SAFE
TMPHÂN TÍCH TOÀN BỘ VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SÀN

BÀI HỌC THỰC HÀNH
Đà Nẵng, 05/08/2009
Ks. Nguyễn Ngọc Tân
Sinh ngày 06/02/1986 – Huế Do trình độ tiếng Anh còn hạn chế kinh nghiệm chưa nhiều, khó có thể tránh khỏi
những thiếu sót trong phần biên dịch các thuật ngữ. Tác giả rất mong nhận được
đóng góp để hoàn thiện cho tài liệu này. Mọi góp ý xin gửi đến địa chỉ
● Email:
● Điện thoại: 01684382601
Chúc các bạn tự tin, sáng tạo và thành công trong mọi công việc!
Mô hình mẫu
Mục đích của hướng dẫn này là nhằm cung cấp cho bạn kinh nghiệm thực
hành sử dụng SAFE, cũng như cách nhanh nhất để làm quen với chương trình này.
Chúng ta xác định được những nguyên tắc cơ bản của quá trình tạo mô hình và
nhiều mô hình kĩ thuật xây dựng khác nhau được giới thiệu. Các bước chỉ dẫn
chứng minh cho chúng ta thấy việc sử dụng SAFE thật dễ dàng. Khi bạn hoàn
thành hướng dẫn này bạn sẽ xây dựng được mô hình đã chỉ ra trong hình 1.

(psf) cộng thêm trọng lượng bản thân của kết cấu, và hoạt tải
50psf.
Bước 1 Bắt đầu mô hình mới
Trong bước này, đường lưới cơ bản và kích thước sẽ được xác định, nó sẽ giúp
cho người dùng tạo mô hình. Mô hình này sẽ được xây dựng mà không cần sử
dụng công cụ mẫu được cung cấp sẵn trong SAFE như vậy bạn có thể thấy được
cách tạo mô hình bằng đường lưới. Tuy nhiên, như qui tắc chung, chúng tôi
khuyên bạn nên bắt đầu mô hình bằng cách sử dụng các mẫu có sẵn mỗi khi có thể
Hình 1. Mô hình đối tượng
vì thao tác nhanh chóng, dễ dàng. Tham khảo thêm phần Help của SAFE để có
thêm thông tin về các mô hình mẫu.
Chọn đơn vị
Nếu đơn vị hiển thị ở danh sách sổ xuống nằm bên dưới góc tay phải của màn
hình SAFE không phải lb-ft, trên thanh cuộn từ danh sách sổ xuống chọn đơn vị
lb-ft.
Định nghĩa hệ lưới
A. Bấm chọn lệnh File > New Model hoặc chọn nút New Model để vào hộp
thoại Grid Definition xem hình 2. Đây là hộp thoại được sử dụng để xác nhận số
đường lưới và khoảng cách theo mỗi phương. Điều quan trọng là đường lưới được
xác định để miêu tả thật chính xác dạng hình học của kết cấu, vì thế chương trình
khuyên bạn nên lập kế hoạch thật cẩn thận về số lượng và khoảng cách của các
đường lưới.

3. Trong bảng hệ lưới, thay đổi tọa độ X như sau:

4. Trong mục Display, tích chọn Y Grid
5. Trong bảng hệ lưới, thay đổi tọa độ Y như sau:

Lưu bài toán
Hãy luôn luôn lưu mô hình. Bấm vào lệnh File > Save, hoặc chọn nút . Xác
nhận đường dẫn mà bạn muốn lưu mô hình. Theo như hướng dẫn này, xác nhận
tên file là slab.
Sau khi gõ tên bạn sẽ lưu lại bài tập mẫu với cái tên đã chọn. Tuy nhiên, chúng ta
có thể lưu các quá trình công việc theo từng bước nhỏ hoặc là lưu 1 lần khi đã
hoàn thành, vào lệnh File > Save As để lưu bằng tên khác.
Bước 2 Định nghĩa các đặc trưng
Trong bước này, đặc tính của sàn (phần tử tấm) và dầm (phần tử thanh) được định
nghĩa.
Định nghĩa đặc trưng sàn, bản mũ và cột
A. Vào lệnh Define > Slab Properties để mở hộp thoại Slab Properties xem hình
5. Hình 4. Cửa sổ chính SAFE Hình 5. Hộp thoại Slab Properties
Hình 6. Hộp thoại Slab Property Data
Dữ liệu phân tích
Dữ liệu thiết kế
Chiều dày
bê tông
bảo vệ
Giới hạn
chảy của
cốt thép
Cường độ
nén của
bê tông
1. Chọn Slab từ Type danh sách sổ xuống; Ở đây đảm bảo rằng phần tử tấm nào
với thuộc tính đã gán sẽ được nhận ra như phần tử sàn.
Chú ý: Khi nhiều phần tử tấm chiếm cùng vị trí trên mặt bằng, SAFE xác định
giá trị thuộc tính để sử dụng trong phương trình độ cứng dựa vào trật tự sau: Cột
tiếp nối bản mũ, bản mũ đứng dưới sàn, và lỗ cầu thang nằm trên cùng.
2. Gõ 10in ở hộp Thickness trong mục “Analysis Property Data”
Chú ý: Khi đơn vị đã được ấn định rõ ràng, trong trường hợp này là inches,
chương trình sẽ tự động chuyển trị số đầu vào phù hợp với đơn vị dữ liệu (Xem lại
đơn vị đã thiết lập lbs-ft). Giá trị đầu vào bằng 10/12, không còn đơn vị inch.
3. Bấm chọn OK để chấp nhận những thay đổi và trở lại hộp thoại Slab Properties.
D. Xem lại đề bài bản mũ cột dày là 16 inch. Xác nhận thuộc tính của bản mũ cột,
bấm chọn Add New Property ở hộp thoại Slab Properties và hoàn thành bước sau.
1. Gõ DROP trong hộp Property Name ở hộp thoại Slab Property Data.
Khi hộp thoại xuất hiện, nó có thể có các giá trị thích hợp trong vùng “Analysis
Property Data” (Width là 1 và Depth là 2) và vùng “Design Property Data”
(Width là 1 và Depth là 2). Nếu các giá trị này hiển thị không đúng, gõ các giá trị
thích hợp vào hộp thoại.
C. Bấm chọn OK hai lần để kết thúc việc xác định đặc tính dầm. Bấm vào lệnh
File > Save, hoặc chọn nút , để lưu bài toán.
Bước 3 định nghĩa các gối
Trong bước này, đặc tính của các gối cột và tường được xác định. Vào xác nhận
dữ liệu trong các bước thao tác sau, chương trình sẽ tính toán các đặc tính của liên
kết lò xo được sử dụng thay cho các gối cột và vách.
Định nghĩa các cột đỡ
A. Vào lệnh Define > Column Supports để vào hộp thoại Support Properties.
B. Trong mục “Support Properties”, chọn COL1.

Định nghĩa các tường đỡ
A. Vào lệnh Define > Wall Supports để vào hộp thoại Support Properties.
B. Trong mục “Support Properties”, chọn WALL1.
C. Bấm chọn Modify/Show Property để vào hộp thoại Wall Support Property
Data xem hình 9.
1. Đảm bảo rằng Dimensions được chọn trong mục “Define Wall by” của hộp
thoại.
2. Chắc chắn rằng Below Slab Only được chọn trong mục “Activate Support
Property” của hộp thoại.
3. Xem lại đề bài vách dày 12 inches và đơn vị ở đây là lb-ft. Vì vậy, gõ 1 vào hộp
Thickness.
4. Một lần nữa xem lại đề bài chiều cao tầng là 12 feet. Vì vậy, gõ 12 vào hộp
Hieght.
5. Bấm chọn OK để chấp nhận những thay đổi và quay về hộp thoại Support
Properties.

Hình
8
.
H
ộp thoại Column Support Property Data

A. Vào lệnh Define > Static Load Cases để vào hộp thoại Static Load Cases
Names xem hình 10. Hình
9
.
H
ộp thoại Wall Support Property Data

Hình
10
.
H
ộp thoại Static Load Case Names

B. Chú ý rằng trường hợp tĩnh tải LOAD1 được cho mặc định. Chúng ta sẽ thay
đổi tên của loại tải trọng đó thành DL bằng cách chọn LOAD1 trong hộp thoại
Load, sau đó gõ DL.
C. Bởi vì chúng ta cần xác định là tĩnh tải, di chuyển đến mục Type chọn DEAD.
D. Xem lại đề bài cho tĩnh tải cộng thêm trọng lượng bản thân của kết cấu. Kết

Trong bước này, các phần tử tấm, điểm và thanh sẽ được vẽ để mô tả sàn, bản mũ,
cột, cột đỡ và tường đỡ.
Vẽ sàn (phần tử tấm)
Với hai cửa sổ thẳng đứng (vào lệnh Options > Windows),
chắc chắn rằng cửa sổ bên trái đang hiện hành là
Structural Layer Plan View (Bấm vào bất kỳ điểm nào ở
cửa sổ bên trái và sử dụng lệnh View > Set Structural
Hình
11
.
H
ộp thoại Static Load Case Names với các tải trọng đ
ư
ợc định nghĩa

Chú ý: Cửa sổ
hiển thị hiện hành
khi thanh tiêu đề,
nằm bên dưới
thanh tiêu đề
chương trình, được
làm nổi.
Layer để thiết lập cửa sổ này). Kiểm tra xem chức năng truy bắt điểm/giao điểm
đã được kích hoạt chưa. (vào lệnh Draw > Snap to > Points hoặc sử dụng nút
Snap to Grid Intersections and Points ); Chức năng được kích hoạt khi nút này
bị ấn xuống. Điều này sẽ giúp xác định vị trí chính xác phần tử tấm. Bây giờ vẽ
phần tử tấm để xây dựng mô hình sàn theo các thao tác sau.
A. Vào lệnh Draw > Draw Area Objects, hoặc nhấp chọn Draw Area Objects
để xuất hiện hộp thoại Properties of Objects xem hình 12.


đơn vị ở đây vẫn là feet.
2. Đặt chuột vào hộp Y và gõ 120.75
3. Nhấp OK để chấp nhận những thay đổi. Bản sàn bây giờ đã được nhô ra một
khoảng 9 inches tại góc này.
Hình 12. Hộp thoại
Properties of Object
dùng cho ph
ần tử tấm

Chú ý:
Nếu hộp thoại
Properties of
Object che một
phần mô hình,
bấm vào thanh
tiêu đề màu
xanh, nhấn giữ
chuột, và rê nó
ra khỏi mô
hình theo mọi
hướng.

View và kích hoạt chức năng truy bắt giao điểm), sử dụng các mục thao tác sau để
vẽ đối tượng điểm xây dựng mô hình cột đỡ.
A. Vào lệnh Draw > Draw Point Objects, hoặc nhấp nút Draw Point Object
làm xuất hiện hộp thoại Properties of Object xem hình 14.
Hình
13
.
H
ộp t
ho
ại Point Object information
Chắc chắn rằng Type of Point được chọn Column. Nếu nó chưa được chọn,
bấm vào mục đối diện với Type of Point và chọn Column từ danh sách sổ xuống.
Kích vào mục đối diện với Property và chọn COL1 từ danh sách sổ xuống. Đặc
tính của cột đỡ (gối lò xo) này kích thước 18-inch x 18-inch cột cao 12-foot được
xác định ở bước 3.
B. Nhấp trái chuột tại vị trí giao điểm mỗi dường lưới sau để xác định vị trí của
cột đỡ: A9, B9, C9, E9, F9, A8, B8, E8, F8, E7, F7, E5, F5, A4, C4, E3, F3, E2,
F2, E1, và F1.
C. Bấm chọn Select Object , hoặc nhấp Esc ở bàn phím để thoát lệnh Draw
Poin Objects.

Object dùng cho
phần tử thanh
E. Bấm chọn Select Object , hoặc nhấp Esc ở bàn phím để thoát lệnh Draw
Line Objects.
Mô hình đã dựng trông giống như hình 16.


i đ
ã v
ẽ cột v
à vách đ
ỡ s
àn

Hình
16
.
Mô hình sau khi
đ
ã v
ẽ cột v
à vách đ
ỡ s
àn Chắc chắn rằng Type of Line đang được chọn là Slab.
B. Bấm vào mục đối diện với Property và chọn DROP từ danh sách sổ xuống.
C. Gõ 6 vào mục đối diện với X Dimension (if no drag). Ở Y Dimension (if no
drag) sẽ tự động thay đổi là 6 . Đây là kích thước 6-foot x 6-foot của phần tử tấm
(bản mũ) được vẽ với một cú nhấp chuột (nghĩa là…, không cần rê chuột).


Hình 17. Hộp
thoại Properties
of Object dùng
cho ph
ần tử tấm

Hình 18. Hộp thoại
Selection List

of Object dùng
cho ph
ần tử tấm

B. Bấm vào mục đối diện với Property và chọn COL từ danh sách sổ xuống.
C. Gõ 1.5 vào mục đối diện với X Dimension (if no drag) và 1.5 ở mục đối diện
với Y Dimension (if no drag). Đây là kích thước 18-inch x 18-inch của phần tử
tấm (cột) được vẽ với một cú nhấp chuột (nghĩa là…, không cần rê chuột).
D. Nhấp trái chuột tại vị trí giao điểm đường lưới A9. Vẽ phần tử tấm chữ nhật tại
vị trí này. Tiếp tục vẽ thêm cột bằng cách nhấp vào các giao điểm đường lưới B9,
C9, D9, E9, F9, A8, B8, E8, F8, E7, F7, E5, F5, A4, C4, E3, F3, E2, F2, E1 và
F1.
E. Bấm chọn Select Object , hoặc nhấp Esc ở bàn phím để thoát lệnh Draw
Rectangular Area Objects.
Vẽ dầm (phần tử thanh)
Tương tự hai tiết diện trước đó, đảm bảo rằng Structural Layer Plan View đang
hiện hành và chức năng truy bắt giao điểm được kích hoạt. Vẽ phần tử thanh để
xây dựng mô hình những dầm theo những bước sau.
A. Vào lệnh Draw > Draw Line Objects, hoặc nhấp nút Draw Line Objects
làm xuất hiện hộp thoại Properties of Object xem hình 21.
B. Bấm vào mục đối diện với Type of Line và chọn Beam từ danh sách sổ xuống.

A. Bấm vào Set Object Options , hoặc vào lệnh View > Set Object Options. Khi
hộp thoại Set Object xuất hiện, tích vào Fill Elements xem hình 22.
B. Bấm OK để chấp nhận những thay đổi, và mô hình bây giờ hiển thị như trên
hình 23. Hình
23
.
Mô hình sau khi t
ất cả các đối t
ư
ợng đ
ã v
ẽ

Bước 7 Gán tải trọng
Trong bước này, tĩnh tải và hoạt tải sẽ được gán vào bản sàn. Đảm bảo rằng cửa sổ
Structural Layer Plan đang hiện hành, và lựa chọn mô hình trong chương trình

Previous Selection hoặc nhấp Select > Get Previous Selection để chọn bản
sàn.
D. Vào lệnh Assign > Surface Loads để vào lại hộp thoại Surface Loads.
1. Chọn LL từ Load Case Name danh sách sổ xuống.
2. Gõ 50 trong hộp Load per Area (Down +).
3. Bấm OK để chấp nhận việc gán hoạt tải. Vào lại lệnh Assign > Clear Display of
Assigns để loại bỏ những hiển thị đã gán.
Hình 24.
Hộp thoại
Surface
Loads

Xem lại tải trọng đã gán cho sàn, nhấp phải chuột bất kỳ nơi nào ở sàn không phải
dầm, vách đỡ, cột và lỗ mở để vào hộp thoại Area Object Information xem hình
25.

Chú ý đến DL ở Load Case có w/area (weight/area) là 30. Chọn LL ở Load Case
từ danh sách sổ xuống và những thay đổi ở w/area là 50. Bấm OK để đóng hộp


C. Nhấp vào cửa sổ bên trái làm cửa sổ Plan
View hiện hành.
D. Vào lệnh Display > Show Slab Forces
hoặc nhấp Show Slab Forces để xuất hiện
hộp thoại Slab Forces xem hình 27.
1. Chọn LL Load Case từ Load danh sách sổ
xuống.
2. Tích vào Mxx từ mục “Compenent”.
3. Tích chọn Display Contours on Deformed
Shape ở mục “Display Options”.
4. Bấm chọn OK xem biểu đồ mô men xem
hình 28.
Chú ý khi bạn di chuyển con trỏ trên biểu đồ
mô men, giá trị được hiển thị ở bên dưới góc
tay trái cửa sổ.
E. Đảm bảo rằng hình chiếu đang hoạt động
và vào lệnh Display > Show Undeformed
Shape hoặc bấm Show Undeformed Shape
để loại bỏ hiển thị biểu đồ mô men.

F. Nhấp Set Object Options và bỏ chọn Fill Elements ở hộp thoại Set Objects,
và sau đó nhấp OK.
Bước 10 Thiết kế
Trong bước này, những phần tử tấm với sàn và bản mũ đã gán, phần tử thanh với
dầm đã gán. Chú ý đã giải bài toán trước đó theo các bước sau.
A. Vào lệnh Options > Preferences và chọn mục Design. Hộp thoại Preferences
xem hình 29.
1. Chọn ACI 318-95 từ danh sách sổ xuống ở mục “Concrete Design code”.
2. Tích tùy chọn Use Nodal Moments ở mục “Design Method”.
3. Xem lại thông tin chứa trong hộp thoại, và nhấp OK để chấp nhận những chọn
lựa.

Hình 28. Biểu đồ mô men Mxx

1. Tích chọn Y Direction Strip trong mục “Choose Strip Direction”.
2. Xem lại thông tin chứa trong hộp thoại, và nhấp OK để chấp nhận những chọn
lựa.

Hình 29. Hộp thoại Preferences