Hướng dẫn dùng Midas để phân tích kết cấu cầu dây văng trong giai đoạn hoàn thành và thi công

GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

1

GS.TS. NGUYỄN VIẾT TRUNG
TH.S. NGUYỄN HỮU HƯNG


HƯỚNG DẪN DÙNG MIDAS ĐỂ PHÂN
TÍCH KẾT CẤU CẦU DÂY VĂNG
TRONG GIAI ĐOẠN HOÀN THÀNH
VÀ GIAI ĐOẠN THI CÔNG



NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG
HÀ NỘI -2007

LỜI NÓI ĐẦU
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

2


Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, các chương
trình mô hình hóa và phân tích kết cấu nói chung và kết cấu cầu nói riêng đang
trở nên ngày càng mạnh mẽ và đáng tin cậy hơn. Trong số các chương trình đó
Midas/Civil đang nổi lên như là một chương trình mạnh, tính toán nhanh, dễ
học, dễ sử dụng, có thể thực hiện được nhiều công việc phân tích kết cấu khác

nhau.
Tài liệu này được soạn thảo nhằm giúp các sinh viên nhanh chóng nắm
được các nội dung cơ bản khi dùng phần mềm MIDAS phân tích kết cấu cầu dây
văng. Để dễ hiểu , ở đây dùng các số liệu cơ bản của cầu Kiền làm ví dụ tính
toán, bạn đọc sẽ được hướng dẫn để mô hình hóa một cây cầu dây văng tương tự
cầu Kiền, sau đó phân tích kết cáu nhịp cầu dây ở giai đoạn hoàn thành, xác
định lực căng trong cáp cân bằng cho tĩnh tải, tiếp theo là phân tích kết cáu trong
mỗi giai đoạn thi công theo các bước thi công trong mô hình hóa thuận.
Tính toán cầu dây văng là quá trình rất phức tạp gồm nhiều nội dung, xin
bạn đọc lưu ý rằng nội dung trong sách này chỉ là một ví dụ đơn giản phục vụ
sinh viên học tập, mang nhiều giả thiết, còn nhiều bài toán chưa được xét đến,
đặc biệt là các bài toán động học, khí động học, bài toán xét kết cấu nhịp cầu dây
văng làm việc chung với đất nền và móng, bài toán ứng suất cục bộ, bài toán xét
ảnh hưởng của dự ứng lực trong dầm, v,v…





GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

3


PHẦN I: CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU

1. GIỚI THIỆU DỰ ÁN CẦU KIỀN
Cầu Kiền thuộc Quốc lộ 10 vượt qua sông Cấm thuộc địa phận thành phố
Hải Phòng. Cách bến phà cũ khoảng 300 m về phía Hạ lưu. Phạm vi dự án bắt

đầu từ Km 19+780 điểm kết thúc gói thầu tại Km 21+400. Chiều dài toàn bộ gói
thầu là 1,620 km, trong đó chiều dài cầu là 1186 m ( tính từ mép 2 mố ). Chiều
dài đường dẫn phía Bí Chợ là 222 m, chiều dài đường dẫn phía Hải Phòng là 212
m.
1.1. KẾT CẤU PHẦN TRÊN
Sơ đồ nhịp tính từ phía Bí Chợ : 12 x34m + 85m +200m + 85m + 12 x 34
m. Tổng chiều dài là 1186m.
1.1.1. PHẦN NHỊP CHÍNH
Phần nhịp chính sử dụng kết cấu dây văng dầm BTCT DƯL 3 nhịp
85+200+85 m dây văng được bố trí theo 2 mặt phẳng, tại mỗi cột tháp có 9 cặp
dây, khoảng cách dây văng trên cột tháp tính tại tim cột là 4 m, khoảng cách
neo dây văng trên dầm là 8.5 m tại nhịp biên và 10 m tại nhịp giữa. Dầm hộp
chính sử dụng cả DƯL trong và ngoài, tại các vị trí cáp dây văng có bố trí dầm
ngang và DƯL ngang. Các đốt dầm đúc sẵn được lắp ghép tại cầu sử dụng các
thanh thép cường độ cao 32 và keo êpôxy, dầm có mặt cắt ngang dạng hộp 3
lỗ (3 cells), có 2 sườn đứng ở giữa hộp, 2 thành hộp xiên, bề rộng mặt đường xe
chạy: 10.5 m, hai đường người đi hai bên rộng 1.5 m; tổng bề rộng mặt cầu: 16.7
m (tại vị trí cột tháp 15.1 m) , bệ rộng đáy hộp 11.5 m; chiều cao hộp không đổi:
2.2 m. Cáp dự ứng lực ngoài, dự ứng lực trong, các cáp này được thi công sau
khi đã hoàn thành các khối dầm hợp long.
1.1.2. PHẦN NHỊP DẪN
Phần nhịp dẫn sử dụng kết cấu dầm giản đơn BTCT DƯL tiết diện chữ I
chiều dài nhịp 34 m, mỗi bờ 12 nhịp, mặt cắt ngang gồm 6 phiến dầm, chiều cao
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

4

dầm 1.65 m, nối liền tại trụ thông qua dầm ngang đầu dầm theo từng liên 4 nhịp
dầm, bản mặt cầu BTCT đổ tại chỗ dầy 0,22 m.,

1.1.3. KẾT CẤU THÁP CỦA CẦU DÂY VĂNG
Tháp cầu dây văng có dạng gần giống chữ H cao 79.5 m, tính từ mặt bệ
móng cọc. Phần thân dưới đặc hai đầu vuốt tròn, chiều dầy thân tháp thay đổi từ
4.84 m tại đỉnh móng đến 4.0 m tại cao độ đáy dầm hộp. Phần trên tháp gồm hai
cột tiết diện chữ nhật mặt cắt đặc chiều rộng không đổi 2 m, chiều dầy thay đổi
từ 4.0 m tại cao độ chân cột đến 2.5 m tại đỉnh cột, hai cột có dầm ngang liên kết
tại vị trí cách đỉnh cột tháp là 16.5 m

1.2. KẾT CẤU PHẦN DƯỚI
1.2.1. PHẦN NHỊP CHÍNH
Cột tháp đặt trên móng cọc khoan nhồi đường kính  2.0 m gồm 20 cọc
dài 30.5 m, trụ chuyển tiếp (P12, P13) ( trên móng cọc khoan nhồi gồm 12 cọc
có đường kính 1.0 m dài 34.0 m (P12) và 36 m (P13).
1.2.2. PHẦN NHỊP DẪN
Mố trụ cầu nhịp dẫn bằng BTCT đổ tại chỗ trên móng cọc khoan nhồi
1.0 m.

Bảng thống kê số lượng cọc và chiều dài cọc cho các trụ và mố

Tên mố
trụ
Đường
kính
Số lượng cọc Chiều dài cọc (
m)
A1 1.0 m 12 31
P1 1.0 m 6 31
P2 1.0 m 6 31.5
P3 1.0 m 6 31.5
P4 1.0 m 6 32

P5 1.0 m 9 32
P6 1.0 m 9 32.5
P7 1.0 m 9 32.5
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

5

P8 1.0 m 9 33
P9 1.0 m 12 32.5
P10 1.0 m 12 32.5
P11 1.0 m 12 33
P14 1.0 m 12 35.5
P15 1.0 m 12 36
P16 1.0 m 12 36.5
P17 1.0 m 9 37
P18 1.0 m 9 37.5
P19 1.0 m 9 37.5
P20 1.0 m 9 37.5
P21 1.0 m 6 38.5
P22 1.0 m 6 38.5
P23 1.0 m 6 39.5
P24 1.0 m 6 39.5
A2 1.0 m 12 40.5

1.2.3. PHẦN ĐƯỜNG 2 ĐẦU CẦU
Thiết kế hình học tuyến đường
Bình diện tuyến đường đầu cầu phụ thuộc vào vị trí của cầu Kiền, toàn bộ
đoạn tuyến của gói thầu nằm trên đường thẳng.
Thiết kế mặt đường

Lớp mặt BT asphan 5 cm. Lớp liên kết BT asphan 7 cm, lớp móng trên
dùng cấp phối A dầy 20 cm, lớp móng dưới 25 cm.
Thiết kế nền đường
Cả 2 bên đầu cầu sử lý bằng PVD có chiều dày từ 6-15 m kết hợp gia tải
trước, đoạn từ Km21+188 đến KM 21+287 có bệ phản áp rộng 11.5 m. Riêng
đoạn từ KM 19+900 đến Km 20+002 sử lý bằng giếng cát  =0.4 m. chiều sâu
giếng 6-20 m.
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

6

I.3. KHỐI LƯỢNG TỔNG QUÁT
1.3.1. CỌC KHOAN NHỒI
Cọc khoan  1000mm : 240 cọc, chiều dài mỗi cọc 31- 40.5 m.
Tổng số cọc  1000mm dài là 7540m.
Cọc khoan  2000 mm : 40 cọc, chiều dài mỗi cọc 30.5 m.
Tổng số cọc  2000 mm dài là1220 m
1.3.2. DẦM I BẰNG BTCT DỰ ỨNG LỰC KÉO SAU
144 phiến dầm chữ I bằng BTCT DUL kéo sau mỗi phiến dài 34 m.
1.3.3. TRỤ THÁP
Nhịp chính gồm 2 trụ tháp.
1.3.4. DẦM HỘP CẦU CHÍNH
Tổng cộng khối đúc dầm hộp 110 khối trong đó:
- Nhịp biên : 2 x 27 khối = 54 khối ( mỗi nhịp biên gồm 17 khối 3,0m, 9
khối 2,5m và 1 khối 3,5m ).
- Nhịp giữa : 56 khối ( 34 khối 3,5m và 22 khối 3,0m ).
- 1 khối hợp long giữa 5,4m , 2 khối hợp long nhịp biên 3,1m.
- 2 Khối đúc trên trụ tháp 9,6m.
1.3.5. CÁP DÂY VĂNG

Số cáp dây văng : 72 bó.
Số dây văng 37 tao 15.2 : 56 bó. có chiều dài từ 20.0781m đến
103.8651m.
Số dây văng 42 tao15.2 : 12 bó.có chiều 71.9245m đến 86.0822m.
Số dây văng 48 tao15.2 : 4 bó.có chiều 95.5521m.
1.3.6. CÁP DỰ ỨNG LỰC TRONG DÀM HỘP.
1.3.6.1. Dự ứng lực trong
- Hệ thanh PC32 chạy theo chiều dọc được nối bằng coupler và neo tại các mặt
tiếp giáp khối đúc.
- Cáp dự ứng lực trong 12S15.2 : 36 bó.
- mỗi nhịp biên có 12 bó cáp dài từ 50.918m đến 58.918m.
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

7

- Nhịp giữa có 12 bó cáp dài từ 82.354m đến 162.354m.
1.3.6.2. Dự ứng lực ngoài 19S15.2
- Mỗi nhịp biên có 4 bó dài từ 35.210m đến 43.710m
Nhịp giữa gồm 18 bó dài từ 35.010m đến 155.010m.
1.4. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH
Phía Thái Bình là khu ruộng thưa dân bao trùm đầu cầu và đường sau
mố A2. Bến phà Kiền hiện nay cách tim cầu khoảng 300m về phía thượng lưu
có các phà chở ôtô tải . Đường giao thông xe tải hiện tại nối từ Hải Phòng đến
Thuỷ Nguyên phải qua phà KIền.
Tại khu vực công trình là ruộng lúa, phía trong đê cao độ khoảng +1.0.
Phía ngoài đê , mé thượng lưu cầu là bãi cao +1.6 đến +2.0, mé hạ lưu có
nhiều ao hồ cao độ 0 đến + 0.2.
Phía Bí Chợ: Mặt bằng khu vực đầu cầu và đường đầu cầu phía Quảng
Ninh là khu đồng ruộng thưa dân cao độ +1.40, ngoài đê bãi sông thấp là ruộng

lúa cao độ khoảng + 0.15.
Phía sau mố A1 là một xóm nhỏ một phần nằm trên nền đường mới, có
con đường làng xe con đi được nối từ đường hiện tại qua sau mố , một mương
tưới tiêu chạy song song với đường làng, tại vị trí giao nhau với đường mới có
cống tiêu nước và cống hộp của đường dân sinh
Lòng sông chỗ sâu nhất có cao độ khoảng -13.68
1.5. ĐẶC ĐIỂM THUỶ VĂN
Khu vực sông này chịu sự tác động của thuỷ triều. Tuy nhiên về mùa
nước, cũng vẫn bị chi phối bởi quy luật tự nhiên.
Mực nước cao nhất: H1% = +2.8
Mực nước thông thuyền: H5% = +2.28
Mực nước thi công : (dự định lấy mực nước H max 10% tháng 8) H
tc
= + 2,11
1.6. ĐỊA CHẤT
Trắc dọc địa chất tại vị trí cầu được phân bố như sau:
Lớp đất mượn dày từ 0.3-1.5 m.
Lớp đất sét có chiều dầy từ 5-16m
Lớp thấu kính cát có chiều dày 1-2 m.
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

8

Lớp thấu kính cát mịn đến sét pha cát có chiều dày khoảng12m. Lớp bùn sét,
dẻo cao màu xám đến xám xẫm, rất mềm đến mềm gặp ở cao độ -0.5 m.
Thấu kính sét dẻo vừa mầu nâu đỏ đến xám, cứng vừa xuất hiện ở gần mố A1
chiều dày 4.5 m.
Lớp sét thứ 3: Xen kẽ sét cát dẻo thấp đến trung bình, sét xám xanh đến xám
đen, cứng vừa đến cứng, chiều dày từ 7 đến 14 m.

Lớp thấu kính sét: Lớp này rất yếu N=2 xuất hiện tại lỗ khoan DB97-KN1.
Lớp cát mịm cát hạt trung đến thô phân bố cùng lớp sỏi, xám trắng đến xám
xẫm, chặt vừa đến rất chặt. Chúng nằm ở gần lớp sét cứng, chiều dày từ 2 đến 10
m.
Thấu kính sét cứng vừa xuất hiện cùng lớp cát ở cao độ -32 đến -36 m.
Lớp cát lẫn đá: Đá gốc sa thạch, mầu trắng đến xám xanh và xám nâu. Cao độ bề
mặt đá gốc từ -30 đến -40m,

2. LẬP MÔ HÌNH TÍNH TOÁN ĐƠN GIẢN HÓA

Để phục vụ tính toán đơn giản hóa, cần phải căn cứ các số liệu thực tế nói
trên để lập ra mô hình tính toán có nội dung gần đúng và có thể giải được trên
máy tính
2.1. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CỦA CẦU
Mô hình cầu được dựa trên cầu Kiền, là loại cầu dây văng thi công lắp
hẫng, có hai mặt phẳng dây với ba nhịp khẩu độ: 85 m + 200 m + 85 m,
- Chiều dài toàn cầu: 1186 m,
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

9

- Chiều rộng cầu 16,7 m, khổ cầu: 10,5 m + 2.1,5 m.

2.2. CÁC ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU
Các đặc trưng vật liệu của dầm chính, trụ tháp và cáp được cho như bảng
sau:
Name Type Elasticity(KN/m
2
) Poisson Thermal(1/T) Density(KN/m

2
)
Girder Concrete 2.74E+07 0.167 5.56E-06 2.45E+01
Pylon Concrete 2.60E+07 0.167 5.56E-06 2.45E+01
Cable Steel 2.00E+08 0.3 5.56E-06 7.70E+01
2.3. HÌNH DẠNG MẶT CẮT
- Mặt cắt dầm chính: dạng mặt cắt hộp

- Mặt cắt trụ là mặt cắt thay đổi gồm 2 phần phía trên và phía dưới dầm chính
+ Mặt cắt Trụ- trên: mặt cắt thay đổi HCN đặc:
Đầu i: H = 4 m ; Đầuj: H = 2.5 m
B = 2 m ; B = 2 m
+ Mặt cắt Trụ-dưới: mặt cắt thay đổi hình ovan đặc
Đầu i: H = 4.855 m Đầu j: H = 4.855 m
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

10

B = 17 m B = 24.5 m
- Mặt cắt cáp : là thép cường độ cao dạng tao xoắn đường kính tao là 15.2mm,
gồm 2 loại cáp 37tao và cáp 48 tao.


- Mặt cắt dầm ngang của trụ: Mặt cắt chữ nhật kích thước: B=2m; H=1m
Bảng thống kê mặt cắt như sau:
Shape Name Area(m
2
) Asy(m
2

) Asz(m
2
) Ixx(m
4
) Iyy(m
4
) Izz(m
4
)
Value SR Cable-37 0.0052 0 0 0 0 0
Value SR Cable-48 0.0067 0 0 0 0 0
PSC 3CEL Girder 11.0044 1.8753 0 5.7767 7.718 253.1806
Tapered SB Up-Tower 8 6.6667 6.6667 7.3242 10.6667 2.6667
Tapered STRK Down-Tower 77.4766 75.6254 65.798 492.1431 143.0927 1666.342
DB/User SB Cbeam-Tower 3 2.5 2.5 1.2149 0.5625 1

2.4. ĐIỀU KIỆN BIÊN
Điều kiện liên kết trong cầu dây văng bao gồm:
- Liên kết giữa các phần của trụ
- Liên kết cứng tại các điểm neo cáp vào dầm chủ và trụ tháp
- Liên gối tại dầm và trụ
2. 5. ĐIỀU KIỆN TẢI TRỌNG.
Trong giai đoạn khai thác ta xét đến:
- Tải trọng bản thân.
- Tĩnh tải phụ thêm.
- Tải trọng xe lắp hẫng
- Lực căng trong cáp
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

11

- Hoạt tải xe HL-93


PHẦN II:
PHÂN TÍCH CẦU Ở GIAI ĐOẠN HOÀN THÀNH
1. THIẾT LẬP MÔI TRƯỜNG LÀM VIỆC TRONG MIDAS
Giả sử bạn đọc đã cài đặt xong phần mềm MIDAS , phiên bản 6.03 trên
máy tính của mình và đã có nhưng kiến thức cơ bản để khởi động chương trình
này.
Để thực hiện phân tích ta mở 1 file mới, lưu nó với tên ‘Cable Stayed
Bridge’ .Gán đơn vị ‘m’ cho chiều dài ,’kN’ cho lực. Hệ đơn vị này có thể thay
đổi vào bất kỳ trong suốt quá trình thực hiện mà tiện cho người sử dụng.
- Mở Midas/ Civil .
- File/ New protect.
- File/ Save (lấy tờn Cable Stayed Bridge).
- Tools/Unit System:
Length > m; Force (Mass) > KN 
Cú thể lựa chọn đơn vị ở thanh Status Bar dưới góc phải màn hỡnh. Nếu check
vào "Set/Change Default Unit System" thỡ sau khi mở 1 file mới, đơn vị sẽ giữ
nguyên.
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

12


Hỡnh 1. Thiết lập đơn vị
Ngoài việc chọn đơn vị tính toán ta có thể thiết lập môi trường làm việc để

thuận tiện cho việc nhập dữ liệu, xây dựng mô hình và xử lý kết quả. Ta vào
Tools /Preferences và điều chỉnh các thông số phù hợp cho từng trường hợp cụ
thể.





GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

13

Hình2. Giao diện cài đặt môi trường làm việc.
2. MÔ HÌNH HÓA VẬT LIỆU
2.1. KHAI BÁO VẬT LIỆU
Đối với cầu dây văng ta phải khai báo vật liệu cho: cáp, dầm chính, trụ
tháp, dầm ngang bắc qua trụ và qua dầm chính. Với cầu Kiền ta chỉ nhập vật
liệu cho cáp, dầm chính, trụ tháp do nó không có dầm ngang ở dầm chủ.
Có nhiều cách khai báo vật liệu khác nhau nên tùy theo điều kiện đề bài mà
ta chọn một cách cho phù hợp.
- Model/ Propeties/ Matenal

Hình .3. Cửa sổ thuộc tính vật liệu
Nhấp Add hoặc Import để khai báo vật liệu mới
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

14

Hình 4. Cửa sổ nhập thuộc tính vật liệu
Tại mục Type of design có 3 loại: Bêtông(Concrete), thép (Steel) và loại do
người dùng định nghĩa(User Defined).
Đối với cáp ta chọn:
- Name (Cable); Material ID (1)
- Type >Steel: Standard > None
- Analysis Data>Modulus of Elasticity(2e8);
- Poisson’sRatio(0.3); Weight Density(76.98)



GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

15




Hình 5. Nhập thuộc tính cho cáp
Nhấn Apply để khai báo vật liệu tiếp theo.
Đối với dầm ta chọn:
- Name (Girder) Material ID (2)
- Type >Concrete : Standard >None
- Analysis Data>Modulus of Elasticity(2.74e7);
- Poisson’sRatio(0.167); Weight Density(24.52)


Hình 6. Nhập thuộc tính cho dầm chính
Đối với trụ tháp ta chọn:
- Name (Pylon) Material ID (3)
- Type >Concrete : Standard > None
- Analysis Data>Modulus of Elasticity(2.6e7);
- Poisson’sRatio(0.167); Weight Density(24.52)


GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

16


Hình 7. Nhập thuộc tính cho trụ tháp
Kết quả nhập ta được

Hình 8. Kết quả khai báo vật liệu
2.2. KHAI BÁO VỀ CO NGÓT VÀ TỪ BIẾN
Cường độ của bê tông dạng đường cong được định nghĩa cho mỗi dạng cường
độ
bê tông. Sự thay đổi như vậy ảnh hưởng đến mô đun đàn hồi. Tiêu chuẩn CEB-
FIP và các giá trị được dùng để định nghĩa co ngót và từ biến được sử dụng.
- Model >Properties > Time Dependent Material(Creep/ Shrinkage) >Add
Nhập thông số co ngót và từ biến : gồm 2 loại cho 2 loại bê tông.
+) Tên : c5000 ( hoặc : c4000)
+) Tiêu chuẩn :CEB-FIP
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

17

+) Cường độ chịu nén của bêtông 28 ngày :50000 kN/m
(hoặc:40000kN/m)
+)Kích thước danh định :0.4m
+)Loại xi măng : thường
+) Tuổi của bêtông khi bắt đầu tính co ngót: 3


Hình 9. Nhập dữ liệu hàm đặc trưng co ngót, từ biến
Để xem đồ thị hàm đặc trưng co ngót, từ biến đã khai báo ấn nút Show Result

Hình 10. Đồ thị hàm đặc trưng co ngót, từ biến
Kết quả khai báo co ngót và từ biến
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

18


Hình 11. Kết quả khai báo co ngót, từ biến

2.3. KHAI BÁO VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG THEO
THỜI GIAN
Model >Properties > Time Dependent Material(Comp.Strength) >Add
Nhập thông số phát triển cường độ theo thời gian cho 2 loại bê tông.
+) Tên : c5000 ( hoặc : c4000)
+) Loại : Code
+) Tiêu chuẩn : CEB-FIP
+) Cường độ chịu nén của bêtông 28 ngày :50000 kN/m

(hoặc:40000kN/m)
+)Loại xi măng : N,R,0.25
Bấm Redraw Graph để xem hàm đặc trưng đã khai báo
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

19


Hình 12. Hàm biến thiên cường độ theo thời gian
Kết quả khai báo phát triến cường độ theo thời gian

Hình 13. Kết quả khai báo phát triển cường độ theo thời gian


2.4. GÁN CÁC ĐẶC TÍNH VỀ CO NGÓT VÀ TỪ BIẾN CHO VẬT
LIỆUBÊ TÔNG CỦA DẦM VÀ THÁP CẦU
Sau khi khai báo xong về đặc tính phụ thuộc vào thời gian của vật liệu ta
tiến hành gán các đặc tính đó cho vật liệu bêtông của dầm và trụ tháp.
Model >Properties > Time Dependent Material Link >Add
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

20

- Gán thuộc tính cho bê tông của dầm:
+) Loại co ngót từ biến: Creep/Shrinkage :C5000
+) Loại phát triển cường độ theo thời gian: Comp. Strength : C5000
+) Chọn vật liệu để gán: Material :Girder nhấp để vật liệu được
chọn

+) Nhấp
- Gán thuộc tính cho bê tông của trụ:
+) Loại co ngót từ biến: Creep/Shrinkage :C4000
+) Loại phát triển cường độ theo thời gian: Comp. Strength : C4000
+) Chọn vật liệu để gán: Material :Pylon nhấp để vật liệu được
chọn
+) Nhấp


a) Gán cho dầm b) Gán cho trụ
Hình 14. Gán đặc tính co ngót, từ biến cho vật liệu

GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

21

2.5. TÍNH KÍCH THƯỚC DANH ĐỊNH CỦA CÁC PHẦN TỬ HỮU HẠN
Khi kích thước danh định của phần tử (h) được định nghĩa trong Change
Element Dependent Material Property thì giá trị h khai báo trongVật liệu phụ
thuộc thời gian (từ biến và co ngót) sẽ bị lờ đi và các hàm từ biến co ngót được
tính toán dựa trên giá trị h được định nghĩa và gán cho từng phần tử riêng biệt.
- Model/ Property/ Change Element Dependent Material Property
- Select all
- Option> Add/Replace
- Element Dependent Material: Notational size of Member
- Auto Calculate (on); Code: CEB-FIP

Hình 15. Tính kích thước danh định của phần tử
3. MÔ HÌNH HÓA MẶT CẮT

Cần phải nhập thuộc tính mặt cắt cho: cáp, dầm chính, trụ tháp và các dầm
ngang.
Có nhiều cách mô hình hóa mặt cắt khác nhau, tùy vào từng mặt cắt mà ta mô
hình hóa theo một cách phù hợp. - Model >Properties >
Section…
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

22


Hình 16. Cửa sổ thuộc tính mặt cắt

3.1. NHẬP MẶT CẮT CÁP :
Trong ví dụ này cần phải nhập 2 loại mặt cắt cho cáp được tạo từ các tao
đường kính 15.2mm gồm 37 tao và 48 tao. Để nhập số liệu sẽ dựa vào diện tích
của chúng tương ứng là 0.00518m
2
và 0.00672m
2
.
+) Nhập cho cáp 37-15
- Model>Properties> Section>Add: Value Tab
- Section ID: 1 ; Type: Solid Round
- Name: Cable37
- Area: 0.00518 m
2
+) Nhập cho cáp 48-15
-Nhấp
- Section ID:2 ; Type: Solid Round

- Name: Cable48
- Area: 0.00672 m
2
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

23



a) Cáp 37-15 b) Cáp 48-15
Hình 17. Nhập thuộc tính mặt cắt cáp
3.2. NHẬP MẶT CẮT CHO DẦM CHÍNH
Có thể thực hiện theo 2 cách sau đây
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

24

Cách 1: Mặt cắt dầm chính có dạng hình hộp nên ta nhập trực tiếp các kích
thước mặt cắt vào trong Midas từ PSC tab.
- Model >Propertis > Section >Add: PSC tab
- Section ID: 3 ; Type: PSC-3CELL
- Name: Girder
- Joint On/Off > JO1(on); JO2 (on); JI2 (on); JI3(on);
JI5(on); JI8(on); JI9 (on); JI11(on);
- Default > HI1(0.3); HI2(0.15); HI3(1.35); HI4(0.1); HI5(0.3)
HI6(0.15); HI7(1.35); HI8(0.4); HI9(0.99);
HI10(0.412)
BI1(2.075); BI2(0.35); BI3(3.861); BI4(2.075);

BI5(0.35)
BI6(3.221); BI7(0.866); HO1(0.6); HO2(1.6);
BO1(5.75); BO2(2.6); BO3(0.15);
GS.TS.NguyÔn viÕt Trung
Híng dÉn TÝnh CÇu d©y v¨ng b»ng Midas

25