Hướng dẫn sử dụng chương trình SAP2000 (phần tính dầm liên tục và khung phẳng)

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH SAP2000 (PHẦN TÍNH DẦM LIÊN TỤC VÀ KHUNG PHẲNG) GIAO DIỆN CHƯƠNG TRÌNH: Giao diện chương trình Sap2000 như hình minh họa -Đơn vị đo: kgf-m. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN Nhập sơ đồ tính: Vào File chọn New Model Templates Sau đó chọn biểu tượng dầm lięn tục  Sau khi chọn xong xuat hiện hộp hội thoại: *Number of Spans: số nhịp (ở đây chọn 3 nhịp). *Span length: chiều dài nhịp: (ở đây chọn 5m) Khi chọn xong màn hình xuất hiện hai khung nhìn: khung nhìn không gian và khung nhìn phẳng (hình 1). Chọn khung nhìn phẳng( hình 2) HÌNH 1 HÌNH 2 Sau khi chọn xong ta đă có dầm liên tục 3 nhịp có nhịp đều nhau là 5m. Nếu muốn chọn dầm có nhịp khác nhau, ví dụ: dầm 3 nhịp có nhịp 1: 3.5m nhịp 2: 5.0m nhịp 3: 3.5m Click phím trái chuột vào nút thứ 2 từ trái sang vào Edit chọn Move sẽ xuất hiện hộp hội thoại: Change coordinates by: thay đổi toạ độ bằng cách Delta X: -1.5 (dời về phía trái đoạn 1.5m lúc nŕy nhịp 1 đă lŕ 5.0-1.5=3.5m, nhịp 2 là 5.0+1.5=6.5m) Delta Y:0 (không dời) Delta Z:0 (không dời) Click OK Click lên nút 3 từ trái qua, tiếp tục chọn Move, lúc này chọn Delta X=-1.5m (nhịp 2 lúc này là 5m) click OK Click lên nút 4 từ trái qua, tiếp tục chọn Move, lúc này chọn Delta X=-3m (nhịp 3 lúc này là 3.5m) click OK Lúc này ta đă chọn xong kích thước nhịp. Xác định đặc trưng vật liệu: Vào Define chọn Materials ta có bảng như hình: Chọn CONC click vào Add new Material ta có bảng sau: Material Name: BT250 Weight per unit Volume: trọng lượng riêng 2500x1.1=2750 không gian/m3 Modulus of elasticity: môđun đŕn hồi E=2.65x109 kg/m2 Poisson’s ratio: hệ số Poisson 0.2 Click OK (2 lần) Xác đinh kích thước tiết diện: Vào Define chọn Frame Section ta có bảng sau: Click vào Add Rectange Xuất hiện bảng sau: Section Name: tên tiết diện (đặt là 20x40) Depth: chiều cao tiết diện (0.4m=40cm) Width: bề rộng tiết diện (0.2m=20cm) Meterial: chọn BT250 Click OK Nếu có thay đổi tiết diện thě từ Frame Section ta lại Add Rectange rồi cho thęm tiết diện thứ 2 (vd 20x30) Sau đó Click OK để thoát ra mŕn hěnh chính. Gán tiết diện vào dầm: Chọn nhịp trái bằng nhấn phím trái chuột vào thanh. Chọn Assign vào Frame chọn Sections ta có bảng sau: Để vệt sáng tại tiết diện muốn chọn (vd:20x30) click OK lúc nŕy ta đă xác định kích thước tiết diện cho nhịp 1, tương tự nhịp 2 20x40, nhịp 3 20x30. Xác định tải trọng tác dụng: a.Tỉnh tải: Vào Define chọn Static Load Cases ta có bảng sau: Chọn : Load: TT Type: Dead (tỉnh tải) Self Weight Multiplier: hệ số nhân tải trọng:0 Click OK b. Hoạt tải: Lại vào Define chọn Static Load Case trong bảng ta chọn Load: HT1 Type: Live (hoạt tải) Self Weight Multiplier: 1 (hệ số nhân tải trọng) Click OK Dầm ba nhịp ta có 4 trường hợp hoạt tải, cứ tiếp tục như vậy ta có: HT2, HT3, HT4 Gán tải trọng: Tỉnh tải: giả sử g=1100 kg/m, ta chọn tất cả các thanh bằng cách click phím trái chuột ngay tai các thanh vào Assign chọn Frame Static Loads chọn Point and Uniform ta thấy xuất hiện như hình Ở ô Uniform Load ta chọn đánh -1100, Load Case Name chọn TT, Load Type chọn Force, Direction chọn GlobalZ, Options chọn Add to existing loads như hình. Sau đó nhấn Ok Hoạt tải: Giả sử hoạt tải nhịp 1 là phân bố đều q=1400 kg/m, nhịp 2 là tập trung P1=2T cách gối trái 1.5m, P2=2T cách gối trái 3.5m, nhịp 3 là phân bố đều q=1400 kg/m -Hoạt tải 1(cách sắp hoạt tải 1): ta chọn nhịp thứ 1, Assign chọn Frame Static Loads chọn Point and Uniform vào Uniform Load -1400, Load Case Name chọn HT1, Load Type chọn Force, Direction chọn GlobalZ, Options chọn Add to existing loads. Sau đó nhấn Ok -Hoạt tải 2 (cách sắp hoạt tải 2): ta chọn nhịp thứ 1, Assign chọn Frame Static Loads chọn Point and Uniform vào Uniform Load -1400, Load Case Name chọn HT2, Load Type chọn Force, Direction chọn GlobalZ, Options chọn Add to existing loads nhấn Ok. Chọn nhịp 2 Point Load -2000, Distance 0.3, Point Load -2000, Distance 0.7,Uniform Load 0, Load Case Name HT2, Load Type chọn Force, Direction chọn GlobalZ, Options chọn Add to existing loads nhấn Ok -Hoạt tải 3: (cách sắp thứ 3) Chọn nhịp 2 Point Load -2000, Distance 0.3, Point Load -2000, Distance 0.7,Uniform Load 0, Load Case Name HT3, Load Type chọn Force, Direction chọn GlobalZ, Options chọn Add to existing loads nhấn Ok -Hoãt tải 4 (cách sắp thứ 4) chọn nhịp 1 và 3 ta vào Assign chọn Frame Static Loads chọn Point and Uniform vào Uniform Load -1400, Load Case Name chọn HT4, Load Type chọn Force, Direction chọn GlobalZ, Options chọn Add to existing loads, các giá trị trên Point load cho bằng 0, nhấn Ok. Đến đây xem như kết thúc phần nhập các giá trị tính toán. GIẢI VÀ XEM KẾT QUẢ: GIẢI: Từ Analyze chọn Run (F5) Sap2000 sẽ giải sau khi giải xong xuất hiện màn hình Nhấn OK XEM KẾT QUẢ: Xem bằng đồ hoạ: vŕo Display chọn Show Element Forces/Stresses chọn Frames xuất hiện hěnh như sau: Load: trường hợp tải (TT load case tỉnh tải). Muốn xem trường hợp nào ta chọn vào trường hợp đó bằng cách nhấp vŕo nút kéo thả rồi chọn. Xem mômen: chọn Mômen 3-3 Xem lực cắt : chọn Shear 2-2 Chọn vào Show Values on Diagram: để xem giá trị trực tiếp trên màn hình. Trên hình là kết quả mômen của trường hợp HT2 CHƯƠNG I:                HỆ DẦM NỘI DUNG: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HỆ DẦM. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN BẰNG SAP2000. CÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN : DẦM LIÊN TỤC CHỊU TẢI TRỌNG PHÂN BỐ ĐỀU. DẦM LIÊN TỤC CHỊU TẢI TRỌNG HÌNH THANG VÀ TAM GIÁC. HỆ DẦM TRỰC GIAO. GIỚI THIỆU VỀ HỆ DẦM: Dầm là một kết cấu chịu lực nằm ngang có nhiệm vụ chịu các tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang. Dầm truyền tải trọng về cột thông qua các nút khung đồng thời chúng đóng vai trň như một hệ giằng. Tuỳ theo tính chất chịu lực và loại vật liệu mà hệ dầm có các dạng tiết diện vuông, hình chữ nhật , hình thang hay các dạng tổ hợp khác. Thông thường trong hệ khung dầm có dạng hình chữ nhật và hệ dầm dọc có thể tính như một dầm liên tục. MÔ HÌNH HÓA VÀ SƠ ĐỒ TÍNH BẰNG SAP2000: 1. MÔ HÌNH HÓA: Tuỳ theo tương quan độ cứng giữa dầm vŕ cột cũng như hình thức liên kết giữa chúng mà ta có các dạng sơ đồ liên kết cứng hoặc khớp. Liên kết cứng (ngàm): làm tăng độ cứng tổng thể vŕ nội lực được phân bố đều trong tiết diện. Dầm lŕm việc hợp lí tuy nhiên hình thức liên kết phức tạp. Liên kết khớp: có độ cứng tổng thể không cao, nội lực phân bố không đồng đều nhưng có lięn kết đơn giản. Thông thường khi độ cứng của dầm Id lớn hơn 4 lần độ cứng cột Ic thě có thể xem như dầm liên kết khớp với cột. Khi tính theo khung phẳng các dầm dọc nhà có thể xem như các dầm liên tục. 2. TÍNH DẦM BẰNG SAP2000: Để tính nội lực dầm bằng Sap2000 ta phải tuân thủ các bước sau đây: Bước 1: Xác định kích thước hěnh học dầm Nhập vào các nhịp của dầm theo yêu cầu tính toán (có thể sử dụng thư viện có sẵn của Sap2000 hay tự vẽ). Khai báo liên kết. Nhập các đặc trưng về vật liệu vŕ kích thước tiết diện. Bước 2: Xác định tải trọng tác dụng lęn dầm. Xác định các trường hợp tải có thể có. Gán tải trọng cho dầm ứng với từng trường hợp tải. Tổ hợp tải trọng. Giải và xem kết quả: Sau khi nhập xong tải kiểm tra lại các thông số đă nhập. Cho máy thực hiện giải bài toán. Kết thúc và xem kết quả. DẦM LIÊN TỤC CHỊU TẢI PHÂN BỐ ĐỀU: 1.Xác Định Các Đặc Trưng Hěnh Học: a.Nhập sơ đồ tính: Chọn đơn vị tính toán cho chương trěnh (kgf-m hay Ton-m, …). Nhập vào sơ đồ tính thông qua thư viện mẫu có sẵn (New Model Templates): vào File /New Model Templates lúc này màn hình xuất hiện như hình Từ bảng Model Templates nhấp chọn vào biểu tượng dầm liên tục. Number of Spans : số nhịp . Span length : chiều dài nhịp. Khi ta nhập xong số nhịp và chiều dài nhịp thì chương trình sẽ tự động tạo ra dầm liên tục đ ều nhịp. Ở đây do ta chỉ cần khung nhěn phẳng nên có thể tắt đi khung nhìn không gian. Nếu dầm không đều nhịp ta có thể hiệu chỉnh lại bằng lệnh Move. Cách thực hiện Move: Chọn nút của nhịp cần hiệu chỉnh vào Edit/Move lúc này màn hình sẽ xuất hiện hộp hội thoại. Change coordinates by : thay đổi toạ độ bằng cách Delta X : dời theo trục X Delta Y : dời theo trục Y Delta Z : dời theo trục Z Sau khi nhập ta click OK. b. Khai báo liên kết: Do lấy từ thư viện mẫu nên ta không cần khai báo liên kết do máy đã tự tạo. c. Khai báo đặc trưng vật liệu: Để khai báo đặc trưng vật liệu ta vŕo Define/Material để hiện ra bảng Define Material như hình trong bảng này ta có thể: Chọn vật liệu là bêtông : CONC Chọn vật liệu là thép : STEEL Chọn loạt liệu khác : OTHER Để hiệu chỉnh lại các đặc trưng vật liệu so với thư viện có sẵn chọn Modify/Show Material Tại đây ta có thể khai báo lại: Weight per unit Volume : trọng lượng riêng vật liệu. Modulus of Elasticity : môđun đŕn hồi vật liệu. Poisson’s ratio : hệ số Poisson Để tạo loại vật liệu mới chọn Add New Material sau đó khai báo các đặc trưng vật liệu như trên. d.Khai báo kích thước tiết diện: Khai báo kích thước tiết diện ta vào Define/Frame Section Thông thường dầm có tiết diện hình chữ nhật .Để chọn tiết diện hình chữ nhật ta click vào Add Rectange Tại đây ta phải khai báo các thông số về chiều cao dầm (Depth) vŕ bề rộng dầm (Width). Chú ý chọn vật liệu trong Material đúng với loại měnh đă khai báo trong phần đặc trưng vật liệu Để gán cho các nhịp ta vŕo Assign/Frame/Sections. 2. Gán tải trọng: a.Xác định các trường hợp tải: Vào Define/Static Load Cases Tại đây ta nhập vŕo các trường hợp tải, chú ý sau mỗi lần nhập ta click vào Add new Load. Sau khi nhập xong click OK. b.Gán tải trọng: Chọn trước phần tử cần gán, vào Assign/ Frame Static Loads /Point and Uniform -Để gán tải trọng phân bố : nhập giá trị vŕo ô Uniform Load -Để gán tải trọng tập trung :nhập giá trị vŕo các ô Point Loads. Chú ý: Khi nhập phải chú ý về hướng của tải trọng trong Direction, loại tải trọng là lực Force hay Momen Moments. c.Tổ hợp tải trọng: Để tổ hợp ta vŕo Define/Load Combinations… để tổ hợp. -Tạo tổ hợp mới bằng Add New Combo. -Hiệu chỉnh tổ hợp đă có Modify/Show Combo. -Xoá tổ hợp đă có Delete Combo. Để nhập tổ hợp tải ta vŕo Case Name để chọn trường hợp tải tổ hợp, phải chú ý đến hệ số tổ hợp Scale Factor. Sau khi gán xong các trường hợp tổ hợp ta bắt đầu tiến hŕnh giải bài toán. 3.Giải và xem kết quả nội lực: -Giải bài toán : vào Analyze/Run hay nhấn F5. -Sau khi giải xong : vào Display/Show Element Forces&Stresses . Để xem Mômen chọn M3-3, xem lực cắt chọn Shear2-2. Chú ý trường hợp tổ hợp khi xem nội lực. II. DẦM LIÊN TỤC CHỊU TẢI TRỌNG HÌNH THANG VÀ TAM GIÁC: Các bước làm như trên nhưng khi nhập tải ta vào Assign/Frame Static Load/Trapezoidal để nhập tải. Các bước còn lại như trên.