Bài giảng Midas civil cơ bản
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.75 MB, 107 trang )
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
Website: www.bte-utc.edu.vn
Biên soạn: Ths.Nguyễn Văn Vĩnh
Tel: 0983.298.581
Email:
Hà Nội tháng 06 - 2012
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
1
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
Bi giảng midas cơ bản
Bi 1: Phân tích tính toán khung phẳng
1.1. Số liệu tính toán.
- Mô hình kết cấu: 1A, 1B, 1C, 1D, 1E nh hình vẽ.
q=2kN/m
q=2kN/m
M=5kN.m
q=2kN/m
20x20
20x20
P=5kN
P=5kN
1A
1B
30x20
30x20
20x20
q=4kN/m
q=2kN/m
P=5kN
M=5kN.m
q=2kN/m
M=5kN.m
q=4kN/m
P=5kN
20x20
20x20
30x20
30x20
q=3kN/m
P=5kN
1C
30x20
P=5kN
1D
30x20
q=3kN/m
P=5kN
q=2kN/m
q=2kN/m
M=5kN.m
20x20
30x20
30x20
P=5kN
1E
q=3kN/m
1.2.Yêu cầu.
- Khai báo vật liệu, khai báo mặt cắt.
- Mô hình kết cấu trên Midas.
- Gán vật liệu, mặt cắt và điều kiện biên cho kết cấu.
- Gán tải trọng cho kết cấu.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
2
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
- Chạy chơng trình.
- Xem biểu đồ mômen do tải trọng:
+ Tải trọng bản thân: Ban than.
+ Ngoại tải tác dụng lên kết cấu: Tinh tai.
+ Tổ hợp tải trọng: TH = 1,25 Ban than + 1,5 Tinh tai.
- Xuất biểu đồ nội lực sang Word và Excel.
- Xem biểu đồ lực cắt.
- Xem biểu đồ lực dọc trục trong các thanh.
- Xuất kết quả nội lực sang Excel.
- Xem kết quả tính chuyển vị nút, phản lực tại gối.
- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt các thanh trong kết cấu.
1.3.Trình tự phân tích kết cấu trên Midas.
1.3.1. Khai báo vật liệu.
- Vật liệu Bêtông:
+ Cờng độ chịu nén ở tuổi 28 ngày: fc = 30Mpa.
+ Môđun đàn hồi: Ec = 29440Mpa = 29440000 kN/m2.
+ Hệ số posson: 0,3.
+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1,17.10-5 1/độ.
+ Trọng lợng riêng: c = 24 kN/m3.
1.3.2. Khai báo mặt cắt.
- Khai báo mặt cắt chữ nhật 30x20cm.
- Khai báo mặt cắt chữ nhật 20x20cm.
1.3.3. Mô hình kết cấu.
1.3.4. Gán điều kiện biên.
- Gán liên kết của kết cấu với đất.
- Gán liên kết giữa các thanh của kết cấu (gán khớp).
1.3.5. Khai báo trờng hợp tĩnh tải.
STT
Tên tải trọng
Loại tải trọng
Mô tả tải trọng
1
Ban than
Dead load
Trọng lợng bản thân (DC)
2
Tinh tai
Dead load
Ngoại tải
1.3.6. Gán trọng lợng bản thân.
1.3.7. Gán tĩnh tải.
- Gán tải trọng dải đều.
- Gán tải trọng phân bố không đều.
- Gán tải trọng tập trung trên thanh.
- Gán tải trọng tập trung tại nút.
- Gán mômen tập trung.
1.3.8. Thành lập tổ hợp tải trọng.
TH = 1,25 Ban than + 1,5 Tinh tai
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
3
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
1.3.9. Chạy chơng trình.
- ấn phím F12 để loại bỏ các phần tử trùng nhau.
- ấn phím F5 để chạy chơng trình.
1.3.10. Xem kết quả.
- Xem biểu đồ mômen.
+ Biểu đồ mômen bài 1A.
Hình: Biều đồ mômen do Ban than
Hình: Biểu đồ mômen do To hop
+ Biểu đồ mômen bài 1B.
Hình: Biều đồ mômen do Ban than
Hình: Biểu đồ mômen do To hop
+ Biểu đồ mômen bài 1C.
Hình: Biều đồ mômen do Ban than
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
Hình: Biểu đồ mômen do To hop
4
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
+ Biểu đồ mômen bài 1D.
Hình: Biều đồ mômen do Ban than
Hình: Biểu đồ mômen do To hop
+ Biểu đồ mômen bài 1E.
Hình: Biều đồ mômen do Ban than
Hình: Biểu đồ mômen do To hop
- Xuất biểu đồ nội lực sang Word và Excel.
- Xem biểu đồ lực dọc trục (kéo hoặc nén).
- Xem biểu đồ lực cắt.
- Xuất kết quả nội lực sang Excel.
- Xem chuyển vị nút.
- Xem phản lực gối.
- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt thanh.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
5
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
Bi 2: Phân tích tính toán nh dân dụng
2.1. Số liệu tính toán.
- Mô hình kết cấu nh hình vẽ:
20x20
20x20
20x20
Sàn bê tông dày 10cm
Sàn bê tông dày 10cm
Tờng gạch dày 20cm
20x20
Sàn bê tông dày 10cm
Sàn bê tông dày 10cm
Tờng gạch dày 20cm
Tờng gạch dày 20cm
20x20
Sàn bê tông dày 10cm
Sàn bê tông dày 10cm
20x20
20x20
20x20
Tờng gạch dày 20cm
Tờng gạch dày 20cm
30x20
30x20
30x20
20x20
Tờng gạch dày 20cm
30x20
30x20
30x20
20x20
30x20
30x20
30x20
2.2.Yêu cầu.
- Khai báo vật liệu, khai báo mặt cắt.
- Mô hình kết cấu trên Midas.
- Gán vật liệu, mặt cắt và điều kiện biên cho kết cấu.
- Gán tải trọng cho kết cấu.
- Chạy chơng trình.
- Xem biểu đồ mômen do tải trọng:
+ Tải trọng bản thân: Ban than.
+ Ngoại tải tác dụng lên kết cấu: Tinh tai.
+ Tổ hợp tải trọng: TH = 1,25 Ban than + 1,5 Tinh tai.
- Xuất biểu đồ nội lực sang Word và Excel.
- Xem biểu đồ lực cắt.
- Xem biểu đồ lực dọc trục trong các thanh.
- Xuất kết quả nội lực sang Excel.
- Xem kết quả tính chuyển vị nút, phản lực tại gối.
- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt các thanh trong kết cấu.
- Tính toán và bố trí cốt thép chịu lực cho các dầm và cột.
- Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm và cột theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
6
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
2.3. Trình tự phân tích kết cấu trên Midas.
2.3.1. Khai báo vật liệu.
- Vật liệu Bêtông:
+ Cờng độ chịu nén ở tuổi 28 ngày: fc = 30 Mpa.
+ Môđun đàn hồi: Ec = 29440Mpa = 29440000 kN/m2.
+ Hệ số posson: 0,3.
+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1,17.10-5 1/độ.
+ Trọng lợng riêng: c= 24 kN/m3.
- Vật liệu Gạch:
+ Môđun đàn hồi: Eg = 1Mpa=1000 kN/m2 (môđun đàn hồi của gạch chỉ lấy giả định).
+ Hệ số posson: 0,3.
+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1,17.10-5 1/độ.
+ Trọng lợng riêng: c=16 kN/m3.
2.3.2. Khai báo mặt cắt.
- Khai báo mặt cắt Cột 30x20cm (0,3x0,2m).
- Khai báo mặt cắt Dầm 20x20cm (0,2x0,2m).
- Khai báo tấm có chiều dày 10cm (0,1m).
- Khai báo tấm có chiều dày 20cm (0,2m).
2.3.3. Mô hình kết cấu.
2.3.4. Gán điều kiện biên.
- Gán liên kết của kết cấu với đất: khai báo ngàm tại chân cột.
2.3.5. Khai báo trờng hợp tĩnh tải.
STT
Tên tải trọng
Loại tải trọng
Mô tả tải trọng
1
Ban than
Dead load
Trọng lợng bản thân (DC)
2
Tinh tai
Dead load
Ngoại tải
2.3.6. Gán trọng lợng bản thân.
2.3.7. Khai báo tải trọng sàn.
- Tải trọng sàn đợc lấy theo tiêu chuẩn thiết kế công trình xây dựng dân dụng. Đối với kết
cấu nhà dân ta lấy: qo = 2kN/m2.
2.3.8. Gán tải trọng sàn.
2.3.9. Thành lập tổ hợp tải trọng.
TH = 1,25 Bản thân + 1,5 Tĩnh tải
2.3.10. Chạy chơng trình.
- ấn phím F12 để loại bỏ các phần tử trùng nhau.
- ấn phím F5 để chạy chơng trình.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
7
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
2.3.11. Xem kết quả.
- Xem biểu đồ mômen của khung.
Hình: Biều đồ do Tohop ở mặt trớc nhà
Hình: Biều đồ do Tohop ở mặt sau nha
Hình: Biều đồ do Tohop ở mặt trái và mặt phải của nhà
- Xuất biểu đồ nội lực sang Word và Excel.
- Xem biểu đồ mômen của tấm (sàn bêtông).
- Xem biểu đồ lực cắt.
- Xem biểu đồ lực dọc trục.
- Xuất kết quả nội lực sang Excel.
- Xem chuyển vị nút.
- Xem phản lực gối.
- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt thanh.
2.3.12. Tính toán và bố trí cốt thép.
2.3.13. Kiểm toán khả năng chịu lực của mặt cắt.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
8
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
Bi 3: Phân tích tính toán nh công nghiệp
3.1. Số liệu tính toán.
- Mô hình kết cấu nh hình vẽ:
Mái nhựa dày 5cm
t
Mặ
ắ
tc
Mặ
Mái nhựa dày 5cm
00
t I3
cắ
Mái nhựa dày 5cm
00
t I3
Mái nhựa dày 5cm
ắt
tc
Mặ
0
I30
Mái nhựa dày 5cm
ắ
tc
Mặ
Mái nhựa dày 5cm
00
t I3
Mặt cắt I300
Mặt cắt I300
t
Mặ
Mặt cắt I500
t
Mặ
00
t I3
cắ
00
t I3
cắ
Mặt cắt I500
3.2.Yêu cầu.
- Khai báo vật liệu, khai báo mặt cắt.
- Mô hình kết cấu trên Midas.
- Gán vật liệu, mặt cắt và điều kiện biên cho kết cấu.
- Gán tải trọng cho kết cấu.
- Chạy chơng trình.
- Xem biểu đồ mômen do tải trọng:
+ Tải trọng bản thân: Ban than.
+ Tổ hợp tải trọng: TH = 1,25 Ban than.
- Xuất biểu đồ nội lực sang Word và Excel.
- Xem biểu đồ lực cắt.
- Xem biểu đồ lực dọc trục trong các thanh.
- Xuất kết quả nội lực sang Excel.
- Xem kết quả tính chuyển vị nút, phản lực tại gối.
- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt các thanh trong kết cấu.
- Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm và cột theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05.
3.3.Trình tự phân tích kết cấu trên Midas.
3.3.1. Khai báo vật liệu.
- Vật liệu Thép:
+ Giới hạn chảy: fy = 345 Mpa.
+ Môđun đàn hồi: Es = 2.105Mpa = 2.108 kN/m2.
+ Hệ số posson: 0,3.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
9
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1,17.10-5 1/độ.
+ Trọng lợng riêng: s=78,5 kN/m3.
- Vật liệu Mái (Composite):
+ Môđun đàn hồi: Em = 1Mpa=1000 kN/m2 (môđun đàn hồi của mái chỉ lấy giả định).
+ Hệ số posson: 0,3.
+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1,17.10-5 1/độ.
+ Trọng lợng riêng: c=12 kN/m3.
3.3.2. Khai báo mặt cắt.
- Khai báo mặt cắt Dầm I300.
- Khai báo mặt cắt cột thay đổi: chân cột là I500 và đỉnh
cột là I300.
- Khai báo tấm có chiều dày 5cm (0,05m).
Mặt cắt I300
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
10
Mặt cắt I500
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
3.3.3. Mô hình kết cấu.
3.3.4. Gán điều kiện biên.
- Gán liên kết của kết cấu với đất: khai báo ngàm tại chân cột.
3.3.5. Khai báo trờng hợp tĩnh tải.
STT
Tên tải trọng
Loại tải trọng
Mô tả tải trọng
1
Ban than
Dead load
Trọng lợng bản thân (DC)
3.3.6. Gán trọng lợng bản thân.
3.3.7. Thành lập tổ hợp tải trọng.
TH = 1,25 Bản thân
3.3.8. Chạy chơng trình.
- ấn phím F12 để loại bỏ các phần tử trùng nhau.
- ấn phím F5 để chạy chơng trình.
3.3.9. Xem kết quả.
- Xem biểu đồ mômen của khung.
Hình: Biểu đồ mômen do Tổ hợp
- Xuất biểu đồ nội lực sang Word và Excel.
- Xem biểu đồ mômen của tấm.
- Xem biểu đồ lực cắt.
- Xem biểu đồ lực dọc trục.
- Xuất kết quả nội lực sang Excel.
- Xem chuyển vị nút.
- Xem phản lực gối.
- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt thanh.
3.3.10. Kiểm toán kết cấu theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
11
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
Bi 4: Phân tích cầu dầm giản đơn mặt cắt chữ T
Theo bi toán phẳng
4.1. Số liệu tính toán.
- Mô hình kết cấu nh hình vẽ:
0,3m
Ltt=32,4m
0,3m
Lnh=33m
- Khổ cầu: G7+2x1,5+2x0,5m.
- Mặt cắt ngang cầu:
Mặt cắt ngang kết cấu nhịp
1/2 Mặt cắt giữa nhịp
1/2 Mặt cắt tại gối
Lớp bê tông nhựa dày 5cm
Lớp phòng nớc dày 1cm
Lớp mui luyện dày 2-12cm
Vạch sơn
Bản mặt cầu dày 20cm
2%
Vạch sơn
2%
- Mặt cắt dầm chủ:
Mặt cắt dầm khi chế tạo
Mặt cắt dầm khi làm việc
Vát 20x20
Chamfer 20x20
Vát 20x20
Chamfer 20x20
Bộ ván khuôn chế tạo dầm thực tế ở công trờng thiết kế bản cánh trên rộng 1,8m.
Khi làm việc thực tế trong cầu thì khoảng cách giữa 2 dầm chủ là 2,2m, do đó mặt cắt làm
việc thực tế của dầm phải là mặt cắt có bề rộng là 2,2m.
- Tĩnh tải: (tĩnh tải dải đều trên 1 dầm chủ)
+ Tĩnh tải giai đoạn I: DC = 25,97 kN/m.
+ Tĩnh tải giai đoạn II: DW = 7,19 kN/m.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
12
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
- Hoạt tải thiết kế:
STT
Hoạt tải thiết kế
HS PBN g
HS xung kích 1+IM
1
HL93K
0,624
1,25
2
HL93M
0,624
1,25
3
Ngời
1,398
1,0
4.2.Yêu cầu.
- Khai báo vật liệu, khai báo mặt cắt.
- Mô hình kết cấu trên Midas.
- Gán vật liệu, mặt cắt và điều kiện biên cho kết cấu.
- Gán tải trọng: Gán tĩnh tải và hoạt tải.
- Chạy chơng trình.
- Xem biểu đồ mômen do tải trọng:
+ Tĩnh tải giai đoạn I: Tinh tai 1.
+ Tĩnh tải giai đoạn II: Tinh tai 2.
+ Tổ hợp tải trọng:
TH1: 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 1,75 HL93K + 1,75 Nguoi.
TH2: 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 1,75 HL93M + 1,75 Nguoi.
- Xuất biểu đồ nội lực sang Word và Excel.
- Xem biểu đồ lực cắt.
- Xuất kết quả nội lực sang Excel.
- Xem kết quả tính chuyển vị nút, phản lực tại gối.
- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt dầm chủ.
- Tính toán và bố trí cốt thép chịu lực cho mặt cắt dầm chủ.
- Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm chủ theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05.
4.3. Trình tự phân tích kết cấu trên Midas.
4.3.1. Khai báo vật liệu.
- Vật liệu Bêtông:
+ Cờng độ chịu nén ở tuổi 28 ngày: fc = 40 Mpa.
+ Môđun đàn hồi: Ec = 33994Mpa=33994000 kN/m2.
+ Hệ số posson: 0,3.
+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1,17.10-5 1/độ.
+ Trọng lợng riêng: c=25 kN/m3.
4.3.2. Khai báo mặt cắt.
- Kích thớc mặt cắt dầm đợc nhập theo mặt cắt làm việc thực tế có bản cánh rộng 2,2m.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
13
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
4.3.3. Mô hình kết cấu.
- Tạo nút đầu tiên có toạ độ là: 0,0,0.
- Chọn nút đầu tiên và kéo dài dầm chủ theo trục x: 0.3,,0.3.
4.3.4. Gán điều kiện biên.
- Gán liên kết của kết cấu với đất:
+ Khai báo gối cố định ở đầu dầm bên trái.
+ Khai báo gối di động ở đầu dầm bên phải.
4.3.5. Khai báo trờng hợp tĩnh tải.
STT
Tên tải trọng
Loại tải trọng
Mô tả tải trọng
1
Tinh tai 1
Dead load
Trọng lợng bản thân (DC)
2
Tinh tai 2
Dead load
Tĩnh tải chất thêm (DW)
4.3.6. Gán tĩnh tải giai đoạn I.
- Tĩnh tải giai đoạn I (DC): là tĩnh tải tác dụng lên KCN khi cha hình thành kết cấu chịu lực
hoàn chỉnh. Đối với kết cấu nhịp cầu dầm BTCT mặt cắt chữ T thì tĩnh tải giai đoạn I gồm:
+ Trọng lợng bản thân dầm chủ.
+ Trọng lợng của các dầm ngang.
ệ Tĩnh tải giai đoạn I dải đều trên 1m dài 1 dầm chủ:
DCtc =
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
P
1
n.Lnh
14
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
ệ Theo kết quả tính toán thì tĩnh tải giai đoạn I: DCtc = 25,97 kN/m.
Trong đó:
+
P : Tổng trọng lợng các bộ phận thuộc tĩnh tải giai đoạn I.
1
+ n: Số dầm chủ.
+ Lnh: Chiều dài cấu tạo của nhịp.
+ DCtc: Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn dải đều trên 1m dài 1 dầm chủ.
4.3.7. Gán tĩnh tải giai đoạn II.
- Tĩnh tải giai đoạn II (DW): là những tĩnh tải tác dụng lên KCN khi đã có sự hình thành kết
cấu chịu lực hoàn chỉnh. Tĩnh tải giai đoạn II bao gồm trọng lợng lớp phủ mặt cầu, chân
lan can, lan can, gờ chắn bánh, thiết bị an toàn và chiếu sáng trên cầu...
ệ Tĩnh tải giai đoạn II dải đều trên 1m dài 1 dầm chủ:
DWtc =
P
2
n.Lnh
ệ Theo kết quả tính toán thì tĩnh tải giai đoạn II: DWtc = 7,19 kN/m.
Trong đó:
+
P : Tổng trọng lợng các bộ phận thuộc tĩnh tải giai đoạn II.
2
+ n: Số dầm chủ.
+ Lnh: Chiều dài cấu tạo của nhịp.
+ DWtc: Tĩnh tải giai đoạn II tiêu chuẩn dải đều trên 1m dài 1 dầm chủ.
4.3.8. Khai báo vá gán hoạt tải.
a. Khai báo tiêu chuẩn.
- Chọn tiêu chuẩn AASHTO LRFD tơng đơng với tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05.
b. Khai báo ln.
- Đây là bài toán phẳng chỉ phân tích 1 dầm nên khi khai báo làn ta chỉ khai báo 1 làn với
độ lệch tâm là 0m.
c. Khai báo hoạt tải.
- Khai báo 3 hoạt tải:
+ HL93K = Xe 3 trục (Truck) + Làn ( Lane).
+ HL93M = Xe 2 trục (Tandem) + Làn ( Lane).
+ Ngời: tải trọng Ngời phân bố là qoNg = 3kN/m2
=> Tải trọng Ngời dải đều là qNg = 3.1,5 = 4,5 kN/m.
- Hệ số xung kích đối với HL93K và HL93M là 1,25 (25%).
- Tải trọng Ngời không xét đến hệ số xung kích.
d. Khai báo lớp hoạt tải.
- Khai báo 3 lớp hoạt tải ứng với 3 hoạt tải:
+ Lop HL93K.
+ Lop HL93M.
+ Lop Nguoi.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
15
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
e. Khai báo hoạt tải di động.
- Khai báo 3 hoạt tải di động.
STT
Tên hoạt tải
HS làn
HS PBN
m
g
Làn
1
HL93K di dong
1
0,624
Lan 1
2
HL93M di dong
1
0,624
Lan 1
3
Nguoi di dong
1
1,398
Lan 1
4.3.9. Đặt chế độ phân tích ứng suất do hoạt tải.
4.3.10. Thành lập tổ hợp tải trọng.
- Thành lập 2 tổ hợp tải trọng:
+ TH1: 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 1,75 HL93K + 1,75 Nguoi.
+ TH2: 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 1,75 HL93M + 1,75 Nguoi.
4.3.11. Chạy chơng trình.
- ấn phím F12 để loại bỏ các phần tử trùng nhau.
- ấn phím F5 để chạy chơng trình.
4.3.12. Xem kết quả.
- Xem biểu đồ mômen.
+ Biểu đồ mômen do tĩnh tải giai đoạn I.
+ Biểu đồ mômen do tĩnh tải giai đoạn II.
+ Biểu đồ mômen do Tohop1.
+ Biểu đồ mômen do Tohop2.
- Xuất biểu đồ nội lực sang Word và Excel.
- Xem biểu đồ lực cắt.
- Xuất kết quả nội lực sang Excel.
- Xem biểu đồ chuyển vị (độ võng).
- Xem phản lực tại gối.
- Xem ứng suất trên mặt cắt dầm chủ.
- Xem Đờng ảnh hởng nội lực.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
16
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
+ ĐAH mômen.
Hình: ĐAH mômen tại mặt cắt giữa nhịp
+ Xem ĐAH lực cắt.
Hình: ĐAH lực cắt tại mặt cắt giữa nhịp
- Xuất ĐAH nội lực ra file text.
- Xem cách xếp tải bất lợi nhất trên ĐAH nội lực.
Hình: Xếp tải HL93K max lên ĐAH mômen tại mặt cắt giữa nhịp
Hình: Xếp tải HL93K max lên ĐAH lực cắt tại mặt cắt giữa nhịp
- Tính diện tích ĐAH nội lực.
4.3.13. Tính toán và bố trí cốt thép chịu lực cho mặt cắt dầm chủ.
4.3.14. Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm chủ theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
17
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
Bi 5: Phân tích cầu dầm giản đơn mặt cắt chữ I
Theo bi toán phẳng
5.1. Số liệu tính toán.
- Mô hình kết cấu nh hình vẽ:
0,3m
Ltt=32,4m
0,3m
Lnh=33m
- Khổ cầu: G7+2x1,5+2x0,5m.
- Mặt cắt ngang cầu:
Mặt cắt ngang kết cấu nhịp
1/2 Mặt cắt giữa nhịp
1/2 Mặt cắt tại gối
Lớp bê tông nhựa dày 5cm
Lớp phòng nớc dày 1cm
Vạch sơn
Bản mặt cầu dày 20cm
2%
Vạch sơn
2%
- Mặt cắt dầm chủ:
Mặt cắt giữa nhịp
- Tĩnh tải: (tĩnh tải dải đều trên 1 dầm chủ)
+ Tĩnh tải giai đoạn I: DC = 31,25 kN/m.
+ Tĩnh tải giai đoạn II: DW = 4,58 kN/m.
Vát 20x20
Chamfer 20x20
- Hoạt tải thiết kế:
STT
Hoạt tải thiết kế
HS PBN g
HS xung kích 1+IM
1
HL93K
0,628
1,25
2
HL93M
0,628
1,25
3
Ngời
1,398
1,0
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
18
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
5.2.Yêu cầu.
- Khai báo vật liệu, khai báo mặt cắt.
- Mô hình kết cấu trên Midas.
- Gán vật liệu, mặt cắt và điều kiện biên cho kết cấu.
- Gán tải trọng: Gán tĩnh tải và hoạt tải.
- Chạy chơng trình.
- Xem biểu đồ mômen do tải trọng:
+ Tĩnh tải giai đoạn I: Tinh tai 1.
+ Tĩnh tải giai đoạn II: Tinh tai 2.
+ Tổ hợp tải trọng:
TH1: 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 1,75 HL93K + 1,75 Nguoi.
TH2: 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 1,75 HL93M + 1,75 Nguoi.
- Xuất biểu đồ nội lực sang Word và Excel.
- Xem biểu đồ lực cắt.
- Xuất kết quả nội lực sang Excel.
- Xem kết quả tính chuyển vị nút, phản lực tại gối.
- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt dầm chủ.
- Tính toán và bố trí cốt thép chịu lực cho mặt cắt dầm chủ.
- Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm chủ theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05.
5.3. Trình tự phân tích kết cấu trên Midas.
5.3.1. Khai báo vật liệu.
- Vật liệu Bêtông:
+ Cờng độ chịu nén ở tuổi 28 ngày: fc = 40 Mpa.
+ Môđun đàn hồi: Ec = 33994Mpa=33994000 kN/m2.
+ Hệ số posson: 0,3.
+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1,17.10-5 1/độ.
+ Trọng lợng riêng: c=25 kN/m3.
- Vật liệu Bêtông bản:
+ Cờng độ chịu nén ở tuổi 28 ngày: fc = 28 Mpa.
+ Môđun ĐH: Ec = 26752Mpa = 26752000 kN/m2.
+ Hệ số posson: 0,3.
+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1,17.10-5 1/độ.
+ Trọng lợng riêng: c=24kN/m3.
- Hệ số quy đổi:
+ Tỉ số môđun đàn hồi:
Ecg 33994
=
= 1, 27
Ecs 26752
+ Tỉ số trọng lợng riêng:
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
cg 25
=
= 1, 04
cs 24
19
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
5.3.2. Khai báo mặt cắt.
- Kích thớc mặt cắt dầm đợc nhập theo
mặt cắt làm việc thực tế có bản cánh
rộng 2,2m.
5.3.3. Mô hình kết cấu.
- Tạo nút đầu tiên có toạ độ là: 0,0,0.
- Chọn nút đầu tiên và kéo dài dầm chủ
theo trục x: 0.3, , 0.3.
5.3.4. Gán điều kiện biên.
- Gán liên kết của kết cấu với đất:
+ Khai báo gối cố định ở đầu dầm
bên trái.
+ Khai báo gối di động ở đầu dầm
bên phải.
5.3.5. Khai báo trờng hợp tĩnh tải.
STT
Tên tải trọng
Loại tải trọng
Mô tả tải trọng
1
Tinh tai 1
Dead load
Trọng lợng bản thân (DC)
2
Tinh tai 2
Dead load
Tĩnh tải chất thêm (DW)
5.3.6. Gán tĩnh tải giai đoạn I.
- Tĩnh tải giai đoạn I (DC): là tĩnh tải tác dụng lên KCN khi cha hình thành kết cấu chịu lực
hoàn chỉnh. Đối với kết cấu nhịp cầu dầm BTCT mặt cắt chữ T thì tĩnh tải giai đoạn I gồm:
+ Trọng lợng bản thân dầm chủ.
+ Trọng lợng của các dầm ngang.
+ Trọng lợng bản bêtông mặt cầu.
ệ Tĩnh tải giai đoạn I dải đều trên 1m dài 1 dầm chủ:
DCtc =
P = 31, 25kN / m
1
n.Lnh
5.3.7. Gán tĩnh tải giai đoạn II.
- Tĩnh tải giai đoạn II (DW): là những tĩnh tải tác dụng lên KCN khi đã có sự hình thành kết
cấu chịu lực hoàn chỉnh. Tĩnh tải giai đoạn II bao gồm trọng lợng lớp phủ mặt cầu, chân
lan can, lan can, gờ chắn bánh, thiết bị an toàn và chiếu sáng trên cầu...
ệ Tĩnh tải giai đoạn II dải đều trên 1m dài 1 dầm chủ:
DWtc =
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
P
2
n.Lnh
= 4,58kN / m
20
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
5.3.8. Khai báo vá gán hoạt tải.
a. Khai báo tiêu chuẩn.
- Chọn tiêu chuẩn AASHTO LRFD tơng đơng với tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05.
b. Khai báo ln.
- Đây là bài toán phẳng chỉ phân tích 1 dầm nên khi khai báo làn ta chỉ khai báo 1 làn với
độ lệch tâm là 0m.
c. Khai báo hoạt tải.
- Khai báo 3 hoạt tải:
+ HL93K = Xe 3 trục (Truck) + Làn ( Lane).
+ HL93M = Xe 2 trục (Tandem) + Làn ( Lane).
+ Ngời: tải trọng Ngời phân bố là qoNg = 3kN/m2
=> Tải trọng Ngời dải đều là qNg = 3.1,5 = 4,5 kN/m.
- Hệ số xung kích đối với HL93K và HL93M là 1,25 (25%).
- Tải trọng Ngời không xét đến hệ số xung kích.
d. Khai báo lớp hoạt tải.
- Khai báo 3 lớp hoạt tải ứng với 3 hoạt tải:
+ Lop HL93K.
+ Lop HL93M.
+ Lop Nguoi.
e. Khai báo hoạt tải di động.
- Khai báo 3 hoạt tải di động.
STT
Tên hoạt tải
HS làn
HS PBN
m
g
Làn
1
HL93K di dong
1
0,628
Lan 1
2
HL93M di dong
1
0,628
Lan 1
3
Nguoi di dong
1
1,398
Lan 1
5.3.9. Đặt chế độ phân tích ứng suất do hoạt tải.
5.3.10. Thành lập tổ hợp tải trọng.
- Thành lập 2 tổ hợp tải trọng:
+ TH1: 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 1,75 HL93K + 1,75 Nguoi.
+ TH2: 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 1,75 HL93M + 1,75 Nguoi.
5.3.11. Chạy chơng trình.
- ấn phím F12 để loại bỏ các phần tử trùng nhau.
- ấn phím F5 để chạy chơng trình.
5.3.12. Xem kết quả.
- Xem biểu đồ mômen.
+ Biểu đồ mômen do tĩnh tải giai đoạn I.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
21
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
+ Biểu đồ mômen do tĩnh tải giai đoạn II.
+ Biểu đồ mômen do Tohop1.
+ Biểu đồ mômen do Tohop2.
- Xuất biểu đồ nội lực sang Word và Excel.
- Xem biểu đồ lực cắt.
- Xuất kết quả nội lực sang Excel.
- Xem biểu đồ chuyển vị (độ võng).
- Xem phản lực tại gối.
- Xem ứng suất trên mặt cắt dầm chủ.
- Xem Đờng ảnh hởng nội lực.
+ ĐAH mômen.
Hình: ĐAH mômen tại mặt cắt giữa nhịp
+ ĐAH lực cắt.
Hình: ĐAH lực cắt tại mặt cắt giữa nhịp
- Xuất ĐAH nội lực ra file text.
- Xem cách xếp tải bất lợi nhất trên ĐAH nội lực.
Hình: Xếp tải HL93K max lên ĐAH mômen tại mặt cắt giữa nhịp
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
22
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
Hình: Xếp tải HL93K max lên ĐAH lực cắt tại mặt cắt giữa nhịp
- Tính diện tích ĐAH nội lực.
5.3.13. Tính toán và bố trí cốt thép chịu lực cho mặt cắt dầm chủ.
5.3.14. Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm chủ theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05.
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
23
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
Bi 6: Phân tích cầu dầm liên hợp thép - BTCT
Theo bi toán phẳng
6.1. Số liệu tính toán.
- Mô hình kết cấu nh hình vẽ:
0,3m
Ltt=32,4m
0,3m
Lnh=33m
- Khổ cầu: G7+2x1,5+2x0,5m.
- Mặt cắt ngang cầu:
1/2 Mặt cắt giữa nhịp
1/2 Mặt cắt tại gối
Lớp bê tông nhựa dày 5cm
Lớp phòng nớc dày 1cm
Vạch sơn
Bản mặt cầu dày 18cm
2%
2%
Vạch sơn
- Mặt cắt dầm chủ:
Mặt cắt dầm liên hợp
Mặt cắt dầm thép
- Tĩnh tải: (tĩnh tải dải đều trên 1 dầm chủ)
+ Tĩnh tải giai đoạn I: DC = 15,99 kN/m.
+ Tĩnh tải giai đoạn II: DW = 4,58 kN/m.
- Hoạt tải thiết kế:
STT
Hoạt tải thiết kế
HS PBN g
HS xung kích 1+IM
1
HL93K
0,614
1,25
2
HL93M
0,614
1,25
3
Ngời
1,398
1,0
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
24
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
- www.minocad.com-
Bi giảng Midas cơ bản
6.2.Yêu cầu.
- Khai báo vật liệu, khai báo mặt cắt.
- Mô hình kết cấu trên Midas.
- Gán vật liệu, mặt cắt và điều kiện biên cho kết cấu.
- Gán tải trọng: Gán tĩnh tải và hoạt tải.
- Chạy chơng trình.
- Xem biểu đồ mômen do tải trọng:
+ Tĩnh tải giai đoạn I: Tinh tai 1.
+ Tĩnh tải giai đoạn II: Tinh tai 2.
+ Tổ hợp tải trọng:
TH1: 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 1,75 HL93K + 1,75 Nguoi.
TH2: 1,25 Tinh tai 1 + 1,5 Tinh tai 2 + 1,75 HL93M + 1,75 Nguoi.
- Xuất biểu đồ nội lực sang Word và Excel.
- Xem biểu đồ lực cắt.
- Xuất kết quả nội lực sang Excel.
- Xem kết quả tính chuyển vị nút, phản lực tại gối.
- Xem ứng suất tại các thớ của mặt cắt dầm chủ.
- Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm chủ theo tiêu chuẩn 22TCN 272 - 05.
6.3. Trình tự phân tích kết cấu trên Midas.
6.3.1. Khai báo vật liệu.
- Vật liệu Thép:
+ Giới hạn chảy: fy = 345 Mpa.
+ Môđun đàn hồi: Es = 2.105Mpa = 2.108 kN/m2.
+ Hệ số posson: 0,3.
+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1,17.10-5 1/độ.
+ Trọng lợng riêng: s= 78,5 kN/m3.
- Vật liệu Bêtông bản:
+ Cờng độ chịu nén ở tuổi 28 ngày: fc = 28 Mpa.
+ Môđun ĐH: Ec = 26752Mpa = 26752000 kN/m2.
+ Hệ số posson: 0,3.
+ Hệ số giãn nở nhiệt: 1,17.10-5 1/độ.
+ Trọng lợng riêng: c=24kN/m3.
- Hệ số quy đổi:
Esg
2.105
= 7, 47
+ Tỉ số môđun đàn hồi: s =
Ec 26752
sg 78,5
= 3, 27
+ Tỉ số trọng lợng riên: s =
c
24
- Ths.Nguyễn Văn Vĩnh -
25
Bộ môn Cầu Hầm - ĐH GTVT
