phu luc vi du tinh toanfb-pier

8/8/2019 Phu Luc Vi Du Tinh ToanFB-PIER

http://slidepdf.com/reader/full/phu-luc-vi-du-tinh-toanfb-pier 1/47

Phụ l ục: Nghiên c ứ u ứ ng d ụng ph ần mề m FB – Pier trong tính toán móng c ọc

GVHD: H ồXuân Ba

SVTH: Đặ ng Như Tranh, Thái Hoàng Duy, Đào Nh ật Tân. L ớ p C ầu Đườ ng BộK45Trang 1

PHỤLỤC : CÁC VÍ DỤTÍNH TOÁN

I.>Ví dụ 1: Tính c ọc đơ n ch ịu lực ngangCho c ọc đơn ch ịu áp l ực ngang nh ư hình v ẽ. Cọc được đặt trong n ền đất

sét bên trên l ớp cát h ạt trung.

1> Trình tự tính toán1.1> Thiết lập các thông s ố đầu vào1.1.1> Lựa chọn kết cấu và hệ đơn vị tính toán

+Vào File-> ch ọn New.




GVHD: H ồXuân Ba


thoại select new problem type ch ọn:+ Structure Type: (lo ại kết cấu) Ch ọn Pile and cap only: c ọc làm vi ệcđộc lập+ Units: (H ệ đơn v ị) Ch ọn SI(KPa,m)

+ OK

1.1.2> Thiết lập các thông s ố trong quá trình tính toán.

+ Cửa s ổ 1. c ửa s ổ khai báo thu ộc tính cho k ết cấu+ Cửa s ổ 2. mô hình m ặt cắt cọc+ Cửa s ổ 3. mô hình các l ớp đất+ Cửa s ổ 4. Mô hình 3D k ết cấu




GVHD: H ồXuân Ba


1.2>Nhập số liệu cọc và bệ móngồm :H ệ thống đơn v ị, hệ tr ục tọa độ.

1.2.1.

ta -> Ch ọn Pile & Cap

Hộp tho ại Pile & Cap (ch ọn không b ệ)

1 . Nhập kho ảng cách gi ữa các c ọc/ Pie

cọc và các tr ục

ng cách các c ọc theo ph ương X b ằng 3 l ần

n :3d kho ảng cách các c ọc theo ph ương Y b ằng 3 l ần

Các l ưu ý khi nh ập s ố liệu bao gNhập số liệu cọc:

+Từ cửa s ổModel Da+Nhập thông s ố cho c ọc

l cap Gird Geometry .X – direction: 4 Theo ph ương x s ẽ có 5 đường lướiY – direction: 4 Theo ph ương y s ẽ có 4 đường lướiSpacing : (Xem và hi ệu ch ỉ nh kho ảng cách gi ữa các

tọa độ) Spacing -> Variable+ X- direction :3d kho ả

đường kính c ọc.+Y – directio

đường kính c ọc.




GVHD: H ồXuân Ba


Để loại bỏ 3 c ọc ( để tạo thành 1 c ọc đơn) ta thay đổi số lượng cácđiểm

Thay đổi chiều dày b ệ về 0

lưới theo ph ương X và Y v ề 1. Hình c ủa c ọc đơn này s ẽ hiện nh ư trong hình bên Chú ý r ằng s ố lượng c ọc trong Pile Edit (phía trên bên ph ải)

vả 3D (phía d ưới bên ph ải) bây gi ờ ch ỉ còn 1 c ọc.




GVHD: H ồXuân Ba


Dữ liệu c ủa c ọc được xem và ch ỉ nh s ửa b ằng cách b ấm chu ột trái vàotrên c

ata

ong đoạn tự do, ta

ặt cắt cọc/ Pile Cross Section Type

c

ft Type – Click to AccessDataB

Lựa ch ọn các lo ại mặt cắt tiêu chu ẩn.

c ống.

loại cọc H-pile/Pipe, c ọc ch ế tạo

ile Cap Data(xét đến tr ọng tâm b ệ cọc)

ang: Kho ảng cách t ừ tim c ọc ngoài cùng đến

ọn Edit Pile Cap để hiệu ch ỉ nh thu ộc tính b ệ.

ọc trong c ửa s ổ Pile Edit. Làm nh ư vậy s ẽ hiện ra c ửa s ổ hội thoại vớihệ toạ độ x y. Trong ví d ụ này, h ệ toạ độ x và y được ch ọn v ề 0 nh ư hình

dưới. Thông s ố cọc có th ể được xem l ại vào b ất cứ lúc nào trong quá trìnhlàm b ằng cách b ấm chu ột vào c ọc trong c ửa s ổ Pile Edit.

2 . Chia ph ần tử cọc trong ph ần tự do/ Pile Length DTip Elev : Chi ều sâu m ũi cọc.Ta nh ập s ố liệu -19mNodes in Free length: S ố lượng nút c ủa ph ần tử tr chọn là 5.3 . Nhập mFull Cross Section: d ạng m ặt cắt đầy đủ

Edit Cross Section: hi ệu ch ỉ nh m ặt cắt cọTrong ví d ụnày ta ch ọn Full Cross Section

4 Chọn loại cọc tiêu chu ẩn / Pile Shaase

H-Pile /Pipe Pile : M ặt cắt dạng ch ữ H.Precast : C ọc ch ế tạo s ẵn.Circular : c ọc tròn đặc và c ọMutilple: M ột số loại cọc khácTrong Precast bao g ồm các

sẵn(precast), c ọc tròn(Circular) và nhi ều loại khác (Multiple). Ta ch ọn c ọctiêu chu ẩn 0.76 M Square DOT Standard.1.2.2 Nhập số liệu cho b ệcọc

5 . Nh ập s ố liệu b ệ cọc / PHead Cap elevation: Cao độ của b ệ cọcChọn Aplly overhang:Nhập giá tr ị vào Over h

mép b ệ.Ch6 . Liên k ết cọc và b ệ / Pile to Cap Connection+ Pinned: Liên k ết khớp+ Fixed :Liên k ết ngàmChọn liên k ết ngàm




GVHD: H ồXuân Ba


1.3. Nhập số liệu địa chp đất. C ửa s ổ này cho phép ng ười dùng nh ập

ác l ớ

odel Data -> ch ọn tab Soil

p đất/ Soil Layer Data:Trong

il Set: Nhóm đất sử dụng trong mô hình

ụng mô hình c ủa 3 lo ại đất đá trong

sionless: Đất cát

ại đất sử dụng cho tính toán c ọc.

Lớ triteria:

sát trong/ Internal

ét: Thông s ố cần nh ập là c ường độ cắt không thoát

ập là c ường độ nén c ủa đá (thí

ất.Trong ví d ụ này có 2 l ớ

c p đất, các thu ộc tính c ủa chúng c ũng nh ư xem độ chối của đất (biểuđồ P-Y, T-Z…).

Từ cửa s ổM1.3.1 Nhập số liệu lớp 1

1.Nhập s ố liệu các l ớ đó:+ So+ Soil Layer: Tên c ủa các l ớp đất+ Soil Type: Lo ại đất, FB_Pier s ử dtính toán:

CoheCohension: Đất sétRock: ĐáPile: Các lo

p 1 là đất cát nên ch ọn Conhension+ Unit Weight: Dung tr ọng t ự nhiên c ủa đấ2. Nhập s ố liệu c ơ lý của đất/ Soil Strength C- Đối với đất cát: Thông s ố cần nh ập là góc maFriction Angle- Đối với đất snước/ Undrained shear Strength- Đối với đá: Thông s ố cần nh

nghi ệm không n ở hông), xem trong tiêu chu ẩn thí nghi ệm ASTMD2938




GVHD: H ồXuân Ba


i giá tr ị của #Cycles: Giá tr ị này ch ỉ yêu c ầu đối với các môhình t

t.. Lựa đất nền/ Soil Layer Models

ngang

- Đối vớương tác theo lý thuy ết của Reese và Welch's Stiff Clay Above Water

Table.Th ường ch ọn giá tr ị là 0.

3. Nhập s ố liệu chi ều dày các l ớp đất/ Elevations:Water: Cao độ của m ực n ước ng ầm.Top of Layer: cao độ đỉ nh lớp đấtBottom of Layer: cao độ đáy lớp đấ

4 chọn mô hình t ương tác gi ữa c ọc vàMô hình t ương tác gi ữa lực ngang đỉ nh c ọc (P) và chuy ển v ị

của c ọc (Y) hay “ Mô hình P-Y”.




GVHD: H ồXuân Ba


Trong mô hình này FB_Pier cho phép s ử dụng các lý thuy ết sau:Đối với đất cát: O'Neill (1984) xây d ự ng mô hình đườ ng cong p-y cho đất cát:




GVHD: H ồXuân Ba


Trong đó:η = Hệ số xét đến hình d ạng m ặt cắt của c ọc (v ới cọc có m ặt cắt trònη =1);

A = 0.9 cho t ải tr ọng lặp;= 3-0.8 z/D cho t ĩ nh t ải; D = Đường kính c ủa c ọc;

pu = S ức kháng c ự hạn đơn v ị;k = Modun ph ản lực ngang c ủa đất (lb/ft3 or N/m3). Giá tr ị pu nh ư trong ví d ụ1Thay đổi các đặc tr ưng c ơ lí cho l ớp đất 1+ Ch ọn Lateral -> kích đúp chu ột trái ->(màu xanh xu ất hiện)+Từ hộp tho ại Soil Layer Models -> ch ọn Edit để hiệu ch ỉ nh lớp đất

+ Nh ập các thông s ố cho l ớp -> OK

Trong đó :+Undrained Shear Str :c ường độ ch ịu cắt không thoát n ước+Total unit Weight: Tr ọng lượng riêng c ủa lớp đất+ Subgrade Modulus : modul đàn h ồi

Ngừơi dùng có th ể tuỳ chọn để xem p-y,t-z… cho ph ần trên và ph ần d ướicủa m ỗi lớp. Ví d ụ, biểu đồ p-y c ủa lớp đất sét phía d ưới lớp 1 s ẽ như tronghình bên. Ta b ấm chu ột vào nút Plot trong tab h ội thoại Soil. B ấm OK khihoàn thành.




GVHD: H ồXuân Ba


1.3.2 Nhập số liệu lớp 2:+ Vào Soil Type ->ch ọn Add layer.

Chọn loại đất (Soil Type) là Cohensionless. Và các m ục Lateral là Sand(Reese) và Axial là Driven Pile, Torsional là Hyperbolic, Tip là Driven pile.Bấm vào danh sách đổ xuống c ủa Lateral để kích ho ạt các thu ộc tính c ủalateral. B ấm vào nút Edit và nh ập các giá tr ị như trong hình bên.

Khi hoàn thành thay đổi chiều sâu c ủa lớp là -3m, và Bottom of layer là -20m, water table là 0m. C ửa s ổSoil Edit s ẽ có giá tr ị như trong hình.

Để thay đổi bất kì thông s ố nào gi ữa các l ớp đất được cho ta b ấmchu ột lên Soil Layer trong tab h ội thoại Soil, ho ặc b ấm chu ột trái vào l ớp đất

khi con chu ột đang ở trong c ửa s ổ Soil Edit. Chú ý: s ẽ có 1 đừơng bao màuđen bao xung quanh l ớp đất được ch ọn.




GVHD: H ồXuân Ba


Dữ liệu c ần thiết để tiến hành phân tích ví d ụ này là các t ải tr ọng c ọc, ch ứatrong tab h ội thoại Load trong c ửa s ổ Model Data. D ữ liệu m ặc định có 2tr ường h ợp tải tr ọng, ng ười dùng c ần b ấm chu ột trái vào trên Load case 2và xoá tr ường h ợp tải tr ọng này b ằng cách b ấm vào nút Del.

Trong c ửa s ổ 3D bay gi ờ ch ỉ có 1 là nút 1 (Node 1), b ấm vào nút 1

trong danh sách và xoá t ải tr ọng này b ằng cách b ấm chu ột ph ải vào nút Del. Đểthêm vào t ải tr ọng cho nút 1, t ấm chu ột trái vào trên nút trong c ửa s ổ 3D.Bấm Add và sau đó nh ập giá tr ị 150kN cho t ải tr ọng theo ph ương ngang (lateral load X), sau đó b ấm vào tab để cập nh ật tải tr ọng. Tab h ội thoại sẽ giống nh ư hình




GVHD: H ồXuân Ba


Seft Weight dùng để nhập h ệ số tải tr ọng ( load factor) và l ực đẩy nổi,trong ví d ụ này không có t ải tr ọng b ản thân (seft weight) nên ta b ấm vào Self Weight và nh ập giá tr ị là 0.

Tất cả các d ữ liệu đã được nh ập vào ( đất,cọc và t ải tr ọng). Màn hình bây gi ờ sẽ như hình d ưới:

Bây gi ờ ta có th ể phân tích d ự án. B ấm chu ột vào nút Run Analysis, 1cửa s ổ sẽ hiện ra nh ư hình d ưới, sau khi đòi hỏi lưu và cho k ết qu ả. Cửa s ổ sẽ cho ta bi ết có gì x ảy ra trong qúa trình phân tích hay không, sau đó s ẽ cho ta bi ết việc phân tích ch ương trình đã hoàn thành.




GVHD: H ồXuân Ba


Tại đây, có 1 s ố tùy ch ọn khác nhau để xem các giá tr ị (lực c ủa c ọc,

chuy ển v ị,…). Để xem chuy ển v ị cọc, b ấm vào nút 3D Result và k ết qu ả

như hình d ưới sẽ hiện ra. Ng ười dùng có th ể xem chuy ển v ị của b ất kì điểmnào trên c ọc bằng cách b ấm chu ột vào nút trên c ọc.

Đểxem k ết qu ả lực, momen c ủa c ọc, tương tác gi ữa đất và c ọc su ốt theochiều dài c ọc, ta b ấm vào nút Pile Result trong thanh công c ụ.Ta có th ể kiểm soát hình ảnh c ủa bi ểu đồ bằng cách b ấm vàoforces/displacements of interest on or off trong c ửa s ổPlot Display Control.




GVHD: H ồXuân Ba


Kết quả sẽhiện ra như trong hình d ưới

Kết quảphân tích n ội lực, momen,lực dọc… dọc chiều dài của cọc

Kết quảphân tích mômen và S ức ch ịu tải của từng đốt (cọc)




GVHD: H ồXuân Ba


II .>Ví dụ 2 : Tính c ọc có chi ều dài thay đổiCho các c ọc có kích th ướ c hình h ọc và đặc tr ưng các l ớ p đất nhưhình v ẽ

2> Trình tự tính toán2.1> Thiết lập các thông s ố đầu vào

2.1.1> Lựa chọn kết cấu và hệ đơn vị tính toán +Vào File-> ch ọn New.




GVHD: H ồXuân Ba


Trong h ộp tho ại select new problem type ch ọn:+ Structure Type: (lo ại kết cấu) Ch ọn Pile and cap only : c ọc làm vi ệc độc

lập+ Units: (H ệ đơn v ị) Ch ọn h ệ đơn v ị của Anh+ OK

2.1.2>Thiết lập các thông s ố cho quá trình tính toán+ Sau khi đã ch ọn h ệ đơn v ị và lo ại kết cấu ,ch ọn Ok ,4 màn hình xu ất hiện,bằng cách kích chu ột ph ải vào t ừng c ửa s ổ người dùng có th ể lựa ch ọn cácchức n ăng khác nhau .




GVHD: H ồXuân Ba


+Cửa s ổ 1(Model DaTa): c ửa s ổ khai báo thu ộc tính cho k ết cấu.+Cửa s ổ (Pile Edit): mô hình m ặt cắt cọc.

+Cửa s ổ 3(Soil Edit):mô hình các l ớp đất.+Cửa s ổ 4(3D View). Mô hình 3D k ết cấu2.2> Nhập số liệu cọc và bệmóngKhi nh ập s ố liệu cần chú ý đến h ệ thống đơn v ị và h ệ tr ục tọa độ

Từ cửa s ổModel DaTa -> ch ọn Pile & Cap2.2.1> Khai báo số lượng và loại cọc

+Grid Point: Thay đổi số đường lưới theo ph ương X và ph ương Y để khai báo s ố lượng c ọc trong b ệ.

+ Spacing : kho ảng cách gi ữa các đường lưới+Tip Elevent :chi ều sâu c ủa m ũi cọc+Pile / Shaft Type :ch ọn loại cọc s ử dụng (có th ể là c ọc chu ẩn ho ặc

cọc tự định ngh ĩ a)+Các s ố liệu nh ư hình v ẽ




GVHD: H ồXuân Ba


2.2.2> Hiệu ch ỉnh thuộc tính của bệmóng

+Trong Pile Cap DaTa -> ch ọn Edit Pile Cap+ Nh ập s ố liệu nh ư hình

Trong đóYoung’s Modulus :môdun đàn h ồi của bê tôngPoissons Ratio: h ệ số poat xôngThick ness :b ề dày c ủa b ệ Weight:tr ọng lượng riêng c ủa bê tông

+ ch ọn OkMô hình của kết cấu được mô tảnhư sau




GVHD: H ồXuân Ba


2.2.3 > Khai báo loại cọc và hiệu ch ỉnh chiều dài cọc+ Từ cửa s ổModel Data -> ch ọn Edit cross section để hiệu ch ỉ nh lo ại cọc

+Trong ví d ụ này s ử dụng 2 lo ại cọc là c ọc 24’’ có chi ều dài 60 feet vàcọc 30” có chi ều dài 80 feet.chú ý r ằng các c ọc giống nhau v ề mặt cắt vàchiều dài s ẽ được khai báo theo m ột nhóm

+ Đểkhai báo cho nhóm c ọc th ứ 2 ,ch ọn vào nút Add trong Pile setinfo

2.2.3.1>Khai báo nhóm cọc thứ 1 (cọc 24”)Chú ý:ch ương trình m ặc định ban đầu s ẽ khai báo cho t ất cả các c ọc

đều thu ộc nhóm 1,sau đó để thay đổi cho nhóm th ứ 2 ta ch ọn từng c ọc vàtiến hành hi ệu ch ỉ nh cho t ừng c ọc.

+Ch ọn add để khai báo cho nhóm 1




GVHD: H ồXuân Ba


+ Ch ọn loại cọc s ử dụng:-Use database section:c ọc chu ẩn-Modify Curent section:c ọc do ng ười dùng t ự định ngh ĩ a,khi

chọn c ọc tự định ngh ĩ a thì ph ải chọn loại mặt cắt cọc và khai báo các đặctr ưng cho

loại cọc s ử dụng nh ư khai báo đặc tr ưng c ủa v ật liệu làm c ọc ( đặc tr ưng c ủacốt thép,bêtong làm c ọc).

Chọn loại mặt cắt cọc và hi ệu ch ỉ nh

Khai báo đặc tr ưng v ật liệu làm c ọc

+ khai báo kích th ước m ặt cắt cọc(chi ều dài c ọc,m ặt cắt ngang c ủa c ọc)

2.2.3.2>Khai báo nhóm cọc thứ 2 (cọc 30”)+ Đểkhai báo cho nhóm c ọc th ứ 2 ,ch ọn vào nút Add trong Pile set info




GVHD: H ồXuân Ba


+Ch ọn vào “Set 2” t ừ Pile set info nh ư hình v ẽ:

+Ch ọn Retrieve section và ch ọn loại cọc là c ọc 30” square FDOTStandard prestressed pile,sau đó thay đổi chiều dài c ọc về 80 feet.

+Hộp tho ại bây gi ờ có d ạng nh ư sau

+ Ch ọn Ok để nhận khai báo trên và thoát kh ỏi hộp tho ại2.2.3.3> Hiệu ch ỉnh chiều dài cho các c ọc trong móng

+Ban đầu m ặc định t ất cả các c ọc s ẽ được hiểu là c ọc 24”+Tiến hành hi ệu ch ỉ nh t ừng c ọc riêng l ẻ theo chu vi h ốmóng:ch ọn c ọc




GVHD: H ồXuân Ba


cần hiệu ch ỉ nh theo th ứ tự và kích chu ột trái vào c ọc đó.Khi đó s ẽ xuất hiệnhộp tho ại mô t ả thông tin cho c ọc đó.Trong ví d ụnày,các c ọc có đường kính30” là các c ọc xung quanh h ốmóng,còn các c ọc 24” n ằm ở giữa

+ Ví d ụchọn c ọc s ố1 trong c ửa s ổ pile edit

Hiệu ch ỉ nh chi ều dài c ọc s ố 1 nh ư sau:




GVHD: H ồXuân Ba


+Làm t ương t ự cho các c ọc còn l ại ,ta có mô hình c ọc trong 2D có d ạng nh ư sau

2.3> Khai báo thuộc tính cho các l ớp đất+Khai báo l ớp đất 1:Model Data -> ch ọn Soil

+ Các thông s ố được nh ập nh ư hình

Trong đó-internal Friction Angle:góc n ội ma sát

- Unit weight:tr ọng lượng riêng c ủa lớp đất- water Table : cao độmực nước ng ầm




GVHD: H ồXuân Ba


- Top of layer :cao độ đỉ nh lớp đất- Bottom of layer :cao độ đáy lớp đất

+ Ch ọn Add layer để khai báo l ớp đất thứ 2

+Nhập các thông s ố đặc tr ưng cho l ớp đất




GVHD: H ồXuân Ba


2.4> Khai báo tải tr ọng+ Model Data - > ch ọn Load+ Chon nút đặt lực tập trung t ừ cửa s ổ 3D View+Nhập các giá tr ị tải tr ọng theo 2 ph ương nh ư hình

2.5 >Chạy chương trình ,xem và xu ất kết quảbài toán

+ Chon bi ểu tượng để chạy ch ương trình+ Xem và xu ất kết qu ả như các ví d ụ trên




GVHD: H ồXuân Ba


III>. Ví dụ 3 : Tính toán c ọc xiên ch ịu uốn. 3.1 Yêu cầu tính toán : Móng c ọc b ệ cao g ồm có : 9 c ọc vuông (lo ại cọcđúc s ẵn) 14x14 inch m ỗi cọc dài 75 feet, c ọc được b ố trí theo 1 hàng ngangtrong b ệ với kho ảng cách gi ữa các c ọc b ằng 4 l ần kích th ước ngang c ọc,trong đó 4 c ọc xiên ra theo 2 ph ương được b ố trí nh ư hình v ẽ. Bệ cọc dài36feet, ch ịu 3 l ực ngang tác d ụng ( giá tr ị 30 kip) nh ư hình v ẽ, cọc đặt tronglớp đất cát v ới chiều dày 70 feet, góc n ội ma sát trong 35 Deg, tr ọng lượng

riêng 119 pcf.- Cao độ đỉ nh c ọc : 0 feet- Cao độmặt đất : - 30 feet- Cao độ đỉ nh c ọc : - 75 feet- Cao độ đáy lớp đất : - 100 feet




GVHD: H ồXuân Ba


3.2 Trình tự tính toán.3.2.1 Chọn kết loại kết cấu, đơn vị tính và tên công trình : New/SelectNew Problem Type

+ Ch ọn loại kết cấu c ọc xiên :Structure Type /Pile Bent

``

+ Ch ọn h ệ đơn v ị :

+ Công trình :

i. Nhập thông s ố cọc và b ệ : Model data/ Pile & Cap

+ Ch ọn loại cọc vuông đúc s ẵn 14x14 inch

+ Nh ập s ố cọc theo ph ương ngang x (9 c ọc) và ch ọn kho ảng cách




GVHD: H ồXuân Ba


giữa các c ọc (4d)

Mô hình c ọc 2D và 3D

+ Nh ập chi ều dài c ọc và s ố nút ph ần tử

3.2.3 Nhập thông s ố lớp đất : Model data/ Soil+ Nh ập lớp đất (đất cát/Cohesionless) và thông s ố lớp đât ( tr ọng

lượng riêng 119 pcf, góc n ội ma sát trong 35 Deg).




GVHD: H ồXuân Ba


+ Cao độ tính toán c ủa lớp đất :- Cao độmặt nước : - 100 feet- Cao độmặt đất : - 30 feet

- Cao độ đáy lớp đất : - 100 feet

ii. Hiệu ch ỉ nh c ọc xiên t ại cọc s ố 1,2,8,9 : trong đó cọc 1,8 và 2,9 xiênsang cùng 1 bên :

+ Bố trí cọc xiên 1 và 8 : kích đúp chu ột trái vào v ị trí cọc 1 và 8 xu ất hiệnform Pile Data .Nh ập vào Y Batter : -0.2

+ Bố trí cọc xiên 2 và 9 : kích đúp chu ột trái vào v ị trí cọc 2 và 9 xu ất hiệnform Pile Data .Nh ập vào Y Batter : 0.2




GVHD: H ồXuân Ba


+ Mô hình c ọc 2D :




GVHD: H ồXuân Ba


+ Mô hình c ọc 3D :

iii. Khai báo t ải tr ọng ngang tính toán : Model Data/ Load

Nhập tải tr ọng ngang t ại các nút 3, 5, 7.+ Gán t ải tr ọng ngang t ại nút 3. Kích đúp chu ột tại nút 3. r ồi add t ải

tr ọng () trên c ửa s ổLoad




GVHD: H ồXuân Ba


+ Tương t ự đối với nút 5 và 7 ta được mô hình 3D v ề tải tr ọng ngang tácdụng lên b ệ cọc.

b. Ch ạy ch ương trình.

c. Xem k ết qu ả (tương t ự ví dụ1,2)




GVHD: H ồXuân Ba





GVHD: H ồXuân Ba


IV.Ví dụ 4: Tổ hợp tải tr ọng AASHTOCho tr ụ cầu với kích th ước hình h ọc và các thông s ố lớp đất nh ư hình v ẽ. Đây là

ví dụ đặc tr ưng cho m ức nước thông thuy ền, bao g ồm c ả lực dọc và l ực ngang.

- Những lo ại tải tr ọng sau s ẽ được đề cập đến:T ĩ nh t ải (DC)T ĩ nh t ải (DW)Tải tr ọng động (LL1)Tải tr ọng va xô (IM1)Tải tr ọng hãm xe (BR1)Tải tr ọng động (LL2)Tải tr ọng va xô (IM2)Lực hãm xe (BR2)Tải tr ọng gió tác d ụng lên k ết cấu (WS) v ới các góc 0, 30 và 60 độ Tải tr ọng gió tác d ụng lên t ải tr ọng động (WL) v ới các góc 0, 30 và 60 độ Lực va thuy ền (CV) t ại nút th ứ 38 v ới giá tr ị 1000kips (l ực đẩy ngang)

- Các tr ạng thái gi ới hạn LRFD s ẽ được nh ập gồm : STRENGTH-I, STRENGTH-III, STRENGTH-V, EXTREME-II.

2> Trình tự tính toán

Đểbắt đầu, ch ọn Open trong menu File, ch ọn file đã save là Vidu2.in , xu ất hiệnnhư hình d ưới




GVHD: H ồXuân Ba


Ph ần lớn công vi ệc tính toán trong ví d ụ này liên quan đến việc nh ập các lo ại tảitr ọng AASHTO. Nhi ều loại tải tr ọng được đặt tại vị trí các g ối trên tr ụ. Ch ươngtrình FB-Pier đòi hỏi những v ị trí ch ất tải phải được xác định tr ước khi áp d ụngbất kì các lo ại tải tr ọng tính toán c ủa AASHTO.2.1 Xác định vị trí chất tải:Bấm vào tab Pier trong c ửa s ổ Model Data. Đánh d ấu vào “Use Bearing Loc”,sau đó b ấm vào nút “Bearing Locs” để nhập v ị trí ch ịu tải. Số liệu được nh ập vàonhư hình




GVHD: H ồXuân Ba


Vị trí ch ịu tải hiện ra trong c ửa s ổ 3D View nh ư trong hình d ưới đây

2.2 Chuyển sang t ải tr ọng AASHTO:a)Chuy ển sang t ải tr ọng AASHTO sau khi đã nh ập v ị trí ch ịu tải. Bấm vào tabAnalysis và đánh d ấu vào h ộp “AASHTO Combinations” để tạo tổ hợp tải tr ọngAASHTO nh ư trong hình

tại đây, s ẽ có h ộp tho ại như hình d ưới hiện ra để cân nh ấc ng ười dùng. B ấm Okđể tiếp tục.




GVHD: H ồXuân Ba


bấm vào tab Load. Khi đang ch ạy tải tr ọng AASHTO, m ỗi tr ường h ợp tải tr ọngđặc tr ưng cho m ỗi loại tải tr ọng thi ết kế khác nhau ( hi ện tại có 25 lo ại tải tr ọngtrong mã LRFD). Hi ện nay, ch ỉ có 1 tr ường h ợp tải tr ọng ( t ừ Vidu2) và nó không

thể kết h ợp với các lo ại tải tr ọng khác. Trong ví d ụ này, ch ỉ có t ải tr ọng T ĩ nh t ải(DC) thành ph ần c ủa Tr ụ cầu. Đểchuy ển đổi tr ường h ợp tải tr ọng hi ện có thànht ĩ nh t ải, bấm vào “Load Case 1” trong h ộp Load Case và ch ọn loại tải tr ọng “DC”,như hình

b) Thay đổi các t ải tr ọng cho ví d ụ: Đầu tiên, ta xoá t ất cả các nút t ải tr ọng. Sau đó b ấm vào Node 72 trong c ửa

sổ 3D View. Nút này s ẽ có mày đỏ (ám ch ỉ sẽ là v ị trí ch ịu tải) và nút ngoài cùngbên trái. B ấm nút “Add” để nhập giá tr ị tải tr ọng t ại nút này là 150kips cho t ảitr ọng theo ph ương Z.

Lặp lại quá trình t ương t ự cho các nút 76, 79 và 90. Sau đó b ấm vào nút“Add” để nhấp giá tr ị cho các nút, chú ý là giá tr ị tải tr ọng tr ước ( cho nút 72)giống nút 76. Ki ểm tra t ải tr ọng theo ph ương Z là 150kips cho 4 v ị trí ch ịu tải. Đồng th ời chú ý s ố thứ tự ch ịu tải xuất hiện trong Node Applied. V ị trí ch ịu tải làđã được đánh s ố từ trái qua ph ải (giả sử tr ục tr ục hoành là điểm bên ph ải). Khixong, tab Load nh ư hình d ưới.

Bấm vào các nút để nhập tất cả tải tr ọng AASHTO thi ết kế. Nút “Table” có th ể được s ử dụng để nhập 1 cách nhanh chóng các t ải tr ọng b ằng cách s ử dụng cácdữ liệu đầu vào d ạng c ột. Ph ần còn l ại của t ải tr ọng có th ể được nh ập vào b ằng

cách này. B ấm vào nút Table để xem B ảng T ải Tr ọng AASHTO (AASHTO LoadTable)




GVHD: H ồXuân Ba


Trong AASHTO Load Table, các nút t ải tr ọng được phân thành nhóm vàotr ường h ợp tải tr ọng thi ết kế. Những tr ường h ợp tải tr ọng này có d ạng cây th ư mục trong c ột đầu tiên c ủa b ảng.

Các c ột còn l ại trong b ảng t ải tr ọng ch ỉ các t ải tr ọng t ừng ph ần. C ột thứ 2 ch ỉ loại tải tr ọng thi ết kếAASHTO. C ột thứ 3 đến 8 ch ỉ giá tr ị cho 6 độ tự do.




GVHD: H ồXuân Ba


c)Nh ập giá tr ị tải tr ọng động:Bấm vào “Live Load” trong danh sách Load Types và b ấm nút “ Add Case”.

Tải tr ọng va xô(Impact Load) (MI) và T ải tr ọng hãm phanh (Vehicle Braking) (BR)sẽ tự động được nh ập vào b ảng t ải tr ọng.

←

Trong ch ương trình FB-Pier, m ỗi loại tải tr ọng động ph ải có tr ường h ợp Tải tr ọngva xô và Tr ường h ợp tải tr ọng hãm xe. N ếu ng ười dùng không mu ốn nh ập 2 lo ạitải tr ọng này thì cho các giá tr ị của nó v ề0.Khi hoàn t ất việc nh ập các t ải tr ọng, s ẽ như hình




GVHD: H ồXuân Ba


Bây gi ờ, nh ập tải tr ọng động 2 (Live Load 2). Khi hoàn thành s ẽ trông gi ống nh ư hình sau

d)Nh ập tải tr ọng Va thuy ền (CV)Thêm tr ường h ợp tải tr ọng Va thuy ền (Vessel Collision).Người dùng ph ải thay đổi ‘Node 1’ thành ‘Node 38’, và nh ập giá tr ị 1000kips theophương x nh ư hình




GVHD: H ồXuân Ba


e) Nh ập tải tr ọng gióGió tác d ụng lên k ếu c ấu ho ặc lên các t ải tr ọng động, ta có thê thêm vào b ằng

cách s ử dụng b ảng t ải tr ọng AASHTO (AASHTO Load Table). Trong ví d ụ này

người dùng s ẽ sử dụng Wind Load Generator để tự động t ạo các t ải tr ọng giócần thiết.

Tr ước khi r ời bảng t ải tr ọng AASHTO, c ần chú 1 s ố tuỳ chọn có giá tr ị để ch ỉ nh s ửa các tr ường h ợp tải tr ọng.Bấm OK đểSave nh ững thi ết lập trong AASHTO Load Table.

2.3 Thiết lập tham s ố sử dụng trong tính toán T ổ hợp tải tr ọng AASHTO.Tab AASHTO cho phép ng ười dùng ch ọn LFRD hay LFD c ũng nh ư bất kì

…………Thêm vào đó, Limit States được dùng để thêm vào.“Automated AASHTO Loads” cho phép ng ười dùng thêm vào các tr ường h ợp tảitr ọng phát sinh nh ư tr ọng lượng b ản thân(Include self weight), l ực đẫynổi(Include buoyancy), và t ải tr ọng gió(Wind Load Generator). Trong ph ần nàycho phép hi ển th ị tất cả các nút t ổ hợp “Total Number of Combinations” c ũng nh ư xem tr ước tổ hợp t ải tr ọng “Preview Load Combinatons” tr ước khi ch ạy ch ươngtrình.




GVHD: H ồXuân Ba


“Edit Load Factors” để ch ỉ nh s ửa các giá tr ị tải tr ọng, nh ư trong hình d ưới

Trong tab AASHTO, đánh d ấu vào h ộp STRENGTH-I, STRENGTH-III,STRENGTH-V, và EXTREME II để tự động t ạo ra các tr ường h ợp tải tr ọng cholực đẩy nổi, xem l ực đẩy nổi ảnh h ưởng đến nhóm c ọc. Sau khi đánh d ấu vào,tab AASHTO s ẽ trông gi ống nh ư hình

Tải tr ọng gió tác d ụng lên c ấu trúc và lên t ải tr ọng động được thiết lập trong“Wind Load Generator”. Ng ười dùng ph ải cung c ấp s ố liệu diện tích, l ực gió vàcánh tay đòn để tính toán t ải tr ọng gió. Các giá tr ị được cho nh ư hình




GVHD: H ồXuân Ba


Đểtạo tải tr ọng gió, b ấm vào nút ”Wind Load Generator”. Trong ví d ụnày có 3tr ường h ợp 1) 0 degrees

2) 30 degrees3) 60 degrees

thay đổi các giá tr ị như hình d ưới




GVHD: H ồXuân Ba


Bấm vào nút “Generate Wind Load Cases” để tạo 3 t ải tr ọng gió (theo các góc 0,30, 60 độ) tác d ụng lên c ấu trúc và t ải tr ọng gió tác d ụng lện tải tr ọng động. B ấm“yes” để thiết lập, r ồi bấm OK để lưu và ti ếp tục.

Ki ểm tra tr ườ ng h ợ p t ải tr ọng gió thêm vào và xem l ại số li ệu tr ướ c khi ti ến hànhvi ệc ch ạy ch ươ ng trình bằng cách b ấm vào tab Load. Xem hình d ưới,các t ảitr ọng được thiết lập trong ví d ụ. Người dùng có th ể thêm vào các nút t ải tr ọngcho các t ải tr ọng gió n ếu cần thiết. Bấm OK để đóng h ộp tho ại khi hoàn t ất

Tại đây ch ứa các tr ường h ợp tải tr ọng đã được thiết lập cho ví d ụ này. B ấmvào tab AASHTO để xem s ố của các t ổ hợp. Đểý r ằng Total Number of LoadCombinaton (t ổng s ố tải trong t ổ hợp) bây gi ờ là 13 sau khi đã thêm t ải tr ọng gió.Ta nên xem tr ước tất cả các t ổ hợp này tr ước khi đi vào vi ệc phân tích. B ấm vàonút “Preview Load Combinations” để xem, lúc đó c ửa s ổ sẽ hiện ra nh ư hìnhdưới. Bấm OK để chuy ển sang giai đoạn ch ạy ch ương trình.




GVHD: H ồXuân Ba


2.4 Ch ạy ch ương trình và xu ất kết qu ả.2.4.1 Ch ạy ch ương trình- Ch ọn trên thanh menu để chạy ch ương trình

2.4.2 Xem và xu ất kết qu ả Bấm vào nút để xem k ết qu ả.Tổ hợp tải tr ọng lớn nh ất cho m ỗi tr ường h ợp tr ạng thái gi ới hạn trong c ửa s ổ

Plot Display Control.Giả sử kết qu ả tr ạng thái gi ới hạn lớn nh ất cho tr ường h ợp EXTREME-II nh ư

hình d ưới đây

Sau khi l ựa ch ọn các y ếu tố kết qu ả để xem nh ư hình trên ta s ẽ có k ết qu ả như hình d ưới

Biểu đồ cho c ọc th ứ 3, giá tr ị tổ hợp lớn nh ất trong tr ạng thái gi ới hạnEXTREME-IIKhi xem các k ết qu ả tổ hợp tải tr ọng, các ph ương trình t ổ hợp tải tr ọng đangphân tích hi ện ra ở phía trên màn hình nh ư hình sau:

Người dùng có th ể bấm nút lên ho ặc xu ống trong h ộp tho ại trên để xem b ất kìkết qu ả - kết hợp c ủa các t ổ hợp tải tr ọng khác!




GVHD: H ồXuân Ba


phu luc vi du tinh toanfb-pier

Documents