Tài liệu Tin học ứng dụng - Chương 3 docx

 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

CHƯƠNG 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)

- 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 Point: Nhập vào tọa độ của điểm cần tạo ra của phần tử trong kết

 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:

 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

 Section: bấm nút để khai báo mặt cắt

Hình 3 4 Khai báo mặt cắt của dầm

- 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

 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

 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

 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)

 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

 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 loại phần tử cần xuất kết quả:

Hình 3 13 Xuất kết quả nội lực cho phẩn tử Beam

 Lựa chọn xuất kết quả phản lực gối và chuyển vị:

Hình 3 14 Lựa chọn xuất kết quả phản lực gối và chuyển vị của phần tử

 Chỉ định đường dẫn xuất kết quả và chọn Finish

Hình 3 15 Danh sách kết quả xuất ra

 Kết quả xuất ra được thể hiện dưới dạng file anl

****************************************************************************************************

** MIDAS/Civil V.7.0.1 Modeling, Integrated Design & Analysis Software **

** CIVIL STRUCTURE DESIGN SYSTEM **

****************************************************************************************************

XXX XXX XX XXXXXXXX XXXXXXX XXXXXXXX

XXXX XXXX XX XX XX XX XX XX XX

XX XXX XX XX XX XX XX XX XX

XX X XX XX XX XX XXXXXXX XXXXXXXX

XXX XX XXX XXX XX XX XX XXX

XXX XX XXX XXX XX XXX XX XX XXX

XXX XX XXX XXX XX XXX XX XX XXX

XXX XX XXX XXXXXXXX XXX XX XXXXXXXX /Civil

VERSION 7.0.1

COPYRIGHT (C) 1989-2006 MIDAS Information Technology Co.,Ltd

ALL RIGHTS RESERVED MIDAS TEAM

****************************************************************************************************

ANALYSIS RESULT OUTPUT

LOAD SET FOR REACTION OUTPUT - Load Set 1

<< LOAD COMB/CASE/ENVEL ABBREVIATION TABLE >>

ABBREVIATION FULL NAME TYPE DESCRIPTION - - - -

Trong ~1 Trong luong ban than Static

- - - -

<< SELECTED LOAD CASE/COMBINATION DETAIL LIST >>

LOAD CASE ANAL.TYPE DESCRIPTION STATIC LOAD CASE DETAIL TYPE

- - - -

Tinh tai Static Dead Load (D)

Trong ~1 Static Dead Load of Component and Attachments (DC) LOAD SET FOR ELEMENT OUTPUT - Load Set 1

<< LOAD COMB/CASE/ENVEL ABBREVIATION TABLE >>

ABBREVIATION FULL NAME TYPE DESCRIPTION - - - -

Trong ~1 Trong luong ban than Static

- - - -

<< SELECTED LOAD CASE/COMBINATION DETAIL LIST >>

[Selected Load Cases]

LOAD CASE ANAL.TYPE DESCRIPTION STATIC LOAD CASE DETAIL TYPE - - - -

Tinh tai Static Dead Load (D)

Trong ~1 Static Dead Load of Component and Attachments (DC) BEAM ELEMENT FORCES & MOMENTS DEFAULT PRINTOUT Unit System : kN , m ELEM MAT SEC LC PT AXIAL SHEAR-y SHEAR-z TORSION MOMENT-y MOMENT-z - - - - - - - - - - -

1 1 1 Tinh tai I 0.0 0.0 -82.5 0.0 0.0 0.0 1/4 0.0 0.0 -41.2 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 I 0.0 0.0 -12.2 0.0 0.0 0.0 1/4 0.0 0.0 -6.1 0.0 75.7 0.0 CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 101.0 0.0 3/4 0.0 0.0 6.1 0.0 75.7 0.0 J 0.0 0.0 12.2 0.0 0.0 0.0 Length = 33 Type: Beam Section: Chu T

BEAM ELEMENT FORCES & MOMENTS MIN/MAX SUMMARY BY PROPERTY PRINTOUT Unit System : kN , m * LENGTH : the length between two nodes [ SECTION NAME : Chu T , SECTION ID : 1 , SECTION SHAPE : T ] [ SECTION SIZE ] H:0.518033 B:0.309118 tw:0.030988 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 -82.5 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 -82.5 0.0 0.0 0.0 33.00 1 MTY Tinh tai 1 CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 680.6 0.0 33.00 1 MTZ Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -82.5 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 -82.5 0.0 0.0 0.0 33.00

1 SHZ Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -82.5 0.0 0.0 0.0 33.00

1 TOR Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -82.5 0.0 0.0 0.0 33.00

1 MTY Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -82.5 0.0 0.0 0.0 33.00

J 0.0 0.0 7265.5 0.0 0.0 0.0 0.0 Trong ~1 I 0.0 0.0 -1078.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1/4 0.0 0.0 -539.0 0.0 0.0 -14207.0 35932.9 CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -18942.7 47910.6 3/4 0.0 0.0 539.0 0.0 0.0 -14207.0 35932.9

J 0.0 0.0 1078.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Length = 33 Type: Beam Section: Chu T

1 AXL Tinh tai 1 CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -127670.8 322909.9

1 SHY Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7265.5 0.0 0.0 0.0 -0.0

1 SHZ Tinh tai 1 3/4 0.0 0.0 3632.7 0.0 0.0 -95753.1 242182.4

1 BY+ Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7265.5 0.0 0.0 0.0 -0.0

1 BY- Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7265.5 0.0 0.0 0.0 -0.0

1 AXL Tinh tai 1 CNT 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -127670.8 322909.9

1 SHY Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7265.5 0.0 0.0 0.0 -0.0

1 SHZ Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7265.5 0.0 0.0 0.0 -0.0

1 BY+ Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7265.5 0.0 0.0 0.0 -0.0

1 BY- Tinh tai 1 I 0.0 0.0 -7265.5 0.0 0.0 0.0 -0.0

- Kết cấu vòm dạng móc xích liên tiếp nhau Catenary

Khai báo:

- Từ Menu chính lựa chọn Model/Structure Wizard/Arch hoặc lựa chọn

Geometry/Arch trên Tree menu

Hình 3 16 Khai báo mô hình kết cấu vòm

- Type: Chọn kiểu kết cấu vòm (Parabol, ellipse hoặc tròn…)

- Khi lựa chọn kiểu kết cấu vòm là Parabol:

 Number of segments: số lượng đoạn chia của kết cấu

 Boundary Condition: điều kiện biên (Pin - di động, Fix - cố định hoặc None)

 Span (L): chiều dài nhịp

 Height (H): chiều cao vòm

 Material, Section: vật liệu và mặt cắt của phần tử trong kết cấu

- Khi lựa chọn kiểu kết cấu vòm là cung tròn Circle:

 R: bán kính của cung tròn

 Theta: góc xoay của cung tròn

- Khi lựa chọn kiểu kết cấu vòm là móc xích liên tiếp nhau:

 Span (L): chiều dài nhịp

 Height (H): chiều cao vòm

- Khi lựa chọn kiểu kết cấu vòm là 2nd và 3rd Order Eq.:

 Span (L): chiều dài nhịp

 f(x): nhập giá trị các hệ số của phương trình bậc 2 và bậc 3

2.3 Kết cấu giàn

Sử dụng mô hình kết cấu mẫu này để tạo ra kết cấu dạng giàn Trong MIDAS Civil có đưa ra các loại kết cấu giàn:

- Kết cấu giàn song song: tức là thanh mạ thượng và mạ hạ song song với nhau

- Kết cấu giàn xiên: tức là thanh mạ thượng và mạ hạ không song song với nhau

- Kết cấu giàn dạng đường cong: thanh mạ thượng nằm trên một đường cong

Khai báo:

- Từ Menu chính lựa chọn Model/Structure Wizard/Truss

- Khai báo các thông số trong hộp thoại:

Input:

 Type: loại kết cấu giàn (thẳng, xiên hoặc cong)

 Number of segments: số lượng khoang giàn

 L: chiều dài nhịp

 H1, H2: chiều cao giàn

 D1, D2: chiều cao giàn của đoạn nghiêng

 Apply out to out Size: kích thước tính từ mép ngoài cùng của thanh mạ

thượng tới mép ngoài cùng của thanh mạ hạ

 Show Dimensions: hiển thị kích thước của kết cấu

Hình 3 17 Hộp thoại Input để khai báo kết cấu giàn

Edit:

 Insertion:

 Vertical: chèn thêm các thanh đứng tại mỗi khoang giàn

 End Vertical: chèn thêm thanh đứng tại hai đầu của giàn

 Merge Straight Members: khi không có thanh đứng thì MIDAS tự động kết

hợp giữa các thanh mạ thượng và mạ hạ tạo thành thanh đứng tại các điểm chia

 Show Element No.: hiển thị số hiệu của phần tử

 Material, Section: khai báo vật liệu và mặt cắt của các phần tử trong kết cấu

 Apply the same Material to all Members: các phần tử có cùng loại vật liệu

Hình 3 18 Hộp thoại Edit để khai báo kết cấu giàn

Insert:

 Insert Point: nhập vào tọa độ của điểm muốn chèn vào so với hệ tọa độ GCS

 Rotations:

 Alpha: góc xoay của kết cấu giàn theo phương X

 Beta: góc xoay của kết cấu giàn theo phương Y

 Gamma: góc xoay của kết cấu giàn theo phương 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

 Origin Point: điểm gốc

 Show No.: hiển thị số hiệu của điểm

 Beam End Release: giải phóng liên kết tại đầu phần tử

 Element No: hiển thị số hiệu của phần tử

 Node No.: hiển thị số hiệu của điểm

 Beam End Release: giải phóng liên kết tại đầu phần tử

Hình 3 19 Hộp thoại Insert và Assign Beam End Release trong khai báo kết cấu giàn

2.4 Mô hình cầu thi công theo phương pháp đúc đẩy (ILM Bridge)

MIDAS Civil cung cấp cho người dùng dạng kết cấu mẫu cho loại hình cầu thi công theo phương pháp đúc đẩy bao gồm:

- ILM Bridge Model: Khai báo mô hình kết cấu

- ILM Bridge Stage: Khai báo trình tự thi công

2.4.1 Khai báo mô hình kết cấu - ILM Bridge Model Wizard

ILM Bridge Model Wizard tự động tạo ra mô hình cầu bê tông cốt thép ứng lực trước thi công theo phương pháp đúc đẩy Chương trình đã được thiết lập sẵn và người dùng chỉ việc nhập vào các biến đơn giản để hoàn tất việc mô hình hóa

Mô hình này bao gồm việc khai báo các số liệu cho một giai đoan thi công bao gồm:

- 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 thẳng hoặc đường cong

ILM Model:

 Bridge Information

 Element Length: Chiều dài của một phần tử Lưu ý rằng chiều dài này là

chiều dài một đoạn chia của toàn bộ kết cấu, nó khác với chiều dài của mũi dẫn hay chiều dài của mỗi đoạn dầm khi đúc đẩy

Hình_3 20: Xây dựng mô hình cầu thi công theo phương pháp đúc đẩy

 Radius: bán kính cong (nếu cầu thi công trên đường cong)

 Stage Duration: chu kỳ thi công (thời gian thi công xong một đốt bao

gồm thời gian lắp đặt ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông , bảo dưỡng bê tông và tháo dỡ ván khuôn để đẩy đốt đúc đó ra ngoài)

 Segment Age: thời gian tính từ khi bắt đầu đổ bê tông đốt đúc cho đến

khi đốt đúc đủ cường độ làm việc Nó dùng để tính toán các ảnh hưởng tới bê tông như co ngót, từ biến và mất mát ứng suất )

 Launching Nose: Mũi dẫn

 Material: Vật liệu làm mũi dẫn (nếu chưa khai báo thì bấm vào nút để khai báo vật liệu cho mũi dẫn)

 Section: Mặt cắt mũi dẫn

 Length: Chiều dài mũi dẫn

 Bridge Model

 Material & Section: Vật liệu và mặt cắt ngang của dầm chính Có thể

bấm vào nút để khai báo hoặc sửa đổi

 Segment: Xác định chiều dài của mỗi đoạn dầm được chế tạo sẵn tương

ứng với từng giai đoạn thi công Ở đây chiều dài một đoạn dầm là chiều dài của đoạn dầm được chế tạo tại bãi đúc, mỗi đoạn dầm tương ứng với một giai đoạn thi công Do đó để có thể đúc đẩy được hết đoạn dầm này thì đoạn dầm lại được chia thành nhiều đốt đúc nhỏ Chiều dài mỗi đốt chia phải phù hợp với tiến độ đẩy từng đốt đúc ra ngoài

 Length: chiều dài của đoạn dầm

 Repeat: số lần lặp lại của mỗi đoạn dầm Bấm nút để thêm các đoạn dầm vào danh sách Khi đó bên danh sách điều kiện kiên (Boundary Conditon) tự động phân chia các đoạn dầm này ra thành các phần tử để khai báo điều kiện biên sau mỗi lần tiến hành đẩy đốt đúc

 Boundary Condition

 Final: khai báo điều kiện biên khi hoàn tất việc thi công (khai báo các

gối cầu) Bấm và giữa phím Ctrl khi lựa chọn các vị trí cấn bố trí gối sau

đó lựa chọn điều kiện biên bên mục Type

 Temporary: Trụ tạm hoặc gối tạm sử dụng cho mũi dẫn và đoạn dầm chế

tạo trên bãi đúc

Lưu ý là hướng thi công là từ mố bên phải về mố bên trái, nhưng khoảng cách tính từ mố bên trái đến mố bên phải Do đó khoảng cách của mố phải là toàn bộ chiều

dài cầu, đối với các trụ tạm tiếp theo thì chiều dài là khoảng cách giữa các trụ tạm

Cũng tương tự như khi khai báo trong mục Final, danh sách các điểm chia trong mục

Boundary Condition sẽ tự động được tính toán và người dùng có thể khai báo điều

kiện biên cho từng điểm một cách dễ dàng

MIDAS Civil tự động thiết lập các nhóm (group): nhóm phần tử (Element group), nhóm điều kiện biên (Boundary group) và nhóm tải trọng (Load group)

Top & Bottom Tendom

Khai báo các số liệu về cáp dự ứng lực cho bản trên và bản đáy hộp: vật liệu cáp, số lượng cáp, cách bố trí và căng kéo

 Type: bao gồm ba lựa chọn sau

 None: không sử dụng cáp DƯL

 One Cell: mặt cắt ngang hộp gồm hai sườn

 Two Cell: mặt cắt ngang hộp gồm ba sườn

Hình_3 21: Bố trí cáp dự ứng lực cho bản trên và bản đáy hộp

 Tendon Property: Lựa chọn loại cáp dự ứng lực sử dụng cho bản trên (Top)

và bản đáy hộp (Bottom)

 Tendon Arrangement: cách sắp xếp cáp DƯL

 Arrangement Type: lựa chọn cách sắp xếp cáp DƯL

 2 Cycle: Toàn bộ cáp DƯL được chia thành hai nhóm Nhóm 1 sẽ được kéo trong đốt đúc thứ nhất; nhóm 2 gồm các bó cáp còn lại sẽ kéo trong cả hai đốt đúc

 3 Cycle: Toàn bộ cáp DƯL được chia thành ba nhóm (mỗi nhóm bằng 1/3 số lượng cáp) Nhóm 1 được kéo trong đốt đúc thứ nhất; nhóm 2 được kéo trong đốt thứ nhất và thứ hai; nhóm 3 được kéo qua đốt thứ nhất, thứ hai và thứ ba

 Tendon A Jacking Order: xác định trình tự căng kéo cáp của bản trên (cáp dự ứng lực ngoài cùng (tendon A) có màu xanh có thể được kéo đầu tiên (1st) hoặc thứ hai (2nd) đối với 2 Cycle hoặc thứ nhất, thứ hai hoặc thứ ba (3rd) đối với 3 Cycle

 Tendon B Jacking Order: tương tự như đối với tendon A nhưng cho bản đáy hộp

 Jacking Stress: ứng suất căng cáp dự ứng lực

 Su: cường độ chịu kéo giới hạn của cáp

 Sy: giới hạn chảy của cáp

 Grouting: Phun vữa lấp lòng ống chứa cáp dự ứng lực Nó làm thay đổi

đặc trưng hình học của mặt cắt Vì vậy cần khai báo để xác định thời gian làm việc đồng thời của cáp dự ứng lực và phần bê tông

 Prestressing Step: Phun vữa lấp lòng ống chứa cáp ngay khi kéo cáp

dự ứng lực

 Every n Stage: Phun vữa lấp lòng sau mỗi chu kỳ thi công Ví dụ như

n = 1 thì phun vữa lấp lòng được thực hiện vào chu kỳ tiếp theo sau khi đã kéo các bó cáp dự ứng lực yêu cầu

 B1, B2, B3, : sử dụng để bố trí cáp dự ứng lực trên mặt cắt ngang

Web Tendon

Khai báo cáp dự ứng lực chạy dọc theo chiều dài cầu Loại cáp này được đặt trong sườn dầm hộp và có hai dạng bố trí:

Web Tendon – Type 1:

 Type: lựa chọn cách bố trí cáp dự ứng lực trong sườn dầm

 None: Không bố trí cáp dự ứng lực dọc

 Type 1 (Type 2): Lựa chọn cách bố trí cáp tương ứng bên hình vẽ

 Tendon Property: khai báo đặc trưng cho cáp dự ứng lực

 Jacking Stress: ứng suất kéo cáp dự ứng lực

 Su: cường độ chịu kéo giới hạn của cáp

 Sy: giới hạn chảy của cáp

 Position: Xác định vị trí của cáp dự ứng lực trong sườn dầm hộp

 Grouting: Xác định thời gian phu vữa lấp lòng ống chứa cáp dự ứng lực

 H, G1, G2, : Bố trí cáp dự ứng lực theo phương dọc

Web Tendon – Type 2:

Với loại này ta bố trí cáp dự ứng lực trong sườn dầm hộp theo dạng gẫy khúc (bố trí từng đoạn thẳng và đoạn cong liên tiếp nhau) Do đó khi khai báo ta khai báo góc nghiêng của cáp và bán kính cong tại các điểm uốn

Hình_3 22: Bố trí cáp dự ứng lực cong đều (Type 1)

 Type: lựa chọn cách bố trí cáp dự ứng lực trong sườn dầm

 None: Không bố trí cáp dự ứng lực dọc

 Type 1 (Type 2): Lựa chọn cách bố trí cáp tương ứng bên hình vẽ

 Tendon Property: khai báo các đặc trưng cho cáp dự ứng lực

 Grouting: Phun vữa lấp lòng ống chứa cáp dự ứng lực

 Number of Cell: Số lượng ngăn trong mặt cắt ngang

 Symetry: lựa chọn tùy chọn này khi cáp dự ứng lực trong sườn được bố

trí đối xứng trên mặt cắt ngang

 Eyi & θi: xác định vị trí của cáp dự ứng lực trong sườn dầm trên mặt cắt

ngang của dầm hộp Lưu ý, giá trị Eyi dương khi cáp nằm ở bên trái và

âm khi nằm bên phải; giá trí θi được xác định theo quy tắc như hình vẽ

Hình_3 23: Bố trí cáp dự ứng lực dạng gẫy khúc (Type 2)

 ai: khoảng cách từ tim của sườn dầm đến cáp dự ứng lực Nếu cáp bố trí

ở bên trái của sườn thì ai mang giá trị âm, bên phải mang giá trị dương

 G1, G2, G3, : khai báo để xác định cách bố trí cáp dự ứng lực trên mặt cắt

dọc Lưu ý khi khai báo các giá trị phải đảm bảo các kích thước phù hợp với nhau tránh trường hợp các điểm chống lấp qua nhau như hình vẽ

 : Mở file số liệu dạng wzd để kiểm tra hoặc chỉnh sửa quá trình đã làm trước đó

 : Ghi lại quá trình thực hiện khai báo dưới dạng file wzd để sử dụng lại lần sau

2.4.2 Khai báo trình tự thi công – ILM Bridge Stage

Khi thi công theo phương pháp đúc đẩy thì điều kiện biên của kết cấu thay đổi theo trình tự thi công vì các đoạn dầm được đúc tại bãi đúc và đẩy ra ngoài ILM Bridge Stage dùng để khai báo trình tự thi công có xem xét đến sự thay đổi điều kiện biên và thay đổi phần tử

Những số liệu cần khai báo trong ILM Stage Wizard:

 Điều kiện tại mố và trụ khi kết cấu hoàn thành

 Khoảng cách đúc đẩy và hướng đẩy

 Độ lệch tâm giữa vị trí của điểm chia so với vị trí của gối tại mố và trụ sau khi hoàn thành

 Chu trình đúc đẩy cho mỗi đoạn dầm

Khai báo:

- Boundaries of final System:

 Boundary Group: Lựa chọn nhóm điều kiện biên tại mố trụ khi kết cấu hoàn

thành Khi khai báo trình tự thi công thì chỉ những điều kiện biên liên quan đến mới được xem xét

- Launching Direction: Hướng đúc đẩy

 Reference Node: Điểm đầu để xác định hướng đẩy, điểm này là điểm đầu

của mũi dẫn

 Start Node: vị trí của điểm mà điểm đầu mũi dẫn bắt đầu di chuyển, nó chính

là điểm mà đầu mũi dẫn đặt lên khi bắt đầu quá trình thi công

 End Node: Xác định hướng thi công từ điểm Start Node

 Radius: Bán kính cong (nếu cầu nằm trên đường cong)

- Genaration Tolerance: độ lệch tâm giữa vị trí của điểm chia với vị trí của gối

trên mố trụ sau khi hoàn thành Độ lệch tâm e phải nhỏ hơn hoặc bằng T

Hình_3 24: Khai báo trình tự thi công đúc đẩy

- Launching Information: khai báo về trình tự thi công các đoạn dầm Ở đây ta

khai báo điều kiện biên cho mỗi đoạn dầm

thi công được cho bởi danh sách

 Define Launching Information:

 Distance: Khoảng cách của một đoạn dầm trong quá trình đúc đẩy Đối

với đoạn dầm cuối cùng thì khoảng cách đẩy là chiều dài của đoạn dầm cộng với khoảng cách giữa mố và bãi đúc

 Step: số bước cần thiết để có thể đẩy được cầu hết khoảng cách trên

 Save stage result: Kiểm tra và ghi lại kết quả phân tích của mỗi giai đoạn

thi công

 Save step result: Kiểm tra và ghi lại kết quả phân tích cho mỗi bước thi

công

 Boundary Group For Temporary Support: Xác định trạng thái làm việc hoặc

không làm việc của nhóm điều kiện biên trong quá trình thi công như trụ tạm, bãi đúc

2.5 Mô hình cầu thi công theo phương pháp đúc hẫng (FCM Bridge)

Khi sử dụng mẫu có sẵn này của MIDAS Civil, người dùng cần khai báo về kích thước hình học, các điều kiện biên, vị trí bố trí cáp và trình tự thi công Trong hộp

Hình_3 25: Khai báo các thông số cho từng bước thi công

thoại của FCM Bridge Wizard bao gồm 3 thẻ: Model (mô hình kết cấu), Section (mặt cắt), Tendon (cáp dự ứng lực)

Khai báo:

 Từ menu chính lựa chọn Model/Structure Wizard/FCM Bridge

 Khai báo các thông số vào hộp thoại xuất hiện:

- Bridge Model Data Type:

 Type 1: Với loại này thì hình dáng mặt cắt và cách bố trí cáp dự ứng lực đã

được chỉ định trước

 Type 2: Với loại này thì mặt cắt ngang và cách bố trí cáp dự ứng lực chưa

được chỉ định, người dùng phải định nghĩa và do đó mặt cắt ngang có thể gồm nhiều ngăn tùy theo định nghĩa

Model

Hình_3 26: Khai báo mô hình cầu thi công theo phương pháp đúc hẫng

- Material (Girder): Khai báo vật liệu của dầm

- Material (Pier): Khai báo vật liệu của trụ

- Number of Piers: Khai báo số lượng trụ

- Pier Section: Khai báo mặt cắt ngang của trụ

- Stage Duration: chu kỳ thi công là toàn bộ thời gian để lắp đặt ván khuôn, cốt

thép, ống bọc cáp, đổ và bảo dưỡng bê tông hay nói cách khác nó là toàn bộ thời gian thi công xong một đốt đúc Đối với cầu bê tông đổ tại chỗ thì chu kỳ thi công phải lớn hơn tuổi của một đốt đúc khi bắt đầu tham gia làm việc

- Method: Phương pháp thi công, có thể lựa chọn biện pháp đúc hẫng hoặc lắp

hẫng

- Radius: nếu cầu nằm trên đường cong thì khai báo bán kính cong (convex –

cong lồi, concave – cong lõm)

- Pier Table: khai báo kích thước đốt K0

 P.T: kích thước phía trên

 B: kích thước phía dưới

 Nếu tại đốt K0 có một hay nhiều vách ngăn thì bấm vào nút

để khai báo các dữ kiện:

- Key Segment: Khai báo chiều dài đốt hợp long

- Pier: Khai báo các thông số về trụ

 H: chiều cao của trụ

 C: khoảng cách giữa hai cột của trụ (nếu là trụ đơn thì C = 0)

- FSM: Khai báo đoạn đúc trên đà giáo (FSM (L) – đoạn bên trái, FSM (R) –

đoạn bên phải)

- Zone1, Zone2: Khai báo việc phân chia đốt đúc của hai cánh hẫng Khi nhịp

không đối xứng cần phân chia các đốt tại trụ không đối xứng thì sử dụng tùy

khi bê tông bắt đầu làm việc (khi tháo ván khuôn và gối tạm) Tuổi của phần tử

để xác định môđun đàn hồi, co ngót và từ biến

- : Khai báo sự chênh lệch về thời gian giữa các trụ Thông

thường khi thi công đúc hẫng thì các trụ không được thi công cùng nhau Do đó

Hình_3 28: Khai báo tuổi của các phần tử trong kết cấu

khi tiến hành hợp long thì các cánh hẫng có thời gian thi công khác nhau làm cho sự làm việc của chúng khác nhau Vì vậy cần phải khai báo sự chênh lệch thời gian này để tính toán tải trọng phụ thuộc vào thời gian

Section - Type1

- Section Type: Lựa chọn mặt cắt loại 1 ngăn (1 Cell) hoặc hai ngăn (2 Cell)

- H1~H6, H2-1, H3-1, B1~B6, T: Các kích thước hình học của mặt cắt cần khai

báo phù hợp với hình vẽ biểu diễn

- Form Traveler (include form load): Tải trọng xe đúc bao gồm cả ván khuôn

 Include Wet Conc Load: Tải trọng của bê tông tươi cũng được tính toán dựa vào kích thước của đốt đúc và cộng vào tải trọng xe đúc

 P: tải trọng của xe đúc và của đốt đúc khi nó được tính toán thêm vào

Hình_3 29: Khai báo chênh lệch thời gian thi công giữa hai trụ

- View option: MIDAS Civil đưa ra hai tùy chọn cách biểu diễn mặt cắt ngang

Có thể biểu diễn dưới dạng Bitmap hoặc Drawing

Section – Type2

Với lựa chọn này thì người dùng phải khai báo kích thước mặt cắt ngang tại

giữa nhịp và tại trụ bằng cách sử dụng hàm khai báo PSC trong Properties/Section

- User define:

 Center: Khai báo mặt cắt tại giữa nhịp

 Pier Table: Khai báo mặt cắt trên trụ

Để khai báo mặt cắt tại hai vị trí trên bấm vào nút để chuyển tới mục khai

báo mặt cắt Properties/Section

 Diaphragm: số lượng vách ngăn tại vị trí trên trụ Tùy chọn này chỉ hiện lên

khi trong phần Model/Pier Table/Advance được chọn

 Update Display: Cập nhật những thay đổi của mặt cắt

Hình_3 30: Hộp thoại khai báo kích thước mặt cắt ngang