Bài giảng Midas civil cơ bản

- Hoạt tải thiết kế: - Gán vật liệu, mặt cắt và điều kiện biên cho kết cấu.. - Tĩnh tải giai đoạn I DC: là tĩnh tải tác dụng lên KCN khi chưa hình thành kết cấu chịu lực hoàn chỉnh.. Đối

Trang 1

Website: www.bte-utc.edu.vn

Tel: 0983.298.581 Email: nguyenvanvinh029@yahoo.com

Trang 2

Bμi gi¶ng midas c¬ b¶n

Bμi 1: Ph©n tÝch tÝnh to¸n khung ph¼ng 1.1 Sè liÖu tÝnh to¸n

- M« h×nh kÕt cÊu: 1A, 1B, 1C, 1D, 1E nh− h×nh vÏ

q=2kN/m

P=5kN

q=2kN/m q=2kN/m

- G¸n vËt liÖu, mÆt c¾t vµ ®iÒu kiÖn biªn cho kÕt cÊu

- G¸n t¶i träng cho kÕt cÊu

Trang 3

- Chạy chương trình

- Xem biểu đồ mômen do tải trọng:

+ Tải trọng bản thân: Ban than

+ Ngoại tải tác dụng lên kết cấu: Tinh tai

+ Tổ hợp tải trọng: TH = 1,25 Ban than + 1,5 Tinh tai

- Xuất biểu đồ nội lực sang Word và Excel

- Xem biểu đồ lực cắt

- Xem biểu đồ lực dọc trục trong các thanh

- Xuất kết quả nội lực sang Excel

- Xem kết quả tính chuyển vị nút, phản lực tại gối

- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt các thanh trong kết cấu

1.3.Trình tự phân tích kết cấu trên Midas

1.3.1 Khai báo vật liệu

- Vật liệu Bêtông:

1.3.4 Gán điều kiện biên

- Gán liên kết của kết cấu với đất

- Gán liên kết giữa các thanh của kết cấu (gán khớp)

1.3.5 Khai báo trường hợp tĩnh tải

1.3.6 Gán trọng lượng bản thân

1.3.7 Gán tĩnh tải

- Gán tải trọng dải đều

- Gán tải trọng phân bố không đều

- Gán tải trọng tập trung trên thanh

- Gán tải trọng tập trung tại nút

- Gán mômen tập trung

1.3.8 Thành lập tổ hợp tải trọng

TH = 1,25 Ban than + 1,5 Tinh tai

Trang 4

1.3.9 Chạy chương trình

- ấn phím F12 để loại bỏ các phần tử trùng nhau

- ấn phím F5 để chạy chương trình

1.3.10 Xem kết quả

- Xem biểu đồ mômen

+ Biểu đồ mômen bài 1A

+ Biểu đồ mômen bài 1B

+ Biểu đồ mômen bài 1C

Trang 5

+ Biểu đồ mômen bài 1D

+ Biểu đồ mômen bài 1E

- Xem biểu đồ lực dọc trục (kéo hoặc nén)

Trang 6

Bμi 2: Phân tích tính toán nhμ dân dụng 2.1 Số liệu tính toán

- Mô hình kết cấu như hình vẽ:

30x20 30x20 30x20

20x20

20x20 20x20

- Gán vật liệu, mặt cắt và điều kiện biên cho kết cấu

- Gán tải trọng cho kết cấu

+ Ngoại tải tác dụng lên kết cấu: Tinh tai

+ Tổ hợp tải trọng: TH = 1,25 Ban than + 1,5 Tinh tai

- Tính toán và bố trí cốt thép chịu lực cho các dầm và cột

- Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm và cột theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05

Trang 7

2.3 Trình tự phân tích kết cấu trên Midas

- Khai báo tấm có chiều dày 10cm (0,1m)

2.3.3 Mô hình kết cấu

- Gán liên kết của kết cấu với đất: khai báo ngàm tại chân cột

2.3.6 Gán trọng lượng bản thân

2.3.7 Khai báo tải trọng sàn

- Tải trọng sàn được lấy theo tiêu chuẩn thiết kế công trình xây dựng dân dụng Đối với kết

Trang 8

- Xem biểu đồ mômen của khung

Hình: Biều đồ do Tohop ở mặt trái và mặt phải của nhà

- Xem biểu đồ mômen của tấm (sàn bêtông)

- Xem biểu đồ lực dọc trục

Trang 9

Bμi 3: Phân tích tính toán nhμ công nghiệp 3.1 Số liệu tính toán

Mái nhựa dày 5cm Mái nhựa dày 5cm

Mái nhựa dày 5cm

Mái nhựa dày 5cm Mái nhựa dày 5cm

Mặt cắt I500

Mặt cắt I300

Mặt c

ắt I300

Mặt c

ắt I300

Mặt c

ắt I300

Mặt c

ắt I300

Mặt c

ắt I300

Mặt c

ắt I300

Mặt cắt I500 Mặt cắt I300

3.2.Yêu cầu

- Khai báo vật liệu, khai báo mặt cắt

- Mô hình kết cấu trên Midas

- Gán tải trọng cho kết cấu

+ Tổ hợp tải trọng: TH = 1,25 Ban than

- Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm và cột theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05

3.3.Trình tự phân tích kết cấu trên Midas

- Vật liệu Thép:

Trang 10

+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1,17.10-5 1/độ

- Vật liệu Mái (Composite):

+ Hệ số posson: 0,3

3.3.2 Khai báo mặt cắt

- Khai báo mặt cắt Dầm I300

- Khai báo mặt cắt cột thay đổi: chân cột là I500 và đỉnh

cột là I300

Mặt cắt I300 Mặt cắt I500

Trang 11

- Gán liên kết của kết cấu với đất: khai báo ngàm tại chân cột

- Xem biểu đồ mômen của tấm

- Xem biểu đồ lực dọc trục

- Xem chuyển vị nút

- Xem phản lực gối

- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt thanh

3.3.10 Kiểm toán kết cấu theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05

Trang 12

Bμi 4: Phân tích cầu dầm giản đơn mặt cắt chữ T

Theo bμi toán phẳng 4.1 Số liệu tính toán

Bản mặt cầu dày 20cm Lớp mui luyện dày 2-12cm

- Tĩnh tải: (tĩnh tải dải đều trên 1 dầm chủ)

+ Tĩnh tải giai đoạn I: DC = 25,97 kN/m

+ Tĩnh tải giai đoạn II: DW = 7,19 kN/m

Trang 13

- Hoạt tải thiết kế:

- Gán tải trọng: Gán tĩnh tải và hoạt tải

+ Tĩnh tải giai đoạn I: Tinh tai 1

+ Tĩnh tải giai đoạn II: Tinh tai 2

+ Tổ hợp tải trọng:

TH1: 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 1,75 HL93K + 1,75 Nguoi

- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt dầm chủ

- Tính toán và bố trí cốt thép chịu lực cho mặt cắt dầm chủ

- Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm chủ theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05

Trang 14

- Tạo nút đầu tiên có toạ độ là: 0,0,0

- Chọn nút đầu tiên và kéo dài dầm chủ theo trục x: 0.3,4@8.1,0.3

- Gán liên kết của kết cấu với đất:

+ Khai báo gối cố định ở đầu dầm bên trái

+ Khai báo gối di động ở đầu dầm bên phải

1 Tinh tai 1 Dead load Trọng lượng bản thân (DC)

2 Tinh tai 2 Dead load Tĩnh tải chất thêm (DW)

4.3.6 Gán tĩnh tải giai đoạn I

- Tĩnh tải giai đoạn I (DC): là tĩnh tải tác dụng lên KCN khi chưa hình thành kết cấu chịu lực hoàn chỉnh Đối với kết cấu nhịp cầu dầm BTCT mặt cắt chữ T thì tĩnh tải giai đoạn I gồm: + Trọng lượng bản thân dầm chủ

n L

Trang 15

ệ Theo kết quả tính toán thì tĩnh tải giai đoạn I: DC tc = 25,97 kN/m

Trong đó:

+ n: Số dầm chủ

4.3.7 Gán tĩnh tải giai đoạn II

- Tĩnh tải giai đoạn II (DW): là những tĩnh tải tác dụng lên KCN khi đã có sự hình thành kết cấu chịu lực hoàn chỉnh Tĩnh tải giai đoạn II bao gồm trọng lượng lớp phủ mặt cầu, chân lan can, lan can, gờ chắn bánh, thiết bị an toàn và chiếu sáng trên cầu

ệ Tĩnh tải giai đoạn II dải đều trên 1m dài 1 dầm chủ:

nh tc

L n

P DW

4.3.8 Khai báo vá gán hoạt tải

a Khai báo tiêu chuẩn

- Chọn tiêu chuẩn AASHTO LRFD tương đương với tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05

b Khai báo lμn

- Đây là bài toán phẳng chỉ phân tích 1 dầm nên khi khai báo làn ta chỉ khai báo 1 làn với

độ lệch tâm là 0m

c Khai báo hoạt tải

- Khai báo 3 hoạt tải:

+ HL93K = Xe 3 trục (Truck) + Làn ( Lane)

+ HL93M = Xe 2 trục (Tandem) + Làn ( Lane)

- Hệ số xung kích đối với HL93K và HL93M là 1,25 (25%)

- Tải trọng Người không xét đến hệ số xung kích

d Khai báo lớp hoạt tải

- Khai báo 3 lớp hoạt tải ứng với 3 hoạt tải:

+ Lop HL93K

+ Lop HL93M

+ Lop Nguoi

Trang 16

e Khai báo hoạt tải di động

- Khai báo 3 hoạt tải di động

4.3.9 Đặt chế độ phân tích ứng suất do hoạt tải

- Thành lập 2 tổ hợp tải trọng:

+ TH1: 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 1,75 HL93K + 1,75 Nguoi

+ Biểu đồ mômen do tĩnh tải giai đoạn I

+ Biểu đồ mômen do tĩnh tải giai đoạn II

+ Biểu đồ mômen do Tohop1

- Xem biểu đồ chuyển vị (độ võng)

- Xem phản lực tại gối

- Xem ứng suất trên mặt cắt dầm chủ

- Xem Đường ảnh hưởng nội lực

Trang 17

+ §AH m«men

H×nh: §AH m«men t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp + Xem §AH lùc c¾t

H×nh: §AH lùc c¾t t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp

- XuÊt §AH néi lùc ra file text

- Xem c¸ch xÕp t¶i bÊt lîi nhÊt trªn §AH néi lùc

H×nh: XÕp t¶i HL93K max lªn §AH m«men t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp

H×nh: XÕp t¶i HL93K max lªn §AH lùc c¾t t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp

- TÝnh diÖn tÝch §AH néi lùc

4.3.13 TÝnh to¸n vµ bè trÝ cèt thÐp chÞu lùc cho mÆt c¾t dÇm chñ

4.3.14 KiÓm to¸n kh¶ n¨ng chÞu lùc cña dÇm chñ theo tiªu chuÈn 22TCN 272-05

Trang 18

Bμi 5: Phân tích cầu dầm giản đơn mặt cắt chữ I

Vạch sơn

2% Vạch sơn

Mặt cắt ngang kết cấu nhịp

- Mặt cắt dầm chủ:

Trang 19

5.2.Yêu cầu

- Tính toán và bố trí cốt thép chịu lực cho mặt cắt dầm chủ

γ

Trang 20

- Chọn nút đầu tiên và kéo dài dầm chủ

theo trục x: 0.3, 4@8.1, 0.3

+ Khai báo gối cố định ở đầu dầm

bên trái

+ Khai báo gối di động ở đầu dầm

bên phải

Trang 21

+ HL93K = Xe 3 trục (Truck) + Làn ( Lane)

+ HL93M = Xe 2 trục (Tandem) + Làn ( Lane)

+ Lop HL93K

+ Lop HL93M

+ Lop Nguoi

+ Biểu đồ mômen do tĩnh tải giai đoạn I

Trang 22

+ Biểu đồ mômen do tĩnh tải giai đoạn II

Hình: ĐAH lực cắt tại mặt cắt giữa nhịp

- Xuất ĐAH nội lực ra file text

- Xem cách xếp tải bất lợi nhất trên ĐAH nội lực

Hình: Xếp tải HL93K max lên ĐAH mômen tại mặt cắt giữa nhịp

Trang 23

H×nh: XÕp t¶i HL93K max lªn §AH lùc c¾t t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp

5.3.13 TÝnh to¸n vµ bè trÝ cèt thÐp chÞu lùc cho mÆt c¾t dÇm chñ

5.3.14 KiÓm to¸n kh¶ n¨ng chÞu lùc cña dÇm chñ theo tiªu chuÈn 22TCN 272-05

Trang 24

Bμi 6: Phân tích cầu dầm liên hợp thép - BTCT

2%

Mặt cắt dầm thép

Mặt cắt dầm liên hợp

3 Người 1,398 1,0

Trang 25

6.2.Yêu cầu

g s s c

γ

Trang 26

- Chọn nút đầu tiên và kéo dài dầm chủ

theo trục x: 0.3,4@8.1,0.3

+ Khai báo gối cố định ở đầu dầm bên

trái

+ Khai báo gối di động ở đầu dầm bên

phải

+ Trọng lượng các hệ liên kết dọc, hệ liên kết ngang, sườn tăng cường

Trang 27

+ HL93K = Xe 3 trục (Truck) + Làn (Lane)

+ HL93M = Xe 2 trục (Tandem) + Làn (Lane)

- Khai báo 3 lớp hoạt tải ứng với 3 hoạt tải: Lop HL93K, Lop HL93M và Lop Nguoi

Trang 28

Hình: ĐAH lực cắt tại mặt cắt giữa nhịp

Hình: Xếp tải HL93K max lên ĐAH mômen tại mặt cắt giữa nhịp

Hình: Xếp tải HL93K max lên ĐAH lực cắt tại mặt cắt giữa nhịp

- Tính diện tích ĐAH nội lực

6.3.13 Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm chủ theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05

Trang 29

Bμi 7: Phân tích cầu dμn giản đơn

- Khổ cầu: G8+2x1,5+2x0,5m

- Tĩnh tải: (tĩnh tải dải đều trên 1 mặt phẳng dàn chủ)

- Kiểm toán khả năng chịu lực của các thanh dàn theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05

Trang 30

+ Khai báo gối cố định ở nút đầu dàn bên trái

+ Khai báo gối di động ở nút đầu dàn bên phải

- Giải phóng liên kết giữa các thanh dàn thành liên kết khớp

- Tĩnh tải giai đoạn I (DC): là tĩnh tải tác dụng lên KCN khi chưa hình thành kết cấu chịu lực hoàn chỉnh Đối với kết cấu nhịp cầu dầm BTCT mặt cắt chữ T thì tĩnh tải giai đoạn I gồm: + Trọng lượng bản thân của các mặt phẳng dàn

+ Trọng lượng các hệ liên kết dọc, hệ liên kết ngang

ệ Tĩnh tải giai đoạn I dải đều trên 1m dài 1 dầm chủ:

Trang 31

- Tĩnh tải giai đoạn II (DW): là những tĩnh tải tác dụng lên KCN khi đã có sự hình thành kết cấu chịu lực hoàn chỉnh Tĩnh tải giai đoạn II bao gồm trọng lượng bản mặt cầu, lớp phủ mặt cầu, chân lan can, lan can, gờ chắn bánh, thiết bị an toàn và chiếu sáng trên cầu

- Khai báo 1 làn với độ lệch tâm là 0m

- Làn được gán lên các thanh biên dưới của dàn

+ HL93K = Xe 3 trục (Truck) + Làn (Lane)

+ HL93M = Xe 2 trục (Tandem) + Làn (Lane)

+ Lop HL93K

+ Lop HL93M

+ Lop Nguoi

Trang 32

- Xem lực dọc trong các thanh dàn

+ Lực dọc do tĩnh tải giai đoạn I

+ Lực dọc do tĩnh tải giai đoạn II

+ Lực dọc do Tohop1 max

+ Lực dọc do Tohop1 min

- Xem ứng suất trên mặt cắt các than dàn chủ

+ ĐAH lực dọc thanh biên dưới số 4

Hình: ĐAH lực dọc thanh biên dưới số 4

Trang 33

+ ĐAH lực dọc thanh biên trên số 18

Hình: ĐAH lực dọc thanh biên trên số 18 + ĐAH lực dọc thanh xiên số 24

Hình: ĐAH lực dọc thanh xiên số 24

- Xếp tải lên đường ảnh hưởng nội lực

+ Xếp tải gây lực kéo lớn nhất đối với thanh xiên số 24

Hình: Xếp tải HL93Kmax lên ĐAH thanh xiên số 24 + Xếp tải gây lực nén lớn nhất đối với thanh xiên số 24

Hình: Xếp tải HL93Kmin lên ĐAH thanh xiên số 24

- Tính diện tích ĐAH nội lực

7.3.13 Kiểm toán các thanh dàn chủ theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05

Trang 34

Bμi 8: Phân tích tính toán bản mặt cầu

8.1 Số liệu tính toán

- Khổ cầu: G7+2x1,5+2x0,5m

- Mặt cắt ngang cầu:

2% Vạch sơn Vạch sơn

Lớp bê tông nhựa dày 5cm Lớp phòng nước dày 1cm Bản mặt cầu dày 18cm

TH = 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 2,18 Hoat tai BMC

- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt bản mặt cầu

- Tính toán và bố trí cốt thép chịu lực cho bản mặt cầu

- Kiểm toán khả năng chịu lực của bản mặt cầu theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05

Trang 35

- Chọn nút đầu tiên và kéo dài dầm chủ theo trục x: 0.8,0.3,8@1.1,0.3,0.8

+ Khai báo 1 gối cố định tại vị trí dầm số 1

+ Khai báo gối di động tại vị trí các dầm còn lại

- Tĩnh tải giai đoạn I dải đều trên bản mặt cầu:

- Tĩnh tải giai đoạn II dải đều trên bản mặt cầu:

Trang 36

+ Khi tính bản chịu mômen âm: DW tc = 2,44 kN/m.

- Khai báo 1 làn với độ lệch tâm là 0m

- Làn chỉ chạy từ điểm cách đầu dầm một đoạn là (0,5+0,3 = 0,8m) và đến điểm cách đầu dầm bên kia một đoạn là 0,8m

- Hoạt tải tính bản mặt cầu là một hàng bánh xe gồm 4 bánh, mỗi bánh có tải trọng là 72,5kN

1,2m

72,5kN 72,5kN

- Khi mô hình trên Midas ta sẽ coi là 1 xe tải có 4 trục với tải trọng trục và khoảng cách các trục như trên hình vẽ

- Khai báo lớp hoạt tải tính bản mặt cầu: Lop hoat tai BMC

+ Biểu đồ mômen do tĩnh tải giai đoạn I cho bản chịu Mômen Dương

+ Biểu đồ mômen do tĩnh tải giai đoạn II cho bản chịu Mômen Dương

Trang 37

+ Biểu đồ mômen do Tohop cho bản chịu Mômen Dương

- Xem ứng suất trên mặt cắt bản mặt cầu

+ ĐAH mômen dương tại mặt cắt giữa dầm số 2 và dầm số 3

Hình: ĐAH mômen dương + ĐAH mômen Âm tại mặt cắt trên đỉnh dầm số 2

Hình: ĐAH mômen Âm + ĐAH lực cắt tại mặt cắt gối trên dầm số 2

Hình: ĐAH lực cắt tại mặt cắt gối

Hình: Xếp hoạt tải BMC lên ĐAH M dương

Trang 38

H×nh: XÕp ho¹t t¶i BMC lªn §AH M ¢m

H×nh: XÕp ho¹t t¶i BMC lªn §AH M b¶n hÉng

H×nh: XÕp ho¹t t¶i BMC lªn §AH lùc c¾t

8.3.13 TÝnh to¸n vµ bè trÝ cèt thÐp chÞu lùc cho b¶n mÆt cÇu

8.3.14 KiÓm to¸n kh¶ n¨ng chÞu lùc cña b¶n mÆt cÇu theo tiªu chuÈn 22TCN 272-05

Trang 39

Bμi 9: Phân tích cầu Dầm giản đơn BTCT mặt cắt chữ T

Theo bμi toán không gian 9.1 Số liệu tính toán

Bản mặt cầu dày 20cm Lớp mui luyện dày 2-12cm

Mặt cắt ngang kết cấu nhịp

Trang 40

Mặt cắt dầm khi làm việc

Vát 20x20 Chamfer 20x20

+ Tĩnh tải giai đoạn I: trọng lượng bản thân của kết cấu

- Phân tích các giai đoạn thi công kết cấu nhịp

+ TH1: 1,25 Dead load + 1,5 Erection load + 1,75 HL93K + 1,75 Nguoi

Định dạng
Số trang	107
Dung lượng	1,75 MB