Hướng dẫn Midas tính toán cầu Etradosed

Hướng dẫn Midas tính toán cầu Etradosed Hướng dẫn Midas tính toán cầu Etradosed Hướng dẫn Midas tính toán cầu Etradosed Hướng dẫn Midas tính toán cầu Etradosed Hướng dẫn Midas tính toán cầu Etradosed Hướng dẫn Midas tính toán cầu Etradosed Hướng dẫn Midas tính toán cầu Etradosed Hướng dẫn Midas tính toán cầu Etradosed

Phân tích tính toán cầu extradosed

1.1 số liệu thiết kế

- Sơ đồ nhịp: 55 + 90 + 55m

Phân chia đốt dầm

- Phân chia đốt dầm và các mặt cắt giữa nhịp

- Phân chia đốt dầm và các mặt cắt nhịp biên

1.2 yêu cầu tính toán

- Tính và vẽ biểu đồ nội lực do:

+ Tĩnh tải giai đoạn I, tĩnh tải giai đoạn II

+ Hoạt tải HL93K, HL93M, HL93S, đoàn người bộ hành

+ Tổ hợp tải trọng:

1 TH1 =1,25Tĩnh tải 1 + 1,5Tĩnh tải 2 + 1,75HL93K + 1,75Người

2 TH2 =1,25Tĩnh tải 1 + 1,5Tĩnh tải 2 + 1,75HL93M + 1,75Người

3 TH3 =1,25Tĩnh tải 1 + 1,5Tĩnh tải 2 + 0.9x1,75HL93M + 1,75Người

4 TH4 =Tĩnh tải 1 + Tĩnh tải 2 + HL93K + Người + DƯL

- Kiểm toán ứng suất trong các thớ của dầm dưới tác dụng của tải trọng theo trạng thái giới hạn sử dụng trong giai đoạn khai thác và giai đoạn thi công

1.3 các bước phân tích cầu đúc hẫng trên Midas/civil

1.3.1 Khai báo vật liệu

- Vật liệu bê tông dầm:

+ Cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày: fc’ = 45Mpa

+ Mô đun đàn hồi Ec = 34980Mpa = 34980000kN/m2

+ Hệ số Poisson: 0.2

+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1.08e-5 1/oC

+ Trọng lượng riêng: γc = 24.5kN/m3

- Vật liệu bê tông trụ tháp:

+ Cường độ chịu nén ở tuổi 28 ngày: fc

’ = 40Mpa

+ Mô đun đàn hồi Ec = 31975Mpa = 31975000kN/m2

+ Hệ số Poisson: 0.2

+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1.08e-5 1/oC

+ Trọng lượng riêng: γc = 24kN/m3

- Vật liệu cáp DƯL:

+ Giới hạn kéo đứt: fpu = 1860Mpa = 1860000(kN/m2)

+ Giới hạn chảy: fpy = 1670Mpa = 1670000(kN/m2)

+ Hệ số Poisson: 0.2

+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1.20e-5 1/oC

+ Trọng lượng riêng: γc = 78.5kN/m3

1.3.2 Khai báo mặt cắt cho kết cấu

- Mặt cắt kết cấu nhịp trên đỉnh trụ:

- Mặt cắt kết cấu nhịp sát đỉnh trụ:

- Mặt cắt hợp long ( từ mặt cắt S3 đến mặt cắt Shl)

- Mặt cắt trên mố:

- Mặt cắt thân trụ, mặt cắt bệ trụ và trụ tháp:

- Trong đó:

+ Chiều cao thân trụ: 9m

+ Chiều dày bệ trụ: 3m

+ Chiều cao cột tháp: 9m

1.3.3 Khai báo mặt cắt cho cáp văng

- Cáp văng được thiết kế dạng bó gồm các tao cáp 7 sợi xoắn có đường kính danh

định 15.2mm

- Thông thường với cầu Extradosed cáp văng có vai trò là cáp dự ứng lực ngoài Vì vậy số tao cáp trong cáp văng được lựa chọn như với các bó cáp dự ứng lực trong dầm

- Cáp văng trong ví dụ chọn bó 22tao15.2mm : Acáp văng = 3051.4mm2

1.3.4 Mô hình kết cấu nhịp

1.3.5 Gán vật liệu cho kết cấu nhịp

1.3.6 Gán mặt cắt cho kết cấu

1.3.7 Tạo nhóm mặt cắt thay đổi

1.3.8 Khai báo nhóm điều kiện biên

- BG1: Liên kết ngàm tại chân trụ

- BG2: Liên kết cứng trên đỉnh các trụ

- BG3: Gối di động tại hai đầu dầm

- BG4: Gối cố định của đoạn dầm trên đà giáo

- T1LKCV1  T1LKCV6: Liên kết cáp văng với các đốt đúc ứng với trụ tháp T1

- T2LKCV1  T2LKCV6: Liên kết cáp văng với các đốt đúc ứng với trụ tháp T2

1.3.9 Gán điều kiện biên cho kết cấu

1.3.10 Tạo nhóm kết cấu

- Tháp: Thap1, Thap2

- Trụ: T1,T2

- Các đốt dầm trên đỉnh trụ T1: T1K0  T1K10

- Các đốt dầm trên đỉnh trụ T2: T2K0  T2K10

- Đốt trên đà giáo bên trái: DGtrai

- Đốt trên đà giáo bên phải: DGphai

- Đốt hợp long nhịp biên bên trái: HLtrai

- Đốt hợp long nhịp biên bên phải: HLphai

- Đốt hợp long nhịp giữa: HLgiua

- Các cáp văng trên trụ tháp T1: T1DV1T1DV6

- Các cáp văng trên trụ tháp T2: T2DV1T2DV6

- Nhóm phần tử dầm: Phantudam

1.3.11 Gán các phần tử cho nhóm kết cấu

- Danh sách các phần tử thuộc nhóm kết cấu:

STT Tên nhóm Tên nút Tên phần tử Ghi chú

3 Thap1 311  317 310  316

4 Thap2 411  417 410  416

5 T1K0 114  118 114  117

6 T1K1 113 119 113 118

7 T1K2 112 120 112 119

8 T1K3 111 121 111 120

9 T1K4 110 122 110 121

10 T1K5 109 123 109 122

11 T1K6 108 124 108 123

12 T1K7 107 125 107 124

13 T1K8 106 126 106 125

14 T1K9 105 127 105 126

15 T1K10 104 128 104 127

16 T2K0 214  218 214  217

17 T2K1 213 219 213 218

18 T2K2 212 220 212 219

19 T2K3 211 221 211 220

20 T2K4 210 222 210 221

21 T2K5 209 223 209 222

22 T2K6 208 224 208 223

23 T2K7 207 225 207 224

24 T2K8 206 226 206 225

25 T2K9 205 227 205 226

26 T2K10 204 228 204 227

27 DGtrai 100  103 100  102

28 DGphai 200  203 200  202

30 HLphai 203

32 Phantudam 100129

200228

100128 200228

- Danh sách các phần tử thuộc nhóm cáp văng

STT Tên nhóm Tên nút Tên phần tử Ghi chú

2 T1DV2 504 507 702 703

3 T1DV3 503 508 704 705

4 T1DV4 502 509 706 707

5 T1DV5 501 510 708 709

6 T1DV6 500 511 710 711

7 T2DV1 605 606 800 801

8 T2DV2 604 607 802 803

9 T2DV3 603 608 804 805

10 T2DV4 602 609 806 807

11 T2DV5 601 610 808 809

12 T2DV6 600 611 810 811

1.3.12 Khai báo trường hợp tĩnh tải

STT Tên tải trọng Loại tải trọng Mô tả tải trọng

1 Ban than Construction stage load Trọng lượng bản thân (DC)

2 XD Construction stage load Tải trọng xe đúc

3 BT Construction stage load Trọng lượng bê tông ướt

4 TC Construction stage load Tải trọng thi công

5 Tinh tai 2 Construction stage load Tĩnh tải chất thêm (DW)

6 LCCV Construction stage load Lực căng cáp văng

7 DUL Construction stage load Tải trọng dự ứng lực

1.3.13 Khai báo nhóm tải trọng xe đúc

- Xe đúc thi công các đốt dầm: XD1XD10

- Xe đúc hợp long biên trái: XDHLtrai

- Xe đúc hợp long biên phải: XDHLphai

- Xe đúc hợp long nhịp giữa: XDHLgiua

1.3.14 Gán tải trọng xe đúc

- Bảng gán thông số tải trọng xe đúc:

STT Tên nhóm

Nhóm 1 (Xe đúc ở bên trái trụ)

Nhóm 1 (Xe đúc ở bên phải trụ)

(kN) M y (kN.m) Nút P z (kN) M y (kN.m)

2 XD2 113 219 -800 -1600 119 213 -800 1600

11 XDHLtrai 104 103 -400 0

1.3.15 Khái báo nhóm tải trọng bê tông −ớt

- Trọng l−ợng bản thân các đốt đúc: BT1  BT10

- Trọng l−ợng đốt hợp biên trái: BTHLtrai

- Trọng l−ợng đốt hợp long biên phải: BTHLphai

- Trọng l−ợng đốt hợp long giữa nhịp: BTHLgiua

1.3.16 Gán tải trọng bê tông −ớt

- Bảng gán thông số tải trọng bê tông −ớt:

STT Tên nhóm

Nhóm 1 (Xe đúc ở bên trái trụ)

Nhóm 1 (Xe đúc ở bên phải trụ) Nút P z (kN) M y (kN.m) Nút P z (kN) M y

(kN.m)

1 BT1 114 218 -1125 -1968.750 118 214 1125 1968.750

2 BT 2 113 219 -998.100 -1746.675 119 213 998.100 1746.675

3 BT 3 112 220 -935.500 -1637.125 120 212 935.500 1637.125

4 BT 4 111 221 -1052 -2104 121 211 1052 2104

5 BT 5 110 222 -1052 -2104 122 210 1052 2104

6 BT 6 109 223 -1052 -2104 123 209 1052 2104

7 BT 7 108 224 -1052 -2104 124 208 1052 2104

8 BT 8 107 225 -1052 -2104 125 207 1052 2104

9 BT 9 106 226 -1052 -2104 126 206 1052 2104

10 BT 10 105 227 -1052 -2104 127 205 1052 2104

11 BT HLtrai 104 -263

1.3.17 Khai báo nhóm tải trọng thi công

- Tải trọng thi công các đốt đúc: TC1  TC10

- Tải trọng thi công hợp long biên trái: TCHLtrai

- Tải trọng thi công hợp long biên phải: TCHLphai

- Tải trọng thi công khi hợp long biên giữa: TCHLgiua

1.3.18 Gán tải trọng thi công

- Tải trọng thi công đ−ợc coi là tải trọng phân bố q0 = 0.24kN/m2

=> Tải trọng thi công rải đều: qtc = q0.Bcau = 0.24x14.2=3.408kN/m

- Bảng gán thông số tải trọng thi công:

(kN/m)

1 TC1 114  118 114  117 214  218 214  217 -3.408

2 TC2 113 119 113 118 213 219 213 218 -3.408

3 TC3 112 120 112 119 212 220 212 219 -3.408

4 TC4 111 121 111 120 211 221 211 220 -3.408

5 TC5 110 122 110 121 210 222 210 221 -3.408

6 TC6 109 123 109 122 209 223 209 222 -3.408

7 TC7 108 124 108 123 208 224 208 223 -3.408

8 TC8 107 125 107 124 207 225 207 224 -3.408

9 TC9 106 126 106 125 206 226 206 225 -3.408

10 TC10 105 127 105 126 205 227 205 226 -3.408

1.3.19 Khai báo nhóm tải trọng lực căng cáp văng

- Lực căng cáp văng trụ tháp T1: T1LCCV1  T1LCCV6

- Lực căng cáp văng trụ tháp T2: T2LCCV1  T2LCCV6

1.3.20 Gán lực căng cáp văng

- Bảng gán thông số lực căng cáp văng

STT Tên nhóm Lực căng cáp

(kN)

1.3.21.Khai báo nhóm tải trọng dự ứng lực

- Cốt thép DƯL chịu mômen âm: DULK0  DULK10

- Cốt thép DƯL chịu mômen dương ở nhịp biên bên trái: DULbientrai

- Cốt thép DƯL chịu mômen dương ở nhịp biên bên phải: DULbienphai

- Cốt thép DƯL chịu mômen dương ở nhịp giữa: DULgiua

1.3.22 Gán tải trọng bản thân cho kết cấu

- Tạo nhóm tải trọng bản thân: Ban than

- Gán trọng lượng bản thân cho kết cấu: selfweight

1.3.23 Gán tĩnh tải giai đoạn 2 cho kết cấu

- Tạo nhóm tải trọng chất thêm: Tinh tai 2

- Gán tĩnh tải 2 cho kết cấu: trọng lượng của lớp phủ mặt cầu bao gồm cả chân lan can và lan can: DW = 36.23kN/m

1.3.24 Khai báo hoạt tải

- Khai báo tiêu chuẩn

- Khai báo làn

- Khai báo xe tải thiết kế

+ HL93K = Xe tải thiết kế + Tải trọng làn

+ HL93M = Xe 2 trục thiết kế + Tải trọng làn

+ HL93S = 2 Xe tải thiết kế + Tải trọng làn

+ Tải trọng người đi bộ: 3kN/m2

- Khai báo lớp hoạt tải

- Khai báo hoạt tải di động

1.3.25 Phân tích các giai đoạn thi công

- Quá trình thi công cầu Extradosed theo công nghệ đúc hẫng cân bằng mang tính chất lặp đi lặp lại theo chu kỳ các bước thi công, tuy nhiên quá trình này còn chịu ảnh hưởng của điều kiện thời tiết và điều kiện thi công thực tế ngoài công trường

- Thi công thân trụ tháp: Thường kéo dài khoảng 30 ngày

- Thi công đốt K0 trên trụ tháp thường kéo dài 12 ngày

- Thi công đúc hẫng cân bằng các đốt: thường kéo dài 7 ngày theo trình tự:

+ Căng cáp dự ứng lực đốt trước và cáp văng đốt trước( với đốt trước có cáp văng)

và di chuyển lắp dựng xe đúc

+ Ngày 2 và ngày 3: Lắp dặt cốt thép, ống ghen và ván khuôn

+ Ngày 4 đổ bê tông đốt dầm

+ Ngày 5,6,7: Bảo dưỡng bê tông

Bước 1 : Thi công đốt K1 (7 ngμy)

biên

Tải trọng

5 DGtrai 12 Thêm BT1 4

6 DGphai 12

7 Thap1 12

8 Thap2 12

Bước 2 : Thi công đốt K2 (7 ngμy)

biên

Tải trọng

Bước 3 : Thi công đốt K3 (7 ngμy)

biên

Tải trọng

Bước 4 : Thi công đốt K4 (7 ngμy)

Bước 5 : Thi công đốt K5 (7 ngμy)

4 T2DV2 0 Thêm XD5 First

Bước 6 : Thi công đốt K6 (7 ngμy)

Bước 7 : Thi công đốt K7 (7 ngμy)

Bước 8: Thi công đốt K8 (7 ngμy)

Bước 9: Thi công đốt K9 (7 ngμy)

Bước 10 : Thi công đốt K10 (7 ngμy)

biên

Tải trọng

Bước 11 : Hợp long nhịp biên (7 ngμy)

biên

Tải trọng

Bước 12 : Dỡ bỏ đμ giáo cố định (1ngμy)

biên

Tải trọng

4 Bỏ XDHLphai First

Bước 13 : Hợp long nhịp giữa (7ngμy)

biên

Tải trọng

Bước 14 : Nối liền kết cấu nhịp (0ngμy)

biên

Tải trọng

Bước 15 : Dỡ tải trọng thi công (1ngμy)

biên

Tải trọng

Bước 16 : Thi công lớp phủ mặt cầu vμ khai thác (30năm =10000ngμy)

biên

Tải trọng

1.3.26 Chạy chương trình

- ấn phím F5 để chạy chương trình

- Xem biểu đồ mômen và lực cắt trong dầm

- Kiểm tra ứng suất trong dầm theo TTGH sử dụng ở giai đoạn khai thác và giai

đoạn thi công

- Xem kết quả chuyển vị tại các nút

1.3.27 Tính toán vμ bố trí cốt thép DƯL

- Việc tính toán cốt thép DƯL bằng cách lập bảng tính kiểm toán và bố trí cốt thép

cho mặt cắt chữ T

- Bố trí cốt thép DƯL trên bản vẽ hoặc lập phương trình toạ độ cáp DƯL để từ đó thành lập được bảng toạ độ bố trí cốt thép dự ứng lực

1.3.28 Khai báo cáp DƯL trong dầm

- Cốt thép DƯL ở thớ trên của dầm sử dụng 22 bó 22 tao 15.2mm

- Cốt thép DƯL ở thớ dưới của dầm sử dụng 10 bó 19 tao 15.2mm

- Cáp DƯL được bố trí theo dạng đường thẳng nối tiếp bằng các đường cong tròn

- Khai báo loại cáp

- Khai báo toạ độ của các bó cáp DƯL

- Gán lực căng trong các bó cáp DƯL: Các bó cáp DƯL được gán với ứng suất

fck = (0.60.7)fpu

5.1 Giới thiệu về cốt thép DƯL

- Cốt thép DƯL ở thớ trên của dầm sử dụng 22 bó 22tao 15,2mm

- Cốt thép DƯL ở thớ dướicủa dầm sử dụng 10 bó 19tao 15,2mm

5.2 Bảng toạ độ các bó cốt thép DƯL ở phía trụ T1 (Gốc X lấy với đỉnh trụ)

STT Tên bó Phần tử x (mm) y (mm) z (mm) Loại cáp Tên bó Phần tử x (mm) y (mm) z (mm) Loại cáp

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

28000 2793 -350 28000 -2793 -350

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

5.3 Bảng toạ độ các bó cốt thép DƯL ở phía trụ T2.(Gốc X lấy với đỉnh trụ)

STT Tên bó Phần tử x (mm) y (mm) z (mm) Loại cáp Tên bó Phần tử x (mm) y (mm) z (mm) Loại cáp

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

12000 2793 -350 12000 -2793 -350

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

22tao

22tao 15,2mm

5.4 Bảng toạ độ các bó cốt thép DƯL ở biên trái.(Gốc X lấy với điểm 100)

STT Tên bó Phần tử x (mm) y (mm) z (mm) Loại cáp Tên bó Phần tử x (mm) y (mm) z (mm) Loại cáp

12tao

12tao 15,2mm

12tao

12tao 15,2mm

12tao

12tao 15,2mm

12tao

12tao 15,2mm

12tao

12tao 15,2mm

STT Tên bó Phần tử x (mm) y (mm) z (mm) Loại cáp Tên bó Phần tử x (mm) y (mm) z (mm) Loại cáp

12tao

12tao 15,2mm

12tao

12tao 15,2mm

12tao

12tao 15,2mm

12tao

12tao 15,2mm

12tao

12tao 15,2mm

5.6 Bảng toạ độ các bó cốt thép DƯL ở biên trái.(Gốc X lấy với điểm giua nhịp)

STT Tên bó Phần tử x (mm) y (mm) z (mm) Loại cáp Tên bó Phần tử x (mm) y (mm) z (mm) Loại cáp

8921 2152 -1690 8921 -2152 -1690

225to228

12tao

125to128 225to228

12tao 15,2mm

224to228

12tao

124to128 224to228

12tao 15,2mm

223to228

12tao

123to128 223to228

12tao 15,2mm

222to228

12tao

122to128 222to228

12tao 15,2mm