L ỜI CẢM ƠN
3. Ý nghĩa khoa học và thực ti ễn
4.4.2. Ứng dụng phần mềm Sap2000 v14 để phân tích lực cho kết cấu
Sau khi lựa chọn kết cấu và vật liệu nhà lưới như hình trên ta tiến hành vẽ MH và sử dụng phần mềm Sap2000 để phân tích nội lực kết cấu.
4.4.2.1. Phân tích lực cho kết cấu
* Import file thiết kế MH từ phần mềm CAD sang phần mềm Sap2000.
-Chuyển file CAD sang định dạng Auto CAD R12/LT2DXF (*.dxf). -Import file *.dxf vào Sap 2000 ta được.
* Khai báo vật liệu:
Trên thanh Menu ta vào define / Metarials trong hộp thoại Define metarials ta
chọn Add new metarial ta chọn vât liệu thép với các thơng số khối lượng riêng 7850 kg/m3, Mơ đun đàn hồi E = 2.1.105 N/mm2, Hệ số Poisson ν = 0,3.
Hình 4.37.Cửa sổ khai báo vật liệu
*Khai báo tiết diện
Vào Menu chọn define/section properties/ Frame sections ta chọn Add new
property (xem hình 4.38) ta chọn vật liệu thép với các thơng số như hình 4.39.
Hình 4.39. Cửa sổ khai báo tiết diện thép trụ vuơng 50x50 dày 1.5 mm
Hình 4.40. Cửa sổ khai báo tiết diện thép hộp 25 x 50, 1.5 mm
* Gán tiết diện
Chọn đối tượng cần gán tiết diện sau đĩ vào Menu / Assign/ Frame / Frame section / chọn tiết diện cần gán.
Hình 4.41. Gán tiết diện cho đối tượng
* Khai báo liên kết và tải trọng
- Khai báo liên kết
Vào menu chọn Assign / Joint / Restraint chọn loại liên kết cần gán
Hình 4.42. Cửa sổ lựa chọn liên kết
- Khai báo các trường hợp tải trọng: Khai báo tải trọng Define / Load Patterms Tổ hợp tải trọng Define / Load Combination
Hình 4.43. Cửa sổ khai báo các loại tải trọng
Hình 4.44. Cửa sổ tổ hợp các loại tải trọng
* Gán tải trọng cho phần tử của từng trường hợp tải trọng
Để gán tải trọng vào khung ta xác định khối lượng các loại vật liệu gắn lên MH. Trên nhà lưới thì vật liệu chủ yếu là lưới cắt nắng, lưới bao, ni lơngvà một số
nẹp. Theo tính tốn khối lương của các loại vật liệu trên khoảng 2kg/m.
Để xác định tải trọng giĩ tác động vào nhà lưới ta dựa vào TCVN 2737: 1995[16].Giá trị tính tốn thành phần tĩnh của tải trọng giĩ tác dụng lên tầng thứ j của
cơng trình được xác định theo cơng thức.
W = W . k. c. B(kG/m) (4.17)
Trong đĩ:
Wo: Giá trị áp lực giĩ, phụ thuộc vùng giĩ tại địa điểm xây dựng cơng trình, Ở
Thừa Thiên Huế là khu vực II.B (Wo = 95 kG/m2).
k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực giĩ theo độ cao (tra bảng 5 TCVN
2737:1995 [16]); k phụ thuộc vào dạng địa hình và cao độ của vị trí tính tốn. K = 0.824. c: hệ số khí động đẩy và hút
Vì mái nhà lưới dạng mái vịm lắp ni lơng hệ số h/f = 0.7 và f/l = 0.375 (tra bảng 6 TCVN 2737:1995 [16] ta xác định (cđ = 0.3, ch = 0.3).
Xung quanh sử dụng lưới chắn cơn trùng cĩ lỗ nhỏ nên hệ số > % ( là độ
thẩm thấu giĩ của tường, tra bảng 6 TCVN 2737:1995 [16, 17]). (cđ = 0.3, ch = 0.3);
B j: lần lượt là bề rộng đĩn giĩ, Bj= 4
Ta tính được
Áp lực vùng giĩ đẩy Wđ = 93.9 (kG/m) Áp lực vùng giĩ hútW = 93.9 (kG/m)
Gán tải trọng phân bố và tải trọng giĩ hút, đẩy vào MH ta vào Assign/Frame loads / Distributed.Với Wđ = 93.9 (kG/m) và W = 93.9 (kG/m).
Hình 4.45. Cửa sổ gán tải trọng tập trung cho mơ hình
* Chạy phần mềm để phân tích lực của MH.
Hình 4.47. Biểu diễn chuyển vị của các thanh trong MH
Hình 4.48. Biểu diễn lực cắt trong các thanh của MH
Hình 4.49. Biểu diễn mơmen trong các thanh của MH
* Xuất dữ liệu ra excel
4.3.2.2. Kiểm tra bền cho các thanh
Để dựa vào biểu đồ lực cắt và mơmen như hình trên ta thấy 3 thanh, trụ trái, trụ
phải và thanh dầm dưới của vịm cĩ tiết diện như nhau và cĩ nội lực lớn nhất. Do ta
chỉ xuất nội lực cho 3 thanh trên.
Dựa vào bảng nội lực các thanh vừa xuất ra (bảng 1 phụ lục):
Thanh cột trái: max |Mx| = 259.7 (kG.m) Thanh cột phải: max |Mx| = 293.6 (kG.m) Thanh xà dưới: max |Mx| = 174.6 (kG.m)
- Vì các thanh chịu lực uốn ta cĩ điều kiện bền uốn [10]
Max{σ ,σ }≤ [σ] Mà Max{σ ,σ } = | |
Trong đĩ:
[σ] là giới hạn bền của thép, thép ta chọn là thép CT38 nên [σ] = 380(N/mm ) Mx là mơmen uốn của thanh cĩ mơmen uốn lớn nhất là:
Max |Mx| = 293.6 (kG.m)= 2936(N.m) Wx là mơmen kháng uốn của mặt cắt ngang.
W ≥ [ ]| |= . ≈7726mm = 7.7(cm ).
Để thuận lợi cho việc lắp ráp ta lựa chọn thép vuơng rỗng 50x50 với chiều dày sao cho mơmen kháng uốn thỏa mãn điều kiện trên. Tra phần mềm “Tra thép hình” của KS. Trần Quốc Toản với thép 50x50x3mm ta được Wx = 7.75 (cm3).
Để thỏađiều kiện bền như trên em lựa chọn thép hộp 50x50x3 và thép giằng để
liên kết mĩng bê tơng giằng trụ để tăng độ ổn định cho mơ hình (xem hình 4.11).