Phần tửỷ neo moọt ủầu laứ caực goỏi duứng ủeồ laứm maĩu cho caực ủieồm ủụn. ẹãy laứ kieồu neo coự theồ chón tửứ menu Geometry hay click vaứo caực nuựt tửụng ửựng trẽn thanh cõng cú. Moọt vớ dú cuỷa vieọc duứng neo moọt ủầu laứ mõ hỡnh hoựa caực thanh giaống thaứnh caực taỏm tửụứng cóc, xem hỡnh 5a. Phần tửỷ neo moọt ủầu phaỷi luõn ủửụùc liẽn keỏt baống caực ủửụứng hỡnh hóc hieọn hửừu nhửng khõng cần thieỏt caực ủieồm hieọn hửừu. Moọt phần tửỷ neo moọt ủầu ủửụùc hỡnh dung nhử laứ chửừ T xoay ủầu. Chiều daứi cuỷa khung chửừ T khõng mang yự nghúa ủaởc bieọt. Maởc ủũnh, moọt phần tửỷ neo moọt ủầu ủửụùc ủaởt ụỷ vũ trớ 0 ủoọ (theo phửụng X). Baống caựch nhaỏn ủuựp vaứo giửừa chửừ T cửỷa soồ thuoọc tớnh neo seừ xuaỏt hieọn trong goực ủoọ coự theồ thay ủoồi. Goực nhaọp vaứo ủửụùc xaực ủũnh theo chiều kim ủồng hồ, baột ủầu tửứ trúc X.
Ngồi gĩc, độ dài t−ơng đ−ơng của neo cĩ thể đ−ợc đ−a vào từ cửa sổ những thuộc tính. Độ dài t−ơng đ−ơng đ−ợc định nghĩa nh− khoảng cách giữa điểm kết nối neo và điểm giả trong h−ớng dọc của mỏ neo, nơi sự chuyển vị đ−ợc giả thiết để là zêrơ.
Một phần tử neo cố định là một phần tử lị xo đàn hồi với một chiều daứi. Kết thúc của lị xo (đ−ợc định nghĩa bởi độ dài t−ơng đ−ơng và ph−ơng h−ớng) đ−ợc cố định.
Những thuộc tính cĩ thể đ−ợc nhập vào trong cơ sở dữ liệu vật liệu (xem 5.5). Những phần tử neo cố định cĩ thể đ−ợc ứng suất tr−ớc trong quá trình tính tốn dẻo sử dụng Staged construction nh− Loading input .
3.8 Đ−ờng hầm
Tùy chọn đ−ờng hầm cĩ thể sử dụng để tạo ra những đ−ờng hầm trịn và khơng trịn mà nĩ đ−ợc bao gồm trong mơ hình hình học. Một đ−ờng hầm là một sự hợp thành của những cung, mà chủ yếu đ−ợc định nghĩa bởi một bán kính và một sự tăng dần gĩc xuyên tâm (gĩc). Một đối t−ợng đ−ờng hầm cĩ thể đ−ợc l−u giữ trên đĩa cứng và đ−ợc bao gồm trong những dự án khác. Vài tùy chọn tính tốn đặc biệt sẵn sàng mơ phỏng xây dựng đ−ờng hầm. Tùy chọn đ−ờng hầm đ−ợc cĩ sẵn từ menu Geometry hoặc từ thanh cơng cụ.
Hình dạng đ−ờng hầm cơ bản
Sau khi sự lựa chọn một tùy chọn đ−ờng hầm phải chọn giữa ba hình dạng đ−ờng hầm cơ bản:
1. Đ−ờng hầm nguyên vẹn 2. Đ−ờng hầm nửa trái 3. Đ−ờng hầm nửa phải
Đ−ờng hầm nguyên vẹn cần phải đ−ợc sử dụng nếu hình dạng đ−ờng hầm đầy đủ đ−ợc tính đến trong mơ hình hình học. Một đ−ờng hầm một nửa cần phải đ−ợc sử dụng nếu mơ hình hình học chỉ tính đến một nửa đối xứng của vấn đề nơi mà đ−ờng đối xứng mơ hình hình học t−ơng ứng với đ−ờng đối xứng của đ−ờng hầm. Phụ thuộc vào cạnh của đ−ờng đối xứng đ−ợc sử dụng trong mơ hình hình học mà ng−ời dùng cần phải lựa chọn đ−ờng hầm nửa phải hoặc đ−ờng hầm nửa trái. Một đ−ờng hầm một nửa cĩ thể cũng sử dụng để định nghĩa những cạnh cong của một cấu trúc lớn hơn, chẳng hạn nh− một bể chứa ngầm. Những phần thẳng cịn lại của cấu trúc cĩ thể đ−ợc thêm trong vùng vẽ bằng cách sử dụng những đ−ờng hình học.
Bằng việc nhấn nút <Ok> cửa sổ trình thiết kế đ−ờng hầm đ−ợc mở. Trình thiết kế đ−ờng hầm
Sau sự lựa chọn hình dạng cơ bản đ−ờng hầm, trình thiết kế đ−ờng hầm xuất hiện nh−
là một cửa sổ riêng biệt nhập vào. Trình thiết kế đ−ờng hầm chứa đựng những mục sau (Xem hình 12)
Menu Tunnel:
Menu với những tùy chọn để mở và l−u giữ một đối t−ợng đ−ờng hầm và để thiết lập những thuộc tính cho đ−ờng hầm.
Thanh cơng cụ:
Thanh cơng cụ với những nút nh− những phím tắt để thiết lập những thuộc tính cho đ−ờng hầm.
Vùng hiển thị:
Vùng trong đĩ đối t−ợng đ−ờng hầm đ−ợc phác họa. Những cây th−ớc:
Những cây th−ớc chỉ báo kích th−ớc của đ−ờng hầm trong tọa độ địa ph−ơng. Gốc của hệ trục địa ph−ơng đ−ợc sử dụng nh− một điểm quy chiếu cho sự xác định vị trí của đ−ờng hầm trong mơ hình hình học.
Nhĩm hộp mặt cắt:
Hộp chứa đựng những tham số và những thuộc tính hình dạng của mặt cắt đ−ờng hầm đ−ợc chỉ báo.
Những tham số khác: Xem về sau.
Nút chuẩn:
Để xác nhận (OK) hoặc để hủy bỏ đ−ờng hầm đ−ợc tạo ra.
Hình 12 Trình thiết kế đ−ờng hầm với hình dạng chuẩn Mặt cắt đ−ờng hầm:
Một đ−ờng hầm đ−ợc bao gồm nhiều đoạn mặt cắt. Mỗi đoạn là một cung (phần của một vịng trịn), mà đ−ợc định nghĩa bởi một điểm tâm, một bán kính và một gĩc. Theo mặc định, đ−ờng hầm là vịng trịn và bao gồm 6 đoạn (3 đoạn cho một nửa của đ−ờng hầm). Đoạn đầu tiên bắt đầu tại điểm thấp nhất trên trục tung địa ph−ơng (- 900 ) và đi theo h−ớn ng−ợc chiều kim đồng hồ. Vị trí của điểm thấp nhất này (điểm xuất phát của đoạn đầu tiên) đ−ợc xác định bởi những tọa độ của tâm và bán kính. Điểm kết thúc của đoạn đầu tiên đ−ợc xác định bởi gĩc. Điểm xuất phát của một đoạn tiếp theo trùng với điểm kết thúc của đoạn tr−ớc. Trong điểm kết nối này, hai đoạn cĩ cùng đ−ờng xuyên tâm (bình th−ờng của đoạn đ−ờng hầm), nh−ng khơng tất yếu là cùng bán kính (Xem hình 13). Điểm tâm của đoạn tiếp theo đ−ợc định vị trên đ−ờng xuyên tâm này và vị trí chính xác tính theo bán kính của đoạn.
Bán kính và gĩc của đoạn cuối cùng đ−ợc xác định sao cho đ−ờng xuyên tâm cuối trùng lại với trục tung.
Hình 13 Chi tiết của điểm kết nối giữa hai đoạn đ−ờng hầm
Với đ−ờng hầm nguyên vẹn thì điểm bắt đầu của đoạn đầu tiên cần phải trùng với điểm kết thúc của đoạn cuối cùng. Cái này ch−a tự động đ−ợc bảo đảm. Khoảng cách giữa điểm bắt đầu và điểm kết thúc (trong những đơn vị của chiều dài) đ−ợc định nghĩa nh− lỗi đĩng. Một lỗi đĩng cuối cùng đ−ợc chỉ báo trên dịng trạng thái của trình thiết kế đ−ờng hầm. Khi một lỗi đĩng quan trọng tồn tại thì thật thận trọng kiểm tra dữ liệu đoạn.
Số l−ợng đoạn tính theo từ tổng của những gĩc đoạn. Cho những đ−ờng hầm nguyên vẹn tổng của các gĩc là 360o và cho những đ−ờng hầm một nửa tổng này là 180o. Gĩc cực đại của một đoạn là 89.999o. Gĩc của đoạn cuối cùng khơng thể lớn hơn gĩc cần hồn thành đ−ờng hầm. Nếu gĩc của đoạn cuối cùng đ−ợc giảm bớt, một đoạn mới tự động đ−ợc tạo ra vào lúc cuối. Nếu gĩc của một đoạn trung gian đ−ợc giảm bớt, gĩc của đoạn cuối cùng là đ−ợc tăng bởi cùng l−ợng, cho đến khi gĩc cực đại đ−ợc đạt đến. ở trên xa hơn nữa sự giảm của gĩc đoạn trung gian một đoạn mới sẽ đ−ợc tạo ra. Nếu gĩc của một trong những đoạn đ−ờng hầm trung gian đ−ợc tăng, gĩc của đoạn đ−ờng hầm cuối cùng thì tự động đ−ợc giảm bớt. Điều này cĩ thể dẫn đến sự loại bỏ của đoạn cuối cùng.
Lớp đá lĩt và mặt phân giới đ−ờng hầm
Cho mỗi đoạn đ−ờng hầm một đá lĩt hoặc mặt phân giới cĩ thể đ−ợc thêm vào bởi việc lựa chọn trong những hộp kiểm tra t−ơng ứng. Một lớp đá lĩt đ−ờng hầm là chỉ là một dầm cong. Những thuộc tính lớp đá lĩt cĩ thể đ−ợc chỉ rõ trong cơ sở dữ liệu vật liệu cho những dầm. Một mặt phân giới đ−ờng hầm là một mặt cong bên ngồi của đ−ờng hầm mà đ−ợc sử dụng để mơ phỏng sự t−ơng tác giữa lớp đá lĩt đ−ờng hầm và đất lân cận.
Một lớp đá lĩt và mặt phân giới cĩ thể trực tiếp đ−ợc gán cho tất cả các đoạn đ−ờng hầm bởi việc kích vào những nút t−ơng ứng trong thanh cơng cụ hoặc bởi việc lựa chọn những tùy chọn t−ơng ứng trong menu Edit của trình thiết kế đ−ờng hầm. Cũng cĩ những tùy chọn để xố lớp đá lĩt đầy đủ và/hoặc mặt phân giới đầy đủ.
Đ−ờng hầm đối xứng:
Tùy chọn Symmetric tunnel chỉ thích ứng cho những đ−ờng hầm nguyên vẹn. Khi tùy chọn này đ−ợc lựa chọn, đ−ờng hầm đ−ợc làm đối xứng hồn tồn. Trong tr−ờng hợp này những thủ tục nhập vào là t−ơng tự nh− những cái đ−ợc sử dụng khi nhập vào một nửa đ−ờng hầm (nửa phải). Nửa trái của đ−ờng hầm đ−ợc làm bằng nửa phải.
Đ−ờng hầm trịn:
Khi thay đổi bán kính của một trong những đoạn đ−ờng hầm, đ−ờng hầm khơng cịn là vịng trịn. Để làm cho đ−ờng hầm trịn trở lại, nút < Make circular> cĩ thể đ−ợc sử dụng. Cách khác, ta cĩ thể sử dụng tùy chọn Make tunnel circular từ menu Edit hoặc t−ơng ứng là nút trong thanh cơng cụ. Nếu tùy chọn này đ−ợc lựa chọn, tất cả các đoạn đ−ờng hầm sẽ đ−ợc gán bán kính của đoạn đ−ờng hầm đầu tiên.
Sự thu nhỏ:
Tham số Contraction cĩ thể sử dụng để mơ phỏng sự mất mát thể tích trong đất trong quá trình xây dựng đ−ờng hầm. Một sự thu nhỏ cĩ thể chỉ đ−ợc chỉ rõ cho những đ−ờng hầm trịn (tất cả các mặt cắt cĩ cùng bán kính) với một lớp đá lĩt đ−ờng hầm đồng tính.
Tham số Contraction đ−ợc định nghĩa nh− sự giảm của tiết diện đ−ờng hầm nh− một phần của tiết diện đ−ờng hầm nguyên bản. Giá trị đ−ợc nhập vào của phần này cần phải đ−ợc chỉ rõ trong thiết kế đ−ờng hầm. Thủ tục thu nhỏ cĩ thể đ−ợc kích cho hoạt trong sự tính tốn dẻo là sử dụng những số nhân McontrA và McontrB (xem 4.6.1). Sự kích hoạt của thủ tục này dẫn đến sự đồng 'co lại' của lớp đá lĩt đ−ờng hầm, làm giảm bớt diện tích mặt cắt đ−ờng hầm.
Lớp đá giữ đất đồng nhất:
Nhiều đ−ờng hầm cĩ một lớp đá giữ đất với một bề dày khơng thay đổi và nhiều hoặc ít hơn những tính chất cứng nhắc đồng tính qua lớp vải lĩt đầy đủ. Hộp kiểm tra Homogeneous lining cĩ thể đ−ợc sử dụng để chỉ báo những thuộc tính lớp đá lĩt của tất cả các mặt cắt đ−ờng hầm là bằng nhau. Khi tùy chọn này đ−ợc lựa chọn những thuộc tính lớp đá lĩt, nh− đ−ợc chứa trong tập dữ liệu của dầm, cĩ thể đ−ợc gán cho tất cả các mặt cắt lớp đá lĩt ngay lập tức. Khi tùy chọn này ch−a đ−ợc lựa chọn, những tập dữ liệu dầm cần gán cho tất cả các mặt cắt riêng lẻ. Cái đĩ cho phép sự sử dụng của những tập dữ liệu khác nhau cho ngững mặt cắt riêng lẻ.
Bao gồm đ−ờng hầm trong mơ hình hình học
Sau khi click nút <OK>, cửa sổ thiết kế đ−ờng hầm đĩng lại và cửa sổ chính nhập vào đ−ợc hiển thị trở lại. Một ký hiệu vịng trịn đ−ợc gắn với con trỏ để nhấn mạnh rằng điểm xác định đ−ờng hầm phải đ−ợc lựa chọn. Điểm xác định sẽ là điểm nơi gốc của trục toạ độ địa ph−ơng của đ−ờng hầm đ−ợc định vị. Khi điểm này đ−ợc xác định bởi việc click chuột hoặc bởi việc nhập những tọa độ trong đ−ờng đ−ợc nhập vào bằng tay, đ−ờng hầm đ−ợc bao gồm trong mơ hình hình học.
Chỉnh sửa một đ−ờng hầm hiện hữu
Một đ−ờng hầm hiện hữu cĩ thể đ−ợc chỉnh sửa bởi việc nhấn đúp điểm quy chiếu của nĩ. Kết quả là cửa sổ thiết kế đ−ờng hầm lại xuất hiện cho thấy đ−ờng hầm hiện hữu. Bây giờ những việc chỉnh sửa mong muốn cĩ thể đ−ợc thực hiện. Với việc click nút <OK> đ−ờng hầm cũ đ−ợc xĩa bỏ và đ−ờng hầm mới ngay lập tức đ−ợc thay thế trong mơ hình hình học sử dụng điểm quy chiếu nguyên bản. Chú ý rằng những tập hợp thuộc tính vật liệu đ−ợc gán tr−ớc đĩ phải đ−ợc gán lại sau khi chỉnh sửa đ−ờng hầm.
4 Tải và những điều kiện biên
Menu Loads chứa đựng các thanh cơng cụ cần sử dụng để đ−a vào các loại tải phân bố (các lực kéo), tải tập trung và các chuyển vị c−ỡng bức trong mơ hình hình học. Các loại tải và chuyển vị c−ỡng bức cĩ thể đ−ợc áp dụng bên trong mơ hình cũng nh− ở điều kiện biên mơ hình.
4.1 Các chuyển vị c−ỡng bức.
Chuyển vị c−ỡng bức là điều kiện đặc biệt mà cĩ thể tác động đến các phần tử kết cấu nhằm để điều chỉnh sự chuyển vị của các phần tử này. Chuyển vị c−ỡng bức cĩ thể đ−ợc lựa chọn trong menu Loads hoặc kích vào nút t−ơng ứng trong thanh cơng cụ. Số liệu nhập vào của chuyển vị c−ỡng bức trong mơ hình hình học t−ơng tự nh− sự tạo thành của các phần tử kết cấu (xem 3.1). Theo mặc định, những giá trị đ−ợc nhập vào của chuyển vị c−ỡng bức đ−ợc chỉ định sao cho sự chuyển vị theo ph−ơng ngang là zêrơ (Ux = 0) và sự chuyển vị là một đơn vị theo h−ớng ng−ợc h−ớng thẳng đứng (Uy = -1). Chú ý rằng những giá trị này là những giá trị chỉ đ−ợc nhập vào. Độ lớn của chuyển vị c−ỡng bức trong quá trình tính tốn là kết qủa từ số liệu đ−ợc nhập vào và hệ số tải trọng t−ơng ứng. Chuyển vị c−ỡng bức đ−ợc đIều chỉnh bằng các hệ số tải trọng Mdispl và ∑Mdispl. Trong quá trình tính tốn, các lực tác dụng t−ơng ứng với các chuyển vị c−ỡng bức theo h−ớng X và Y đ−ợc tính tốn và l−u trữ nh− những thơng số đầu ra.
Những giá trị đ−ợc nhập vào của chuyển vị c−ỡng bức cĩ thể đ−ợc thay đổi bằng cách nhấn đúp vào kết cấu t−ơng ứng và lựa chọn chuyển vị c−ỡng bức đ−ợc chỉ định từ cửa sổ dialog. Theo kết quả, một cửa sổ chuyển vị c−ỡng bức xuất hiện để nhập giá trị chuyển vị cả hai điểm cuối của kết cấu cĩ thể đ−ợc thay đổi.. sự phân phối lực luơn luơn tuyến tính dọc kết cấu. Giá trị đ−ợc nhập vào phải trong phạm vi [- 9999, 9999 ]. Trong tr−ờng hợp mà một trong những ph−ơng h−ớng chuyển vị đ−ợc chỉ định theo ph−ơng h−ớng khác tự do, cĩ thể sử dụng hộp kiểm tra trong nhĩm những ph−ơng h−ớng tự do để chỉ báo ph−ơng h−ớng nào là tự do. Các nút theo ph−ơng đứng cĩ thể đ−ợc sử dụng để tác dụng một chuyển vị c−ỡng bức một đơn vị theo ph−ơng vuơng gĩc với kết cấu. H−ớng chuyển vị cho các kết cấu bên trong về phía phải của kết cấu.(cho rằng kết cấu từ điểm đầu đến điểm hai). H−ớng chuyển vị các kết cấu tại biên mơ hình thì h−ớng về bên trong mơ hình.
Trên phần tử kết cấu nơi mà cả chuyển vị c−ỡng bức và các loại lực kéo đ−ợc gán vào, các chuyển vị c−ỡng bức đ−ợc xét tr−ớc các tải trọng kéo trong suốt quá trình tính tốn, dù những chuyễn vị c−ỡng bức khơng hoạt động (∑Mdisp = 0). Mặt khác, khi chuyển vị c−ỡng bức đ−ợc đ−a vào trong kết cấu ngàm cố định, thì tính cố định đ−ợc xét tr−ớc chuyển vị, cĩ nghĩa là chuyển vị trên kết cấu là 0. Vì vậy, thật khơng hữu ích để áp dụng chuyển vị c−ỡng bức cho loại kết cấu ngàm cố định.
4.2 Tính ngàm
Kết cấu ngàm thì chuyển vị c−ỡng bức bằng zêrơ. Những điều kiện này cĩ thể đ−a vào trong kết cấu cũng nh− cho các điểm. Kết cấu ngàm cĩ thể đ−ợc lựa chọn từ menu Loads. Những khác biệt cĩ thể cĩ giữa ngàm theo ph−ơng ngang (Ux = 0) và ngàm theo ph−ơng đứng (Uy = 0). Ngồi ra, kết cấu ngàm cĩ thể là ngàm tồn bộ, điều mà cĩ một sự kết hợp cả hai ph−ơng ngàm (Ux = Uy = 0). Về một ph−ơng diện hình học nơi mà tính chất ngàm đ−ợc sử dụng nh− một điều kiện, và đ−ợc xét tr−ớc điều kiện về các loại lực khác trong quá trình tính tốn.
Chuyển vị c−ỡng bức và giao diện chung
Để đ−a ra một sự chuyển tiếp rõ rệt trong các loại chuyển vị c−ỡng bức khác nhau hoặc giữa chuyển vị c−ỡng bức và ngàm. Điều đĩ cần thiết phải đ−a nút vào vị trí trực giao với kết cấu. Kết quả là độ lớn giữa hai chuyển vị c−ỡng bức khác nhau là zêrơ. Nếu khơng cĩ giao diện nào đ−ợc sử dụng thì sự chuyển tiếp sẽ xuất hiện bên trong một trong những phần tử nối tới điểm chuyển tiếp. Từ đây, vị trí chuyển tiếp sẽ đ−ợc xác định bởi kích th−ớc của phần tử và nĩ thì khơng rõ rệt.
Hình 14 Mơ hình khép kín sử dụng mặt cắt. 4.3 Tính ngàm chuẩn
Việc lựa chọn tính ngàm chuẩn từ menu Loads hoặc bởi việc kích vào nút