cơ bản về thiết kế cầu bằng phần mềm space gass-australia

Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 1 of 27
CƠ BẢN VỀ THIẾT KẾ CẦU
BẰNG PHẦN MỀM SPACE GASS-AUSTRALIA
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 2 of 27
1. Giới thiệu phần mềm Space gass.

Space gass là phần mềm thiết kế kết cấu nổi tiếng của Úc mà mọi công ty
tư vấn thiết kế đều dùng.Đặc điểm nổi bật của phần mềm này là thiết kế kết cấu
thép.Tuy nhiên tương tự như Sap 2000, phần mềm này cũng là phần mềm tính
toán kết cấu mà chúng ta có thể dùng để tính toán công trình câu. Nó không phải
là một phần mềm chuyên nghi
ệp như MIDAS/civil hay RM 2004. Song nó đủ mạnh
để tính toán kết cấu cầu thực sự.

Bất kỳ người Việt nam nào cũng biết đến cây cầu dây văng đầu tiên, đó là
cầu Mỹ Thuận. Cây cầu này được bắt đầu xây dựng vào năm 1997 và hoàn thành
vào năm 2000. Kỹ sư người Úc , Maunsell (Công ty Baulderstone Hornibrook), đã
thiết kế cầy cầu này trên nền của phần mềm Space gass. Hầu hết các cây cầu
khác đượ
c xây dựng ở Úc đều được thiết kế trên phần mềm này.


Model Cầu Mỹ Thuận bằng phần mềm Space Gass.

Cầu đi bộ Claisebrook thiết kế bằng Space Gass
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 3 of 27
2. Khả năng tính toán kết cấu chính của Space Gass.
- Phân tích phi tuyến
- Phân tích tuyến tính
- Phân tích động : tần số dao động của công trình
- Phân tích gió động, động đất
- Phân tích Buckling
- Tính toán thiết kế phần tử và liên kết
-…………
3. Tổng quan Space Gass.


3.1 Nhập số liệu
Space gass cho phép nhập số liệu bằng:
+ Đồ hoạ
+ Bảng datasheet
+ text file
+ Import từ AutoCAD
+ Sử dụng thư viện có sẵn các kết cấu điển hình.
3.2 Tính năng hỗ trợ :
+ Multi selection.
+ Lọc theo nhóm hay theo ID phần tử.
+ Multi view.
+ Đồ hoạ 3D
+ Lập macro điều khiển toàn bộ quá trình thiết kế một cách từ động từ tất
cả các môi trường CAD, WORD, EXCEL…

3.3 Các loại Liên kế
t
+ Master-slave
+ Elastic
+ Semi- Rigid link
+………….
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 4 of 27
3.4 Các loại tải trọng
+ Tải trọng Sàn Area Load
+ Tải trọng tập trung
+ Tải trọng Phân bố
+ Hoạt tải
+ Tổ hợp giữa các loại tải trọng.



Việc thiết kế trên Space gass sẽ đơn giản hơn Sap vì Space Gass sẽ tự động tạo
ra các hoạt cảnh xe chạy

Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 5 of 27

3.5 Đặc trưng về hình học
+ Hỗ trợ thư viện Úc, Anh, Euro
+ Hỗ trợ thư viện thép thành mỏng

+ Xây dựng thư viện riêng (hình dạng bất kỳ )với Shape Builder.
3.6 Kết quả phân tích
+ Kết quả riêng rẽ của từng trường hợp tải và tổ hợp.
+ Cho phép hiển thị biểu đồ bao.
Trường hợp tải riêng biệt:


Biểu đồ bao

+ Kết quả xuất ra Text file
+ Kết quả xuất ra PDF file
+ In đồ hoạ.


Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 6 of 27



Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 7 of 27
4. Tiêu chuẩn hỗ trợ.
Thư viện của Space Gass hỗ trợ 2 tiêu chuẩn là tiêu chuẩn Mỹ và tiêu chuẩn Úc
trong thiết kế cầu. Hệ thống khai báo của Space gass là hệ thống mở nên ta cũng
có thể định nghĩa được tiêu chuẩn khác chẳng hạn như QT79 của Việt Nam.
4.1 Tiêu chuẩn Mỹ-LRFD

Tiêu chuẩn này là tiêu chuẩn ngành 22TCN 272-05 thiết kế cầu hiện hành
của bộ giao thông vận tải vừa ban hành.
4.2 Tiêu chuẩn Úc-AS 5100
Tiêu chu
ẩn Úc AS 5100 là bộ tiêu chuẩn thiết kế cầu. Bộ tiêu chuẩn này
gồm 7 phần chính.
+ Part 1: Scope and general principles
+ Part 2: Design Load
+ Part 3: Foundations and soil-supporting structures
+ Part 4: Bearings and deck joints
+ Part 5: Concrete
+ Part 6: Steel and composite construction
+ Part 7: Rating of existing bridges
Xét về tổng quan, AS 5100 và LRFD hoàn toàn tương tự nhau về các tổ hợp
tải trọng cũng như các trạng thái giới hạn (Các trạng thái giới hạn về cường độ và
sử dụng). Kể cả về các công thức và đơn vị cũng sử dụng tương đối giống nhau.
Điểm khác nhau khi thiết kế
là hoạt tải xe. Trong tiêu chuẩn Mỹ sử dụng xe tải và
xe hai trục để thiết kế, còn trong tiêu chuẩn Úc ta có loại xe long train với tải trọng
trục lớn hơn. Một điều chú ý là làn xe trong tiêu chuẩn úc chạy trái chiều với tiêu
chuẩn Mỹ
Các loại hoạt tải xe chính (AS 5100 Part 2, Clause 6.4.1):
4.2.1 W80 wheel load: Chỉ có một bánh tải trọng 80 KN tác dụng trên
khoảng diện tích 400mmX 250mm.
4.2.2 A160 Axe load: Xem hình vẽ dưới đây.


4.2.3 M1600 Moving traffic load:
Ngoài tải trọng trục, M1600 còn chứa tải trọng phân bố 6KN/m trải rộng 3,2
m làn thiết kế.

Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 8 of 27

4.2.4 S1600 Stationary traffic load:
Loại tải trọng này có thể coi là M1600 khi đứng yên.


Cả 4 loại tải trọng trên người ta gọi chung là SM 1600.
4.2.5 Heavy Load platform:
Gồm hai loại chính HLP 320 và HLP 400

Loại xe này thiết kế trong điều kiện yêu cầu đặc biệt.

Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 9 of 27
4.2.6 T44 truck load
Kết hợp với T44 lane loading





Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 10 of 27

4.2.7 L44 Lane load

4.2.8 A14 Vehicle load

4.2.9 W7 wheel Load
Chỉ có một bánh tải trọng 70 KN tác dụng trên khoảng diện tích
500mmX 200mm.

Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 11 of 27
4.2.10 Tải trọng người đi bộ


4.2.11 Railway traffic load

Ngoài ra còn nhiều loại tải trọng khác, xin các bạn tìm hiểu tiêu chuẩn úc AS 5100
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 12 of 27

4.3 Khai báo tiêu chuẩn bất kỳ.
Chúng ta có thể khai báo tải trọng thiết kế bất kỳ, ví dụ như quy trình 79
của việt nam.
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 13 of 27

5. Trình tự thiết kế cầu trên Space gass.
Để giới thiệu hét tính năng của Space gass chúng ta thực hiện thiết kế cầu
đúc hẫng cân bằng (C) theo tiêu chuẩn Úc.
Thông sô thiết kế:
+ Cầu 4 làn xe bề rộng mỗi làn là 3m
+ Hoạt tải thiết kế SM 1600
+ Chiều dài cầu: 45+120+45 m
+ Mặt cắt ngang cầu có kích thước như hình vẽ
+
5.1 Xây dựng mô hình kết cấu:
5.2 Định nghĩa các đặc trưng về Vật liệ
u và hình học.
5.3 Khai báo các trường hợp tải
Tĩnh tải của các đốt dầm đúc có mặt cắt thay đổi
Hoạt tải xe và làn xe AS 5100.
Tải trọng gió: Tính theo tiêu chuẩn Úc AS 1170 PART 1
Tải trọng động đất: Tính theo tiêu chuẩn úc AS 1170 PART 4
5.4 Gán tải trọng lên kết cấu.
Công việc này yêu cầu người thiết kế làm việc hết sức cẩn thận. Ở đây chỉ
xét tải trọng sau khi thi công xong. Còn tải trong các giai đoạn xây dựng ta xét
ở
phần sau. Chú ý rằng ta xét tải trọng hoạt tải xe theo AS 5100 loại SM 1600.
5.5 Tổ hợp tải trọng.
Tổ hợp tải trọng ta lấy theo tổ hợp của Úc. Theo AS 1170 Part O
5.6 Construction stage: Các giai đoạn xây dựng.
5.7 In kết quả.
5.8 Kiểm tra kết quả và đưa ra kết luận.
5.9 Thiết kế các kết cấu khác từ kết quả kết cấu phần trên.

Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 14 of 27
6. Ví dụ Hồ sơ thiết kế cầu đi bộ bằng Space gass.
Dưới đây là hồ sơ thiết kế cầu đi bộ bằng Space gass.
6.1 Tiêu chuẩn thiết kê:
Tiêu chuẩn úc AS 5100 với tải trọng người đi bộ là 5 kpa.
Các hệ số tải trọng động và hệ số vượt tải lấy theo tiêu chuẩn này.
6.2 Bình đồ vị trí cầu
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 15 of 27


Mặt bằng
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 16 of 27

Trắc dọc


Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 17 of 27

Mô hình hóa
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 18 of 27

Đặt tải trọng
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 19 of 27
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 20 of 27
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 21 of 27
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 22 of 27
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 23 of 27
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS

Page 24 of 27
Thiết kế Cầu bằng phần mềm Space Gass theo tiêu chuẩn Úc.

Thietkecau bang Spacegass BẰNG SPACE GASS
Page 25 of 27