1. Định nghĩa loại vật liệu:
Các loại vật liệu sau khi đ−ợc định nghĩa sẽ đ−ợc gán vào các tiết diện, các tiết diện sẽ đ−ợc gán cho các phần tử (thanh, tấm vỏ,...).
Để định nghĩa các loại vật liệu ta làm nh− sau:
- Menu Define > Materials...
+ Add New Material : Thêm một loại vật liệu mới.
+ Modify / Show Material: Hiển thị, chỉnh sửa loại vật liệu đã tồn tại.
+ Delete Material : Xoá bỏ loại vật liệu.
+ Material Name: Tên loại vật liệu.
+ Type of Material : Kiểu vật liệu.
Isotropic : Vật liệu đẳng hướng.
Orthotropic: Vật liệu trực h−ớng.
Anisotropic : Vật liệu không đẳng hướng.
+ Analysis Property Data
Mass per unit Volume: Khối l−ợng thể tích.
Weight per unit Volume: Trọng l−ợng thể tích.
Modulus of Elasticity: Mô đun đàn hồi của vật liệu.
Poisson’s Ratio: Hệ số Poisson.
Coeff of thermal expansion: Hệ số giãn nở vì nhiệt.
+ Design Property Data: Dữ liệu phục vụ cho bài toán thiết kế.
Specified Conc Comp strength, fc’: Cường độ chịu nén của bê tông.
Shear Reinf. Yield stress, fys: Cường độ chịu cắt của cốt thép.
Một số loại vật liệu th−ờng gặp trong tính toán các kết cấu công trình:
Loại Vật liệu Môđun đàn hồi (Modulus of Elasticity)
E (kN/m2)
Hệ số Poisson (Poisson’s
Ratio)
Hệ số giãn nở vì nhiệt (Coeff of Thermal Expansion)
(1/C)
Trọng l−ợng riêng
(kN/m3)
Bê tông M150 2,1x107 0,2 1,0x10-5 24,5
M200 2,4x107 0,2 1,0x10-5 24,5 M250 2,65x107 0,2 1,0x10-5 24,5 M300 2,9x107 0,2 1,0x10-5 24,5 B12,5 2,1x107 0,2 1,0x10-5 24,5 B15 2,3x107 0,2 1,0x10-5 24,5 B20 2,7x107 0,2 1,0x10-5 24,5 B25 3,0x107 0,2 1,0x10-5 24,5 B30 3,25x107 0,2 1,0x10-5 24,5
ThÐp CT3 2,1x108 0,3 1,2x10-5 77
CT5 2,1x108 0,3 1,2x10-5 77
(Một số loại vật liệu khác không có trong bảng này có thể tìm thấy trong các tài liệu chuyên ngành).
2. Định nghĩa tiết diện (đặc tr−ng hình học):
Tiết diện đ−ợc định nghĩa sau khi các loại vật liệu dùng cho kết cấu đã đ−ợc định nghĩa.
Để định nghĩa tiết diện ta làm nh− sau:
a. Định nghĩa tiết diện cho phần tử thanh (Frame):
- Menu Define > Section Properties > Frame Sections...
Choose Property Type to Add
+ Import New Property: Chọn các tiết diện đã có sẵn trong th− viện mẫu (do SAP đã tạo sẵn và đ−ợc
lưu trong File *.pro).
Các tiết diện đ−ợc chọn sẽ đ−ợc bổ xung vào cột Find this property, sau này ta có thể gán loại tiết diện đó cho các phần tử thanh trong kết cấu.
+ Add New Property: Khai báo tiết diện do người sử dụng tự định nghĩa.
Frame Section Property Type Loại tiết diện: bê tông (concrete), thép(steel) Section Name: Tên tiết diện.
Properties: Các tính chất tiết diện.
Section Properties : Các đặc tr−ng hình học của tiết diện ngang.
Set Modifiers: Hệ số nhân cho các giá trị đặc tr−ng hình học.
Material: Loại vật liệu dùng cho tiết diện.
Dimensions: Kích th−ớc tiết diện.
Depth (t3) : Độ dài của cạnh vuông góc với trục 3 của
phần tử thanh.
Width (t2): Độ dài của cạnh vuông góc với trục 2 của
phần tử thanh.
- Các loại tiết diện khi định nghĩa có thể chọn từ các th− viện mẫu tiết diện sẵn có hoặc tự
định nghĩa theo ý người sử dụng.
- Một số tiết diện th−ờng dùng là : Rectangular ( chữ nhật), I/Wide Flange (chữ I), Pipe (hình ống tròn)....
Định nghĩa tiết diện chữ nhật: menu Define > Section Properties > Frame Sections >
Add New Property...> Frame Section Property Type – Concrete > Rectangular
Định nghĩa tiết diện chữ I: menu Define > Section Properties > Frame Sections > Add New Property...> Frame Section Property Type – Steel > I/Wide Flange
Đặt tên tiết diện
Chọn loại vật liệu
Kích th−ớc tiết diện theo chiều vuông góc với trục 3, 2 của hệ tọa độ địa phương
Chiều cao tiết diện Bề rộng cánh trên Chiều dày cánh trên Chiều dày s−ờn Bề rộng cánh d−ới Chiều dày cánh d−ới
Đặt tên tiết diện
Loại vật liệu
Định nghĩa tiết diện chữ hình ống: menu Define > Section Properties > Frame Sections
> Add New Property...> Frame Section Property Type – Steel > Pipe
- Một số loại tiết diện khác:
+ Một số tiết diện phổ biến khác:
+ Tiết diện ch−a định hình : tự khai báo các đặc tr−ng hình học của tiết diện mà không quan tâm đến hình dáng tiết diện.
Menu Define > Section Properties > Frame Sections...> Other > General Cross section area: Diện tích tiết diện mặt cắt ngang.
Torsional constant: Mômen chống xoắn của tiết diện.
Moment of inertia about 3,2 axis: Mô men quán tính I33, I22.
Shear area in 2, 3 direction: Diện tích chịu cắt hiệu dụng của tiết diện
theo ph−ơng 2, 3.
Đặt tên tiết diện
Chọn loại vật liệu
Đ−ờng kính ngoài Chiều dày thành ống
Tee Channel Angle Double Angle
Plastic modunlus about 3, 2 axis:
Radius of Gyration about 3, 2 axis: Bán kính quán tính của tiết diện
đối với trục 3, 2.
Sau khi khai báo các đặc tr−ng hình học tiết diện, SAP2000 sẽ tự đ−a ra một loại tiết diện nào phù hợp với các đặc tr−ng đã đ−ợc khai báo ở trên.
Cách khai báo này thường dùng để định nghĩa tiết diện cho các thanh dàn.
+ Tiết diện thay đổi (không lăng trụ): là tiết diện mà mặt cắt ngang theo chiều dài phần tử không giống nhau.
Menu Define > Section Properties > Frame Sections...> Other > Nonprismatic…
Khai báo tiết diện thay đổi chỉ thực hiện đ−ợc khi đã khai báo tối thiểu hai tiết diện.
Nonprismatic Section Name: Tên của tiết diện thay đổi.
Start, End Section: Tiết diện đầu, cuối một phân đoạn.
Length: Chiều dài một phân đoạn.
Length Type: Kiểu chiều dài một phân đoạn.
Có hai kiểu chiều dài là: Variable-chiều dài tương đối, khi đó trong ô Length khái báo tỉ lệ chiều dài phân đoạn / tổng chiều dài của đoạn thanh.
Nếu khai báo trong ô này với kiểu chiều dài là Absolute-chiều dài tuyệt đối, khi đó trong ô Length cần khai báo giá trị chiều dài thực của phân đoạn.
EI33,EI22 Variation: Qui luật thay đổi EI33 và EI22 trên phân
đoạn có tiết diện thay đổi.
Linear, Parabolic, Cubic: TuyÕn tinh, bËc hai, bËc ba.
End J
End i
Lc1Lc2 Phân đoạn 1Phân đoạn 2
Phân đoạn 1 Phân đoạn 2
Tiết diện bắt đầu
Tiết diện kÕt thóc
Chiều dài Kiểu chiều dài
EI33 EI22 Tên của tiết diện thay đổi
b. Định nghĩa tiết diện cho phần tử tấm vỏ (Shell):
- Menu Define > Section Properties > Area Sections... > (Shell) Add New Section...
+ Section Name: Tên loại tiết diện.
+ Material angle: Góc vật liệu, góc của hướng chuẩn đang định
nghĩa với h−ớng làm
việc thực của phần tử,
mặc định góc này bằng 0.
+ Area Type: Kiểu tiết diện .
Shell: Phần tử tấm vỏ th−ờng.
Plane: Phần tử phẳng.
Asolid: Phần tử tấm vỏ
đối xứng trục.
+ Thickness: Độ dày của phần tử.
Membrane: Độ dày màng.
Bending: Độ dày uốn.
+ Type: Loại phần tử.
Plate: Phần tử tấm chịu
uèn thuÇn tuý.
Shell: Phần tử vỏ tổng quát.
(uèn + kÐo nÐn)
Thick Plate: Phần tử tấm dày.
Membrane: Phần tử màng.
c. Định nghĩa tiết diện cho phần tử phẳng:
(áp dụng cho bài toán ứng suất phẳng và biến dạng phẳng) - Menu Define > Section Properties > Area Sections... >
(Plane) Add New Section...
Plane-Stress: phần tử ứng suất phẳng
(khi làm việc chỉ tồn tại ứng suất theo 2 ph−ơng) Plane-Strain: phần tử biến dạng phẳng
(khi làm việc chỉ tồn tại biến dạng theo 2 ph−ơng)
Tên tiết diện
Kiểu tiết diện
Chiều dày uốn Chiều dày kéo nén Vật liệu
3. Gán các tiết diện đ∙ định nghĩa cho phần tử
(Gán các đặc tr−ng hình học của tiết diện cho phần tử)
Chọn phần tử thanh – Menu Assign > Frame > Frame Sections...
Chọn phần tử tấm vỏ – Menu Assign > Area > Sections...
Chọn phần tử - Dùng thanh công cụ