Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 41 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
41
Dung lượng
2,91 MB
Nội dung
1 CHNG 8 MÔ HÌNH HOÁ VÀ PHÂN TÍCH CU BÊ TÔNG D NG LC ÚC HNG 8.1 C IM CA QUÁ TRÌNH THI CÔNG ÚC HNG Theo các phng pháp thi công đin hình, các đt dm đc đ bê tông đi xng t tr sang hai bên. Ph thuc vào kh nng ca xe đúc, mi đt đúc có chiu dài khong 3 đn 5 m. Tr đt đúc trên tr (khi K0) và đon đúc trên đà giáo, các đt dm đã đúc trc s làm gi ta cho đà giáo và ván khuôn đ đúc đt dm tip theo. Các bc chính trong quá trình thi công cu bê tông đ úc hng bao gm: • Bc 1: Xây dng kt cu phn di và m, tr. • Bc 2: úc bê tông khi K0. i vi các kt cu cu dm (có gi), cn ni tm khi này vào tr thông qua cáp hoc thanh thép d ng lc đ đm bo đ n đnh khi thi công. Sau khi hp long, các gi tm và thanh d ng lc đc tháo ra và gi cu bt đu ch u lc. i vi các kt cu cu khung, các khi K0 cng cn đc ni cng vi tr bng các thanh thép d ng lc, tuy nhiên, các thanh thép này không đc tháo ra khi cu hoàn thành. • Bc 3: úc đi xng qua tr các khi dm đn v trí hp long. • Bc 4: bê tông khi hp long. • Bc 5: Thc hin hoàn thin công trình Các bc chính khi thi công khi K0 bao gm: • Lp đt đà giáo, th ti, lp đt gi tm (nu là cu dm), • t ct thép thng, ng gen, đ bê tông đt K0, • Cng các thanh d ng lc neo đt K0 và đnh và thân tr (nu là cu dm), • Chun b xe đúc cho khi K1. Thông thng, tr khi K0 đc thi công trên tr và phn đ bê tông trên đà giáo c đnh, trình t thi công mt đt dm bao gm các bc sau: • Chuyn xe đúc đn v trí, • Lp đt ván khuôn, • Lp dng ct thép và ng ghen và cáp d ng lc, • bê tông, • Kéo cáp d ng lc và bm va ng ghen (có th sau vài đt), 2 • Tháo ván khuôn và chuyn xe đúc đn v trí mi. 8.2 C IM CA VIC MÔ HÌNH HOÁ KT CU TRONG GIAI ON THI CÔNG Nh trên đã nêu, vic mô hình hoá quá trình thi công nên đc thc hin sao cho mô hình phn ánh chính xác quá trình thi công thc t. Tuy nhiên, các chi tit ca mô hình li đc xây dng ph thuc ch quan ca ngi thit k. Ví d, có th mô hình hoá quá trình thi công mt đt dm là mt giai đon thi công (stage), các thao tác chính trong đó, nh vic đ bê tông, kéo cáp d ng lc, v.v., là vi các bc (step) ca giai đon thi công, hoc mô hình hoá tng thao tác thi công thc t thành mt giai đo n thi công trong mô hình. Các thành phn ti trng tham gia vào mt giai đon thi công bao gm: • Trng lng bn thân ca các b phn kt cu, • Trng lng xe đúc và ván khuôn cho các đt đang đc đúc, • Trng lng bê tông t, • D ng lc, • Các ti trng đc bit nh gió, đng đt và các ti trng va chm khác. Trong sut quá trình thi công, điu kin biên ca kt cu thi công hng gn nh không thay đi, ngoi tr trng hp tháo d đà giáo ca b phn đ bê tông trên đà giáo c đnh hay b các liên kt tm ca khi K0 trong các cu dm. 8.3 VÍ D Ví d sau s trình bày các xây dng mô hình và phân tích mt cu đúc hng trong đó có xét các vn đ nh: cách mô hình hoá cu bê tông đúc hng, cách to mô hình mt ct thay đi, cách xây dng mô hình cáp d ng lc, cách s dng ti trng thi gian đ phn ánh tui ca các b phn kt cu, v.v. 8.3.1 Gii thiu chung Ví d này đc xây dng có tham kho ví d “FCM General” ca MIDAS. Kt cu cu đúc hng gm 3 nhp vi s đ b trí nhp là 85 + 130 + 85 m vi phn đúc trên đà giáo mi bên là 19 m. Hình 8-1 th hin b trí chung ca cu. Hình 8-2 minh ho cách chia các đt dm trong quá trình thi công. Các đt đc phân chia hoàn toàn đi xng qua mi tr cng nh qua tim cu. 3 Hình 8-1 B trí chung cu Hình 8-3 th hin cu to c bn ca mt ct dm gia nhp và trên tr. Dc theo chiu dài cu, chiu cao mt ct thay đi theo quy lut parabol bc hai, trong khi đó, b rng mt ct cu đc gi không đi. Hình 8-2 S đ phân chia đt đúc 4 Hình 8-3 Cu to mt ct dm 8.3.2 Xác đnh các thông s ban đu ca mô hình 8.3.2.1.1 H thng đn v Các thông s v đn v đc s dng trong mô hình bao gm (Hình 8-4): • Length (Chiu dài): đc chn là m, • Force (Lc): đc chn là kN, • Heat (Nhit): đc chn là J. Tuy nhiên, ví d này không xem xét nh hng ca nhit nên thông s này không có nh hng đn quá trình cng nh kt qu tính toán. Hình 8-4 H thng đn v đc s dng trong mô hình 8.3.2.1.2 H to đ ngi dùng H to đ ngi dùng đc la chn là mt phng X-Z (Hình 8-5) đ phù hp vi thói quen s dng trc X làm trc dc cu và trc Z là trc thng đng. 5 Hình 8-5 H to đ ngi dùng 8.3.3 Khai báo vt liu Các vt liu chính đc s dng trong mô hình là ct thép d ng lc, bê tông dm và bê tông tr. Bê tông dm là loi Grade C5000 và bê tông tr là Grade C4000 theo tiêu chun ASTM (RC). Ct thép d ng lc có modul đàn hi là 2,0000e+008 kN/m 2 . Chi tit v các thông s vt liu đc th hin trong Error! Reference source not found Hình 8-6 minh ho cách nhp d liu cho vt liu bê tông dm. Các vt liu khác cng đc nhp theo cách tng t (xem thêm mc 5.3.2 Tp 1). Bng 8-1 Chi tit vt liu c trng vt liu Bê tông dm Bê tông tr Ct thép d ng lc Tên trong mô hình C5000 C4000 Tendon Modun đàn hi (kN/m 2 ) 2,78e+7 2,481e+7 2,0000e+008 H s Poisson 0,2 0,2 0,3 H s dãn n nhit (1/ o C) 9,0e-6 9,0e-6 1,000e-005 Trng lng riêng (kN/m 3 ) 23,56 23,56 78,5 Cng đ 28 ngày (kN/m 2 ) 35000 28000 6 Hình 8-6 Khai báo vt liu 8.3.4 Khai báo các thuc tính co ngót & t bin và bin thiên cng đ ca vt liu Do quá trình thi công đc thc hin trong thi gian khá lâu nên cn phi xét đn s nh hng ca các yu t nh co ngót, t bin cng nh s thay đi cng đ ca bê tông. Mô hình tính toán t bin và s thay đi cng đ theo thi gian ca bê tông đc s dng trong ví d này là mô hình ca Tiêu chun CEB-FIP. Vic khai báo các thuc tính co ngót, t bin và bin thiên cng đ cho bê tông dm C5000 đc th hi n trên các Hình 8-7 và Hình 8-8. Các giá tr cn nhp đây là: • Name (Tên) = C5000; • Code (Tiêu chun) = CEB-FIP; • Compressive strength of concrete at the age of 28 days (Cng đ bê tông tui 28 ngày) = 35000 kN/m 2 ; • Relative Humidity of ambient environment ( m tng đi ca môi trng) = 70 % • Notational size of member (Kích thc danh đnh – s do chng trình t đng tính li) = 1; • Type of cement (Kiu xi mng đc s dng trong bê tông) = “Normal or rapid hardening cement (N, R)” – xi mng thng hoc xi mng đông cng nhanh; • Age of concrete at which shrinkage begins to take place (tui bê tông ti thi đim xy ra co ngót) = 3 ngày. 7 Các giá tr tng ng cng đc nhp cho bê tông C4000. Các thuc tính thay đi theo thi gian ca vt liu đã đc khai báo, sau đó, đc gán cho tng vt liu tng ng nh đc th hin trên Hình 8-9. Hình 8-7 Khai báo các thuc tính co ngót – t bin ca bê tông Hình 8-8 Khai báo hàm bin thiên cng đ theo CEB-FIP Hình 8-9 Gán các hàm thay đi thuc tính theo thi gian cho vt liu 8 8.3.5 Khai báo mt ct 8.3.5.1 Mt ct dm Mt ct trên gi và gia nhp dm thuc dng PSC (Prestressed Concrete – mt ct cho bê tông d ng lc) 1 ngn. Trên toàn b chiu dài, s có hai mt ct chun cn đc đnh ngha là mt ct trên tr (ng vi khi K0) và mt ct gia nhp ( khi hp long). Các mt ct còn li s đc chng trình tính toán theo quy lut parabol b c hai gia hai mt ct này. Cách nhp các thông s ca các mt ct chun khi K0 (Suport) và mt ct khi hp long (Span) đc minh ha trên các Hình 8-10 và Hình 8-11. im tham chiu ca mt ct đc ly là đim gia ca th trên (Center-Top) do các phn t dm có mt trên nm trên mt đng thng còn mt di thay đi theo đng cong. Có hai dng mt ct trung gian cho các phn t nm trên cánh T (các phn t có mt ct thay đi) là mt ct Span-Support (thay đi t gia nhp đn tr) và mt ct Support-Span (thay đi t tr đn gia nhp). Các mt ct này đc đnh ngha dng “Tapered Section” vi kích thc mt ct đu I (Size I) tng ng là kích thc ca mt ct Span và kích thc mt ct đu J (Size J) là kích th c ca mt ct Support (cho ct Span-Support) hay ngc li cho mt ct ct Support-Span. Các kích thc hai đu đc đa vào mt cách đn gin t lnh Size I>Import… hoc Size J>Import… (Hình 8-12). Vic to ra các phn t có mt ct thay đi theo liên tc s đc trình bày chi tit trong mc 8.3.6.2. Hình 8-10 Mt ct đnh tr - khi K0 (Support) Hình 8-11 Mt ct gia nhp (Span) Hình 8-12 Mt ct thay đi cho các phn t trung gian 8.3.5.2 Mt ct tr Theo thit k, tr có cu to hai thân hình ch nht, kích thc mi thân là 8,1 1,8bh m m×= × . Khong cách tim gia hai thân tr này là 4,2 m. Cách khai báo mt ct tr đc th hin trên Hình 8-13 9 Hình 8-13 Khai báo mt ct tr 8.3.6 Xây dng mô hình kt cu 8.3.6.1 Mô hình hoá dm đn gin, đ dc dc ca kt cu s đc b qua khi xây dng mô hình kt cu. Do kt cu đi xng nên cách mô hình hoá kt cu là to 1/2 cu và ly đi xng qua tim nhp đ đc toàn b cu. Các phn t dm có th đc to ra mt cách đn gin bng cách s dng lnh Extrude Elements. Các bc chính trong quá trình thc hin nh sau • To mt nút có to đ bt k, ví d có to đ (0, 0, 0), sau đó, s dng lnh Extrude Elements (menu Model>Element>Extrude…) vi kiu Extrude Type là “Node->Line Element” vi khong cách theo phng x tng ng vi cách chia đt dm là 2@1, 4@4.25, 2@1, 12@4.75, 4, 2@0.9, 2@1.2, 2@0.9, 4, 12@4.75, 1. Quá trình này s sinh ra mt 1/2 chiu dài dm cu bao gm 1 nhp đúc trên đà giáo, các phn đúc hng cng nh các đt hp long. Mt ct c a các phn t đc gán mt cách tm thi bng mt ct Span đã đc đnh ngha trên (Hình 8-14). • Ly đi xng qua tim nhp đ đc toàn b cu. Lnh đc s dng đây là Mirror Elements (menu Model>Element>Mirror…) và mt phng đi xng là y-z, đim ly đi xng là x = 150 m. Trong giao din Mirror Elements chn Reverse Element Local đ đm b o các trc đa phng ca các phn t bên trái và bên phi phù hp vi nhau (Hình 8-15). • Gán mt ct dng Support cho các phn t nm trên tr. • Gán mt ct dng Span-Support cho các phn t nm trên các cánh T trái và mt ct Support-Span cho các phn t nm trên các cánh T phi (Hình 8-16). 10 Hình 8-14 To mô hình dm bng phng pháp Extrude Elements Hình 8-15 Ly đi xng đ đc toàn b dm Hình 8-16 Dm sau khi đã đc gán mt ct 8.3.6.2 To mt ct thay đi cho dm đúc hng Các phn t đúc hng trên các cánh T, trong thc t, có mt ct thay đi theo quy lut parabol bc hai t gia nhp đn gi. Tuy nhiên, trong phn trên, tng phn t trên cánh T đã đc gán “tm thi” mt ct dng Span-Support hoc Support-Span vì vy, nhìn tng th, dm có dng “rng ca” nh đc th hin trên Hình 8-16. MIDAS/Civil có kh nng t đng tính [...]... trình mô hình hoá k t c u là mô hình Hình 8-18 c th hi n trên Hình 8-19 Các thao tác mô hình hoá tr Hình 8-19 Mô hình c u 8.3.7 Mô hình hoá quá trình thi công 8.3.7.1 T ng quan v quá trình thi công Vi c thi công c u, m t cách gi nh, cb t u nh p ph i Trong t ng n a c u, quá trình thi công nh p trái và, sau ó 60 ngày, s thi công c th c hi n hoàn toàn t ng t nhau 13 Nh v y, có th dùng cùng m t s mô t... MIDAS/ Civil L u ý là, ây ch là m t cách xây d ng mô hình Vi c xây d ng m t mô hình ph n ánh úng trình t thi công th c t là hoàn toàn n gi n Nh c i m duy nh t c a mô hình ó là, mô hình có s l ng giai o n thi công l n h n và do ó, c n th i gian phân tích l n h n Phù h p v i quan ni m này, có th th c hi n mô hình hoá quá trình thi công nh sau: Xây d ng mô hình ph n ánh quá trình thi công các b ph n k t... trên mô hình c a MIDAS/ Civil c ng nh cách gán các ph n t c a mô hình cho các nhóm ã c gi i thi u chi ti t trong m c 5.3.6 c a T p 1 Hình 8-22 minh ho các nhóm k t c u c ng nh cách gán các ph n t cho chúng Hình 8-22 8.3.7.4 Nhóm k t c u và cách gán ph n t chúng Thi t l p các nhóm i u ki n biên Nhóm i u ki n biên c thi t l p mô t s thay i i u ki n biên trong quá trình thi công k t c u Nói chung, mô hình. .. kê v t li u”) c a MIDAS/ Civil (menu Tool>Bill of Material) Trong giao di n Bill Of Material ch n dòng u tiên yêu c u MIDAS/ Civil cung c p các thông tin v v t li u ng v i t ng d ng m t c t (Hình 8-30) Hình 8-30 Th ng kê v t li u Ng i dùng d dàng l p ra c quan h gi a kh i l ng v t li u c a m t c t có trong Bill Of Material v i các b ph n k t c u trên mô hình b ng cách yêu c u MIDAS/ Civil th hi n s hi... ó c kích ho t trong mô hình nên tr ng l ng c a chúng các d ng t i tr ng khác c n ph i c b kích ho t Hình 8-25 8.3.7.7 Các t i tr ng trong quá trình thi công công trình Thi t l p các nhóm t i tr ng C ng t ng t nh v i các nhóm khác, các nhóm t i tr ng c nh ngh a trong MIDAS/ Civil mô t s nhóm có tính logic các t i tr ng mô hình hoá quá trình thi công, các nhóm t i tr ng c xác l p mô t s tham gia c ng... cách ng th i M i giai o n c n 12 ngày Mô hình hoá quá trình thi công kh i h p long nh p biên trái và nh p biên ph i Tác d ng t i tr ng th i gian b ng 60 ngày lên các b ph n c a n a bên trái c u ngay tr khi h p long nh p gi a c Mô hình hoá quá trình thi công kh i h p long nh p gi a Các giai o n thi công chính c th hi n trên Hình 8-21 c th hi n trong B ng 8-1 Mô hình các giai o n thi công 14 B ng 8-2... Cách nh ngh a các liên k t này ã c trình bày chi ti t trong m c 5.3.4 c a T p 1 Các liên k t này c tóm t t trong Error! Reference source not found Hình 8-23 minh ho cách mô hình hoá liên k t c ng gi a tr v i d m và Hình 8-24 th hi n v trí các liên k t trong mô hình k t c u B ng 8-5 Các i u ki n biên Liên k t D ng liên k t Ngàm c ng chân tr Supports ALL=0) Liên k t c ng tr -d m G i di ng nh p biên trái... Dz=0, Nút BC_FSMLeft (D-ALL=0, R- u trái c a nh p biên 19 Rx=0, Rz=0) G i di ng nh p biên ph i trái Supports (Dy=0, Dz=0, Rx=0, Rz=0) Nút ph i Hình 8-23 BC_FSMRight Mô hình hoá liên k t tr v i d m Hình 8-24 8.3.7.6 u trái c a nh p biên V trí các liên k t trên mô hình nh ngh a các t i tr ng thi công Có r t nhi u lo i t i tr ng tham gia vào quá trình thi công công trình, tuy nhiên, trong khuôn kh c a ví... gi a Giai o n s d ng, d ki n tác d ng c a co ngót t trong vòng 10.000 ngày bi n Phù h p cách mô hình hoá quá trình thi công ã nêu, các ph n sau ây s trình bày cách xây d ng các nhóm k t c u, nhóm i u ki n biên c ng nh nhóm t i tr ng c n thi t cho vi c xây d ng mô hình 15 Hình 8-20 Trình t thi công c u 16 Hình 8-21 T ch c các giai o n thi công 17 8.3.7.3 Thi t l p các nhóm k t c u Các nhóm k t c u... hoá quá trình xây d ng mô hình c ng nh th i thi công chung cho c hai n a c u s làm cho s gian phân tích k t c u Vi c dùng m t s giai o n thi công trong mô hình ch b ng kho ng m t n a so v i s giai o n thi công th c t S khác nhau v tu i c a các b ph n k t c u hai n a c u s có nh h ng n các c tr ng v t li u Tính ch t này s c xét n b ng cách s d ng t i tr ng “th i gian” c a MIDAS/ Civil L u ý là, ây ch . Support-Span vì vy, nhìn tng th, dm có dng “rng ca” nh đc th hin trên Hình 8-16. MIDAS/ Civil có kh nng t đng tính 11 toán mt ct thay đi cho tng phn t theo các quy lut. (Linear). • Bm nút lnh Add đ to ra nhóm có mt ct thay đi. Khi này, mt ct dm s đc MIDAS/ Civil tính toán ni suy thay đi theo quy lu t đã đnh (Hình 8-17). • To mt nhóm tng t. Vì vy, các đim đu thân tr s đc to ra bng lnh Translate Nodes (menu Model>Nodes>Translate…)(Copy Mode) các nút giao tng ng ca dm (các nút 23, 27, 65, 69) vi khong cách