Midascivil là một trong những phần mềm Midas của Hàn Quốc. Phần mềm này chỉ mới du nhập vào nước ta chỉ vào khoảng đầu năm 2005 và hiện phần mềm này đang được nghiên cứu và cũng đã có một số cuốn sách tiếng việt được xuất bản. Tuy nhiên, các cuốn sách chưa nêu rõ từng bước chạy, nhập chương trình. Với trình độ hạn chế, tôi chỉ chọn 1 phần trong cuốn Contruction stage Analysis of MSS using the Wizard do các chuyên gia Midas viết. Một số ưu điểm có thể kể đến trong Midas :
Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas HƯỚNG DẪN PHÂN TÍCH GIAI ĐOẠN HOÀN THIỆN VÀ GIAI ĐOẠN THI CÔNG CẦU TREO DÂY VÕNG Mục lục (Contents) Lời giới thiệu (Introduction) Các bước tiến hành phân tích giai đoạn ban đầu (Procedure for completed state analysis) Bố trí chung cầu (Bridge dimensions) Mô hình phân tích giai đoạn hoàn thiện (Complete state analysis modelling) Mô hình kết cấu (Structural modelling) Tạo giao diện làm việc (Assign working environment) Khai báo đặc trưng vật liệu (Define material properties) Khai báo đặc trưng mặt cắt (Define section properties) Phân tích trạng thái cân ban đầu (Initial equilibrium state analysis) Chia phần tử trụ tháp tạo phần tử giằng trụ tháp (Division of pylon elements to create pylon transverse beams) 13 Khai báo điều kiện biên (Input boundary condition) 17 Khai báo nhóm kết cấu (Define structure groups) 23 Khai báo tải trọng (Input loadings) 25 Phân tích cầu treo dây võng (Suspension Bridge Analysis Control) 27 Loại bỏ liệu kiểm tra phân tích phi tuyến liệu phân tích cầu treo dây võng (Remove Nonlinear Analysis Control Data & Suspension Bridge Analysis Data) 30 Loại bỏ hiệu chỉnh điều kiện giải phóng đầu dầm cho mặt cầu (Remove & modify Beam End Release conditions for deck) 32 Khai báo trường hợp tải trọng loại tải trọng tónh (Input Load Cases & Static Loads) 35 Tiến hành phân tích kết cấu/giai đoạn hoàn thiện (Perform Structural Analysis /Completed State Analysis) 37 Xem kết phân tích giai đoạn hoàn thiện (Review Results of the Completed State Analysis) Kết qua phân tích tónh (Static Analysis Results) Mo hình dùng phân tích giai đoạn thi công Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 38 38 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas (Modeling for Construction Stage Analysis) 44 Tạo giao diện làm việc (Assign Working Environment) 45 Khai báo tên giai đoạn thi công (Define Construction Stage Names) 46 Tạo nhóm kết cấu (Assign Structure Groups) 47 Tạo nhóm điều kiện biên (Assign Boundary Groups) 55 Khai báo tải trọng giai đoạn thi công nhóm tải trọng (Define Construction Stage Loads and Load Groups) 60 Khai báo giai đoạn thi công (Define Construction Stages) 61 Khai báo liệu phân tích giai đoạn thi công (Input Construction Stage Analysis Data) 68 Tiến hành phân tích kết cấu/phân tích giai đoạn thi công (Perform Structural Analysis /Construction Stage Analysis) 68 Xem kết phân tích giai đoạn thi công (Review Construction Stage Analysis Results) 69 Xem kết biến dạng (Review Deformed Shape) 69 Xem kết mô men (Review moments) 73 Xem kết lực dọc trục (Review axial forces) 74 Xem kết biến dạng với hình ảnh động (Review deformed shape using animation) 76 Ts Phùng Mạnh Tiến Trang Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Lời giới thiệu (Introduction) Nói chung cầu treo dây võng thuộc loại kết cấu có nhòp lớn (Suspension bridges can generally be clasified as long span structures) Cầu treo dây võng bao gồm mặt cầu -dầm chủ, cáp chủ hay cáp treo dây treo (Suspension bridges comprise longitudinal deck (main girders) supported by hangers suspended from cables) Kết cấu dầm chủ treo lên cáp chủ nhờ hệ dây treo Cáp treo neo hai đầu (The cables are connected to anchors at each end) Tính toán phân tích kết cấu cầu treo dây võng tiến hành cho hai giai đoạn: phân tích trạng thái hoàn thiện phân tích trạng thái kết cấu trình thi công (The analysis of a suspension bridge is divided into completed state analysis and construction stage analysis) Việc phân tích trạng thái hoàn thiện nhằm mục đích kiểm tra ứng xử cầu sau hoàn thiện (The completed state analysis is performed to check the behavior of the completed bridge) Trong giai đoạn này, kết cấu trạng thái cân tác dụng tải trọng thân, biến dạng tải trọng thân gây xuất (At this stage, the structure is in balance under self-weight, and the deflection due to the self-weight has already occurred) Trạng thái xem trạng thái cân ban đầu cầu treo dây võng (This stage is referred to as the initial equilibrium state of the suspension bridge) Kết phân tích giai đoạn tọa độ lực căng cáp chủ (The initial equilibrium state analysis will provide the coordinates and tension forces in the cables) Phân tích trạng thái hoàn thiện cầu treo dây võng nhằm mục đích kiểm tra ứng xử kết cấu tác dụng tải trọng công thêm hoạt tải, tải trọng động đất tải trọng gió (The completed state analysis of the suspension bridge is performed to check the behavior of the structure under additional loads such as live, seismic and wind loadings) Tổng tải trọng dùng phân tích giai đoạn hoàn thiện sẽõ bao gồm tải trọng thân kết cấu trạng thái cân ban đầu (The self weight loading in the initial equilibrium state will also be added to the total loading for the completed state analysis) Trong kết cấu cầu treo dây võng, ứng xử phi tuyến thể rõ suốt trình thi coâng (Suspension bridges exhibit significant nonlinear behavior during the construction stages) Nhưng trạng thái hoàn chỉnh, kết cấu xem tuyến tính tác dụng tải trọng thứ cấp hoạt tải xe, tải trọng gió … (But it can be assumed that the bridge behaves linearly for additional loads (vehicle, wind load, etc.) in the completed state analysis) Bởi thực tế, lực căng tác dụng tải trọng trạng thái cân ban đầu truyền vào cáp chủ cáp treo (This is due to the fact that sufficient tension forces are induced into the main cables and hangers under the initial equilibrium state loading) Chính cho phép thực phân tích tuyến tính tải trọng tónh thứ cấp trạng Ts Phùng Mạnh Tiến Trang Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas thái hoàn chỉnh cách biến đổi lực căng cáp chủ dây treo tải trọng giai đoạn ban đầu gây cách tăng thêm độ cứng hình học phần tử (It is thus possible to perform a linearized analysis for the additional static loads at the completed state by converting the tension forces in the main cables and hangers resulting from the initial equilibrium state loading into increased geometric stiffness of those components) Quá trình phân tích tuyến tính biến đổi lực mặt cắt thành độ cứng hình học được gọi phương pháp chuyển vò hữu hạn tuyến tính (This linearized analytical procedure to convert section forces to geometric stiffness is referred to as the linearized finite displacement method.) Quá trình chấp nhận tìm lời giải tương đối dễ dàng kết nhận nằm phạm vi sai số cho phép giai đoạn hoàn chỉnh (This procedure is adopted because a solution can be found with relative ease within acceptable error limits in the completed state analysis) Việc phân tích giai đoạn thi công nhằm mục đích kiểm tra ổn đònh kết cấu tính toán nội lực trình thi công (Construction stage analysis is performed to check the structural stability and tocalculate section forces during erection) Để thực phân tích giai đoạn thi công, lý thuyết chuyển vò lớn (lý thuyết phi tuyến hình học) áp dụng phương trình cân biến đổi tương ứng với hình dạng biến dạng kết cấu (In carrying out the construction stage analysis, large displacement theory (geometric nonlinear theory) is applied in which equilibrium equations are formulated to represent the deformed shape) nh hưởng chuyển vò lớn bỏ qua suốt trình thi công (The effect of large displacements cannot be ignored during the construction stage analysis) Việc phân tích giai đoạn thi công tiến hành ngược từ giai đoạn cân đònh nghóa phân tích trạng thái cân ban đầu (The construction stage analysis is performed in a backward sequence from the state of equilibrium as defined by the initial equilibrium state analysis) Phần hướng dẫn chuẩn bò để giải thích việc lập mô hình tổng thể khả phân tích kết cho giai đoạn hoàn thiện giai đoạn thi công cầu treo dây võng (This tutorial has been prepared to explain overall modeling and result analyzing capabilities for the completed state and construction stage analyses for a suspension bridge) Các bước phân tích cho giai đoạn hoàn thiện (Procedure for completed state analysis) Dùng Suspension Bridge Wizard để phân tích trạng thái cân ban đầu, tính tọa độ cáp lần thứ (Initial equilibrium state analysis using Suspension Bridge Wizard, Calculation of 1st cable coordinates) Ts Phùng Mạnh Tiến Trang Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Hiệu chỉnh mô hình điều kiện biên phản ánh kết cấu thực teá (Modify the model & boundary conditions to reflect the true structure) Phân tích hình dáng xác công cuï Suspension Bridge Analysis Control Accurate shape analysis (use Suspension Bridge Analysis Control) Loại trừ liệu kiểm tra phân tích kết cấu Eliminate Suspension Bridge Analysis Control Data Đặt tải lên kết cấu hoàn chỉnh for which initial member forces have been reflect into the geometric stiffness: áp dụng lý thuyết chuyển vò hữu hạn tuyến tính Apply loadings to the completed structure for which initial member forces have been reflected into the geometric stiffness: Linearized finite displacement theory applied Ts Phùng Mạnh Tiến Trang Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Hình 1: Mô hình phân tích Bố trí chung cầu (Bridge Dimensions) Ví dụ: mô hình cầu treo dây võng có tổng chiều dài 650m trình bày hình (The example model is a suspension bridge having a total length of 650m as shown in Fig 1) Kích thước chi tiết cầu thể hình (Detailed bridge dimensions are shown in Fig 2) Ts Phuøng Mạnh Tiến Trang Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Hình 2: Kích thước cầu treo dây võng Mô hình phân tích trạng thái hoàn thiện (Completed State Analysis Modeling) Mô hình hoá kết cấu (Structural Modeling) Trong hướng dẫn này, giai đoạn mô hình hoá cầu treo dây võng nhö sau: (In this tutorial, the suspension bridge modeling sequence is as follows) Đầu tiên, tạo mô hình cho phân tích giai đoạn hoàn thiện, thực phân tích giai đoạn hoàn thiện, sau tạo mô hình phân tích giai đoạn thi công tên khác (First, create the model for the completed state analysis, perform completed state analysis, and then create the construction stage analysis model under a different name) Trình tự mô hình hóa kết cấu cầu treo dây võng cho phân tích giai đoạn hoàn thiện gồm bước sau (The suspension bridge modeling procedure for the completed state analysis is as follows): Bước Khai báo đặc trưng vật liệu mặt cắt (Define material and section properties) Bước Phân tích trạng thái cân ban đầu nhờ công cụ Suspension Bridge Wizard (Analyze initial equilibrium state using Suspension Bridge Wizard) Bước Thiết lập mô hình nhập điều kiện biên (Create a model and enter boundary conditions) - Chia phaân tử trụ tháp để tạo giằng ngang trụ tháp (Divide pylon members to generate pylon transverse beams) - Tạo xoá bỏ giằng ngang trụ (Create & remove pylon transverse beams) - Khai báo điều kiện biên (Enter boundary conditions) Ts Phùng Mạnh Tiến Trang Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Bước Phân tích xác trạng thái cân ban đầu (Accurate initial equilibrium state analysis) - Đònh nghóa nhóm kết cấu (Define structure groups) - Nhập tải trọng thân (Enter self weight) - Tiến hành phân tích (Perform analysis) Bước Nhập tải trọng tónh hiệu chỉnh điều kiện biên (Input static loads & modify boundary conditions) Bước Tiến hành phân tích trạng thái hoàn chỉnh (Perform completed state analysis) Tạo giao diện làm việc (Assign Working Environment ) Để tạo giao diện làm việc bạn thực bước đây: Bước Mở tập tin (Open a new file) theo ba phương pháp sau: Cách 1: Từ Main Menu choïn File > New Project (From the Main Menu select File > New Project) Cách 2: Nhấp chuột vào biểu tượng (Click New in the Icon Menu) Cách 3: Dùng lệnh tắt [Ctrl]+N (Shortcut key: [Ctrl]+N) Bước Lưu lại tập tin với tên “Suspension Bridge.mcb” (save file as “Suspension Bridge mcb”) theo ba phương pháp sau: Cách 1: Từ Main Menu chọn File > Save (From the Main Menu select File > Save) Caùch 2: Nhấp chuột vào biểu tượng (Click Menu) Cách 3: Dùng lệnh tắt [Ctrl]+S (Shortcut key: [Ctrl]+S) Sau thực hình thò giao diện hình 3, nhập tên cho tập tin “Suspension Bridge” hộp thoại File Name, sau nhấn nút lệnh Save Ts Phùng Mạnh Tiến Trang Save in the Icon Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Hình Bước 3: khai báo hệ đơn vò (assign a unit system) theo cách nêu đây: Cách 1: Từ Main Menu chọn Tools / Unit System (From the Main Menu select Tool > Unit System) Cách 2: Nhấp chuột vào biểu tượng trạng thái bên hình (Click the bottom of the screen) dòng icon from the status bar at Sau thực hình thò giao diện hình 4, dùng chuột chọn hệ đơn vò cho mô hình Chọn đơn vò mét cho chiều dài đơn vò T cho lực cách nhấp chuột chọn Length>m Force>tonf Sau nhận nút lệnh OK hay Apply Hình Khai báo đặc trưng vật liệu (Define Material Properties) Nhập đặc trưng lý vật liệu cho cáp chủ (Input material properties for cable) theo thủ thuật sau: Cách 1: Từ Main Menu chọn Model > Properties > Material (From the Main Menu select Model > Properties > Material ) Cách 2: Nhấp chuột vào biểu tượng Icon Menu) Ts Phùng Mạnh Tiến Trang (Click Material in the Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Cách 3: Chọn Geometry > Properties > Material từ Menu tab cuûa Tree Menu (Select Geometry > Properties > Material in the Menu tab of the Tree Menu) Sau thực hình thò giao diện hình 5, dùng chuột chọn nút lệnh “Add” để xuất giao diện hình Tại dòng Name, nhập tên cho vật liệu cáp chủ Cable Chọn User Defined dòng Type of Design Nhập giá trò cho mô đuyn đàn hồi vật liệu 2.0x10 dòng Modulus of Elasticity, nhập hệ số nở hông 0.3 dòng Poission’s Ratio, nhập khối lượng riêng với giá trò 8.267 dòng Weight Density Sau nhận nút lệnh “Apply” lập lại bước nêu để khai báo cho vật liệu Khi kết thúc khai báo vật liệu nhấn nút lệnh Close hình Nếu muốn hiệu chỉnh, xóa, copy tính chất vật liệu nhấp chuột chọn loại vật liệu cần hiệu chỉnh, xóa hay copy sau nhấn chọn nút lệnh Modify, Delete hay Copy tương ứng Hình Hình Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 10 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Lệnh Iso: Thể mô hình theo góc nhìn không gian Thực theo ba cách sau: o Cách 1: Từ thư mục Main Menu chọn View > View Point > Iso o Cách 2: Nhấn chọn biểu tượng Iso o Cách 3: Dùng phím tắt [Ctrl]+ [Shift]+ I Lệnh Top (+Z): Thể hình chiếu mô hình từ xuống Thực theo ba cách sau: o Cách 1: Từ thư mục Main Menu choïn View > View Point > Top (+Z) o Cách 2: Nhấn chọn biểu tượng Top View o Cách 3: Dùng phím tắt [Ctrl]+ [Shift]+ T Lệnh Bottom (-Z): Thể hình chiếu mô hình từ lên Thực theo ba cách sau: o Cách 1: Từ thư mục Main Menu choïn View > View Point > Bottom (-Z) o Cách 2: Nhấn chọn biểu tượng Bottom View o Cách 3: Dùng phím tắt [Ctrl]+ [Shift]+ B Lệnh Left (-X): Thể hình chiến bên mô hình nhìn từ bên trái Thực theo ba cách sau: o Cách 1: Từ thư mục Main Menu choïn View > View Point > Left (-X) o Cách 2: Nhấn chọn biểu tượng Left View o Cách 3: Dùng phím tắt [Ctrl]+ [Shift]+ L Lệnh Right (+X): Thể hình chiếu bên mô hình nhìn từ bên phải Thực theo ba cách sau: o Cách 1: Từ thư mục Main Menu choïn View > View Point > Right (+X) o Cách 2: Nhấn chọn biểu tượng Right View o Cách 3: Dùng phím tắt [Ctrl]+ [Shift]+ R Lệnh Front (-Y): Thể mặt trước mô hình nhìn Thực theo ba cách sau: o Cách 1: Từ thư mục Main Menu chọn View > View Point > Front (-Y) o Cách 2: Nhấn chọn biểu tượng Front View o Cách 3: Dùng phím tắt [Ctrl]+ [Shift]+ F Lệnh Rear (+Y): Thể hình chiếu bên mô hình nhìn từ bên phải Thực theo ba cách sau: o Cách 1: Từ thư mục Main Menu chọn View > View Point > Rear (+Y) Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 55 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas o Cách 2: Nhấn chọn biểu tượng Rear View o Cách 3: Dùng phím tắt [Ctrl]+ [Shift]+ E Lệnh Angle: Thể mô hình theo gó nhìn đònh trước Thực theo hai cách sau: o Cách 1: Từ thư mục Main Menu choïn View > View Point > Angle o Cách 2: Nhấn chọn biểu tượng Angle Lệnh Rotate Left: Quay mô hình sang bên trái Thực theo ba cách sau: o Cách 1: Từ thư mục Main Menu chọn View > View Point > Rotate Left o Cách 2: Nhấn chọn biểu tượng Rotate Left o Cách 3: Dùng phím tắt [Ctrl]+ [Alt]+ Lệnh Rotate Right: Quay mô hình sang bên phải Thực theo ba cách sau: o Cách 1: Từ thư mục Main Menu chọn View > View Point > Rotate Right o Cách 2: Nhấn chọn biểu tượng Rotate Right o Cách 3: Dùng phím tắt [Ctrl]+ [Alt] + Lệnh Rotate Up: Quay mô hình lên Thực theo ba cách sau: o Cách 1: Từ thư mục Main Menu choïn View > View Point > Rotate Up o Cách 2: Nhấn chọn biểu tượng Rotate Up o Cách 3: Dùng phím tắt [Ctrl]+ [Alt]+ Lệnh Rotate Down: Quay mô hình xuống Thực theo ba cách sau: o Cách 1: Từ thư mục Main Menu chọn View > View Point > Rotate Down o Cách 2: Nhấn chọn biểu tượng Rotate Down o Cách 3: Dùng phím tắt [Ctrl]+ [Alt]+ Xem hình biến dạng (Review deformed shape) Dùng nhóm lệnh thể góc nhìn mô hình để thể mặt trước mô hình Để xem kết biến dạng tổng thể kết cấu thực lệnh Deformations sau: Gọi lệnh Deformations theo cách sau đây: o Cách 1: Từ thư mục chọn Results > Deformations > Deformed Shape Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 56 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas o Cách 2: Chọn Deformations > Deformed Shape bảng Menu thư mục o Cách 3: Nhấp vào biểu tượng Deformation Shape Nhập thông số cho giao diện hình 48: o Chọn trường hợp tải trọng muốn xem kết phần Load Cases/ Combination Trong ví dụ chọn trường hợp LC1 o Trong phần Components chọn phương biến dạng Ví dụ chọn xem kết biến dạng theo không gian DXYZ o Trong phần Types of Display chọn: Undeformed: muốn thể mô hình ban đầu Values: Nếu muốn thể giá trò Legend: Nếu muốn thể Ghi cho mô hình biến dạng Animate: Khi muốn xem phát triển biến dạng Mirrored: Khi muống thể hình ảnh đối xứng biến dạng ví dụ chọn Undeformed Legend Nhấn nút lệnh Apply để thực lệnh Trên hình xuất hình ảnh biến dạng mô hình kết cấu (hình 48) Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 57 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Hình 48 Xem kết chuyển vò nút dạng bảng giá trò Để xem kết chuyển vò nút đưới dạng bảng thực lệnh Displacements sau: Gọi lệnh Displacements theo cách sau đây: o Cách 1: Từ thư mục chọn Results > Result Tables > Displacements o Cách 2: Chọn Result Tables> Diaplacements bảng Tables thư mục Nhập thông số cho giao diện hình 49: o Chọn trường hợp tải trọng muốn xem kết phần Load Cases/ Combination Trong ví dụ chọn trường hợp LC1, LC2 LC3 o Nhập số nút cần xem giá trò o Trong phần selected Type chọn loại phần tử cần xem kết Nhấn nút lệnh OK để thực lệnh Trên hình xuất bảng kết Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 58 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Hình 49 Xem Kết Moment (Review moments) Dùng nhóm lệnh thể góc nhìn mô hình để thể mặt trước mô hình Để xem kết moment kết cấu thực lệnh Beam Diagrams sau: Gọi lệnh Beam Diagrams theo cách sau đây: o Cách 1: Từ thư mục chọn Results > Forces > Beam Diagrams o Cách 2: Chọn Results > Forces > Beam Diagrams bảng Menu thư mục o Cách 3: Nhấp vào biểu tượng Beam Diagrams Nhập thông số cho giao diện hình 50: o Chọn trường hợp tải trọng muốn xem kết phần Load Cases/ Combination Trong ví dụ chọn trường hợp LC1 o Trong phần Components chọn đại lượng moment cần xem kết Ví dụ chọn xem mômen quay quanh trục y My o Trong phần Display Options chọn: Points: Thể biểu đồ mômnet với điểm biểu đồ Line Fill: Thể biểu đồ dạng kẻ sọc (No Fill biểu đồ không kẻ sọc, Solid Fill: biểu đồ tộ đặc) o Trong phần Types of Display chọn: Contour: thể dạng đường đồng moment Deform: thể biểu đồ moment mô hình biến dạng Values: Nếu muốn thể giá trò Legend: Nếu muốn thể Ghi cho kết Animate: Khi muốn xem phát triển biểu đồ moment Mirrored: Khi muốn thể hình ảnh đối xứng biểu đồ moment ví dụ chọn Contour Legend Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 59 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Nhấn nút lệnh Apply để thực lệnh Trên hình xuất hình ảnh biểu đồ mômen mô hình kết cấu tác dụng trường hợp tải LC1 (hình 50) Hình 50 Xem Kết lực dọc trục cáp chủ (Review axial forces in the main cables) Để xem kết lực dọc trục cáp chủ kết cấu thực lệnh Truss Forces sau: Gọi lệnh Truss Forces theo cách sau đây: o Cách 1: Từ thư mục chọn Results > Forces > Truss Forces o Cách 2: Chọn Results > Forces > Truss Forces bảng Menu thư mục o Cách 3: Nhấp vào biểu tượng Truss Forces Nhập thông số cho giao diện hình 51: o Chọn trường hợp tải trọng muốn xem kết phần Load Cases/ Combination Trong ví dụ chọn trường hợp LC1 o Trong phần Force Filter chọn All để thể lực kéo lực nén, chọn Tens thể lực kéo, chọn Comp thể lực nén Ví dụ chọn All Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 60 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas o Trong phần Types of Display chọn: Contour: thể dạng đường đồng giá trò Deform: thể lực dọc mô hình biến dạng Values: Nếu muốn thể giá trò lực dọc Legend: Nếu muốn thể Ghi cho kết Animate: Khi muốn xem phát triển lực dọc Mirrored: Khi muốn thể hình ảnh theo chiều ngược lên ví dụ chọn Contour Legend Nhấn nút lệnh Apply để thực lệnh Trên hình xuất hình ảnh (hình 51) Hình 51 Xem kết lực dọc trục cáp chủ dạng bảng giá trò Để xem kết lực dọc trục cáp chủ dạng bảng giá trò thực lệnh Forces sau: Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 61 Hình 52 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Gọi lệnh Forces theo cách sau đây: o Cách 1: Từ thư mục chọn Results > Result Tables > Truss > Force o Cách 2: Chọn Result Tables> Truss > Force bảng Tables thư mục Nhập thông số cho giao diện hình 52: o Chọn Material phần Select Type o Chọn 1: Cable o Nhấn nút lệnh Replace, phần Node or Element xuất số phần tử cáp chủ o Chọn trường hợp tải trọng muốn xem kết phần Load Cases/ Combination Trong ví dụ chọn trường hợp LC1, LC2 LC3 Nhấn nút lệnh OK để thực lệnh Trên hình xuất bảng kết hình 53 đây: Hình 52 Những giá trò bảng nêu giá trò lực dọc phát sinh thêm cáp chủ Tại trạng thái cân ban đầu, lực căng tónh tải xuất Chính vậy, tổng lực căng cáp chủ dây treo phải tổng giá trò bảng kết Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 62 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas với giá trò lực ban đầu đại diện cho độ cứng hình học tính bước trước Tổng giá trò lực dọc tính bước Tính toán tổng lực dọc cáp: Để tính toán tổng lực dọc cáp chủ, thực lệnh Initial Forces Control Data sau: Gọi lệnh: từ thư mục choïn Load > Initial Forces > Small Displacement > Initial Forces Control Data Nhập thông số cho giao diện hình 53 o Chọn Add Initial Force to Element Force o Chọn trường hợp tải trọng cần xem xét để tính tổng giá trò lực dọc phần Load Case Ví dụ chọn trường hợp tải LC1 o Nhấn nút OK để kết thúc giao diện hình 53 o Trên hình xuất giao diện yêu cầu xác nhận thông tin Chọn Yes để khẳng đònh o Hình 53 Tiến hành phân tích kết cấu theo cách nêu đây: o Cách : Từ Main Menu chọn Analysis > Run Analysis o Cách : Nhấn vào biểu tượng biểu tượng o Cách : Nhấn phím tắt [F5] Analysis Perform Xem kết lực dọc trục cáp chủ dạng bảng giá trò Để xem kết lực dọc trục cáp chủ dạng bảng giá trò thực lệnh Forces sau: Gọi lệnh Forces theo cách sau đây: o Cách 1: Từ thư mục chọn Results > Result Tables > Truss > Force Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 63 Hình 54 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Cách 2: Chọn Result Tables> Truss > Force bảng Tables thư mục Nhập thông số cho giao diện hình 54: o Chọn Material phần Select Type o Chọn 1: Cable o Nhấn nút lệnh Replace, phần Node or Element xuất số phần tử cáp chủ o Chọn trường hợp tải trọng muốn xem kết phần Load Cases/ Combination Trong ví dụ chọn trường hợp LC1, LC2 LC3 Nhấn nút lệnh OK để thực lệnh o Hình 55 Giá trò bảng thể tổng lực dọc cáp chủ bao gồm lực dọc hoạt tải gây lực dọc tónh tải gây sau phân tích biến dạng nhỏ kết cấu Lập mô hình cho phân tích giai đoạn (Modelling for Construction Stage Analysis) Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 64 thi công Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Cầu treo dây võng tương đối ổn đònh suốt trình thi công so sánh với giai đạon hoàn thiện Chính vậy, phân tích cầu dây võng việc thực phân tích phi tuyến hình học (phân tích biến dạng lớn) cần thiết so với việc phân tích chuyển vò hữu hạn tuyến tính hay phân tích P-delta Hơn nữa, phân tích giai đoạn thi công phản ánh ảnh hưởng lực chuyển vò giai đoạn thi công trước đến giai đoạn thi công Trong phần này, tiến hành phân tích trình thi công ngược cho kết cấu cầu treo dây võng với mô hình phân tích giai đoạn hoàn thiện lập trước Các giai đoạn thi công ngược trình bày hướng dẫn bao gồm giai đoạn thi công hình 56 Tạo giao diện làm việc (Assign Working Environment ) Hình 56 Dùng mô hình phân tích gai đoạn hoàn thiện để tạo mô hình phân tích Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 65 Hình 57 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas giai đoạn thi công Lưu mô hình dùng phân tích giai đoạn hoàn thiện thành tập tin với tên khác thực bước đây: Gọi lệnh Save As Từ thư mục (Main Menu) chọn File > Save As Sau thực hình thò giao diện hình 57, Nhập tên cho tập tin “Suspension Bridge Construction” hộp thoại File Name, Sau nhấn nút lệnh Save Từ mô hình phân tích giai đoạn hoàn thiện chuyển thành mô hình dùng phân tích giai đoạn thi công cách thêm số công việc đây: Tạo mô hình: o Đònh nghóa giai đoạn thi công: đònh nghóa phần tử, điều kiện biên tải trọng có liên quan đến giai đoạn thi công o Đònh nghóa nhóm kết cấu: xác đònh nhóm phần tử xét đến loại bỏ khỏi mô hình giai đoạn thi công o Đònh nghóa nhóm điều kiện biên: xác đònh nhóm điều kiện biên liên quan đến giai đoạn thi công o Đònh nghóa nhóm tải trọng: xác đònh nhóm tải trọng có liên quan đến giai đoạn thi công Phân tích tính toán: o Phân tích phi tuyến hình học o Phân tích giai đoạn thi công Đònh nghóa tên giai đoạn thi công: bước cần đònh nghóa giai đoạn thi công cho phân tích trạng thái thi công ngược Đầu tiên, sử dụng hộp hội thoại Construction Stage để đònh nghóa tên tất giai đoạn thi công Sau đó, đònh nghóa nhóm phần tử, nhóm điều kiện biên nhóm tải trọng có liên quan đến giai đoạn thi công gán nhóm cho giai đoạn thi công tương ứng Trong hướng dẫn, cầu treo dây võng thi công với giai đoạn Việc đònh nghóa tên giai đoạn thi công thực theo bước sau: Gọi lệnh Define Construction Stage theo ba cách sau: o Cách 1: Từ thư mục chọn Load > Construction Stage Analysis Data > Define Construction Stage o Cách 2: Chọn Construction Stage Analysis Data > Define Construction Stage baûng Menu thư mục o cách 3: Nhấn biểu tượng Define Construction Stage Nhập liệu cho giao diện hình 58 Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 66 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas o Nhấn nút lệnh Generate để chương trình tạo đồng thời tất giai đoạn thi công công trình Trên hình xuất giao diện hình 58 o Nhập thông số cho giao diện hình 58 Nhập tên chung cho giai đoạn thi công dòng Name phần Stage Thí dụ nhập tên CS cho mô hình tính toán Tại dòng Suffix nhập số cho giai đoạn thi công Trong ví dụ nhập to để xác đònh trình thi công bao gồm giai đoạn Trong phần Save Result đánh giấu chọn Stage để chương trình lưu giá trò tính toán cho giai đoạn thi công Nhấn nút OK giao diện hình 58 Sau hoàn tất đònh nghóa giai đoạn thi công, giao diện hình 58 xuất tên giai đoạn thi công Nhấn nút Close để kết thúc đònh nghóa giai đoạn thi công cho kết cấu cầu treo dây võng Hình 58 Khai báo nhóm kết cấu: Gán phần tử có liên quan đến giai đoạn thi công vào nhóm kết cấu Trước tiên cần đònh nghóa tên nhóm kết cấu, sau gán phần tử có liên quan Thực khai báo tên nhóm kết cấu theo bước đây: Gọi lệnh Define Structure Group theo ba cách sau: Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 67 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas o Cách 1: từ Menu chọn Model > Group > Define Structure Group o cách 2: chọn Geometry > Group > Define Structure Group bảng Menu thư mục o Cách 3: sử dụng phím tắt [Ctrl]+[F1] Nhập liệu cho giao diện hình 59 o Nhập tên chung cho nhóm kết cấu S_G dòng Name o Nhập to dòng Suffix để đònh nghóa nhóm kết cấu o Nhấn nút lệnh Add để chương trình tạo tên cho nhóm kết cấu Sau nhấn nút Add giao diện hình 59 xuất tên nhóm kết cấu từ Hình 59 S_G0 đến S_G7 Nhấn nút lệnh Close để kết thúc việc đònh nghóa nhóm kết cấu cho mô hình Gán phần tử liên quan đến nhóm kết cấu o Tại giai đoạn CS0 (giai đoạn hoàn thiện – Giai đoạn cuối cùng) giai đoạn CS1 (giai đoạn vừa lắp đốt dầm chủ - dầm chủ liên kết dạng khớp) tất phần tử có liên quan xác đònh, có điều kiện biên thay đổi Chính vậy, giai đoạn thi công đònh nghóa ứng với nhóm kết cấu S_G0 Thực gán phần tử cho giai đoạn S_G0 sau: Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 68 Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Nhấp biểu tượng Select All để chọn toàn phần tử mô hình Tại bảng Group thư mục chọn Group> Structure Group > S_G0 Thực việc kéo thả hình 60 để gán tất phần tử cho nhóm kết cấu S_G0 Gá n o Hình 60 phần tử cho nhóm kết cấu S_G2 Ts Phùng Mạnh Tiến Trang 69 ... Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Hình 10 Phân tích trạng thái cân ban đầu (Initial Equilibrium State Analysis) Trong phân tích trạng thái hoàn thiện cầu treo dây võng, độ võng. .. tiết cầu thể hình (Detailed bridge dimensions are shown in Fig 2) Ts Phùng Mạnh Tiến Trang Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Hình 2: Kích thước cầu treo dây võng Mô hình phân tích. .. Phuøng Mạnh Tiến Trang Hướng dẫn phân tích cầu treo dây võng phần mềm Midas Hình 1: Mô hình phân tích Bố trí chung cầu (Bridge Dimensions) Ví dụ: mô hình cầu treo dây võng có tổng chiều dài 650m trình