Ứ NG DỤNG PHẦN MỀM SAP2000 TRONG TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐÀI NƯỚC Tài liệu này được viết trên giao diện của SAP2000 V9.03  nn-tt nn@yahoo.com Nguyen tran nguyen © Cho đài nước có hình dạng như hình vẽ với các kích thước (m) như sau : 5 10 16 1,5 6,5 1,5 25,5 1,8 1 3 8 1 0 6 2 7 4 9 5 1 1. Chân đài t = 0,2m 2. Vỏ nón cụt t = 0,25m 3. Thành đài t = 0,2m 4. Vòm đáy t = 0,25m 5. Thành trong t = 0,2m 6. Nắp đài t = 0,12m 7. Dầm dưới 0,4x0,3m 8. Dầm giữa 0,4x0,3m 9. Dầm vòm đáy 0,3x0,25m 10. Dầm trên 0,3x0,25m Bước 1 : Tạo mô hình từ Template 9 Luôn chọn đơn vò tính trước khi thực hiện tạo mô hình. • Chọn đơn vò tính : trong bảng đơn vò tính ở dưới góc phải, chọn đơn vò tính là KN,m,C • Tạo mô hình từ Template : - Chọn File – Newmodel , chọn mô hình Đài nước ( Storage Structure ), chọn đài dạng 1, nhập vào các thông số sau : Theo đườn g kínhTheo cao độ Num of Divisions, Angular = 16 : theo chu vi chia thành 16 phần x 22,5 o = 360 o Max Spacing, Surface = 1 : theo chiều cao, cứ ≤ 1 m chia thành 1 phần tử Không đánh dấu vào ô : Restrains (liên kết) Sau khi thực hiện, trên màn hình Sap sẽ có dạng sau : 9 Mặc đònh, Sap tạo ra 2 khung nhìn : khung nhìn 3D-View và khung nhìn Top. Trong đó, khung nhìn 3D-View được hiển thò ở trạng thái nhìn phối cảnh. Để tắt trạng thái nhìn phối cảnh, click chọn khung nhìn 3D-View, sau đó chọn nút “hình mắt kiếng”. ó thể tắt bớt 1 khung nhìn nếu muốn . Để tạo lại 2 khung nhìn, chọn Option – Windows C – Two Tiled Vertically. 9 Các đường màu xám được hiển thò trên màn hình là các đường lưới, để tắt/mở trạng thái hiển thò lưới, chọn View – Show Gird, hay phím tắt F7. chọn View – Set Display Option , hay 9 Để tô đầy phần tử ,từ Menu, phím tắt Ctrl+E, hay nút “chữ V” trên màn hình, Đường lưới Set Display Option chọn Fill Object . (Từ đây, chức năng View – SetDisplay Option được gọi tắt là “nút V”) Các nút được tạo ra mặc đònh là ở trạng thái ẩn ( Invisible), để hiển thò nút ta hãy tắt chế độ Invisible . (Đôi khi cần phải dùng nút Restore Full View hay phím F3 thì mới có thể hiển thò được nút và chức năng Fill Object ) Bước 2 : Khai báo vật liệu và khai báo tiết diện • Khai báo vật liệu : chọn Define – Materials - Từ Menu, - chọn CONC ( concrete) và kích nút Modify/Show Nhập vào các thông số sau Mass per unit Volume : 0 Weight per unit Volume : 25 ( kN/m 3 ) 7 ( kN/m 2 ) Modulus of Elasticity : 2,65e Poisson’s Ratio : 0,2 Coff of thermal Expansion : 0 • Khai báo tiết diện : Khai báo tiết diện cho dầm ( phần tử Frame ) o chọn Define – Frame Sections - Từ Menu, - Ở Choose Property Type to Add : chọn Add Rectangular (mặt cắt ngang dầm dạng hình chữ nhật ) t2 t3 - Để tạo dầm mới chọn Add new Property : nhập vào các thông số Section Name : DAMTREN Material : CONC Depth t3 : 0,3 ( chiều cao ) Width t2 : 0,25 ( chiều rộng ) - Để tạo thêm dầm, chọn Add Copy of Property … lần lượt tạo thêm DAMGIUA, DAMDUOI, DAMVOM Khai báo tiết diện cho vỏ ( phần tử Shell ) o chọn Define – Area Sections - Từ Menu, - Chọn Add New Section : nhập vào các thông số Section Name : CHANDAI Material : CONC Area Type : chọn Shell Membrane : 0,2 Bending : 0,2 - Để tạo thêm các tiết diện khác , chọn Add New Section … lần lượt tạo thêm các tiết diện THANHDAI, VONONCUT, VOMDAY, THANHTR, NAP Bước 3 : Gán tiết diện cho mô hình đã tạo ở bước 1 Do ban đầu khi tạo mô hình Sap bằng Template thì mặc đònh tất cả các phần tử Shell đều mang tiết diện ASEC1 . Do đó , ta cần phải gán lại tiết diện cho các phần tử. 9 Để xem tên tiết diện của phần tử ( Frame hay Shell ) ,chọn “nút V”, đánh dấu vào mục Section . Để tắt tên tiết diện của phần tử ( Frame hay Shell ) , chọn lại “nút V”, tắt mục Section, hay để nhanh hơn có thể dùng phím tắt F4. Để gán lại tiết diện cho các phần tử, ta sẽ sử dụng khung nhìn 3D . • Xoay hình : - Chọn khung nhìn 3D ( click vào khung cửa sổ 3D ), họn View - Set 3D View, - Từ Menu, c hay phím tắt Shift+F3, chỉnh các thông số lần lït là 225 o , 0 o , 0 o , • Gán tiết diện : o Gán tiết diện cho thành đài : - Bung chuột, chọn tất cả các phần tử thuộc thành đài (xem hình). - Từ Menu, chọn Assign – Area – Sections chọn tiết diện THANHDAI Tương tự o Gán tiết diện cho vỏ nón cụt - Chọn tất cả các phần tử thuộc vỏ nón cụt - Assign – Area – Sections , chọn tiết diệnVONONCUT Gán tiết diện cho chân đài o - Chọn tất cả các phần tử thuộc chân đài - Assign – Area – Sections , chọn tiết diện CHANDAI 9 Nếu bạn cảm thấy khó khăn khi chọn các phần tử, hãy sử dụng các chức năng Zoom in , Zoom out hay Rubber Band Zoom ( F2) để có thể lựa chọn dễ hơn. 9 Sau khi chọn , nếu bạn không muốn chọn các phần tử đó nữa, bạn hãy tìm nút CLR (clear) bên trái màn hình. 9 Hãy chắc rằng chọn đúng các phần tử. Để kiểm tra, chọn “nút V”, đánh dấu vào mục Sections trong phần Area. Sau đó phóng lớn màn hình, chọn nút Rotate 3D View, xoay hình để kiểm tra. 9 Có sự khác nhau khi chọn các phần tử bằng cách bung chuột từ trái qua phải và bung chuột từ phải qua trái. Bước 4 : Tạo nắp đài, vòm đáy, thành trong. • Tạo nắp đài : - Từ Menu, chọn Edit – Add to Model from Template - Chọn Shells – chọn mô hình Spherical Dome Nhập vào các thông số sau : Radius , R : 9,083333 (m) ( o ) Roll down Angle , T : 33,398488 Num of Divisons Angle : 16 ( theo chu vi chia thành 16 phần ) Num of Divisons , Z : 5 (theo chiều cao chia thành 5 phần ) Area : chọn tiết diện NAP Không đánh dấu vào ô Restraints , Girdlines Chọn Locate Origin , chọn chế độ 3D , - 24 nhập vào z : ( mô hình vòm nắp mới tạo ra được đặt ở độ cao 24m, xem hình vẽ trang 1, lưu ý là gốc tọa độ nằm ở chân đài)  Bán kính R và góc T của vòm (Spherical Dome) được xác đònh như sau : f fr R .2 22 + = R r T arcsin= Trong bài toán này , ta có r = 5m ; f = 1,5m Ỉ R = 9,0833333 (m) Ỉ T = 33,398488 o R f r T Sau khi thực hiện, trên màn hình sẽ có như sau : Tư ø Menu, chọn View - Set 3D View, 9 hay phím tắt Shift+F3, chỉnh các thông số lần lït là 225 o , 15 o , 0 o hay các thông số khác để có góc nhìn tốt nhất cho bạn. Hay để nhanh hơn, có thể sử dụng Rotate 3D View. • Tạo vòm đáy : - Từ bảng Toạ độ ở góc dưới phải, chọn lại gốc toạ độ là GLOBAL - Từ Menu, chọn Edit – Add to Model from Template - Chọn Shells – chọn mô hình Parapolic Dome Nhập vào các thông số sau : 0.9 2.5 Start X : End X : 0 360 Start Angle , Tz1 : End Angle , Tz2 : Constant , C : 5.44 16 Num of Divisons Angle : 5 Num of Divisons , Z : VOMDAY Area : chọn tiết diện Restraints , Girdlines Không đánh dấu vào ô Chọn Locate Origin , chọn chế độ 3D , - 16 nhập vào z : ( mô hình vòm đáy mới tạo ra được đặt ở độ cao16m, xem hình vẽ trang 1) Parabolic Dome được xác đònh như  Trong SAP2000, mô hình hình vẽ sau : Với C : hệ số hình dạng : hfRC + − = ).(2 Start X Với đề bài cho , ta đã có h = 1m , End X = r= 2,5m ; Start X = 0,9m như vậy để xác đònh hệ số C , ta cần phải xác đònh R , f . …… ta sẽ xác đònh được f = 1,123411m R = 3,343411 C = 5,44 → 9 Dưới đây , xin trình bày một cách để xác đònh R , f - dựa vào chương trình AutoCad - Sử dụng AutoCad , hãy xác đònh 3 điểm A , B , C ( theo giá trò Start X, End X và h đã biết ) - Vào Draw – Arc – 3 Points : chức năng vẽ cung tròn qua 3 điểm ( vẽ theo chiều kim đồng hồ ) . Sau khi đã có cung tròn , ta sẽ đo được R , f • Tạo thành trong : - Từ bảng Toạ độ ở góc dưới phải, chọn lại gốc toạ độ là GLOBAL - Chọn Edit – Add to Model from Template - Chọn Shells – chọn mô hình Cylinder Nhập vào các thông số sau : Culimder Height : 9,25 Num of Divisons , Z : 9 Radius : 1 Num of Divisons Angle : 16 Area : chọn tiết diện THANHTR Chọn Locate Origin , chọn chế độ 3D , nhập vào z : 17 Không đánh dấu vào ô Restraints , Girdlines End X r R f h A B C A B C R Start X End X h Start X End X r R f h [...]... Đối với phần tử dầm ( Frame) : -P : lực dọc trục - M 2-2 : moment nằm trong mặt phẳng 1-3 , uốn quanh trục 2 - M 3-3 : moment nằm trong mặt phẳng 1-2 , uốn quanh trục 3 - F 2-2 : lực cắt theo phương trục 2 - F 3-3 : lực cắt theo phương trục 3 o Đối với phần tử vỏ ( Shell) : - M 2-2 : moment uốn quanh trục 1 - M 1-1 : moment uốn quanh trục 2 - F 1-1 : lực theo phương trục 1 - F 2-2 : lực theo phương trục 2 ( xem... THUYTINH (chỉ xem kết quả biến dạng do áp lực nước gây ra) Đến phần này, nếu ta tạo mô hình và gán lực đúng thì kết quả biến dạng sẽ cho thấy phần phía dưới thành đài bò phình ra, vỏ nón cụt bò phình xuống … • Cần thiết phải kiểm tra biến dạng trước, vì kết quả biến dạng là kết quả dễ nhận xét bằng đònh tính • Xem kết quả nội lực : - Từ menu, chọn Display – Show Force/Stress - Một số kết quả nội lực... thấy rằng đối với vòm đáy , mặt đỏ hướng lên trên có nghóa là trục 3 hướng lên trên ( do trục 3 hướng từ mặt vàng qua mặt đỏ ), trong khi theo yêu cầu là trục 3 phải hướng xuống Tương tự, đối với thành trong của đài B, mặt đỏ hướng ra ngoài có nghóa là trục 3 hướng ra ngoài, trong khi theo yêu cầu là trục 3 phải hướng vào trong Do đó cần thiết phải đổi chiều lại hướng trục 3 của VOMDAY và THANHTR... ngàm cho các nút dưới chân đài : - Chọn tất cả các nút dưới chân đài - Từ menu, chọn Assign – Joint – Restrain, chọn ngàm • Chọn bậc tự do : - Từ menu, chọn Analyze – Set Analysis Options , chọn khung không gian Bước 10 : Save & Run - Save bài toán - Chọn nút Run để giải bài toán Bước 11 : Biến dạng và nội lực Kiểm tra biến dạng : - Từ menu, chọn Display – Show Deformed Shape - Chọn trường hợp kiem tra... trong Để đổi chiều trục 3 : - Chọn các phần tử VOMDAY , THANHTR (chọn bằng cách bung một cửa sổ trên màn hình) - Từ menu, Chọn Assign – Area – Reverse Local 3 ta sẽ có như sau : - Chọn View – Show All Để đơn giản, bạn chỉ cần nhớ là cần đổi chiều trục 3 sao cho nếu bạn đứng bên trong đài nước, bạn chỉ thấy xung quanh toàn màu vàng !! Liên kết các phần tử : - Chọn All (Ctrl + A) - Từ menu, chọn Edit – Merge... áp lực thủy tónh của nước (ở bên trong đài) , được minh họa trong hình sau : Áp lực nước trục 3 trục 3 trục 3 Áp lực nước trục 3 trục 3 trục 3 Các bước thực hiện - Chọn “nút V”, mở chế độ Fill Object, mở chế độ hiển thò hệ trục tọa độ đòa phương - Local Axes của Area - Từ menu, c họn Select – Select – Areas Sections , chọn 2 tiết diện THANHTR, VOMDAY ( giữ phím Ctrl trong khi chọn) - Từ menu, c họn View... hiện - Chọn Section : DAMDUOI, sau đó tắt hộp thoại này - Vẽ 1 đoạn dầm bằng cách click vào 2 nút liền nhau trên khung nhìn XYPlane Đoạn dầm mới tạo ra là đoạn thẳng màu vàng Bấm Enter để kết thúc Đoạn dầm mới tạo Click vào Click vào Sao chép dầm : - chọn đoạn dầm mới vẽ - Từ Menu, chọn Edit – Replicate, - Chọn tệp Radial - Chọn Parallel to Z - Nhập vào : Number : 15 Angle : 22,5 (o) (22,5ox16=360o)... bảo là các nút được liên kết với nhau, cần thiết phải thực hiện Merge Joint • Mặt đỏ ở trong, mặt vàng ở ngoài Bước 7 : Khai báo các loại lực tác dụng và các trường hợp tải hợp tổ trọng Khai báo các loại lực tác dụng Các loại lực tác dụng lên đài nước bao gồm : tải trọng bản thân, áp lực thủy tónh ( bao gồm áp lực ngang của nước và trọng lượng nước) , áp lực gió, tải sửa chữa • - Để khai báo các loại... Load Assign Trong Sap2 000, khi gán lực sẽ luôn có bảng lựa chọn Options, với ý nghóa như sau : - Add to Existing Loads : cộng thêm giá trò lực mới gán vào giá trò lực đã gán lần trước - Replace Existing Loads : thay thế giá trò lực đã gán lần trước bằng lực mới gán - Delete Existing Loads : xoá lực đã gán ( được gán với tên lực trong Load Case Name) c Gán áp lực gió - Chọn nút muốn gán - Từ menu, chọn... trình 17, do đó cần phải tạo thêm lưới z = 17 - Chọn hệ toạ độ là GLOBAL - Nếu chế độ hiển thò lưới đã tắt, mở lại chế độ hiển thò lưới ( View – Show Grid hay phím F7 ) - Bấm double click vào đường lưới ( đường xám nhạt ), hộp thoại Define Grid Data Xuất hiện - Nhập thêm vào mục Z Gird Data cao trình z = 17 ( cao trình dầm vòm đáy), bấm OK ( 2 lần) Đường lưới - Đến đây, ta đã có mặt phẳng z = 17, việc . Ứ NG DỤNG PHẦN MỀM SAP2 000 TRONG TÍNH TOÁN KẾT CẤU ĐÀI NƯỚC Tài liệu này được viết trên giao diện của SAP2 000 V9.03  nn-tt nn@yahoo.com Nguyen tran. Không đánh dấu vào ô : Restrains (liên kết) Sau khi thực hiện, trên màn hình Sap sẽ có dạng sau : 9 Mặc đònh, Sap tạo ra 2 khung nhìn : khung nhìn 3D-View và khung nhìn Top. Trong đó, khung. tạo thêm các tiết diện THANHDAI, VONONCUT, VOMDAY, THANHTR, NAP Bước 3 : Gán tiết diện cho mô hình đã tạo ở bước 1 Do ban đầu khi tạo mô hình Sap bằng Template thì mặc đònh