GS.TS. nguyÔn viÕt Trung
Th.S. nguyÔn h÷u h−ng
ph©n tÝch kÕt cÊu cÇu d©y v¨ng
theo c¸c giai ®o¹n b»ng
ch−¬ng tr×nh midas 2006
Nhµ xuÊt b¶n x©y dùng
Hµ néi -2007
Lêi nãi ®Çu
Ngµy nay, cïng víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ m¸y tÝnh, c¸c phÇn mÒm phôc vô cho
c«ng viÖc tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ cÇu ngµy cµng hoµn thiÖn h¬n. viÖc m« h×nh ho¸ kÕt cÊu kh«ng
®¬n gi¶n chØ lµ phÇn tö thanh th«ng th−êng mµ lµ tæ hîp cña nhiÒu lo¹i phÇn tö kh¸c nhau.
Kh«ng chØ thuËn tiÖn cho ng−êi sö dông v× giao diÖn gÇn gòi th©n thuéc, mµ c¸c phÇn mÒm
ngµy cµng m« h×nh kÕt cÊu gÇn víi sù lµm viÖc thùc tÕ cña c«ng tr×nh h¬n.
Cïng víi sù hoµn thiÖn cña c¸c phÇn mÒm tÝnh to¸n næi tiÕng nh− : SAP2000, RM2000,
ANSYS, …PhÇn mÒm Midas Civil còng tõng b−íc hoµn thiÖn vµ phæ biÕn trªn thª giíi.
Trong tµi liÖu nµy muèn giíi thiÖu ®Õn b¹n ®äc mét øng dông cña phÇn mÒm nµy ®ã lµ sö
dông phÇn mÒm MidasCivil ®Ó ph©n tÝch tÝnh to¸n cÇu d©y v¨ng.
Tµi liÖu gåm 3ch−¬ng :
Ch−¬ng 1 : Ph©n tÝch cÇu d©y v¨ng dÇm cøng b»ng BTCT-D¦L
Ch−¬ng 2 : Ph©n tÝch cÇu d©y v¨ng dÇm cøng b»ng thÐp
Ch−¬ng 3 : Ph©n tÝch cÇu d©y v¨ng mét mÆt ph¼ng d©y cã dÇm cøng b»ng BTCTD¦L.
Ch−¬ng 4 : øng dông ch−¬ng tr×nh Midas ®Ó ph©n tÝch mét ®å ¸n thùc tÕ
Trong tµi liÖu cã ®Ò cËp ®Õn c¸c vÊn ®Ò chÝnh cña bµi to¸n thiÕt kÕ cÇu, c¸ch thiÕt lËp c¸c
t¶i träng vµ tæ hîp t¶i träng theo tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu hiÖn nay 22TCN272-05. LÇn ®Çu tiªn
phÇn mÒm Midas Civil 2006 cã xÐt ®Õn xÕp t¶i theo ph−¬ng ngang cÇu.
V× thêi gian cã h¹n vµ tµi liÖu ®−îc biªn so¹n lÇn ®Çu nªn kh«ng tr¸nh ®−îc sai sãt. RÊt
mong nhËn ®−îc nh÷ng phª b×nh vµ gãp ý tõ phÝa b¹n ®äc ®Ó hoµn thiÖn cho lÇn xuÊt b¶n
sau.
Th− gãp ý xin göi vÒ Nhµ xuÊt b¶n X©y Dùng, hay liªn hÖ trùc tiÕp víi t¸c gi¶ qua ®Þa chØ
mail sau:
[email protected];
[email protected] (
[email protected] )
Xin ch©n thµnh c¶m ¬n !
2
Ch−¬ng 1:
M« h×nh ho¸ cÇu d©y v¨ng cã dÇm cøng b»ng BTCT-D¦L
Trong tµi liÖu nµy tËp trung ®i ph©n tÝch viÖc tÝnh to¸n ra néi lùc cña cÇu d©y v¨ng dÇm
cøng b»ng ch−¬ng tr×nh Midas Civil, ®Ó tiÖn theo dâi t¸c gi¶ ®i m« h×nh ho¸ mét dù ¸n thùc
tÕ, dù ¸n cã bè trÝ chung nh− h×nh vÏ d−íi ®©y.
370000(MAIN BRIDGE // PC CABLE STAY BRIDGE)
85000
200000
85000
WESTERN PYLON
50000
50000
EASTERN PYLON
32500
32500
EL=30.000
80000
7500
26000
26000
H×nh bè trÝ chung cÇu d©y v¨ng dÇm cøng b»ng BTCT D¦L
16700
10500
2000 8000 2000
400 1500 1050
2500
150
1500
15000
4500
3500
8x4000=32000
3500
2600
1400 1200
11500
2600
MÆt c¾t ngang cÇu t¹i vÞ trÝ gi÷a nhÞp
15100
400 1500 400
10500
50000
15100
0
35000
1036
1200 1400
10550
0
R3
500
200
2200
500
15000
175
70
70
100
1600 600
R3
00
50000
1050 1500 400
3000
150
400 1500 400
4000
1800
MÆt c¾t ngang cÇu t¹i vÞ trÝ trªn ®Ønh trô
14200
28000
5500
32500
4840
9250
9250
3000
1500
11500
28000
32500
0
2200 200
80
4500
1800
800
1574 626
0
2200
80
700 900 600
2200 200
1574 626
20500
Bè trÝ chung th¸p cÇu
C¸c sè liÖu chÝnh nh− sau:
CÇu chÝnh cã s¬ ®å: (85 + 200m + 85)m liªn tôc, gåm 2 trô th¸p
DÇm chñ:
DÇm liªn tôc 3 nhÞp, bè trÝ 2 mÆt ph¼ng d©y v¨ng. DÇm d¹ng hép 3 khoang. T¹i mÆt
c¾t trô cã tæng chiÒu réng lµ 15,1m . T¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp lµ 16,7m.
Trô th¸p
Gåm hai trô th¸p cã chiÒu cao tÝnh tõ ®¸y kÕt cÊu nhÞp lµ 51,5m, tÝnh tõ mÆt c¾t bÖ mãng
lµ 79,5m. Trô th¸p b»ng BTCT cã phÇn tõ ®Ønh bÖ mãng ®Õn ®¸y kÕt cÊu nhÞp d¹ng ®Æc. PhÇn
trªn ®−îc chia lµm 2 nh¸nh ®Ó neo mÆt ph¼ng c¸p, mçi nh¸nh réng 2m theo ph−¬ng ngang
3
cÇu, 2,5m theo ph−¬ng däc cÇu, c¸ch nhau 8m t¹i vÞ trÝ ®Ønh th¸p. Hai nh¸nh ®−îc liªn kÕt
víi nhau b»ng mét dÇm ngang cã chiÒu réng lµ 10,55m .
Trô th¸p ®Æt trªn bÖ mãng cã kÝch th−íc 26x20,5x4,5 (m) ®Æt trªn 20 cäc khoan nhåi L =
30m cã ®−êng kÝnh D = 2m.
D©y v¨ng
D©y v¨ng sö dông lo¹i bã c¸p gåm c¸c tao 15,2mm cña h·ng VSL, gåm 36 d©y ®−îc bè trÝ
thµnh 2 mÆt ph¼ng dµn d©y d¹ng hçn hîp.
Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Çu neo trªn t¹i vÞ trÝ trô th¸p lµ 4m vµ t¹i vÞ trÝ liªn kÕt víi dÇm ë
nhÞp biªn lµ 8,5m vµ ë nhÞp gi÷a lµ 10m.
Mè
Mè A1 lµ mè ch÷ U BTCT kiÓu NhËt, ®Æt trªn 12 cäc khoan nhåi L = 30m, ®−êng kÝnh
1m. BÖ mãng cã kÝch th−íc 15,1x7,5 (m).
Mè A2 lµ mè ch÷ U BTCT kiÓu NhËt, ®Æt trªn 12 cäc khoan nhåi L = 30m, ®−êng kÝnh
1m. BÖ mãng cã kÝch th−íc 15,1x7,5 (m).
Trô
Cã 24 trô d¹ng th©n ®Æc d¹ng v¸t ng−îc b»ng BTCT. BÖ mãng cã kÝch th−íc 5x7,5x2 (m)
®Æt trªn c¸c cäc khoan nhåi ®−êng kÝnh D = 1m.
C«ng viÖc gi¶i mét bµi to¸n b»ng ph−¬ng ph¸p PTHH gåm c¸c b−íc chÝnh sau:
1-VÏ s¬ ®å kÕt cÊu
2-Khai b¸o ®Æc tr−ng h×nh häc vµ ®Æc tr−ng vËt liÖu
3-khai b¸o ®iÒu kiÖn biªn (vÝ dô nµycã xÐt ®Õn sù lµm viÖc víi ®Êt nÒn)
4-khai b¸o t¶i träng (ho¹t t¶i, tÜnh t¶i)
5-Ch¹y ch−¬ng tr×nh vµ xuÊt kÕt qu¶
I. Ph©n tÝch tÜnh
1.1 VÏ s¬ ®å kÕt cÊu
ViÖc vÏ s¬ ®å kÕt cÊu lµ mét c«ng viÖc rÊt quan trong quyÕt ®Þnh ®Õn viÖc ®óng sai còng
nh− ¶nh h−ëng ®Õn kÕt qu¶ ph©n tÝch sau nµy. Còng nh− c¸c ch−¬ng tr×nh ph©n tÝch kÕt cÊu
kh¸c SAP2000, Staad-pro,... ch−¬ng tr×nh hç trî rÊt nhiÒu c¸ch ®Ó vÏ ra ®−îc kÕt cÊu nh−
mong muèn. C«ng cô ®−îc xem lµ hiÖu qu¶ cña viÖc m« h×nh cho ph©n tÝch kÕt cÊu c¸c bµi
to¸n kh«ng gian ®ã chÝnh lµ nhËp c¸c file *.dxf vµo ch−¬ng tr×nh.
B¶n vÏ bè trÝ chung cÇu
4
C¨n cø vµo b¶n vÏ bè trÝ chung cÇu nh− trªn dÔ dµng cã thÓ t¹o ra file *.dxf nh− d−íi ®©y:
M« h×nh trong file *.dxf
Sau khi cã m« h×nh trong AutoCad tiÕn hµnh Import vµo trong Midas Civil nh− sau:
File Import AutoCad DXF
Sau khi lùa chän nh− trªn mµn h×nh xuÊt hiÖn cöa sæ nh− sau:
§−êng dÉn ®Õn file DXF
C¸c layer trong b¶n vÏ
Auto Cad
C¸c layer ®−îc
lùa chän
C¸c ®Æc tr−ng vÒ
vËt liÖu vµ mÆt c¾t
§iÓm chuÈn khi
chÌn vµo trong
hÖ to¹ ®é gèc
Gãc quay quanh
c¸c trôc trong hÖ
to¹ ®é tæng qu¸t
5
KÕt qu¶ sau khi Import vµo Midas cã kÕt qu¶ nh− sau:
M« h×nh kÕt cÊu sau khi Import tõ Auto Cad
Tõ c¬ së m« h×nh gióp chóng ta x©y dùng lªn m« h×nh 3D cña kÕt cÊu. C¨n cø vµo b¶n vÏ
bè trÝ chung cÇu, x©y dùng ®−îc m« h×nh 3D nh− sau:
M« h×nh 3D sau khi hoµn thiÖn
1.2 Khai b¸o c¸c ®Æc tr−ng vËt liÖu
CÇu cã cÊu t¹o dÇm cøng b»ng BTCT D¦L nªn gåm nh÷ng vËt liÖu chÝnh nh− sau: vËt liÖu
lµm dÇm BTCT, vËt liÖu lµm th¸p cÇu, vËt liÖu c¸p v¨ng vµ vËt liÖu thÐp D¦L
Khai b¸o vËt liÖu dÇm BTCT
Model Properties Material
Sau khi lùa chän nh− trªn xuÊt hiÖn cöa sæ nh− h×nh d−íi ®©y
6
Khi míi b¾t ®Çu mét dù ¸n, th−êng
ch−a cã vËt liÖu nµo trong b¶ng nªn
cÇn lùa chän Add...
HoÆc Import tõ file ch−¬ng tr×nh
Sau khi thùc hiÖn Add xuÊt hiÖn
cöa sæ sau:
CÇn l−u ý ®Õn c¸c môc sau:
Elastic Data >type of Design:
ë môc nµy cÇn lùa chän lo¹i vËt liÖu
cÇn khai b¸o: thÐp, bª t«ng vµ liªn
hîp thÐp bªt«ng
Steel: cÇn lùa chän tiªu chuÈn vµ
lo¹i vËt thÐp cã s½n trong tiªu chuÈn
®ã
Concrete: lùa chän tiªu chuÈn vµ
lo¹i vËt liÖu bªt«ng cã s½n trong tiªu
chuÈn ®ã
C¸c th«ng sè vÒ vËt liÖu bª t«ng vµ
thÐp
Trong vÝ dô nµy c¸c vËt liÖu chÝnh ®−îc khai b¸o nh− sau:
7
DÇm BTCT
Th¸p cÇu
8
C¸p v¨ng
C¸p D¦L
9
Khai b¸o co ngãt tõ biÕn vµ sù ph¸t triÓn c−êng ®é theo thêi gian
Model Properties Time Dependent Material (Creep/shrinkage)
Khai b¸o c¸c th«ng sè tÝnh co ngãt, tõ biÕn
Lùa chän Add
C−êng ®é BT ë
tuæi 28 ngµy
§é Èm cña m«i
tr−êng
Tuæi bª t«ng b¾t
®Çu tÝnh co ngãt
B¶ng c¸c th«ng sè tÝnh co ngãt tõ biÕn
10
BiÓu ®å hÖ sè tõ biÕn theo thêi gian
BiÕn d¹ng co ngãt theo thêi gian
Khai b¸o th«ng sè ph¸t triÓn c−êng ®é theo thêi gian
Model Properties Time Dependent Material (Comp. Strength)
11
Lùa chän Add...
Type chän lo¹i Code (tiªu chuÈn); User (ng−êi sö
dông tù ®Þnh nghÜa)
Development of Strength: chän tiªu chuÈn
Concrete Compressive Strength at 28 Days:
C−êng ®é bª t«ng tuæi 28 ngµy
BiÓu ®å ph¸t triÓn c−êng ®é theo thêi gian
G¸n c¸c th«ng sè vÒ co ngãt tõ biÕn vµ ph¸t triÓn c−êng ®é theo thêi gian vµo c¸c lo¹i vËt
liÖu t−¬ng øng
Model Properties Time Dependent Material Link...
Select Material to Assign: Lùa chän vËt liÖu ®Ó g¸n
Material: VËt liÖu ®−îc khai b¸o
Selected Material: VËt liÖu ®−îc lùa chän
12
Sau khi g¸n xong c¸c th«ng sè vÒ co ngãt, tõ biÕn vµ sù ph¸t triÓn cña cña c−êng ®é vµo
c¸c vËt liÖu t−¬ng øng th× lóc nµy vËt liÖu míi lµm viÖc theo c¸c th«ng sè ®ã.
1.3 Khai b¸o ®Æc tr−ng h×nh häc
Khai b¸o dÆc tr−ng h×nh häc cña dÇm BT
MÆt c¾t ngang dÇm t¹i c¸c vÞ trÝ trªn gèi
MÆt c¾t ngang dÇm t¹i vÞ trÝ gi÷a nhÞp
C¨n cø vµo c¸c b¶n vÏ Cad trªn, tõ ®ã cã thÓ ®i tÝnh ®Æc tr−ng h×nh häc vµ cho vµo trong
ch−¬ng tr×nh tÝnh. Ng−êi ®äc cã thÓ tÝnh ®Æc tr−ng h×nh häc cña c¸c mÆt c¾t trªn dÔ dµng
b»ng nhiÒu c¸ch kh¸c nhau, ë ®©y t¸c gi¶ muèn tr×nh bµy ph−¬ng ph¸p tÝnh ®Æc tr−ng h×nh
häc ®−îc hç trî tõ ch−¬ng tr×nh Midas
Tools Sectional Property Calculator
Sau khi khëi ®éng m«dun tÝnh to¸n nµy sÏ xuÊt hiÖn cöa sæ lµm viÖc nh− sau:
13
§Þnh nghÜa ®¬n vÞ
Sau ®ã ®i tiÕn hµnh Import file DXF ë trªn vµo ch−¬ng tr×nh
File Import AutoCad DXF
KÕt qu¶ sau khi Import vµo ch−¬ng tr×nh nh− sau:
14
Trong ch−¬ng tr×nh còng cã c¸c c«ng cô ®Ó hç trî viÖc chØnh söa nÕu cÇn thiÕt, sau khi
kiÓm tra kh«ng cßn lçi th× ®i tiÕn hµnh t¹o mÆt c¾t.
Model Section Generate
MÆt c¾t sau khi t¹o vµ tÝnh ®Æc tr−ng h×nh häc xong
§Æc tr−ng h×nh häc mÆt c¾t dÇm
15
Sau khi tÝnh to¸n xong ®Æc tr−ng h×nh häc th× xuÊt d÷ liÖu trë l¹i ch−¬ng tr×nh chÝnh
XuÊt d÷ liÖu tÝnh to¸n ®Æc tr−ng h×nh häc
Model Section Export
Sau khi cã kÕt qu¶ xuÊt ra tõ M«dun tÝnh ®Æc tr−ng h×nh häc, ®i tiÕn hµnh nhËp ®Æc tr−ng
h×nh häc vµo m« h×nh chÝnh.
M« h×nh ho¸ ®Æc tr−ng h×nh häc mÆt c¾t
Model Properties Section...
16
Lùa chän Import from SPC sÏ cã kÕt qu¶ nh− sau:
Import mÆt c¾t tõ file *.sec
17
T−¬ng tù khai b¸o mÆt c¾t cña th¸p vµ trô th¸p nh− sau:
Khai b¸o mÆt c¾t th¸p
Khai b¸o mÆt c¾t ch©n th¸p
18
Khai b¸o mÆt c¾t th¸p
Khai b¸o mÆt c¾t trô
19
Khai b¸o mÆt c¾t bÖ trô
42T15.2
44T15.2
48T15.2
42T15.2
§Æc tr−ng h×nh häc c¸p v¨ng (c¸p v¨ng bè trÝ ®èi xøng, c¸c d©y v¨ng cßn l¹i 37T15.2)
Sau khi khai b¸o xong tiÕn hµnh g¸n tõng bé phËn cña cÇu d©y v¨ng t−¬ng øng, b»ng c¸ch
lùa chän c¸c ®èi t−îng sau ®ã kÐo vµ th¶ vµo mµn h×nh.
View Select …
C¸c h×nh thøc lùa chän trong ch−¬ng tr×nh
20
.PDF 
62 
260 
71 
