Text

NOTE Đóng lại

Thứ Sáu, 16 tháng 12, 2011

Giải Nội lực Móng băng trên Nền winkler bằng SAP2000

Việc giải nội lực để tính toán và bố trí cốt thép tương đối phức tạp,Nhưng với việc chấp nhận giả thiết dầm móng băng trên nền đàn hồi Winkler ,Mô hình hóa và đưa vào Sap để xuất nội lực thì mọi chuyện trở nên không quá khó để thực hiện.Đặc biệt với các bạn đang làm Đồ án Nền Móng thì Tut này thực sự cần thiết và hữu ích.Bài viết này có sử dụng tài liệu hướng dẫn tính móng băng của anh Trần Tuấn Anh.ĐhBK Tp HCM.




Giai ñoaïn 1: Chuaån bò döõ lieäu:


Moùng  baêng cuûa  moät  chung   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.






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.






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,    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 :
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:






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:



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








             Number of Spans (Soá löôïng nhòp): 5
Span Length: nhaäp vaøo 2.6





















B4: Hieäu chænh laïi ñöôøng löôùi: Leân Draw>Edit Grid













Kích vaøo Edit Grid seõ xuaát hieän: Söûa trong X Location:
-6.5 thaønh -9.8 roài kích Move Grid Line
6.5 -> 9.8 roài kích Move Grid Line



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 ch 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:





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



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 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
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 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)



Trong 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:
Ñaàu tieân aán phím all






Nhaäp  taûi taäp trung taïi caùc nuùt döôùi chaân coät:
Ñaàu tieân ta choïn  nuùt soá 5 baèng caùch duøng chuoät ch thaúng  vaøo nuùt ñoù , khi nuùt ñöôïc choïn ta seõ thaáy xuaát hieän hai gaïch cheùo taïi nuùt ñoù.
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:
Böôùc 8: Gaùn  loø xo cho caùc nuùt


Choïn  nuùt 1, 65 sau ñoù leân:
Assign>Joint>Springs xuaát hieän baûng döôùi:


kích vaøo phím nhaäp taûi troïng  nuùt.




Nhaäp trong 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



Böôùc 10: Raøng buoäc ñieàu kieän  bieân (chuyeån  vò)

Ñaàu tieân aán phím all
ñeå choïn taát caû caùc phaàn  töû.




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 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











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:





Trong coät M3 ta chuù  yù, ñôn 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.

Thanks for your attention!

0 comments:

Đăng nhận xét

RULE OF COMMENT CONTENT:
- Không được hèn thẻ liên kết(tags)vào nhận xét.
- Nội dung nghiêm túc không chứa từ ngữ thô tục gây khó chịu đến bạn đọc khác.
- Nội dung phải liên quan đến bài viết,không được SPAM.
- Ghi chú tên và địa chỉ mail để tiện liên lạc trong trường hợp cần.

:) :( :)) :(( =))

Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More