BÀI GIẢNG

ỨNG DỤNG
SAP2000 TRONG
TKCT
SAP2000. øng dơng tin häc trong TKCT
Ch−¬ng 1. Giao diƯn SAP2000.
I. Giíi thiƯu
- §· ®−ỵc ph¸t triĨn 30 n¨m(1970): SAP, SAPIV, SAP86, SAP90, SAP2000
- Kh¶ n¨ng lín.:
- TÝnh theo ph−¬ng ph¸p phÇn tư h÷u h¹n.
- DƠ sư dơng.
- Chuyªn m«n ho¸: CSI( SAP, ETABS, SAFE).
- ThiÕt kÕ.
II. Kh¶ n¨ng vμ mét sè kh¸i niƯm cÇn biÕt trong SAP2000
1. Bμi to¸n:
- TÜnh häc.
- §éng häc: Dao ®éng riªng, Phỉ ph¶n øng (T¶i träng ®«ng ®Êt, T¶i träng thay
®ỉi theo thêi gian).
- Bμi to¸n CÇu: T¶i träng di ®éng.
- Bμi to¸n ỉn ®Þnh: ỉn ®Þnh h×nh häc ( P-Delta)
- Bμi to¸n thiÕt kÕ tiÕt diƯn: BTCT(Reinforce Concrete); KC thÐp (Steel). KC
thanh
- Bª t«ng Theo tiªu chn: ACI, BS, CAN, EURO. (BS).
- KC ThÐp: AISC, BS, CAN, EURO.
2. HƯ täa ®é
- HƯ täa ®é tỉng thĨ (Global Coordinate) Oxyz hoặc tọa độ trụ.
- HƯ täa ®é ®Þa ph−¬ng (Local Coordinate)

- Solid: Phần tử khối.
ắ Chú ý: Số hiệu (label); Hệ toạ độ địa phơng, Đặc trng vật liệu, Tải trọng
trên phần tử.
4. Nút (Joints):
- Điểm liên kết các phần tử.
- Điểm xác định chuyển vị
- Điểm xác định điều kiện biên
- Tải trọng tập trung (trừ tải tập trung trên Frame).
- Khối lợng tập trung (Bi toán động).
ắ Chú ý:
Liên kết: Liên kết cứng (Restraints), Liên kết đn hồi (Spring). Một nút có
6 bậc tự do: U1, U2, U3 (thẳng); R1, R2, R3 (Xoay). ( Mỗi nút 1-2-3 mặc
định tơng ứng X-Y-Z.
- Translation U1, U2, U3= UX,UY,UZ
- Rotation R1, R2, R3= RX, RY, RZ)
Bậc tự do tính toán: (DOF=Degree of Freedom): Số bậc tớnh toán của
mỗi nút. Thờng khi tính bi toán phẳng.
Chuyển vị gối tựa (Displacement Load). Chuyển vị cỡng bức của nút có
liên kết.
Không khai báo Liên kết nút Restraints trùng Spring.(theo cùng một
phơng)
Không giới hạn số nút. (Nonlinear)
GVC ThS Buứi Vaờn Chuựng Page 3

SAP2000. øng dơng tin häc trong TKCT
5. Bậc tự do tính toán ( DOF )
GVC ThS Bùi Văn Chúng Page 4

2. File số liệu:
- Input: *.SDB (*.$2k -> *.S2k, *.SBK). Import SAP90, *.DXF
- DXF: (Một dạng file dữ liệu của Autocad)
- Output: *.Out (* .TXT)
- Tạo file số liệu:
- New Model
- New Model From Template
- Import
- In kết quả: *.Out
- File\Print
- Export
3. Mn hình SAP2000
- Gọi SAP Start\Pro \Sap2000
- Title bar= thanh tiêu đề
- Menu bar:
- Mờ, , >
- Status Bar: Thanh trạng thái
- Đơn vị tính: Kgf-m : Chọn đơn vị tính ngay khi mở file mới. Kg;
kG=Kgf
- Thông báo:
- Main Tool Bar (MTB):
- Undo: ->đến khi cha Save
- Unlock \ Lock:
- >: Run
- Zoom:
- View
- Set Element:
- Assign (7.42)
- Side Tool Bar (STB): Select, Draw
- Vùng lm việc: Cửa sổ hiển thị.1->4


GVC ThS Buứi Vaờn Chuựng Page 7

SAP2000. øng dông tin häc trong TKCT
SAP2000 ver 10

SAP2000 ver 11 GVC ThS Buøi Vaên Chuùng Page 8

SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
Chơng 2. Tạo Sơ đồ hình học
I. Tạo đờng lới (Grid line): l các đờng thẳng song song trục XYZ
- Cách 1: New: tạo ra các đờng lới cơ bản.
- Cách2 . Không khai báo ban đầu. (Menu File\New Model From Template)
- ý nghĩa của Grid:
- Điểm nối
- Xem (XY,YZ,ZX)
ắ Edit grid line.
- Menu Draw\Edit Grid hoặc bấm double click phím trái vo đờng lới.

(Nearest)
GVC ThS Buứi Vaờn Chuựng Page 9

SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
1. Quick Draw Frame:
- Bấm Vo biểu tợng Quick Draw Frame hoặc Trong Menu Draw\ Quick
Draw Frame
SAP chuyển sang chế độ Draw. Di chuyển đến Grid line, bấm phím trái sẽ
tạo ra một frame. Nếu di chuyển ngoi Grid line( Trong Ô lới), bấm phím trái
thì tạo ra hai Frame chéo nhau.
2. Draw Frame
- Bấm Vo biểu tợng Draw Frame hoặc Trong Menu Draw\Draw Frame
Lần lợt Bấm phím trái vo các điểm cần tạo Frame. Thoát bấm (ESC).
ắ Chú ý :
- Truy bắt điểm
- SAP2000 tự động nối các nút của phần tử. (Tự động Connect)
- Các nút tự động sinh ra khi Frame đợc tạo ra.
- Muốn xem số hiệu phần tử v Nút. Bấm vo Set Element (trên cửa sổ hiện
thời
- nếu kích thớc số hiệu nhỏ hoặc to quá (Option\Preference\Max(Min)
graphic font size)
- Trục toạ độ địa phơng: (Local Axis)
- Trục 1: nằm theo trục của phần tử, hớng từ end I (Start) End J (End).
Có mu đỏ
- Trục 2: nằm trong mp uốn chính của tiết diện (chiều cao tiết diện).
Mu trắng
- Trục 3 tạo với trục 1,2 theo qui tắc bn tay phải (Xác định theo trục1,
2). Mu Cyan.
- Mục đích:
- Vị trí tiết diện phần tử trong hệ toạ độ tổng thể (X,YZ)

- Muốn xem số hiệu phần tử v Nút. Bấm vo Set Element
- Hệ toạ độ địa phơng của Shell : Hệ 1,2,3
- Vị trí của phần tử (Mặt trên v dới trong hệ toạ độ tổng thể)
- Trục 3: Luôn vuông góc với mặt trên của Shell. Hớng về phía
ngời sử dụng (Hớng ra mn hình).
- mp (2,3) luôn // Z. +2 hớng theo +Z. Nếu +3 //+Z thì +2//+Y
- Trục 1 // mp (X,Y)
- Xem hệ toạ độ: Chọn Set element\Chọn Local Axis (Frame, Shell). ắ Chú ý khi mô hình hoá
- Frame: Đối với thanh cong không quá 15 độ
- Shell:
- Các góc trong của phần tử nằm trong khoảng từ 45 đến 135 độ.
- Tỉ số khoảng cách từ điểm giữa các cạnh đối diện không quá 10(tốt nhất
bằng một) (4 nút)
- Góc lệch không quá 15 độ (tốt nhất l trong một mặt phẳng)
- Nên sử dụng phần tử 4 nút, phần tử 3 nút chỉ dùng ở biên
IV. Gán Joint.
- Hệ toạ độ địa phơng của riêng nút (1,2,3). Tuy nhiên mặc định hệ trục 1,2,3
trùng trục X,Y,Z. Không cần thiết phải thay đổi.
- U1=UX, U2=UY, U3=UZ, R1=RX, R2=RY, R3=RZ.
( Translation 1=U1=UX ; Rotation 1=R1=RX)
- Float Toolbar\ Add special Joint hoặc trong menu Draw
V. ReShape
- Float Toolbar\ Re Shape hoặc trong menu Draw\ReShape
- Chọn phần tử
GVC ThS Buứi Vaờn Chuựng Page 11

SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT

X. Divide Frame: Chia nhỏ Frame.
- Chọn Frame.
- Menu Edit \ Divide Frame.
- Divide into: số ptử cần chia
last/first= Tỉ số khoảng cách của Frame chia cuối/ Frame đầu tiên
- Break: (Chọn thêm các nút hoặc Fr)
GVC ThS Buứi Vaờn Chuựng Page 12

SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
XI. Join Frame. Nối Frame
- Chọn hai Frame
- Menu Edit\Join Frame
ắ Chú ý hai Frame phải thẳng hng
XII. Mesh Shell: Chia nhỏ Shell.
- Select Shell.
- Menu Edit\Mesh Shell:
- Chia theo số phần tử xác định:
- Chia theo số nút or Grid line trên cạnh shell ban đầu
ắ Chú ý: Khi edit đối tợng. Các thuộc tính của đối tợng luôn đợc mang theo
XIII. Disconnect.
- Tách rời các nút của từng phần tử. Khi đó có nhiều nút tại một toạ độ XIV. Connect.
- Nối các nút của các phần tử tại một toạ độ thnh một nút (ngợc với
disconnect)
XV. Show Duplicates: Hiện thị các đối tợng bị trùng nhau.

1. Hệ toạ độ địa phơng. Gán mặc định trục địa phơng của SAP
2. Thay đổi chiều của hệ toạ độ địa phơng.
- Chọn phần tử
- Menu Assign\Frame\ Local Axis
- Angle: Góc quay trục 2,3 quanh trục 1. >0 ngợc chiều kim đồng hồ (Hệ
thanh phần tử cột: Đổi phơng trục 2). Tính theo gốc l góc mặc định.
- Reverse: Đổi chiều quay trục 1.
3. Khai báo vật liệu: Dùng cho ton bộ mô hình tính (Frame, Shell, )
- Menu Define\Material
- Add: Thêm một loại vật VL
- Material Name: Tên Loại Vật liệu. Do ngời dùng đặt, nên đặt tên theo
loại vật liệu sử dụng, ví dụ: Bê tông 200=BT200.
- Type of Material: Luôn chọn Isotropic (Đẳng hớng); Ortho (trực
hớng)
- Mass
Volume: Khối lợng riêng
- Weight
Volume: Trọng lợng riêng.
- Modulus of Elastic
: E ( E thay đổi theo mác BT)
- Poisson: Hệ số Poát Xông (
): 0.1-0.3. Bê tông=0.18-0.2; Thép=0.3
- Modify: Thay đổi loại VL có sẵn (đã khai báo)
- Chọn tên VL
- Bấm vao Modify. -> Giống nh New.
- Delete chỉ xoá đợc khi cha gán Vl cho tiết diện
4. Khai báo tiết diện
- Menu Define\Frame Section
- Add: Tự khai báo các tiết diện
- Chọn tên kiểu tiết diện: Bấm vo Add

- Menu Assign\ Shell\ Local Axes.
- Angle:Quay trục 1,2 quanh trục 3.
- Reverse: Đổi chiều trục 3.
- Ok hoặc Cancel
2. Khai báo VL Shell: chung Frame
3. Khai báo tiết diện Shell
- Menu Define\Shell Section
- Add: Thêm một loại
- Section name: Tên loại tiết diện Shell. Do ngời sử dụng đặt
- Material: Chọn loại vật liệu
- Material Angle=0 (vật liệu đẳng hớng)
- Thickness: chiều dy tấm (Membrance= Bending)= chiều dy sn hoặc
chiều dy lõi trong sơ đồ tính.
- Type: Để mặc định l Shell. Nếu chia phần tử dy quá nên chọn thick
plate.
- Show/ Modify: Xem hoặc sửa đổi
- Delete: Xoá. (Không xoá đợc kiểu tiết diện đã khai báo).
4. Gán tiết diện cho Shell
- Chọn Shell
- Main Toolbar hoặc Menu Assign\Shell\Section
III. Gán điều kiện biên của nút.
ắ Mặc định khi nút tự sinh cùng phần tử thì nút đó tự do (không có liên kết
ngăn cản). Trên mỗi phơng của một nút chỉ có thể l restraints hoặc spring,
không bao giờ đợc phép gán đồng thời mặc dù Sap cho phép, nhng rất khó
khi đọc kết quả
1. Gán Restraints: gối cứng. Độ cứng vô cùng.
- Chọn nút
- Main Toolbar chọn biểu tợng gối tựa hoặc vo menu Assign\Joint\Restraints
- Lựa chọn Translation 1,2,3= U( X,Y,Z)
- Lựa chọn Rotation 1,2,3= R(X,Y,Z)

element hoặc sử dụng phím phải chuột.
ắ Release khác Restraints?
TAI TROẽNG
V. Tải trọng trên phần tử Frame
ắ Trong mỗi một trờng hợp tải trọng thì một Frame có thể gán các dạng tải
trọng: Uniform: đều, Trapezoidal: Hình thang, Point Load: Tập trung, Tải
GVC ThS Buứi Vaờn Chuựng Page 18

SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
trọng trọng lực(Gravity, thờng không dùng).
ắ ở đây đang xét cho một trờng hợp tải trọng nên trong quá trình khai báo lựa
chọn Load Case Name (Tên trờng hợp tải trọng) mặc định chọn trờng hợp
tải trọng có tên l Load1. Sau ny khi gán cho trờng hợp tải trọng khác thì
nhất thiết đầu tiên phải chọn tên trờng hợp tải trọng cần gán.
1. Uniform load (Span Load)
Khai báo:
- Chọn Frame
- Menu Assign\Frame Static Load\ Point and Uniform. Hoặc biểu tợng tải
trọng Frame trên Main ToolBar
- Type: kiểu tải trọng l momen hay lực phân bố
- Direction: hớng của tải trọng theo các trục trong các hệ tọa độ X,Y,Z ;
1,2,3 or theo hớng đã đinh nghĩa sẵn. Gravity: Phơng Z.
- Nhập giá trị vo ô Uniform: chú ý dấu
- Options: Add=thêm, Replace=thay giá trị mới, Delete=xoá.
ắ Muốn xem tải trọng: Menu Display\Show load\Frame -> Chọn Span

2. Tải trọng tập trung trên Frame:

- Type: kiểu tải trọng l momen hay lực phân bố
- Direction: hớng của tải trọng theo các trục trong các hệ tọa độ X,Y,Z ;
1,2,3 or theo hớng đã đinh nghĩa sẵn.
- Có bốn điểm tải trọng thay đổi m có thể khai báo trong khung Trap
Loads
- Nhập giá trị vo ô Load: chú ý dấu
- Distance: Khoảng cách điểm đặt tải tính từ đầu I
- Relative= Tỉ số kc tính từ đầu I (Start )đến điểm đặt tải/chiều di
phần tử (0 <= Relative 1)
- Absolute= Khoảng cách điểm đặt tải tính từ đầu I. (0 <= Absolute
<= L phần tử)
- Options: Add=thêm, Replace=thay giá trị mới, Delete=xoá.
ắ Muốn xem tải trọng: Menu Display\Show load\Frame -> Chọn trờng hợp tải
trọng v các lựa chọn muốn xem.4. Gravity Load: ít sử dụng sẽ nghiên cứu trong phần Static Load Case.
VI. Tải trọng tại nút
ắ ở đây đang xét cho một trờng hợp tải trọng nên trong quá trình khai báo lựa
chọn Load Case Name (Tên trờng hợp tải trọng) mặc định chọn trờng hợp
tải trọng có tên l Load1. Sau ny khi gán cho trờng hợp tải trọng khác thì
nhất thiết đầu tiên phải chọn tên trờng hợp tải trọng cần gán.
1. Tải trọng tập trung nút.
ắ Một nút có 6 tp= Fx,y,z; Mx,y,z. Dấu Fx,y,z=trục, Mx,y,z= ngợc chiều kim
đồng hồ.
Khai báo
- Chọn nút
- Menu Assign\ Joint Static load\Force hoặc Bấm vo biểu tợng tải trọng tập
trung tại nút trên Main Tool bar
- Nhập các giá trị lực v mômen tập trung theo các phơng, chú ý dấu của tải

- Direction: X,Y,Z; 1,2,3.
- Load=lực/diện tích. Dấu theo trục toạ độ
- Options: Add=thêm, Replace=thay giá trị mới, Delete=xoá.
- OK
ắ Nếu tải trọng vuông góc với mặt phẳng trung bình của tấm thì chọn
Direction l trục 3 trong các bi toán phức tạp nh bể trụ tròn xoay.
2. Tải trọng Gravity Load
VIII. Trờng hợp tải trọng tĩnh (Static load cases)
ắ Tên trờng hơp tải: Load Case Name
ắ Kiểu tải trọng (type): Dead (Tĩnh tải), Live(Hoạt tải), Wind (Gió), Snow,
Quake(Tải trọng tĩnh do động đất)-> Chỉ để xác định hệ số tổ hợp khi
SAP2000 tự động tổ hợp (Default combination).
ắ Sefl weight: hệ số tính trọng lợng bản thân; =0 không tính.
ắ Chú ý:
- Trong các trờng hợp tải trọng chỉ có một trờng hợp hệ số self weight
khác không.
- Chỉ tính trọng lợng bản thân của phần tử có trong sơ đồ tính.
- Phân biệt giữa Self weight v (gravity load):
- Gravity tính theo X,Y,Z chỉ có tác dụng lên một số phần tử.
- Self weight: Tính cho ton bộ các phần tử, theo phơng -Z.
Khai báo 1 trờng hợp tải trọng mới.

- Menu Define\Static load case
- Load=tên tải trọng
- Chọn type
GVC ThS Buứi Vaờn Chuựng Page 21

SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
- Đặt sefl weight
- bấm Add load

GTYAM Wind 0
GDY1 Wind 0
GDY2 Wind 0
GDY3 Wind 0
DDX1 Quake 0 Tải trọng động đất trọng dạng dao động
riêng thứ 1
DDX2 Quake 0
DDX3 Quake 0
DDY1 Quake 0
DDY2 Quake 0
DDY3 Quake 0

IX. Tổ hợp tải trọng ( Load Combination)
ắ Tên tổ hợp: Combo name
ắ Kiểu tổ hợp các giá trị: Type: Add=cộng tác dụng; Enve= Bao nội lực; SRSS:
Căn của tổng bình phơng các trờng hợp tải trọng; ABS: Trị tuyệt đối của
các trờng hợp tải.
GVC ThS Buứi Vaờn Chuựng Page 22

SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
ắ Hệ số tổ hợp: Scale factor, tức l hệ số tổ hợp của từng trờng hợp tải trọng
trong một tổ hợp
ắ Xem điều 1 tiêu chuẩn TCVN 2737-95
- THCB1:Tải trọng di hạn + Một trờng hợp tải trọng ngắn hạn
- THCB2: Tải trọng di hạn + Nhiều trờng hợp tải trọng ngắn hạn
- THDB:Tải trọng di hạn + Tải trọng ngắn hạn + Tải trọng đặc biệt
=> THDB: Tải trọng ngắn hạn không kể tải trọng gió.
ắ Ví dụ1. Khung phẳng.
- Các trờng hợp tải : TT; HT; GT; GP.
- Có thể có các tổ hợp sau:

GXDUONG=1xGTXDUONG+1xGDXDUONG
GXAM=1xGTXAM+GDXAM
- Tơng tự sẽ có GYDUONG; GYAM; DDX; DDY
- Tổ hợp (Chỉ dùng kiểu Add)
TH1=TT+HT
TH2=TT+0.9HT+0.9GXAM

GVC ThS Buứi Vaờn Chuựng Page 23

SAP2000. ứng dụng tin học trong TKCT
- Tìm tổ hợp maxmin (Kiểu ENVE)
MAXMIN=TH1+TH2+ +THn

Khai báo một tổ hợp

- Menu Define\Load Combination:
- Add New combo
- Load Combination name=tên tổ hợp
- Type: chọn Add hoặc Env; SRSS
- Tille line: dòng chú giải
- Chọn trờng hợp tải trọng để tổ hợp .
- Chọn case name, Scale factor -> bấm Add
- Modify; Delete để sửa xoá.
- Use for (steel, Concrete): Xác định tổ hợp cho thiết kế tiết diện.
Xem v thay đổi các thông số của một tổ hợp

- Menu Define\Load Combination:
- Chọn tên tổ hợp
- Bấm Show/Modify
- Thay đổi các thông số