SAP Training PPT New.pdf

การอบรมหลักสูตร

การใช้งานโปรแกรม SAP2000 Integrated 3D Linear & Nonlinear Finite Element Analysis & Design 13-14 July 2013 @ Royal River Hotel

ผศ.ดร.มงคล จิรวัชรเดช SURANAREE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

INSTITUTE OF ENGINEERING SCHOOL OF CIVIL ENGINEERING

Training Timeline Day 1 8:30 – 10:15

Introduction & Overview

10:30 – 12:00

Getting Started

13:00 – 14:45

Modeling 1 ► Ex : RC Housing

15:00 – 17:00

Modeling 2 ► Ex : Steel Building

8:30 – 10:15

Loadings

10:30 – 12:00

Analysis 1

13:00 – 14:45

Analysis 2

15:00 – 17:00

Design

Day 2

Introduction

Computer and Structures Inc (CSI) Latest Versions Integrated 3D Linear & Nonlinear Finite Element Analysis & Design Latest Version 15.2.1 Integrated 3D-Object Based Modeling, Analysis & Design of Buildings Latest Version 2013 Integrated Design of Flat Slabs, Foundation Mats & Spread Footings Latest Version 12.3.2 Nonlinear Analysis and Performance Assessment for 3D Structures Latest Version 4.0.4

Key Features

Key Features

Getting Started

ขันตอนการทํางาน SAP2000 สร้างโมเดล - กําหนดกริด - คุณสมบัติหน้าตัด - วาดองค์อาคาร

กําหนดนําหนักบรรทุก

วิเคราะห์โครงสร้าง

ออกแบบโครงสร้าง

Set 3D View

Y Plan angle

View > Set 3D View…

225o X

Z Y

View direction

X

Plan angle = 225o Elevation angle = 35o Aperture angle = 60o

Eye point

Default 3D View

Z

View direction

Target point

Plan Angle

Eye point

35o

Target point

X Z Y

Elevation angle Eye point

Elevation Angle

X

Aperture angle

Aperture Angle

Mouse Controls

Shift

Zoom

Pan

Rotate 3D

Isotropic v.s. Orthotropic Materials เหล็ก และ คอนกรีต จัดเป็ นวัสดุ Isotropic เนื องจากมีคุณสมบัติเชิงกลเหมือนกัน ทุกทิศทาง

ไม้ (wood) เป็ นวัสดุวิศวกรรมทีมีคุณสมบัติทาง กลแบบ Orthotropic นันคือคุณสมบัติทางกล ของไม้มีคา่ ไม่เท่ากันในแกนตั-งฉากสามแกน (longitudinal, tangential, และ radial)

Modeling

3.5 m

PS

PS

2.5 m

Example : RC Housing

PS

PS

PS

S1

PS

S1

ST

4m

2m

4m

1st Floor Plan ELEV.

+0.30

PS

PS

PS

4m

4m

4m

2nd Floor Plan ELEV.

+3.30

Beam Local Axis B30X50 Depth (t3) = 50 cm Width (t2) = 30 cm

Column Local Axis C30X30 Depth (t3) = 30 cm Width (t2) = 30 cm

1

Right Hand Rule

Frame Local Axes 2

3

2

Z

2

t3

3

Z

1 t2

Z

i

j 3

Column

Y

Beam

j

X

1 i

X 2

Y

X

Y

3

Local 1 Axis is Parallel to +Z Axis Local 2 Axis is Parallel to +X Axis

Local 1 Axis is Parallel to +Y Axis Local 2 Axis is Parallel to +Z Axis

1 3

Right Hand Rule

Area Local Axes 2

3 1

2 Z Y

X

Drawing Tools Select Object

Snap to Grid Intersection

Reshape Object

Snap to Line Ends and Midpoint

Draw Joints

Snap to Intersection

Draw Frames Quick Draw Frames Quick Draw Braces Create Secondary Beams

Snap to Perpendicular Projection Snap to Line and Edge Snap to Fine Grid

Draw Areas Draw Rectangular Areas Create Areas Extrude Points to Lines Extrude Lines to Areas

Edit Commands Replicate… Move Points/Lines/Areas…

Extrude Areas to Solids

Mesh Areas…

Draw Developed Elevation

Split Frames

Draw Reference Point Join Frames

Area Section Thicknesses โดยปกติความหนาทังสองจะเท่ากัน แต่กม็ ี บางกรณี ทีต่างกัน ตัวอย่างเช่นการโมเดลพืนเหล็กรี ดลอนให้ มีพฤติกรรมแบบ shell ความหนา membrane ใช้ในการคํานวณ: สติฟเนส membrane ของหน้าตัด ปริ มาตรในการคํานวณ self-weight ความหนา bending ใช้ในการคํานวณสติฟ เนสการดัดและการเฉื อนทางขวาง

Area Section Behavior Shell in-plane membrane stiffness out-of-plane plate bending stiffness R3

U2

U2 Node 4

Node 3

U1 3

U1 2

in-plane membrane stiffness

1

R3

U2

Node 1

R3

Membrane

U2

Node 2

U1

U1

U3

U3

R2

Node 3

Membrane

R1 3

R1 2

1

U3

Plate out-of-plane plate bending stiffness

R2

Node 1

R2

Node 4

U3

R2

Node 2

R1

R1

Plate

Membrane Behavior Area Load Transfer for Membrane only One Way Slab:

Two Way Slab:

Plank (One-way Precast Slab)

Drawing Stair - Adding Reference Plane - Draw Half Landing Beam & Slab - Draw Stair from Half Landing Slab

2m 3m

Reference Plane 1.5 m

4m

Example : Steel Frame

THAI Steel Sections TH_WF.PRO Wide Flange Sections

TH_CHNL.PRO Channel Sections

TH_PIPE.PRO Round Pipe Sections TH_SQRT.PRO Square Tube Sections TH_RECT.PRO Rectangular Tube Sections

Steel Section Properties

Simple & Moment Connections

Y Moment connection Simple connection

X

2

Frame Release : Simple Connection

Torsion 3

3

2

Draw Roof Truss

Draw Roof Rafter

Support & Loading

EX4 : Simple RC Frame

Support Modeling Click at support point to select Menu: Assign > Joint > Restraints…

Distributed Loading Menu: Assign > Frame Loads > Distributed…

Trapezoidal Loads: 0.25, 0.25, 0.75, 0.75 0, 200, 400, 0

Fixed v.s. Pinned Supports

Stiff mat footing Fixed Support

Steel column on base plate

Pinned Support

Spring Support

Subgrade

k = modulus Spring Support

k=?

วิเคราะห์คุณสมบัติของดินเพือให้ได้ผลที แม่นยํามากขึ& นโดย 1. Winkler models 2. Half space models 3. Finite Element models

Spring Support Click at support point to select Menu: Assign > Joint/Point > Point Springs…

จุดต่อคานคอดินและเสา เราอยากให้จุดรองรับของอาคาร fixed ไหม ? แต่จะทําให้เกิดโมเมนต์ขึ&นในฐานราก ทําให้การออกแบบฐานรากยุง่ ยากขึ& น ถ้ามีคานคอดิน ปลายเสาจะถูกคานคอดินยึดรั&ง คานคอดิน

เกิดโมเมนต์ดดั ต้านทานในคานคอดิน สติฟเนส เสา/คาน มากกว่า 4 สติฟเนส เสา/คาน น้อยกว่า 1/4

Pinned Fixed

Analysis

EX5 : Continuous Beam

2 ton 1.0 t/m

5m

4m

2m

Frame Element Internal Forces Display > Show Forces/Stresses > Frames • P =

แรงตามแนวแกน 1

• V2, V3 = • T =

แรงเฉื อนตามแนวแกน 2 และ 3

โมเมนต์บิดรอบแกน 1

• M2, M3 =

โมเมนต์ดดั รอบแกน 2 และ 3

2 1

3

EX6 : Simple RC 2

Membrane v.s. Shell Deformation

Moment in Columns from EQKY & WINDY 1

EQKY

3 M22

2

Z

M 3-3 in Beams

Y X

M 2-2 in Columns

Windward & Leeward Walls

3

Local Axes – Area Objects

1

2 Set Building View Options > Area Local Axes

Z Y

X

3

Area Local Axes : 1 – 2 – 3 2

แกน 1 และ 2 จะอยูใ่ นระนาบของแผ่น แกน 3 ตั&งฉากกับระนาบของแผ่น ระนาบ 3-2 จะอยูแ่ นวดิง (ขนานแกน Z ) แกน 2 จะชี& ในทิศขึ& น +Z ยกเว้นแผ่นอยู่ ในแนวราบจะชี& ไปทาง +Y แกน 1 อยูใ่ นแนวราบ (ระนาบ X-Y) Z Y

X

1

Shell Element Stresses

2

Negative 3 Face (back of element)

1 3

Positive 3 Face (front of element)

Positive 1 Face

Negative 1 Face

Positive 2 Face

Negative 2 Face

Faces of Shell Elements

Shell Element Forces

Shell Element Moments

Wind on Flat Roof Top Floor Cp = -1.0

Windward Cp = 0.8

Leeward Cp = -0.5

Z

Y

Wind on Inclined Roof Roof Windward Cp = 0.5

Roof Leeward Cp = -1.0

30-45o

Windward Cp = 0.8

Leeward Cp = -0.5

Z

Y

Wind on Inclined Roof

3

CpZ = 0.8

CpZ = 0.8

Cp = 1.0

3.0 m

Cp = 1.0 CpY = -0.6 θ = tan-1(3/4) = 36.87o

4.0 m

3

CpY = 0.6

Z Y 4.0 m

Wind on Inclined Roof ด้านต้านลม :

ด้านหลบลม :

3

CpZ = -0.4

CpZ = 0.8

Cp = -0.5

3 Cp = 1.0 CpY = 0.6

CpY = 0.3 = tan-1(3/4) = 36.87o

Z Y

Design

1m

2m

EX7 : 2D Truss

10 @ 1 m = 10 m

RC DESIGN – Longitudinal Steel

RC Design Result – Shear Reinforcing

Av/s = 0.018 DB10 : Av = 2(0.785) = 1.57 cm2 s = 1.57/0.018 = 87.2 cm d/2 = 36/2 = 18 cm USE DB10 @ 0.18 m

RC Slab Design

RC Slab Design

Application Examples

Topics A01

3D Steel Frame

1

A02

Curved Truss

22

A03

Underground Water Tank

37

A04

Elevated Water Tank

69

A05

Moving Load

97

A06

Transmission Tower

115

A07

Commercial Sign

129

SAP2000 Application Example:

3D Steel Frame

1


Curved Truss

2


UnderG Water Tank

3 Water Pressure

Soil Pressure


Elev. Water Tank

4


Moving Load

5


Trans. Tower

6


Commercial Sign

7

SAP Training PPT New.pdf

Recommend Documents