Hướng dẫn sử dựng FB pier

CHƯƠNG 4 FB-Pier - Phần mềm phân tích móng cọc 4.1 GIỚI THIỆU4.1.1 Giới thiệu chung FB-PIER là phần mềm phân tích kết cấu chuyên về phân tích mố trụ cầu và các bài toán tương tác kết cấu

CHƯƠNG 4 FB-Pier - Phần mềm phân tích móng cọc 4.1 GIỚI THIỆU

4.1.1 Giới thiệu chung

FB-PIER là phần mềm phân tích kết cấu chuyên về phân tích mố trụ cầu và các bài toán tương tác kết cấu - đất nền (soil-structure interaction) Phần mềm FB_Pier được phát triển bởi viện phần mềm về cầu (BSI - Bridge Software Institute) thuộc Trường đại học Florida (University of Florida) và được bảo trợ bởi Cục đường bộ liên bang Hoa kỳ (FHWA)

Chương trình có khả năng phân tích hệ móng cọc theo mô hình không gian, trong

đó tương tác phi tuyến cọc-đất mô phỏng bằng các mô hình p-y, T-z, T-θ Chương trình còn có khả năng tính được độ cứng tương đương của một hệ móng cọc thành một gối đàn hồi tổng quát được đặc trưng bằng một ma trận độ cứng của gối đàn hồi Gối đàn hồi này được gắn vào kết cấu phần trên để mô phỏng tương tác giữa kết cấu phần trên của cầu và nền móng

Các mô đun nhập dữ liệu của FB-Pier được chia thành các dạng bài toán khác nhau, tạo thuận lợi cho người sử dụng như bài toán tổng quát, bài toán tính cột, tính tường chắn, v.v… Các dạng bài toán này được trình bày trong phần tiếp theo

4.1.2 Các dạng bài toán trong chương trình FB_Pier bao gồm:

 General Pier: Mô hình tổng quát có cả trụ và móng

 Pile and Cap Only: Mô hình chỉ có cọc và đài cọc

 Single Pile: Mô hình cọc đơn

 High Mast Light/Sign: Mô hình cột đèn/biển báo

 Retaining Wall: Tính toán tường chắn

 Pile Bent: Tính toán trụ cọc Cọc được kéo dài lên đến mũ trụ, do vậy không cần thân trụ.

 Column Analysis: Phân tích cột BTCT chịu uốn hai phương

4.1.2.1 Bài toán tổng quát

Hình 4.1 Sơ đồ bài toán tổng quát

4.1.2.2 Mô hình chỉ có cọc và đài cọc

Hình 4.2 Sơ đồ mô hình cọc – đài cọc

4.1.2.3 Mô hình cột đèn/biển báo

Hình 4.3 Mô hình cột đèn

4.1.2.4 Mô hình tường chắn đất

Hình 4.4 Mô hình tường chắn đất

4.1.2.5 Mô hình tường chắn âm trên móng cọc

Hình 4.5 Mô hình tường chắn âm trên móng cọc

4.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH MÓNG CỌC CỦA FB-PIER:

Tham khảo file FBPier của nhà cung cấp phần mềm

4.3 GIAO DIỆN FB-PIER:

4.3.1 Các Menu

- File: bao gồm các vấn đề về tạo dự án, đầu vào, in ấn và thoát chương trình

- View: các chức năng quan sát

- Control: các chức năng điều khiển

- Wizard\General Pier: cửa sổ nhập dữ liệu bài toán trụ tổng quát

4.3.2 Các thanh công cụ

4.3.3 Các cửa sổ:

- Model Data: Nhập dữ liệu cho kết cấu

- Pile Edit: Thể hiện sơ đồ cọc

- Soil Edit: Thể hiện các lớp địa chất

- 3D View: Thể hiển mô hình không gian của kết cấu

Hình 4.6 Giao diện FB-Pier

4.4 SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH

4.4.1 Các bước khai báo dữ liệu:

Tùy vào loại bài toán, các bước khai báo có thể gồm các bước chính sau:

• Chọn loại bài toán (Problem Type)

• Các thông tin dự án (Project Data)

• Các thông số phân tích (Analysis)

• Số liệu cọc và bệ cọc (Pile and Cap)

• Số liệu địa chất (Soil)

• Số liệu trụ và xà mũ (Pier)

• Số liệu tải trọng và tổ hợp tải trọng (Load)

• Chạy chương trình: nút Analysis

• Xem kết quả: nút Pile Results

4.4.2 Các Tab nhập dữ liệu trong Model Data

Hình 4.8 Tab Analysis

4.4.2.3 Tab Pile & Cap

Tab Pile dùng để nhập dữ liệu cho cọc và bệ Dữ liệu này bao gồm loại cọc, khoảng cách giữa các cọc, đỉnh mũi cọc, loại mặt cắt cọc, và nhiều tham số khác

Hình 4.9 Tab Pile & Cap

4.4.2.4 Tab Soil

Tab Soil dùng để nhập dữ liệu cho các lớp đất, loại đất và lớp đất mẫu khác nhau

Dữ liệu cho lớp đất có mực nước ngầm cũng được nhập trong tab này

Hình 4.10 Tab Soil

4.4.2.5 Tab Pier (Wall)

Tab Pier dùng để nhập các thông số cho trụ cầu bao gồm chiều cao trụ,chiều rộng trụ,số trụ,khai báo đặc trưng của vật liệu làm trụ 23

Hình 4.11 Tab Pier

4.4.2.6 Tab X-Members

Tab X-Members dùng để ứng dụng vào các bộ phận cấu trúc được thêm vào cho trụ Tuỳ chọn này cung cấp các hình mẫu độc đáo của trụ

Hình 4.12 Tab X-Member

4.4.2.7 Tab Load

Tab Load dùng để khai báo các tải trọng cho kết cấu và các nút của kết cấu

Hình 4.15 Tab Retaining

4.4.2.10 Tab Pushover

Tab Pushover chỉ được dùng để nhập tải trọng tích lũy cho việc phân tích 1 giai đoạn Các tải trọng được dùng cho kết cấu sẽ được tích lũy tới 1 lượng đơn vị kết cấu nhất định

Hình 4.16 Tab Pushover

4.4.2.11 Cửa sổ Soil Edit

Đơn vị tính có thể được điều chỉnh trong quá trình nhập số liệu tính toán và phântính

Tool / Unit System

Length> m ; Force> Kn

4.4.3 Chạy chương trình và hiển thị kết quả

Chạy chương trình: nhấn nút Analysis trên thanh công cụ

Xem kết quả phân tích: nhấn vào nút Pile Results trên thanh công cụ

Hình 4.17 Cửa sổ kết quả

4.4.3.1 Cửa sổ Pile Selection

Cửa sổ Pile Selection được dùng trong việc chọn các cọc để xem nội lực từng cọc

và biểu đồ nội lực tại các mặt cắt cọc Các giá trị của nội lực của nhiều cọc có thể được chọn cùng 1 lúc

4.4.3.2 Cửa sổ Pier Selection

Cửa sổ Pier Selection tương tự như cửa sổ Pile Selection Để xem giá trị nội lực của nhiều trụ có thể được chọn cùng 1 lúc Để xem giá trị nội lực tại mỗi mặt cắt, ta chỉ

có thể chọn 1 phần của kết cấu trụ hoặc xà mũ cho 1 lần xem kết quả

Hình 4.19 Cửa sổ chọn trụ

4.4.3.3 Cửa sổ Plot Display Control

Cửa sổ Plot Display Control dùng để lựa chọn giá trị nội lực cần phân tích và xem các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của nó

Hình 4.20 Cửa sổ điều khiển kết quả cần hiển thị

4.4.3.4 Cửa sổ Force Plot

Cửa sổ Force Plot dùng để xem kết quả của lực dọc trục Biểu đồ lực dọc trục của trục được hiện như ví dụ.Căn cứ vào lực dọc và mômen để bố trí cốt thép cho cọc cũng như các bộ phận khác

Hình 4.21 Kết quả nội lực cọc

4.4.3.5 Cửa sổ Segment Selection

Cửa sổ Segment Selection dùng để chọn mặt cắt cần xem kết quả

Hình 4.22 Kết quả chọn đoạn cọc cần hiển thị kết quả

4.4.3.6 Cửa sổ Interaction Diagram

Cửa sổ Interaction Diagram dùng để xem biểu đồ nội lực tại mỗi mặt cắt cọc và kết cấu phần trên

Hình 4.23 Kết quả biểu đồ tương tác

4.4.3.7 Cửa sổ 3D Display

Cửa sổ 3D Display hiển thị kết quả trong 3D Nó cũng dùng để xem chuyển vị cho cả cọc và bệ móng tại các nút khác nhau ứng với trường hợp tải trọng được cho

Hình 4.24 Tùy chọn hiển thị kết quả dạng 3D

4.4.3.8 Cửa sổ 3D Results

Cửa sổ 3D Results dùng để xem hình dạng chuyển vị của kết cấu (mẫu) sau khi đã nhập tải trọng

Hình 4.25 Hiển thị kết quả dạng 3D

4.5 VÍ DỤ

Tham khảo file Example của FB-Pier