Bài 2: Tính toán dầm BTCT UST

3.1.1.Yêu cầu bài toán

Cho wDL = 2.2 klf (chưa kể trọng lượng bản thân dầm) wDL = 1.6 klf

E = 4400 ksi. Hệ số possion = 0,2 f’c= 6 ksi

Thép cường độ cao = 200 kips

Hãy xác biểu đồ mô men uốn trong tổ hợp tải trọng : DL+ LL + PRESTRESS. So sánh kết quả giữa 2 trường hợp : phần tử được chia thành 4 output segments và 30 output segments .

3.1.2.Hướng dẫn:

1. Chọn File menu > New Model 2. Chọn hệđơn vị

3. Chọn Temple Beam để mô tả mô hình dầm. Trong đó thể hiện các thông số: ƒ Chọn 1 trong ô Number of Spans (1 nhịp).

ƒ Chọn 30 trong ô Span Length (chiều dài nhịp là 30 feet). ƒ Nhấn OK .

4. Tắt cửa sổ hiển thị hộp thoại 3D.

5. Chọn Define menu > Materials để ra hộp thoại khai báo vật liệu Define Materials .

6. Chọn CONC trong Materials , sau đó chọn Modify/Show Material để hiển thị hộp thoại hộp thoại Material Property Data. Trong hộp thoại này:

ƒ Thay giá trị 0.15 vào ô Weight per Unit Volume.

ƒ Nhấn Ok trong hộp thoại Material Property Data và Define Materialss đểđóng lại.

7. Chọn drop-down ở thanh trạng thái để thay đổi đơn vị sang

8. Chọn Define menu > Materials để hiển thị hộp thoại Define Materials. 9. Chọn CONC trong Materials, sau đó chọn Modify/Show Material để hiển

thị hộp thoại Material Property Data. Trong đó: ƒ Gõ 4400 trong ô Modulus of Elasticity. ƒ Gõ 0.2 trong ô Poisson’s Ratio.

ƒ Gõ 6 trong ô Specified Conc Comp Strength, f′c. ƒ Gõ 60 ô Bending Reinf Yield Stress, fy.

ƒ Gõ 60 trong ô Shear Reinf. Yield Stress, fys. ƒ Chấp nhận các giá trị mặc định khác.

ƒ Chọn OK trong hộp thoại Material Property Data và Define Materialss đểđóng hộp thoại.

10. Chọn Define menu > Frame Sections để hiển thị hộp thoại Frame Properties. Trong đó:

ƒ Chọn Add I/Wide Flange sau đó chọn trong mục Add Rectangular. ƒ Chọn Add New Property để hiển thị hộp thoại Rectangular

Section. Trong đó:

o Gõ CONBEAM trong hộp thoại SectitrongName. o Chọn CONC từ hộp drop-down Material.

o Gõ 30 trong hộp thoại Depth (t3). o Gõ 18 trong hộp thoại Width (t2).

o Chọn OK trong Rectangular Sectitrongand Frame Propertiess

đểđóng tất cả các hộp thoại.

11. Chọn Define menu > Load Cases để hiển thị hộp thoại Define Loads. Trong đó:

ƒ Gõ LIVE trong hộp thoại Load Name. ƒ Chọn loại tải trọng LIVE từ hộp drop-down. ƒ Chọn Add New Load .

ƒ Gõ PRESTRES trong hộp thoại Load Name. ƒ Chọn loại tải trọng ORTHER từ hộp drop-down. ƒ Chọn Add New Load .

ƒ Chọn OK .

12. Chọn các phần tử cần gán.

13. Chọn Assign menu > Frame/Cable/Tendon> Frame Sections để hiển thị

hộp thoại Frame Properties. Trong đó: ƒ Chọn CONBEAM ô Properties . ƒ Chọn OK .

14. Chọn Draw menu > Frame/Cable/Tendons để hiển thị hộp thoại

ƒ Chọn Line Object type dạngTendon

ƒ Vẽ phần tử tendon trên dầm. Hộp thoại Tendon Data for Line Object 3 sẽ hiển thị sau khi rời chuột.

15. Trong Tendon Data for Line Object 3, chọn Parabolic Calculator để hiển thị hộp thoại Define Parabolic Tendon Layoutfor Line Object 3.

Trong đó:

ƒ Chọn 1 từ Quick Start drop-down list trong ô phía dưới.

ƒ Chọn Quick Start để xác nhận. Trong hộp thoại Tendon Layout :

o Gõ 8 vào cột Coord 2ở dòng đầu tiên o Gõ -12 vào cột Coord 2ở dòng thứ 2. o Gõ 3 vào cột Coord 2ở dòng thứ 3. o Chọn Refresh để xác nhận.

ƒ Chọn Done đểđóng hộp thoại Define Parabolic TendonLayoutfor Line Object 3 và hiển thị lại TendonData for Line Object 3.

16. Với hộp thoại Tendon Data for Line Object đã được hiển thị lại, chọn Add trong hộp thoại TendonLoadsđể hiển thị hộp thoại TendonLoad.

Trong đó,

ƒ Chọn PRESTRES load case từ Load Case Name drop-down list. ƒ Gõ 200 trong hộp thoại Force.

ƒ Để ý rằng tất cả các Frictitrongand Anchorage Losses và Or Loss Parametersđều bằng 0. Nếu cần thiết, gõ 0 trong ô Curvature Coefficient, Wobble Coefficient, Anchorage Set Slip, Elastic Shortening Stress, Creep Stress, Shrinkage Stress and Steel RelaxatitrongStresses.

ƒ Chọn OK trong TendonLoad và TendonData for Line Object 3để đóng hộp thoại.

17. Chọn drop-down box ở thanh trạng thái đểđổi đơn vị sang . 18. Chọn Define menu > Combinations để hiển thị hộp thoại Define

Response Combinations. Trong đó:

ƒ Chọn Add New Combo để hiển thị hộp thoại Response CombinatitrongData. Trong đó:

o Chấp nhận mặc định Response CombinatitrongName, COMB1

o Chấp nhận mặc định Combination Type, Linear Add. o Chọn DEAD Case trong ô Case Name drop-down box. o Chọn 1 trong ô Scale Factor.

o Chọn Add .

o Chọn LIVE Case từ Case Name drop-down box. o Chọn Add .

o Chọn PRESTRESCase từ Case Name drop-down box. o Chọn Add .

o Chọn OK trong Response CombinatitrongData and Define Response Combinationss để đóng hộp thoại.

19. Chọn phần tử dầm.

20. Chọn Assign menu > Frame/Cable/TendonLoads > Distributed để hiển thị hộp thoại Frame Distributed Loads. Trong đó:

ƒ Chọn Load Case Name là DEAD.

ƒ Trong hộp thoại Load type and Directitrongarea, chọn Forces Gravity

ƒ Trong ô Uniform Load, gõ 2.2. ƒ Chọn OK .

21. Chọn phần tử dầm.

22. Chọn Assign menu > Frame/Cable/TendonLoads > Distributed để hiển thị hộp thoại Frame Distributed Loads. Trong đó:

ƒ Chọn LIVE từ Load Case Name drop-down box. ƒ Trong ô Uniform Load , gõ 1.6.

ƒ Chọn OK . 23. Chọn phần tử dầm

24. Chọn Assign menu > Frame/Cable/Tendon> Output Stations để hiển thị

hộp thoại Assign Output StatitrongSpacing. Trong đó: ƒ Gõ 4 trong ô Number Stations.

ƒ Chọn OK .

25. Chọn Show Undeformed Shape

26. Chọn Analyze menu > Set Analysis Options để hiển thị hộp thoại

Analysis Options.

ƒ Trong đó chọn Plane Frame XZ Plane để chọn mặt phẳng xét là XZ.

27. Chọn Run Analysis để hiển thị hộp thoại Set Analysis Cases to Run. Trong đó:

ƒ Chọn MODAL trong hộp thoại Case Name và chọn Run/Do Not

Run Case .

ƒ Chọn các trường hợp tải trọng để phân tích : DEAD, LIVE, PRESTRESS

ƒ Chọn Run Now

28. Chọn Display menu > Show Forces/Stresses > Frames/Cables/Tendons

để hiển thị hộp thoại Member Force Diagram for Frames. Trong đó: ƒ Chọn COMB1 từ Case/Combo Name

ƒ Chọn Moment 3-3 option trong ô Component . ƒ Không chọn Fill Diagram

ƒ Chọn Show Values trongDiagram ƒ Chọn OK để hiển thịmoment diagram.

Chú ý: Có thể in biểu đồ mô men này để so sánh với trường hợp phần tửđược chia thành 30 output segments. Để in biểu đồ mô men , chọn File menu > Print

Graphics .

30. Chọn Lock/Unlock Model để mô hình lại kết cấu . Chọn OK . 31. Chọn phần tử .

32. Chọn Assign menu > Frame/Cable/Tendon> Output Stations để hiển thị

hộp thoại Assign Output StatitrongSpacing. Trong đó: ƒ Gõ 30 trong ô Min Number Stations.

ƒ Chọn OK .

33. Chọn Show Undeformed Shape

34. Chọn Run Analysis để hiển thị hộp thoại Set Analysis Cases to Run. Trong đó, chọn Run Now .

35. Khi phân tích xong, kiểm tra trong hộp thoại SAP Analysis Monitor window. Sau đó chọn OK đểđóng hộp thoại window.

36. Chọn Display menu > Show Forces/Stresses > Frames/Cables/Tendons

để hiển thị hộp thoại Member Force Diagram for Frames. Trong đó: ƒ Chọn COMB1 trong ô Case/Combo Name drop-down box. ƒ Chọn Moment 3-3 ô Component .

ƒ Chọn Show Values trongDiagram.

ƒ Chọn OK để hiển thị biểu đồ mô men .