Tải bản đầy đủ

HƯỚNG DẪN su dung midas

Bộ Môn Cầu Hầm

BáO CáO KếT QUả
TíNH TOáN CầU THủ THIÊM BằNG
CHƯƠNG TRìNH TíNH CầU CHUYÊN
DụNG
Midas /CIVIL 6.30

Hà nội 1/2005

Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

1


Bộ Môn Cầu Hầm

Phần 2
Giới thiệu về Midas

I.Giới thiệu chung về Midas /civil.


I.1 Hệ thống MIDAS Family Programs
MIDAS Family Programs, đợc phát triển bởi nhóm phát triển
phần mềm của công ty công nghệ tin học MIDAS (Mỹ) . Các tài
liệu của MIDAS đợc bảo vệ bởi khoá và độc lập với tài liệu khác.
Logo chung của các báo cáo bằng MIDAS nh sau:

MIDAS Family Programs đa ra kết quả chính xác dựa theo lý
thuyết và phơng pháp số đã đợc công nhận, kết quả chơng
trình đã đợc so sánh hàng ngàn ví dụ trong quá trình xây
dựng chơng trình này. Từ khi phát triển vào năm 1989 MIDAS
Family Programs đã chính xác và có hiệu quả trong việc hỗ trợ
xây dựng hơn 4000 công trình trong và ngoài nớc.
MIDAS Family Programs là bao gồm nhóm các thực thể (Mô
đun ) sau:
+ MIDAS/Civil : Hệ thống thiết kế kết cấu tối u nhất đợc ứng
dụng trong lĩnh các cấu trúc xây dựng, đặc biệt là trong lĩnh
vực thiết kế các công trình Cầu.
+MIDAS/Gen Hệ thống thiết kế kết cấu tối u nhất đợc ứng dụng
trong lĩnh các cấu trúc xây dựng, đặc biệt là trong lĩnh vực
thiết kế các công trình dân dụng nh nhà cao tầng
+MIDAS/BDS (Building structure Design System)
Hệ thống thiết kế kết cấu tối u nhất đợc dành riêng cho việc
kết hợp giữa việc thiết kế và xây dựng.
+MIDAS/SDS : Phân tích kết cấu và hệ thống thiết kế tối u cho
bản mặt và vật liệu cơ bản.
+MIDAS/Set-Building Structural Engineer's Tools
Tập hợp các chơng trình đơn lẻ để xây dựng và hỗ trợ thiết
kế.
+MIDAS/FEmodeler finite element MESH generator
Chơng trình tính và tự động phát sinh mắt lới của các phần tử
hữu hạn.

Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

2


Bộ Môn Cầu Hầm

+MIDAS/ADS Shear wall type Apartment Design System
Chơng trình tính toán và thiết kế tờng chắn.

I.2 Midas /Civil

+ Midas /Civil là chơng trình dùng riêng trong lĩnh vực xây
dựng công trình, Khi sử dụng MIDAS thì yêu cầu ngời dùng phải
có kiến thức cơ bản về Thiết kế, thi công các công trình.
+ Midas /Civil đợc phát triển trên ngôn ngữ lập trình hớng
đối tợng VC++, trên môi trờng Windows 32 bit. Chơng trình
đặc biệt nhanh và rất dễ thực hành cho ngời học.Bằng cách sử
dụng công phu trong việc thiết kế GUI (Giao diện đồ hoạ ngời
dùng) và tự động thay đổi theo thời điểm và nhất là công
nghệ Drap and Drop (Kéo và thả ) để hiển thị đồ hoạ, kết cấu
có thể đợc tạo mô hình bằng OpenGL để Render, đồng thời
cũng có thể tạo ra các dạng tài liệu khác nh hình ảnh hay text,
Table
Để dảm bảo độ chính xác trong quá trình xây dựng MIDAS
đã kiểm tra lại với hơn 4000 ví dụ kết cấu khác nhau và cho kết
quả rất chính xác.Hình thức lý thuyết cơ bản cuối cùng là PP
Phần tử hữu hạn và định rõ trong kết quả phân tích. Các kết
quả phân tích này cũng tơng tự nh kết quả các chơng trình
khác với sai số chấp nhận đợc.
II. Yêu cầu, dạng dữ liệu của Midas /civil.
II.1 Yêu cầu cấu hình hệ thống
MIDAS/Civil Yêu cầu máy chạy tên môi trờng Windows 16 bit
cấu hình tối thiểu để cài đặt MIDAS/Civil:
+ Pentium III hay tốt hơn
+ 64MB RAM
+ 500 MB HDD trống (MIDAS/Civil yêu cầu tối thiểu 1 GB
khoảng trống đĩa cứng cho phân tích các giai đoạn xây dựng
và hoạt tải)
+ Microsoft Windows 95 hoặc cao hơn, Hệ thống Windows
NT
+ Card đồ hoạ chịu độ phân giải 1024x768 tối thiểu
16bit High Color.
+ Có thể có Printer hay Plotter
II.2 Dạng dữ liệu vào ra chính:
a.Các files dữ liệu:
*.mcb: MIDAS /Civil Binary
Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

3


Bộ Môn Cầu Hầm

Đây là dạng dữ liệu cơ bản của MIDAS dạng nhị phân, các
bài toán đợc ghi ra với định dạng kiểu này.
*.mct: MIDAS /Civil Text
Đây là dạng dữ liệu cơ bản của MIDAS dạng text có thể
dùng chơng trình Text Editor để chỉnh sửa. Dạng này có
thể xuất ra hay nhập vào từ chức năng Import và export
b.Các files kết quả phân tích:
*.ca1: Đây là tệp dạng nhị phân, kết quả của các bài toán
phân tích tĩnh /động học kết cấu
*.ca2: Đây là tệp dạng nhị phân, kết quả của các bài toán
phân tích theo thời gian và nhiệt của quá trình Hidrat hoá.
*.ca3: Đây là tệp dạng nhị phân, kết quả của các bài toán
phân tích hoạt tải , đờng ảnh hởng ,hỗ trợ thiết lập phần
tử(SetElement)
*.ca4: Đây là tệp dạng nhị phân, kết quả của các bài toán
phân tích hình học phi tuyến.
*.ca5: Đây là tệp dạng nhị phân, kết quả của các bài toán
phân tích lực đẩy.
*.ca6: Đây là tệp dạng nhị phân, kết quả của các bài toán
phân tích các giai doạn xây dựng.
*.anl: Đây là tệp dạng text, chứa kết quả bài toán phân tích
nh (phản lực gối,
chuyển vị biến dạng, lực trên phần tử, ứng suất...)
*.out: Đây là tệp dạng text, chứa tất cả các thông điệp trong
quá trình phân tích.
c.Các files đồ hoạ:
*.color: Đây là tệp dạng nhị phân, dữ liệu về bảng màu.
*.emf : Đây là tệp dạng nhị phân đồ hoạ , kiểu Enhanced
Meta File
*.bmp: Đây là tệp dạng nhị phân đò hoạ,kiểu Bitmap
*.mgf: Đây là tệp dạng nhị phân đồ hoạ , sử dụng bằng
Graphic Editor
d.Các files chuyển đổi
*. dxf: Đây là tệp dạng text, định dạng của AutoCAD DXF sử
dụng trên MIDAS
*.s90 : Đây là tệp dạng text, định dạng của Sap 90 sử dụng
trên MIDAS

Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

4


Bộ Môn Cầu Hầm

*.s2k: Đây là tệp dạng text, định dạng của Sap 2000 sử dụng
trên MIDAS
*.std: Đây là tệp dạng text, định dạng của STAAD pro sử
dụng trên MIDAS
*.gti: Đây là tệp dạng text, định dạng của GT STRUDL sử dụng
trên MIDAS
e.Các dạng files khác:
*.bak: Đây là tệp dạng nhị phân, Back up dữ liệu của MIDAS.
*.bom: Đây là tệp dạng nhị phân, kết quả của các bài toán
tính trọng lợng bản thân của phần tử.
*.sgs : Đây là tệp dạng nhị phân, kết quả của các bài toán
phân tích đáp ứng động đất và hiệu ứng động đất(Seismic
Data Generator.)
*.spd: Đây là tệp dạng nhị phân, kết quả của các bài toán
phân tích đáp ứng hiệu ứng phổ(Response Spectrum
Functions) .
*.thd: Đây là tệp dạng text, biểu diễn hàm lực thay đổi theo
thời gian.
*.bog: Đây là tệp dạng nhị phân , chứa kết quả của phần
nhập vào trong hộp thoại (Batch Output Generation)

III. Các tiêu chuẩn áp dụng trong MIDAS /Civil:
MIDAS /Civil hỗ trợ các dạng mặt cắt, vật liệu, tải trọng từ
rất nhiều các tiêu chuẩn tuy nhiên ta có thể tự định nghĩa lấy
mà không dựa và các tiêu chuẩn này.
III.1 Về vật liệu và mặt cắt:

a. Với thép:
ASTM (American Society for Testing Materials)
Khoảng 40 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (A36, A53, A242-40,
etc.)
CSA (Canadian Standards Association)
Khoảng 48 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (230G(H), 350G(H),
etc.)
BS (British Standards)
Khoảng 23 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (43A, 50A, etc.)
DIN (Deutsches Institut fỹr Normung e.V.)
Khoảng 11 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (St 37-2, St 52-3, etc.)
Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

5


Bộ Môn Cầu Hầm

EN (European Code)
Khoảng 12 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (S235, S275, etc.)
JIS (Japanese Industrial Standards)
Khoảng 13 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (SS400, SM490, etc.)
GB (Guojia Biao Zhun, China)
Khoảng 5 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (Grade3, 16Mn, etc.)
JGJ (Jian Zhn Gong ye Jian Zhn Biao Zhun, China)
Khoảng 5 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (Q235, Q295, etc.)
JTJ (Jiao Tongbu Jian She Bia Zhun, China)
Khoảng 2 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (A3, 16Mn)
KS (Korea Standard)
KS-Civil
b. Với bê tông
ASTM (American Society for Testing Materials)
Khoảng 7 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (Grade C2500,Grade
C3000, etc.)
CSA (Canadian Standards Association)
Khoảng 6 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (C25, C30, etc.)
BS (British Standards)
Khoảng 10 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (C35, C40, etc.)
EN (European Code)
Khoảng 9 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (C30/37, etc.)
JIS (Japanese Industrial Standards)
Khoảng 16 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (FC27, FC30, etc.)
GB (Guojia Biao Zhun, China)
Khoảng 14 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (C15, C20, etc.)
GB-Civil (Guojia Biao Zhun, China)
Khoảng 7 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (15, 20, etc.)
KS (Korea Standard)
KS-Civil
c. Với thép DUL
ASTM (American Society for Testing Materials)
Khoảng 4 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (Grade 60, etc.)
CSA (Canadian Standards Association)
Khoảng 6 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (300R, etc.)
BS (British Standards)
Khoảng 2 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (SD460, etc.)
EN (European Code)
Khoảng 6 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (SD400, SD460, etc.)
JIS (Japanese Industrial Standards)
Khoảng 6 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (SD345, etc.)
GB (Guojia Biao Zhun, China)
Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

6


Bộ Môn Cầu Hầm

Khoảng of 4 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (HPB235, etc.)
GB-Civil (Guojia Biao Zhun, China)
Khoảng 4 kiểu trong Cơ sở dữ liệu (Grade 1, etc.)
KS (Korea Standard)
KS-Civil
III.2 Về hoạt tải.

III.3 Về thiết kế.
+ Thép
AASHTO-LRFD02, AASHTO-LRFD96, AASHTOASD96,AISC-LRFD2K, AISC-LRFD93, AISC-ASD96
+ Bê tông
AASHTO-LRFD02, AASHTO-LRFD96,ACI318-02,CSA06-00
+ SRC
SSRC79
IV. Các Menu chính trong MIDAS /Civil:
+File : Xử lý tập tin, chuyển dữ liệu và in ấn.
+Edit Undo/Redo Dùng cho soạn thảo xây dựng mô hình
+View Xem mô hình, dịch chuyển toạ độ.
+Model Xây dựng lới, kiểu mô hình, tạo nút phần tử, mặt
cắt,điều kiện biên, trọng lợng vật liệu,định nghĩa nhóm, các
giai đoạn xây dựng, bố trí cốt thép
+Load Vào các kiểu tải trọng
+Analysis Vào kiểu cần phân tích
+Results Vào tổ hợp tải trọng và xem kết quả nội lực
+Design Tự động thiết kế và kiểm tra cốt thép, bê tông..
Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

7


Bộ Môn Cầu Hầm

+Mode Chuyển giữa chế độ chạy và xuất kết quả.
+Query Kiểm tra trạng thái của nút , phần tử
+Tools Gán hệ đơn vị, và các chơng trình phụ trợ
+Window Điều khiển chuyển đổi giữa các cửa sổ
+Help Trợ giúp.
IV. Các kết cấu Cầuđợc hỗ trợ trong MIDAS /Civil bằng
Structure Wizard
+ Beam: Dầm

+ Column: cột

Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

8


Bé M«n CÇu HÇm

+ Arch: kÕt cÊu cÇu vßm

Trêng §H Giao th«ng vËn t¶i – Hµ Néi

9


Bé M«n CÇu HÇm

Trêng §H Giao th«ng vËn t¶i – Hµ Néi

10


Bé M«n CÇu HÇm

+ Frame: khung ph¼ng
+ RC Frame/Box culvert: cÇu khung

Trêng §H Giao th«ng vËn t¶i – Hµ Néi

11


Bé M«n CÇu HÇm

+ Truss: CÇu dµn

+Plate: TÊm
Trêng §H Giao th«ng vËn t¶i – Hµ Néi

12


Bé M«n CÇu HÇm

+Shell: vá

Trêng §H Giao th«ng vËn t¶i – Hµ Néi

13


Bé M«n CÇu HÇm

+Suspension Bridge: CÇu treo d©y vâng

+Cable Stayed Bridge: CÇu d©y v¨ng

Trêng §H Giao th«ng vËn t¶i – Hµ Néi

14


Bộ Môn Cầu Hầm

+ILM Bridge Model: Cầu dầm đúc đẩy

+ILM Bridge Stage: Các giai đoạn đúc đẩy

Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

15


Bé M«n CÇu HÇm

+FCM Bridge: CÇu ®óc hÉng c©n b»ng

Trêng §H Giao th«ng vËn t¶i – Hµ Néi

16


Bộ Môn Cầu Hầm

+MSS Bridge:Cầu đúc trên đà giáo di động.

+FSM Bridge: :Cầu đúc trên đà giáo cố định.

Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

17


Bé M«n CÇu HÇm

+ R C Slab Bridge: T KÕ B¶n mÆt cÇu

Trêng §H Giao th«ng vËn t¶i – Hµ Néi

18


Bộ Môn Cầu Hầm

Phần 3 : phân tích cầu thủ thiêm bằng
Midas /civil 6.3
Bớc 1: Thiết lập các thông số ban đầu.
Bớc 1.1: Tạo một dự án mới với Midas /civil
+ Khởi động Midas bằng kích đúp vào biểu tợng Midas trên
Destop hay từ Start\Program files\Midas
+ Tạo một dự án: File\ New Project...
+ Lu lại file này: File \ Save \ cho vào tên dự án...
Bớc 1.2: Thiết lập hệ thống đơn vị
- Cách 1: vào Menu Tool \ Unit System
+ Chọn đơn vị chiều dài là m;
+ Chọn đơn vị lực là KN
+ Tích vào ô Set/ Change Default Unit System để lần sau
không chọn lại nữa.
xem hình số 1

- Cách 2: chọn trực tiếp đơn vị của lực và chiều dài ở góc
dới bên phải của màn hình
xem hình số 2

Nhận xét: Với Midas, sau khi đã lựa chọn đơn vị, trong
lúc đang làm việc có thể thay đổi đơn vị tuỳ theo số
liêu nhập cho các thông số, khi đó Midas sẽ tự động thay
đổi toàn bộ hệ thống đon vị mà ngời sủ dụng không phải
tính đổi ra các đơn vị khác. Điều này rất thuận tiện cho
Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

19


Bộ Môn Cầu Hầm

1số ngòi cha quen dùng các hệ thống đơn vị của nhiều nớc.
Bớc 1.3: Thiết lập hệ thống toạ độ, lới toạ độ và chọn
kiểu kết cấu:
- Với kết cấu phẳng có thể dùng mặt phẳng 2D
- Bài này có thể dùng toạ độ không gian
+ Vào Model \Structure Type...\ chọn 1 trong kiểu kết cấu
2D,3D trong bài toán này ta chọn kiểu X-Z plan.
+Trong phần này có thể đặt gia tốc trọng trờng g=9,806
2
m/s .

+ Vào Model \ User Coordinate system \chọn một trong các
hệ toạ độ.
+ Vào Model \ Grids để định nghĩa khoảng cách lới và đờng kẻ lới có thể vuông góc hay xiên .

Bớc 2: Xây dựng hệ thống kết cấu:

Có khá nhiều cách xây dựng mô hình kết cấu đối với MIDAS
nh :
- Nhập từ File
- Nhập từ File *.dfx của Autocad
- Xây dựng hệ lới toạ độ rồi vẽ
- Tạo các Node và Element từ bảng số liệu
- Tạo mô hình từ các Winzad có sẵn đó là FCM rồi chỉnh
sửa.
- .
Tuy nhiên để làm việc có hiệu quả thì ta xây dựng mô hình
kết cấu bằng cách tạo nút rồi căn cứ vào chiều dài của từng
phần tử và độ dốc dọc của cầu mà tạo ra các phần tử tiếp theo.
+ Tạo các nút
Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

20


Bộ Môn Cầu Hầm

Model / Nodes / Create Nodes
Coordinate (x, y, z) ( 0, 0, 0 )
Ta tạo nút đầu tiên có toạ độ (0,0,0) sau đó căn c vào chiều dài
từng đốt đúc và độ dốc dọc cầu mà tính ra toạ độ các nút
tiếp theo.

+Tạo các phần tử dầm hộp nhịp chính ,Tạo các phần tử dầm
hộp nhịp biên
Có thể tạo phần tử bằng cách kéo dài phần tử từ các nút theo
cách sau
Model / Elements / Extrude Elements
Translation>Unequal Distance ; Axis>x
Ta có thể tạo các phần tử 1 cách trực tiếp từ 2 nút đã dựng sẵn
bàng cách sau:
Model / Elements /Create Elements
+ Tạo các phần tử trụ nhịp dẫn, tạo các phần tử trụ chính
Từ các nút trên trụ chính đã có ta hạ nút xuống dới tuỳ theo vị
trí trụ chiều cao trụ mà ta có thể tạo đợc các nút và các phần tử
trụ.
+ Sau khi xây dung song toàn bộ các nút và các phần tử của
kết cấu ta tiến hành đặt lại thứ tự các điểm, các phần tử cho
dễ quản lý
Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

21


Bộ Môn Cầu Hầm

Chọn tất cả các phần tử bằng Model\select\ Seclect All
(Ctrl+Shift+A)
Model / Elements /Renumbering
Chọn đặt lại cả về nút lẫn phần tử
Chọn phần tử và nút bắt đầu
Chọn u tiên sắp xếp theo trục nào trớc
Cuối cùng chọn Apply

Bớc 3: Định nghĩa vật liệu (DTVL).
3.1 định nghĩa vật liệu:
+ Vào Menu Model\ Properties\ Material
+ Chọn Add để thêm một loại vật liệu
trong bảng này (cho Vật liệu bê tông cấp 4500 )
cho vào tên vật liệu: Damhop-C4500
chọn Kiểu Type : Concrete
chọn tiêu chuẩn Standard : ASTM (RC)
lấy trong cơ sở dữ liệu là DB: Grade C4500

Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

22


Bộ Môn Cầu Hầm

chọn OK để chấp nhận;
Tơng tự cho Bê tông của Trụ và cốt thép DUL ta có bảng tông
kết nh sau:

Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

23


Bộ Môn Cầu Hầm

Nếu nh muốn định nghĩa 1 loại vật liệu khác ta ding kiểu
Type User Define và nhập vào các thông số
Mô đun đàn hồi: Modulus of Elasticity (2.0e8)
Hệ số poát xông: Poissons Ratio : 0
Hệ số dãn nở nhiệt :Thermal Coefficient (1.0e-5)
Trọng lợng tập trung :Weight Density :0

3.2 định nghĩa từ biến và co ngót của dầm và trụ:

Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

24


Bộ Môn Cầu Hầm

+ Định nghĩa từ biến và co ngót của vật liệu phụ thuộc vào thời
gian
Với mác bê tông 4500 của dầm :
Model / Properties / Time Dependent Material(Creep &
Shrinkage)
Name (C4500) ; Code>CEB-FIP
Compressive strength of concrete at the age of 28 days
(30000)
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)

+Với mác bê tông 4000 của trụ:
Model / Properties / Time Dependent Material(Creep &
Shrinkage)
Name (C4000) ; Code>CEB-FIP
Compressive strength of concrete at the age of 28 days (28000)
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)

Trờng ĐH Giao thông vận tải Hà Nội

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×