Hướng dẫn mô hình hóa dầm I căng sau

Ví dụ tính toán mô hình hóa kết cấu dầm I dự ứng lực căng sau trong thiết kế cầu BTCT bằng midas Civil. Ví dự chi tiết để các bạn học viên mới tiếp xúc với phần mềm midas dễ hình dung và thực hành dễ dàng hơn

BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 12000 11000 500 2400 2400 890 200 225 650 500 2400 2400 Bước1: Khai báo vật liệu: Gọi menu Model/……………/…… (Hình 1) (Hình 2) Bấm nút ……….… giao diện …………… (hình 2) Sau nhập thơng số tương ứng dầm chính, dầm ngang, bản, cáp DƯL bảng Material Data (hình 3) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU 100 110 120 100 650 250 200 1650 Số liệu thiết kế: Số dầm chính: Khoảng cách dầm : 2400 mm Khoảng cách dầm ngang: ~Ltt/4 Kích thước dầm hình vẽ: Tải trọng: Trọng lượng thân dầm Trọng lượng lan can: qlp = 2.35 N/mm (tính cho toàn mặt cắt) Trọng lượng lan can: qlc = 6.75 N/mm (tính cho bên) Cáp DƯL kéo sau, bố trí bó, bó gồm 12 tao 12.7mm Với lực kéo 1658 kN (fpj=0.75fpu) Tải trọng xe HL-93 80 Hướng dẫn mơ hình hóa phân tích cầu dầm I căng sau Page BỘ MÔN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG (Hình 3) 2013 (Hình 4) * Cáp DƯL: nhập số liệu hình 4, nhấn Apply để chấp nhận Tương tự ta nhập số liệu cho bê tơng dầm chính, dầm ngang, Kết sau khai báo vật liệu hình (Hình 5) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page BỘ MÔN CẦU HẦM – KHOA CÔNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 -Bước2: Khai báo thuộc tính vật liệu theo thời gian a) Từ biến co ngót Gọi menu Model/…………./…………………… (Hình 7) (Hình 6) Trong giao diện ………………………………… (hình7) bấm nút Add xuất giao diện ……………………………………………… ( hình 8), sau nhập số liệu hình (Hình 8.1) (Hình 8) Làm tương tự cho bêtông C4000, thay đổi tên cường độ bê tơng …… ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page BỘ MÔN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 b) Sự thay đổi cường độ theo thời gian: Gọi menu Model/………………………./………………… (Hình 10) (Hình 9) Trong giao diện hình 10, bấm nút Add, xuất giao diện hình 11, sau nhập số liệu cho hai loại bê tơng hình Kết thúc lệnh OK (Hình 11) c) Gán thuộc tính phụ thuộc vào thời gian cho bê tơng Gọi menu Model/……………… /………………… (Hình 12) (Hình 13) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 Bước3: Mơ hình hóa mặt cắt: Gọi menu Model/………… /…………., xuất giao diện ………… (hình15)với trang Section, bấm nút Add, xuất giao diện Section Data (hình16), chọn trang Composite (hình 17) (Hình 14) (Hình 15) (Hình 17) (Hình 16) Dòng Name : đặt tên cho tiết diện ( Gider) Trên dòng ……………… chọn …………… (hình 18), sau xuất giao diện hình 19 (Hình 18) (Hình 19) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page BỘ MÔN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 Do tiết diện đối xứng nên dòng ………… ta click chọn Tiết diện đối xứng qua điểm J1, nên ta click chọn dòng J1 (hình 20) (Hình 20) Sau nhập kích thước mặt cắt dầm, kết thể hình 21 (Hình 22) (Hình 21a) (Hình 21) Lưu ý: Khi khai báo mặt cắt dầm ta chọn điểm việc Center – Bottom, => Bấm nút Change Offset… chọn ………… hình vẽ Bấm vào nút …………… để chọn vật liệu cho dầm mặt cầu, kết hình 22, tỷ số Dgd/Dsb = Bấm Apply để lưu kết ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 Tiếp theo ta khai báo mặt cắt dầm ngang, giao diện …………… chọn trang …………, chọn Solid Rectangel (hình 23) Đặt tên khai báo mặt cắt H= 1300, B= 300, nhấn nút …… (Hình 23) ( Hình 24) Bước 4: Mơ hình hóa kết cấu a) Khởi tạo phần tử Trước hết tạo nút xuất phát cho dầm Gọi menu Model/……………./………… (hình 25) Nhập số liệu hình 26, nhấn Apply, kết hiển thị hình 27 (Hình 25) (Hình 26) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 (Hình 27) Thực lệnh ……………… để tạo phần tử dầm dài 33m với điểm nối dầm ngang tương ứng từ điẻm vừa tạo Chọn điểm vừa tạo, sau đó: Gọi menu Model/…………/…… (hình 28), xuất giao diện hình 29 (Hình 28) (Hình 29) Sau : + Nhập Material : Baem + Nhập Section : Gider + Chọn Generation Type : Translate + Translation - Chọn Unequal Distance chọn Axis la x - Distance : 300, 4@8100, 300 Bấm nút Apply Kết dầm hình 30 ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 (Hình 30) b) Tạo dầm ngang : Chọn tất điểm nối dầm ngang dầm bên phải, sử dụng cức Extrude để tạo nhanh cấc dầm ngang - Menu Model/ ……… / … - Các cần nhập : Material : ………… Section : ……………… Generation Type : ……………… Translation : Chọn Equal Distance dx, dy, dz : 0, 2400,0 Number of Times : Sau nhấn Apply để khẳng định việc nhập liệu Kết tạo dầm ngang thể hình 31 (Hình 31) Sau tạo xong phận kết cấu nhịp cần phải tính lại thơng số kích thước danh định phần tử hàm đặc trưng co ngót từ biến + Chọn tất phần tử + Gọi menu Model/………… /Change ………………… (hình 32) + Chọn …………… ……………, bấm nút Apply giao diện Change Element Dependent Material Properties.(hình 33) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 (Hình 33) (Hình 32) c) Mơ hình hóađiều kiện biên Gọi menu Model/…………… /…………… (hình 34) (Hình 34) Lựa chọn thông số cho gối cố định ……… Chọn nút kê gối bên trái …………… Nhấn nút Apply để gán gối cố định …… Lựa chọn thông số cho gối di động …………… Chọn nút kê gối bên phải Nhấn Apply để gán gối di động ……………… ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU (Hình 38) Page 10 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 (Hình 62) Thực tương tự cho dầm phải thứ dầm trái Dầm phải thứ : Thay 3to28by5 5to30by5 Dầm trái thứ : Thay 3to28by5 2to27by5 Dầm trái thứ : Thay 3to28by5 1to26by5 Nhập lại kết vào mơ hình: gọi menuFile/Import/(MI DAS/Civil MCT file) nhập lại file (.mct) sửa đổi Kết thể hình 61 (Hình 63) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 22 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 Nhập liệu ứng suất trước cho cáp (Tendon Prestress Loads) Cáp DƯL kéo đầu với lực kéo 1658 KN Gọi menu Load/Prestress Loads/Tendon Prestress Loads (hình 62) (Hình 62) Nhập liệu giao diện Model Entities (hình 63) Load Case Name : Prestress Load Group Name: Prestress Trong mục Select Tendon for Loading Chọn toàn cáp list bấm nút > Stress Value: chọn Force + 1st Jacking: Both + Begin: 1658000 +End:1658000 Bấm nút Add Close để hồn thành q trình nhập liệu cho cáp (Hình 63) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 23 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 * Khai báo hoạt tải: a) Khai báo tiêu chuẩn: Gọi menu Load/Moving Load Analysis Data/Moving Load Code, giao diện Select Moving Load Code chọn ASSHTO LRFD (Hình 65) (Hình 64) b) Khai báo xe: 3x3500 CLane LLane RLane 3500 2400 3500 2400 2400 2400 Hình 66 Bố trí xe mặt cắt ngang ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 24 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 Từ cách bố trí xe mặt cắt ngang, ta coi xe tác dụng len dầm thông qua dầm ngang truyền lên dầm bên cạnh Còn trái phải tác dụng lên dầm ngang phân phối lên dầm Trong trường ta phải định nghĩa nhóm dầm ngang (Crossbeam) * Tạo nhóm: Chọn Group Tab Tree Menu Chọn Structure Group đồng thời kích chuột phải chọn New… Lần lượt gán tên (Name ): L CrossBeam ( hệ liên kết ngang bên trái) R CrossBeam ( hệ liên kết ngang bên phải) Bấm nút Add, sau bấm nút Close (Hình 66) (Hình 67) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU (Hình 68) Page 25 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 Gán dầm ngang vào nhóm tương ứng: Chọn dầm ngang ngồi bên trái Kích chuột phải vào L CrossBeam chọn Assign LÀm tương tự với dầm ngang ngồi bên phải để đưa vào nhóm R CrossBeam Định nghĩa xe : Gọi menu Load/Moving Load Analysis Data/Traffic Line Lanes bấm nút Add giao diện Traffic Line Lanes (Hình 69) Nhập liệu vào giao diện Define Design Traffic Line Lane: Khai báo (CLane): Lane Name : Clane Eccentricity: Vehicular Load Distribution: Line Lane Moving Direction: Both Selection by: Points Chọn điểm đầu cuối dầm bấm nút OK để khẳng định nhập liệu Khai báo trái (LLane): Lane Name : Llane ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 26 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 Eccentricity: -3500 Vehicular Load Distribution: Cross Beam Cross Beam Group: L CrossBeam Moving Direction: Both Selection by: Points Chọn điểm đầu cuối dầm bấm nút OK để khẳng định nhập liệu Khai báo phải (RLane): Lane Name : Rlane Eccentricity: 3500 Vehicular Load Distribution: Cross Beam Cross Beam Group: R CrossBeam Moving Direction: Both Selection by: Points Chọn điểm đầu cuối dầm bấm nút OK để khẳng định nhập liệu Kết việc khai báo xe thể hình 70 (Hình 70) Khai báo xe : Gọi menu Load/Moving Load Analysis Data/Vehicles, giao diện Vehicles xuất Chọn nút Add Standard để nhập đoàn xe tiêu chuẩn Trong giao diện Define Standard Vehicles Load nhập liệu sau: Standard Name : AASHTO LRFD Load Vehicular Load Type: HL-93TRK Dynamic Load Allowance: 75% ( lực xung kích tính %, tùy theo TTGH mà ta tính tốn có giá trị khác nhau) Kết thúc nút bấm OK ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 27 BỘ MÔN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 (Hình 71) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 28 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 Khai báo trường hợp tải trọng di động: Gọi menu Load/Moving Load Analysis Data/ Moving Load Cases, giao diện Moving Load Cases xuất hiện, chọn nút Add để nhập trường hợp tải trọng di động Trong giao diện Define Moving Load Case, nhập liệu sau: (Hình 72) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 29 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THÔNG 2013 -Load Case Name: MV -Description: Tai di dong -Trong phần Sub-Load Case, nhập: + Loading Effect: Independent +Bấm nút Add, giao diện Sub – Load Case - Nhập liệu sau cho giao diện Sub-Load Case + Vehicle Class: VL: HL-93TRK +Min.Number of Loaded Lanes: +Max.Number of Loaded Lanes: +List of Lanes : Chọn tất bấm nút “->” Bấm OK để kết thúc Bước 6: Mơ hình hóa q trình thi cơng Tạo nhóm kết cấu điều kiện biên: Tạo nhóm kết cấu: Chọn tât phần tử Chọn Group Tab, chọn kích chuột phải vào Structure Group, chọn New… Đặt tên Name : SAll Bấm nút Add nút Close kết thúc việc khai báo Kích chuột phải vào nhóm SAll chọn Assign Tạo nhóm điều kiện biên Kích chuột phải vào Boundary Group Group Tab chọn New…, xuất giao diện Define Boundary Group, đặt tên Ball ô Name Nhấn Add Close để kết thúc Sau kích chuột phải vào nhóm Ball Boundary Group, chọn Assign, Nhấn OK (Hình 73) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 30 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 (Hình 74) Mơ hình hóa giai đoạn thi cơng: Giai đoạn thi công - Gọi menu Load/Construction Stage Analysis Data/Define Construction Stage Giao diện Construction Stage xuất hiện, chọn nút Add + Nhập liệu sau vào giao diện Compose Construction Stage: Trong khung Stage: Name : CS1 Duration: 28 Trong khung Save Result chọn Stage Additional Steps Trong khung Additional Steps Day: 21 Trong trang Element chọn SAll Group List Trong khung Activation nhập Age :7(days) Sau bấm nút Add Trong trang Boundary, chọn Ball Group List sau chọn Add khung Activation Trong trang Load, chọn Beam Prestress Group List Chọn Active Day First, sau chọn nút Add khung Activation Với nhóm tải trọng Deck nhập Active Day :21 Cuối chọn nút OK Kết giai đoạn thi công CS1 tạo ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 31 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 (Hình 75) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 32 BỘ MÔN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 Giai đoạn thi cơng 2: Giai đoạn thi công CS2 khai báo tương tự giai đoạn Kết hình 76 (Hình 76) Xác định tiết diện làm việc giai đoạn thi công: Gọi menu Load/Construction Stage Analysis Data/Composite Section for Construction Stage, chọn nút Add, xuất giao diện Add/ Modify Composite Section for Construction Stage Nhập số liệu hình 77 ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 33 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 (Hình 77) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 34 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 Phân tích biểu diễn kết quả: Gọi menu Analysis/Construction Stage Analysis Control nhập thông số điều khiển tren hình 78 Sau bấm F5 để phân tích (Hình 78) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 35 BỘ MƠN CẦU HẦM – KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 Thiết lập tải trọng: Sau chương trình phân tích xong, ta gọi menu Results/Combinations….Xuất giao diện Load Combinations , bấm nút Auto Genaration Sau chọn thơng số hình 79 (Hình 79) ỨNG DỤNG MIDAS TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU CẦU Page 36 ... CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG 2013 (Hình 61) Thực tương tự v i dầm ph i thứ dầm bên tr i v i liệu bảng sau: Dầm Prefix Distance Dầm ph i thứ P2 0,-4800,0 Dầm tr i thứ T1 0,2400,0 Dầm tr i thứ T2 0,4800,0... Mơ hình hóa giai đoạn thi công: Giai đoạn thi công - G i menu Load/Construction Stage Analysis Data/Define Construction Stage Giao diện Construction Stage xuất hiện, chọn nút Add + Nhập liệu sau. .. nghĩa xe : G i menu Load/Moving Load Analysis Data/Traffic Line Lanes bấm nút Add giao diện Traffic Line Lanes (Hình 69) Nhập liệu vào giao diện Define Design Traffic Line Lane: Khai báo (CLane):