Tài liệu Hd su dung sap 200 de tinh noi luc mong bang

Boä moân Ñòa cô - Neàn Moùng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP. HCM MOÄT VÍ DUÏ SÖÛ DUÏNG SAP2000 TÍNH MOÙNG BAÊNG TREÂN NEÀN WINKLER Giai ñoaïn 1: Chuaån bò döõ lieäu: Moùng baêng cuûa moät chung cö 4 taàng haønh lang giöõa coù chieàu daøi L= 19,6m, coøn tieát dieän, kích thöôùc moùng baêng vaø taûi troïng cuï theå nhö hình sau. 200 300 200 300 1500 TIEÁT DIEÄN MOÙNG BAÊNG KHUNG 4 TAÀNG 140 T 9 Tm 122 T 7200 1300 A 124 T 9 Tm 2600 B 150 T 5 Tm 13 Tm 7200 C 1300 D Moùng baêng naøy ñöôïc tính toaùn vôùi quan nieäm daàm treân neàn ñaøn hoài Winkler vaø giaû söû coù tröôùc heä soá neàn K = 540 T/m3. 9800 1300 7200 1300 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 0.325 0.325 0.3 Moãi ñoaïn 0.3 töø nuùt soá 5 tôùi nuùt soá 29 0.3 0.325 0.325 BSoaïn: Traàn Tuaán Anh - Phuïc vuï cho SV laøm ñoà aùn neàn moùng 1 Boä moân Ñòa cô - Neàn Moùng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP. HCM Böôùc 1: Choïn soá löôïng loø xo, vaø tính ñoä cöùng cuûa caùc loø xo: Baøi toaùn moâ phoûng neàn ñaøn hoài vôùi 65 loø xo vaø moùng ñöôïc chia thaønh 64 phaàn töû (ñoaïn) nhö hình veõ treân: (Hình veõ chæ veõ moät nöûa moùng, vì ñaây laø moùng ñoái xöùng) Ñeå quy ñoåi heä soá neàn K0 = 540 T/m3 veà ñoä cöùng cuûa caùc loø xo ta tính toaùn nhö sau: Hình veõ döôùi ñaây theå hieän maët ñaát taïi beà maët ñaùy cuûa moùng baêng : 0.1625 0.325 0.325 5 1. 1 2 3 4 Töø ñoù ta quan nieäm raèng: + Loø xo soá 1 ñaïi dieän cho vuøng ñaát coù dieän tích A1 = 1.5 x 0.1625 + Loø xo soá 2 ñaïi dieän cho vuøng ñaát A2 = 1.5 x 0.325 + Töông töï cho caùc loø xo soá 3 vaø soá 4 …v..v… Nhö vaäy ñoä cöùng cuûa caùc loø xo seõ laø: K1= K65 = K0 x A1= 540 x (1.5 x 0.1625) ≅ 132 T/m K2 = K3 = K4 = K30 = K31 = K32 = K33 = 540 x(1.5 x 0.325) ≅ 264 T/m K5 = K29 = K0 x A5 = 540 x[1.5 x (0.325/2+0.3/2)] ≅ 253 T/m K6 = K7 = K8=…=K28= 540 x (1.5 x 0.3) = 243 T/m Do tính ñoái xöùng neân ñoä cöùng caùc loø xo cuûa moät nöûa moùng baêng coøn laïi tính töông töï. Böôùc 2: Quy ñoåi moment quaùn tính tieát dieän moùng baêng veà tieát dieän chöõ nhaät: Ñaàu tieân tìm troïng taâm theo nguyeân taéc caân baèng moment tónh: 2 1 3 200 300 200 300 1500 BSoaïn: Traàn Tuaán Anh - Phuïc vuï cho SV laøm ñoà aùn neàn moùng 2 Boä moân Ñòa cô - Neàn Moùng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP. HCM Moment tónh cuûa caùc tieát dieän nhoû laáy ñoái vôùi truïc naèm ôû ñaùy moùng baêng : S1= 300 x 700 x 700/2 = 735x105 mm3 S2 = [(600 x 300)/2]x (200 + 300/3) = 270x105 mm3 S3 = 600 x 200 x 200/2 = 120x105 mm3 Nhö vaäy moment tónh cuûa tieát dieän moùng baêng naøy laø: S = S1 + 2S2 + 2S3 = 1515x105 mm3 Dieän tích cuûa tieát dieän moùng baêng: A= 300x700 + 2x600x200 + 2x(600x300/2) = 6.3x105 mm2 Vaäy chieàu cao troïng taâm tính töø ñaùy cuûa moùng baêng laø: y = S/A = 1545/6.3 ≅ 240.5 mm ≅ 24 cm Töø ñaây moment quaùn tính cuûa tieát dieän moùng baêng seõ laø: Moment quaùn tính cuûa tieát dieän soá 1 ñoái vôùi truïc ñi qua troïng taâm moùng: J1 = J01 + (yc1)2. F1 = 30x 703/12 + (70/2 - 24.5)2x30x70 = 1089025 cm4. Töông töï: J2 = J02 + (yc2)2. F2 = 60x303/36 + (30 - 24.5)2x60x30/2 = 72225 cm4. J3 = J03 + (yc3)2. F3 = 60x203/12 + (10 - 24.5)2x60x20 = 292300 cm4. ⇒ J = J1 +2J2 + 2.J3 =1089025 + 2x72225 + 2x292300 = 1818075 cm4. Quy ñoåi veà tieát dieän hình chöõ nhaät coù cuøng moment quaùn tính: Hình chöõ nhaät laáy chieàu cao H = 0.7 m (cuøng chieàu cao moùng) ⇒ b = 12x1818075/(70)3 =63.6 cm ≅ 64 cm Giai ñoaïn hai: Nhaäp döõ lieäu vaøo Sap2000: BSoaïn: Traàn Tuaán Anh - Phuïc vuï cho SV laøm ñoà aùn neàn moùng 3 Boä moân Ñòa cô - Neàn Moùng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP. HCM Khôûi chaïy chöông trình Sap2000: Giao dieän chöông trình: (Neàn chöông trình coù maøu ñen, ñeå giaûm hao möïc trong in aán neân trong hình döôùi, neàn chöông trình ñaõ ñöôïc chuyeån qua maøu traéng, khi thöïc haønh sinh vieân vaãn giöõ nguyeân giao dieän ñen bình thöôøng) B1: Choïn heä thoáng ñôn vò: Choïn Ton-m. B2: Leân: File>New Model from Template Sau ñoù seõ xuaát hieän baûng: Kích chuoät vaøo bieåu töôïng naøy xuaát hieän baûng döôùi ñaây Kích chuoät vaøo ñaây ñeå boû daáu check naøy. Töùc laø ta khoâng gaùn ñieàu kieän bieân taïi caùc nuùt. Number of Spans (Soá löôïng nhòp): 5 Span Length: nhaäp vaøo 2.6 BSoaïn: Traàn Tuaán Anh - Phuïc vuï cho SV laøm ñoà aùn neàn moùng 4 Boä moân Ñòa cô - Neàn Moùng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP. HCM Xuaát hieän: Kích vaøo bieåu töôïng Maximize. Ñeå phoùng to maøn hình beân phaûi. Ñeå thaáy roõ toaøn boä heä daàm, kích vaøo phím naøy. Sau ñoù: B3: Tieán haønh löu file: Kích vaøo. Xuaát hieän hình beân phaûi. Choïn thö muïc phía treân : Save in, roài ñaët teân file. Sau ñoù kích vaøo phím Save B4: Hieäu chænh laïi ñöôøng löôùi: Leân Draw>Edit Grid Kích vaøo Edit Grid seõ xuaát hieän: Söûa trong oâ X Location: -6.5 thaønh -9.8 roài kích Move Grid Line 6.5 -> 9.8 roài kích Move Grid Line BSoaïn: Traàn Tuaán Anh - Phuïc vuï cho SV laøm ñoà aùn neàn moùng 5 Boä moân Ñòa cô - Neàn Moùng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP. HCM töông töï cho caùc giaù trò sau ñaây:-3.9 -> -8.5 ; 3.9 -> 8.5. Sau ñoù check vaøo Glue Joints to Grid Lines roài nhaán phím OK. Xuaát hieän: Ta thaáy heä nuùt vaø phaàn töû ñaõ gioáng nhö kích thöôùc cuûa moùng baêng ban ñaàu. Böôùc 5: Chia nhoû caùc phaàn töû frame Ñaàu tieân ta choïn hai phaàn töû ôû hai bieân theo kieåu choïn cöûa soå Window gioáng nhö trong Window Explorer vaãn thöôøng laøm. Sau khi caùc phaàn töû naøy ñöôïc choïn, chuùng chuyeån sang daïng neùt ñöùt nhö hình sau: Sau ñoù chuùng ta leân Edit>Divide Frames xuaát hieän baûng: Nhaäp vaøo 4, töùc laø chuùng ta seõ chia moãi phaàn töû vöøa choïn thaønh 4 phaàn ñeàu nhau. Sau ñoù nhaán OK Trôû laïi maøn hình tröôùc ñoù, chuùng ta tieán haønh choïn hai phaàn töû lôùn nhaát ñoái xöùng, roài vaøo laïi Edit>Divide Frames chia thaønh 24 phaàn töû ñeàu nhau. Töông töï cho phaàn töû ôû giöõa chia thaønh 8 phaàn töû nhoû. Cuoái cuøng ta coù nhö hình sau: Tieán haønh ñaùnh laïi soá thöù töï nuùt vaø phaàn töû: Ta choïn toaøn boä caùc phaàn töû theo kieåu Window, sau ñoù leân: Edit>Change Labels xuaát hieän: Xoaù 66 thay baèng 1 Xoaù 70 ôû döôùi thay baèng 1. Sau ñoù nhaán OK BSoaïn: Traàn Tuaán Anh - Phuïc vuï cho SV laøm ñoà aùn neàn moùng 6 Boä moân Ñòa cô - Neàn Moùng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP. HCM Cuoái cuøng soá thöù töï phaàn töû vaø nuùt seõ hieån thò ñuùng thöù töï töø nhoû ñeán lôùn theo chieàu töø traùi sang phaûi. Böôùc 6: Khai baùo ñaëc tính vaät lieäu vaø tieát dieän: Leân Define>Materials xuaát hieän baûng döôùi: Kích vaøo Add new Material seõ xuaát hieän hình beân phaûi: Trong oâ Material Name goõ: BETONG Trong khung Analysis Property Data: Xoaù heát caùc oâ vaø goõ laïi 0. Rieâng hai oâ: Modulus of Elasticity ta nhaäp: 2900000 ƒ Poisson's ratio: 0.2 (ÔÛ ñaây chuùng ta duøng BT maùc 300) Sau ñoù nhaán OK, thoaùt ra baûng Define Materials nhaán OK laàn nöõa. Khai baùo tieát dieän: Leân Define>Frame Sections xuaát hieän baûng döôùi Kích vaøo Modify/Show Section, xuaát hieän baûng beân phaûi Trong khung Section Name goõ: 70x64 Trong oâ Material kích vaøo phím tam giaùc keùo xuoáng choïn BETONG Trong khung Dimensions: Depth goõ 0.7 ; Width goõ 0.636 Roài nhaán OK, ra baûng Define Frame Sections nhaán OK laàn nöõa Böôùc 7: Khai baùo taûi troïng: Define>Static Load Case Xuaát hieän baûng (trang beân) BSoaïn: Traàn Tuaán Anh - Phuïc vuï cho SV laøm ñoà aùn neàn moùng 7 Boä moân Ñòa cô - Neàn Moùng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP. HCM Trong oâ Load goõ: TTTT (Taûi troïng tính toaùn). Xong aán Change Load. Roài aán OK. Giaû söû ta choïn ñoä saâu choân moùng laø 1.5m. Choïn γtb =2.2 T/m3. Nhö vaäy aùp löïc phaân boá do troïng löôïng baûn thaân moùng vaø lôùp ñaát naèm treân moùng laø: p = 2.2 x 1.5 = 3.3 T/m2 Nhaân cho beà roäng moùng ta coù taûi phaân boá treân moät ñôn vi chieàu daøi: q = 3.3 x 1.5 = 4.95 T/m Gaùn taûi troïng phaân boá: phím all Ñaàu tieân aán phím all ñeå choïn taát caû caùc phaàn töû. Sau ñoù leân Assign>Frame Static Load >Point and Uniforms xuaát hieän baûng sau: Trong oâ Uniform Load nhaäp: - 4.95. Quay trôû laïi maøn hình ta seõ thaáy, taûi phaân boá doïc theo thaân moùng. Ñeå taét cheá ñoä hieån thò taûi phaân boá naøy (chuùng che khuaát soá thöù töï nuùt). Ta kích Nhaäp taûi troïng taäp trung taïi vaøo nuùt troøn Nhaäp taûi taäp trung taïi caùc nuùt döôùi chaân coät: Ñaàu tieân ta choïn nuùt soá 5 baèng caùch duøng chuoät kích thaúng vaøo nuùt ñoù , khi nuùt ñöôïc choïn ta seõ thaáy xuaát hieän hai gaïch cheùo taïi nuùt ñoù. Sau ñoù leân: Assign>Joint Static Loads>Forces xuaát hieän: Nhaäp trong caùc oâ: Force Global Z: -140 (Daáu tröø laø do ngöôïc chieàu truïc Z) Moment Global YY: 9 (Neáu moment cuûa ñoà aùn caùc baïn ngöôïc laïi so vôùi chieàu cuûa ví duï naøy thì ta nhaäp -9) Sau ñoù ta nhaán OK. Sau khi thoaùt ra, neáu lôõ nhaäp nhaàm, ta laäp laïi töøng böôùc treân, BSoaïn: Traàn Tuaán Anh - Phuïc vuï cho SV laøm ñoà aùn neàn moùng 8 Boä moân Ñòa cô - Neàn Moùng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP. HCM nhöng sau khi nhaäp xong nhôù kích vaøo cheá ñoä Replace existing loads taïi khung Options roài nhaán phím OK. Ta tieán haønh nhaäp taûi troïng taïi nuùt laàn löôït cho caùc nuùt 29, 37, 61. Ghi chuù laø ta coù theå thay theá böôùc Assign>Joint Static Loads>Forces baèng moät caùch ñôn giaûn hôn laø sau khi choïn nuùt xong ta: kích vaøo phím nhaäp Böôùc 8: Gaùn loø xo cho caùc nuùt taûi troïng nuùt. Choïn nuùt 1, 65 sau ñoù leân: Assign>Joint>Springs xuaát hieän baûng döôùi: Nhaäp trong oâ Translation 3: 132 Sau ñoù nhaán OK Töông töï cho caùc nuùt coøn laïi: Nhöõng nuùt coù cuøng ñoä cöùng loø xo ta coù theå choïn theo kieåu Window cho nhanh K2 = K3 = K4 = K30 = K31 = K32 = K33 = K34 = K35 = K36 = K62 = K63 = K64 ≅ 264 K5 = K29 = K37 = K61 ≅ 253 K6 = K7 = K8=…=K28 = K38 = K39=…=K60 = 243 Böôùc 9: Raøng buoäc caùc ñieàu kieän veà baäc töï do Leân Analyze>Set Option xuaát hieän baûng sau: Kích vaøo ñaây, ta choïn baøi toaùn khung phaúng. Sau ñoù nhaán phím OK BSoaïn: Traàn Tuaán Anh - Phuïc vuï cho SV laøm ñoà aùn neàn moùng 9 Boä moân Ñòa cô - Neàn Moùng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP. HCM Böôùc 10: Raøng buoäc ñieàu kieän bieân (chuyeån vò) Ñaàu tieân aán phím all phím all ñeå choïn taát caû caùc phaàn töû. Sau ñoù aán phím Xuaát hieän: Ta choïn daáu check gioáng baûng döôùi. Ñieàu naøy coù nghóa laø: Khoâng cho dòch chuyeån theo phöông Ox, Oy Khoâng cho xoaén quanh truïc Ox. Khoâng cho daàm quay quanh truïc Oz (Quay ngoaøi maët phaúng) Böôùc 11: Choïn soá maët caét xuaát keát quaû noäi löïc. Choïn taát caû caùc phaàn töû baèng phím All sau ñoù leân: Assign>Frame>Output segments xuaát hieän baûng beân phaûi: Ta choïn Number of Segment baèng 1 Böôùc 12: Cho maùy chaïy baøi toaùn. AÁn phím naøy ñeå chaïy Böôùc 13: Xem bieåu ñoà noäi löïc Kích vaøo phím F ta coù baûng beân phaûi: Ta choïn caùc giaù trò gioáng baûng beân. Moment 3-3 chính laø giaù trò moment uoán trong maët phaúng daàm (Oxz). Xong kích OK. Ra ngoaøi ta seõ xem ñöôïc bieåu ñoà moment trong moùng baêng. Laïi nhaán phím F quay trôû laïi ta choïn: Shear 2-2 BSoaïn: Traàn Tuaán Anh - Phuïc vuï cho SV laøm ñoà aùn neàn moùng 10 Boä moân Ñòa cô - Neàn Moùng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP. HCM roài nhaán OK ta seõ xem ñöôïc bieåu ñoà löïc caét. Böôùc 14: Xuaát keát quaû ra döôùi daïng file.txt Ñeå khoâng hieån thò caùc bieåu ñoà noäi löïc nöõa, ta aán phím troøn. Sau ñoù aán phím ALL ñeå choïn taát caû caùc phaàn töû. Tieáp ñoù leân File>Print Output Table xuaát hieän baûng beân: Choïn Print to File, Spreadsheet Format ñeå keát quaû xuaát ra tieän cho Excel xöû lyù. Nhôù choïn Frame Forces Böôùc 15: Duøng Excel baät keát quaû file.txt. Khi baät nhôù choïn ñuoâi file laø .txt nhö hình döôùi. Sau ñoù xuaát hieän, baûng döôùi, kích Finish thì Excel baät baûng keát quaû bình thöôøng. Sau ñoù ta coù keát quaû nhö trang sau: BSoaïn: Traàn Tuaán Anh - Phuïc vuï cho SV laøm ñoà aùn neàn moùng 11 Boä moân Ñòa cô - Neàn Moùng Ñaïi hoïc Baùch Khoa TP. HCM Trong coät M3 ta chuù yù, ñôn vò cuûa moment laø T.m, nhìn sang coät FRAME ta thaáy, phaàn töû 1 xuaát noäi löïc taïi hai maët caét ôû ñaàu vaø cuoái phaàn töû. Coät LOC vieát taét cuûa chöõ Location (vò trí) Coät V2 chính laø giaù trò löïc caét theo truïc toaï ñoä ñòa phöông thöù 2 (ñvò Ton) hay giaù trò löïc caét theo truïc Oz. Töø ñaây ta coù keát quaû noäi löïc ñeå tính theùp cho moùng baêng. BSoaïn: Traàn Tuaán Anh - Phuïc vuï cho SV laøm ñoà aùn neàn moùng 12