TÝnh to¸n kÕt cÊu b»ng SAP2000 Hµ Néi : 09-2005 Trêng ®¹i häc thuû lîi TÝnh to¸n kÕt cÊu b»ng SAP2000 Hµ Néi : 09-2005
PhÇn I KiÕn thøc c¬ bản
Bµi 1 : Më ®Çu – c¸c qui íc c¬ bản Giíi thiªu: - SAP 2000 (Structural Analysis Program) ra ®êi vµo năm 1998 ĐH Avenue – Mü. - C¸c phiªn bản cña SAP 2000 : - SAP 2000 dùa vµo c¸c phÇn tö mÉu nh: pt thanh, pt vá... ®Ó m« tả c¸c d¹ng kÕt cÊu. - SAP 2000 tiÕn hµnh ph©n tÝch kÕt cÊu dùa theo ph¬ng ph¸p PTHH.
- Khả năng cña SAP2000: * TÝnh to¸n x¸c ®Þnh øng suÊt – néi lùc cña kÕt cÊu. * ThiÕt kÕ KCBTCT, KÕt cÊu thÐp theo c¸c tiªu chuÈn: BS, ACI, AASHTO, EUROCODE, NZS. - C¸c File dữ liÖu: *.SDB : file dữ liÖu chÝnh. *.S2k: file dữ liÖu díi d¹ng text. *.OUT, *.TXT : file dữ liÖu chøa c¸c kÕt quả ®îc xuÊt ra.
II. Giao diÖn: - HÖ thèng menu (Menu bar): - HÖ thèng thanh c«ng cô ( Tool bar) : - C¸c cöa sæ hiÓn thÞ: cã thÓ hiÓn thÞ tõ 14 cöa sæ cïng mét lóc. - Thanh tr¹ng th¸i + hép ®¬n vÞ chuÈn:
Trinh tù giải bµi to¸n b»ng SAP2000: 1. X¸c ®Þnh hÖ ®¬n vÞ. 2. T¹o c¸c ®êng líi. 3. X©y dùng c¸c m« hinh kÕt cÊu. 4. ®Þnh nghÜa vµ g¸n c¸c thuéc tÝnh cho ®èi tîng: VËt liÖu - TiÕt diÖn - ®iÒu kiÖn biªn - Tải träng - Tæ hîp tải träng 5. Thùc hiÖn tÝnh to¸n ( ch¹y ch¬ng trinh). 6. Xem, biÓu diÔn, xuÊt kÕt quả.
IV. C¸c qui íc c¬ bản: 1. HÖ thèng ®¬n vÞ. 2. C¸c hÖ to¹ ®é. - HÖ to¹ ®é tæng thÓ (Global coordinate system): OXYZ - HÖ to¹ ®é con: - HÖ to¹ ®é ®Þa ph¬ng: * PhÇn tö thanh: * PhÇn tö vá: * Nót:
Trôc to¹ ®é ®Þa ph¬ng cña phÇn tö thanh
Trôc to¹ ®é ®Þa ph¬ng cña phÇn tö vá
3. BËc tù do cña nót (DOF – Degree Of Freedom)
0: thµnh phÇn chuyÓn vÞ kh«ng bÞ khèng chÕ. 1: thµnh phÇn chuyÓn vÞ bÞ khèng chÕ.
V. HÖ thèng kÕt cÊu mÉu: 1. HÖ thèng líi to¹ ®é - Khai b¸o hÖ líi trong hÖ to¹ ®é Menu File > New Model (Ctr+N) - HiÖu chØnh hÖ líi Menu Draw > Edit grid (Ctr+N) 2. C¸c lo¹i kÕt cÊu mÉu - SAP2000 cã s½n 15 lo¹i kÕt cÊu mÉu. Menu File > New Model from Template
Bµi 2 : c«ng cô x©y dùng hinh häc A. C«ng cô x©y dùng m« hinh kÕt cÊu: 1. Nót (Joint): - VÏ nót: Menu: Draw > Add special joint - Xem th«ng tin vÒ nót: Chän nót cÇn xem th«ng tin vµ click phải chuét trªn nót
2. PhÇn tö thanh (Frame): - VÏ phÇn tö thanh: Menu: Draw > draw frame element Draw > quick draw frame element - Xem th«ng tin vÒ phÇn tö thanh: Chän phÇn tö thanh cÇn xem th«ng tin vµ click phải chuét trªn phÇn tö ®ã.
3. PhÇn tö tÊm vá (Shell): - VÏ phÇn tö tÊm vá: Menu: Draw > draw quard shell element Draw > draw rectangular shell element Draw > quick draw shell element - Xem th«ng tin vÒ phÇn tö tÊm vá: Chän phÇn tö tÊm vá cÇn xem th«ng tin vµ click phải chuét trªn phÇn tö ®ã.
Ta cã thÓ cïng lóc hiÓn thÞ tõ 14 cöa sæ trªn mµn hinh. B. Quan s¸t vµ biÓu diÔn vËt thÓ: 1. Cöa sæ lµm viÖc: Ta cã thÓ cïng lóc hiÓn thÞ tõ 14 cöa sæ trªn mµn hinh. Menu: Option > Windows 2. ChÕ ®é biÓu diÔn vµ quan s¸t vËt thÓ: - HiÓn thÞ 3D. - HiÓn thÞ 2D. - X¸c lËp c¸c th«ng sè biÓu diÔn vËt thÓ. Menu: View>Set Elements...
- Phãng to – Thu nhá – Di chuyÓn hinh ảnh (Menu View..)
1. Thªm mét khèi tõ th viÖn mÉu: C. C«ng cô biÕn ®æi hinh häc 1. Thªm mét khèi tõ th viÖn mÉu: Menu: Edit > Add to Model From Template 2. Chän ®èi tîng: - Chän theo kiÓu cöa sæ. - Chän theo ®êng th¼ng c¾t qua c¸c ®èi tîng. - Chän theo nhãm. * ®Ó huû chän ®èi tîng : Menu: Select > Deselect > ......
3. Sao chÐp, c¾t d¸n, xo¸, di chuyÓn, t¹o bản sao ®èi t îng Chän phÇn tö.... Menu: Edit... - Sao chÐp: - C¾t d¸n: - Xo¸ ®èi tîng: - Di chuyÓn ®èi tîng: - T¹o bản sao ®èi tîng:
4. Chia nhá phÇn tö: - Chia nhá phÈn tö thanh: - Chia nhá phÇn tö tÊm vá: 5. Nèi c¸c phÇn tö thanh: Chän c¸c phÇn tö.... Menu: Edit > Joint Frames 6. Thay ®æi sè hiÖu ®èi tîng: Chän c¸c ®èi tîng cÇn thay ®æi sè hiÖu (nót, thanh,tÊm) Menu: Edit > Change Labels...
Bµi 3 : ®Þnh nghi· - g¸n c¸c ®Æc trng vËt liÖu, hinh häc 1. ®Þnh nghÜa lo¹i vËt liÖu: Menu: Define > Materials
2. ®Þnh nghÜa tiÕt diÖn (®Æc trng hinh häc) - PhÇn tö thanh (Frame) Menu: Define > Frame Sections... - PhÇn tö tÊm vá (Shell) Menu: Define > Shell sections > Add new section...
3. G¸n tiÕt diÖn ®· ®Þnh nghÜa cho phÇn tö - PhÇn tö thanh (Frame) Chän phÇn tö thanh Menu: Assign > Frame > Sections... - PhÇn tö tÊm vá (Shell) Chän phÇn tö tÊm vá Menu: Assign > Shell > Sections...
Bµi 4 : ®Þnh nghi· - g¸n tải träng 1. ®Þnh nghÜa trêng hîp tải träng: - Mét kÕt cÊu cã thÓ chÞu nhiÒu trêng hîp tải träng. - Sau khi tÝnh to¸n ta cã thÓ xem kÕt quả néi lùc theo c¸c trêng hîp tải träng. Menu: Define > Static Load Cases...
2. G¸n tải träng: - G¸n tải träng cho phÇn tö thanh . Chän c¸c phÇn tö thanh muèn g¸n tải träng. Menu Assign > Frame Static Loads.. >...
- G¸n tải träng cho nót . Chän c¸c nót muèn g¸n tải träng. Menu Assign > Joint Static Loads.. > Forces..
- G¸n tải träng cho phÇn tö tÊm vá (Shell): Chän c¸c phÇn tö Shell muèn g¸n tải träng. Menu Assign > Shell Static Loads.. >...
3. Tæ hîp tải träng: - Lµ sù kÕt hîp c¸c trêng hîp tải träng cã thÓ xảy ra ®ång thêi. - Khai b¸o sau khi ®· khai b¸o c¸c trêng hîp tải träng. Menu Define > Load Combinations...
Bµi 5 : C¸c ®Þnh nghi· vµ khai b¸o kh¸c 1. Khai b¸o ®iÒu kiÖn biªn cña nót : Chän c¸c nót muèn khai b¸o ®iÒu kiÖn biªn. Menu: Assign > Joint > Restraints... 2. Khai b¸o Joint Pattern : - ®Þnh nghÜa Joint Pattern - Khai b¸o Joint Pattern Chän c¸c nót muèn khai b¸o Menu: Assign > Joint Patterns... - G¸n tải träng ¸p lùc (lªn tÊm vá) th«ng qua c¸c Joint Pattern
3. Giải phãng liªn kÕt thanh : Chän thanh muèn giải phãng liªn kÕt. Menu: Assign > Frame > Releases... 4. ThiÕt ®Þnh tÝnh to¸n, xuÊt kÕt quả : Thùc hiÖn tríc khi chay ch¬ng trinh. Menu: Analyze > Set Options...
PhÇn II TÝnh to¸n øng dông
Bµi 6 : tÝnh to¸n kÕt cÊu hÖ thanh 1. TÝnh to¸n kÕt cÊu hÖ khung : * ®Æc ®iÓm: * Nhng lu ý khi m« hinh ho¸ tÝnh to¸n: - ®Þnh nghÜa vËt liÖu: - Xem kÕt quả tÝnh to¸n: Trªn mµn hinh (Menu Display..) Xem qua File sè liÖu (*.out, *.txt)