Đang tải... (xem toàn văn)
Nội dung chính đề cập đến việc sử dụng phần mềm kết cấu Sap2000 với phiên bản V14 để xác định nội lực trong một số bài toán đơn giản của hệ phẳng tĩnh định chịu tải trọng bất động: hệ dầm, hệ khung ghép và dàn phẳng. Với việc trình bày khá chi tiết việc khai báo một số hình thức tác dụng đặc biệt của tải trọng và các liên kết cùng với những ví dụ minh họa cụ thể.Bài viết sẽ góp phần giúp ích cho sinh viên đang học môn học cơ học kết cấu 1 – phần hệ tĩnh định có một cách nhìn nhận tổng quát hơn, hệ thống hóa kiến thức đang học, đồng thời có khả năng sử dụng phần mềm để phục vụ cho việc học, cụ thể là giải các bài toán và kiểm tra quá trình giải tay của mình bằng phần mềm Sap 2000
www.phamvanan.com Da nang Architectural University Trang 2 CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU Mục tiêu: Học xong chương I, sinh viên sẽ biết ñược lịch sử hình thành và phát triển của chương trình SAP2000; chức năng phân tích và thiết kế các loại kết cấu công trình; biết ñược phương pháp phân tích kết cấu của SAP2000; biết và hiểu ñược các khái niệm cơ bản về: Hệ tọa ñộ ñược sử dụng, phần tử thanh, nút, giao diện cũng như các nút lệnh cơ bản trên giao diện của SAP2000. 1.1. Giới thiệu phần mềm phân tích và thiết kế kết cấu - Sap2000 1. Lịch sử hình thành Phiên bản ñầu tiên của chương trình ñược mang tên SAP (Structural Analysis Program : Chương trình phân tích kết cấu) vào năm 1970, sau ñó xuất hiện SAP3, SAP-IV, SAP86, SAP90 và gần ñây nhất là SAP2000 V14.1. SAP2000 tích hợp chức năng phân tích kết cấu (tính phản lực, nội lực, chuyển vị, dao ñộng ) bằng phương pháp PTHH với chức năng thiết kế kết cấu (tính hoặc kiểm tra cốt thép ñối với kết cấu bê tông cốt thép và chọn tiết diện ñối với kết cấu thép), SAP2000 cũng ñã bổ sung thêm các loại kết cấu mẫu ñể việc vào số liệu cho bài toán ñược nhanh hơn. Giao diện của SAP2000 rất trực quan và ñược thực hiện hoàn toàn trên môi trường Windows (SAP86 thực hiện việc nhập dữ liệu trên Dos, SAP90 nhập số liệu trên Windows nhưng tính toán và xem kết quả nội lực trên Dos) Hình 1.1. Màn hình khởi ñộng SAP2000-V14 2. Khái niệm chung về Phương pháp PTHH Phương pháp PTHH ñược ứng dụng tính kết cấu với sự trợ giúp của máy tính, ra ñời vào năm 1970. Phương pháp này dùng mô hình rời rạc ñể lý tưởng hoá kết cấu thực. Trang 3 Thực hiện rời rạc hoá kết cấu bằng cách chia kết cấu liên tục thành hữu hạn các miền hoặc các kết cấu con gọi là phần tử hữu hạn. * Đối với hệ thanh : phần tử hữu hạn là thanh. * Đối với kết cấu tấm : phần tử hữu hạn là tấm tam giác, chữ nhật .v.v. Sau khi rời rạc hoá, giả thiết các phần tử hữu hạn chỉ nối với nhau tại một số ñiểm quy ñịnh (thường là các ñầu hoặc góc của phần tử) gọi là nút. Toàn bộ tập hợp các phần tử hữu hạn gọi là lưới phần tử. Số lượng phần tử ảnh hưởng ñến số ẩn số của bài toán. 1.2. Các tính năng của phần mềm SAP2000 Sap2000 cung cấp nhiều tính năng mạnh ñể mô hình và tính toán nhiều kết cấu thường gặp trong thực tế : Dầm, Khung phẳng, Khung không gian, Sàn, Dàn phẳng, Dàn không gian, Dầm trên nền ñàn hồi (dầm móng băng), kết cấu vỏ mỏng (mái che, bể nước, xilô ), kết cấu khối (ñê, ñập ) Vật liệu có thể tuyến tính ñẳng hướng hoặc trực hướng, hoặc phi tuyến. Tải trọng bao gồm lực tập trung tại nút, lực phân bố ñều hoặc phân bố dạng hình thang trên thanh, tải trọng do áp lực của chất lỏng hoặc khí. Tải trọng có thể tác dụng tĩnh hoặc tác dụng ñộng, có vị trí bất ñộng hoặc di ñộng Mô hình tính không hạn chế số nút và số phần tử nếu dung lượng trống ổ cứng còn nhiều. Các phân tích cho bài toán bao gồm : phân tích tĩnh, phân tích ñộng (tính tần số dao ñộng, tính nội lực ñộng ) SAP2000 có 4 phiên bản : + Bản phi tuyến (Nonlinear) : ñầy ñủ các chức năng + Bản nâng cao (Advanced) : Thiếu chức năng phân tích phi tuyến. + Bản chuẩn (Standard) : Thiếu chức năng phân tích phi tuyến, mô hình tính giới hạn số nút <1500. + Bản học tập (Education) : miễn phí, mô hình tính giới hạn tối ña 30 nút. File dữ liệu của SAP2000 có phần mở rộng là *.SDB (file gốc dạng nhị phân) hoặc *.S2K và *.S$K (file dữ liệu dạng tập tin văn bản), các file khác có cùng tên với file dữ liệu nhưng có phần mở rộng khác do SAP tạo ra trong quá trình tính toán. 1.3. Một số khái niệm cơ bản 1. Hệ toạ ñộ sử dụng trong Sap2000 a. Hệ toạ ñộ tổng thể (Global System): Tất cả toạ ñộ của các phần tử trong mô hình ñều ñược xác ñịnh thông qua một hệ toạ ñộ chung gọi là hệ toạ ñộ tổng thể XYZ. Ngoài hệ toạ ñộ tổng thể, người sử dụng có thể ñịnh Trang 4 nghĩa thêm các hệ toạ ñộ phụ ñể phục vụ cho công việc xây dựng hình dạng hình học của mô hình, các toạ ñộ của hệ toạ ñộ phụ cuối cùng cũng ñược quy ñổi sang toạ ñộ của hệ toạ ñộ tổng thể. Trục Z luôn là trục thẳng ñứng, hướng lên, như vậy mặt phẳng XY là mặt bằng và thường nên chọn mặt phẳng XZ là mặt phẳng làm việc chính của hệ (ví dụ như phương ngang của hệ khung không gian hoặc mặt phẳng làm việc của hệ khung phẳng). Toạ ñộ của một vị trí ñược xác ñịnh bằng 3 toạ ñộ x, y, z của vị trí ñó. Phương của hệ toạ ñộ ñược ký hiệu là ±X, ±Y, ±Z (hướng + là cùng chiều, - là ngược chiều). b. Hệ toạ ñộ ñịa phương (Local System): Mỗi ñối tượng trong mô hình ñều có hệ toạ ñộ riêng của nó gọi là hệ toạ ñộ ñịa phương của ñối tượng ñó (ví dụ hệ toạ ñộ ñịa phương của nút, của thanh ), hệ toạ ñộ ñịa phương ñược sử dụng ñể xác ñịnh các tính chất, tải trọng, nội lực của ñối tượng ñó. Hệ toạ ñộ ñịa phương ñược ký hiệu là 123. Nói chung, hệ toạ ñộ ñịa phương của mỗi ñối tượng là có thể khác nhau, nút này khác nút kia, thanh này khác thanh kia Mặc ñịnh các ñối tượng cùng loại (nút, thanh, tấm) có một hệ toạ ñộ ñịa phương 123 theo một quy luật chung giống nhau, ví dụ như : ñối với nút, hệ toạ ñộ 123 mặc ñịnh có phương trùng với hệ toạ ñộ tổng thể XYZ. Nếu hệ toạ ñộ của ñối tượng thực tế khác với hệ toạ ñộ mặc ñịnh, người sử dụng cần khai báo các thông số góc xoay ñể xác ñịnh phương của hệ toạ ñộ ñịa phương thực tế. 2. Phần tử Thanh (Frame): a. Tổng quan: Phần tử thanh dùng ñể mô hình các cấu kiện dầm, cột, dàn trong mặt phẳng cũng như trong không gian, ngoài phần tử thanh còn có phần tử cáp (cable, chỉ chịu kéo) và phần tử dây căng (tendon) cũng có dạng ñường thẳng (line). Phần tử thanh tổng quát trong không gian chịu các thành phần moment uốn theo 2 phương, lực cắt theo 2 phương, lực dọc và moment xoắn. Phần tử thanh ñược mô hình bằng ñường thẳng nối giữa 2 ñiểm, ñối với thanh cong người sử dụng có thể chia nhỏ thành tập hợp nhiều thanh thẳng ñể xấp xỉ ñược ñường cong. Mỗi phần tử thanh có thể chịu tải trọng do trọng lượng bản thân (sefl-weight), các lực tập trung (concentrated loads), các lực phân bố (distributed loads) Các ñiểm chèn (insertion point) và các vùng cứng ñầu thanh (end offsets) cũng ñược xét ñến ñể xác ñịnh ñộ lệch tâm và ñộ cứng tại vị trí giao nhau của các phần tử. Giải phóng liên kết tại ñầu thanh (end release) giúp mô hình các dạng liên kết khác nhau tại hai ñầu thanh. Nội lực trong thanh có thể ñược xuất ra tại 2 ñầu thanh và tại các ñiểm cách ñều nhau (output station) trên thanh. b. Vùng c ứng ñầu thanh (End offset) Trong sơ ñồ tính , thanh ñư hình bằng một ñư ờng thẳng trụ nối 2 ñiểm ñầu thanh gọi l à nút i ( ñầu) và nút j (nút cuối). Thư ờ thanh ñư ợc nối với các phần tử ñó t ại nút xuất hiện những v nhau giữa các thanh ( xem hình khoảng cách chồng lên các ph ầ của thanh gọi là i_off và j_off từ nút ñến biên vùng giao nhau thanh ñang xét v ới các thanh khác End offset là m ột phần của chi cứng 1 phần (tương ñối). T ải trọ Chiều dài uốn của thanh (d ùng Trong ñó : L b : chi L : chi i_off, j_off : các kho r : ñ tuyệt ñối ÷ cứng tuyệt ñối). Nên l Ảnh hư ởng ñến kết quả nội l ñi ểm cách ñều nhau trong ñoạn chi end offset kể cả tại vị trí nút. c. Hệ toạ ñộ ñịa ph ương c Mỗi ph ần tử thanh ñều có m là 123. M ột ñiều rất quan trọng l xác ñịnh ñúng ñặc trưng ti ết diệ Hệ trục ñịa phương c ủa thanh hệ trục (coordinate angle). Tr ục 1 của hệ toạ ñộ ñịa ph cuối thanh (nút i ñến nút j). Mặt phẳng 1-2 thường l à m Hệ trục mặc ñịnh : + Mặt phẳng 1-2 là m ặt ph Trang 5 u thanh (End offset) , thanh ñư ợc mô ng trục thanh, à nút i ( nút ờng 2 ñầu ần tử khác, do ng v ùng giao xem hình 1.2.), ần tử khác j_off ñược ño biên vùng giao nhau giữa ới các thanh khác . ủa chiều d ài thanh, có thể cứng tuyệt ñối ho ải trọng tác dụng l ên thanh v ẫn xét ñến các kho ùng ñ ể xác ñịnh ñộ cứng của thanh) ñư ợc xác L b = L - r.(i_off + j_off) : chi ều dài uốn của thanh : chi ều dài của thanh trên mô hình i_off, j_off : các kho ảng cách end offset tại 2 ñầu tha : ñ ộ cứng tương ñối của vùng end offset, có giá tr Nên l ấy giá trị r <0,5. ả ội lực : Kết quả nội lực ñược xuất tại vị trí end offset ñ ạn chiều d ài trống giữa thanh . Nội lực không ng c ủa thanh u có một hệ toạ ñộ ñịa ph ương riêng của phần tử ñó và ñược ọng l à c ần phải nắm vững cách xác ñịnh hệ ết diện, tải trọng v à kết quả nội lực. a thanh ñ ược xác ñịnh từ hệ trục ñịa ph ương m ñịa ph ương luôn là tr ục dọc trục thanh, có chiề à m ặt phẳng làm việc chính của thanh. ặt phẳng thẳng ñứng (mặt phẳng Z-1). Hình 1.2. Mô hình vùng c ho ặc mềm tuyệt ñối, hoặc n các khoảng cách end of fset. ợc xác ñịnh nh ư sau: ñầu tha nh : i (ñầu), j (cuối) end offset, có giá tr ị từ 0 ÷ 1 (mềm vị trí end offset và tại một số không ñược xuất trên ñoạn phần tử ñó và ñược ký hiệu nh hệ toạ ñộ ñịa ph ương ñể ương m ặc ñịnh và góc xoay c thanh, có chiều ñi từ ñầu thanh ñến Hình 1.2. Mô hình vùng c ứng ñầu thanh + Trục 2 có chiều hư ớng l +X + Trục 3 ñư ợc xác ñịnh từ Góc xoay hệ trục (tính b ằng ñộ N ếu trục 2&3 thực tế kh góc xoay c ủa hệ trục 2&3 quanh tr . d. N ội lực, xuất kết quả nộ Nội lực thanh l à các thành ph trên toàn b ộ tiết diện thanh. Các th + Lực dọc (axial) : P + L ực cắt (chính) trong m + L ực cắt (phụ) trong mặ + Moment xo ắn (axial torque) : T + Moment uốn (ph ụ) trong m + Moment u ốn (chính) trong m Trang 6 ớng l ên, trừ trư ờng hợp thanh thẳng ñứng, lúc ñịnh từ trục 1&2, có ph ương n ằm ngang (nằm trong m ằng ñộ) ế kh ông ñúng theo phương mặc ñịnh, ngư ời s c 2&3 quanh trục 1 ñể xoay hệ trục mặc ñịnh ñến hệ tr ả nội lực (Internal force output) à các thành ph ần lực và moment ñư ợc tích phân từ các th n thanh. Các th ành phần nội lực bao gồm : t (chính) trong mặt phẳng 1 -2 (shear force) : V 22 ) trong mặt phẳng 1 -3 (shear force) : V 33 n (axial torque) : T ) trong mặt phẳng 1 -3 (bending moment) : M 2 n (chính) trong mặt phẳng 1 - 2 (bending moment) : M Hình 1.3. Hệ tọa ñộ ñịa phương của thanh ñứng, lúc ñó trục 2 có chiều ằm trong mặt phẳng XY) ời sử dụng cần khai báo n hệ trục thực tế ừ các th ành phần ứng suất 2 (xoay quanh trục 2) 2 (bending moment) : M 3 (xoay quanh trục 3) Các thành phần nội lực n ày xu dương của nội lực ñược quy ư ớ Nội lực của thanh ñư ợc tính toán trong t tại 2 ñầu thanh cùng các ñi ểm nội lực ñư ợc xuất ra tại 2 mặt thanh v thanh. 3. Nút và bậc tự do (Joint, degree of freedom) a. Tổng quan Nút là ñối tượng cơ b ản nhấ tử. Tại vị trí gối tựa, chuy ển vị c sẽ là ẩn số của bài toán và ñư ợc xác theo các phương của 1 nút g ọi l Nút có nhiều chức năng: + Tất cả các phần tử ñư ợ + H ệ kết cấu nối với ñấ (spring) tại các nút. + Các ràng buộc nh ư ràng bu việc khai báo sự ràng bu ộc (constraint) c Lực dọc và moment xo Moment và lực cắt chính (Thớ că ng Hình 1. Trang 7 ày xu ất hiện tại tất cả các tiết diện dọc tr ên chi ớc nh ư trên hình sau : c tính toán trong tất cả các tr ư ờng hợp tải trọng v ểm cách ñều nhau trên thanh. N ếu thanh có khai báo End offset th ặt thanh v à t ại các ñiểm cách ñều nhau tr (Joint, degree of freedom) : n nhất trong việc phân tích kết cấu, nút là ñi ểm li ển vị của nút theo phương gối tựa ñã ñư ợc biết ợc xác ñịnh khi phân tích hệ ( phương pháp chuyể ọi l à bậc tự do. ợc nối với nhau tại các ñiểm nút tạo th ành h ới ñất bằng các liên kết gối (restraint) ho ặc ư ràng bu ộc cứng hoặc ràng bu ộc ñối xứng ñ c (constraint) của các nút. moment xo ắn (Thớ nén) ng ) (Thớ căng) Moment và lực cắt phụ Hình 1. 4. Các thành phần nội lực trong thanh ên chi ều dài thanh. Chiều ọng v à ñược xuất ra kết quả u thanh có khai báo End offset th ì u nhau tr ên chiều dài trống của ểm li ên kết giữa các phần c biết , các chuyển vị còn lại phương pháp chuyể n vị). Chuyển vị ành h ệ kết cấu. ặc các liên kết ñàn hồi ng ñ ược áp dụng thông qua (Thớ nén) Trang 8 + Nút ñược sử dụng như là một vị trí có thể ñặt tải trọng tập trung. + Các khối lượng phân bố trên thanh hay tấm ñược dồn về các ñiểm nút. + Tất cả tải trọng tác dụng và thanh hoặc tấm ñều ñược ñưa về nút ñể thiết lập phương trình cân bằng. + Chuyển vị của nút chính là ẩn số của bài toán. Khi nhập số liệu trong Sap2000, nút ñược tự ñộng tạo ra tại các ñầu thanh và tại các góc của phần tử tấm, nút cũng có thể ñược thêm vào bằng cách khai báo ñộc lập. Sử dụng tính năng tự phân chia (auto meshing) của phần tử thanh hoặc tấm sẽ tạo ra thêm những ñiểm nút trong quá trình phân tích. Bản thân nút cũng có thể ñược xem như là một phần tử, mỗi nút ñều có một hệ toạ ñộ ñịa phương riêng của nó dùng ñể khai báo bậc tự do, liên kết và tải trọng. Trong nhiều trường hợp, ta có thể không cần thay ñổi hệ toạ ñộ ñịa phương mặc ñịnh của nút. Có 6 thành phần chuyển vị tại mỗi nút: 3 thành phần chuyển vị thẳng và 3 thành phần chuyển vị xoay, các chuyển vị này ñược xác ñịnh theo phương của hệ toạ ñộ ñịa phương của nút. Các chuyển vị của tất cả các nút (các ẩn số của bài toán) sẽ ñược xác ñịnh khi thực hiện tính toán phân tích hệ. Nút có thể chịu lực tác dụng trực tiếp bởi tải trọng tập trung tại nút hoặc gián tiếp bởi phản lực xuất hiện trong các liên kết gối hoặc liên kết ñàn hồi. Vị trí của nút và phần tử ñóng vai trò quan trọng trong việc quyết ñịnh ñộ chính xác của hệ kết cấu, một vài yếu tố cần lưu ý khi khai báo các phần tử (ñồng thời với khai báo nút) : + Số lượng phần tử ñủ ñể miêu tả hình dạng của kết cấu, ñối với những cấu kiện có dạng thẳng thì một phần tử là ñủ, ñối với những thanh cong hoặc mặt cong sử dụng nhiều phần tử thẳng xấp xỉ ñường cong, mối ñoạn thẳng ứng với một cung 15 o hoặc nhỏ hơn. + Biên của phần tử cũng như là vị trí các nút cần phải ñặt tại những vị trí (ñiểm, ñường thẳng, mặt phẳng) có sự gián ñoạn về vật liệu, chiều dày tiết diện và các ñặc trưng hình học khác, vị trí có liên kết nối ñất, những vị trí có lực tập trung (trừ phần tử thanh có thể ñặt lực tập trung trên thanh), biên của hệ kết cấu. + Tại những vùng có sự thay ñổi lớn về ứng suất (hoặc ứng suất thay ñổi ñột ngột), các phần tử tấm cần ñược chia dày hơn, khoảng cách giữa các ñiểm chia gần hơn. + Trong bài toán phân tích ñộng, nếu cần xét sự dao ñộng trên chiều dài nhịp của thanh cần phải chia nhỏ thanh thành các ñoạn nhỏ vì khối lượng trên thanh ñược dồn về nút và không còn khối lượng phân bố dọc chiều dài thanh nữa. b. Hệ toạ ñộ ñịa phương của nút Mỗi nút ñều có hệ toạ ñộ ñịa phương riêng của nó ñược sử dụng ñể khai báo bậc tự do, liên kết gối và tải trọng tác dụng tại nút ngoài ra còn dùng ñể xác ñịnh các kết quả lực tại nút. Hệ trục toạ ñộ ñịa phương c ủa nút c toạ ñộ tổng thể. Phương mặc ñịnh này g ần nh vì một mục ñích nào ñó (thư ờ c ủa hệ trục 123 bằng cách xoay h Có 3 góc xoay a, b, c ñ ể xác + Đầu tiên h ệ trục X Y Z xoay + Ti ếp theo hệ trục X' Y' Z xoay quanh tr + Cuối cùng h ệ trục X'' Y' Z' xoay quanh tr v ới hệ trục 123 thực tế cần khai báo. c. B ậc tự do (degree of freedom) Bi ến dạng của hệ kết cấu ñ c ủa các nút. Mỗi nút trong hệ ñề vị : + Ba thành ph ần chuyển v ñộ ñịa phương gọi l à U1, U2, U3 + Ba thành ph ần chuyển v ñộ ñịa phương gọi l à R1, R2, R3 Sáu thành phần chuyển v ị n của nút, các thành ph ần chuyển v Mỗi bậc tự do trong mô h ình k + Hoạt ñộng ( active) : giá tr bài toán và sẽ ñư ợc xác ñịnh trong quá tr X' Y' Hình 1. Trang 9 a nút cũng ñ ược gọi là 123, mặc ñịnh tr ùng v ần nh ư là không c ần thay ñổi trong ña số các tr ờ ng là khi khai báo liên kết gối xi ên) ta có th ng cách xoay hệ trục 123 từ ph ương mặc ñịnh ñến ph ươ ể xác ñịnh ph ương của hệ trục toạ ñộ ñịa ph ươ c X Y Z xoay quanh trục Z một góc là a h ệ trụ c X' Y' Z xoay quanh trục Y' một góc l à b h ệ tr c X'' Y' Z' xoay quanh trục X'' một góc l à c n khai báo. do (degree of freedom) ấu ñ ược xác ñịnh từ chuyển vị i nút trong hệ ñều có 6 th ành phần chuyển ển vị thẳng theo ph ương hệ toạ à U1, U2, U3 ển vị xoay theo ph ương hệ toạ à R1, R2, R3 ị n ày gọi là bậc tự do (DOF) ển vị của nút ñ ược diễn tả như trên hình v ẽ. ình k ết cấu có thể có một trong các d ạng sau : active) : giá tr ị chuyển vị của nút theo phương b ậc t nh trong quá tr ình tính toán phân tích. X' X'' Y' Z' Z' Z'' X'' Hình 1. 5. Hệ tọa ñộ ñịa phương của nút Hình 1.6. B ùng v ới hệ trục XYZ của hệ ố các tr ường hợp, tuy nhiên ên) ta có th ể thay ñổi phương ương th ực tế. ươ ng 123 : ệ trục X' Y' Z ệ trục X'' Y' Z' hệ trục X'' Y'' Z'' trùng ẽ. ng sau : ậc tự do ñó l à ẩn số của Z' Y' Y'' Hình 1.6. B ậc tự do của nút + Liên k ết (restrained) : giá tr cưỡng bức), phản lực tương ứng theo ph phân tích. + Ràng bu ộc (constrained) : giá tr khác. + R ỗng (null) : chuyển vị phân tích. + Không kích hoạt (unavailable) : nh trình phân tích. d. Liên kết (restrained) và ph N ếu chuyển vị của nút theo m biết ñược giá trị ví dụ như t ại các v chuy ển vị của gối có thể bằng 0 ho bức). Lực tác dụng theo ph ương l ực (reaction), giá trị phản lực ñ Các bậc tự do không ñư ợc kích ho tuy nhiên những bậc tự do ñó không Hình 1.7. Gối di ñộng G ối Ngàm Khớp cầu Trang 10 t (restrained) : giá trị chuyển vị ñ ược cho trư ớc (bằng 0 ho ứng theo ph ương liên kết ñư ợc xác ñịnh trong quá tr c (constrained) : giá trị chuyển vị ñ ược xác ñịnh thông qua chuy ển vị không ảnh h ưởng ñến kết cấu và ñư ợc b (unavailable) : nh ững thành phần chuyển vị không xét ñến trong và ph ản lực (reaction): a nút theo một ph ương nào ñó trong s ố các bậc tự ại các vị trí gối tựa th ì bậc tự do ñó gọi l à ằng 0 hoặc khác 0 (trong tr ư ờng hợp gối tựa ch ương liên k ết gối ñể ngăn cản chuyển vị của nút ực ñ ư ợc xác ñịnh từ việc phân tích tính toán h ợc kích hoạt cũng có thể xem nh ư là các b ậc t ñó không ñư ợc xét trong quá tr ình phân tích k Hình 1.7. Hệ khung phẳng XZ Ngàm Gối cố ñịnh Nút Li Tất cả 1 2 3 U2, R1, R3 U3 U1, U3, R2 U1, U3 Hình1.8.Hệ khung KG Nút Liên kết 1 2 3 4 U1, U2, U3 U3 U1, U2, U3, R1, R2, R3 Tự do ối di ñộng Gối ñàn hồi ằng 0 hoặc bằng chu yển vị nh trong quá tr ình tính toán thông qua chuy ển vị của nút ợc bỏ qua trong quá tr ình không xét ñến trong quá ậc tự do ñ ược kích hoạt ñã à ñ ã có liên kết. Giá trị i tựa chịu chuyển vị c ưỡng ị của nút ñ ược gọi là phản c phân tích tính toán hệ. ậc tự do có li ên kết gối, ình phân tích k ết cấu. Li ên kết U2, R1, R3 U3 U1, U3, R2 U1, U3 U1, U2, U3, R1, R2, R3 [...]... di n chương trình 1 Màn hình Sap2 000 : bao g m - C a s chính (Main Windows) : th hi n toàn b giao di n ñ ho c a chương trình C a s này có th di chuy n, thay ñ i kích c , ñóng như các c a s chương trình khác s d ng h ñi u hành Windows Dòng tiêu ñ chính phía trên cùng th hi n tên chương trình và tên c a mô hình hi n t i - Dãy menu : g m t t c các l nh ñư c dùng trong Sap2 000, m i menu tương ng v i m... th hi n thu ng n ph n t ho c không thu ng n ph n t ) Trang 13 CHƯƠNG II: TRÌNH T CÁC BƯ C PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN K T C U B NG PH N M M SAP2 000 M c tiêu: H c xong chương II, sinh viên s n m ñư c trình t phân tích và tính toán k t c u có d ng hình thanh b ng ph n m m SAP2 000 : L p ñư c sơ ñ tính c a các h k t c u d m, dàn ph ng, dàn không gian, khung ph ng, khung không gian; ñi u ch nh h lư i; v ho c xóa... Ctrl-ShiftU), ñ hình ñư c ñ m cũng làm như trên nhưng ch n thi t b là Screen 2 Đ c trưng v t li u : Define Materials Sap2 000 có s n 6 lo i v t li u : nhôm (ALUM), thép hình d p ngu i (CLDFRM), bê tông (CONC), b t kỳ (OTHER), c t thép (REBAR) và thép (STEEL) Có 2 cách ñ khai báo v t li u trong Sap: - Dùng lo i v t li u có s n r i hi u ch nh các thông s ñ c trưng (thư ng dùng) - Khai báo m i 1 lo i v t li... thép N u dùng Sap ñ tính c t thép theo tiêu chu n Vi t nam (k t qu ch ñ tham kh o) - N u tính theo tiêu chu n ACI 318 - 99 thì l y b ng Ra - N u tính theo tiêu chu n CSA - A 23.3 - 94 thì l y theo b ng sau : Lo i thép AI AII AIII CI CII CIII RS (kg/cm2) 2100 2700 3600 2000 2600 3400 3058,82 4000,00 fy (kg/cm2) 2470,59 3176,47 4235,29 2352,94 + fys : cư ng ñ ch u c t c a c t thép N u dùng Sap ñ tính c... Ch n Reset Defaults n u mu n dùng màu m c ñ nh c a Sap 1b Ch n Use Color Printer n u máy in s d ng là máy in màu, n u dùng máy in ñen tr ng thì b ch n Bi u ñ n i l c T m Bi u ñ n i l c Thanh 2 Ch n ñ i tư ng c n thay ñ i màu và ñ t l i màu m i 1a Ch n thi t b - Màn hình - Máy in ñen tr ng - Máy in màu Ch n Reset Defaults n u mu n dùng màu m c ñ nh c a Sap 1b Ch n Use Color Printer n u máy in s d ng là... copy c hàng và paste xu ng ñư c ñư ng lư i m i Lư i Y N u ñi u ch nh: T a ñ ñư ng lư i ch n Ordinates Kho ng cách ô lư i ch n Spacing Lư i Z 4 Xoá các ñ i tư ng th a : Sau khi dùng các mô hình m u trong Sap2 000, có th có nh ng ph n t th a, nên c n xoá b ñ ñư c mô hình ñúng yêu c u Đ xoá các ñ i tư ng, trư c h t ph i ch n nh ng ñ i tư ng c n xoá Vi c ch n ñ i tư ng ñư c th c hi n b ng cách kích tr c ti... clipboard vào h , ñ ng th i cho phép khai báo kho ng cách d ch chuy n c a nh ng ñ i tư ng ñư c paste so v i nh ng ñ i tư ng ñã copy/cut Có th copy thông tin hình h c c a ñ i tư ng t Excel r i dán vào Sap2 000 c C t ng n/kéo dài thanh : Edit Trim/Extend Frames Trang 25 Ch n các thanh c n c t ho c kéo dài, ch n nút ñ u thanh c a thanh b c t ho c kéo v phía c t ho c kéo, ch n các thanh làm ñư ng c t ho... tr ng có m t trư ng h p phân tích, trư ng h p phân tích dùng ñ khai báo lo i phân tích v i trư ng h p t i tr ng là phân tích tĩnh, phân tích ñ ng, phân tích tuy n tính, phân tích phi tuy n M c ñ nh, Sap2 000 t thêm m t trư ng h p phân tích ñ ng MODAL N u bài toán không c n phân tích ñ ng thì có th xoá trư ng h p phân tích MODAL ñ khi ch y chương trình tính s nhanh hơn 7 Khai báo các t h p t i tr ng... Define Combinations Khai báo thêm ho c ch nh s a các t h p ñã có Trang 35 Ch n Add New n u mu n thêm t h p m i Các t h p ñã khai báo Ch n Modify n u mu n thay ñ i t h p ñang ch n T h p ñang ch n Trong Sap2 000 có 4 lo i t h p : * Lo i ADD : C ng tác d ng * Lo i ENVE * Lo i ABS : L y giá tr bao : C ng giá tr tuy t ñ i * Lo i SRSS : L y căn b c 2 c a t ng các bình phương Ví d : Có 5 trư ng h p t i tr ng... + Coeff of Thermal Expansion : H s dãn n nhi t (α), ñ i v i bê tông thư ng l y = 10-5 + Shear Modulus : Module ñàn h i trư t (G), ñư c tính t G = E/2(1+µ) + f'c : cư ng ñ ch u nén c a bê tông N u dùng Sap ñ tính c t thép theo tiêu chu n Vi t nam (k t qu ch ñ tham kh o) - N u tính theo tiêu chu n ACI 318 - 99 thì l y b ng Rn/0,85 - N u tính theo tiêu chu n CSA - A 23.3 - 94 thì l y theo b ng sau : B12,5 . 3) Trang 20 f. 2D Frames (Hệ khung phẳng): Có 3 dạng khung phẳng: Khung vuông góc (Portal); Khung có thanh giằng chéo (Braced [Concentric]); Khung có thanh giằng chống (Braced [Eccentric]). tính năng của phần mềm SAP2000 Sap2000 cung cấp nhiều tính năng mạnh ñể mô hình và tính toán nhiều kết cấu thường gặp trong thực tế : Dầm, Khung phẳng, Khung không gian, Sàn, Dàn phẳng, Dàn không. XZ là mặt phẳng làm việc chính của hệ (ví dụ như phương ngang của hệ khung không gian hoặc mặt phẳng làm việc của hệ khung phẳng). Toạ ñộ của một vị trí ñược xác ñịnh bằng 3 toạ ñộ x, y, z của