Hướng dẫn mô hình hóa cầu bằng phần mềm Midas Civil

Hệ thống lưới điểm (Point Grid)

Tại phần Grid Spaces (dx,dy), ta khai báo khoảng cách giữa các điểm thuộc hệ thống lưới theo phưong x và phương y. Trong hình trên ta khai báo khoảng cách giữa các điểm liền nhau theo phương x là 0.5 m, khoảng cách giữa các điểm liền nhau theo phương y là 0.5 m.

Tạo nút : Create node

Dòng “Create Node” thể hiện chức năng hiện hành của chương trình là tạo nút, từ đây, ta có thể đặt vị trí nút bằng 3 cách. Gừ toạ độ của nỳt cần đặt vào menu Coordinates (x,y,z) rồi nhần Enter Nhấn vào icon nằm bên phải dòng Create Node để nhập ví trí nút thông qua bảng nút (Node Table).

Các chức năng điểu chỉnh việc mô hình hoá nút khác .1 Chọn nút hiện hành

Option Translation đòi hỏi nhập vào khoảng cách từ vị trí nút hiện hành đến vị trí nút mới, có thể lựa chọn Equal Distance (khoảng cách giữa các nút được tạo thành là không đổi) hoặc Unequal Distance (khoảng cách giữa các nút mới tạo thành không bằng nhau). Chức năng cho phép đánh lại số thứ tự của nút theo khoảng cách đến điểm gốc theo các phương x, y, z (Cartesian Coordinate) hoặc theo khoảng cách tuyệt đối từ nút đến gốc toạ độ (Cylindarical Coordinate).

Quản lý hệ thống nút bằng bảng nút (Nodes table)

Cho phép phóng to (thu nhỏ) hệ thống nút theo các phương x,y, z với một tỷ lệ định trước, gốc phóng là điểm tuỳ chọn. Trong đó, toạ độ của nút theo 3 phương có thể được sửa chữa trực tiếp trong bảng nút.

Các loại phần tử được hỗ trợ bởi Midas

Khi nhập các đặc trưng của phần tử dàn chỉ chịu kéo, ngoài các thông số về vật liệu, mặt cắt, 2 nút 2 đầu và hướng mặt cắt, ta còn phải nhập thêm giá trị lực nén cho phép (Allow.Comp.). Đối với phần tử dạng Tension only – Hook (phần tử móc), ngoài những đặc trưng về vật liệu, mặt cắt, 2 nút 2 đầu và hướng mặt cắt, ta phải nhập thêm chiều dài đoạn dãn tự do của phần tử (hook).

Các lệnh mô hình phần tử

( Midas mặc định số thứ tự của phẩn tử mới tạo thành bằng số thứ tự lớn nhất đã dùng trước đó công thêm 1, nếu muốn thay đổi cách đánh STT ta nhấn vào icon ở bên phải dòng Start Element Number. Xác định thông qua góc β (Beta Angle) : Góc β tạo bởi chiều dương của trục z trong ECS với chiều dương của trục Z’ đi qua nút thứ nhất và song song với trục Z trong GCS.

Bảng quản lý phần tử (Elements Table)

Bằng cách quản lý phần tử qua bảng như vậy, ta có thể kiểm soát được các đặc trưng của phần tử, có thể thay đổi hoặc sửa chữa các đặc trung phần tử một cách trực tiếp trên Bảng quản lý ( Element Table). Do có dạng dầm nên các giá trị Hook, Gap, Lực kéo trước (tension) đều bằng 0.

Định nghĩa hàm số của mô đun đàn hồi của bê tông

Nháy nút Redraw Graph :Vẽ biểu đồ cường độ chịu nén của BT Nháy “OK”.

Beam End Release

Khi thực hiện chức năng này, tất cả các thuộc tính (tải trọng nút và trọng l−ợng nút) và thành phần độ cứng của nút phụ thuộc sẽ đ−ợc chuyển thành các thành phần t−ơng đ−ơng của nút chính. - Rigid Plane Connection: khống chế dịch chuyển tương đối của nút chính và nút phụ thuộc giống nh− chúng đ−ợc nối với nhau bằng một vật thể cứng, phẳng song song với các mặt phẳng X-Y, Y-Z, X-Z. Chức năng này cho phép tạo ra một hệ toạ độ địa phương tại nút được chọn, phục vụ cho việc mô tả điều kiện biên của gối nghiêng hay để xuất kết quả phản lực tại nút.

P1: nhập toạ độ một điểm bất kì trên trục x của hệ toạ độ địa phương của nút P2: nhập toạ độ của một điểm bằng cách dịch chuyển từ điểm P1 và song song với trục y của hệ toạ độ địa phương của nút.

Mô hình hoá các giai đoạn thi công

Trong ch−ơng trình này, các giai đoạn thi công đ−ợc thiết lập thông qua Nhóm Kết cấu, Nhóm điều kiện biên, và nhóm Tải trọng nhờ chức năng Kích hoạt (Activation) và Không kích hoạt (Deactivation) các phần tử liên quan. Theo đó, mỗi một giai đoạn sẽ tương ứng với các điều kiện hình học, điều kiện biên và tải trọng đ−ợc kích hoạt t−ơng ứng với mỗi một giai đoạn thi công. Một điểm khác biệt của ch−ơng trình Midas/ Civil so với các ch−ơng trình phân tích kết cấu khác là ở chỗ: ch−ơng trình Midas hỗ trợ việc mô hình hoá các giai đoạn thi công thông qua chức năng Additional Steps.

Về cơ bản, chức năng kích hoạt và không kích hoạt các điều kiện thay đổi nh− thêm hay phần tử, điều kiện biên và tải trọng đ−ợc thực hiện ở b−ớc đầu tiên của mỗi giai đoạn thi công.

Trình tự mô hình các giai đoạn thi công của một kết cấu tổng quát

Đây là giai đoạn tiến hành các phân tích đặc biệt nh− hoạt tải, phổ phản ứng. Do vậy, các giai đoạn thi công phải phản ánh đ−ợc sự thay đổi của hệ kết cấu theo kết cấu thực tế tương ứng với tiến độ xây dựng. Vì vậy, số lượng các giai đoạn thi công sẽ tăng lên theo số l−ợng các công trình kết cấu tạm.

Sự thay đổi kết cấu về mặt phần tử, điều kiện biên được định nghĩa ở bước đầu tiên trong mỗi giai đoạn thi công.

Mô hình các giai đoạn thi công cho một cầu đúc hẫng cụ thể .1 Phân chia các giai đoạn thi công

Trong một giai đoạn thi công, khi nhóm kết cấu và nhóm điều kiện biên là không thay đổi thì chức năng Addtional Steps cho phép định nghĩa các nhóm tải trọng tác dụng thay. Ví dụ trong quá trình thi công đúc hẫng một đốt dầm, có nhiều tải trọng tác dụng tại các thời điểm khác nhau lên cùng một nhóm kết cấu với cùng một nhóm điều kiện biên trong cùng một giai đoạn thi công. Để đơn giản cho quá trình mô hình hoá, thay vì chia giai đoạn thi công một đốt dầm thành nhiều giai đoạn thi công tương ứng với tiến độ thi công, chương trình Midas/ Civi hỗ trợ chức năng khai báo Addtional Steps trong cùng một giai đoạn thi công.

Deactivation: dùng trong tr−ờng hợp có sử dụng các kết cấu tạm, khi các nhóm kết cấu đ−ợc kích hoạt ở giai đoạn thi công tr−ớc không còn tồn tại trong giai. Để chương trình tự động gán trọng lượng bản thân của các kết cấu mới được phát sinh, cần phải định nghĩa THTT trọng l−ợng bản thân và chất tải ở Giai đoạn thi công đầu tiên (CS1). Lực thẳng đứng là trọng l−ợng của mỗi đốt dầm đ−ợc xây dựng ở đầu cánh hẫng trong mỗi một giai đoạn thi công và độ lệch tâm gây ra mômen uốn đ−ợc giả thiết là một nửa chiều dài.

Mô hình hoá hoạt tải

Độ lệch tâm mang dấu âm nếu làn xe ở phía bên trái đ−ờng tim cầu, mang dấu d−ơng nếu làn xe ở phía bên phải đ−ờng tim cầu. Forward: chỉ xét hướng của hoạt tải là từ đầu cầu đến cuối cầu Backward: chỉ xét hướng của hoạt tải là từ cuối cầu đến đầu cầu. Trong ví dụ này ta tiến hành cho hoạt tải tác động theo cả hai hướng : Both Selection by: xác định cách chọn các phần tử làn xe.

Chú ý: Trong Midas, còn hỗ trợ chức năng xác định các giá trị mô men âm lớn nhất và phản lực lớn nhất trên trụ trong cầu liên tục bằng cách gán vị trí gối cần xác định.

Mô hình hoá tĩnh tải phần 2

Number of Loaded Lanes: số làn xe tối đa chịu tác dụng của nhóm xe. Load Type : Chọn Uniform Load (tải trọng rải đều) Direction : Chiều dương của tải trọng : Global Z Value (giá trị của tại trọng).