Hướng dẫn sử dụng phần mềm Midas Civil tính toán cầu đúc hẫng cân bằng

Mô hình tính toán cầu đúc hẫng 3 nhịp (53+85+53)m, bề rộng mặt cắt ngang 14.7m, chiều cao đốt K0 là h= 6m, chiều cao đốt hợp long là h= 2.5m. Hướng dẫn chi tiết các bước khai báo vật liệu, mặt cắt, mô hình kết cấu, khai báo các nhóm,...

Trang 1

Trường ĐH Xây Dựng Midas/Civil Guide

Copyright by: Nguyễn Ngọc Thanh 1 đ ọc Mục lục Mục lục

I Đề bài: cầu đúc hẵng 2

II Mô hình hoá trên midas/civil 4

II.1 Đơn vị tính 4

II.2 Khai báo vât liệu: 4

a Khai báo sự phụ thuôc cường độ theo thời gian 4

b Gán Đặc tính về co ngót và từ biến cho vật liệu: 6

II.3 Khai báo mặt cắt 6

a Mặt cắt dầm trên đỉnh trụ (tại gối) 7

b Mặt cắt dầm tại giữa nhịp 7

c Mặt cắt thân trụ 8

II.4 Mô hình hoá kết cấu 9

a Mô hình hoá dầm BTCT 9

b Mô hình hoá trụ cầu 9

c Gán các mặt cắt 9

II.5 Khai báo và gán nhóm phần tử 12

a Khai báo nhóm phần tử theo các bước thi công: 12

b Gán Group kết cấu: 12

II.6 Nhóm điều kiện biên 12

a Khai báo nhóm điều kiện biên theo các bước thi công: 12

b Gán Group điều kiện biên: 13

II.7 Nhóm tải trọng 15

a Khai báo các trường hợp tải trọng 15

b Khai báo các nhóm tải trọng 15

II.8 Khai báo các bước thi công 16

a Khai báo kết cấu và điều kiện biên theo các bước thi công 16

b Khai báo tải trọng theo các bước thi công 16

II.9 gán tải trọng xe đúc vào kết cấu theo các bước thi công 22 II.10 Khai báo tải trọng dự ứng lực 23

a Khai báo nhóm 23

b Khai báo loại dự ứng lực 23

c Gán các nhóm tải trọng DƯL vào các bước thi công (đã làm ở buớc III.8) 24 d Ta có bảng toạ độ cáp như sau : 24

e Khai báo vị trí cáp DƯL 25

f Khai báo lực căng cáp theo từng giai đoạn thi công 30

II.11 Khai báo tải trong bêtông ướt: 32

a Khai báo nhóm tải trọng bêtông ướt: 32

b Gán tải trọng bêtông ướt vào các bước thi công (đã làm từ buớc trước) 32

c Gán tải trọng bêtông ướt 33

II.12 Khai báo tải trong di động (hoạt tải) 36

II.13 Chạy chương trình, xem kết quả 38

a Tĩnh tải trong các giai đoạn thi công 38

b Biến dạng của cầu do tĩnh tải 39

c Mômen do tải ƯST trong các giai đoạn 40

d ứng suất trong các bước thi công do tĩnh tải 41

e Xếp hoạt tải tự động tìm giá trị bất lợi nhất 42

f Tạo các tổ hợp tải trọng 43

Trang 2

- Chiều cao dầm thay đổi theo đường parabol (bậc 2)

- Chiều cao dầm tại gối cầu: hg = 6m

- Chiều cao dầm tại mố cầu: hm = 2.5m

- Chiều cao dầm tại giữa nhịp: hn = 2.5m

- Chiều cao dầm tại vị trí cách tiết diện có chiều cao hm một đoạn X là:

=

L

X h h h

Trong đó:

X là khoàng cách từ tiết diện có hm đến tiết diện đang xét

L là chiều dài phần cách hẫng cong

Phân đốt thi công:

- Đốt Ko trên trụ có chiều dài 4ì1.5 + 2ì4m

- Cầu được thi công theo công nghệ đúc hẫng cân bằng, chiều dài của một đúc là 3m

- Đốt hợp long nhịp giữa có chiều dài 2ì1m

- Đốt hợp long nhịp biên (hợp long phần đúc hẫng và phần đúc trên giàn giáo) có chiều dài 2m

Nhịp giữa: 85m/2 = 42.5m = 1.5 + 1.5 + 2.5 + 3.0ì12 + 1.0(HL0)

Nhịp biên: 53m = 1.0 + 2.5 + 3.0 + 3.0 + 2.0(HL1) + 12ì3 + 2.5 + 1.5 + 1.5

Trang 3

- Mặt cắt ngang là loại dầm hộp sườn xiên, 2 sườn

- Các kích thước khác cho như hình dưới đây:

- Bố trí một gối cố định tại mố, các gối còn lại đều là gối di động

1150

740 3260

2980 2640

5000

400

15000 14000

5000 2000

Yêu cầu: Mô hình hoá và phân tích cầu theo các giai đoạn thi công

Gi chú: Các số liệu về Từng giai đoạn thi công, Cáp DƯL, Tải trọng xe đúc, Bê tông tươi v.v được cung cấp trong quá trình làm bài

Trang 4

II Mô hình hoá trên midas/civil

II.1 Đơn vị tính

Đơn vị tính có thể được điều chỉnh trong quá trình

nhập sô liệu tính toán và phân tính Ban đầu chọn đơn

vị tính là: m cho độ dài và kN cho lực

Tool / Unit System

Length> m ; Force> kN

II.2 Khai báo vât liệu:

Vật liệu được khai báo bao gồm:

Tiêu chuẩn tính co ngót, từ biến

Biểu đồ phát triển cường độ theo thời gian

Các số liệu cụ thể và quá trình nhập sô liệu được thể hiện trên chương trình Midas

Trình tự:

Model / Properties / Material

Type>Concrete ; Standard>ASTM (RC) DB>Grade C5000 (BT Dam)

Type>Concrete ; Standard> ASTM (RC) DB>Grade C4000 (BT Tru)

Name>Tendon ; Type>User Defined

a Khai báo sự phụ thuôc cường độ theo thời gian

Khai báo co ngót, từ biến:

Model Properties Time Dependent Material (Creep/Shrinkage) Add.(Nhập

số liệu như hình dưới)

Trang 5

Tr−êng §H X©y Dùng Midas/Civil Guide

Trang 6

Khai báo cường độ phát triển thep thời gian:

Model Properties Time Dependent Material (Comp.Strength) Add (Nhập dữ liệu như hình)

Redraw Graph:

b Gán Đặc tính về co ngót và từ biến cho vật liệu:

Model Properties Time Dependent Material Link

Time dependent Material Type:

Creep/Shrinkage: chọn loại phát triển co ngót và từ biến

Comp.Strength : chọn loại phát triển cường độ

Add

Kết quả như :

II.3 Khai báo mặt cắt

Ta sử dụng dạng mặt cắt có sẵn trong thư viện của Midas/Civil

Ta tiến hành khai báo các kích thước cho mặt cắt ở giữa nhịp và mặt cắt tại gối (trên

đỉnh trụ)

Các mặt cắt giữa chúng sử dụng định dạng mặt cắt thay đổi dưới dạng đường cong bậc 2 của Midas để định nghĩa

Trang 7

Copyright by: Nguyễn Ngọc Thanh 7

a Mặt cắt dầm trên đỉnh trụ (tại gối)

Model Properties Section Add

Các thông số cụ thể như trong hình dưới

b Mặt cắt dầm tại giữa nhịp

Trang 8

c Mặt cắt thân trụ

Mặt cắt phần trụ không đổi:

Mặt cắt thay đổi trụ:

Trang 9

Tạo nút đầu tiên:

Model Node Creat Node ( Toạ dộ 0,0,0) Apply

Model Element Extrude

Section: thay doi tru, Material: BT Tru Equal Distance: 0,0,-1.15 Apply

Chọn nút 76 và 77

Model Element Extrude

Section: than tru, Material: BT Ttu Equal Distance: 0,0,-15 Apply

Ta có mô hình cầu:

c Gán các mặt cắt

Khai báo mặt cắt thay đổi từ mặt cắt giữa nhịp đến trên trụ:

Chọn tab: tapered PCI – 1 CELL

Size-I import: MC giua nhip

Size-J import: MC tren tru

Offset: Center – Top

Khai báo mặt cắt thay đổi từ mặt cắt giữa nhịp đến trên trụ:

Trang 10

Chọn tab: tapered PCI – 1 CELL

Size-I import: MC tren tru

Size-J import: MC giua nhip

Offset: Center – Top

Gán mặt cắt:

Chọn tất cả các phần từ gán MC giua nhip

Chọn các phần từ trên đỉnh trụ gán MC tren tru

Chọn các phần từ có mặt cắt thay đổi từ giữa nhịp

đến trụ gán giữa nhịp - trụ

Chọn các phần từ có mặt cắt thay đổi từ trụ đến giữa

nhịp gán trụ - giữa nhịp

Vuốt cong mặt cắt:

Model Properties Tapered Section Group

Group name: nhip 1

Element list: 6 to 18

Polynomial: 2

From i

Add

Tương tự cho các mặt cắt thay đổi còn lại

Ta được mô hình hoá của cầu như sau:

Trang 12

II.5 Khai báo và gán nhóm phần tử

a Khai báo nhóm phần tử theo các bước thi công:

Model Group Define Structure Group

Name: K0P (khối đỉnh trụ)

Chọn các phần tử 73 and 75 gán khối TRU1

Chọn các phần tử 74 and 76 gán khối TRU2

II.6 Nhóm điều kiện biên

a Khai báo nhóm điều kiện biên theo các bước thi công:

Model Group Define Boudary Group

Name Add (Khai báo đầy đủ các nhóm như hình)

Trang 13

Boundary Group name: GOI TRAI (Gối trên mố trong giai đoạn khai thác)

Gán là gối cố định (fix) theo đề bài

Apply

Chọn nút 38:

Boundary Group name: GOI PHAI (Gối trên mố trong giai đoạn khai thác)

Gán là gối di động (move) theo đề bài

Trang 14

M« h×nh ho¸ ®iÒu kiÖn biªn cña cÇu

Trang 15

a Khai b¸o c¸c tr−êng hîp t¶i träng

Load Static Load Case

Name: Ban than

Type: Construction Stage (CS)

Model Group Define Load Group

Name: Ban than

Trang 16

II.8 Khai b¸o c¸c b−íc thi c«ng

Load Contruction Stage Anaylisis Data Define Contruction Stage Generate

Chän CS1 Mod×fly (hoÆc double kick to CS1)

Goup list: TRU1 + TRU2

Age: 30 days

Add

OK

Chän CS2 Mod×fly (hoÆc double kick to CS2)

Goup list: KOP1 + KOP2

Age: 20 days

Add

OK

T−¬ng tù g¸n cho c¸c buíc cßn l¹i

G¸n ®iÒu kiÖn biªn cho c¸c b−íc thi c«ng

Chän CS1 Mod×fly (hoÆc double kick to CS1) Tab Boundary

Goup list: TRU1 + TRU2

Original

Add

T−¬ng tù g¸n cho c¸c b−íc cßn l¹i

b Khai b¸o t¶i träng theo c¸c b−íc thi c«ng

Chän CS1 Mod×fly (hoÆc double kick to CS1) Tab Load

Goup list: BAN THAN

Active Day: First day

Trang 17

Copyright by: NguyÔn Ngäc Thanh 17

Activation Deactivation Age Activation Deactivation Position

Khai thac2

Thi cong1, Thi cong 2 Original

CS2

XDP1K1, XDP2K1 BTP1K1, BTP2K1 DULK0P1, DULK0P2

First

7 First

-

First

7 First

CS3

XDP1K2, XDP2K2 BTP1K2, BTP2K2 DULP1K1, DULP2K1

First

7 First

XDP1K1, XDP2K1 BTP1K1, BTP2K1

First First

CS4

First

7 First

First First

CS5

First

7 First

First First

CS6

First

7 First

First First

Trang 18

CS7

First

7 First

First First

CS8

First

7 First

First First

CS9

First

7 First

First First

CS10

First

7 First

First First

CS11

First

7 First

First First

CS12

First

7 First

First First

CS13

First

7 First

First First

CS14

XDHL0, XDHL1, XDHL2

BTHL1 DULP1K12, DULP2K12

First

7 First

First First

Trang 19

Trang 21

Copyright by: NguyÔn Ngäc Thanh 21

Trang 22

II.9 gán tải trọng xe đúc vào kết cấu theo các bước thi công

Đưa mô hình về giai đoạn CS2

Load Nodal Load

Chọn nút 24

Load Case Name: Xeduc

Load Group Name: XDP1K1

MY = 1700 kNm

FZ = -700 kN

Apply

Chọn nút 18

Load Case Name: Xeduc

Load Group Name: XDP1K1

Trang 23

§· lµm ë b−íc khai b¸o nhãm t¶i träng

b Khai b¸o lo¹i dù øng lùc

Load Prestress Loads Tendon Property

Add

C¸c th«ng sè nh− h×nh trªn

Trang 24

Total tendon area : 27 tao 12.7mmm (BO TREN)

Total tendon area : 22 ao 12.7mmm (BO DUOI)

c Gán các nhóm tải trọng DƯL vào các bước thi công (đã làm ở buớc III.8)

Chọn CS2 Modìfly (hoặc double kick to CS2) Tab Load

Goup list: DULK0P1 + DULK0P2

Trang 25

Tendon Shape: Straight

Khai báo toạ độ cáp như số liệu trong bảng

OK

Ta có một số kết quả như sau:

Trang 27

Trang 29

Trang 30

f Khai b¸o lùc c¨ng c¸p theo tõng giai ®o¹n thi c«ng

Chän CS2

Load Prestress Loads Tendon Prestress Loads

Load Case Name: DUL

Load Group Name: DULK0P1

Load Case Name: DUL

Load Group Name: DULP1K1

Tendon: P1_C3, R_P1_C3 > Selected

Stress Value: Force

Trang 31

Load Case Name: DUL

Load Group Name: DULDG1

Trang 32

II.11 Khai b¸o t¶i träng bªt«ng −ít:

a Khai b¸o nhãm t¶i träng bªt«ng −ít:

Trang 33

Tool Bill off Material

Ta cã file kÕt qu¶ nh− sau:

Trang 34

Đốt vừa đúc có trọng lượng ta thay bằng 1 lực tập trung và mômen tập trung

Chọn CS2

Load Nodal Loads

Load Case Name: betong

Load Group Name: BTP1K1

FZ = - 1129 kN (trọng lượng bản thân tương ứng với phần bôi đen trên hình)

MY = 1129* 3/2 kNm

Chọn nút 24

Apply

Chọn nút18

MY = - 1129* 3/2 kNm

Apply

Chọn nút 61

MY = - 1129* 3/2 kNm

Chọn nút 55

MY = 1129* 3/2 kNm

Apply

Trang 35

Load Group Name: BTHL1

FZ = -5486/25*1.0 kN (Tổng chiều dài các đôt có “MC giua nhip” là 25m)

FZ = -5486/25-1.0 kN (Tổng chiều dài các đôt có “MC giua nhip” là 25m)

FZ = -5486/25 kN (Tổng chiều dài các đôt có “MC giua nhip” là 25m)

MY = 5486/25 *(2/2) kNm

Apply

Chọn nút 73

FZ = -5486/25 kN (Tổng chiều dài các đôt có “MC giua nhip” là 25m)

MY = -5486/25 *(2/2) kNm

Apply

Trang 36

II.12 Khai báo tải trong di động (hoạt tải)

Load Moving Load Analysis Data Moving Load Code

Trang 37

Trang 38

II.13 Ch¹y ch−¬ng tr×nh, xem kÕt qu¶

a TÜnh t¶i trong c¸c giai ®o¹n thi c«ng

Trang 39

Trang 40

c M«men do t¶i ¦ST trong c¸c giai ®o¹n

Trang 41

Trang 42

e Xếp hoạt tải tự động tìm giá trị bất lợi nhất

Trang 43

Load case: chän c¸c lo¹i t¶i träng

Factor: c¸c hÖ sè t¶i träng t−¬ng øng víi c¸c t¶i träng

Xem kÕt qu¶

-The end -

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	1,92 MB