bài tập ứng dụng SAP - nhà cao tầng gió động và động đất

Chia sẻ: Nguyễn Văn Nam | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

498
lượt xem 82
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

bài tập ứng dụng SAP 2000 dành cho sinh viên cao đẳng đại học chuyên ngành xây dựng

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: bài tập ứng dụng SAP - nhà cao tầng gió động và động đất

NHÀ CAO TẦNG GIÓ ĐỘNG & ĐỘNG ĐẤT Lý thuyết :
ĐỘNG ĐẤT
Đầu bài : Nhà 14 tầng, chiều cao mỗ i tầng 3.5 m, số nhịp theo hướng X = 4, Số nhịp theo hướng Y = 3, mỗ i nhịp hướng X = 6 m, hướng Y = 5 m. Dầm dọc D1 có b x h = 0.2 x 0.4 m Dầm ngang D2 có b x h = 0.2 x 0.5 m Cột có b x h = 0.5 x 0.5 m Tải bản thân : Sàn, dầm, cột máy tự tính nếu nhập W Tải hoàn thiện : q phân bố lên sàn = 0.06 T/m2 Tải tường lên các dầm q = 0.5 T/m Hoạt tải : Các sàn từ tầng 1 đến tầng 13 có q = 0.24 T/m2 Sàn sân thượng có q = 0.09 T/m2 Gió có W0 = 83 kG/m2; địa hình vùng IIA
I. TÍNH THÔ CHƯA MESH AREA ( để xác định khối lượng từng tầng ) Vẽ dạng hình học của kết cấu ( nên tạo 1 tầng ) Khai báo vật liệu Khai báo tiết diện dầm, cột, sàn Gán tiết diện dầm , cột , sàn Khai báo các trường hợp tải trọng ( TT, HT, …) Gán tải tường lên dầm ( TT ) Gán tải trọng lớp hoàn thiện của sàn ( TT ) Gán hoạt tải sàn ( HT ) Bỏ các liên kết dưới chân cột Chọn All trong không gian 3D, copy thành 14 t ầng. Gán liên kết ngàm dưới chân cột. Chọn tất cả các nút của từng tầng và thay thế bằng 1001…. ( tầng 1 ) 2001…. ( tầng 2 ) v.v… Giải bài toán Xuất kết quả sang EXEL ( Chọn JOINTS RESULT ) Tại từng tầng SUM giá trị khối lượng của các nút ta được kết quả : Xem File : THOJOINT.XLS Ta được khối lượng tầng 1.. 14 Tầng 1 = 32.8348 Ton s2/m Tầng 2 = 32.8348 Ton s2/m Tầng 3 = 32.8348 Ton s2/m Tầng 4 = 32.8348 Ton s2/m Tầng 5 = 32.8348 Ton s2/m
Tầng 6 = 32.8348 Ton s2/m Tầng 7 = 32.8348 Ton s2/m Tầng 8 = 32.8348 Ton s2/m Tầng 9 = 32.8348 Ton s2/m Tầng 10 = 32.8348 Ton s2/m Tầng 11 = 32.8348 Ton s2/m Tầng 12 = 32.8348 Ton s2/m Tầng 13 = 32.8348 Ton s2/m Tầng 14 = 19.1324 Ton s2/m ( Đây là m = M/g ) Kiểm tra bằng tính tay : Tầng 1 : Tĩnh tải : Sàn : 15 x 24 x 0.1 x 2.5 + 15 x 24 x 0.06 = 111.6 T Dầm D1 + D2 : 15 x 5 x 0.2 x 0.5 x 2.5 + 4 x 24 x 0.2 x 0.4 x 2.5 = 37.95 T Cột : 3.5 x 20 x 0.5 x 0.5 x 2.5 = 43.75 T Tường : 15 x 5 x 0.5 + 24 x 4 x 0.5 = 85.5 T Tổng tĩnh tải : 111.6 + 37.95 + 43.75 + 85.5 = 278.8 T Hoạt tải : 50 % = 15 x 24 x 0.24 x 50% = 43.2 T Tổng trọng lượng : 278.8 + 43.2 = 322 T ( Đây là M ) Tầng sân thượng: Tĩnh tải : Sàn : 15 x 24 x 0.1 x 2.5 + 15 x 24 x 0.06 = 111.6 T Dầm D1 + D2 : 15 x 5 x 0.2 x 0.5 x 2.5 + 4 x 24 x 0.2 x 0.4 x 2.5 = 37.95 T Cột : 1.75 x 20 x 0.5 x 0.5 x 2.5 = 21.875 T
Tổng tĩnh tải : 111.6 + 37.95 + 21.875 = 171.425 T Hoạt tải : 50 % = 15 x 24 x 0.09 x 50% = 16.2 T Tổng trọng lượng : 171.425 + 16.2 = 187.625 T II. TÍNH MỊN ( Đã MESH AREA và BẼ DẦM ) để xác định tần số dao động, các giá trị của Mode dao động, nội lực cho các trường hợp tính… Chia sàn ( Mesh Area ) : 4,4 Bẽ gãy dầm ( Chọn All Edit  Device Frame  Break… Gán sàn từng tầng tuyệt đối cứng ( Chọn các nút của từng tầng, Assign  Joints  Constraints  Diaphragm  Đặt tên Ví dụ T1….T15 Giải bài toán Xem các dạng dao dộng cơ bản 1,2,3 của từng phương X, Y V í dụ : Phương X Phương y SAP cho Mode 1 Mode 1 Mode 2 Mode 1 Mode 3 Mode 4 Mode 2 Mode 5 Mode 2 Mode 6 Mode 7 Mode 3 Mode 8 Mode 3 Mode 9 Mode 10 Mode 11
Mode 12 Ghi lại các giá trị của Mode 1, 2 , 3 theo phương X Xuất kết quả sang EXEL ( Chọn STRUCTURE OUTPUT ) có các kết quả : Period : Chu kỳ Frequency : Tần số f CircFreq : Tần số ω Eigenvalue : ω2
Bảng Modal Periods And Frequencies TABLE: Modal Periods And Frequencies OutputCase StepType StepNum Period Frequency CircFreq Eigenvalue Text Text Unitless Sec Cyc/sec rad/sec rad2/sec2 MODAL Mode 1 3.289129726 0.304031791 1.91028808 3.649200547 MODAL Mode 2 2.577390188 0.387989372 2.437809121 5.942913309 MODAL Mode 3 2.34294347 0.426813541 2.681748573 7.191775406 MODAL Mode 4 1.059163902 0.944140938 5.932212469 35.19114478 MODAL Mode 5 0.838443978 1.192685529 7.493864193 56.15800054 MODAL Mode 6 0.762880953 1.310820511 8.236128174 67.8338073 MODAL Mode 7 0.596610475 1.676135504 10.53146997 110.9118598 MODAL Mode 8 0.477630765 2.09366748 13.15490075 173.0514138 MODAL Mode 9 0.436976683 2.288451622 14.37876561 206.7489004 MODAL Mode 10 0.395877024 2.526036972 15.87155839 251.9063656 MODAL Mode 11 0.325751989 3.069820094 19.28824851 372.0365306 MODAL Mode 12 0.296618081 3.371338652 21.18274548 448.7087062 Vậy Phương X : f1 = 0.304 ; f2 = 0.944 ; f3 = 1.676 > fL = 1.3 (3 dạng cơ bản của phương X ) Phương Y : f1 = 0.387 ; f2 = 1.192 ; f3 = 2.093 > fL = 1.3 (3 dạng cơ bản của phương Y )
Vào chương trình WINDLOAD KHONG GIAN, nhập các giá trị màu đỏ ( nên đọc trước Lý thuyết tính toán gió động ) ta dược kết quả của tải trọng gió từ tầng 1 đến 14 như sau: Taûi tónh Taûi ñoäng Toång taûi (T) (T) (T) (T) (T) (T) x-dir y-dir x-dir y-dir x-dir y-dir 9.333765 14.934024 0.1818369 0.3343547 9.52 15.27 6.83256 10.932096 0.5289799 0.9150759 7.36 11.85 7.259595 11.615352 0.9367353 1.54859 8.20 13.16 7.534118 12.054588 1.3444907 2.1821041 8.88 14.24 7.717133 12.347412 1.7467359 2.7980206 9.46 15.15 7.93065 12.68904 2.12143 3.3787418 10.05 16.07 8.083163 12.93306 2.4685731 3.9242678 10.55 16.86 8.29668 13.274688 2.7881652 4.4257998 11.08 17.70 8.41869 13.469904 3.0636755 4.8657402 11.48 18.34 8.5407 13.66512 3.3006145 5.2440889 11.84 18.91 8.601705 13.762728 3.4934718 5.5608459 12.10 19.32 8.66271 13.860336 3.6367372 5.8072125 12.30 19.67 8.876228 14.201964 3.7359209 5.9831886 12.61 20.19 4.453365 7.125384 0.5530324 0.8882197 5.01 8.01 110.54 176.87 29.90 47.86 140.44 224.72 Nhập giá trị tải trọng gió lên các tầng ( Lực tập trung ) theo GIOX, GIOTX, GIOY, GIOTY tại một điểm bất kỳ trên sàn vì sàn tuyệt đối cứng.
Giải bài toán ta được các trường hợp : DEAD HT MODAL GIOX GIOTX GIOY GIOTY
 TÍNH TOÁN ĐỘNG ĐẤT Có 3 cách tính : Tính lực tĩnh tương đương.( QPVN Exel ) Xem File EXEL kèm theo cho hướng X và Y , Lưu ý : Hướng X lấy chu kỳ ờ f1 ( trùng với MODE 1 của SAP ) , hướng Y Lấy chu kỳ f1 ( trùng với MODE2 của SAP ) Tính theo phổ động đất thiết kế ( Respond Spectrum ) Tính theo thời gian lịch sử ( Time History ) Cách 1 : Dùng chương trình Exel Hướng X Fi (KN) ( CT.4.11) 10.69 0.0033 21.37 0.0096 32.06 0.017 42.74 0.0244 53.43 0.0317 64.12 0.0385 74.80 0.0448 85.49 0.0506 96.18 0.0556 106.86 0.0599 117.55 0.0634 128.23 0.066 138.92 0.0678 87.17 0.0689 587.74
Hướng Y Fi (KN) ( CT.4.11) 17.43 0.0038 34.86 0.0104 52.30 0.017600 69.73 0.024800 87.16 0.031800 104.59 0.038400 122.03 0.044600 139.46 0.050300 156.89 0.055300 174.32 0.059600 191.76 0.063200 209.19 0.066000 226.62 0.068000 142.21 0.069300 Cách 2 : Dùng phổ thiết kế: Ở TCVN có phổ động đất A, B, C, D, E ( Xem TCVN ) Ví dụ ở đây Quận 7 TP HCM thuộc đất yếu , phổ động đất E Define  Function  Response Spectrum  Spectrum from File  Chỉ đường dẫn File Phổ Động Đất thiết kế nhấp vào Browse Chọn Period vs Value , và chọn Display Graph.
Sau đó : Khai báo trường hợp tải là phodd, vào Analys Case sữa Linear thành dạng là Response Spectrum ( Modify ), Scale Factor = ag trong File EXEL