Báo cáo tốt nghiệp "Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/civil phân tích kết cấu cầu" Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN r KHOA CƠNG TRÌNH oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l oc ke Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH MIDAS/CIVIL TRONG PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ CẦU Sinh viên thực hiện: Lê Đắc Hiền Bùi Văn Sáng Pr Trần Quang Thức Đào Quang Huy Lớp Tự động hoá thiết kế Cầu đường khoá 42 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Lê Đắc Chỉnh KS Nguyễn Trọng Nghĩa Bộ môn Tự động hoá thiết kế Cầu đường Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu MỤC LỤC PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI Pr oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l oc ke r Chương 1: Tổng quan Midas/Civil Chương 2: Phương pháp Phần tử hữu hạn ứng dụng Midas/Civil 12 Nội dung phương pháp PTHH 12 1.1 Mơ hình hóa rời rạc kết cấu 13 1.2 Chuyển vị nút lực nút .13 1.3 Phương trình của phương pháp phần tử hữu hạn vật rắn 15 1.4 Các bước tính tốn kết cấu phương pháp PTHH 15 Các loại phần tử Midas/Civil 16 Phân tích kết cấu .27 Chương 3: Nghiên cứu chương trình Midas/Civil 44 Nghiên cứu liệu đầu vào, đầu 44 1.1 Số liệu đầu vào 44 1.2 Số liệu đầu .46 1.3 Các dạng file khác 47 Mơ hình hố kết cấu 47 2.1 Hệ tọa độ .47 2.2 Sơ đồ tính 48 2.3 Mơ hình hóa mặt cắt 52 2.4 Mơ hình hóa vật liệu 54 2.5 Mơ hình hóa điều kiện biên .57 2.6 Tải trọng hệ số tải trọng 59 2.7 Mơ hình hóa tổ hợp tải trọng 66 Phân tích kết cấu đánh giá kết 68 3.1 Phân tích tĩnh 69 3.2 Phân tích động 69 3.3 Phân tích phi tuyến 69 3.4 Phân tích P-Delta 69 3.5 Phân tích giai đoạn thi công .69 3.6 Xem đánh giá kết 73 Chương 4: Tính tốn cầu bê tơng dự ứng lực thi công theo phương pháp đúc hẫng cân .75 Giới thiệu toán .75 Chuẩn bị số liệu 75 Nhập số liệu 76 3.1 Phát sinh phần tử nút 76 3.2 Định nghĩa mặt cắt gán mặt cắt 78 3.3 Định nghĩa vật liệu 84 3.4 Điều kiện biên 84 3.5 Chia giai đoạn thi công .86 3.6 Khai báo trường hợp tải trọng, nhóm tải trọng 89 3.7 Nhập tải trọng xem kết 90 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Phân tích kết cấu nói chung kết cấu cầu nói riêng thiết kế cơng trình cơng việc quan trọng Phân tích kết cấu định tới an toàn khai thác sử dụng tính kinh tế cơng trình Kết đạt phân tích giá trị nội lực chuyển r vị kết cấu tác dụng tải trọng, tổ hợp tải trọng, số liệu đầu vào cho oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l - Phân tích tĩnh oc tiến hành phân tích như: ke tốn thiết kế kết cấu Nội dung phân tích kết cấu cầu bao gồm việc mơ hình hóa kết cấu - Phân tích động - Phân tích phi tuyến - Phân tích P-delta - Phân tích giai đoạn thi cơng - v v Đây q trình phân tích, tính tốn phức tạp tốn nhiều thời gian Đã có giả thiết đưa nhằm giảm bớt tính phức tạp tốn việc dẫn đến sai số lớn, không phản ánh hết làm việc thực tế kết cấu Do đó, thiết kế người ta thường thiết kế với hệ số an tồn lớn dẫn tới lãng phí Ngày nay, với trợ giúp máy tính mà đặc biệt việc ứng dụng sản phẩm phần mềm chuyên dụng cơng việc mơ hình hóa phân tích kết cấu trở nên nhanh Pr chóng tương đối xác Hiện có số phần mềm phân tích kết cấu tiếng Sap2000, RM2000, Midas/Civil Với Sap2000 phần mềm quen thuộc với kỹ sư cơng trình, nhiên Sap2000 chưa tối ưu hóa cho cơng việc phân tích thiết kế cầu RM2000 lại q đắt sinh viên có hội tiếp xúc tìm hiểu Gần mơn TĐHTKCĐ có phối hợp với công ty CIP Hanoi công ty MidasIT phân phối chuyển giao đào tạo sử dụng phần mềm Midas/Civil, phần mềm phân tích thiết kế kết cấu thiết kế riêng cho kết cấu dân dụng, đặc biệt kết cấu cầu lớn Đối với sinh viên kỹ sư vừa trường phần mềm họ chưa biết nhiều khả tính tốn nó, bên cạnh tài liệu tiếng Việt giới thiệu Midas/Civil chưa có nhiều nên hạn chế khả tự tìm hiểu sinh viên Nhận rõ vấn đề vừa nêu đề tài sâu vào tìm hiểu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu với mục tiêu xây dựng tài Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu liệu đầy đủ hỗ trợ người bước đầu tiếp cận với Midas/Civil, phần mềm mạnh tính tốn giao diện người dùng Việc đánh giá kết chương tình phân tích kết cấu nói chung Midas/Civil nói riêng địi hỏi người kỹ sư phải thực am hiểu kết cấu trình mơ hình hóa kết cấu Vì chương trình tính cơng cụ phục vụ cho việc tính tốn, kết phân tích hay sai phụ thuộc số liệu đầu vào q trình mơ hình hóa Để làm điều đề tài giành phần lớn thời gian vào việc tìm hiểu phương pháp Phần tử hữu Phương pháp Phần tử hữu hạn - Phân tích P-Delta - Phân tích tĩnh - Phân tích động oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l - ke Phần 1: Các nội dung phân tích kết cấu: oc Đề tài chia thành phần chính: r hạn ứng dụng phương pháp Midas/Civil Phần 2: Hướng dẫn sử dụng phần mềm Midas/Civil Giới thiệu cụ thể cách mơ hình hóa, tính tốn, phân tích xử lý kết Midas/Civil Giới thiệu tính bật chương trình so với chương trình khác có Việt Nam Phần 3: Ví dụ chi tiết ứng dụng Midas/Civil tính tốn cầu bê tông dự ứng lực thi công theo phương pháp đúc hẫng cân ( Xử lý số liệu nhập, Giải tốn, Xử lý kết tính tốn ) Thơng qua ví dụ sinh viên hồn tồn dễ dàng nắm Pr bắt kiến thức Midas/Civil vào việc tính kết cấu nói chung Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l oc ke r Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu Pr PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu Chương 1: Tổng quan Midas/Civil Chương trình phân tích thiết kế kết cấu MIDAS/Civil phần sản phẩm MIDAS xây dựng từ năm 1989, MIDAS IT Co., Ltd phát triển Phiên đề tài tìm hiểu sử dụng MIDAS/Civil 6.3.0 oc bao gồm sản phẩm sau : ke r MIDAS nhóm sản phẩm phần mềm phục vụ cho việc thiết kế kết cấu MIDAS oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l MIDAS/Civil General Civil structure design system : Chương trình phân tích thiết kế kết cấu tối ưu riêng cho kết cấu dân dụng, đặc biệt thiết kế cầu MIDAS/Gen General Building structure design system : Chương trình phục vụ cho việc thiết kế kết cấu, đặc biệt thiết kế kết cấu nhà MIDAS/BDS Building structure Design System : Chương trình phân tích thiết kế kết cấu kiến trúc MIDAS/SDS Slab & basemat Design System : Chương trình dàmh cho việc phân tích thiết kế & basemat MIDAS/Set-Building Structural Engineer's Tools: Tập hợp chương trình riêng lẻ để xúc tiến thiết kế đơn vị kết cấu MIDAS/FEmodeler finite element MESH generator: Chương trình tự động phát sinh lưới phần tử hữu hạn Pr MIDAS/ADS Shear wall type Apartment Design System : Chương trình phân tích thiết kế cho kết cấu tường chắn, cơng trình ngầm MIDAS/Civil sản phẩm phần mềm phân tích cầu chuyên dụng Chương trình hỗ trợ cho việc phân tích tốn cầu : Cầu treo dây văng, dây võng, cầu bê tông dự ứng lực độ lớn thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng, đà giáo di động, đúc đẩy MIDAS/Civil phát triển dựa Visual C, Fortran … ngơn ngữ lập trình hướng đối tượng mạnh mơi trường Windows Chương trình bật mặt tốc độ mơ hình hóa tính toán, dễ giàng sử dụng giao diện thân thiện với người sử dụng Trong trình phát triển MIDAS/Civil chức kiểm tra so sánh kết với lý thuyết với số chương trình khác Đặc điểm bật Midas/Civil so với chương trình khác: Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu - Khả mơ hình hóa: Chương trình hỗ trợ nhiều mơ hình kết cấu, đặc biệt kết cấu cầu, cung cấp nhiều loại mặt cắt khác Khả mô tả vật liệu đẳng hướng, trực hướng, dị hướng, hay vật liệu phi tuyến Về tải trọng chương trình hỗ trợ đầy đủ đa dạng thể loại như: tĩnh tải với loại lực, nhiệt độ, gối lún, dự ứng lực hoạt tải với nhiều loại xe tiêu chuẩn kỹ thuật, xe người dùng định nghĩa tải trọng động với phương pháp tính tốn tiên tiến Chương trình có nhiều cơng cụ trực quan hỗ trợ việc mơ hình hóa cách trực tiếp Ngồi ra, người sử dụng mơ hình kết cấu mặt cắt thơng qua AutoCad ke r - Giao diện tốc độ tính tốn: Chương trình hoạt động mơi trường Windows, giao oc diện thân thiện, khả tính tốn mạnh Tốc độ tính tốn chương trình phụ thuộc vào oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l khối lượng tính tốn so với số phần mềm tính tốn kết cấu khác Sap2000 tốc độ tính tốn nhanh Kết tính tốn chương trình đầy đủ tin cậy - Khả nhập xuất liệu: Dữ liệu đầu vào nhập trực tiếp import từ file chương trình khác, kết tính xuất hình đồ họa, văn hay máy in, xuất kết dạng tập tin cho chương trình thiết kế sau tính tốn - Khả phân tích cho tốn cầu: Đây tính mạnh chương trình Midas/Civil cung cấp nhiều phương pháp phân tích kết cấu cầu đại, đặc biệt phân tích phi tuyến phân tích giai đoạn thi cơng Kết q trình phân tích đáng tin cậy, phù hợp với giai đoạn từ tính tốn thiết thi cơng q trình khai thác sử dụng - Tính phổ biến chương trình: Do nhiều ưu điểm đặc biệt độ tin cậy kết Pr tính tính tương thích chương trình chương trình sử dụng nhiều dự án lớn Hiện có 4000 dự án sử dụng MIDAS/Civil, độ tin cậy hiệu đem lại cơng nhận giới Giao diện Midas/Civil Hệ thống menu MIDAS/Civil bao gồm tất chức năng, trình vào liệu, phân tích thiết kế cho thời gian di chuyển chuột nhỏ MIDAS/Civil hỗ trợ nhiều khả nhập liệu: - Thông qua hệ thống Menu trực quan - Thông qua giao diện dịng lệnh - Thơng qua bảng liệu tương thích Excel - Khả kéo thả dễ dàng - Chức Undo/Redo không hạn chế Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu - Đặc biệt chức phân tích chương trình mạnh, có khả tính tốn oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l oc ke r phân tích theo giai đoạn thi cơng Hình 1.1 Giao diện Midas/Civil Pr Các hệ thống menu Midas/Civil - Menu Model (Mơ hình) Hình 1.2 Menu Model + Structure Type: Nhập kiểu kết cấu liệu cho phân tích Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu + Structure Wizard: Mơ hình hóa theo mẫu kết cấu có sẵn + User Coordinate System: Định nghĩa hệ tọa độ người dùng (User Coordinate System) + Grids: Khai báo hệ thống lưới tọa độ + Nodes: Các thuộc tính nút cơng cụ để mơ hình nút + Elements: Các thuộc tính phần tử cơng cụ để mơ hình phẩn tử + Properties: Thuộc tính kết cấu: Vật liệu, mặt cắt + Boundaries: Khai báo điều kiện biên ke + Named Plane: Gán tên cho mặt phẳng r + Masses: Khai báo khối lượng oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l + Check Structure Data: Kiểm tra liệu kết cấu nhập oc + Group: Định nghĩa nhóm kết cấu, điều kiện biên, nhóm tải trọng Pr - Menu Results (Kết quả) Hình 1.3 Menu kết Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l oc ke r Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu d Cáp dự ứng lực - Khai báo tên phần tử cáp: Load > Prestress Loads > Tendon Property >Add Cáp 25T13 Cáp 19T13 đường kính 100mm đường kính 90mm đường kính ngồi 107mm đường kính ngồi 97mm Hệ số ma sát cáp ống: 0.2 0.2 Hệ số ma sát cong: 0.001 o/m 0.001 o/m Tụt neo max 6mm 6mm Pr Thêm loại bó cáp theo bảng số liệu sau Lực kéo kích cho bó cáp 3444kN 2618kN Giới hạn bền 1860000 1860000 Giới hạn chảy 1670000 1670000 Loại ống ghen: Tendon Name ( 19T23 ) ; Tendon Type>Internal Material>3: tendon Total Tendon Area (0.00187549) Duct Diameter (0.097) ; Curvature Friction Factor (0.2) ; Wobble Friction Factor (0.001) Ultimate Strength (1860000) ; Yield Strength (1670000) Load Type>Post-Tension Anchorage Slip>Begin (0.006) ; End (0.006) ↵ Tendon Name (25T23 ) ; Tendon Type>Internal Material>3: tendon Total Tendon Area (0.00246775) Duct Diameter (0.107) ; Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 94 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu Curvature Friction Factor (0.2) ; Wobble Friction Factor (0.001) Ultimate Strength (1860000) ; Yield Strength (1670000) Load Type>Post-Tension oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l oc ke r Anchorage Slip>Begin (0.006) ; End (0.006) ↵ -Khai báo hình học cáp Pr Load > Prestress Loads > Tendon Profile > Add Dựa vào vẽ nhập liệu hình học cáp Cần lưu ý nhập số điểm mặt phẳng xz số điểm mặt phẳng xy Bảng số liệu hình học cáp rút từ vẽ: Tên TC1 TC2 x y R 4.119 2.56 5.15 6.45 -4.119 -5.15 -6.45 4.119 5.15 6.45 -4.119 -5.15 2.56 2.56 2.56 2.56 2.56 1.94 1.94 1.94 1.94 1.94 x z R 4.119 15 15 15 15 -0.125 5.15 6.45 -4.119 -5.15 -6.45 4.119 5.15 6.45 -4.119 -5.15 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 15 15 15 15 Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 95 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu 1.626 1.94 15 1.626 1.94 15 17.458 18.345 21.45 -17.458 -18.345 -21.45 20.458 21.345 24.45 -20.458 -21.345 -24.45 22.684 23.623 27.45 -22.684 -23.623 -27.45 26.184 27.123 30.95 -26.184 -27.123 3.09 3.024 2.56 3.09 3.024 2.56 1.41 1.476 1.94 1.41 1.476 1.94 3.24 3.166 2.56 3.24 3.166 2.56 1.26 1.334 1.94 1.26 1.334 15 15 TC6 TC7 Pr TC8 TC9 TC10 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 r 16.348 18.45 15 15 ke 15 15 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 oc 2.874 2.56 15 -6.45 7.119 8.15 9.45 -7.119 -8.15 -9.45 10.119 11.15 12.45 -10.119 -11.15 -12.45 13.119 14.15 15.45 -13.119 -14.15 -15.45 16.119 17.15 18.45 -16.119 -17.15 -18.45 19.119 20.15 21.45 -19.119 -20.15 -21.45 22.119 23.15 24.45 -22.119 -23.15 -24.45 25.119 26.15 27.45 -25.119 -26.15 -27.45 28.619 29.65 30.95 -28.619 -29.65 oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l TC5 1.94 2.79 2.732 2.56 2.56 2.732 2.79 1.71 1.768 1.94 1.71 1.768 1.94 2.874 2.56 -16.348 -18.45 TC4 -6.45 7.394 8.229 9.45 -7.394 -8.229 -9.45 10.394 11.229 12.45 -10.394 -11.229 -12.45 13.348 15.45 -13.348 -15.45 TC3 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 96 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu TC10R -30.95 25.237 26.176 30.95 -25.237 -26.176 -30.95 1.94 3.39 3.316 2.56 3.39 3.316 2.56 15 15 15 -30.95 28.619 29.65 30.95 -28.619 -29.65 -30.95 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 -0.125 -0.16 -0.25 15 15 15 Pr oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l oc ke r Nhâp bó cáp theo trường form Sau căng cáp ta xem chương trình thể hiện: Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 97 ke Khai báo tổ hợp tải trọng dự ứng lực cho giai đoạn thi công oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l Gán tải trọng oc - r Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu Load > Prestress Loads > Tendon Prestress Loads Nhập theo nhóm cáp DƯL Chọn cách kéo cáp theolực, lực căng 3444 kN Cáp căng đầu cáp (Begin), cáp căng cuối cáp(End) Các cáp lại căng đầu (Both) Chọn Add để khai báo, kết thúc chọn close - Tiếp theo gán tải trọng dự ứng lực vào Pr giai đoạn thi công (CS) Gán xong tiến hành tính tốn kết Mất mát ứng suất cho cáp theo giai đoạn Results > Tendon Time-dependent Loss Graph Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 98 oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l Tính độ giãn dài cáp oc ke r Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu - Kết độ giãn dài phần tử cáp theo giai đoạn Pr Results > Result Tables > Tendon > Tendon Elongation Tọa độ cáp Results > Result Tables > Tendon > Tendon Coordinates Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 99 oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l oc ke r Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu e Co ngót từ biến - Khai báo vật liệu cho tính tốn co ngót, từ biến Model > Properties > Time Dependent Material (Creep/Shrinkage) > Add Name (M400) ; Code>CEB-FIP Compressive strength of concrete at the age of 28 days (35000) Relative Humidity of ambient environment (40 ~ 99) (70) Notational size of member (1) Type of cement>Normal or rapid hardening cement (N, R) Age of concrete at the beginning of shrinkage (3) ↵ Name (M500) ; Code>CEB-FIP Compressive strength of concrete at the age of 28 days (40000) Relative Humidity of ambient environment (40 ~ 99) (70) Notational size of member (1) Type of cement>Normal or rapid hardening cement (N, R) Pr Age of concrete at the beginning of shrinkage (3) ↵ Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 100 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu - Khai báo vật liệu cho tính tốn biến đổi modun đàn hồi (Comp Strength) theo thời gian Model > Properties > Time Dependent Material (Comp Strength) > Add Name (M400) ; Type>Code Development of Strength>Code>CEB-FIP Concrete Compressive Strength at 28 Days (S28) (35000) Cement Type(a) (N, R : 0.25) ↵ ke ↵ Pr oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l oc Cement Type(a) (N, R : 0.25) r Name (M500) ; Type>Code Development of Strength>Code>CEB-FIP Concrete Compressive Strength at 28 Days (S28) (40000) - Liên kết vật liệu phụ thuộc thời gian với vật liệu khai báo cho kết cấu Model > Properties > Time Dependent Material Link Time Dependent Material Type Creep/Shrinkage>M400 Comp Strength> M400 Select Material for Assign>Materials> 1: Grade M400 Selected Materials Time Dependent Material Type Creep/Shrinkage>M500 Comp Strength> M500 Select Material for Assign>Materials> 1: Grade M500 Selected Materials Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 101 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu Chọn vật liệu tính co ngót, từ biến, vật liệu tính mơ đun đàn hồi (Comp Strength) Chọn vật liệu cần liên kết Nhấn Add f Gối lún oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l oc ke r Nhập xong chọn close - Khai báo gối lún: Load > Settlement Analysis Data > Settlement Group Nhập tên gối lún, độ lún, nút bị lún (Các gối) - Khai báo trường hợp tải gối lún Load > Settlement Analysis Data > Settlement Load Cases Thêm trường hợp xảy gối lún, hệ số tỉ lệ Ví dụ trường hợp GL3 có gối G2, G1 bị Pr lún Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 102 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu g Hoạt tải - Chọn tiêu chuẩn tính hoạt tải Load > Moving Load Analysis Data > Moving Load Code > AASHTO LRFD oc Load > Moving Load Analysis Data > Traffic Line Lanes ke r - Định nghĩa xe Pr oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l Chọn tên làn, độ lệch tâm(Eccentricity) 2m, hướng di chuyển, vị trí - Định nghĩa xe tải Load > Moving Load Analysis Data > Vehicles Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 103 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu Đối với xe trục, trục theo tiêu chuẩn AASHTO, chọn Add Standard ta cần khai báo oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l oc ke r tên, chương trình lấy số liệu từ sở liệu Riêng với xe theo tiêu chuẩn 22TCN18-1979 H30, XB80 ta phải khai báo thủ công, dùng chức Add User Defined - Định nghĩa nhóm xe Pr Load > Moving Load Analysis Data > Vehicles Classes > Add Định nghĩa nhóm xe cần tính tốn Định nghĩa trường hợp xe Load > Moving Load Analysis Data > Moving Load Cases Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 104 oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l oc ke r Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu Sau tính tốn ta xem kết chương trình, ví dụ đường ành hưởng mô men giai đoạn khai thác nút 1017 Results > Influence Lines > Beam Forces/Moments h Tính độ vồng thi cơng Pr Xây dựng nhóm kết cấu cho tính độ vồng, điều kiện biên, hợp long Model > Group > Define Structure Group Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 105 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu Khi chưong trình tính tốn xong chọn Results > FCM Camber > FCM Camber Control ke oc oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l Results > FCM Camber > FCM Camber Graph View r Để xem biểu đồ độ vồng chọn Xem bảng kết chọn Pr Results > FCM Camber > FCM Camber Table Ngồi kết chương trình cung cấp nhiều loại kết với định dạng khác Việc xuất kết Midas/Civil dễ giàng nhanh chóng Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 106 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau trình thực đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu” thu số kết tài liệu chi tiết với nội dung sau: - Tổng quan Midas/Civil ke - Giới thiệu hướng dẫn sử dụng chương trình Midas/Civil r - Phương pháp phần tử hữu hạn ứng dụng Midas/Civil oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l hẫng cân sử dụng chương trình Midas/Civil oc - Hướng dẫn Tính tốn cầu bê tông dự ứng lực thi công theo phương pháp đúc Thông qua tài liệu giúp hiểu vấn đề trình phân tích kết cấu máy tính phần mềm Midas/Civil Ngồi tài liệu tham khảo có ích cho bạn sinh viên, kỹ sư ngành xây dựng cầu đường trình học tập làm việc Tài liệu trình bày rõ ràng, trực quan với nhiều hình ảnh minh họa, giúp người đọc hình dung áp dụng nhanh chóng, hiệu Để đảm bảo tính thực tiễn hiệu đề tài khoa học nhóm nghiên cứu đưa số kiến nghị: - Midas/Civil chương trình phân tích tính tốn kết cấu sử dụng phương pháp PTHH để sử dụng chương trình hiệu cần phải hiểu kết cấu, cách mơ hình hóa kết cấu, phương pháp PTHH Pr - Midas/Civil cơng cụ tính tốn mạnh, có độ tin cậy cao bước ứng dụng vào cơng tác phân tích thiết kế học tập nghiên cứu Trong việc học tập chương trình cơng cụ hữu hiệu, cung cấp khái niệm phương pháp tính từ dễ dàng tiếp cận với phần mềm tính tốn kết cấu khác Đặc biệt sinh viên chuyên nghành TĐHTKCĐ, chương trình ví dụ tiêu biểu cho mơn học “Mơ hình hóa phương pháp số ứng dụng” - Tập trung nghiên cứu ứng dụng Midas/Civil cho tốn chun dụng riêng biệt Tạo lập mơ đun hỗ trợ nhập liệu cho Midas theo toán cụ thể Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 107 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu TÀI LIỆU THAM KHẢO Phương pháp Phần tử hữu hạn – Nguyễn Xuân Lựu – ĐH GTVT – 2000 Phương pháp số học kết cấu – Nguyễn Mạnh Yên – NXB Khoa học kỹ thuật – 2000 Phân tích thiết kế kết cấu phần mềm Sap2000 – Bùi Đức Vinh – NXB Thống kê - 2001 oc Buess y ed a b lic y en W se e B to atc re h m PD ov F e U it n l Getting Started - MIDASoft, Inc oc Analysis for Civil Structures – MIDASoft, Inc ke r Cầu bê tông cốt thép – Nguyễn Viết Trung – NXB Giao thông vận tải - 2001 Pr Midas/Civil online Manual - MIDASoft, Inc Lê Đắc Hiền – Bùi Văn Sáng – Đào Quang Huy – Trần Quang Thức – TĐHTKCĐ 42 108 ... 42 27 Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu Phân tích kết cấu MIDAS/Civil bao gồm phân tích tuyến tính phân tích phi tuyến Dưới vài phân tích bật : Phân tích tĩnh (Linear... Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ Phân tích kết cấu nói chung kết cấu cầu nói riêng thiết kế cơng trình cơng việc quan trọng Phân tích kết cấu. .. Nghiên cứu ứng dụng chương trình Midas/Civil phân tích kết cấu cầu Hình 2.12 Những loại phần tử khối ba chiều đánh số nút Phân tích kết cấu Khi kết cấu chịu tác dụng ngoại lực Sự phản ứng tương ứng