6.1.1. Yêu cầu bài toán
Vật liệu bê tông: E = 5000ksi, Hệ số possion = 0.2 Mặt cắt: Trụ: A=40 ft2; I = 400 ft3AS = 30 ft2
Dầm: A=35ft2; I = 500 ft3; AS = 12 ft2
Tải trọng di động: Số làn xe: 2 làn
Kiểm tra với trường hợp bất lợi nhất : tải trọng xe tải HS20-44 + tải trọng làn HS20-44L trên mỗi làn đồng thời.
Sử dụng phương pháp phân tích chính xác. Nhiệm vụ:
Chọn chế độ output segments cho phân tích dầm là 2. Kiểm tra đường ảnh hưởng chuyển vị đứng tại A đối với trường hợp tải trọng trên lane 1. Kiểm tra M33 trong dầm với tải trọng lane 1. Đặt output segments phần tử dầm là 10. Xem lại đường ảnh hưởng chuyển vị và mô men.
Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta
Bài này rèn luyện các kỹ năng sau:
Sử dụng chức năng Divide Frames
Khai báo Bridge Loads
Output Stations
Hướng dẫn
1. Nhấn vào File menu > New Model để hiển thị hộp thoại
New Model.
2. Nhấn drop-down box để chuyển hệ đơn vị sang dạng .
1. Kích chọn 2D Frame để hiển thị hộp thoại 2D Frames. Trong hộp thoại này:
Chọn Portal từ 2D Frames Type drop-down list.
Gõ 1 vào ô Number of Stories.
Gõ 3 vào ô Number of Bays.
Gõ 70 vào ô Story Height.
Gõ 100 vào ô Bay Width.
Không chọn Restraints check box.
Kích vào OK.
4. Đóng cửa sổ hiển thị 3-D View.
5. Kích vào Set Display Options (hoặc vào View menu > Set Display
Options) để hiển thị hộp thoại Display Options for Active Window. Trong hộp thoại này:
Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta
Check Labels trong vùng Joint.
Check Labels trong vùng Frames/Cables/Tendons.
Kích vào OK. 6. Xoá thanh số 1 và 4. 7. Chọn nút 2, 3, 5 và 8.
8. Kích vào Assign menu > Joint > Restraints để hiển thị hộp thoại Joint Restraints. Trong hộp thoại này:
Check Translation 1, 2 và 3 .
Kích vào OK. 9. Chọn nút 5.
10. Kích vào Edit menu > Move để hiển thị hộp thoại Move. Trong hộp thoại này:
Gõ 20 vào ô Delta Z.
Kiểm tra 0 đã được điền vào ô Delta X và Delta.
Kích vào OK.
11. Chọn phần tử thanh 5, 6 và 7.
12. Kích vào Edit menu > Divide Frames để hiển thị hộp thoại
Divide Chọned Frames.
13. Điền các giá trị vào như hình và kích vào OK.
14. Chọn phần tử thanh 8 đến13
15. Kích vào Assign menu > Frame/Cable/Tendons > Output Stations để hiển thị hộp thoại Assign Output Station Spacing. Trong hộp thoại này:
Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta
Gõ 3 vào ô Min Number Stations (ứng với 2 phần tử).
Kích vào OK.
16. Nhấn Show Undeformed để hiển thị hình dạng ban đầu 17. Nhấn drop-down box để chuyển hệ đơn vị sang hệ .
18.Kích vào Define menu > Materials để hiển thị hộp thoại Define Materials. 19. Click vào CONC trong vùng Materials để chọn, và sau đó kích vào
Modify/Show Material để hiển thị hộp thoại Material Property Data. Trong hộp thoại này:
Gõ 5000 vào ô Modulus of Elasticity.
Gõ 0.2 vào ô Poisson’s Ratio.
Kích vào OK trong Material Property Data và Define Materialss để thoát.
20.Nhấn drop-down box để chuyển hệ đơn vị sang dạng . 21. Kích vào Define menu > Frame Sections để hiển thị hộp thoại Frame
Properties.
22. Trong vùng Choose Property Type to Add, kích vào drop-down box và chọn
Add I/Wide Flange và sau đó kích chọn Add General. Kích vào Add New
Property để hiển thị hộp thoại Property Data. Trong hộp thoại này:
Gõ 40 vào ô Cross Sectional (Axial).
Gõ 400 vào ô Moment of Inertia About 3 Axis.
Gõ 30 vào ô Shear in 2 Direction.
Kích vào OK để hiển thị hộp thoại General Section. Trong hộp thoại này:
o Gõ COLUMN vào ô Section Name. o Chọn CONC từ Material drop-down box.
o Kích vào OK to return to the Frame Properties.
Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta
23. Trong vùng Choose Property Type to Add, kích vào drop-down box và chọn
Add General và sau đó kích chọn Add General. Kích vào Add New
Property để hiển thị hộp thoại Property Data. Trong hộp thoại này:
Gõ 35 vào ô Cross Sectional (Axial).
Gõ 500 vào ô Moment of Inertia About 3 Axis.
Gõ 12 vào ô Shear in 2 Direction.
Kích vào OK để hiển thị hộp thoại General Section. Trong hộp thoại này:
o Gõ GIRDER vào ô Section Name.
o Chọn CONC từ Material drop-down box.
o Kích vào OK trong General Section và Frame Propertiess để thoát.
24. Chọn tất cả các phần tử.
25.Kích vào Assign menu > Frame/Cable/Tendons > Frame Sections để hiển thị hộp thoại Frame Properties. Trong hộp thoại này:
Click on GIRDER trong vùng Properties.
Kích vào OK. 26. Chọn 2 phần tử cột.
27. Kích vào Assign menu > Frame/Cable/Tendons > Frame Sections để hiển thị hộp thoại Frame Properties. Trong hộp thoại này:
Kích vào COLUMN trong vùng Properties.
Kích vào OK.
28. Nhấn Show Undeformed để hiển thị hình dạng ban đầu
29. Kích vào Define menu > Bridge Loads > Lanes để hiển thị hộp thoại
Define Lanes. Trong hộp thoại này:
Kích vào Add New Lane Defined From Frames để hiển thị hộp thoại Lane Data. Trong hộp thoại này:
o Chấp nhận giá trị mặc định Lane Name, LANE1.
Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta
o Gõ 8 vào ô Frame.
o Gõ -6 vào ô Centerline Offset. o Kích vào Add. o Gõ 9 vào ô Frame. o Kích vào Add. o Gõ 10 vào ô Frame. o Kích vào Add. o Gõ 11 vào ô Frame. o Kích vào Add. o Gõ 12 vào ô Frame. o Kích vào Add. o Gõ 13 vào ô Frame. o Kích vào Add.
o Kích vào OK để quay về Define Bridge Lanes. 30. Trong hộp thoại Define Lanes:
Kích vào Add New Lane Defined From Frames để hiển thị hộp thoại Lane Data. Trong hộp thoại này:
o Chấp nhận giá trị mặc định Lane Name, LANE2. o Gõ 8 vào ô Frame.
o Gõ 6 vào ô Centerline Offset. o Kích vào Add.
o Gõ 9 vào ô Frame. o Kích vào Add. o Gõ 10 vào ô Frame. o Kích vào Add.
Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta o Gõ 11 vào ô Frame. o Kích vào Add. o Gõ 12 vào ô Frame. o Kích vào Add. o Gõ 13 vào ô Frame. o Kích vào Add.
o Kích vào OK trong Lane Data và Define Laness để thoát. 31. Kích vào Define menu > Bridge Loads > Vehicles để hiển thị hộp thoại
Define Vehicles. Trong hộp thoại này:
Trong vùng Choose Vehicle Gõ to Add, kích vào drop-down list và chọn Add Standard Vehicle. Kích vào Add Vehicle để hiển thị hộp thoại Standard Vehicle Data. Trong hộp thoại này:
o Trong vùng Data Definition, chọn HSn-44 trong vùng Vehicle Type drop-down list.
o Gõ 20 vào ô Scale Factor.
o Kích vào OK để qoay về Define Vehicles.
Kích vào Add Vehicle để hiển thị hộp thoại Standard Vehicle Data. Trong hộp thoại này:
o Trong vùng Data Definition, chọn HSn-44L vào ô Vehicle Type drop-down box.
o Gõ 20 vào ô Scale Factor.
o Kích vào OK trong Standard Vehicle Data và Define Vehicless để thoát.
32. Kích vào Define menu > Bridge Loads > Vehicle Classes để hiển thị hộp thoại Define Vehicle Classes. Trong hộp thoại này:
Kích vào Add New Class để hiển thị hộp thoại Vehicle Class Data. Trong hộp thoại này:
o Chấp nhận mặc định Vehicle Class Name, VECL1
o Chọn HSn-44-1 trong vùng Vehicle Name drop-down list.
Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta
o Gõ 1 vào ô Scale Factor. o Kích vào Add.
o Chọn HSn-44L-1 trong ô Vehicle Name drop-down box. o Kích vào Add.
o Kích vào OKs trong Vehicle Class Data và Define Vehicle Classess để thoát.
33. Kích vào Define menu > Bridge Loads > Bridge Responses để hiển thị hộp thoại Bridge Response Requests. Trong hộp thoại này:
Chọn Exact trong vùng Method of Calculation.
Kích vào OK.
34. Kích vào Define menu > Analysis Cases để hiển thị hộp thoại Analysis Cases. Trong hộp thoại này:
Kích vào Add New Case để hiển thị hộp thoại Analysis Case Data. Trong hộp thoại này:
o Gõ MOVE1 vào ô Analysis Case Name.
o Chọn Moving Load từ Analysis Case Gõ drop-down box. o Trong vùng Loads Applied Chọn VECL1 hiển thị trong
Vehicle Class drop-down list và kích vào Add.
o Kích vào OK trong Analysis Case Data và Analysis Casess để thoát.
Ghi chú: Nút A trong bài này tương ứng với nút 10 trên màn hình
35.Kích vào Set Display Options (hoặc vào View menu > Set Display
Options) để hiển thị hộp thoại Display Options for Active Window. Trong hộp thoại này:
Không chọn Labels box trong vùng Nút.
Không chọn Labels box trong vùng Frames/Cables/Tendons.
Kích vào OK.
Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta
36. Kích vào Analyze menu > Set Analysis Options để hiển thị hộp thoại
Analysis Options. Trong hộp thoại này kích vào Plane Frame XZ Plane
để chọn sơ đồ phân tích kết cấu là sơ đồ phẳng.
Kích vào OK.
38.Kích vào Run Analysis để hiển thị hộp thoại Set Analysis Cases to Run. Trong hộp thoại này:
Highlight (chọn) MODAL trong vùng Case Name list và kích vào
Run/Do Not Run Case.
Chọn trường hợp tải phân tích là DEAD và MOVE1 trong vùng
Action.
Kích vào Run Now để tiến hành phân tích kết cấu.
38. Kích vào Display menu > Show Influence Lines để hiển thị hộp thoại Show Influence Line. Trong hộp thoại này:
Trong vùng Plot Influence Line for This Element Type, chọn Joint
option.
Chọn LANE1 từ Select One or More Lanes.
Chọn the Plot Along Lane Center Line option trong vùng Plot Parameters .
Gõ 10 vào ô Joint Label trong vùng Plot Influence Line for this Object .
Trong vùng Joint Result Type, chọn Displacement option.
Trong vùng Component, chọn U3 option (Chuyển vị thẳng).
Kích vào OK để hiển thị đường ảnh hưởng.
Chú ý: Đường ảnh hưởng lúc này được vẽ với 3 điểm chia trên thanh. Mỗi điểm
được tính toán phụ thuộc và các thông số đầu ra và được nối với nhau bởi các đương thẳng.
40. Kích vào Display menu > Show Forces/Stresses >
Frames/Cables/Tendons để hiển thị hộp thoại Member Force Diagram For Frames. Trong hộp thoại này:
Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta
Chọn MOVE1 từ Case/Combo Name drop-down box.
Trong vùng Component chọn Moment 3-3 option.
Không chọn Fill Diagram .
Chọn Show Values On Diagram .
Kích vào OK để hiển thị biểu đồ mô men.
Chú ý: Biểu đồ mô men này được vẽ tương ứng với số điểm chia trên output
segments là 2.
41. Kích vào Lock/Unlock Model và kích vào OK để thay đổi thông số dầu vào.
42. Tất cả các phần tử.
43. Kích vào Assign menu > Frame/Cable/Tendons > Output Stations để hiển thị hộp thoại Assign Output Station Spacing. Trong hộp thoại này:
Gõ 11 vào ô Min Number Stations.
Kích vào OK.
44. Kích vào Show Undeformed Shape to remove the displayed output station assignments.
45.Kích vào Run Analysis để hiển thị hộp thoại Set Analysis Cases to Run. Trong hộp thoại này:
Kích vào Run Now để tiến hành phân tích.
47. Kích vào Display menu > Show Influence Lines để hiển thị hộp thoại Show Influence Line. Trong hộp thoại này, đảm bảo rằng Plot Along Lane Center Line option đã được chọn và kích vào OK để hiển thị đường ảnh hưởnh.
Note: Đường ảnh hưởng này trơn tru hơn trước.
48. Kích vào Display menu > Show Forces/Stresses >
Frames/Cables/Tendons để hiển thị hộp thoại Member Force Diagram For Frames. Trong hộp thoại này, kích vào OK để hiển thị biểu đồ mômen.
Note: Biểu đồ mômen này trơn tru hơn biểu đồ trước.
Giáo án môn học: Tin ứng dụng trong Thiết kế cầu Version βeta