Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 45 Ở hộp thoại Analysis Case Data, trong ô Analysis Case Type, chọn Moving Load. Trong mục Loads Applied, chọn hạng xe là VECL1, tỉ lệ là 1, nhấn Add. Nhấn OK để thoát ra ngoài. • Chạy chương trình và xem kết quả tương tự như trên. 2. Bài 2 : Tính toán dầm liên tục 2 nhịp 2.1.1. Yêu cầu bài toán Cho E= 3600 ksi. Hệ số possion 0,2 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 46 f’ c = 4 ksi fy = 60 ksi Hãy xác đinh lượng thép chịu lực và thép đai theo tiêu chuẩn ACI 318-95 2.1.2. Hướng dẫn: 1. Chọn File menu → New Model, hộp thoại New Model xuất hiện. 2. Chọn đơn vị là kip, ft, F 3. Chọn Beam, hiện ra hộp thoại Beam. Sau đó chọn tất cả các giá trị mặc định. Nhấn OK. 4. Chọn “X” ở góc trái cửa sổ 3-D để đóng lại. 5. Chọn Define → Materials, họpp thoại Define Materials hiện ra. In that form: • Chọn CONC trong Materials, và chọn Modify/Show Material để hiện ra hộp thoại Material Property Data form. • Nhập 0.15 vào ô Weight per Unit Volume. • Nhấn OK trong cửa sổ Material Property Data and Define Materials forms to close all forms. 6. Thay đổi đơn vị để nhập đơn vị được dễ dàng. Thay đổi sang Kip, in, F . 7. Chọn Define menu → Materials, hộp thoại Define Materials xuất hiện. 8. Chọn CONC trong Materials, sau đó chọn Modify/Show Material để xuất hiện Material Property Data. Sau đó:  Nhập 3600 vào ô Modulus of Elasticity.  Nhập 0.2 vào ô Poisson’s Ratio.  Nhập 4 vào ô Specified Conc Comp Strength, f′c.  Nhập 60 vào ô Bending Reinf. Yield Stress, fy.  Nhập 60 vào ô Shear Reinf. Yield Stress, fys.  Chấp nhận các giá trị mặc định khác  Nhấn OK trong ô Material Property Data và Define Materials để thoát ra ngoài. 9. Chọn Define menu → Frame Sections, hộp thoại Frame Properties xuất hiện. Sau đó: Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 47  Trong ô sổ Add I/Wide Flange, chọn Add Rectangular.  Chọn nút Add New Property , hộp thoại Rectangular Section xuất hiện. Sau đó: o Nhập CONBEAM vào ô Section Nam. o Chọn CONC trong ô sổ Material. o Nhập 30 vào ô Depth (t3). o Nhập 18 vào ô Width (t2). o Chọn Concrete Reinforcement, hộp thoại Reinforcement Data xuất hiện. Thực hiện: • Trong ô Design Type, chọn Beam. • Trong ô Concrete Cover To Rebar Center, nhập 3.5 vào ô Top edit. • Trong ô Concrete Cover To Rebar Center, nhập 2.5 vào ô Bottom. • Bấm nút OK trong cửa sổ Reinforcement Data, Rectangular Section, và Frame Properties để thoát ra ngoài. 10. Chọn nút Select All. 11. Chọn Assign menu → Frame/Cable/Tendon → Frame Sections , hộp thoại Frame Properties xuất hiện. Bấm CONBEAM trong ô Properties. Nhấn OK. 12. Thay đổi đơn vị để nhập đơn vị được dễ dàng. Thay đổi sang Kip, ft, F 13. Chọn Define menu → Load Cases, hộp thoạ i Define Loads xuất hiện. Thực hiện các lện sau:  Nhập LIVE vào ô Load Name.  Chọn LIVE trong ô sổ Type.  Nhập 0 vào ô Self Weight Multiplier.  Chọn nút Add New Load.  Nhấn OK. 14. Chọn 2 thanh trên màn hình. 15. Chọn Assign menu → Frame/Cable/Tendon Loads → Distributed , hộp thoại Frame Distributed Loads xuất hiện. Thực hiện các bước sau:  Xác định loại tải trong trong Load Case Name là DEAD.  Trong ô Load Type và Direction, chú ý rằng mục Forces được chọn (do ta khai báo lực) và mục Gravity được chọn (hướng tải trọng là hướng của gia tốc trọng trường) .  Trong phần Uniform Load, nhập 2.2 vào ô Load.  Nhấn OK để thoát. 16. Tiếp tục chon 2 thanh dầm. 17. Chọn Assign menu → Frame/Cable/Tendon Loads → Distributed, hộp thoại Frame Distributed Loads xuất hiện. Thực hiện các bước sau: Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 48  Chọn LIVE từ ô sổ Load Case Name.  Trong phần Uniform Load, nhập 1.6 vào ô Load.  Nhấn OK để kết thúc. 18. Chọn Analyze menu → Set Analysis Options, xuất hiện Analysis Options. Thực hiện các bước sau:  Chọn nút Plane Frame XZ Plane để thiết lập các bâc tự do trong hệ phẳng  Nhấn OK để thoát 19. Chọn Options menu → Preferences → Concrete Frame Design , hộp thoại Concrete Frame Design Preferences xuất hiện. Thực hiện các bước sau:  Chọn ACI 318-99 trong ô sổ Design Code.  Chọn hê số Strength Reduction (Phi) Factors lần lượt là 0.9, 0.7, 0.75 và 0.85 cho Bending Tension, Compression Tied, Compression Spiral và Shear.  Nhấn OK để thoát. 20. Chọn nút Run Analysis , hộp thoại Set Analysis Cases to Run xuất hiện. Thực hiện các bước sau:  Chọn MODAL ở danh sách Case Name và bấm nút Run/Do Not Run Case.  Chọn trường hợp tải DEAD và đổi thành Run trong list Action.  Chọn trường hợp tải LIVE và đổi thành Run trong list Action.  Chọn Run Now để tiến hành phân tích. 21. Khi quá trình phân tích kết thúc, kiểm tra lại cửa sổ SAP Analysis Monitor (có thể có thông báo lỗi) và nhấn OK để đóng lại. 22. Chọn Design menu → Concrete Frame Design → Select Design Combos đẻ hiện lên hộp thoại Design Load Combinations Selection form. Thực hiện các bước sau:  Xác định lại tổ hợp mặc định của việc thiết kế là DCON1 và DCON2, có trong Design Combos.  Chọn DCON1 nhấn nút Show để hiện ra hộp Response Combination Data Thực hiện các bước sau: o Chú ý rằng trong Define Combination, DCON1 được định nghĩa là 1.4DEAD. o Nhấn Cancel để trở lại hộp thoại Design Load Combinations Selection . o Chọn DCON2 nhấn nút Show để hiện ra hộp Response Combination Data Thực hiện các bước sau: • Chú ý rằng trong Define Combination, DCON2 được định nghĩa là 1.4DEAD + 1.7LIVE. Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 49 • Nhấn Cancel để trở lại hộp thoại Design Load Combinations Selection vad nhấn OK trên hộp thoại Design Load Combinations Selection để đóng lại. 24. Nhấn Design menu → Concrete Frame Design → Start Design/Check of Structure để thiết hành thiết kế. 25. Khi việc thiết kế hoàn tất, diện tích cốt thép dọc được thể hiện trên màn hình. Đơn vị là kips và feet. 26. Có thể đổi đơn vị ở hộp thoại xổ ở góc màn hình. 27. Chọn Design menu → Concrete Frame Design → Display Design Info để hiện ra hộp thoại Display Concrete Design Results form. Thực hiện các bước sau:  Xác định rằng chức năng Design Output được chọn.  Chọn Shear Reinforcing từ hộp thoại xổ Design Output.  Nhấn OK. Lượng cốt thép chịu cắt được thể hiện trên màn hình. Note: Chú ý rằng giúa trị này chính là giá trị của cốt thép chịu cắt được tính trên một đơn vị dài của cấu kiện. (Ví dụ: in 2 /in). 28. Chuột phải vào bên trái dầm đẻ xuất hiện hộp thoại Concrete Beam Design Information. Thực hiện các bước sau:  Chú ý rằng lượng cốt thép dọc trên, dọc dưới và cốt thép chịu kéo được tính toán cho từng mặt cắt đầu ra của dầm.  Chọn nút Flex. Details để thể hiện flexural design details cho tổ hợp tải trọng thiết kế và vị trí mặt cắt đầu ra. Hộp thoại Concrete Design Information ACI 318-99 xuất hiện.  Khi xem xong các chi tiết thiết kế, nhấn “X” ở góc trên bên phải để đóng hộp thoại Concrete Design Information ACI 318-99.  Nhấn OK để đóng Concrete Beam Design Information. Bài 2 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 50 Cho kết cấu như hình bên • Thép có:  E= 29000ksi  Hệ số possion 0,3 • Hãy xác định:  Các phản lực tại gối  Các chuyển vị theo phương X tại A và B Hướng dẫn: 1. Nhấn vào File menu > New Model để hiển thị hộp thoại New Model. 2. Nhấn drop-down box để chuyển hệ đơn vị sang dạng 3. Kích chọn Beam để hiển thị hộp thoại Beam. Trong hộp thoại này:  Gõ 2 in the Number of Spans.  Gõ 10 in the Span Length.  Không chọn Restraints.  Nhấn vào OK . 4. Đóng cửa sổ hiển thị 3-D view. 5. Nhấn vào Set Display Options (hoặc View menu > Set Display Options ) để hiển thị hộp thoại Display Options for Active Window. Trong hộp thoại này:  Chọn Labels box in the Frames/Cables/Tendons.  Nhấn vào OK . 6. Nhấn drop-down box để chuyển hệ đơn vị sang hệ . 7. Nhấn vào Define menu > Materials để hiển thị hộp thoại Define Materials. 8. Nhấn vào STEEL in the Materials để tô sáng (chọn), và sau đó nhấn vào Modify/Show Material để hiển thị hộp thoại Material Property Data. Trong hộp thoại này:  Gõ 29000 vào ô Modulus of Elasticity edit box.  Gõ 0.3 vào ô Poisson’s Ratio. Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 51  Chấp nhận các giá trị mặc định khác.  Nhấn vào OK on the Material Property Data và Define Materialss để thoát. 9. Nhấn drop-down box để chuyển hệ đơn vị sang hệ . 10. Chọn phần tử thanh 1 và 2. 11. Nhấn vào Assign menu > Frame/Cable/Tendon > Frame Sections để hiển thị hộp thoại Frame Properties. 12. Chọn W24X68 in the Frame Sections và nhấn vào OK . 13. Nhấn vào Show Undeformed Shape để hiển thị kết cấu ở hình dạng ban đầu. 14. Chọn phần tử thanh 2 bằng cách nhấn chuột vào thanh 15. Nhấn vào Edit menu > Replicate để hiển thị hộp thoại Replicate. Trong hộp thoại này:  Nhấn vào Radial Tab.  Chọn Parallel to Y option in the Rotate About Line.  Gõ that 0 vào các ô X và Zes in the Intersection of Line with XZ Plane. Chú ý rằng nó sẽ qoay qoanh trục Y.  Gõ 1 vào ô Number trong vùng Increment Data.  Gõ 45 vào ô Angle trong vùng Increment Data.  Nhấn vào OK . 16. Chọn phần tử thanh 2 bằng cách nhấn chuột vào thanh. 17. Nhấn vào Edit menu > Replicate để hiển thị hộp thoại Replicate. Trong hộp thoại này:  Nhấn vào Radial tab.  Gõ 90 vào ô Angle trong vùng Increment Data.  Nhấn vào OK . 18. Chọn phần tử thanh 2 bằng cách nhấn chuột vào thanh. 19. Nhấn vào Edit menu > Replicate để hiển thị hộp thoại Replicate. Trong hộp thoại này:  Nhấn vào Radial tab.  Gõ 270 vào ô Angle trong vùng Increment Data area.  Nhấn vào OK . 20. Chọn phần tử thanh 2 bằng cách nhấn chuột vào thanh. 21. Nhấn vào Edit menu > Replicate để hiển thị hộp thoại Replicate. Trong hộp thoại này:  Nhấn vào Radial tab.  Gõ 330 vào ô Angle trong vùng Increment Data.  Nhấn vào OK . Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 52 22. Chọn phần tử thanh 2 bằng cách nhấn chuột vào thanh. 23. Nhấn phím Delete để xoá phần tử này. 24. Nhấn vào Restore Full View để xem toàn bộ kết cấu. 25. Nhấn vào Set Display Options (hoặc View menu > Set Display Options ) để hiển thị hộp thoại Display Options for Active Window. Trong hộp thoại này:  Chọn Labels box in the Joints.  Không chọn Labels box trong vùng Frames/Cables/Tendons.  Nhấn vào OK . 26. Chọn nút 4. 27. Nhấn vào Assign menu > Joint > Local Axes để hiển thị hộp thoại Joint Local Axis. Trong hộp thoại này:  Gõ -45 vào ô Rotation about Y'.  Nhấn OK . 28. Chọn nút 7. 29. Nhấn vào Assign menu > Joint > Local Axes để hiển thị hộp thoại Joint Local Axis. Trong hộp thoại này:  Gõ -120 vào ô Rotation about Y'.  Nhấn OK . 30. Chọn nút 1. 31. Nhấn vào Assign menu > Joint > Restraints để hiển thị hộp thoại Joint Restraints. Trong hộp thoại này:  Nhấn chọn hoặc chọn cả 6 Check box trong vùng Restraints in Local Directions.  Nhấn vào OK . 32. Chọn nút 4 và 5. 33. Nhấn vào Assign menu > Joint > Restraints để hiển thị hộp thoại Joint Restraints. Trong hộp thoại này:  Nhấn chọn hoặc trong vùng Restraints in Local Directions, không chọn 3 check box Rotation chỉ giữ lại 3 Translation box.  Nhấn vào OK. 34. Chọn nút 7. 35. Nhấn vào Assign menu > Joint > Restraints để hiển thị hộp thoại Joint Restraints. Trong hộp thoại này: Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 53  Trong vùng Restraints in Local Directions, không chọn Translation 1 và giữ nguyên Translation 2 và Translation 3.  Nhấn vào OK . 36. Chọn nút 6. 37. Nhấn vào Assign menu > Joint Loads > Forces để hiển thị hộp thoại Joint Forces. Trong hộp thoại này:  Gõ 100 vào ô Force Global X trong vùng Loads.  Nhấn vào OK . 38. Nhấn vào Show Undeformed Shape để hiển thị kết cấu ở hình dạng ban đầu. 39. Nhấn vào Set Display Options (hoặc View menu > Set Display Options ) để hiển thị hộp thoại Display Options for Active Window. Trong hộp thoại này:  Không chọn Labels box trong vùng Joints.  Nhấn vào OK . 40. Nhấn vào Analyze menu > Set Analysis Options để hiển thị hộp thoại Analysis Options.  Trong hộp thoại này nhấn vào Plane Frame XZ Plane để chọn số bậc tự do khi phân tích kết cấu.  Nhấn vào OK . 41. Nhấn vào Run Analysis để hiển thị hộp thoại Set Analysis Cases to Run. Trong hộp thoại này:  Chọn MODAL in the Case Name list và nhấn vào Run/Do Not Run Case .  Chọn trường hợp tải để phân tích là DEAD trong Action list.  Nhấn vào Run Now để tiến hành phân tích 42. Khi phân tích xong, nhấn OK để kết thúc. 43. Right Click vào nút A và B để xem chuyển vị nút. 44. Nhấn vào Display menu > Show Forces/Stresses > Joints để hiển thị hộp thoại Joint Reaction Forces. Trong hộp thoại này:  Kiểm tra Reactions đã được chọn trong vùng Type.  Nhấn vào OK . Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 54 45. Phản lực được thể hiện trên màn hình. Nếu cỡ chữ quá nhỏ, có thể sử dụng chức năng Zoom hoặc thay đổi cỡ chữ hiển thị. Chú ý: Để thay đổi cỡ chữ, nhấn vào Options menu > Preferences > Dimensions/Tolerances . In the Minimum Graphic Font Size, thay đổi cỡ chữ, ví dụ, thay 5 bằng 6. Nhấn vào OK . 3. Bài 2 : Tính toán dầm BTCT UST 3.1.1. Yêu cầu bài toán Cho w DL = 2.2 klf (chưa kể trọng lượng bản thân dầm) w DL = 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 hệ đơn vị 3. Chọn Temple Beam để mô tả mô hình dầm. Trong đó thể hiện các thông số:  Chọn 1 trong ô Number of Spans (1 nhịp).  Chọn 30 trong ô Span Length (chiều dài nhịp là 30 feet).  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: [...].. .Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Thay giá trị 0. 15 vào ô Weight per Unit Volume Nhấn Ok trong hộp thoại Material Property Data và Define Materialss để đóng 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... hiển thị hộp thoại Frame Properties Trong đó: Chọn Add I/Wide Flange sau đó chọn trong mục Add Rectangular 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 để đóng tất... đó chọn Modify/Show Material để hiển thị hộp thoại Material Property Data Trong đó: Gõ 4400 trong ô Modulus of Elasticity Gõ 0.2 trong ô Poisson’s Ratio Gõ 6 trong ô Specified Conc Comp Strength, f′c Gõ 60 ô Bending Reinf Yield Stress, fy Gõ 60 trong ô Shear Reinf Yield Stress, fys Chấp nhận các giá trị mặc định khác Chọn OK trong hộp thoại Material Property Data và Define Materialss để đóng hộp thoại... hiển thị hộp thoại Define Loads Trong đó: Gõ LIVE trong hộp thoại Load Name Chọn loại tải trọng LIVE từ hộp drop-down Chọn Add New Load Gõ PRESTRES trong hộp thoại Load Name Chọn loại tải trọng ORTHER từ hộp drop-down Chọn Add New Load 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: Chọn CONBEAM ô Properties... Sections để hiển thị hộp thoại Frame Properties Trong đó: Chọn CONBEAM ô Properties Chọn OK 14 Chọn Draw menu > Frame/Cable/Tendons để hiển thị hộp thoại Properties of Object Trong đó, Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 55 . thoại Joint Restraints. Trong hộp thoại này: Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Trang 53  Trong vùng Restraints in Local. toán dầm liên tục 2 nhịp 2.1.1. Yêu cầu bài toán Cho E= 3600 ksi. Hệ số possion 0,2 Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu Hầm - Đại học Bách Khoa Đà Nẵng. Replicate. Trong hộp thoại này:  Nhấn vào Radial tab.  Gõ 330 vào ô Angle trong vùng Increment Data.  Nhấn vào OK . Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta Bộ môn Cầu