Mô hình hóa và phân tích kết cấu cầu với Midas Civil (PMV0226)

Mô hình hóa và phân tích kết cấu cầu với Midas Civil

Nội dung tài liệu:

Lời giới thiệu

Mục lục

Chương 1. Tổng quan về mô hình hóa và phân tích kết cấu cầu

1.1. Khái niệm chung

1.2. Cơ sở lý thuyết

1.3. Các thành phần chính của mô hình kết cấu

1.3.1. Mô hình hình học

1.3.2. Mô hình liên kết và điều kiện biên

1.3.3. Mô hình tải trọng

1.4. Tổng quan về một số phương pháp phân tích kết cấu cầu

1.4.1. Phương pháp lực

1.4.2. Phương pháp chuyển vị

1.4.3. Phương pháp phần tử hữu hạn

1.5. Một số chỉ dẫn về mô hình hóa kết cấu

1.5.1. Tổng quan về các vấn đề trong mô hình hóa kết cấu

1.5.2. Một số chỉ dẫn về mô hình hóa kết cấu

Chương 2. Một số cơ sở lý thuyết trong phân tích kết cấu

2.1. Cơ sở của phân tích tải trọng di động

2.1.1. Khái niệm về đường và mặt ảnh hưởng

2.1.1.1. Tải trọng di động

2.1.1.2. Hàm ảnh hưởng

2.1.1.3. Đường và mặt ảnh hưởng

2.1.1.4. Vị trí cực trị của tải trọng

2.1.1.5. Đường bao

2.1.2. Khái niệm về đoàn xe tiêu chuẩn

2.2. Cơ sở của phân tích động lực học kết cấu

2.2.1. Dao động hệ có một bậc tự do

2.2.1.1. Khái niệm chung

2.2.1.2. Dao động của hệ tuyến tính có một bậc tự do

2.2.2. Dao động hệ có nhiều bậc tự do

2.2.3. Khái niệm về dao động phi tuyến

2.2.4. Phản tích trị riêng (eigenvalue)

2.2.4.1. Phương pháp Véc-tơ riêng

2.2.4.2. Phương pháp Véc-tơ Ritz

2.2.4.3. Phân tích hình thái (Modal Analysis) hay phương pháp cộng dạng dao động (mode superposition)

2.2.4.4. Các phương pháp tích phân trực tiếp

2.3. Cơ sở của tính toán phi tuyến

2.3.1. Giới thiệu chung

2.3.2. Một số phương pháp phân tích phi tuyến

2.3.2.1. Phương pháp lặp trực tiếp

2.3.2.2. Phương pháp Newton – Raphson

2.3.2.3. Phương pháp “chiều dài cung” – Arc-Length

2.3.3. Bài toán phân tích đàn – dẻo một chiều

2.3.4. Bài toán phi tuyến hình học

2.3.5. Hiệu ứng P-Delta

2.4. Cơ sở của phân tích ổn định kết cấu (buckling analysis)

2.5. Cơ sở của phân tích tác động động đất

2.5.1. Khái niệm về động đất

2.5.2. Đo động đất

2.5.2.1. Cường độ (magnitude)

2.5.2.2. Cấp độ (Intensity)

2.5.3. Các thông số thiết kế

2.5.3.1. Lịch sử thời gian (time history)

2.5.3.2. Phổ đáp ứng

2.5.3.3. Chu kỳ lặp lại (return period)

2.5.4. Các hư hỏng điển hình do động đất gây ra với công trình cầu

2.5.5. Phân tích động lực học trong thiết kế động đất

2.5.5.1. Phương pháp hệ số động đất

2.5.5.2. Phương pháp phổ dạng đơn (single-mode spectral method)

2.5.5.3. Phương pháp phân tích phổ dạng phức (multi-mode spectral analysis)

2.5.5.4. Phương pháp phổ phản ứng nhiều gối

2.5.5.5. Nhận xét về phương pháp phổ phản ứng

2.5.5.6. Phương pháp lịch sử thời gian (time history)

2.5.6. Phân tích động đất theo tiêu chuẩn 22TCN272-01

2.5.6.1. Nguyên tắc chung

2.5.6.2. Phương pháp phân tích

2.6. Cơ sở tính toán co ngót, từ biển

2.6.1. Khái niệm chung về từ biển và co ngót

2.6.2. Tính toán từ biến

2.6.2.1. Tính toán từ biến theo tiêu chuẩn AASHTO và tiêu chuẩn 22TCN272-01

2.6.2.2. Tính toán từ biển theo tiêu chuẩn CEP-FIB CODE

2.6.3. Tính toán co ngót

2.6.3.1. Theo tiêu chuẩn 22TCN272-01

2.6.3.2. Theo tiêu chuẩn CEB-FIP 90

2.7. Phân tích kết cấu trong giai đoạn thi công

2.7.1. Các vấn đề trong quá trình thi công công trình theo các giai đoạn

2.7.2. Một số trường hợp điển hình trong phân tích kết cấu trong giai đoạn thi công

2.7.3. Mô hình hóa và phân tích kết cấu theo các giai đoạn thi công

2.7.3.1. Mô hình hóa kết cấu

2.7.3.2. Phân tích kết cấu

Chương 3. Tổng quan về một số chương trình phân tích kết cấu đang được áp dụng phổ biến

3.1. Tổng quan về sự hoạt động của các chương trình phân tích kết cấu

3.1.1. Bộ phận tiền xử lý (preprocessing)

3.1.2. Bộ phận xử lý (processing)

3.1.3. Bộ phận hậu xử lý (postprocessing)

3.2. Tổng quan về một số hệ thống chương trình phân tích kết cấu cầu

3.2.1. MIDAS/Civil

3.2.2. SAP2000

3.2.3. STAAD.Pro

3.2.4. RM-SPACEFRAME

Chương 4. Giới thiệu phần mềm MIDAS/Civil

4.1. Giới thiệu MIDAS IT và họ sản phẩm MIDAS

4.1.1. MIDAS/Gen

4.1.2. MIDAS/Civil

4.1.3. MIDAS/SDS

4.1.4. MIDAS/FEModeler

4.1.5. MIDAS/Set

4.1.6. MIDAS/GTS

4.2. Các tính năng chính của MIDAS/Civil

4.2.1. Các tính năng phân tích cơ bản

4.2.2. Các tính năng mô hình hóa và phân tích đặc biệt

4.2.3. Giao diện và trao đổi dữ liệu

4.2.4. Tính năng thiết kế kết cấu

4.3. Một số công trình cầu điển hình đã được thiết kế, tính toán với MIDAS/Civil

4.3.1. Cầu SooTong

4.3.2. Cầu Stonecutter

4.3.3. Câu Incheon 2 (Incheon 2nd Bridge)

Chương 5. Mô hình hóa và phân tích kết cấu cầu với MIDAS/Civil

5.1. Môi trường mô hình hóa kết cấu trên MIDAS/Civil

5.1.1 Tả chức hệ thống giao diện của môi trường ứng dụng

5,1 1.1. Tree Menu (Menu dạng cây)

5.1.1.2. Context Menu (Menu ngữ cảnh)

5.1.1.3 Model Window (Cửa sổ mô hình)

5.1 1,4 ừa sổ bảng (Table Window)

5.1 1.5 History Window (Cửa sổ lịch sử)

5.1.1.6 Message Window (Cửa sổ thông điệp)

5.1 1.7. Status Bar (Thanh trạng thái)

5.1.1.8. Toolbar and Icon Menu (Thanh công cụ và Menu biểu tượng)

5.1… Thiết lập các thông số giao diện

5.1.2.1. Gán hệ thống đơn vị và các chuyển đổi

5.1.2.2. Thiết lập môi trường làm việc

5.1.3. Các phương pháp và quy định nhập số liệu

5.1.3. Các phương pháp nhập số liệu

5.1.3.2. Các lệnh nhập số liệu

5.1.4. Các chức năng hỗ trợ tương tác với môi trường ứng dụng

5,1.4.1. Biểu diễn hình dạng mô hình

5.1.4.2. Các phương pháp lựa chọn đối tượng

5.1.4. Kích hoạt và bỏ kích hoạt đối tượng

5.2. Mô tinh phân tích số của MIDAS/Civil

5.2.1. Khátát

5.2.2. la do

5.2.” I. Hệ tọa độ chung (Global Coordinate System – GCS)

5.2.2.2. Hệ tọa độ phần tử (Element Coordinate System – ECS)

5.2.2.3. Hệ tọa độ nút (Node local Coordinate System – NCS)

5.2.3. Phần tử

5.2.3.1. Các kiểu phần tử

5.2.3.2. Phần tử dầm (Beam Element)

5.2.3.3. Phần tử dân (Truss Element)

5.2.3.4. Phần tử chỉ chịu kéo (Tension-only Element)

5.2.3.5. Phần tử cáp (Cable Element)

5.2.3 %. Phần tử chỉ chịu nén (Compression-only Element)

5.2.3.7. Phần tử ứng suất phẳng (Plane Stress Element)

5.2 2 8, Phần tử biến dạng phẳng hai chiều (Two-Dimensional Plane Strain Element)

5.2.3.9. Phần tử hai chiều đối xứng trục (Two-Dimensional Axisymmetric Element)

5.2.3.10. Phần tử tắm (Plate Element)

5.2.3.11. Phần tử khối (Solid Element)

5.2.3.12. Một số khía cạnh quan trọng trong việc lựa chọn phần tử

5.2.3.13. Một số chỉ dẫn về việc áp dụng phần tử

5.2.4. Điều kiện biên

5.2.4.1. Các ràng buộc bậc tự do

5.2.4.2. Các phần tử biên đàn hồi (các gối đàn hồi)

5.2.4.3. Phần tử liên kết đàn hồi (Elastic Link Element)

5.2.4.4. Phần tử liên kết tổng quát (Gěneral Link Element)

5.2.4.5. Giải phóng liên kết đầu phần tử (Beam End Release)

5.2.4.6. Hiệu ứng vùng liên kết (Panel Zone Effect)

5.2.4.7. Liên kết cứng (Rigid Link), nút chính và nút phụ

5.2.4.8. Các chuyển vị cưỡng bức của gối

5.3. Mô hình hóa kết cấu bằng MIDAS/Civil

5.3.1. Mô hình hoá hình học phần tử hữu hạn

5.3.1.1. Xác định kiểu mô hình

5.3.1.2. Định nghĩa hệ tọa độ người dùng (UCS)

5.3.1.3. Tạo lưới định vị

5.3.1.4. Một số chỉ dẫn khi làm việc với mô hình

5.3.1.5. Làm việc với nút

5.3.1.6. Làm việc với phần tử

5.3.2. Mô hình hóa vật liệu

5.3.2.1. Vật liệu tiêu chuẩn

5.3.2.2. Vật liệu do người dùng tự định nghĩa

5.3.2.3. Nhập vật liệu từ các dự án khác

5.3.2.4. Vật liệu có tính năng thay đổi theo thời gian

5.3 2.5. Gán vật liệu với phần tử

5.3.3. Mô hình hóa mặt cắt

5.3.3.1. Định nghĩa và khai báo mặt cắt

5.3.3.2. Gán mặt cắt cho phần tử

5.3. 3.3. Dữ liệu chiều dày

5 3.3.4. Xây dựng và tính toán đặc trưng mặt cắt bằng SPC

5.3.3.5. Hệ số tỷ lệ độ cứng mặt cắt

5.3.4. Mô hình hỏa điều kiện biên

5.3.4.1. Gối

5.3.4.2. Liên kết

5.3.4.3. Các dạng điều kiện biên khác

5.3.4.4. Gán điều kiện biên với trường hợp tải trọng

5.3.5. Mô hình hóa tải trọng

5.3.5.1. Khai báo tải trọng tĩnh

5.3.5.2. Khai báo tải trọng di động

5.3 5.3. Khai báo tải trọng động

5.3.6. Nhóm (Group)

5.3.7. Mô hình hóa quá trình thi công

5.3.7.1. Chuẩn bị số liệu

5.3.7.2. Khai báo các giai đoạn thi công

5.3.8. Kiểm tra sơ bộ mô hình kết cấu

5.3.8.1. Phương pháp quan sát đồ họa

5.3.8.2. Phương pháp sử dụng bảng số liệu

5.3.8.3. Phương pháp kiểm tra tự động

5.4. Phân tích kết cấu

5,4.1. Phân tích

5.4.1.1. Lựa chọn phương pháp phân tích

5.4.1.2. Các khả năng phân tích chính của MIDAS/Civil

5.4.1.3. Các cài đặt thông số phân tích chung

5.4.1.4. Phân tích tĩnh tuyến tính

5.4.1.5. Phân tích P-Delta

5.4.1.6. Phân tích ổn định kết cấu

5.4.1.7. Phân tích trị riêng

5.4.1.8. Phân tích phổ đáp ứng

5.4.1.9. Phân tích thủy nhiệt

5.4.1.10. Phân tích lịch sử thời gian

5.4.1.11. Phân tích phi tuyến hình học (chuyển vị lớn)

5.4.1.12. Phân tích giai đoạn thi công

5.4.1.13. Phân tích kết cấu có xem xét tự động các gối lún

5.4.2. Xử lý kết quả phân tích

5 4.2.1. Chuyển đổi giai đoạn phân tích

5.4.2.2. Tổ hợp tải trọng và lấy các giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất

5.4.2.3. Các chức năng cung cấp kết quả phân tích

5.4.3. Các kiểu biểu diễn kết quả

5.4.3.1. Contour

5.4.3 2. Deform

5.4.3.3. Values

5.4.3.4. Legend

5.4.3.5. Animate

5.4.4. Trình tự thực hiện công tác hậu xử lý

5.4.5. Các kiểu chức năng hậu xử lý

5.4.5.1. Hiển thị các phản lực

5.4.5.2. Hiển thị biểu đồ chuyển vị

5.4.5.3. Hiển thị các lực thành phần

5.4.5.4. Hiển thị ứng suất

5.4.5.5. Biểu diễn kết quả chi tiết của phần tử dầm

5.4.5.6. Biểu diễn các dạng dao động

5.4.5.7. Biểu diễn xếp tải tự động tìm giá trị bất lợi

5.4.5.8. Kiểm tra qua bảng kết quả

5.4.6. Kiểm tra kết quả phân tích giai đoạn thi công

5.4.6.1. Bridge Girder Diagrams

5.4.6.2. Các biểu đồ lịch sử giai đoạn và các bước thi công

5.4.6.3. Biểu đồ mất mát ứng suất cáp phụ thuộc thời gian

5.4.6.4. Các bảng thông tin về cáp dự ứng lực

5.4.7. Xuất kết quả đầu ra

5.4.7.1. Kết quả dạng file văn bản

5.4.7.2. Kết quả dạng bản in

Chương 6. Ví dụ mô hình hóa và phân tích cầu đơn giản với MIDAS/Civil

6.1. Mô hình hóa và phân tích cầu giản đơn bê tông cốt thép dự ứng lực, mặt cắt chữ T

6.1.1. Giới thiệu

6.1.2. Số liệu tính toán

6.1.2.1. Sơ đồ và mặt cắt ngang

6.1.2.2. Vật liệu

6.1.2.3. Tải trọng

6.1.3. Mô hình hóa kết cấu

6.1.3.1. Thiết lập môi trường làm việc

6.1.3.2. Mô hình hóa vật liệu

6.1.3.3. Mô hình hóa mặt cắt

6.1.3.4. Xây dựng mô hình kết cấu

6.1.4. Gần điều kiện liên kết tại các gối đầu dầm

6.1.5. Xây dựng hệ thống mạng dầm

6.1.6. Mô hình hóa tải trọng

6.1.6.1. Tĩnh tải

6.1.6.2. Hoạt tải

6.1.6.3. Các tổ hợp tải trọng

6.1.7. Phân tích và hiển thị kết quả

6.1.7.1. Thực hiện quá trình phân tích

6.1.7.2. Hiển thị và phân tích kết quả

6.1.7.3. Ứng suất trên mặt cắt ngang

6.2. Mô hình hóa và phân tích cầu giản đơn bê tông cốt thép dự ứng lực, mặt cắt chữ I liên hợp

6.2.1. Giới thiệu chung

6. 2.2. Số liệu tính toán

6.2.2.1. Sơ đồ và mặt cắt ngang

6.2.2.2. Vật liệu

6.2.2.3. Tải trọng

6.2.3. Mô hình hóa kết cấu

6.2.3.1. Mô hình hóa vật liệu

6.2.3.2. Mô hình hóa mặt cắt

6.2.3.3. Xây dựng mô hình kết cấu

6.2.3.4. Mô hình hóa tải trọng

6.2.4. Mô hình hóa các giai đoạn thi công

6.2.4.1. Quá trình thi công

6.2.4.2. Thiết lập các giai đoạn thi công

6.2.4.3. Tạo các nhóm kết cấu và các nhóm điều kiện biên

6.2.4.4. Nhóm kết cấu

6.2.4.5. Nhóm điều kiện biên

6.2.4.6. Mô hình hóa các giai đoạn thi công

6.2.5. Phân tích và biểu diễn kết quả

6.2.5.1. Thiết lập các tổ hợp tải trọng

6.2.5.2. Nội lực, phản lực, biến dạng và ứng suất

6.2.5.3. Kết quả mất mát ứng suất và độ dãn dài của cáp DUL

6.2.5.4. Đường ảnh hưởng và các vị trí bất lợi của hoạt tải Tài liệu tham khảo