Tài liệu Tin học ứng dụng - Chương 3 docx

Bài giảng Tin ứng dụng -MIDAS/Civil- Trang 60 CHƢƠNG III MÔ HÌNH HÓA KẾT CẤU Trong chương này giới thiệu những vấn đề sau: - Mô hình kết cấu có sẵn trong MIDAS Civil - Mô hình kết cấu người sử dụng 1. Xác định loại mô hình làm việc của kết cấu MIDAS Civil có khả năng mô hình hóa và phân tích cho các kết cấu dạng 2D hoặc 3D. Trong MIDAS Civil đưa ra một số dạng làm việc của kết cấu như sau: - 3D: mô hình kết cấu làm việc trong không gian 3D - X - Z Plane: mô hình phẳng (2D) làm việc trong mặt phẳng X - Z (khi đó các chuyển vị sau bị khống chế: chuyển vị đường theo phương Y, chuyển vị góc theo phương X và Z) - Y - Z Plane: mô hình phẳng (2D) làm việc trong mặt phẳng Y - Z (khi đó các chuyển vị sau bị khống chế: chuyển vị đường theo phương X, chuyển vị góc theo phương Y và Z) - X - Y Plane: mô hình phẳng (2D) làm việc trong mặt phẳng X - Y (khi đó các chuyển vị sau bị khống chế: chuyển vị đường theo phương Z, chuyển vị góc theo phương X và Y) - Constraint RZ: mô hình 3D khống chế chuyển vị xoay quanh trục Z. Khai báo: - Từ Menu chính lựa chọn Model/Structure Type hoặc lựa chọn Configuration/ Structure Type trên cây menu (Tree menu). Hình 3. 1. Lựa chọn dạng kết cấu cần phân tích Bài giảng Tin ứng dụng -MIDAS/Civil- Trang 61 - Lựa chọn dạng kết cấu cần phân tích - Một số tùy chọn:  Conversion of Structure Self - weight into Masses: chuyển trọng lượng bản thân của kết cấu thành tải trọng khối trong phân tích động.  Do not convert: không chuyển thành tải trọng khối  Lumped Mass: chuyển thành tải trọng khối  Convert to X, Y, Z: chuyển thành tải trọng khối theo các phương X, Y, Z.  Convert to X, Y: chuyển thành tải trọng khối theo các phương X, Y.  Convert to Z: chuyển thành tải trọng khối theo các phương Z.  Consistent Mass: xét tới độ đặc của khối tải trọng. Chỉ lựa chọn tùy chọn này khi ta xét phân tích EigenValue với lựa chọn Lanczos.  Gravity acceleration: khai báo gia tốc trọng trường  Initial Temperature: khai báo nhiệt độ ban đầu cho phân tích ứng suất nhiệt. 2. Các dạng mô hình kết cấu có sẵn trong MIDAS Civil 2.1. Mô hình kết cấu dạng dầm (Beam) Khi lựa chọn dạng kết cấu này thì MIDAS Civil tự động tạo ra các phần tử dầm nằm ngang trên cùng một đường thẳng. Khai báo: - Từ Menu chính lựa chọn Model/Structure Wizard/Beam hoặc leạ chọn Geometry/ Structure Wizard/Beam từ Tree Menu. - Nhập các thông số cần thiết vào hộp thoại:  Edit&Input:  Distance: nhập vào khoảng cách giữa các điểm  Repeat: nhập vào số lần lặp lại của khoảng cách giữa các điểm  Auto Bound. Condition: tự động đặt các gối tại các điểm  Show Element No.: Hiện số hiệu của phần tử.  Material, Section: Khai báo vật liệu và mặt cắt cho phần tử (nếu chưa khai báo thì bấm vào nút để khai báo các thông số vật liệu và mặt cắt).  Insert: Bài giảng Tin ứng dụng -MIDAS/Civil- Trang 62  Insert Point: Nhập vào tọa độ của điểm cần tạo ra của phần tử trong kết cấu.  Rotations: Nhập vào giá trị góc xoay của phần tử Alpha, Beta, gamma tương ứng theo các trục X, Y, Z.  Merge Duplicate Nodes: kết hợp hai điểm chồng lên nhau để tạo thành một phần tử mới.  Intersect Frame Elements: chia phần tử tại điểm giao.  Show No.: hiện số hiệu của điểm  Origin Point: xác định điểm gốc, khi điểm nào được lựa chọn thì nó chuyển sang màu đỏ. Hình 3. 2. Khai báo mô hình kết cấu dầm Ví dụ: Tính toán cầu dầm giản đơn với các số liệu sau: - Chiều dài nhịp L = 33m. - Mặt cắt ngang dạng chữ T - Tải trọng tác dụng: Bài giảng Tin ứng dụng -MIDAS/Civil- Trang 63  Trọng lượng bản thân  Tải trọng phân bố 5KN/m Trình tự thực hiện: - Xây dựng mô hình kết cấu:  Từ Menu chính lựa chọn Model/Structure Wizard/Beam  Distance: nhập giá trị 33  Repeat: 1 - Khai báo vật liêu, mặt cắt:  Material: bấm nút để khai báo vật liệu Hình 3. 3. Khai báo vật liệu của phần tử Bài giảng Tin ứng dụng -MIDAS/Civil- Trang 64  Section: bấm nút để khai báo mặt cắt Hình 3. 4. Khai báo mặt cắt của dầm Sau đó bấm nút Add và OK - Khai báo điều kiện biên:  Từ Menu chính lựa chọn Model/Boundaries/Supports.  Khai báo các chuyển vị bị khống chế tại hai điểm nút (một gối cố định và một gối di động)  Sử dụng lựa chọn Select single hoặc window để lựa chọn điểm cần khai báo điều kiện biện.  Tích vào các điều kiện biên cho nút cần khống chế chuyển vị:  Đối với gối cố định: các độ tự do bị khống chế là: DX, DY, DZ và RX, RZ.  Đối với gối di động: các độ tự do bị khống chế là: DY, DZ và RX, RZ Bài giảng Tin ứng dụng -MIDAS/Civil- Trang 65  Bấm nút Apply và Close Hình 3. 5. Khai báo điều kiện biên của kết cấu - Khai báo tải trọng:  Khai báo trường hợp tải trọng  Từ Menu chính chọn Load/Static Load Cases Hình 3. 6. Khai báo trƣờng hợp tải trọng Bài giảng Tin ứng dụng -MIDAS/Civil- Trang 66  Name: tên trường hợp tải trọng  Type: trường hợp tải trọng (kích vào đó và kéo xuống để chọn trường hợp tải trọng).  Description: mô tả trường hợp tải trọng  Sau đó bấm nút Add, muốn sửa đổi bấm nút Modify, xóa bấm Delete.  Khai báo tải trọng:  Khai báo tải trọng bản thân:  Từ Menu chính chọn Load/Self Weight Hình 3. 7. Khai báo trọng lƣợng bản thân  Load case name: tên trường hợp tải trọng là Trong luong ban than  Load group name: nhóm tải trọng là TTBT Bài giảng Tin ứng dụng -MIDAS/Civil- Trang 67  Self Weight Factor: hệ số tải trọng bản thân theo các phương X, Y, Z. Ở đây ta chỉ tính trọng lượng bản thân theo phương Z có chiều ngược với chiều dương trục Z nên nhập giá trị là -1.  Sau đó bấm nút Add  Khai báo tải trọng tĩnh:  Lựa chọn phần tử cần khai báo tải trọng tĩnh.  Từ Menu chính chọn Load/Element Beam Loads. Hình 3. 8. Khai báo tĩnh tải tác dụng lên dầm  Load case name: trường hợp tải trọng là Tinh tai  Load group name: nhóm tải trọng là Tinh tai  Load Type: loại tải trọng (kéo xuống và lựa chọn loại tải trọng cần khai báo). Bài giảng Tin ứng dụng -MIDAS/Civil- Trang 68  Direction: hướng của tải trọng  Projection: hình chiếu của tải trọng (nếu tải trọng tác dụng không trùng với các trục tọa độ GCS thì tùy chọn này được lựa chọn để khai báo giá trị tải trọng được chiếu lên các trục).  Value: nhập giá trị tải trọng là -5  Relative hoặc Absolute: khoảng cách tương đối hoặc tuyệt đối so với điểm đầu của phần tử.  Sau đó bấm nút Apply và Close. - Phân tích kết cấu:  Từ Menu chính lựa chọn Analysis/Main Control Data Hình 3. 9. Hộp thoại Main Control Data  Lựa chọn các tùy chọn cần thiết.  Từ Menu chính lựa chọn Analysis/Analysis Options Hình 3. 10. Hộp thoại Analysis Options Bài giảng Tin ứng dụng -MIDAS/Civil- Trang 69  Phân tích kết cấu: Lựa chọn Perform Analysis từ Menu chính hoặc bấm phím F5. - Xuất kết quả:  Phản lực gối: Chọn Results/Reactions/>Reactions Forces/ Moments  Nội lực: Chọn Results/Forces/Beam Diagram để xuất biểu đồ nội lực  Ứng suất: Chọn Results/Stresses/Beam Stresses Diagram để xuất biểu đồ ứng suất tại các điểm trên mặt cắt.  Xuất kết quả ra File: Trên Menu chính lựa chọn Results/Text Output Hình 3. 11. Xuất kết quả ra File  Lựa chọn trường hợp tải trọng: bấm vào nút . Hình 3. 12. Lựa chọn trƣờng hợp tải trọng [...]... H:0.518 033 B:0 .30 9118 tw:0. 030 988 tf:0.054102 ** MAX ELEM COM LC - -1 AXL Tinh tai 1 1 SHY Tinh tai 1 1 SHZ Tinh tai 1 1 BY+ Tinh tai 1 1 BY- Tinh tai 1 1 BZ+ Tinh tai 1 1 BZ- Tinh tai 1 ** PT AXIAL SHEAR-y SHEAR-Z (+y)-BENDING-(-y) (+z)-BENDING-(-z) - - - - - - - CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -1 27670.8 32 2909.9 I 0.0 0.0 -7 265.5 0.0 0.0 0.0 -0 .0 3/ 4 0.0 0.0 36 32.7 0.0... 0.0 33 .00 1 MTZ Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -8 2.5 0.0 0.0 0.0 33 .00 ** MIN ELEM COM LC PT AXIAL SHEAR-y SHEAR-z TORSION MOMENT-y MOMENT-z LENGTH - - - - - -1 AXL Tinh tai 1 CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 680.6 0.0 33 .00 1 SHY Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -8 2.5 0.0 0.0 0.0 33 .00 1 SHZ Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -8 2.5 0.0 0.0 0.0 33 .00 1 TOR Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -8 2.5 0.0 0.0 0.0 33 .00 -MIDAS/Civil-... 0.0 0.0 -9 57 53. 1 242182.4 I 0.0 0.0 -7 265.5 0.0 0.0 0.0 -0 .0 I 0.0 0.0 -7 265.5 0.0 0.0 0.0 -0 .0 I 0.0 0.0 -7 265.5 0.0 0.0 0.0 -0 .0 CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -1 27670.8 32 2909.9 MIN ELEM COM LC PT AXIAL SHEAR-y SHEAR-Z (+y)-BENDING-(-y) (+z)-BENDING-(-z) - - - - - - - - 1 AXL Tinh tai 1 CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -1 27670.8 32 2909.9 1 SHY Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7 265.5... H:0.518 033 B:0 .30 9118 tw:0. 030 988 tf:0.054102 ** MAX ELEM COM LC PT AXIAL SHEAR-y SHEAR-z TORSION MOMENT-y MOMENT-z LENGTH - - - - - -1 AXL Tinh tai 1 CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 680.6 0.0 33 .00 1 SHY Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -8 2.5 0.0 0.0 0.0 33 .00 1 SHZ Tinh tai 1 J 0.0 0.0 82.5 0.0 0.0 0.0 33 .00 1 TOR Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -8 2.5 0.0 0.0 0.0 33 .00 1 MTY Tinh tai... -MIDAS/Civil- Trang 72 Bài giảng Tin ứng dụng 1 MTY Tinh tai 1 MTZ Tinh tai 1 1 I I 0.0 0.0 0.0 0.0 -8 2.5 -8 2.5 BEAM ELEMENT STRESSES DEFAULT PRINTOUT 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 33 .00 33 .00 Unit System : kN , m ELEM MAT SEC LC PT AXIAL SHEAR-y SHEAR-z (+y)-BENDING-(-y) (+z)-BENDING-(-z) - - - - - - - 1 1 1 Tinh tai I 0.0 0.0 -7 265.5 0.0... 0.0 0.0 -0 .0 1/4 0.0 0.0 -3 632 .7 0.0 0.0 -9 57 53. 1 242182.4 CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -1 27670.8 32 2909.9 3/ 4 0.0 0.0 36 32.7 0.0 0.0 -9 57 53. 1 242182.4 J 0.0 0.0 7265.5 0.0 0.0 0.0 0.0 Trong ~1 Length = 33 I 1/4 CNT 3/ 4 J Type: Beam 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -1 078.0 -5 39 .0 0.0 539 .0 1078.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -1 4207.0 -1 8942.7 -1 4207.0 0.0 0.0 35 932 .9 47910.6 35 932 .9 0.0... -1 27670.8 32 2909.9 1 SHY Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7 265.5 0.0 0.0 0.0 -0 .0 1 SHZ Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7 265.5 0.0 0.0 0.0 -0 .0 1 BY+ Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7 265.5 0.0 0.0 0.0 -0 .0 1 BY- Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7 265.5 0.0 0.0 0.0 -0 .0 1 BZ+ Tinh tai 1 CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -1 27670.8 32 2909.9 1 BZ- Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7 265.5 0.0 0.0 0.0 -0 .0 REACTION FORCES & MOMENTS DEFAULT PRINTOUT ... MAT SEC LC PT AXIAL SHEAR-y SHEAR-z TORSION MOMENT-y MOMENT-z - -1 1 1 Tinh tai I 0.0 0.0 -8 2.5 0.0 0.0 0.0 1/4 0.0 0.0 -4 1.2 0.0 510.5 0.0 CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 680.6 0.0 3/ 4 0.0 0.0 41 .3 0.0 510.5 0.0 J 0.0 0.0 82.5 0.0 0.0 0.0 Trong ~1 Length = 33 I 1/4 CNT 3/ 4 J Type: Beam 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -1 2.2 -6 .1 0.0 6.1 12.2 0.0 0.0... không chương trình sẽ báo lỗi - Consisder Shear Deformation: Xét tới ảnh hưởng của lực cắt tới biến dạng - Shear Check: Kiểm tra ứng suất cắt tại vị trí Z1, Z2, Z3 Các giá trị Z1, Z3 có thể nhập vào hoặc để chương trình tự động tính toán - Web thick: bề dày của sườn dầm -MIDAS/Civil- Trang 94 Bài giảng Tin ứng dụng  for Shear (total): chiều dày sườn dầm để tính toán chịu cắt Các giá trị t1, t2 và t3 tương... khai báo các số liệu cho một giai đoan thi công bao gồm: -MIDAS/Civil- Trang 78 Bài giảng Tin ứng dụng - Số liệu mặt cắt - Vị trí đặt cáp dự ứng lực Khai báo: - Từ Menu chính lựa chọn Model/Structure Wizard/ILM Bridge Model - Nhập các giá trị cần thiết vào hộp thoại  Bridge Model Data Type: lựa chọn loại mô hình cầu Khi lựa chọn loại 2 người dùng có thể thay đổi cách bố trí cáp dự ứng lực theo đường . -- -- - -- - -- - - -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - - -- -- - -- - -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - - Trong ~1 Trong luong ban than Static -- -- - -- - -- - - -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -. -- -- - -- - -- - - -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - - -- -- - -- - -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - - Trong ~1 Trong luong ban than Static -- -- - -- - -- - - -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -