Section 5 Bridge Design With Midas 8893
March 21, 2018 | Author: Huynh Le | Category: N/A
Short Description
Download Section 5 Bridge Design With Midas 8893...
Description
Bài giảng Tin ứng dụng
CHƢƠNG V THIẾT KẾ CẦU VỚI MIDAS CIVIL Trong chƣơng này bao gồm các vấn đề sau: Thiết kế cầu dầm giản đơn BTCT DƯL Thiết kế cầu dầm thép liên hợp BTCT Thiết kế cầu đúc hẫng BTCT DƯL 1. Thiết kế cầu dầm giản đơn BTCT 1.1 Số liệu thiết kế
Thiết kế cầu bê tông cốt thép nhịp giản đơn với các số liệu sau: -
Chiều dài nhịp L = 33m;
-
Khổ cầu B = 14.5m;
-
Dầm chủ sử dụng là dầm định hình PCI của Mỹ. (hình vẽ)
Hình 5. 1: Mặt cắt ngang cầu
-
Vật liệu sử dụng: o Bản mặt cầu và dầm ngang sử dụng bê tông theo tiêu chuẩn ASTM Grade C4000; o Dầm chính đúc trước sử dụng bê tông theo tiêu chuẩn ASTM Grade C6500; o Cốt thép thường sử dụng A36 theo tiêu chuẩn ASTM; o Cốt thép DƯL sử dụng tao cáp 7 sợi 15,2mm cấp 270 theo ASTM.
-
Tải trọng thiết kế HL93.
-
Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN – 272 – 05.
-MIDAS/Civil-
Trang 140
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 2: Mặt cắt ngang dầm chính
1.2 Tính toán thiết kế
Các bước tính toán thiết kế bằng MIDAS Civil:
Bắt đầu
Thiết lập các thông số cho quá trình phân tích
Chạy chương trình, phân tích đánh giá kết quả
-MIDAS/Civil-
Chuẩn bị các số liệu cần thiết của bài toán
Mô hình hóa kết cấu
Tổ hợp tải trọng
Mô hình hóa tải trọng
Xuất kết quả Kết thúc
Trang 141
Bài giảng Tin ứng dụng
a. Lựa chọn đơn vị tính toán - Khởi động MIDAS Civil. - Trên menu chính lựa chọn File/New Project hoặc bấm vào biểu tượng trên thanh Toolbars. - Lựa chọn Tools/ Unit System, xuất hiện hộp thoại:
Hình 5. 3: Hộp thoại lựa chọn đơn vị hệ thống
Lựa chọn đơn vị chiều dài Length: m; đơn vị lựa chọn là tonf; … b. Khai báo các đặc trưng hình học của mặt cắt và vật liệu Khai báo các đặc trưng của vật liệu Các loại vật liệu cần khai báo là: + Bản mặt cầu; + Dầm chính; + Cốt thép DƯL; + Dầm ngang. Khai báo: - Trên menu chính lựa chọn Model/ Properties/ Material. - Kích vào nút
trên hộp thoại xuất hiện.
- Khai báo các thông số vào hộp thoại sau: -MIDAS/Civil-
Trang 142
Bài giảng Tin ứng dụng
Name: Banmc; Type of Design: Concrete; Standard: None; Modulus of Elastic: 2.6956e+6; Poission’s Ratio: 0.2; Weight Density: 0;
Hình 5. 4: Khai báo các đặc trƣng của vật liệu
Sau đó bấm nút Apply và khai báo cho các loại tiếp theo (theo bảng sau). -MIDAS/Civil-
Trang 143
Bài giảng Tin ứng dụng
STT
Bộ phận
Name
Type of Design
Standard
Modulus of Elastic
Poission’s Ratio
Weight Density
1
Dầm chính
Dam chinh
Concrete
None
3.4366e+006
0.2
2.403
2
Cáp DƯL
Cap DUL
User Defined
None
2.0037e+007
0.3
2.403
3
Dầm ngang
Dam ngang
Concrete
None
2.6956e+006
0.2
0
Khai báo ảnh hưởng của từ biến, co ngót tới vật liệu: - Trên menu chính lựa chọn Model/ Properties/ Time Dependent Material (Creep/Shrinkage). - Bấm nút
trên hộp thoại xuất hiện.
- Khai báo các thông số vào hộp thoại:
Hình 5. 5: Khai báo từ biến, co ngót
Name: Co ngot – Tu bien; Code: CEB – FIP; Compressive Strength of concrete at the age of 28 days: 4500; Relative Humidity of ambient environment (40 – 99): 70; Notational size of member: 1; Type of cement: (N, R); -MIDAS/Civil-
Trang 144
Bài giảng Tin ứng dụng
Age of concrete at the beginning shrinkage: 3. - Sau đó bấm nút
để biểu diễn kết quả.
Hình 5. 6: Biểu diễn co ngót, từ biến theo thời gian
Khai báo ảnh hưởng của thời gian tới cường độ vật liệu: - Trên menu chính lựa chọn Model/ Propertoes/ Time Dependent Material (Com. Strength); - Bấm nút
trên hộp thoại xuất hiện.
- Khai báo các thông số yêu cầu:
Hình 5. 7: Khai báo ảnh hƣởng của thời gian tới cƣờng độ bê tông
-MIDAS/Civil-
Trang 145
Bài giảng Tin ứng dụng
Name: C6500; Type: Code; Development of Strength: CEB – FIP; Concrete Compressive Strength at 28 days: 4500; Cement Type: N, R: 0.25. - Bấm nút quả trên đồ thị.
để biểu diễn kết
Gán ảnh hưởng của thời gian tới vật liệu (Time Dependent Material Link): - Trên menu chính lựa chọn Model/ Properties/ Time Dependent Material Link. - Khai báo các thông số vào hộp thoại xuất hiện.
Hình 5. 8: Gán ảnh hƣởng của thời gian tới vật liệu
-MIDAS/Civil-
Trang 146
Bài giảng Tin ứng dụng
Time Dependent Material Type: Creep/Shrinkage: Co ngot – Tu bien; Comp. Strength: C6500. Select Material to Assign: Material: 2: Dam chinh; Bấm vào nút để chuyển loại vật liệu đã lựa chọn sang hộp Selected Material. Bấm nút Bấm nút
để thực hiện phép gán. để kết thúc quá trình gán.
Khai báo các đặc trưng hình học của mặt cắt Các mặt cắt cần khai báo: + Mặt cắt dầm trong; + Mặt cắt dầm biên; + Dầm ngang đầu dầm; + Dầm ngang bên trong. Khai báo mặt cắt dầm trong: - Từ menu chính lựa chọn Model/Properties/Section. - Tab Section bấm nút
trên hộp thoại.
- Khai báo các thông số cần thiết vào hộp thoại Section Data. - Chuyển sang Tab Composite và khai báo các thông số sau: Name: Damtrong; Section Type: Composite – I; Slab Width: 1540 (Bề rộng toàn cầu); Girder: Num: 6 (Số lượng dầm chủ); CTC: 270 (Khoảng cách giữa tim 2 dầm chủ); Slab: Bc: 270; tc: 20; Hh: 0; Girder: Symmetry: on; (Khai báo đối xứng qua trục). Joint: tích vào các điểm J1, JL1; -MIDAS/Civil-
Trang 147
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 9: Khai báo mặt cắt dầm trong
Nhập giá trị mặt cắt theo bảng sau: H1
180.000
HL1
8.000
HL2
10.000
HL2-1
5.000
HL3
135.000
HL4
12.000
HL5
15.000
BL1
7.500
BL2
52.500
BL2-1
40.000
BL4
32.500
Material: Egd/Esb: 1.2749; (Tỷ số mô đun đàn hồi giữa dầm chính và bản -MIDAS/Civil-
Trang 148
Bài giảng Tin ứng dụng
mặt cầu). Dgd/Dsb: 0; Consider Shear Deformation: on. Nếu muốn lựa chọn vật liệu theo các tiêu chuẩn sẵn có của MIDAS bấm vào nút . Bấm vào nút khai báo.
đê kết thúc quá trình
hoặc
Nếu muốn xem kết quả tính toán các đặc trưng hình học của mặt cắt, bấm vào nút
.
Khai báo mặt cắt dầm biên: - Trên Tab Section lựa chọn mặt cắt dầm trong vừa khai báo. Sau đó bấm để tạo mặt cắt như dầm trong.
nút
- Lựa chọn mặt cắt vừa Copy và bấm vào nút
để hiệu chỉnh.
- Hiệu chỉnh các thông số cần thiết: Name: dambien; Slab: Bc = 230; (Tính từ mép ngoài mặt cầu đến giữa dầm biên và dầm trong). - Bấm nút
để kết thúc quá trình khai báo.
Khai báo mặt cắt dầm ngang đầu dầm: - Trên Tab Section lựa chọn
và khai báo mặt cắt dầm ngang.
- Lựa chọn Tab DB/ User trên hộp thoại xuất hiện và khai báo các thông số sau: Name: damngangdaudam; Lựa chọn mặt cắt dạng chữ nhật: Solid Rectangle; User: on; Kích thước mặt cắt: H: 20; B: 108; Khai báo mặt cắt dầm ngang: Name: damngang; Lựa chọn mặt cắt dạng chữ nhật: Solid Rectangle; User: on; Kích thước mặt cắt: -MIDAS/Civil-
Trang 149
Bài giảng Tin ứng dụng
H: 20; B: 127.5; Mô hình hóa kết cấu: o Tạo điểm nút trong kết cấu: - Lựa chọn đơn vị của hệ thống là tonf, cm. - Mặt phẳng biểu diễn là
Top View.
- Trên meu chính lựa chọn Model/ Nodes/ Create Nodes.
Hình 5. 10: Hộp thoại tạo điểm của kết cấu
Coordinates (x, y, z): 0,0,0; Copy/ Number of Times: 5; Distances (dx, dy, dz): 0, 270, 0; - Sau đó bấm nút
và
.
o Mô hình hóa dầm chính: - Trên menu chính lựa chọn Model/ Element/ Extrude (Alt + 5). - Lựa chọn điểm 1 và 6; - Extrude Type: Node
Elements.
- Element Atribute/ Element Type: Beam; - Material: 2: Dam chinh; - Section: 2: Dam bien; - Generation Type: Translate; -MIDAS/Civil-
Trang 150
Bài giảng Tin ứng dụng
- Translation: Equal Distance; dx, dy, dz: 300, 0, 0; - Number of Times: 12; - Bấm vào nút
.
Hình 5. 11: Mô hình hóa dầm biên
- Lựa chọn điểm 2, 3, 4, 5; - Extrude Type: Node
Elements.
- Element Atribute/ Element Type: Beam; - Material: 2: Dam chinh; - Section: 1: Dam trong; - Generation Type: Translate; - Translation: Equal Distance; dx, dy, dz: 900, 0, 0; -MIDAS/Civil-
Trang 151
Bài giảng Tin ứng dụng
- Number of Times: 4; - Bấm vào nút
.
o Mô hình hóa dầm ngang: - Hiển thị số hiệu của điểm
;
- Lựa chọn điểm 1 và 29; - Extrude Type: Node
Elements.
- Element Atribute/ Element Type: Beam; - Material: 4: Dam ngang; - Section: 3: Damngangdaudam; - Generation Type: Translate; - Translation: Equal Distance; dx, dy, dz: 0, 270, 0; - Number of Times: 5; - Bấm vào nút
.
- Lựa chọn điểm 7to27by2 (lựa chọn những điểm có số hiệu lẻ bắt đầu từ điểm có số hiệu 7, kết thúc bởi điểm có số hiệu 27). - Extrude Type: Node
Elements.
- Element Atribute/ Element Type: Beam; - Material: 4: Dam ngang; - Section: 4: Damngang; - Generation Type: Translate; - Translation: Equal Distance; dx, dy, dz: 0, 270, 0; - Number of Times: 5; - Bấm vào nút
.
o Gán thay đổi thuộc tính vật liệu do thời gian: - Trên menu chính lựa chọn Model/ Properties/ Change Element Dependent Material Properties. - Lựa chọn tất cả các điểm và phần tử. - Element Dependent Material: Notational Size of Member; - Lựa chọn tùy chọn Auto Calculate; - Code: CEB – FIP; - Bấm nút
và
.
o Gán điều kiện biên cho kết cấu: -MIDAS/Civil-
Trang 152
Bài giảng Tin ứng dụng
- Trên menu chính lựa chọn Model/ Boundaries/ Support. - Lựa chọn điểm 1; Boundary Group Name: Default; Options: Add; Support Type (Local Direction): D – ALL; - Bấm nút
.
- Lựa chọn điểm 29; Boundary Group Name: Default; Options: Add; Support Type (Local Direction): Dy, Dz; - Bấm nút
.
- Lựa chọn từ điểm 2 đến 6; Boundary Group Name: Default; Options: Add; Support Type (Local Direction): Dx, Dz; - Bấm nút
.
- Lựa chọn điểm 30 và 43 đến 46; Boundary Group Name: Default; Options: Add; Support Type (Local Direction): Dz; - Bấm nút
và
.
Mô hình hóa tải trọng Mô hình hóa tải trọng bao gồm những công việc sau: Khai báo nhóm tải trọng Khai báo tĩnh tải Khai báo tải trọng dự ứng lực Khai báo hoạt tải o Khai báo nhóm tải trọng: - Để thực hiện phân tích theo các giai đoạn thi công thì cần phải khai báo các nhóm như nhóm kết cấu, nhóm điều kiện biên, nhóm tải trọng. - Trên menu chính lựa chọn Model/Group/Define Load Group. - Trong mục Name điền tên các nhóm tải trọng cần khai báo: -MIDAS/Civil-
Trang 153
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 12. Khai báo nhóm tải trọng
- Sau đó bấm nút
.
- Nếu muốn thay đổi tên một nhóm thì bấm nút bấm nút
, muốn xóa bỏ
.
- Cuối cùng bấm nút
.
o Khai báo tĩnh tải - Trên menu chính lựa chọn Load/Static Load Cases
Hình 5. 13. Khai báo các trƣờng hợp tải trọng
-MIDAS/Civil-
Trang 154
Bài giảng Tin ứng dụng
- Trong mục Name tiến hành nhập tên các trường hợp tải trọng tĩnh. Ở đây ta khai báo các trường hợp tải trọng tĩnh sau: Damchinh&Damngang (DC); Lancan&Gochan (DC); Banmatcau (DC); Lopphu (DW); DUL (PS); Creep (CR); Shrinkage (SH). - Gán tải trọng tĩnh lên kết cấu: Chuyển kết cấu sang dạng biểu diễn 3D (Iso View). Lựa chọn phần tử theo mặt cắt có tên là 1: Damtrong. Trong mục Select Type chọn: Section. Nhấp chuột vào tên mặt cắt là 1: Damtrong. Sau đó bấm nút
và
.
Hình 5. 14. Hộp thoại lựa chọn phần tử
Từ menu chính lựa chọn Load/Element Beam Loads. Trong hộp thoại khai báo các thông số sau: Load Case Name: Banmatcau; Load Group Name: Banmatcau; Direction: Global Z; -MIDAS/Civil-
Trang 155
Bài giảng Tin ứng dụng
Projection: No; Value: Relative; W: - 1.32 tonf/m.
Hình 5. 15. Khai báo tải trọng bản mặt cầu
Lựa chọn phần tử theo mặt cắt có tên là 2: Dambien. Trong mục Select Type chọn: Section. Nhấp chuột vào tên mặt cắt là 2: Dambien. Sau đó bấm nút
và
.
Trong hộp thoại khai báo các thông số sau: Load Case Name: Banmatcau; Load Group Name: Banmatcau; -MIDAS/Civil-
Trang 156
Bài giảng Tin ứng dụng
Direction: Global Z; Projection: No; Value: Relative; W: - 1.1 tonf/m. Sau đó bấm nút
.
Lựa chọn phần tử theo mặt cắt có tên là 1:Damtrong và 2:Dambien. Trong hộp thoại khai báo các thông số sau: Load Case Name: Lopphu; Load Group Name: Lopphu; Direction: Global Z; Projection: No; Value: Relative; W: - 0.25 tonf/m. Sau đó bấm nút Nhấp chuột vào nút
. đê lựa chọn các phần tử trước đó.
Trong hộp thoại khai báo các thông số sau: Load Case Name: Lancan&Gochan; Load Group Name: Lancan&Gochan; Direction: Global Z; Projection: No; Value: Relative; W: - 0.14 tonf/m. Sau đó bấm nút
và nút
.
Từ menu chính lựa chọn Load/Self Weight. Trong hộp thoại khai báo các thông số sau: Load Case Name: Damchinh&Damngang; Load Group Name: Damchinh&Damngang; Self Weight Factor: Z = -1; Sau đó bấm nút
-MIDAS/Civil-
và nút
.
Trang 157
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 16. Khai báo trọng lƣợng bản thân dầm
o Khai báo tải trọng dự ứng lực
Hình 5. 17. Tọa độ trọng tâm của mặt cắt
-MIDAS/Civil-
Trang 158
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 18. Bố trí cáp DƢL trên mặt cắt ngang
Hình 5. 19. Bố trí cáp DƢL trên mặt cắt dọc cầu
- Khai báo nhóm tải trọng dự ứng lực: Trên Tree Menu lựa chọn Tab Group. Kích phải chuột vào mục Tendon Group và lựa chọn New... Khai báo các thông số yêu cầu vào hộp thoại xuất hiện: Name: DUL (tên nhóm tải trọng dự ứng lực); Suffix: 1to12 (tạo ra 12 nhóm tải trọng DƯL); Sau đó bấm nút
và
.
- Khai báo đặc trưng của cáp dự ứng lực: Chuyển đơn vị sang dạng kips – in. Từ menu chính lựa chọn Tools/Unit System. Chuyển đơn vị: Length – in, Force – kips. Khai báo đặc trưng của cáp dự ứng lực. Từ menu chính chọn Load/Prestress Loads/Tendon Property. Trên hộp thoại Tendon Property bấm nút
.
Khai báo các thông số vào hộp thoại: -MIDAS/Civil-
Trang 159
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 20. Khai báo cáp dự ứng lực kéo xiên
o Name: TH (tên loại cáp DƯL kéo xiên). o Tendon Type: Internal (Pre-Tension) (cáp DƯL phía trong kéo trước). o Material: 3: DUL o Khai báo diện tích bó cáp DUL hoặc bấm vào nút để khai báo chi tiết. Strand Diameter: 12.7mm; (đường kính tao cáp) Number of Strands: 14; (số lượng tao cáp) Bấm nút
.
o Ultimate Strength: 270 (cường độ giới hạn) o Yield Strength: 243 (cường độ chịu uốn). o Sau đó bấm nút
.
Lặp lại quá trình như vậy cho cáp dự ứng lực kéo thẳng. Chú ý số lượng tao cáp của bó cáp kéo thẳng là 34 tao cáp. Sau đó bấm nút
-MIDAS/Civil-
.
Trang 160
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 21. Khai báo cáp dự ứng lực thẳng
- Kích hoạt các phần tử thuộc dầm chính: Tắt chế độ hiển thị số hiệu điểm phần tử
và bật chế độ hiển thị số hiệu
.
Chuyển mặt phẳng biểu diễn về mặt phẳng X-Y (Top View). Lựa chọn phần tử theo thuộc tính
.
Trên hộp thoại Select Identity mục Select Type lựa chọn Section. Bấm và giữ phím Ctrl rồi nhấp chuột vào hai dạng mặt cắt là 1: damtrong và 2: dambien; Sau đó bấm nút Cuối cùng bấm nút
và
.
(Active) hoặc bấm phím F2.
- Bố trí cáp dự ứng lực trên mặt cắt: Trên menu chính lựa chọn Load/Prestress Loads/Tendon Profile. Trên hộp thoại Tendon Profile bấm vào nút
.
Khai báo các thông số vào hộp thoại xuất hiện: Tendon Name: TH1; Group: DUL1; -MIDAS/Civil-
Trang 161
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 22. Bố trí cáp dự ứng lực xiên
Tendon Property: TH; Kích chuột vào ô Assigned Element: 1to23by2; Input Type: 3D; Curve Type: Spline; Straight Length of Tendon: Chiều dài đoạn cáp thẳng tại hai -MIDAS/Civil-
Trang 162
Bài giảng Tin ứng dụng
đầu dầm. Trong mục Profile/Reference Axis lựa chọn Straight. (trục dẫn hướng là trục thẳng). Trong bảng tọa độ của cáp dự ứng lực, nhập vào các giá trị. Profile Insert Point: -6,0,-52.79; (điểm đầu cáp tại đầu dầm). Kích chuột vào TH1, trong mục Distance: 0, 180, 0. Sau đó bấm Bấm nút
. để chỉnh sửa.
Hình 5. 23. Thiết lập các nhóm cáp trên mặt cắt dọc
Thay đổi tên TH1-Copy thành TH2; Group: DUL2; Kích chuột vào ô Assigned Element, sau đó loại bỏ lựa chọn các phần tử bằng việc kích vào nút (Unselect All). Cuối cùng nhập vào 25to69by4 (phần tử thuộc dầm dọc số 2). Profile Insert Point: -6, 108, -54.57 Thực hiện tương tự cho dầm số 3, 4, 5 với tọa độ y cộng thêm 108inch. Sau đó tạo thêm profile cho dầm số 6 như dầm số 1 với tọa độ của điểm Profile Insert Point: -6, 540, -52.79. - Tương tự như vậy khai báo cho các nhóm cáp còn lại. o Khai báo hoạt tải
-MIDAS/Civil-
Trang 163
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 24. Làn xe và độ lệch tâm của làn
Chuyển đơn vị về dạng: Length (ft); Force (kips). Khai báo các nhóm kết cấu cho dầm ngang: Name: Dam ngang; Suffix: 1to5 (vì có 5 khoang dầm). Lựa chọn phần tử trong từng khoang dầm rồi gán cho từng nhóm kết cấu. Từ menu chính lựa chọn Load/Moving Load Analysis Data/Moving Load Code. Lựa chọn tiêu chuẩn thiết kế: AASHTO LRFD; Khai báo làn xe: Load/Moving Load Analysis Data/Traffic Line Lanes. Khai báo các thông số vào hộp thoại Traffic Line Lanes: Name: Lan1; Eccentricity: 4.5; Vehicle Load Distribution: Cross Beam; Cross Beam Group: Dam ngang1; Moving Direction: Both; Selection by: 2 points> lựa chọn các phần tử của dầm chính thứ nhất. Các làn khác khai báo tương tự, kích thước trên hình 5.24. Khai báo xe: Từ menu chính Load/Moving Load Analysis Data/Vehicles. Nhấp chuột vào nút -MIDAS/Civil-
để nhập đoàn xe tiêu chuẩn: Trang 164
Bài giảng Tin ứng dụng
o
Standard Name: AASHTO LRFD Load;
o Vehicle Load Type: HL – 93TRK; o Dynamic Load Allowance: 25; o Nhấp chuột vào nút
.
o Tương tự như vậy cho xe hai trục (tandem). Khai báo trường hợp tải trọng di động: Load/Moving Load Analysis Data/Moving Load Cases. để nhập trường hợp tải trọng
Nhấp chuột vào nút di động mới.
Nhập các thông số vào hộp thoại Define Moving Load Case: o Load Case Name: MLC; o Trong phần Sub – Load Cases: Loading Effect: Independent; Bấm nút Sub – Load Cases:
để khai báo cho hộp thoại
Vehicle Class: VL: HL – 93TRK; Scale Factor: 1; Min. Number of Loaded Lanes: 1; Max. Number of Loaded Lanes: 4; Assignment Lanes: List of Lanes: Chọn tất cả các làn và bấm nút
.
Nhấp chuột vào nút
.
o Tổ hợp tải trọng: Từ menu chính Load/Create Load Casrs Using Load Combinations Tạo các tổ hợp tải trọng trong hộp thoại Load Combinations. c. Phân tích và hiển thi kết quả o Thực hiện quá trình phân tích: Từ menu chính lựa chọn Analysis/Perform Analysis hoặc bấm F5. o Hiển thị và phân tích kết quả: Hiển thị biểu đồ mô men: Result/Force/Beam Diagram; Chọn trường hợp tải trọng cần hiển thị. -MIDAS/Civil-
Trang 165
Bài giảng Tin ứng dụng
Nhấp chuột vào nút
để hiển thị kết quả.
Hiển thị biểu đồ độ võng: Result/Deformation/Deformed Shape. Chọn trường hợp tải trọng cần hiển thị. Nhấp chuột vào nút
để hiển thị kết quả.
Ứng suất trên mặt cắt ngang: Result/Beam Detail Analysis. Chọn trường hợp tải trọng và chọn: o Element Number: chọn phần tử cần xem; o Stress Section: (chọn phương pháp tính ứng suất) Normal (theo ứng suất pháp); o Nhấp chuột vào nút
.
Trong cửa sổ Beam Detail Analysis chọn Tab Section để hiển thị. 2. Thiết kế cầu dầm thép liên hợp BTCT 2.1. Số liệu thiết kế Kiểu cầu và nhịp liên tục được sử dụng trong ví dụ này như sau: Kiểu cầu: cầu dầm I liên hợp 3 nhịp liên tục, bản bê tông. Chiều dài cầu: L = 45.0 + 55.0 + 45.0 = 145.0m Bề rộng cầu: B = 12.14m Cầu thẳng, mố trụ đặt vuông góc với cầu. a) Mặt cắt ngang
Hình 5. 25. Mặt cắt ngang cầu
-MIDAS/Civil-
Trang 166
Bài giảng Tin ứng dụng
b) Vật liệu Cấu kiện
Mặt cắt
Ghi chú
Dầm chủ
A53
Thép
Dầm ngang
A36
Thép
Bản
Mác C6000
Bê tông (Sử dụng một hàm cường độ nén của bê tông)
c) Tải trọng Tải trọng tĩnh trước khi liên hợp o Tải trọng bản thân của dầm thép chủ: được tự động chuyển đổi thành tải trọng bản thân trong chương trình o Tải trọng bản thân của bản: được nhập vào dưới dạng các tải trọng dầm Tải trọng tĩnh sau khi liên hợp o Được nhập vào thành các tải trọng dầm d) Tạo các giai đoạn thi công Định nghĩa các trường hợp tải trọng và nhóm tải trọng.
Hình 5. 26. Quá trình thi công bản và mỗi phần của mặt cắt bản
Các bản có một điểm cong tại vị trí 0.2L tính từ gối giữa, khi đổ bê tông mới trên bê tông cũ, tạo đoạn cong ở nơi không có ứng suất xảy ra. Trƣờng hợp Nhóm tải tải trọng trọng
Kiểu tải trọng
Ghi chú
DL (BC)1
DL (BC)1
Self – Weight
DL (BC)2
DL (BC)2
Beam load
Trọng lượng bản thân của bản trong phạm vi 0.8L1
DL (BC)3
DL (BC)3
Beam load
Trọng lượng bản thân của bản trong phạm vi 0.2L1 + 0.8L2
-MIDAS/Civil-
Trọng lượng bản thân của dầm
Trang 167
Bài giảng Tin ứng dụng
DL (BC)4
DL (BC)4
Beam load
Trọng lượng bản thân của bản trong phạm vi 0.2L2 + L3
DL (AC)
DL (AC)
Beam load
Trọng lượng của lan can, gờ chắn, tay vịn
Định nghĩa các nhóm điều kiện biên: Nhóm điều kiện biên BGroup
Kiểu điều kiền biên Support
Ghi chú Gối cứng
E_Width1
Tỷ số của mô men quán tính tính với chiều dài có hiệu và Effect Width mô men quán tính tính với tổng chiều dài có hiệu. Mặt cắt Scale Factor CS2 (tại vị trí giữa của nhịp thứ nhất)
E_Width2
Tỷ số của mô men quán tính tính với chiều dài có hiệu và Effect Width mô men quán tính tính với tổng chiều dài có hiệu. Mặt cắt Scale Factor CS3 (tại vị trí gối giữa thứ nhất và ở giữa của nhịp thứ hai)
E_Width3
Tỷ số của mô men quán tính tính với chiều dài có hiệu và Effect Width mô men quán tính tính với tổng chiều dài có hiệu. Mặt cắt Scale Factor CS4 (tại vị trí gối giữa thứ hai và ở giữa của nhịp thứ ba)
Định nghĩa các giai đoạn thi công Giai đoạn thi công
Nhóm Nhóm điều kiện kết cấu biên
Nhóm tải trọng (đƣợc kích hoạt) Nhóm
Bước
DL (BC)1 First Step
Khoảng thời gian
Ghi chú
5
Mặt cắt chưa liên hợp
E_Width1 DL (BC)3 25 ngày
30
Mặt cắt CS2 đã liên hợp
-
E_Width2 DL (BC)4 25 ngày
30
Mặt cắt CS3 đã liên hợp
-
E_Width3 DL (AC)
10000
Mặt cắt CS4 đã liên hợp
CS1
SGroup
CS2
-
CS3 CS4
BGroup
DL (BC)2 First Step
First Step
SGroup biểu diễn một nhóm kết cấu gồm có tất cả các cấu kiện (dầm chủ, dầm ngang) Một nhóm phần tử là đủ vì hình học của kết cấu không thay đổi theo các giai đoạn thi công. Sử dụng tính năng Composite Section for Construction Stage, định nghĩa một mặt cắt liên hợp/không liên hợp theo quá trình thi công bản. Giả thiết rằng cần 25 ngày để chế tạo ván khuôn và bản bê tông có được cường độ -MIDAS/Civil-
Trang 168
Bài giảng Tin ứng dụng
ban đầu tại ngày thứ 5. Sau đó, cần 30 ngày để hoàn thành việc thi công. Trọng lượng bản than của bản được nhập vào theo dạng tải trọng phần tử dầm (Element Beam Loads) sẽ được kích hoạt tại ngày thứ 25 khi ván khuôn đã được lắp ráp xong.
Hình 5. 27. Trọng lƣợng bản và tĩnh tải 2 đƣợc xếp trong các giai đoạn thi công
CS1 Phát sinh các dầm chủ bằng thép và các dầm ngang dọc theo chiều dài cầu. Sử dụng tính năng Self Weight để nhập vào trọng lượng bản thân của dầm và dùng tính năng Element Beam Loads để nhập trọng lượng bản thân bản của mặt cắt CS2. (xem hình 5.26). CS2 Mặt cắt CS2 khi liên hợp Nhập vào bề rộng có hiệu của mặt cắt CS2 Sử dụng tính năng Element Beam Loads để nhập trọng lượng bản thân bản của mặt cắt CS3 (xem hình 5.26). CS3 Mặt cắt CS3 khi liên hợp Nhập bề rộng có hiệu của mặt cắt CS3 Sử dụng tính năng Element Beam Loads để nhập trọng lượng bản thân bản của mặt cắt CS4 (xem hình 5.26). CS4 Mặt cắt CS4 liên hợp Nhập chiều rộng có hiệu của mặt cắt CS4 -MIDAS/Civil-
Trang 169
Bài giảng Tin ứng dụng
Sử dụng tính năng Element Beam Loads để nhập tĩnh tải phần 2. 2.2. Thiết lập điều kiện làm việc và nhập các thuộc tính mặt cắt/vật liệu a) Thiết lập điều kiện làm việc Đặt hệ thống đơn vị là ‘kN’ và ‘m’ cho mô hình của ví dụ này. Tools/Unit System Length>m ; Force>kN b) Nhập các thông số vật liệu Các thông số vật liệu của dầm chủ, dầm ngang và bản có thể được định nghĩa bằng cách sử dụng thư viện được xây dựng trong MIDAS/Civil. Từ menu chính lựa chọn Model/Property/Material Khai báo các thông số cấn thiết vào hộp thoại xuất hiện: o Type>Steel ; Standard>ASTM(S) o DB>A53, bấm nút
; DB>A36, bấm nút
.
o Type>Concrete ; Standard>ASTM(RC) o DB>Grade C6000, bấm nút
.
Hình 5. 28. Khai báo vật liệu
c) Nhập các thông số mặt cắt Với quá trình thi công được xem xét, các dầm chủ sẽ có các tên mặt cắt khác nhau từ -MIDAS/Civil-
Trang 170
Bài giảng Tin ứng dụng
giai đoạn này đến giai đoạn khác. Trong ví dụ này, giả thiết tất cả các mặt cắt dầm là giống nhau; như vậy, các dầm sẽ có các thông số mặt cắt giống nhau nhưng có các tên khác nhau (Sec 1, Sec 2, Sec 3 và Sec 4). Để tạo các dầm ngang, sử dụng mặt cắt kiểu người dùng định nghĩa.
Hình 5. 29. Mặt cắt ngang cầu
Phân loại
Mặt cắt
Ghi chú
Dầm chủ
H 3200×800×900×20×32/34
Mặt cắt liên hợp
Dầm ngang
H 800×400×20×20/20
Mặt cắt người dùng định nghĩa
Từ menu chính lựa chọn Model/Property/Section Trên Tab Composite, khai báo các thông số sau: o Section ID (1); Name (Sect 1); Offset>Center-Center o Section Type>Steel-I; o Slab Width (12.14); o Girder>Num (2); CTC (6.15) o Slab>Bc (6.07); tc (0.25); Hh (0.028) o Girder>Hw (3.2); tw (0.02); B1 (0.8); tf1 (0.032); B2 (0.9); tf2 (0.034) o Material>
.
Concrete Material>DB>ASTM(RC); Name>Grade C6000 Steel Material>DB>ASTM(S); Name>A53 o Section ID (2); Name (Sect 2) o Section ID (3); Name (Sect 3) -MIDAS/Civil-
Trang 171
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 30. Khai báo thông số mặt cắt
Trên Tab DB/User: o Section ID (4); Name (CBeam); Offset>Center-Center o Section Shape>I-Section; User o H (0.84); B1 (0.4); tw (0.02); tf1 (0.02) d) Nhập các thông số vật liệu phụ thuộc thời gian Các thông số vật liệu phụ thuộc thời gian sẽ được định nghĩa với sự thay đổi của cường độ bê tông dẫn đến sự thay đổi của mô đun đàn hồi bê tông, từ biến và co ngót phát triển theo thời gian. Các thông số vật liệu phụ thuộc thời gian được xác định từ tiêu chuẩn CEB-FIP. Bề dày của bản là 25cm sẽ được sử dụng để tính toán kích thước danh định của cấu kiện. Cường độ ở tuổi 28 ngày: 20000 kN/m2 Độ ẩm tương đối: 70% Kích thước danh định: 2×Ac/u = (2×12.14×0.25)/(12.14+0.25) 2 = 0.245 Kiểu bê tông: Bê tông thường Thời gian bỏ ván khuôn: 3 ngày sau khi đổ bê tông (thời gian bắt đầu xảy ra hiện tượng co ngót) Trình tự khai báo: Từ menu chính lựa chọn Model/Property/Time Dependent Material (Creep & Shrinkage). -MIDAS/Civil-
Trang 172
Bài giảng Tin ứng dụng
Khai báo các thông số sau: o Name (Mat-1); Code>CEB-FIP o Compressive strength of concrete at the age of 28 days (20000) o Relative humidity of ambient environment (40 ~ 99) (70) o Notational size of member (0.245) o Type of cement>Normal or rapid hardening cement (N, R) o Age of concrete at the beginning of shrinkage (3)
Hình 5. 31. Định nghĩa các thông số phụ thuộc thời gian
Bê tông được đổ được làm cứng và thu được cường độ theo tuổi. Để xem xét điều này, một hàm cường độ nén của bê tông được đưa ra ở đây theo tiêu chuẩn CEB-FIP. Số liệu được nhập vào trong hộp thoại Time Dependent Material (Creep/Shrinkage) được lấy trong hộp thoại Time Dependent Material (Comp.Strength). Model/Property/Time Dependent Material (Comp. Strength) Khai báo các thông số sau: o Name (Mat-1) ; Type>Code o Development of Strength>Code>CEB-FIP o Concrete Compressive Strength at 28 Days (S28) (20000) o Cement Type(a)>N, R : 0.25;
-MIDAS/Civil-
Trang 173
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 32. Khai báo ảnh hƣởng của thời gian tới cƣờng độ vật liệu
Trong MIDAS/Civil, vật liệu phụ thuộc thời gian được định nghĩa một cách tách biệt với vật liệu thông thường, và các thông số vật liệu phụ thuộc thời gian có thể được gán cho các vật liệu thông thường được chọn. Trong ví dụ này, các thông số vật liệu phụ thuộc thời gian sẽ được gán cho bản bê tông (Mác C6000). Model/Property/Time Dependent Material Link Khai báo các thông số sau: o Time Dependent Material Type>Creep/Shrinkage>Mat-1 o Comp. Strength>Mat-1 o Select Material for Assign>Materials> Nhấp chuột vào loại vật liệu 3:Grade C6000 và bấm nút
-MIDAS/Civil-
Operation>
Trang 174
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 33. Gán các thông số vật liệu phụ thuộc vào thời gian cho vật liệu thông thƣờng
2.3. Tạo mô hình cầu Sau khi định nghĩa các nhóm cần thiết để tạo các giai đoạn thi công, xây dựng mô hình cầu cho mỗi giai đoạn thi công. Ví dụ này giải thích kỹ thuật gán các giai đoạn thi công khi sử dụng mặt cắt liên hợp. a) Định nghĩa các nhóm Từ menu chính lựa chọn Model/Group/Structure Group o Name: SGroup. o Nhấp chuột vào nút Từ menu chính lựa chọn Model/Group/Boundary Group o Name: BGroup. o Nhấp chuột vào nút o Name: E_Width; Suffix: 1to3 o Nhấp chuột vào nút -MIDAS/Civil-
Trang 175
Bài giảng Tin ứng dụng
Từ menu chính lựa chọn Model/Group/Load Group o Name: DL (BC); Suffix: 1to3 o Nhấp chuột vào nút o Name: DL (AC); Suffix: () o Nhấp chuột vào nút b) Tạo mô hình cầu Phát sinh dầm chủ: Trong ví dụ này, các dầm ngang được đặt tại khoảng cách 5m và bê tông bản được đổ theo quá trình thi công như trên hình 5.25. Để xem xét chiều rộng có hiệu của các dầm chủ, các phần tử dầm sẽ được phát sinh có các chiều dài sau đây: Mặt cắt CS2
7@5 + 1
=
36m
(Dùng Sect 1)
Mặt cắt CS3
4 + 3@5 +1 + 3 + 6@5
=
53m
(Dùng Sect 2)
Mặt cắt CS4
1 + 3@5 + 4 + 1 + 7@5
=
56m
(Dùng Sect 3)
Trình tự khai báo: Top View,
Node Snap (on),
Element Snap (on),
Auto Fitting (on)
Model/Nodes/Create Nodes o Coordinates (0, 0, 0) o Copy>Number of Times (1); Distance (0, 6.15, 0) Model/Elements/Extrude Elements o
Select All
o Extrude Type>Node → Line Element o Element Attribute>Element Type>Beam Material>1:A53 ; Section>1: Sect 1 Generation Type>Translate Translation>Unequal Distance Axis>x; Distance (7@5,1,4,3@5,1,4,5@5,4,1,3@5,4,1,7@5) Để gán các phần tử dầm chủ của CS3 cho mặt cắt Sect 2, và các phần tử dầm của CS4 cho Sect 3, sử dụng tính năng kéo và thả. Trên Tree Menu lựa chọn Tab Works o
Select Window: 17to40; Properties>Section>Sect 2 (Kéo và thả)
o
Select Window: 41to66; Properties>Section>Sect 3 (Kéo và thả)
-MIDAS/Civil-
Trang 176
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 34. Gán mặt cắt cho mỗi phần của mặt cắt
Phát sinh dầm ngang: Trình tự thực hiện: Node Number (on) Từ menu chính lựa chọn Model/Elements/ Create Elements o Element Type>General beam/Tapered beam o Material>2:A36; Section>4:CBeam; Beta Angle (0) o Nodal Connectivity (1, 2) Model/Elements/Translate Elements o
Select Recent Entities
o Mode>Copy; Translation>Equal Distance o dx, dy, dz (5, 0, 0); Number of Times (145/5)
-MIDAS/Civil-
Trang 177
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 35. Phát sinh dầm ngang
2.4. Nhập các điều kiện biên a) Nhập các điều kiện biên gối Vì tất cả các điều kiện biên của kết cấu được kích hoạt đồng thời tại giai đoạn 1 (CS1), nhóm BGroup là nhóm điều kiện biên gồm tất cả các liên kết của cầu. Model/Boundary/Supports o Boundary Group Name>BGroup o
Select Single (Node: 21)
o Options>Add ; Support Types>D-ALL (on) o
Select Single (Nodes: 1, 47, 67)
o Options>Add ; Support Types>Dy, Dz (on) o
Select Single (Nodes: 2, 48, 68)
o Options>Add ; Support Types>Dz (on) o
Select Single (Nodes: 22)
o Options>Add ; Support Types>Dx, Dz (on) b) Nhập chiều rộng có hiệu Nhập các hệ số tỷ lệ cho mô men quán tính của các mặt mặt cắt dầm để xem xét hiệu -MIDAS/Civil-
Trang 178
Bài giảng Tin ứng dụng
bề rộng có hiệu. Trong MIDAS/Civil, hệ số tỷ lệ bề rộng có hiệu (Effective Width Scale Factor) sẽ được sử dụng để tính toán các thành phần ứng suất. Nếu bạn muốn tính toán các ứng suất trong một mặt cắt có xét đến bề rộng cánh có hiệu, sử dụng tính năng Effective Width Scale Factor với tỷ số mô men quán tính Iyy của mặt cắt có hiệu và mô men quán tính mặt cắt nguyên, được nhập trong mục Scale Factor for Iy.
Phân loại
Bề rộng có hiệu
Tại vị trí giữa nhịp biên
Mô men quán tính Iyy
Hệ số tỷ lệ của Iy, Iyy_2/Iyy_1
Iyy_1 (Bề rộng đầy đủ)
Iyy_2 (Bề rộng có hiệu)
5.653
0.4696905
0.4628585
0.985
Tại gối
5.117
0.4696905
0.4530761
0.965
Tại vị trí giữa nhịp chính
5.839
0.4696905
0.4659784
0.992
Display o Boundary>All ; Support (on) Node Number (off),
Element Number (on)
Model/Boundary/Effective Width Scale Factor o Boundary Group Name>E_Width1 o
Select Single (Elements: 1~16)
o Scale Factor Iy ( 0.985 ) o Boundary Group Name>E_Width2 o
Select Single (Elements: 17~26)
o Scale Factor Iy ( 0.965 ) o
Select Single (Elements: 27~40)
o Scale Factor Iy ( 0.992 ) o Boundary Group Name>E_Width3 o Select Single (Elements: 41~50) o Scale Factor Iy ( 0.965 ) o Select Single (Elements: 51~66) o Scale Factor Iy ( 0.985 ) -MIDAS/Civil-
Trang 179
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 36. Nhập hệ số tỷ lệ mô men quán tính mặt cắt có xét đến bề rộng có hiệu
2.5. Nhập số liệu tải trọng Trong ví dụ này đưa các tải trọng trước và sau khi liên hợp bằng cách sử dụng tính năng Element Beam Loads. Xem bảng dưới đây để đưa tải trọng cho mỗi giai đoạn thi công. Dầm trái Phân loại
Tải trọng phương đứng (FZ)
Dầm phải
Mô Mômen men xoắn
Tải trọng phương đứng (FZ)
Mô Mômen men xoắn
Tải trọng trước khi liên hợp, DL (BC)
-38.96
-1.49
-38.96
1.49
Tải trọng sau khi liên hợp, DL (AC)
-18.69
19.69
-18.69
-19.69
Để định nghĩa các tải trọng tác dụng tại mỗi giai đoạn thi công, chọn tải trọng giai đoạn thi công (Construction Stage Load) cho mục loại tải trọng (Load Type). Đầu tiên bạn cần phải định nghĩa các trường hợp tải trọng. Load/Static Load Cases o Name ( DL(BC)1 ); Type>Construction Stage Load (CS); o Name ( DL(BC)2 ); Type>Construction Stage Load (CS); -MIDAS/Civil-
Trang 180
Bài giảng Tin ứng dụng
o Name ( DL(BC)3 ); Type>Construction Stage Load (CS); o Name ( DL(BC)4 ); Type>Construction Stage Load (CS); o Name ( DL(AC) ); Type>Construction Stage Load (CS); a) Gán các tải trọng tĩnh cho mặt cắt trước khi liên hợp: Iso View,
Element Number (off)
Load/Self Weight o Load Case Name>DL(BC)1; o Load Group Name>DL(BC)1; o Self Weight Factor>Z ( -1 ); o Operation>Add Load/Element Beam Loads o
Select Identity-Elements
o Select Type>Section>1:Sect 1
;
o Load Case Name>DL(BC)2; o Load Group Name>DL(BC)2; o Load Type>Uniform Loads; o Direction>Global Z; Projection>No ; o Value>Relative x1 ( 0 ) ; x2 ( 1 ) ; w ( -38.96 ) o
Select Polygon
o (Elements: 2to16by2, phần thứ nhất của mặt cắt liên hợp ở bên trái dầm) o Load Type>Uniform Moments/Torsions o Direction>Global X; Projection>No; o Value>Relative x1 ( 0 ); x2 ( 1 ); w ( 1.49 ) o
Select Polygon
o (Elements: 1to15by2, phần thứ nhất của mặt cắt liên hợp ở bên phải dầm) o x1 ( 0 ) ; x2 ( 1 ) ; w ( -1.49 ) Tương tự, đưa tải trọng trước khi liên hợp DL (BC) 3 cho mặt cắt CS3 và tải trọng trước khi liên hợp DL (BC) 4 cho mặt cắt CS4.
-MIDAS/Civil-
Trang 181
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 37. Tải trọng bản của mặt cắt trong giai đoạn CS3 và CS4
b) Gán các tải trọng tĩnh sau khi liên hợp: Load/Element Beam Loads Select Identity-Elements o Select Type>Section ; 1:Sect 1, 1:Sect 2, 1:Sect 3 Load Case Name> DL(AC) ; Load Group Name>DL(AC) Load Type>Uniform Loads Direction>Global Z ; Projection>No ; Value>Relative x1 ( 0 ) ; x2 ( 1 ) ; w ( -18.69 ) Select Polygon (Elements: 2to62by2, left girders) Load Type>Uniform Moments/Torsions Direction>Global X ; Projection>No ; Value>Relative x1 ( 0 ) ; x2 ( 1 ) ; w ( -19.69 ) Select Polygon (Elements: 1to61by2, right girders) x1 ( 0 ) ; x2 ( 1 ) ; w ( 19.69 ) -MIDAS/Civil-
Trang 182
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 38. Khai báo tĩnh tãi hình 2
2.6. Định nghĩa các giai đoạn thi công a) Định nghĩa một nhóm phần tử Gán các nút và các phần tử thích hợp thành nhóm phần tử, nhóm phần tử này sẽ được đưa vào trong phân tích các giai đoạn thi công tiếp theo. Select All Group>Structure Group>SGroup (Kéo và thả )
Hình 5. 39. Gán các phần tử thành một nhóm kết cấu
-MIDAS/Civil-
Trang 183
Bài giảng Tin ứng dụng
b) Xây dựng các giai đoạn thi công c) Định nghĩa các mặt cắt liên hợp tương ứng với mỗi giai đoạn thi công 2.7. Thực hiện phân tích kết cấu Khi mô hình mặt cắt liên hợp và các giai đoạn thi công được hoàn thành, thực hiện việc phân tích kết cấu. Analysis>Perform Analysis 2.8. Biểu diễn kết quả phân tích Có hai phương pháp xem các kết quả phân tích theo giai đoạn thi công. Một là xem các thành phần lực và chuyển vị của tất cả các cấu kiện tại mỗi giai đoạn thi công nhất định, và cách thứ hai là xem sự thay đổi của các ứng suất tại mỗi phần của mặt cắt liên hợp do các giai đoạn thi công trước đó theo dạng bảng. a) Biểu diễn các thành phần lực Xem các thành phần lực tại giai đoạn thi công CS4, biểu diễn mất mát dài hạn. Ở đây, Summation = Dead + Erection Load + Creep Secondary + Shrinkage Secondary. Stage>CS4 Results/Forces/Beam Diagrams o Load Cases/Combination>CS:Summation; o Step>Last Step Components>My o Output Options>5 Points ; Line Fill o Type of Display>Contour (on)
Hình 5. 40. Biểu đồ mô men tại giai đoạn CS4
-MIDAS/Civil-
Trang 184
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 41. Mô men tại giai đoạn CS4
b) Biểu diễn các thành phần ứng suất Xem các ứng suất của mỗi phần mặt cắt liên hợp tại giai đoạn thi công CS4, biểu diễn mất mát dài hạn. Result/ Result Table/Composite Section for C.S./Beam Stress Node or Element>
; (19)
Loadcase/Combination>Summation(CS) (on) Stage/Step>CS1:001(first) ~ CS4:002(last) (on) Part Number>Part j (on)
Hình 5. 42. Kiểm tra các lực và ứng suất của mặt cắt liên hợp
-MIDAS/Civil-
Trang 185
Bài giảng Tin ứng dụng
3. Thiết kế cầu đúc hẫng BTCT DƢL 3.1. Số liệu thiết kế Thiết kế cầu bê tông cốt thép dự ứng lực thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng với các thông số sau: - Sơ đồ kết cấu: 68+110+68m. - Kích thước mặt cắt ngang: (như hình vẽ) Mặt cắt trên trụ trô mÆt c¾t trªn 1050 50
25
25
25
25
30
50
100
30
50
100
50
250
100
25
25
100
50
30
250
30
600
50
550
250
mÆt Mặt c¾t nhÞp cắtgi÷a giữa nhịp 1050 25
25
30
100
25 250
100
250
25
25
100 50
50
550
300
25
30
50
100
50
50
50
250
Hình 5. 43. Kích thƣớc mặt cắt ngang
- Mặt cắt trụ có kích thước như hình vẽ: -MIDAS/Civil-
Trang 186
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 44. Kích thƣớc trụ cầu
- Quá trình thi công được phân thành các đoạn với sơ đồ sau:
Hình 5. 45. Phân chia đốt đúc tại nhịp giữa và nhịp biên
- Vật liệu: Dầm chính: Bê tông có số hiệu C5000; Trụ: Bê tông có số hiệu C3000; Thép DƯL tao 12.7mm.
-MIDAS/Civil-
Trang 187
Bài giảng Tin ứng dụng
3.2. Khai báo vật liệu: a) Chọn đơn vị tính toán: Từ menu chính lựa chọn Tools/Unit System. Lựa chọn đơn vị: Length>m; Force>KN. b) Khai báo vật liệu: Từ menu chính lựa chọn Model/Properties/Material . Nhấp chuột vào nút
trên hộp thoại xuất hiện.
Khai báo các thông số vào hộp thoại Material Data. o Name: Nhập vào tên của vật liệu hoặc chương trình tự điền tên theo loại vật liệu mà người dùng lựa chọn. Ở đây ta để chương trình tự điền tên. o Type of Design: Lựa chọn loại vật liệu thiết kế, bê tông (Concrete), thép (Steel), SRC hoặc loại tự định nghĩa User Defined. o Standard: Lựa chọn loại tiêu chuẩn vật liệu muốn khai báo hoặc có thể tự nhập các thông số cho vật liệu bằng cách chọn None. o DB: Lựa chọn loại vật liệu tương ứng với tiêu chuẩn đã lựa chọn. o Cuối cùng nhấp chuột vào nút
và
.
Hình 5. 46. Khai báo các thông số vật liệu
-MIDAS/Civil-
Trang 188
Bài giảng Tin ứng dụng
c) Khai báo ảnh hưởng của co ngót và từ biến Từ menu chính lựa chọn Model/Properties/Time Dependent Material (Creep/Shrink)... Nhấp chuột vào nút
trên hộp thoại xuất hiện.
Khai báo các thông số vào hộp thoại xuất hiện: o Name: Nhập tên tùy ý theo người dùng (C5000). o Code: Lựa chọn code tương ứng, ở đây thường dùng CEB-FIP. o Cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày: (50000). o Độ ẩm môi trường: (70%) o Kích thước danh định: (1). o Loại xi măng: (N, R). o Tuổi bê tông bắt đầu co ngót: (3) (ngày). o Sau đó nhấp chuột vào nút
và
.
o Để xem kết quả hàm ảnh hưởng thời gian tời vật liệu nhấp chuột vào nút .
Hình 5. 47. Khai báo co ngót, từ biến
d) Khai báo ảnh hưởng của thời gian tới cường độ của vật liệu Từ menu chính lựa chọn Model/Properties/Time Dependent Material (Comp. Strength). Nhấp chuột vào nút
trên hộp thoại xuất hiện.
Khai báo các thông số sau vào hộp thoại: o Name: Nhập tên (C5000). o Type: (Code) -MIDAS/Civil-
Trang 189
Bài giảng Tin ứng dụng
o Sự phát triển của cường độ: (CEB-FIP). o Cường độ chịu nén của bê tông ở tuổi 28 ngày: (50000). o Loại xi măng: (N, R: 0.25). o Sau đó nhấp chuột vào nút
và
.
Hình 5. 48. Khai báo ảnh hƣởng của thời gian tới cƣờng độ vật liệu
e) Gán ảnh hưởng co ngót, từ biến và thời gian tới cường độ vật liệu Từ menu chính lựa chọn Model/Properties/Time Dependent Material Link. Nhập các thông số sau trong hộp thoại: o Time Dependent Material Type Creep/Shrink: (C5000); Comp. Strength: (C5000). o Selected Material to Assign Material: Nhấp chuột vào 1: Grade C5000; Nhấp chuột vào nút Materials. Nhấp chuột vào nút
-MIDAS/Civil-
để chuyển loại vật liệu sang ô Selected và
.
Trang 190
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 49. Gán các thuộc tính phụ thuộc thời gian cho vật liệu
3.3. Khai báo mặt cắt: a) Khai báo mặt cắt trụ cầu: Từ menu chính lựa chọn Model/Properties/Section. Trên Tab Section của hộp thoại Properties, nhấp chuột vào nút
.
Khai báo các thông số vào hộp thoại Section Data>DB/User: o Loại mặt cắt:
;
o Name: (Than tru); o User: on; o Nhập kích thước mặt cắt: H (3); B (7.5); a (1); b (0.75); o Nhấp chuột vào nút -MIDAS/Civil-
. Trang 191
Bài giảng Tin ứng dụng
o Do mặt cắt trụ cầu thay đổi nên ta phải khai báo thêm mặt cắt phía thân trụ: Chuyển sang Tab Tapered; Loại mặt cắt:
;
Name: (Pier1); Lựa chọn tùy chọn: (User); Section i: H (3); B(5.5); a (0.0001); b (0.0001); Section j: H (3); B(7.5); a (1); b (0.75); Offset: (Center – Center); Dạng thay đổi mặt cắt: (Liner); Nhấp chuột vào nút
.
b) Khai báo mặt cắt dầm chủ: Trên hộp thoại Section lựa chọn Tab PSC; Khai báo các thông số sau: Khai báo mặt cắt trên trụ: o Lựa chọn loại mặt cắt:
;
o Name: (Tai tru); o Joint On/Off: JI1 (on); JI5 (on); o Các thông số mặt cắt: HO1
HO2
HO3
BO1
BO2
BO3
0.25
0.25
5.5
2.5
0
2.75
HI1
HI2
HI2-1
HI3
HI4
HI4-1
HI5
BI1
BI1-1
BI3
BI3-1
0.25
0.25
0
4.6
0.3
0
0.6
2.25
1.25
2.25
1.95
o Nhấp chuột vào nút
;
Khai báo mặt cắt giữa nhịp: o Name: (Giua nhip); o Joint On/Off: JI1 (on); JI5 (on); o Nhập các thông số mặt cắt theo số liệu sau: HO1
HO2
HO3
BO1
BO2
BO3
0.25
0.25
2.5
2.5
0
2.75
-MIDAS/Civil-
Trang 192
Bài giảng Tin ứng dụng
HI1
HI2
HI2-1
HI3
HI4
HI4-1
HI5
BI1
BI1-1
BI3
BI3-1
0.25
0.25
0
1.9
0.3
0
0.3
2.25
1.25
2.25
1.95
Hình 5. 50. Khai báo mặt cắt dầm chính
Khai báo dạng mặt cắt thay đổi: Trên hộp thoại Section lựa chọn Tab Tapered; Lựa chọn loại mặt cắt:
;
Khai báo mặt cắt từ trụ đến giữa nhịp: o Name: (Tai tru – Giua nhip); -MIDAS/Civil-
Trang 193
Bài giảng Tin ứng dụng
o Size-I: Nhấp chuột vào nút tru;
, lựa chọn mặt cắt 3:Tai
o Size-J: Nhấp chuột vào nút 4:Giua nhip
, lựa chọn mặt cắt
o y Axis Variation: (Liner); o z Axis Variation: (Liner); o Offset: Center – Top; o Nhấp chuột vào nút
;
Khai báo mặt cắt thay đổi từ giữa nhịp đến trụ: o Name: (Giua nhip – Tai tru); o Size – I: Lựa chọn mặt cắt 4: Giua nhịp; o Size – J: Lựa chọn mặt cắt 3: Tai tru; o Nhấp chuột nút
.
3.4. Mô hình hóa kết cấu: Tạo mô hình điểm và phần tử dầm: Chuyển đổi các thông số sau: (on); Element Snap (on);
Front View;
Auto Fitting (on); Node Snap
Từ menu chính lựa chọn Model/Nodes/Create Nodes... Coordinate (x, y, z): (0, 0, 0), nhấp chuột nút
;
Từ menu chính lựa chọn Model/Elements/Extrude Elements... Lựa chọn điểm vừa được tạo, nhấp chuột nút
Select All;
o Extrude Type: Node → Line Element; o Element Type: Beam; Material: Grade C5000; o Section: 4: Giua nhip; Generation Type: Translate; o Translation: Unequal Distance; Axis: x; o Distance: 2@1, 3@4, 2@1, 11@4, 3, 5.5, 1.5, 1.5, 5.5, 3, 11@4, 1 o Nhấp chuột vào nút
.
o Extrude Type: Node → Line Element; o Element Type: Beam; Material: Grade C3000; o Section: 1: Than tru; Generation Type: Translate; o Translation: Unequal Distance; Axis: z; -MIDAS/Civil-
Trang 194
Bài giảng Tin ứng dụng
o Distance: -6, -1.5, -10.5; o Lựa chọn điểm có số hiệu: 22; 59. o Nhấp chuột vào nút
.
Model/Elements/Mirror o Lựa chọn tất cả các phần tử
Select All;
o Mode: Copy; o Reflection: y-z plane> x: 125; o Reverse Element Local: on; o Nhấp chuột vào nút
và
.
Gán mặt cắt cho các phần tử: Lựa chọn phần tử theo số hiệu:
Select Identity> Elements: 8to20; 59to71;
Gán mặt cắt có tên 4: Giua nhip – Tai tru (Kéo và thả); Lựa chọn phần tử có số hiệu: 23to35; 44to56; Gán mặt cắt có tên 5: Tai tru – Giua nhip (Kéo và thả); Lựa chọn phần tử có số hiệu: 21to22; 57to58; Gán mặt cắt có tên 3: Tai tru; Gán mặt cắt thay đổi cho từng nhịp: Từ menu chính lựa chọn Model/Properties/Tapered Section Group; Khai báo các thông số sau: o Group Name: Nhip1; o Element List: 8to20; o Section Shape Variation>z-Axis: polynomial>2; o Nhấp chuột vào nút
;
o Group Name: Nhip2; o Element List: 23to35; o Section Shape Variation>z-Axis: polynomial>2; o Nhấp chuột vào nút
;
o Group Name: Nhip3; o Element List: 44to56; o Section Shape Variation>z-Axis: polynomial>2; o Nhấp chuột vào nút -MIDAS/Civil-
; Trang 195
Bài giảng Tin ứng dụng
o Group Name: Nhip4; o Element List: 59to71; o Section Shape Variation>z-Axis: polynomial>2; o Nhấp chuột vào nút
;
o Bấm và giữ tổ hợp phím Ctrl+Shift và lựa chọn tất cả các nhóm vừa khai báo. o Nhấp chuột vào nút
.
New Start Section Number: 101; Use New Section Number Suffix: on; Start Suffix Number: 1; Nhấp chuột vào nút
.
Hình 5. 51. Tạo mặt cắt thay đổi
3.5. Khai báo các nhóm (Group): a) Khai báo điều kiện biên: Từ menu chính lựa chọn Model/Group/Define Boundary Group; Khai báo các nhóm sau: BL (gối trái); BR (gối phải) và Pier (trụ);
Hình 5. 52. Khai báo nhóm điều kiện biên
-MIDAS/Civil-
Trang 196
Bài giảng Tin ứng dụng
Gán các điều kiện biên cho kết cấu: o Từ menu chính lựa chọn Model/Boundaries/Supports. o Lựa chọn các điểm bố trí gối: 2 đầu cầu, tại 2 trụ; Lựa chọn điểm 1; Boundary Group Name: BL; Các điều kiện biên bị khống chế: Dy; Dz; Rx; Rz; Nhấp chuột vào nút
.
Lựa chọn điểm 38; Boundary Group Name: BR; Các điều kiện biên bị khống chế: Dy; Dz; Rx; Rz; Nhấp chuột vào nút
.
Lựa chọn điểm 78, 79; Boundary Group Name: Pier; Các điều kiện biên bị khống chế: D-ALL; R-ALL; Nhấp chuột vào nút
.
o Khai báo liên kết giữa trụ và dầm chính trong quá trình thi công: Từ menu chính lựa chọn Model/Boundaries/Elastic Link; Boundary Group Name: Pier; Link Type: Rigid Type; 2 Nodes: 22, 74 (Lựa chọn bằng chuột); Copy Elastic Link: on; Distance: on; Axis: x; Distances: 110; Nhấp chuột vào nút
và
.
b) Khai báo nhóm kết cấu Từ menu chính lựa chọn Model/Group/Define Structure Group (Ctrl+F1); Khai báo các nhóm sau: Trụ, các đốt đúc hẫng, đốt hợp long, đốt đúc trên đà giáo. o Name: Tru; Suffix: 1to2; o Name: K0P; Suffix: 1to2; o Name: P1K; suffix: 1to12; o Name: P2K; Suffix: 1to12; o Name: Hop long; Suffix: 1to3; -MIDAS/Civil-
Trang 197
Bài giảng Tin ứng dụng
o Name: Da giao; Suffix: 1to2; Sau mỗi lần nhập tên và số bước lặp thì nhấp chuột vào nút
.
Hình 5. 53. Khai báo các nhóm kết cấu
Gán các nhóm kết cấu cho phần tử tương ứng: o Lựa chọn phần tử bằng số hiệu của nó: 75to77;
Select Identity Element.
;
Group/Structure Group/Tru1 (Kéo và Thả); 76to78;
;
Group/Structure Group/Tru2 (Kéo và Thả); 20to23;
;
Group/Structure Group/K0P1 (Kéo và Thả); 56to59;
;
Group/Structure Group/K0P2 (Kéo và Thả); Gán các nhóm kết cấu khác tương ứng với bảng sau: Nhóm kết cấu
Phần tử
Nhóm kết cấu
Phần tử
P1K1
19, 24
P2K1
55, 60
P1K2
18, 25
P2K2
54, 61
P1K3
17, 26
P2K3
53, 62
P1K4
16, 27
P2K4
52, 63
P1K5
15, 28
P2K5
51, 64
P1K6
14, 29
P2K6
50, 65
-MIDAS/Civil-
Trang 198
Bài giảng Tin ứng dụng
P1K7
13, 30
P2K7
49, 66
P1K8
12, 31
P2K8
48, 67
P1K9
11, 32
P2K9
47, 68
P1K10
10, 33
P2K10
46, 69
P1K11
9, 34
P2K11
45, 70
P1K12
8, 35
P2K12
44, 71
Hop long1
6, 7
Hop long2
36, 72
Hop long3
42, 43
Da giao1
1to5
Da giao2
37to41
c) Khai báo nhóm tải trọng: Theo nguyên tắc số lượng nhóm tải trọng ít nhất sẽ bằng số tải trọng nhân với số lượng nhóm kết cấu. Trên cơ sở như vậy khai báo nhóm tải trọng như sau: Các nhóm tải trọng về bê tông sau khi đông cứng (Ban than), bê tông ướt (BT), xe đúc (XD), dự ứng lực (DUL), tải trọng thời gian và tĩnh tải giai đoạn 2. Từ menu chính lựa chọn Model/Group/Define Load Group; o Name: Ban than;
;
o Name: BT-P1K; Suffix: 1to12;
;
o Name: BT-P2K; Suffix: 1to12;
;
o Name: BT-Hop long; Suffix: 1to3; o Name: XD-K0P; Suffix: 1to2;
; ;
o Name: XD-P1K; Suffix: 1to11;
;
o Name: XD-P2K; Suffix: 1to11;
;
o Name: XD-Hop long; Suffix: 1to3; o Name: DUL-K0P; Suffix: 1to2;
; ;
o Name: DUL-P1K; Suffix: 1to12;
;
o Name: DUL-P2K; Suffix: 1to12;
;
o Name: DUL-Hop long; Suffix: 1to3; o Name: TT Thoi gian; -MIDAS/Civil-
; Trang 199
Bài giảng Tin ứng dụng
o Name: TT Phan 2;
;
Hình 5. 54. Khai báo nhóm tải trọng
3.6. Khai báo các bƣớc thi công Để thực hiện khai báo các bước thi công, người thiết kế phải xác định rõ thời gian cần thiết để thi công xong một đốt đúc. Trong ví dụ này, chúng ta cần quan tâm tới một số thông số sau: - Tải trọng dự ứng lực và tải trọng xe đúc chỉ tác dụng lên đốt đúc khi đốt đúc đã làm việc (Actived). - Tải trọng bê tông tươi tác dụng lên đốt đúc khi đổ bê tông đốt tiếp theo. - Thời gian để di chuyển xe đúc, lắp đặt ván khuôn, cốt thép và ống chứa cáp dự ứng lực là 7 ngày. - Thời gian để bê tông đông cứng là 5 ngày. Do đó tổng thời gian thi công một đốt đúc là 12 ngày.
Hình 5. 55. Tải trọng tác dụng lên đốt đúc theo từng giai đoạn thi công
Từ menu chính lựa chọn Load/Construction Stage Analysis Data/Define Construction Stage; Nhấp chuột vào nút -MIDAS/Civil-
; Trang 200
Bài giảng Tin ứng dụng
Khai báo các thông số vào hộp thoại Define Construction Stage: o Name: CS; Suffix: 1to12; o Duration: 12; o Additional Steps> Day: 7; Nhấp chuột vào nút
;
o Save Result> Stage: on; Additional Steps:on; o Nhấp chuột vào nút
.
o Name: CS13; Suffix: (); o Duration: 30; o Additional Steps> Day: 20; Nhấp chuột vào nút
;
o Save Result> Stage: on; Additional Steps:on; o Nhấp chuột vào nút
.
o Name: CS14; Suffix: (); o Duration: 30; o Additional Steps> Day: (20); Nhấp chuột vào nút
;
o Save Result> Stage: on; Additional Steps:on; o Nhấp chuột vào nút
.
o Name: CS15; Suffix: (); o Duration: 30; o Additional Steps> Day: 20; Nhấp chuột vào nút
;
o Save Result> Stage: on; Additional Steps:on; o Nhấp chuột vào nút
.
o Name: CS16; Suffix: (); o Duration: (0); o Additional Steps> Day: (); Nhấp chuột vào nút
;
o Save Result> Stage: on; Additional Steps:on; o Nhấp chuột vào nút
.
o Name: CS17; Suffix: (); o Duration: 10000; o Additional Steps> Day: (); Nhấp chuột vào nút
;
o Save Result> Stage: on; Additional Steps:on; -MIDAS/Civil-
Trang 201
Bài giảng Tin ứng dụng
o Nhấp chuột vào nút
.
Hình 5. 56. Khai báo các giai đoạn thi công
Gán các thông số theo từng bước thi công: Ứng với mỗi bước thi công ta cần phải khai báo 3 thông số yêu cầu: - Phần tử được kích hoạt (Activation) hoặc loại bỏ (Deactivation); - Điều kiện biên tương ứng; - Tải trọng tác dụng lên kết cấu. o Trên hộp thoại Construction Stage, nhấp chuột vào bước thi công CS1 và bấm nút
;
o Khai báo các thông số vào hộp thoại Compose Construction Stage: Trên Tab Element: Lựa chọn phần tử được kích hoạt hoặc loại bỏ: Group List: Tru1, Tru2; Activation>Age: 100; Group List: K0P1, K0P2; Activation>Age: 15; Trên Tab Boundary: Group List: Pier; Activation>Support/Spring Possition>Origin: on;
;
Trên Tab Load: Group List: Ban than, DUL-K0P1, DUL-K0P2, XD-K0P1, XD-K0P2; Activation>Active Day: First; -MIDAS/Civil-
Trang 202
Bài giảng Tin ứng dụng
Group List: BT-P1K1, BT-P2K1; Activation>Active Day: 7.
Hình 5. 57. Khai báo giai đoạn thi công (Tab Element)
Hình 5. 58. Khai báo giai đoạn thi công (Tab Boundary)
-MIDAS/Civil-
Trang 203
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 59. Khai báo giai đoạn thi công (Tab Load)
o Từ bước 2 cho đến bước 12 thực hiện theo trình tự như sau: Tab Group: Kích hoạt phần tử của đốt trước đó ở ngày thứ 5; Tab Boundary: Để trống; Tab Load: Loại bỏ tải trọng xe đúc và trọng lượng bê tông tươi của đốt trước đó; Kích hoạt tải trọng xe đúc trên đốt hiện tại; Kích hoạt tải trọng dự ứng lực trên đốt trước đó.
-MIDAS/Civil-
Trang 204
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 60. Khai báo giai đoạn thi công (từ 2-12)
o Với bước 13:
Hình 5. 61. Bƣớc thi công 13 (Tab Element)
-MIDAS/Civil-
Trang 205
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 62. Bƣớc thi công 13 (Tab Load)
o Với bước 14:
Hình 5. 63. Bƣớc thi công 14 (Tab Element)
-MIDAS/Civil-
Trang 206
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 64. Bƣớc thi công 14 (Tab Boundary)
Hình 5. 65. Bƣớc thi công 14 (Tab Load)
o Với bước 15:
-MIDAS/Civil-
Trang 207
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 66. Bƣớc thi công 15 (Tab Element)
Hình 5. 67. Bƣớc thi công 15 (Tab Boundary)
-MIDAS/Civil-
Trang 208
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 68. Bƣớc thi công 15 (Tab Load)
o Với bước 16:
Hình 5. 69. Bƣớc thi công 16 (Tab Element)
-MIDAS/Civil-
Trang 209
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 70. Bƣớc thi công 16 (Tab Load)
o Với bước 17:
Hình 5. 71. Bƣớc thi công 17 (Tab Load)
-MIDAS/Civil-
Trang 210
Bài giảng Tin ứng dụng
3.7. Khai báo tải trọng a) Khai báo trọng lượng bản thân: Từ menu chính lựa chọn Load/Self Weight o Load Case Name: Ban than; o Load Group Name: Ban than; o Self Weight Factor>Z: -1; o Nhấp chuột vào nút
.
b) Khai báo tải trọng xe đúc: Xe đúc có trọng lượng 800KN, được mô hình thành tải trọng tập trung 800KN và mô men 2000KNm quay xung quanh trục y, đặt tại đầu mỗi đốt đúc. Lựa chọn bước thi công thứ nhất: CS1; Load/Nodal Loads; Select Window: (Điểm 20); Load Case Name: XD; Load Group Name: XD-K0P1; Fz: -800; My: -2000; Select Window: (Điểm 24); Load Case Name: XD; Load Group Name: XD-K0P1; Fz: -800; My: 2000; Select Window: (Điểm 61); Load Case Name: XD; Load Group Name: XD-K0P2; Fz: -800; My: -2000; Select Window: (Điểm 57); Load Case Name: XD; Load Group Name: XD-K0P2; Fz: -800; My: 2000; Các giai đoạn khác khai báo tương tự. c) Khai báo tải trọng bê tông tươi: Tải trọng của bê tông tươi được mô hình thành tải trọng tập trung và mô men quay -MIDAS/Civil-
Trang 211
Bài giảng Tin ứng dụng
xung quanh trục y. Giá trị tải trọng được tính toán thông qua Bill of Material. Tools/Bill of Material; Select BOM output>Beam – Truss Element BOM Type 1: on; Nhấp chuột vào nút
.
Quá trình khai báo: o Chuyển về giai đoạn thi công thứ nhất CS1; o Load/Nodal Loads; o
Select Identity – Node: Lựa chọn điểm 20;
o Load Case Name: BT; o Load Group Name: BT-P1K1; o Fz: -774.8; My: -774.8*2.5; o
.
Select Identity – Node: Lựa chọn điểm 24;
o Load Case Name: BT; o Load Group Name: BT-P1K1; o Fz: -774.8; My: 774.8*2.5; o
.
Select Identity – Node: Lựa chọn điểm 57;
o Load Case Name: BT; o Load Group Name: BT-P2K1; o Fz: -774.8; My: 774.8*2.5; -MIDAS/Civil-
. Trang 212
Bài giảng Tin ứng dụng
o
Select Identity – Node: Lựa chọn điểm 61;
o Load Case Name: BT; o Load Group Name: BT-P2K1; o Fz: -774.8; My: -774.8*2.5;
.
Các bước sau khai báo tương tự.
Hình 5. 72. Kết quả tải trọng sau khi khai báo
d) Khai báo tải trọng dự ứng lực: Khai báo tên của các phần tử cáp dự ứng lực: o Từ menu chính lựa chọn Load/Prestress Loads/Tendon Property; o Nhấp chuột vào nút
trên hộp thoại Tendon Property;
o Khai báo các thông số sau: Tendon Name: TOP (cáp dự ứng lực phía trên); Tendon Type: Internal (Post-Tension); Material: 3: Cap DUL; Total Tendon Area: nhập diện tích bó cáp hoặc nhấp chuột vào nút để khai báo đường kính tao cáp 12.7mm và số lượng tao là 19 tao. Duct Diameter: 0.097 (đường kính ống gen); Ultimate Strength: 1860000 (cường độ giới hạn chảy); Yield Strength: 1670000 (cường độ giới hạn bền); -MIDAS/Civil-
Trang 213
Bài giảng Tin ứng dụng
Curvature Friction Factor: 0.2 (hệ số ma sát giữa cáp và ống); Wobble Friction Factor: 0.001 (hệ số ma sát cong); Anchorage Slip: tụt neo Begin: 0.006; End: 0.006; Bond type: Bonded (on); o Nhấp chuột vào nút
;
Tendon Name: BOTTOM (cáp dự ứng lực phía dưới); Tendon Type: Internal (Post-Tension); Material: 3: Cap DUL; Total Tendon Area: nhập diện tích bó cáp hoặc nhấp chuột vào nút để khai báo đường kính tao cáp 12.7mm và số lượng tao là 25 tao. Duct Diameter: 0.107 (đường kính ống gen); Ultimate Strength: 1860000 (cường độ giới hạn chảy); Yield Strength: 1670000 (cường độ giới hạn bền); Curvature Friction Factor: 0.2 (hệ số ma sát giữa cáp và ống); Wobble Friction Factor: 0.001 (hệ số ma sát cong); Anchorage Slip: tụt neo Begin: 0.006; End: 0.006; Bond type: Bonded (on); Nhấp chuột vào nút
;
Hình 5. 73. Khai báo đặc trƣng của cáp dự ứng lực
-MIDAS/Civil-
Trang 214
Bài giảng Tin ứng dụng
Khai báo cách bố trí cáp dự ứng lực: Tên TC1
TC2
TC3
TC4
TC5
TC6
TC7
TC8 -MIDAS/Civil-
x 4.119 5.15 6.45 -4.119 -5.15 -6.45 4.119 5.15 6.45 -4.119 -5.15 -6.45 7.394 8.229 9.45 -7.394 -8.229 -9.45 10.394 11.229 12.45 -10.394 -11.229 -12.45 13.348 15.45
y 2.56 2.56 2.56 2.56 2.56 2.56 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 2.79 2.732 2.56 2.56 2.732 2.79 1.71 1.768 1.94 1.71 1.768 1.94 2.874 2.56
R
-13.348 -15.45
2.874 2.56
15
16.348 18.45
1.626 1.94
15
-16.348 -18.45
1.626 1.94
15
17.458 18.345 21.45 -17.458 -18.345 -21.45 20.458 21.345
3.09 3.024 2.56 3.09 3.024 2.56 1.41 1.476
19.119 15
15
15
15
15
15
15
15
15 15
15
15
x 4.119 5.15 6.45 -4.119 -5.15 -6.45 4.119 5.15 6.45 -4.119 -5.15 -6.45 7.119 8.15 9.45 -7.119 -8.15 -9.45 10.119 11.15 12.45 -10.119 -11.15 -12.45 13.119 14.15 15.45 -13.119 -14.15 -15.45 16.119 17.15 18.45 -16.119 -17.15 -18.45 -0.125 20.15 21.45 -19.119 -20.15 -21.45 22.119 23.15
z -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 TC7 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16
R 15
15
15
15
15
15
15
15 15
15
15
15
17.458 15
15
15 Trang 215
Bài giảng Tin ứng dụng
24.45 -20.458 -21.345 -24.45 22.684 23.623 27.45 -22.684 -23.623 -27.45 26.184 27.123 30.95 -26.184 -27.123 -30.95 25.237 26.176 30.95 -25.237 -26.176 -30.95
TC9
TC10
TC10R
1.94 1.41 1.476 1.94 3.24 3.166 2.56 3.24 3.166 2.56 1.26 1.334 1.94 1.26 1.334 1.94 3.39 3.316 2.56 3.39 3.316 2.56
15
15
15
15
15 15
15
24.45 -22.119 -23.15 -24.45 25.119 26.15 27.45 -25.119 -26.15 -27.45 28.619 29.65 30.95 -28.619 -29.65 -30.95 28.619 29.65 30.95 -28.619 -29.65 -30.95
-0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25
15
15
15
15
15 15
15
o Kích hoạt nhóm kết cấu của đốt K0 trụ P1; o Từ menu chính lựa chọn Load/Prestress Loads/Tendon Profile; Tendon Name: P1TC1R; Tendon Property: TOP; Assigned Element:
Select All hoặc lựa chọn phần tử từ 20 – 23;
Input Type: 2D (lựa chọn kiểu nhập là 2D); Curve Type: Round; Straight Length of Tendon: chiều dài đoạn thẳng đầu cáp dự ứng lực Begin (0); End (0); Profile: Nhập tọa độ x, y, z và bán kính R như bảng thống kê trên. e) Khai báo tải trọng giai đoạn 2: o Lựa chọn phần tử theo số hiệu: Từ menu chính, nhấp chuột vào biểu tượng
(Seclect Identity).
Nhập số hiệu phần tử (1to71) vào ô Element và bấm phím Enter trên bàn phím.
-MIDAS/Civil-
Trang 216
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 74. Lựa chọn phần tử theo số hiệu
o Từ menu chính lựa chọn: Load/Element Beam Loads o Khai báo các thông số vào hộp thoại xuất hiện: Load case name: TT2; Load group name: TT2; Khai báo giá trị tải trọng phân bố đều: w = -7.5; o Nhấp chuột vào nút Apply và Close. f) Khai báo hoạt tải: o Từ menu chính lựa chọn: Load/Moving Load Analysis Data/Moving Load Code; o Lựa chọn tiêu chuẩn tiêu chuẩn thiết kế: AASHTO LRFD;
Hình 5. 75. Lựa chọn tiêu chuẩn thiết kế
o Khai báo làn xe: Load/Moving Load Analysis Data/Traffic Line Lanes; Nhấp chuột vào nút Add vào hộp thoại Traffic Line Lines; Khai báo các thông số vào hộp thoại: Lane name: lantrai; -MIDAS/Civil-
Trang 217
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 76. Khai báo làn xe
Độ lệch tâm (a): -3.5 Selection by: 2point: Nhấp chuột vào điểm đầu và điểm cuối của kết cấu nhịp; Nhấp chuột vào nút OK; Lane name: lanphai; Độ lệch tâm (a): 3.5; -MIDAS/Civil-
Trang 218
Bài giảng Tin ứng dụng
Selection by: 2point: Nhấp chuột vào điểm đầu và điểm cuối của kết cấu nhịp; Nhấp chuột vào nút OK; o Khai báo xe: Vehicles Load/Moving Load Analysis Data/Vehicles; Nhấp chuột vào nút
;
Khai báo xe tải thiết kế (HL-93TRK) và xe hai trục (HL-93TDM); Khai báo hệ số xung kích: Dynamic Load Allowance: 25; Nhấp chuột vào nút
.
Hình 5. 77. Khai báo xe
o Khai báo nhóm xe: Vehicle Classes Load/Moving Load Analysis Data/Vehicle Classes; Nhấp chuột vào nút
trên hộp thoại Vehicle Classes;
Khai báo các thông số vào hộp thoại xuất hiện: Vehicle Class Name (tên xe): Xe tai TK; Lựa chọn loại xe là HL-93TRK và nhấp chuột vào nút Nhấp chuột vào nút -MIDAS/Civil-
;
; Trang 219
Bài giảng Tin ứng dụng
Tiếp tục khai báo: Xe hai truc; Lựa chọn loại xe là HL-93TDM; Nhấp chuột vào nút
.
Hình 5. 78. Khai báo nhóm xe
o Khai báo trường hợp tải trọng di động: Moving Load Cases; Load/Moving Load Analysis Data/Moving Load Cases; Nhấp chuột vào nút
trên hộp thoại xuất hiện;
Khai báo các thông số sau: Load Case Name: MVL; Sub-Load Cases: Loading Effcet: Independent; Nhấp chuột vào nút
và lựa chọn:
o Vehicle Class: VC:Xe tai TK; o Min. number of load lanes: 1; o Max. number of load lanes: 2; o Lựa chọn lantrai, lanphai và nhấp chuột vào nút o Nhấp chuột vào nút
;
;
o Vehicle Class: VC:Xe hai truc; o Min. number of load lanes: 1; o Max. number of load lanes: 2; o Lựa chọn lantrai, lanphai và nhấp chuột vào nút o Nhấp chuột vào nút Nhấp chuột vào nút -MIDAS/Civil-
;
; . Trang 220
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 79. Khai báo trƣờng hợp tải trọng di động
3.8. Chạy chƣơng trình và xuất kết quả 3.8.1. Chạy chƣơng trình: - Thiết lập các tùy chọn cho quá trình phân tích: Analysis/Construction Stage Analysis Control; Lựa chọn các tùy chọn tính toán sau: Trong mục Analysis Option lựa chọn Include Time Dependent Effect; Lựa chọn tính toán ảnh hưởng của thời gian tới hiệu ứng co ngót và từ biến bằng lựa chọn Creep&Shrinkage; -
Từ menu chính lựa chọn Analysis/Perform Analysis hoặc bấm phím F5.
3.8.2. Xuất kết quả: - Xuất kết quả nội lực từng giai đoạn thi công: Results/Forces/Beam Diagrams; Lựa chọn dạng nội lực cần xuất ra (Mô men (M), lực cắt (Q)…); -MIDAS/Civil-
Trang 221
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 80. Biểu đồ mô men cho giai đoạn đúc hẫng (GD10)
Hình 5. 81. Biểu đồ lực cắt cho giai đoạn thi công đúc hẫng (GD10)
-MIDAS/Civil-
Trang 222
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 82. Biểu đồ mô men cho giai đoạn thi công (GD16)
-
Xuất kết quả nội lực do hoạt tải: Xuất kết quả đường ảnh hưởng: Results/Influence Lines/Beam Forces/Moments; Lựa chọn phần tử cần xuất và loại nội lực cần xuất đường ảnh hưởng;
Hình 5. 83. Các tùy chọn cho việc xuất kết quả ĐAH
-MIDAS/Civil-
Trang 223
Bài giảng Tin ứng dụng
Hình 5. 84. Đƣờng ảnh hƣởng mô men của phần tử
Hình 5. 85. Đƣờng ảnh hƣởng lực cắt của phần tử
Xuất kết quả nội lực do hoạt tải: Results/Moving Load Traces/Beam Forces/Moments Lựa chọn loại nội lực cần xuất kết quả.
Hình 5. 86. Các tùy chọn xuất kết quả nội lực do hoạt tải
-MIDAS/Civil-
Trang 224
View more...
Comments
