2 Mụ hỡnh hoỏ cỏc tỏc động lờn kết cấu (với kết cầu cầu)
2.4.1 Trình tự khai báo hoạt tải
2.4.1.1 Chọn tiêu chuẩn hoạt tải.
Có 2 cách gọi lệnh:
Nháy chuột phải vào màn hình chính của ch−ơng trình, trong mục Load... chọn Moving Load Analysis Data, chọn Moving Load Code...
Trong mục Moving Load Code: chọn một tiêu chuẩn bất kì từ danh sách sổ xuống. Trong ví dụ đang xét, ta chọn tiêu chuẩn hoạt tải là ASSHTO LRFD
2.4.1.2 Khai báo làn xe
Load\ Moving Load Analysis Data\ Traffic Line Lane Xuất hiện hộp thoại.
Add: định nghĩa một làn xe mới
Modify: thay đổi một số tính chất của làn xe đ−ợc chọn.
Delete: xoá một làn xe đ−ợc chọn
Copy: tạo một làn xe mới giống làn xe đ−ợc chọn.
Lane Name (nhập tên làn xe) : phai1
Traffic Lane Properties (xác định các đặc điểm của làn xe). Eccentricity: (nhập độ lệnh tâm của làn xe) : 1.875 m
Độ lệch tâm đ−ợc định nghĩa là khoảng cách từ tim của làn xe đến tim cầu. 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.
Vehicular Load Distribution: xác định ph−ơng pháp tính hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải.
Lane Element: Tải trọng xe cộ tác dụng lên các phần tử làn xe theo độ lệch tâm.
Cross Beam Group: xác định tên của Nhóm kết cấu t−ơng ứng với dầm ngang. Skew: xác định góc nghiêng giữa điểm đầu và điểm cuối của cầu.
Trong ví dụ này ta chọn ph−ơng pháp xác định hệ số phân bố ngang là Lane Element
Moving Direction: xác định h−ớng của hoạt tải.
Forward: chỉ xét h−ớng của hoạt tải là từ đầu cầu đến cuối cầu
Backward: chỉ xét h−ớng của hoạt tải là từ cuối cầu đến đầu cầu.
Both: xét cả hai h−ớng trên.
Trong ví dụ này ta tiến hành cho hoạt tải tác động theo cả hai h−ớng : Both
Selection by: xác định cách chọn các phần tử làn xe.
points: các phần tử làn xe đ−ợc gán là phần tử dầm nằm trên một đ−ờng thẳng đi qua 2 điểm. Điểm đầu tiên là điểm Bắt đầu.
Picking: gán phần tử làn xe bằng chuột. Điểm đ−ợc chọn đầu tiên đ−ợc gán là điểm Bắt đầu.
Number: Nhập số hiệu phần tử t−ơng ứng với phần tử làn xe. Điểm đ−ợc nhập đầu tiên đ−ợc gán là điểm bắt đầu.
Trong ví dụ này ta chọn ph−ơng pháp nhập phần tử làn qua điểm đầu và điểm cuối (points) : điểm đầu : (0,0,0) ; điểm cuối (270,0,0).
Operation:
Add: Nhập phần tử làn xe đ−ợc chọn với độ lệch tâm và hệ số xung kích đ7 định nghĩa.
Insert: Chèn phần tử làn xe đ−ợc chọn vào giữa các phần tử làn xe đ7 đ−ợc định nghĩa tr−ớc đó.
Delete: Chọn và xoá phần tử làn xe cuối cùng trong hộp thoại
Chú ý:
Các phần tử làn xe phải đ−ợc nhập liên tục theo h−ớng di chuyển của dòng xe.
Khi chọn phần tử bằng lựa chọn 2 points và Picking, không cần nhấn nút Add hoặc Insert.
2.4.1.3 Định nghĩa tải trọng xe
Load\ Moving Load Analysis Data\ Vehicles
Add Standard: nhập tải trọng xe theo một số tiêu chuẩn.
Add User Defined: nhập tải trọng xe theo yêu cầu của ng−ời sử dụng.
Modify: thay đổi một số đặc điểm của loại xe đ−ợc chọn
Delete: xoá loại xe đ−ợc chọn.
Trong ví dụ này, ta tiến hành nhập tổ hợp tải trọng a. HL93K : Xe 3 trục + tải trọng làn b. HL93M : Xe 2 trục + tải trọng làn
Chọn nút Add Standard.
Standard Name: chọn AASHTO LRFD LOAD từ danh sách sổ xuống.
Vehicular Load Properties
Vehicular Load Name: nhập tên loại xe : HL-93TRK (xe 3 trục)
Vehicular Load Type: chọn tên loại xe trong danh sách sổ xuống> HL-93TDM Dynamic Load Allowance> 25
Nhấn OK.
Để khai báo tải trọng xe 2 trục + tải trọng làn , ta thực hiện t−ơng tự, thay Vehicular Load Name : “HL-93TDM” (xe 2trục)
Vehicular Load Type : “HL-93TDM”
Trong tr−ờng hợp cần khai báo đoàn xe H30 theo 22TCN 18-79 ta làm nh− sau:
Trong mục Load Type:
Truck/ Lane: nhập tải trọng trục xe/ làn xe.
Train Load: nhập tải trọng của đoàn tàu. Vehicular Properties:
Vehicular Load Name > H30
Trong mục Truck Load: định nghĩa tải trọng trục xe. Tại dòng P#: nhập tải trọng trục xe thiết kế> 6 (tonf)
Tại dòng D#: nhập khoảng cách giữa các tải trọng trục thiết kế > 6 (m) Nhấn nút Add. Tại dòng P# > 12 Tại dòng D# > 1.6 Nhấn nút Add. Tại dòng P# > 12 Tại dòng D# > 10 Nhấn nút Add. Tại dòng P# > 12 Tại dòng D# > 1.6 Nhấn nút Add.
Tại dòng P# > 12 Tại dòng D# > 10 Nhấn nút Add.
... Lặp lại các b−ớc trên cho đến khi bố trí đủ số xe trong đoàn xe H30 trên toàn chiều dài cầu.
Trong mục Lane Load: định nghĩa tải trọng làn w: tải trọng làn xe rải đều> 0
PL: tải trọng tập trung trong tải trọng làn
PLM: tải trọng tập trung trong tải trọng làn dùng để tính mômen.
PLV: tải trọng tập trung trong tải trọng làn dùng để tính lực cắt.
Nhấn OK.
2.4.1.4 Định nghĩa nhóm xe
Load\ Moving Load Analysis Data\ Vehicle Classes
Nút Add: tạo một nhóm xe mới
Modify: điều chỉnh nhóm xe đ−ợc chọn
Delete: xoá nhóm xe đ−ợc chọn.
Khi nháy nút Add (hoặc Modify), xuất hiện hộp thoại Vehicle Class Data:
Tại dòng Vehicle Class Name: nhập tên nhóm tải trọng cần định nghĩa > Xe 3 trục &làn
Trong cột Vehicle Load, chọn loại xe đ7 đ−ợc định nghĩa trong danh sách và nhấn
nút : “HL-93TRK”
Nhấn OK.
Làm t−ơng tự, ta khai báo đ−ợc nhóm tải trong : xe 2 trục + làn
2.4.1.5 Định nghĩa tr−ờng hợp tải trọng hoạt tải: Load\ Moving Load Analysis Data\ Moving Load Cases Load\ Moving Load Analysis Data\ Moving Load Cases
Trong mục Load Case Name: nhập tên THTT hoạt tải > “hoattai272-05”
Description: mô tả về THTT hoạt tải : “hoat tai tac dung len cau”
Multiple Presence Factor: hệ số làn xe
Theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05, hệ số làn xe đ−ợc quy định trong điều 3.6.1.1.2 nh− sau: Số làn chất tải Hệ số làn 1 1.2 2 1 3 0.85 >3 0.65
Sub- Load Cases: lựa chọn loại hoạt tải và làn xe mà hoạt tải tác dụng trong một THTT hoạt tải.
Loading Effect: lựa chọn kiểu tổ hợp tải trọng do hoạt tải.
Combined: Tổng hợp các tải trọng do hoạt tải.
Independent: Tác dụng tải trọng riêng rẽ.
Trong ví dụ này, ta cần kiểm tra tác động riêng rẽ của HL-93TDM và HL-93TRK nên chọn “Independent”
Chú ý: Khi chọn Independent, ta có thể kiểm tra đ−ợc biểu đồ bao của mỗi một tr−ờng hợp tải trọng hoạt tải.
Nút Add: tạo một nhóm xe mới hoặc thêm vào một nhóm xe trong THTT hoạt tải. Nút Modify: thay đổi nhóm xe đựơc chọn.
Nút Delete: xoá nhóm xe đ−ợc chọn
Khi nhấn nút Add để chọn một nhóm xe hoặc nhấn nút Modify sau khi chọn một nhóm xe, hộp thoại Sub-Load Case xuất hiện:
Load Case Data:
Vehicle Class: chọn nhóm xe từ danh sách sổ xuống
Để khai báo nhóm xe 3 trục + tải trọng làn, ta chọn “VC :3 truc& lan” Để khai báo nhóm xe 3 trục + tải trọng làn, ta chọn “VC :2 truc& lan”
Scale Factor: hệ số tỉ lệ, th−ờng lấy bằng 1.
Min. Number of Loaded Lanes: số làn xe tối thiểu chịu tác dụng của nhóm xe.
Max. Number of Loaded Lanes: số làn xe tối đa chịu tác dụng của nhóm xe. (1) ( Do ở đây ta chỉ khai báo tạm thời một làn)
Assignment Lanes: lựa chọn làn xe chịu tác dụng của nhóm xe.
Chọn làn xe trong cột List of Lanes, nhấn nút (phai1)
Nhấn OK.
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.
Load\ Moving Load Analysis Data\ Lane Support-Negative Moment at Interior Piers.
Load\ Moving Load Analysis Data\ Lane Support-Reations at Interior Piers
2.5 Mụ hỡnh hoỏ tĩnh tải phần 2
Tĩnh tải phần 2 bao gồm tải trọng của lớp phủ mặt cầu, lan can, gờ chắn và cỏc thiết bị chiếu sỏng, phũng hộ trờn cầu.
Tĩnh tải này được khai bỏo dưới dạng Element Beam Load như sau :
Chọn Stage CS20
Khai bỏo Element Beam Loads như sau :
Load\Element Beam Loads
Load Case Name ( Tờn tổ hợp tải trọng) : Dead Load 2
Load Group Name ( Tờn nhúm tải trọng ) : 2nd
Option :
Add : Thờm
Replace : thay thế
Delete : Xoỏ Ởđõy ta chọn Add
Load Type : Chọn Uniform Load (tải trọng rải đều)
Direction : Chiều dương của tải trọng : Global Z
Value (giỏ trị của tại trọng) Chọn Absolute , w = -10kN/m
(giỏ trị khụng đổi, độ lớn bằng 10 kN/m hướng ngược chiều trục Z) Sau khi mụ hỡnh, ta được tĩnh tải phần hai rải đều tỏc dụng lờn dầm như sau :
3 Tổ hợp tải trọng
Trình tự tổ hợp tải trọng:
Từ Menu Result\ Combination...
Có 4 loại tổ hợp tải trọng
General: tổ hợp các THTT đơn vị và phân tích khả năng khai thác hoặc kết quả phân tích không theo một tiêu chuẩn thiết kế nào.
Steel Design: tổ hợp tải trọng để thiết kế các cấu kiện thép theo các tiêu chuẩn kỹ thuật về thép.
Concrete Design: tổ hợp tải trọng để thiết kế các cấu kiện bêtông theo các tiêu chuẩn kỹ thuật về bêtông
SRC Design: tổ hợp tải trọng phục vụ cho công tác thiết kế các cấu kiện SRC theo các tiêu chuẩn kỹ thuật về SRC.
Khi lựa chọn General Tab:
Trong mục Load Combination List:
Trong cột Name: nhập tên của tổ hợp tải trọng Trong cột Active:
Active: tổ hợp tải trọng này sẽ đ−ợc tính toán trong giai đoạn Post-Processing mode. Inactive: tổ hợp tải trọng này sẽ không đ−ợc tính toán trong giai đoạn Post-Processing mode.
Type: chọn ph−ơng pháp tổ hợp tải trọng
Add : xác định giá trị tổng đại số các kết quả phân tích.
Envelope: xác định giá trị lớn nhất, nhỏ nhất và giá trị đại số lớn nhất của mỗi một kết quả phân tích.
ABS: xác định tổng các gía trị tuyệt đối.
SRSS: xác định căn bậc hai của tổng bình ph−ơng các kết quả phân tích.
Trong mục Load Cases and Factors
Load Case: chọn THTT có sẵn hoặc đ7 định nghĩa tr−ớc đó. Factor: nhập hệ số tải trọng t−ơng ứng với từng THTT Nhấn nút Close.
4 Đặt yờu cầu tớnh toỏn, chạy chương trỡnh 5 Quản lý kết quả thu được 5 Quản lý kết quả thu được
5.1 Kiểm tra các thông số đầu vào: 5.1.1 Chức năng Display 5.1.1 Chức năng Display
Có các cách gọi lệnh: Menu View\ Display...
Nháy vào biểu t−ợng trên thanh công cụ. Xuất hiện hộp thoại:
5.1.2 Chức năng Display Option
Thay đổi các thông số hiển thị trên màn hình ch−ơng trình về màu nền, về font hay kích cỡ... - Menu View\ Display...
- Nháy vào biểu t−ợng trên thanh công cụ.
Query Nodes: kiểm tra các thông tin về nút bao gồm số hiệu nút, toạ độ nút và các thuộc tính của nút.
5.2 Xem kết quả nội lực từng giai đoạn thi công. Từ Menu Result: Từ Menu Result:
Ví dụ để xem biểu đồ kết quả nội lực trong phần tử dầm ở CS13 ( giai đoạn thi công số 13) Menu Result\ Forces...\ Beam Diagrams
Chọn Stage : CS13
Biều đồ mômen ở giai đoạn C20 (tĩnh tải phần 2) nh− sau :
Trong mục Load Cases/ Combination: chọn tr−ờng hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng cần xem kết quả từ danh sách sổ xuống.
Component: lựa chọn thành phần nội lực cần xem.
Fx: lực dọc trục theo ph−ơng x của hệ toạ độ ECS.
Fy: lực cắt theo ph−ơng y của hệ toạ độ ECS.
Fz: lực cắt theo ph−ơng z của hệ toạ độ ECS.
Fyz: thể hiện đồng thời lực cắt theo ph−ơng trục y và trục z của hệ toạ độ ECS.
Mx: mômen quay quanh trục x của hệ toạ độ ECS.
My: mômen uốn quanh trục y của hệ toạ độ ECS. Mz: mômen quay quanh trục z của hệ toạ độ ECS.
Myz: mômen uốn, My và Mz xuất hiện đồng thời.
points: xuất kết quả tại 5 điểm trên phần tử dầm.
No Fill: chỉ thể hiện đ−ờng bao giá trị nội lực.
Line Fill: xuất biểu đồ nội lực các đ−ờng thẳng màu khác nhau.
Solid Fill: xuất biểu đồ nội lực đ−ợc tô bởi các mặt phẳng màu khác nhau.
Type of Display: lựa chọn kiểu trình bày kết quả.
Contour: vẽ dạng biểu đồ nội lực theo các giá trị. Value: thể hiện giá trị nội lực tại các điểm.
Animate: mô phỏng động học nội lực trong phần tử dầm.
Mirrored: xác định kết quả của toàn bộ kết cấu bằng cách kéo dài kết quả khi
phân tích một nửa hoặc một phần t− mô hình kết cấu qua mặt phẳng đối xứng.
Deform: thể hiện hình dáng của kết cấu khi bị biến dạng d−ới tác dụng của tải trọng.
Legend: Xuất bảng kết quả nội lực theo màu của đ−ờng thẳng trên biểu đồ nội lực.
Undeformed: thể hiện hình dáng khi không bị biến dạng của kết cấu.
5.3 Xuất kết quả nội lực do hoạt tải
5.3.1 Kết quả đường ảnh hưởng tại một mặt cắt bất kỳ Results\ Influence Line \ Beam Forces/ Moments... Results\ Influence Line \ Beam Forces/ Moments...
Kết qủa đường ảnh hưởng mụmen My tại điểm đầu phần từ 1038
5.4 Xuất kết quả nội lực do hoạt tải
Một ưu điểm nổi bật của chương trỡnh Midas là cú thể xuất kết quả nội lực do hoạt tải cú kốm theo vị trớ đặt tải trờn đường ảnh hưởng, cho phộp kiểm tra cũng như quan sỏt kết quả một cỏch trực quan.
Results\ Moving Load Tracers\ Beam Forces/ Moments...
5.4.1 Kết quả mụmen lớn nhất do hoạt tải gõy ra tại một mặt cắt như
sau:
Moving Load Cases: THTT hoạt tải > MVmax: lan2
Key Element: phần tử xuất kết quả > 1038 Scale Factor: hệ số tỉ lệ thể hiện kết quả > 4 Parts: vị trớ xuất kết quả trờn phần tửđược chọn i: điểm đầu phần tử j: điểm cuối phần tử Chọn i Components: thành phần nội lực
Fx: lực thẳng đứng theo phương x của hệ toạđộ ECS Fy: : lực thẳng đứng theo phương y của hệ toạđộ ECS Fz: lực thẳng đứng theo phương z của hệ toạđộ ECS Mx: mụmen quay quanh trục x của hệ toạđộ ECS My: mụmen quay quanh trục x của hệ toạđộ ECS Mz: mụmen quay quanh trục x của hệ toạđộ ECS
Type of Display Contour: dạng biểu đồ
Legend: cú bảng kết quả chi tiết
Applied Load: xuất kết quả nội lực cú thể hiện vị trớ đặt tải của hoạt tải
Include Impact Factor: cú xột đến hệ số xung kớch
Maximum Value: giỏ trị nội lực lớn nhất
5.4.2 Kết qủa lực cắt nhỏ nhất tại một mặt cắt dưới tỏc dụng của HL 93M: 93M:
( Xột mặt cắt đầu phần từ 1038)
5.5 Một số ph−ơng pháp xuất file kết quả d−ới dạng text hoặc hình vẽ (Bằng các lệnh Export, Print...) các lệnh Export, Print...)
Xuất kết quả dạng Text (Text Editor)
Chọn Font và khổ giấy
View\ Configure... Page Split
Trình bày tiêu đề trang
File\ Header &Footer Setup...
Định trang in
File\ Page Setup...
Xem trang in