Ví dụ tính toán hệ dầm liên tục bằng phần mềm SAP2000

Nội dung text: Ví dụ tính toán hệ dầm liên tục bằng phần mềm SAP2000

1. VÊ DUÛ TÊNH TOAÏ N HÃÛ DÁÖM LIÃN TUÛC BÀÒNG PHÁÖN MÃÖM SAP2000 I/ Säú liãûu : 1. Cho hãû dáöm liãn tuûc bàòng bã täng B20 coï : - Modulus âaìn häöi : E = 2.650.000 T/m2; - Hãû säú Poisson : µ = 0,2; 2 - Cæåìng âäü chëu neïn : Rn = 115 kG/cm ; 2 - Cæåìng âäü chëu keïo : Rk = 9 kG/cm ; 2 Cäút theïp doüc loaûi AII coï cæåìng âäü : Rs = R’s = 2700 kG/cm ; 2 Cäút âai loaûi AI coï cæåìng âäü : Rsw = 1700 kG/cm . 2. Taíi troüng taïc duûng vaìo dáöm gäöm coï : * Ténh taíi : (âaî kãø âãún troüng læåüng baín thán cuía dáöm) T T 1,2 4,0T 1,2 0,6T/m1,8 T/m 1,5T/m 2,0T/m 1,2T/m 1,5T/m 0,6T/m 0,2x0,35 0,2x0,35 0,2x0,35 0,2x0,4 0,2x0,4 0,2x0,35 1500 4000 3600 5400 2400 3600 1500 ACDEB FG (Säú liãûu bãn dæåïi laì kêch thæåïc tiãút diãûn dáöm : hçnh chæî nháût b x h) * Hoaût taíi : T T 0,6 2,0T 0,6 0,3T/m 0,8T/m 0,6T/m 1,0T/m 0,5T/m 0,6T/m 0,3T/m 1500 4000 3600 5400 2400 3600 1500 3. Yãu cáöu : - Xaïc âënh näüi læûc trong hãû khi chëu caïc træåìng håüp taíi troüng (cáön phán têch hoaût taíi thaình caïc træåìng håüp âãø täø håüp näüi læûc). - Täø håüp näüi læûc vaì veî biãøu âäö bao näüi læûc. - Tênh cäút theïp doüc trong dáöm. Trang 1
2. II/ Caïc bæåïc tiãún haình : 1. Phán têch hoaût taíi thaình caïc træåìng håüp taïc duûng riãng leí trãn tæìng nhëp : Tæì säú liãûu hoaût taíi âaî cho ta phán têch âæåüc 6 træåìng håüp hoaût taíi nhæ sau : * Hoaût taíi 1 : 0,6T 0,3T/m * Hoaût taíi 2 : 0,8T/m * Hoaût taíi 3 : 0,6T/m * Hoaût taíi 4 : 1,0T/m * Hoaût taíi 5 : 2,0T 0,5T/m 0,6T/m * Hoaût taíi 6 : Trang 2
3. 0,6T 0,3T/m 2. Láûp så âäö hçnh hoüc : 3. Khai baïo caïc thuäüc tênh cuía hãû : a. Khai baïo thuäüc tênh váût liãûu : vaìo menu Define Æ Materials ( ) 1. Choün loaûi váût liãûu âãø 2. Sæía âäøi caïc thäng säú chènh sæía caïc thäng säú : màûc âënh cuía váût liãûu CONC : Bã täng STEEL : Theïp Hãû dáöm tênh toaïn bàòng bã täng nãn choün loaûi váût liãûu laì CONC Æ Modify/Show Material âãø sæía laûi caïc giaï trë : Trang 3
4. Khối lượng riêng ρ Cường độ bêtông Trọng lượng riêng w Cường độ chịu kéo cốt thép Môdun đàn hồi E Cường độ chịu cắt côt thép Hệ số Poisson µ Hệ số giãn nỡ nhiệt α Môdun đàn hồi trược G * Khäúi læåüng riãng : chè duìng trong baìi toaïn dao âäüng. * Troüng læåüng riãng : âãø tênh taíi troüng do troüng læåüng baín thán cuía hãû kãút cáúu. * Modulus âaìn häöi : duìng tênh âäü cæïng kãút cáúu, tênh/kiãøm tra biãún daûng - âäü voîng. * Hãû säú Poisson : hãû säú biãún daûng ngang, coï aính hæåíng ráút låïn âãún kãút quaí âäúi våïi kãút cáúu táúm - voí hoàûc khäúi. * Hãû säú daîn nåí nhiãût : duìng tênh biãún daûng, näüi læûc do sæû thay âäøi nhiãût âäü. * Cæåìng âäü cäút theïp vaì cæåìng âäü bã täng : duìng âãø tênh toaïn, thiãút kãú læåüng cäút theïp cáön duìng trong cáúu kiãûn bã täng cäút theïp. Âäúi våïi hãû dáöm âaî cho, ta âaî tênh troüng læåüng baín thán cuía hãû vaìo trong træåìng håüp Ténh taíi, nãn åí âáy ta khäng quan tám âãún troüng læåüng riãng. Nhæ váûy thæåìng ta chè quan tám âãún caïc giaï trë E ; µ, nãúu duìng Sap2000 âãø tênh cäút theïp thç phaíi nháûp f’c; fy; fys; Hãû duìng: Bã täng M.250# coï : E = 2.650.000 T/m2; µ = 0,2. f’c = 2244.0 T/m2; Cäút theïp AII coï: fy = fys = 3176.47 T/m2 Do Sap2000 tênh toaïn cäút theïp theo caïc tiãu chuáøn næåïc ngoaìi nãn coï 1 caïch âæåüc âãö nghë åí âáy laì sæí duûng tiãu chuáøn Canada nhæng nháûp caïc giaï trë cæåìng âäü bã täng vaì cæåìng âäü cäút theïp tæång æïng våïi TCVN theo baíng sau: Bảng 1 : Giá trị fc ' tương ứng với mác bê tông theo TCVN Trang 4
5. 150 200 250 300 350 400 500 600 Mác Bê tông B12.5 B15 B20 B22.5 B25 B30 B40 B45 2 Rn (kG/cm ) 65 90 110 130 155 170 215 250 2 f'c (kG/cm ) 130.39 182.22 224.40 267.26 321.85 355.16 457.85 540.81 2 f'c (T/m ) 1303.9 1822.2 2244.0 2672.6 3218.5 3551.6 4578.5 5408.1 Bảng 2 : Giá trị f y tương ứng với loại cốt thép theo TCVN Loại thép AI AII AIII CI CII CIII 2 Ra (kG/cm ) 2100 2700 3600 2000 2600 3400 2 fy (kG/cm ) 2470.59 3176.47 4235.29 2352.94 3058.82 4000.00 2 fy (T/m ) 24705.9 31764.7 42352.9 23529.4 30588.2 40000.0 Choün âãø cháúp nháûn caïc giaï trë thäng säú cuía váût liãûu âaî nháûp, choün tiãúp âãø thoaït khoíi lãûnh khai baïo thuäüc tênh váût liãûu. b. Khai baïo hçnh daûng vaì kêch thæåïc tiãút diãûn : c. Khai baïo caïc træåìng håüp taíi troüng : Âãø phuûc vuû viãûc täø håüp näüi læûc trong dáöm ta cáön phán têch Hoaût taíi thaình 6 træåìng håüp nhæ âaî trçnh baìy åí pháön trãn (HT1, , HT6) vaì træåìng håüp Ténh taíi. Do taíi troüng cuía pháön Ténh taíi âaî tênh âãún troüng læåüng baín thán cuía hãû, nãn åí âáy ta khäng khai baïo cho Sap2000 tæû âäüng cäüng thãm troüng læåüng baín thán cuía hãû næîa. Âãø khai baïo caïc træåìng håüp taíi troüng : vaìo menu Define Æ Load Cases ( ) + Âäúi våïi træåìng håüp Ténh taíi : * Tãn : TinhTai * Loaûi : DEAD * Hãû säú TLBT : 0 Sau khi sæía giaï trë Î choün Modify Load ( ) + Âäúi våïi træåìng håüp Hoaût taíi 1,2,3,4,5,6 : * Tãn : HT1 (hoàûc 2,3,4,5,6) * Loaûi : LIVE * Hãû säú TLBT : 0 Trang 5
6. Sau khi sæía giaï trë Î choün Add New Load ( ). Kãút quaí âæåüc baíng caïc træåìng håüp taíi troüng nhæ hçnh sau: Choün âãø cháúp nháûn. d. Khai baïo caïc træåìng håüp phán têch : Vaìo menu Define Æ Analysis Cases ( ) Bçnh thæåìng nãúu khäng xeït dao âäüng thç mäùi træåìng håüp phán têch seî tæång æïng våïi mäüt træåìng håüp taíi troüng vaì nãn xoaï træåìng håüp phán têch âäüng (MODAL) âãø khi tênh toaïn âæåüc nhanh hån. e. Khai baïo täø håüp taíi troüng (täø håüp näüi læûc) : Trong dáöm ta cáön täø håüp näüi læûc theo cäng thæïc : ()+ ()+ MMmax =+TTHT∑ M QQmax =+TTHT∑ Q ()− ()− MMmin =+TTHT∑ M QQmin =+TTHT∑ Q Trang 6
7. Âãø coï âæåüc täø håüp naìy : + Træåïc tiãn ta khai baïo caïc Täø håüp Hoaût taíi biãún âäøi : HT1 Æ HTBD1 = ENVE (HT1; 0*TT) v.v. Nãúu HT1 coï dáúu "+" thç HTBD1 seî coï giaï trë Max = HT1 ; giaï trë Min = 0 Nãúu HT1 coï dáúu "-" thç HTBD1 seî coï giaï trë Max = 0 ; giaï trë Min = HT1 v.v. + Sau âoï ta khai baïo Täø håüp Bao : Bao = ADD (TT; HTBD1; HTBD2; . . . ; HTBD6) Nhæ váûy giaï trë Max cuía Täø håüp Bao seî laì giaï trë täøng cuía Ténh taíi våïi caïc giaï trë Hoaût taíi nãúu "+" , coìn nhæîng giaï trë Hoaût taíi "-" seî âæåüc thay bàòng giaï trë 0. Tæång tæû giaï trë Min cuía Täø håüp Bao seî laì giaï trë täøng cuía Ténh taíi våïi caïc giaï trë Hoaût taíi nãúu "-" , coìn nhæîng giaï trë Hoaût taíi "+" seî âæåüc thay bàòng giaï trë 0. Âáy chênh laì Täø håüp cáön tçm, vaì seî laì täø håüp âãø tênh cäút theïp. Âãø khai baïo caïc täø håüp taíi troüng : vaìo menu Define Æ Combinations ( ) Choün Trang 7
8. Âãø khai baïo täø håüp HTBD1 laì täø håüp kiãøu ENVE cuía HT1 vaì 0*TT : * Âàût tãn täø håüp : HTBD1; * Choün kiãøu täø håüp : Envelope ( ); * Choün thaình pháön : TinhTai (DEAD); Sæía hãû säú nhán : 0,00001Æbáúm Nãúu hãû säú nhán âæåüc nháûp bàòng 0 thç Sap2000 seî boí qua thaình pháön âoï (xem nhæ khäng coï thaình pháön âoï trong täø håüp, do âoï ta phaíi nháûp vaìo 1 säú vä cuìng beï naìo âoï, vê duû nhæ 0,00001) * Choün thaình pháön : HT1; Sæía hãû säú nhán : 1Æ báúm Trang 8
9. Choün âãø cháúp nháûn Tiãúp tuûc choün âãø thãm vaìo caïc täø håüp HTBD2, HTBD3, HTBD4, HTBD5, HTBD6, caïch tiãún haình tæång tæû nhæng thay thaình pháön HT1 bàòng thaình pháön hoaût taíi tæång æïng (HT2; HT3; HT4; HT5; HT6). Khai baïo täø håüp BAO * Âàût tãn täø håüp : BAO; * Choün kiãøu täø håüp : Linear Add; * Choün thaình pháön : TinhTai (DEAD); Hãû säú nhán : 1Æ báúm nuït * Choün thaình pháön : HTBD1 ; Hãû säú nhán : 1Æ báúm nuït * Choün thaình pháön : HTBD6 ; Hãû säú nhán : 1Æ báúm nuït Choün âãø cháúp nháûn. Ta âæåüc caïc täø håüp nhæ sau: Choün âãø cháúp nháûn. 4. Gaïn caïc âàûc træng cho caïc pháön tæí trong hãû : Trang 9
10. Nhæ váûy M3-3 # moment M; V2-2 # læûc càõt Q nhæng trong thanh ngang (dáöm) thç V2-2 ngæåüc chiãöu Q, trong thanh âæïng V2-2 cuìng chiãöu Q; P # læûc doüc N. 8. In kãút quaí phaín læûc, näüi læûc : - In biãøu âäö âang hiãøn thë trãn maìn hçnh : vaìo menu File Æ Print Graphics ( ), hoàûc báúm vaìo biãøu tæåüng - In giaï trë phaín læûc vaì näüi læûc ra file Excel âãø xæí lyï säú liãûu tênh: vaìo menu Display Æ Show Table 2. Choün caïc træåìng håüp hoàûc täø håüp taíi troüng âãø xuáút kãút quaí 3. Boí choün muûc naìy 1. Choün dæî liãûu âãø xuáút sang Excel Báúm vaìo dáúu + âãø måí räüng “cáy” kãút quaí a. Choün dæî liãûu âãø xuáút kãút quaí: - Phaín læûc: ANALYSIS RESULTS Æ Joint Output Æ Reactions Æ Table: Joint Reactions. - Näüi læûc trong thanh: ANALYSIS RESULTS Æ Element Output Æ Frame Output Æ Table: Element Forces - Frames Trang 10
11. b. Choün Træåìng håüp taíi troüng hoàûc täø håüp taíi troüng âãø xuáút kãút quaí ( ) Choün caïc træåìng håüp taíi troüng: Ténh Taíi (DEAD), Hoaût Taíi tæì 1-6 (HT1, HT2, , HT6). (Giæî phêm Crtl khi nháún chuäüt âãø choün âæåüc nhiãöu træåìng håüp), choün OK âãø cháúp nháûn. Choün OK âãø xuáút kãút quaí. Vaìo menu File Æ Export all Table ( ) Æ To Excel ( ) âãø xuáút kãút quaí sang Excel. Choün Done ( ) âãø tråí vãö maìn hçnh Sap2000. 9. Thiãút kãú cäút theïp : Trang 11
12. - Choün tiãu chuáøn thiãút kãú: nhæ âaî trçnh baìy åí pháön træåïc, do Sap2000 tênh cäút theïp theo caïc tiãu chuáøn næåïc ngoaìi nãn coï thãø sæí duûng caïch duìng tiãu chuáøn cuía Canada nhæng nháûp cæåìng âäü theo baíng säú 1 vaì baíng säú 2 (quy âäøi cæåìng âäü bã täng vaì cäút theïp theo TCVN). Vaìo menu Options Æ Preferences Æ Concrete Frame Design ( ) Choün tiãu chuánø CSA-A23.3-94 - Choün caïc täø håüp näüi læûc duìng âãø tênh cäút theïp : vaìo menu Design Æ Concrete Frame Design Æ Select Design Combos ( ) Trang 12
13. Caïc täø håüp màûc âënh cuía Sap2000 Caïc täø håüp do (khäng duìng) ta khai baïo Khai baïo täø håüp BAO laì täø håüp duìng thiãút kãú cäút theïp. Choün täø håüp DCON1, DCON2 bãn phaíi Æ Choün täø håüp BAO bãn traïi Æ - Tênh cäút theïp : vaìo menu Design Æ Concrete Frame Design Æ Start Design/Check of Structure ( ) Trãn maìn hçnh seî hiãøn thë giaï trë cäút theïp doüc tênh toaïn åí màût trãn vaì màût dæåïi cuía dáöm taûi caïc tiãút diãûn trãn hãû våïi âån vë m2 nãn ráút khoï xem: Do âoï nãn âäøi hãû âån vë sang âãø diãûn cäút theïp thãø hiãûn våïi âån vë cm2. Kãút quaí tênh cäút theïp doüc Trang 13
14. Nhæ váûy : tr 2 - Taûi tiãút diãûn trãn gäúi A cäút theïp tênh toaïn : Fa =4,91cm d 2 - Taûi tiãút diãûn giæîa nhëp AB cäút theïp tênh toaïn : Fa =3, 6 cm .v.v. Ta coï thãø kiãøm tra kãút quaí bäú trê cäút theïp bàòng Sap2000 våïi kãút quaí tênh toaïn cäút theïp "thuí cäng" dæûa vaìo biãøu âäö bao moment cuía dáöm: BIÃØU ÂÄÖ BAO MOMENT (âån vë T.m) Trang 14