Cau treo day vong midas phan 3

Trình tự các bước khai báo điều kiện biên cho đầu dầm của hai nhịp biên như sau :  Gọi lệnh Supports theo một trong các cách dưới đây o Cách 1 : Từ Main Menu chọn Model > Boundaries >

Trang 1

phần mềm Midas

o Cách 1: Từ menu chính Main Menu chọn View > Render

View

(From the Main Menu select View > Reder View)

o Cách 2: Nhấn biểu tượng (Click Render in the Icon Menu)

o Cách 3: Dùng phím tắt [F6] (Use shortcut key [F6])

Khai báo điều kiện biên (Input Boundary Conditions)

Đối với cầu treo dây võng cần khai báo điều kiện biên cho trụ tháp, neo dây cáp chủ và đầu dầm chủ của hai nhịp biên (Input boundary conditions for the pylons, cable anchors and the ends of

the side spans) Với chức năng Suspension Bridge Wizard mô hình

cầu treo được lập với điều kiện neo ngàm chặt cho cáp chủ

(Cable anchors: fix) và điều kiện biên tại trụ tháp cũng được tự động khai báo loại ngàm (Pylon base : fix) Ví dụ trong hướng dẫn,

điều kiện biên tại chân trụ tháp được khai báo cho nút 259, 261,

Hình 24

Trang 2

263 và 265 thuộc loại ngàm, điều kiện neo cáp chủ được gán tại nút số 1, 103, 53 và 155

Trong trường hợp ví dụ, cần khai báo điều kiện biên dạng khớp xoay quanh trục y cho đầu dầm chủ của nhịp biên Trình tự các bước khai báo điều kiện biên cho đầu dầm của hai nhịp biên như sau :

 Gọi lệnh Supports theo một trong các cách dưới đây

o Cách 1 : Từ Main Menu chọn Model > Boundaries >

Supports

o Cách 2 : Chọn Model > Boundaries > Supports trong bảng

Menu của cây menu

 Nhập các giá trị cho gối theo giao diện trên hình 25 : Chọn

Default cho Boundary Group Name Chọn Add trong mục Options Khai báo gối loại khớp quay quanh trục y cho nút

số 205 và 257 Nhấn nút lệnh Apply để gán điều kiện

biên

Khai báo điều kiện biên cho dầm chủ ngay tại vị trí trụ tháp:

Trong mô hình ví dụ cho cầu treo dây võng, tại vị trí trụ tháp dầm chủ được kê trên gối con lăn Gán điều kiện biên cho dầm

Giáo viên phụ trách: Ts Phùng Mạnh Tiến

Hình 25

Trang 3

chủ tại vị trí trụ tháp với gối con lăn nhờ chức năng Beam End Release Function (In this model, the boundary condition for the deck at

the pylons is roller Assign the boundary condition for the deck at the

pylons as a roller condition using the Beam End Release function).

Cách thực hiện như sau:

 Gọi lệnh Beam End Release theo một trong các cách dưới

đây

o Cách 1 : Từ Main Menu chọn Model > Boundaries > Beam

End Release

o Cách 2 : Chọn Model > Boundaries > Beam End Release trong bảng Menu của cây menu

 Dùng các nhóm lệnh phóng to thu nhỏ để phóng to khu vực dầm chủ và trụ tháp Dúng các nhóm lệnh chọn phần tử để chọn phần tử tại trụ tháp Trong ví dụ chọn phần tử thanh số 212

 Nhập các thông số cho giao diện như trên hình 26: Chọn

Default tại Boundary Group Name Chọn Add/Replace trong phần Options Trong phần General Types and Partial Fixity đánh dấu chọn My (i-node), Fx (j-node) và My (j-node)

 Nhấn nút Apply để chương trình thực hiện gán điều kiện

giải phóng liên kết cho phần tử thanh dầm số 212

Trang 4

 Lập lại các bước như trên để gán điều kiện biên My

(i-node), Fx (i-node) và My (j-node) cho phần tử thanh số 213.

 Lập lại các bước nêu trên để gán điều kiện biên cho dầm chủ tại vị trí trụ tháp thứ hai Cụ thể cho phần tử

thanh dầm số 244 My (i-node), Fx (j-node) và My (j-node)

và cho phần tử thanh số 245 My (i-node), Fx (i-node) và

My (j-node)

Khai báo điều kiện liên kết cho dầm chủ: Trong trường hợp

ví dụ, cầu treo dây võng sử dụng neo bị động cho cáp với cấu tạo mà trong đó các dầm chủ không được liên kết nhờ các khớp thì trong trong khi dầm chủ đang được treo bởi dây treo và được liên kết từng phân đoạn, dầm chủ không chịu tải tại trạng thái cân bằng ban đầu Trong kết cấu khớp như thế này, các phân đoạn dầm chủ được giải phóng môment nhờ chức

năng Beam End Release trước khi thực hiện phân tích trạn thái cân bằng ban đầu bằng Suspension Bridge Analysis Control Khi

giải phóng môment quay quanh trục y, chỉ giải phóng một đầu của phần tử nhằm tránh tình trạng mất ổn định cho phần tử như hình 27 mô hình a bị mất ổn định và mô hình b là mô hình

ổn định (In the case of a suspension bridge with dead anchors for cables

in which decks (girders) are initially unconnected with hinges while being hung from the hangers and subsequently connected, the decks are unstressed at the initial equilibrium state In such hinge construction, the Beam End Release function is used to release moments in the decks prior

to carrying out the initial equilibrium state analysis using Suspension Bridge Analysis Control When releasing moment about My, only one element at a node is released to avoid instability as shown in Fig 27).

Cầu treo dây võng được thi công như hình 28, Các phân đoạn của dầm chủ thuộc Phần 1 được giải phóng môment tại đầu j và các phân đoạn thuộc phần 2 được giải phóng môment tại đầu i

Hình 27: Liên kết khớp giữa các phân đoạn của dầm

chủ

Trang 5

Để

khai

báo điều kiện liên kết cho các phân đoạn dầm chủ, thực hiện

lệnh Beam End Release như đã mô tả trong phần khai báo điều

kiện biên cho dầm chủ ngay tại vị trí trụ tháp Cách thực hiện như sau:

 Gọi lệnh Beam End Release, trên màn hình sẽ xuất hiện

giao diện như hình 26

 Tạo nhóm điều kiện biên Pin Connection bằng cách nhấn

vào ký hiệu tại mục Boundary Group Name để xuất hiện

giao diện như hình 29

o Nhập tên Pin Connection tại dòng Name

o Nhấn nút lệnh Add để tạo nhóm điều kiện biên với tên Pin Connection

o Nhấn nút Close để trở về giao diện như hình 26

 Dùng nhóm lệnh phóng to thu nhỏ, nhóm lệnh chọn phần tử để chọn các phần tử cho phần dầm chủ phía bên trái trụ tháp só 1 và trụ tháp số 2

 Nhập các thông số cho giao

diện như trên hình 30: Chọn Pin Connection Default tại Boundary Group Name Chọn Add/Replace trong phần Options Trong phần General Types and Partial Fixity đánh dấu chọn My (i-node) Trong ví dụ

chọn phần tử thanh số 204 đến 211 và 230 đến 243

 Nhấn nút lệnh Apply để thực hiện lệnh.

Hình 28

Hình 29

Trang 6

Lặp lại trình tự trên để gán điều kiện liên kết cho phần dầm chủ phía bên phải của trụ tháp với điều kiện trong phần

General Types and Partial Fixity đánh dấu chọn My (j-node) Trong

ví dụ chọn phần tử thanh số 214 đến 228 và 246 đến 253 (hình 31)

Hình 30

Hình 31

Trang 7

Khai báo nhóm kết cấu (Define Structure Groups)

Để có thể thực hiện phân tích hình dạng ban đầu của cáp chủ cho hệ kết cấu hoàn chỉnh gồm trụ tháp và dầm chủ nhờ chức

năng Suspension Bridge Analysis Control, cần định nghĩa

nhóm kết cấu cho các nút liên kết dây treo với cáp chủ:

nhóm Sag Points gồm các nút

giữa cáp chủ) và nhóm Nodes

to be Updated gồm các nút có tọa độ cần được hiệu chỉnh.

Lưu ý, nhóm Nodes to be Updated bao gồm cả các nút của nhóm

Sag Points (In order to carry out the analysis for cable initial shape for the total structural system, which contains the pylons and decks, using

Suspension Bridge Analysis Control, we need to define Structure Groups for Sag Points, whose coordinates are unchanged, and Nodes,

which need to be updated) Trình tự khai báo nhóm kết cấu như sau:

 Gọi lệnh Define Structure Group theo một trong các cách

dưới đây :

o Cách 1 : Từ Main Menu chọn Model > Group > Define

Structure Group

o Cách 2 : Chọn Geometry > Group > Define Structure Group trong bảng Menu của cây menu

o Cách 3 : Bấm phím phải chuột tại Structure Group trong bảng Group của cây menu, sau đó chọn New …

o Cách 4 : Nhấn phím tắt [Ctrl]+[F1]

 Nhập dữ liệu cho giao diện trên hình 32 : nhập tên của

nhóm kết cấu Sag Points tại dòng Name

 Nhấp nút lệnh Add để tạo nhóm kết cấu

 Lặp lại các bước nêu trên để tạo nhóm kết cấu Nodes to

be Updated

 Nhấn nút lệnh Close để kết thúc khai báo.

Gán các nút vào các nhóm (Assign nodes to defined group)

Sau khi khai báo định nghĩa các nhóm kết cấu, thực hiện gán các nút vào các nhóm tương ứng như sau:

 Chọn Structure Group từ bảng Group trên cây menu

Hình 32

Trang 8

 Dùng các lệnh thuộc nhóm lệnh lựa chọn phần tử như Select Identity – Nodes để chọn các nút tương tứng cho nhóm kết cấu Nodes to be Updated Trong ví dụ chọn nút 2 đến 10,

12 đến 42, 44 đến 52, 104 đến 112, 114 đến 144, 146 đến

154

 Nhấn phím trái chuột vào tên nhóm Nodes to be Updated trên phần Structure Group, giữ và kéo rê sang cửa sổ

của mô hình để gán các nút đã được lựa chọn vào nhóm

Nodes to be Updated (hình 33)

 Lặp lại trình tự như trên để gán các nút tại điểm giữa của cáp chủ (nút số 27 và 129 trong ví dụ) vào nhóm kết

cấu Sag Points.

Khai báo tải trọng (Input Loadings)

Khai báo trường hợp tải trọng (Input Stsic Load Cases) theo

trình tự như sau:

 Gọi lệnh Static Load Cases theo một trong các cách dưới đây:

o Cách 1 : Từ Main Menu chọn Load > Static Load Case

o Cách 2 :

Chọn

Static Load > Load Cases trong bảng Menu của cây

menu

o Cách 3 : Nhấn phím tắt [F9]

Hình 33

Trang 9

 Nhập dữ liệu cho giao diện trên hình 34: Nhập trường hợp tĩnh tải bản thân với tên

Self Weight tại

dòng Name Chọn Dead Load

(D) tại dòng Type Mô tả

trường hợp tải trọng là Self

Weight tại dòng Description

 Nhấn nút lệnh

Add để chương

trình khai báo trường hợp tải trọng vừa nhập

 Nhấn nút lệnh Close để kết thúc việc khai báo trường

hợp tải trọng

Khai báo dữ liệu cho trường hợp tải trọng bản thân

 Gọi lệnh Self Weight theo một trong các cách dưới đây:

o Cách 1 : Từ Main Menu chọn Load > Self Weight

o Cách 2 : Chọn Static Load > Self Weight trong bảng Menu

của cây menu

 Nhập dữ liệu cho giao diện hình 35 như sau:

o Chọn Self Weight cho Load Case Name

o Khai báo nhóm tải trọng: Nhấn vào ký hiệu tại

dòng Load Group Name để xuất hiện giao diện phụ

Define Load Group Nhập tên L_G cho nhóm tải trọng.

Nhấn nút lệnh Add để kết thúc khai báo nhóm tải

trọng

o Chọn L_G cho Load Group Name

o Trong phần Self Weight Factor nhập giá trị cho Z là -1

 Nhấn nút lệnh Add để chương trình thực hiện khai báo dữ

liệu tải trọng bản thân

 Nhấn nút lệnh Close để kết thúc việc khai báo trường

hợp tải trọng

Hình 34

Trang 10

Lưu ý: Khi gán giá trị Z=-1, chương trình sẽ tự đống tính toán tải

trọng bản thân của các phần tử từ những thông số như khối lượng riêng của vật liệu, kích thước hình học của tiết diện, chiều dài phần tử … Chính vì vậy trước khi nhập dữ liệu cho tải

trọng bản thân cần Active tất cả các phân tử của mô hình

bằng cách nhấn vào biểu tượng trên thanh biểu tượng

Trong ví dụ, trọng lượng riêng của dầm chủ được nhập với giá trị “0” do đó tĩnh tải của dầm chủ không được tính toán với chức năng Self Weight Trong trường hợp này, có thể quy đổi tĩnh tải của dầm chủ thành tải trọng tác dụng lên các dây treo

Ví dụ:

Trọng lượng một đơn vị mét dài dầm (Weight of Deck per unit

length)ø: Wd =4.235 T/m•

Khoảng cách giữa hai dây treo (Longitudinal spacing of hanger) : Ld = 12.5 m

Hình 35

Trang 11

Bỏ qua trọng lượng dây treo (Ignore hanger self-weight) bởi vì trọng lượng riêng của dạy treo đã được khai báo trọng phần khai báo vật liệu Tĩnh tải của bản mặt cầu tác dụng lên các dây treo (Self weight of the decks acting on the hangers) được tính bằng Wd/2 x

Ld = 4.235 / 2 x 12.5 = 26.469 T

Khai báo tải trọng tác dụng lên nút (Assign Nodal Load) :

Sử dụng chức năng này để khai báo tĩnh tải bản mặt cầu bằng cách khai báo tải trọng quy đổi tác dụng lên các nút của dây treo Thực hiện các bước dưới đây:

 Gọi lệnh Nodal Load theo một trong các cách dưới đây:

o Cách 1 : Từ Main Menu chọn Load > Nodal Load

o Cách 2 : Chọn Static Load > Nodal Load trong bảng Menu

của cây menu

o Chọn Self Weight cho Load Case Name

o Chọn L_G cho Load Group Name

o Chọn Add để khai báo thêm tải trọng tại các nút (trong trường hợp bạn muốn xoá các tải trọng tại nút đã khai báo trước đó chọn Delete, hoặc thay thế tải trọng đã khai báo bằng tải trọng khác chọn Replace)

o Nhập giá trị cho tải trọng (trong ví dụ là Fz = -26.469 T)

 Dùng các lệnh của nhóm Zoom, nhóm lựa chọn phần tử để chọn các nút liên kết giữa dây treo và dầm chủ Trong ví dụ chọn nút số 54 đến 102, 156 đến 204

 Nhấn nút lệnh Apply để gán tải trọng (xem hình 36)

Trang 12

Kiểm tra phân tích cầu treo dây võng (Suspension Bridge Analysis Control)

Chức năng Suspension Bridge Analysis Control thực hiện phân tích trạng thái cân bằng ban đầu chính xác cho hệ kết cấu tổng thể căn cứ vào tọa độ của cáp được tính toán nhờ chức năng Suspension Bridge Wizard, chiều dài không chịu kéo và luc nằm ngang Hệ kết cấu tổng thể này phản ánh việc thay đổi dầm

chủ và trụ tháp (Suspension Bridge Analysis Control executes

accurate initial equilibrium state analysis for the total structural system, which reflects modified pylons and decks, based on the cable coordinates

generated from Suspension Bridge Wizard, unstressed length and

horizontal tensions) Phân tích trạng thái ban đầu chính xác được thực hiện đối với tĩnh tải bản thân của cầu (Accurate initial equilibrium state analysis is performed for the self weight of the bridge).

Thực hiện chức năng Suspension Bridge Analysis Control theo

trình tự sau:

 Gọi lệnh Suspension Bridge Analysis Control theo cách dưới

đây:

o Từ Main Menu chọn Analysis > Suspension Bridge

Analysis Control

o Nhập số vòng tính lặp cho phân tích phi tuyến Ví dụ “10”

o Nhập điều kiện hội tụ cho phép tính (sai số cho phép) Ví dụ “10e-5 “

o Chọn Node to be Updated cho Node Group to be

Update

o Chọn Sag Points cho Sag

Points

o Chọn Self Weight cho Load

Case (Chọn trường hợp

tải mà lực căng trong dây sẽ cân bằng, thông thường trong thiết kế cầu treo dây võng nên chọn trường hợp tải do tải trọng bản thân của kết cấu và tĩnh tải)

Hình 37

Trang 13

o Nhập giá trị “1” cho Scale Factor

 Nhấn nút lệnh Add nếu chập nhận những thông số đầu

vào nêu trên

 Nhấn nút lệnh OK để kết thúc khai báo

Thực hiện phân tích kết cấu (Run Structure Analysis) theo

một trong các cách dưới đây:

o Cách 1 : Từ Main Menu chọn Analysis > Run Analysis

o Cách 2 : Nhấn vào biểu tượng Analysis Perform trên

thanh biểu tượng

o Cách 3 : Nhấn phím tắt [F5]

Trong khi thực hiện chức năng Suspension Bridge Analysis

Control, Các lực ban đầu (i5lớn) được tính toán sẽ được sử dụng

như kết quả của trạng thái cân bằng ban đầu trong phân tích biến dạng lớn và phân tích biến dạng lớn trong quá trình thi công Giá trị lực ban đầu (biến dạng lớn) đã bao gồm giá trị lực ban đầu thay thế cho độ cứng hình học và trạng thái cân bằng nội lực Lực ban đầu (biến dạng nhỏ) được tính toán sẽ được dùng như kết quả của trạng thái cân bằng ban đầu trong phân tích tuyến tính Lực ban đầu (biến dạng nhỏ) bao gồm nội lực trong phần tử (element force) ban đầu Giá trị tính toán có

thể xem trong bảng Tables (Upon execution of Suspension Bridge Analysis Control, Initial Forces (Large Displacement) are calculated, which are used to represent the initial equilibrium state in large displacement analysis and construction stage large displacement analysis Initial Forces (Large Displacement) includes Initial Forces for Geometric Stiffness and Equilibrium Element Nodal Force Initial Forces (Small Displacement) are calculated, which are used to represent initial equilibrium state in linear analysis Initial Forces (Small Displacement) includes Initial Element Forces The calculated values can be checked in tables).

Để xem giá trị lực ban đầu tính toán tượng trưng cho độ cứng hình học trong trường hợp biến dạng lớn (hình 38), thực hiện như sau:

Cách 1: Từ Main Menu chọn Load > Load Tables > Initial

Forces for Geometric Stiffness.

Định dạng
Số trang	16
Dung lượng	1,58 MB