụt Add * Xe thỉï - G , 10 , 10 vo caïc ä Axle , Min Distance, Max Distance ; báúm nụt Add - G 12 , , vo caïc ä Axle , Min Distance, Max Distance ; báúm nụt Add - G 12, 1.6 , 1.6 vo cạc ä Axle , Min Distance, Max Distance ; báúm nuït Add Tiãúp tủc khai bạo tỉång tỉû cho cạc xe tiãúp theo cho âãún â säú lỉåüng xe cáưn thiãút âãø täøng chiãưu di ca âon xe låïn hån hồûc bàịng chiãưu di ton bäü cáưu hay chiãưu di ln xe â âënh nghéa Khai bạo xong xe H30 , báúm OK häüp thoải Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kãú kãút cáúu bàịng chỉång trỗnh SAP2000 Version 7.42 59 - Choỹn nhaợn Add General Vehicle ; Nháûp cạc säú liãûu âënh nghéa ti trng xe HK80 häüp thoải General Vehicle data Cạch khai bạo xe HK80 : - G 20 vo ä First Axle Load ( ti trng trủc trỉåïc ) - G 20 , 1.2 , 1.2 vo cạc ä Axle , Min Distance, Max Distance ; báúm nuït Add - G 20 , 1.2 , 1.2 vo cạc ä Axle , Min Distance, Max Distance ; báúm nuït Add - G 20 , 1.2 , 1.2 vo cạc ä Axle , Min Distance, Max Distance ; báúm nuït Add Báúm OK häüp thoải - Chn nhn Add General Vehicle ; Nháûp cạc säú liãûu âënh nghéa ti trng ngỉåìi âi häüp thoải General Vehicle data Cạch khai bạo ti trng ngỉåìi âi bäü 300 kg/m2: - G 0.3 vo ä Leading Uniform Load - G 0.3 vaìo ä Trailing Uniform Load Báúm OK hai láưn cạc häüp thoải 4.3 - Âënh nghéa cạc âon xe hay hoảt ti : (Vehicle Classes) Chn lãûnh Define\ Moving Load Case\ Vehicle Classes ; Báúm nuït Add New hiãûn häüp thoaûi Vehicle classes data ; Choün nhn H30 ä Vehicle name ; Báúm nụt Add ; Báúm OK häüp thoải Âënh nghéa tỉång tỉû cho xe HK80 v âon ngỉåìi âi Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kãú kãút cáúu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 60 - ởnh nghộa cạc cạc trỉåìng håüp ti di âäüng : * Âënh nghéa trỉåìng håüp H30 + Ngỉåìi Chn lãûnh Define\ Moving Load case\ Moving load case Báúm nuït Add new load hiãûn häüp thoaûi Moving load case data Trong häüp thoải ny : + G H30N vo ä Moving load case name + Báúm nuït Add new assign hiãûn häüp thoaûi Moving Load Case Assignment data Trong häüp thoải ny : + Chn nhn H30 ä Vehicle class + G 2.07 ( hãû säú phán bäú ngang nhán våïi hãû säú xung kêch vaì hãû säú laìn xe ) vaìo ä Scale Factor + Choün nhn LANE1 + Báúm nụt Add + Báúm nụt OK häüp thoải ( kãút thục viãûc gạn ti H30) + Báúm nụt Add New Assign + Chn nhn NGUOI ä Vehicle class + G ( hãû säú phán bäú ngang ca ngỉåìi ) vo ä Scale Factor + Chn nhn LANE1 + Báúm nụt Add + Báúm nụt OK häüp thoải ( kãút thục viãûc gạn ti ngỉåìi âi ) Báúm OK láưn cạc häüp thoải * Âënh nghéa trỉåìng håüp taíi HK80: Choün lãûnh Define\ Moving Load case\ Moving load case Báúm nuït Add new load hiãûn häüp thoaûi Moving load case data Trong häüp thoaûi ny : + G HK80 vo ä Moving load case name + Báúm nuït Add new assign hiãûn häüp thoải Moving Load Case Assignment data Trong häüp thoải ny : + Chn nhn HK80 ä Vehicle class + G ( hãû säú phán bäú ngang ) vo ä Scale Factor + Chn nhn LANE1 + Báúm nụt Add + Báúm nụt OK häüp thoải ( kãút thục viãûc gạn ti HK80) - Âënh nghéa cạc täø håüp ti : Chn lãûnh Define\ Load Combinations ; Báúm nụt Add new combo Trong häüp thoải ny : + G TTTT vo ä Load combination name + Chn nhn ADD ä Load combination Type + G dng " tinh tai tinh toan " vo ä Title + Chn nhn BT Load case ä Case name + G 1.1 vo ä Scale Factor ( hãû säú vỉåüt ti ) + Báúm nụt Add Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kóỳ kóỳt cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 + Chn nhn TT2 Load case ä Case name + G 1.5 vo ä Scale Factor ( hãû säú vỉåüt ti ) + Báúm OK häüp thoải Âënh nghéa tỉång tỉû cho cạc trỉåìng håüp : Bao hoảt ti ; tènh ti cng hoảt ti ; Bao tènh ti v hoảt taií theo cạc säú liãûu hiãûn åí cạc häüp thoải sau Nguùn Lan ÂHKT  nàơng 61 Phán têch & thiãút kãú kãút cáúu bàịng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 Nguyóựn Lan HKT aỡ nụng 62 Phán têch & thiãút kãú kãút cáúu bàịng chỉång trỗnh SAP2000 Version 7.42 63 - Gaùn giaù trở ti trng cho cạc trỉỉng håüp ti tènh : Ti bn thán dáưm SAP2000 tỉû âäüng Chè cáưn gạn tènh ti pháưn dảng phán bäú âãưu + Báúm nụt chn táút c cạc pháưn tỉí + Báúm nụt hồûc lãûnh Assign \ Frame static load \ Point and Uniform hiãûn häüp thoải + Chn nhn TT2 ä Load Case name + Chn nhn Global Z ä Direction + G 3.67 vo ä Unitform load + Báúm OK häüp thoải - Phán têch bi toạn : - Chn lãûnh Analyze\Set options ; Báúm nuït XZ plane ; Báúm OK - Chn lãûnh Analyze\ Run hồûc nụt - Khi phán têch xong , báúm nuït OK - Khai thạc kãút qu - bàõt âáưu phán têch Báúm nụt hiãûn häüp thoải xem cạc biãøu âäư näüi lỉûc Chn nhn TTTT combo ä Load ( xem täø håüp tènh ti toạn) Chn nhn Moment 3-3 Choün Show value on Diagram (hiãûn giaï trë ) Báúm OK Tæång tæû cho viãûc hiãûn biãøu âäư bao momen v lỉûc càõt (Shear 2-2 ) cho cạc täø håüp khạc hiãûn häüp thoải xem biãøu âäư phn lỉûc - Báúm nụt - Chn lãûnh Display\ Show influence lines \ Frame xem cạc âỉåìng nh hỉåíng näüi lỉûc - Chn lãûnh Display\ Show influence lines \ Joints xem cạc âỉåìng nh hỉåíng chuøn vë * Trong häüp thoải xem âỉåìng nh hỉåíng báúm nụt Table âãø xem giạ trë tung âäü âỉåìng nh hỉåíng v cọ thãø ghi file Text Nguùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kãú kãút cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 Nguyóựn Lan HKT  nàơng 64 Phán têch & thiãút kãú kãút cáúu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 PHU LUC Phuỷ luỷc : Taíi troüng xe tiãu chuáøn cuía AASHTO (Standard Vehicles) v xe täøng quạt Nguùn Lan ÂHKT  nàơng 65 Phán têch & thiãút kãú kãút cáúu bàịng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 Phuỷ luỷc : Chuyóứn âäøi âån vë 1inch (in) = 25.4 mm ; in2 = 6.452 cm2 foot (ft) = 30.48 cm ; ft = 929.03 cm2 pounds (lb) = 0.454 kG Psi = pound/ in2 = 0.07 kG/cm2 Kip = 1000 pound/ in = 70 kG/cm2 Kip = kilopound = 454 kG Kp = kilopound = 1kG = 9.807 Niutån in.lb = 0.01153 kG.m kip.in2 = 0.2929 kG.m2 poun/ ft = 1.49 kG/m Pcf = pound/ft2 = 4.88 kG/m2 Kcf = kip/ft3 = 0.016 kG/m3 Ksf = kip/ft2 = 4.88 táún/m2 Nguùn Lan ÂHKT  nàơng 66 Phán tờch & thióỳt kóỳ kóỳt cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 67 Cạc ti liãûu tham kho chênh O.C Zenklecicz, R.L Taylor, The Finite Element method , Volum 1,2 Fourth Edition, Mc Graw-Hill1989 K.J Bathe, E.L Wilson, Numerical Methods in Finite Element Analysis Prentice-Hall inc - Englewood Cliffts, New Jersey -1976 C.S Krishnamoomrthy, Finite Element Ananlysis- 2th Edition, Mc GrawHill1994 SAP2000 Getting Started and SAP2000 Basic Analysis Reference (this volume) SAP2000 Analysis Reference - Volume I SAP2000 Analysis Reference - Volume II SAP2000 Steel Design Manual and SAP2000 Concrete Design Manual SAP2000 Verification Manual 10 Bäü GTVT Qui trỗnh Qui trỗnh thióỳt kóỳ cỏửu cọỳng theo traỷng thại giåïi hản 22 TCN 18-79 11 Bäü GTVT Tiãu chuáøn thiãút kãú cáöu 22 TCN 272-01 Nguyãùn Lan ÂHKT  nàơng Phán têch & thiãút kãú kãút cỏỳu bũng chổồng trỗnh SAP2000 Version 7.42 MUC LUC Lồỡi nọi âáưu Chỉång : TÄØNG QUAN 1.1 – Giåïi thióỷu chung 1.2 Bọỹ chổồng trỗnh vaỡ yóu cỏửu phỏửn cổùng 1.3 Khaớ nng cuớa chổồng trỗnh 1.4- Cồ sồớ cuớa chổồng trỗnh 1.5 Caùc bổồùc tọứng quạt gii bi toạn 1.6- Mäüt säú khại niãûm cå bn Chỉång : GIAO DIÃÛN ÂÄƯ HA NGỈÅÌI DNG 2.1- Maỡn hỗnh laỡm vióỷc cuớa SAP2000 2.2- Mọ taớ cå bn cạc lãûnh menu 2.3- Cạc nụt lãûnh Chỉång : CẠC BI HC THỈÛC HNH 3.1- Vê dủ 3.2- Vê duû 3.3- Vê duû 3.4- Vê duû 3.5- Vê duû 3.6- Vê duû 3.6- Vê dủ Phủ lủc Ti liãûu Tham kho Nguùn Lan ÂHKT  nàơng 68 ... âãø updates version 7.10 lãn version 7.40 Chn thỉ mủc ci âàût giäúng thỉ mủc ci âàûc SAP2000 version 7.10 Ci SAP2000 version 7.42 Chn thỉ mủc ci âàût giäúng thỉ mủc ci âàûc SAP2000 version 7.10... âàût SAP2000 version 7.42 (cracked) sau: Chảy file setup.exe thỉ mủc \SAP2000nl7.10 âãø ci SAP2000 version 7.10 vo thỉ mủc màûc âënh thỉåìng l C:\SAP2000N Chảy file setup.exe thỉ mủc \SAP2000nl7.40... SAP2000 Getting Started and SAP2000 Basic Analysis Reference (this volume) – SAP2000 Analysis Reference — Volume I – SAP2000 Analysis Reference — Volume II – SAP2000 Steel Design Manual and SAP2000