Tài liệu Bài tập tính toán thiết kế kết cấu bằng chương trình Sap 2000 docx

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH BÀI TẬP BÀI TOÁN HỆ KHUNG Trong này, bạn thực hành giải hệ khung có kích thước sau: Chiều dài khung 5m chiều cao 3m Khung chịu tải trọng phân bố với q = 1.15T/m Vật liệu bê tông cốt thép(BTCT) với mô đun đàn hồi : E = 2.65106 T/m2 Hệ số Poisson v = 0.18 Trọng lượng riêng BTCT : 2.5 T/m3 Kích thước cột 0.25 x 0.3 Kích thước dầm 0.2 x 0.4 Để giải toán bạn tiến hành trình tự qua bước sau: KHỞI ĐỘNG SAP 2000 Từ trình đơn Start chọn Windows > Programs > SAP 2000NonLinear CHỌN ĐƠN VỊ TÍNH TOÁN Nhấp chuột vào tam giác bên phải phần cuối hình để chọn đơn vị Ton-m THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 55 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH TẠO MỘT MÔ HÌNH MẪU Để tạo mô hình mẫu bạn vào trình đơn File > New Modol from Template Hộp thoại Model Template xuất : Trong hộp thoại Model Template bạn dùng chuột nhấp chọn vào mẫu thứ hai hình trỏ bên để xuất hộp thoại Portal Frame Hộp thoại Portal Frame xuất : Trong hộp thoại Portal Frame, bạn tiến hành khai báo thông số sau : Đầu tiên nhấp chuột vào Restraints để bỏ chọn Nhấp chọn vào Gridlines để bỏ đường lưới Tại Number of Stories (số tầng) nhập giá trị : Tại Number of Bays (số nhịp) nhập giá trị : Trong mục Story Heigth (chiều cao tầng) bạn nhập giá trị : Trong hộp Bay Width (bề rộng nhịp) nhập giá trị : Sau bạn nhấp Ok để đóng hộp thoại Portal Frame Màn hình xuất hai cửa sổ làm việc, bạn dùng chuột nhấp chọn vào Close(x) 3D view để đóng cửasổ không gian hình chiếu phối cảnh, lúc lại cửa sổ X-Y Plane @ Y= bạn tiến hành làm việc mặt phẳng OXZ THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 56 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Hệ khung hình thành HIỂN THỊ CÁC THÔNG SỐ Để hiển thị thông số khung bạn vào trình đơn View > Set Elements hay bạn nhấn tổ hợp phím Ctrl + E Hộp thoại Set Elements xuất : Trong hộp thoại Set Elements mục Joints bạn dùng chuột nhấp chọn vào Labels, mục Frames nhấp chọn vào Labels nhấp chọn OK để đóng hộp thoại THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 57 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Các thông số xuất khung HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH Nhấp chuột vào phần tử thứ (như hình trỏ bên dưới) sau bạn nhấn phím Delete bàn phím để xoá phần tử Vị trí nhấp chuột Khung nhấn Delete THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 58 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Loại bỏ tất thành phần dư vùng làm việc cách, bạn dùng chuột nhấp chọn vào Refresh Window Hình thực HIỆU CHỈNH SỐ THỨ TỰ Để thay đổi số thứ tự cho nút, bạn nhấp chuột vào biểu tượng all công cụ hình sau: Tất đối tượng chọn Bây bạn vào trình đơn Edit > Change Labels để xuất hộp thoại Relabel Selected Items THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 59 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Hộp thoại Relabel Selected Items xuất : Trong hộp thoại Relabel Selected Items bạn tiến hành khai báo sau: Trong mục Select Element (s) (chọn đối tượng) bạn dùng chuột nhấp vào Frames để bỏ chọn Trong mục Change Label Initialization, mục Next Number (số kế tiếp) bạn nhập giá trị Increment (bước nhảy) Nhấp chọn OK để đóng hộp thoại Hình thực xong KHAI BÁO CÁC ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU Để khai báo đặc trưng vật liệu bạn thực sau : Đầu tiên dùng chuột nhấp chọn vào công cụ Zoom out One Step để thu nhỏ vùng làm việc vừa với chế độ làm việc theo ý bạn THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 60 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Tiếp theo bạn vào trình đơn Define > Materials để xuất hộp thoại Define Materials Hộp thoại Define Materials xuất : Trong hộp thoại Define Materials mục Materials bạn nhấp chuột vào CONC, mục Click to nhấp chuột vào Modify / Show Material để xuất hộp thoại Material Property Data THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 61 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Trong hộp thoại Material Property Data mục Analysis Property Data bạn tiến hành khai báo sau : Mass per unit Volume nhập vào giá trị : (khối lượng riêng) Weight per unit Volume bạn nhập giá vào 2.5 (trọng lượng riêng bê tông cốt thép) Modulus of elasticity : 2.56e6 (hệ số mô đun đàn hồi) Poissons ratil : 0.18 (hệ số poisson) Coeff of thermal expansion (hệ số dãn nở nhiệt) : Tiếp theo nhấp chọn OK để đóng hộp thoại Material Property Data Nhấp chọn vào OK để đóng hộp thoại Define Materials KHAI BÁO ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC Đầu tiên bạn vào trình đơn Define > Frame Sections Hộp thoại Define Frame Sections xuất Trong hộp thoại Define Frame Sections mục Click to bạn dùng chuột nhấp chọn vào tam giác bên phải hộp Add / Wide Flange sau trượt trượt đứng để chọn Add Rectangular hình bên THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 62 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Hộp thoại Rectangular Section xuất : Trong hộp thoại Rectangular Section bạn khai báo cho cột sau : Trong mục Section Name bạn nhập vào dòng chữ COT Tại mục Material khai báo vật liệu cột CONC Trong mục Dimensions Depth nhập giá trị 0.25 Width 0.3 Nhấp chọn OK để đóng hộp thoại Rectangular Section Khi đóng hộp thoại Rectangular Section bạn thấy hộp thoại Define Frame Sections mục Name xuất tên COT vừa nhập Bây để khai báo cho dầm bạn dùng chuột nhấp chọn vào tam giác bên phải Add Rectangular để chọn Add Rectangular THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 63 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Hộp thoại Rectangular Section xuất : Trong hộp thoại Rectangular Section bạn thực phần khai báo cho cột mục Dimensions Depth bạn nhập vào giá trị 0.2 Width 0.4 sau nhấp OK để đóng hộp thoại Rectangular Section Nhấp chọn OK để đóng hộp thoại Define Frame Sections THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 64 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Tiếp theo bạn nhấp chọn vào phần tử thứ hai hình bên để gán tải trọng lên phần tử Vị trí nhấp chuột Bây bạn gọi lệnh Assign > Frame static Loads < Point and Uniform Trong hộp thoại Point and Uniform Span Loads mục Load Case Name bạn dùng chuột nhấp chọn vào tam giác bên phải chọn TAPTRUNG Trong mục Direction bạn chọn GlobalX Nhấp chọn vào Absolute Distance from End – I Trong mục Point Loads Distance hộp số bạn nhập giá trị là1.5 Load –2.5 Tại mục Uniform Load nhập giá trị 0.0 Sau nhấp chọn OK để đóng hộp thoại THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 71 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Hình thực xong Khai báo mô men tập trung cách dùng chuột nhấp chọn vào nút số hình bên Vị trí nhấp chuột Tiếp theo bạn vào trình đơn Assign > Joint Static Loads > Forces Hộp thoại Joint Forces xuất : THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 72 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Trong hộp thoại Joint Forces mục Load Case Name bạn nhấp chuột vào tam giác bên phải để chọn TAPTRUNG, Trong mục Loads Monent Global YY nhập vào giá trị : –1.5 nhấp chọn OK để đóng hộp thoại Joint Forces 12.TỔ HP TẢI Để tổ hợp tải bạn vào trình đơn Define > Load combinations Hộp thoại Define Load Combinations xuất THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 73 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Trong hộp thoại Define Load Combinations bạn dùng chuột nhấp chọn vào Add New Combo để xuất hộp thoại Load Combinations Data Hộp thoại Load Combinations Data xuất Trong hộp thoại Load Combinations Data bạn tiến hành khai báo theo trình tự sau : Trong mục Load Combinations Name nhập vào COMB1 Trong mục Load Combinations Type nhấp chọn ADD Trong mục Title nhập vào ký tự sau TT+1.2 TPB Trong mục Define Combination bạn nhấp vào tam giác bên phải để chọn PHANBO Trong hộp Scale Factor nhập vào giá trị 1.2 Sau bạn nhấp chọn Add chọn OK để đóng hộp thoại Lúc hộp thoại Define Load Combinations xuất tổ hợp tải thứ COMB1 hình bên Tiếp theo bạn nhấp chuột vào Add New Combo hình trỏ để khai báo tổ hợp tải thứ hai THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 74 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Hộp thoại Load Combinations Data xuất : Tương tự mục Title nhập vào ký tự sau TT+1.4 TTT, mục Define Combination bạn nhấp vào tam giác bên phải để chọn TAPTRUNG, hộp Scale Factor nhập vào giá trị 1.4 sau nhấp chuột vào Add chọn OK Nhấp chuột vào Add New Combo để khai báo tổ hợp tải thứ Hộp thoại Load Combinations Data xuất : Thực lại bước để tiến hành tổ hợp tải thứ (COMB3) sau : mục Title nhập vào ký tự TT+PB+TT mục Define Combination bạn nhấp vào tam giác bên phải để chọn PHANBO, mục Scale Factor nhập vào giá trị nhấp chọn Add Chú ý : Nếu khai báo tải tập trung phân bố bạn thấy báo lỗi bạn nhấp chọn Ok thực tiếp Bây bạn nhấp chuột vào TAP TRUNG chọn Add sau chọn OK để kết thúc việc tổ hợp tải THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 75 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH 13.KHAI BÁO ĐIỀU KIÊN BIÊN Dùng chuột nhấp chọn vào nút thứ hình sau : Tiếp theo bạn vào trình đơn Assign > Joint > Restaints Trong hộp thoại Joint Restraints mục Fast Restraints bạn dùng chuột nhấp chọn vào biểu tượng ngàm thứ hình trỏ bên cạnh nhấp chọn OK để đóng hộp thoại Hộp thoại Joint Restraints xuất : THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 76 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Khung xuất biểu tượng ngàm Tương tự bạn dùng chuột nhấp chọn vào nút thứ hình sau : Hình nhấp chọn vào nút Bây bạn vào trình đơn Assign > Joint > Restaints, Khi hộp thoại Joint Restaints xuất mục Fast Restraints bạn nhấp vào biểu tượng khớp thứ hai hình bên nhấp chọn OK để đóng hộp thoại Joint Restaints THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 77 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Hình thực xong 14.CHỌN THÔNG SỐ CHO QUÁ TRÌNH GIẢI BÀI TOÁN Trước tiên bạn vào trình đơn Analyze > Set Options Hộp thoại Analysis Options xuất : Trong hộp thoại Analysis Options bạn thực theo trình tự sau: Tại mục Available DOFs bạn dùng chuột nhấp chọn vào UX,UZ, RY ô khác để trống (như hộp thoại trên) Nhấp chuột vào Generate Output sau nhấp chọn Select Output Options để hiển thị hộp thoại Select Output Results THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 78 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Hộp thoại Select Output Results xuất : Trong hộp thoại Select Output Results dùng chuột nhấp chọn vào Displacements, sau nhấp chọn vào Select/ Show Loads để xuất hộp thoại Select Output Trong hộp thoại Select Output bạn nhấp chọn vào loại tải sau nhấn giữ phím Shift nhấp chọn loại tải để chọn tất trường hợp tải nhấp OK để đóng hộp thoại Thực tương tự cho phần bên Nhấp chuột vào Reaction/ Spring Forces Tương tự nhấp chọn vào Frame Forces để đưa nội lực phần tử Frame Sau nhấp chọn OK để đóng hộp thoại Select Output Nhấp chọn OK để đóng hộp thoại Select Output Results 15 GIẢI BÀI TOÁN Để giải toán, trước tiên bạn chọn mặt cắt cách nhấp chọn vào biểu tượng ALL công cụ THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 79 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Bây bạn vào trình đơn Assign > Frame > Output Segments Hộp thoại Frame Output Segments xuất : Trong hộp thoại Frame Output Segments mục Number Of Segments bạn nhập vào giá trị sau nhấp chọn OK để đóng hộp thoại Frame Output Segments Để toán xác bạn chia dầm thành nhiều phần cách dùng chuột nhấp chọn vào dầm hình bên Tiếp theo bạn gọi lệnh Edit > Divide Frames THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 80 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Hộp thoại Divide Selected Frames xuất : Trong hộp thoại Divide Selected Frames mục Divide into bạn nhập vào giá trị : Frames, mục Last / first radio là1 Sau nhấp chọn OK để đóng hộp thoại Hình thực xong Tương tự bạn dùng chuột nhấp vào cột khai báo tại mục Divide into bạn nhập vào giá trị : Frames, mục Last / first radio là1 sau nhấp chọn vào OK để đóng hộp thoại Thực giải cách vào trình đơn Analyze > Run hay dùng phím F5 bàn phím Hộp thoại Save Model File As xuất : THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 81 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Khi bạn thấy xuất hộp thoại Save Model File As, mục Save in hộp thoại Save Model File As bạn đường dẫn để lưu file, mục File name bạn đặt tên cho file nhấp chọn Save để file lưu Bây máy tiến hành giải, máy giải xong xuất hộp thoại Analysis Complete xuất dòng Error bạn phải tiến hành khai báo lại Trong hộp thoại Analysis Complete bạn nhập chọn OK để xem kết chuyển vị hình sau: Hình chuyển vị THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 82 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH 16 XEM KẾT QUẢ Để xem kết bạn thực sau : Đầu tiên bạn vào trình đơn Display > Show Element Forces / Stresses> Frames Hộp thoại Member Force Diagram for Frames xuất : Trong hộp thoại Member Force Diagram for Frames Load bạn dùng chuột nhấp chọn vào tam giác bên phải để chọn COMB3Combo Tại mục Component nhấp chuột vào Axial Force để xem lực dọc hình bên Nhấp chọn vào OK để đóng hộp thoại THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 83 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Cách thực tương tự : Vào trình đơn Display > Show Element Forces / Stresses> Frames Trong hộp thoại Member Force Diagram for Frames Load bạn dùng chuột nhấp chọn vào tam giác bên phải để chọn COMB3Combo Tiếp theo dùng chuột nhấp vào Moment 3-3 để xem Moment xoắn quanh trục địa phương 3-3 Biểu đồ momen Thực bước Sau để xem lực cắt bạn dùng chuột nhấp chọn vào Shear 2-2 hộp thoại hình bên THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 84 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Biểu đồ lực cắt Chúc bạn thành công THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 85 BIÊN SOẠN : TỦ SAÙCH STK ... OK để xem kết chuyển vị hình sau: Hình chuyển vị THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 82 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH... hình trỏ bên THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 69 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Tiếp theo bạn vào trình đơn Assign... thoại THIẾT KẾ VỚI SỰ TR GIÚP CỦA MÁY TÍNH 71 BIÊN SOẠN : TỦ SÁCH STK TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH SAP 2000 – TỰ HỌC SAP 2000 BẰNG HÌNH ẢNH Hình thực xong Khai báo mô men tập trung