Phần I: Dự án 6_1 – Bài toán với những liên kết đặc biệt

1. Yêu cầu chung
Thực hiện mô hình hóa kết cấu với các liên kết đặc biệt.
Xuất các kết quả.
2. Yêu cầu chi tiết
2.1. Số liệu
Sơ đồ kêt cấu như hình vẽ:

Vật liệu: Vật liệu cho các thanh (trừ thanh FF’) có các thông số tương ứng với thép theo tiêu chuẩn
ASTM _A416-250 (Normal).
Mặt cắt:
o Tất cả các thanh (trừ thanh FF’) có cùng tiết diện chữ nhật b×h = 0,5×0,5m.
Liên kết: Gối tại A và A’ nghiêng góc 30o so với phương thẳng đứng.
o Gối lò xo CD và C’D’ có kích thước 1m và độ cứng là 1,2.102 kN/m.
o Thanh FF’ có độ cứng bằng vô cùng..
Tải trọng:
o Trường hợp TH1: Tải trọng bản thân.
o Trường hợp TH2: Các tải trọng P = 50 kN, q = 1,5 kN/m.
o Trường hợp TH3: Tải trọng Q = 300 kN.
2.2. Yêu cầu
Xây dựng mô hình theo sơ đồ tính trên.
Xuất các kết quả: phản lực, biểu đồ mô-men, lực cắt và chuyển vị ứng với từng trường hợp tải và tổ hợp
tải trọng đã cho.

3. Kết quả của dự án
3.1. Mô hình kết cấu với những liên kết đặc biệt
3.2. Phản lực
3.3. Biểu đồ nội lực
4. Trình tự thực hiện dự án
4.1. Thiết lập ban đầu
(Video file: Day 6_1_1. Mo hinh mat cat, vat lieu, phan tu.avi)


Tạo dự án mới: File New Project…
Thiết lập đơn vị cho dự án: Tools Unit System
Thiết lập kiểu kết cấu tính toán: Model Structure Type, sau đó chọn XZ Plane.
Thiết lập hệ tọa độ người dùng (UCS): Model User Coordinate System XZ Plane, chọn
mặt phẳng XZ (mặt phẳng xy của UCS trùng với mặt phẳng XZ của hệ tọa độ tổng thể GCS).
4.2. Khai báo vật liệu
(Video file: Day 6_1_1. Mo hinh mat cat, vat lieu, phan tu.avi)

4.3. Khai báo mặt cắt

(Video file: Day 6_1_1. Mo hinh mat cat, vat lieu, phan tu.avi)

4.4. Xây dựng mô hình phần tử và gán các kiểu phần tử tương ứng
(Video file: Day 6_1_1. Mo hinh mat cat, vat lieu, phan tu.avi)


Tạo lưới dạng điểm để vẽ phần tử.
Vẽ phần tử trực tiếp trên lưới: chỉ vẽ các phần tử thông thường, không vẽ phần tử có độ cứng vô cùng.
4.5. Khai báo các liên kết
Khai báo các liên kết gối.
(Video file:
Day 6_1_2. Mo hinh cac goi.avi)

Các liên kết gối xiên khai báo như gối di động.
(Video file:
Day 6_1_2. Mo hinh cac goi.avi)

Thực hiện xoay hệ tọa độ nút (NCS) tại các gối xiên
Model Boundaries Node Local Axis, sau đó thực hiện nhập góc quay quanh trục y với giá
trị tương ứng (
30o cho gối trái và -30o cho gối phải).
Khai báo các liên kết đàn hồi có kích thước
(Video file:
Day 6_1_3. Mo hinh cac lien ket khac.avi)

Model Boundaries Elastic Link, chọn kiểu General Type và nhập các độ cứng tương ứng.

Sau đó kích chọn 2 nút của phần tử liên kết
Mô hình hóa phần tử có độ cứng vô cùng
(Video file:
Day 6_1_3. Mo hinh cac lien ket khac.avi)
Sử dụng
Elastic Link, chọn kiểu cứng vô cùng (Rigid Type). Sau đó kích chọn 2 nút của phần tử
liên kết.

4.6. Nhập các dữ liệu về tải trọng
(Video file: Day 6_1_4. Mo hinh cac tai trong.avi)


Khai báo các trường hợp tải trọng
Tạo tổ hợp tải trọng
Results Combinations…
Khai báo tải trọng chi tiết
o Tải trọng bản thân.
o Tải trọng phân bố q: sử dụng tải trọng cho phần tử dầm (Element Beam Load) với kiểu tải
trọng phân bố đều (
Uniform Load).
o Tải trọng tập trung P: sử dụng tải trọng cho phần tử dầm (Element Beam Load) với kiểu tải
trọng tập trung (
Concentrated Force).
o Tải trọng tập trung Q: sử dụng tải trọng nút (Nodal Load).
4.7. Chạy chương trình phân tích
(Video file: Day 6_1_5. Phan tich va ket qua.avi)


4.8. Xuất các kết quả cần thiết
(Video file: Day 6_1_5. Phan tich va ket qua.avi)

Biểu đồ nội lực
Phản lực gối: quan sát các phản lực tại các gối xiên.
Chuyển vị của kết cấu.

Phần II: Dự án 6_2 – Khung tròn trên các gối đàn hồi
1. Yêu cầu chung
Thực hiện mô hình hóa kết cấu với các liên kết đặc biệt.
Nhập các dữ liệu về đường ảnh hưởng cho kết cấu dàn.
Xuất các kết quả.
2. Yêu cầu chi tiết
2.1. Số liệu
Sơ đồ kết cấu như hình vẽ:

Vật liệu chế tạo khung với các thông số sau:
E = 2,51.107 (kN/m2); µ = 0,2; α = 9.10-6 (1/oC); = 23,56 (kN/m3)..
Mặt cắt:
MC1: mặt cắt khung tròn có dạng chữ nhật với kích thước B
x H = 10 cm x 10 cm
Liên kết: khung tròn được kê lên hai gối cứng ngang và các gối đàn hồi như hình vẽ với độ cứng của
các gối đàn hồi là k = 2700 kN/m. Những thành phần chuyển vị cần khống chế có thể lấy với độ cứng
bằng 10
15 kN/m.
Tải trọng:
o Trường hợp tải trọng SW: tải trọng bản thân của kết cấu.
o Trường hợp tải trọng EV: áp lực phân bố thẳng đứng dạng hình thang với qV1 = 1080 kN/m và
q
V2 = 1980 kN/m.
o Trường hợp tải trọng EH: áp lực phân bố nằm ngang dạng hình thang với qH1 = 360 kN/m và
q
H2 = 810 kN/m.
o Tổ hợp tải trọng CB = SW + EV + EH.
2.2. Yêu cầu
Xây dựng mô hình theo sơ đồ tính trên.
Xuất các kết quả: phản lực, biểu đồ mô-men, lực cắt và chuyển vị ứng với từng trường hợp tải và tổ hợp
tải trọng đã cho.

3. Kết quả của dự án
3.1. Mô hình kết cấu
3.2. Phản lực
3.3. Biểu đồ nội lực
4. Trình tự thực hiện dự án
4.1. Thiết lập ban đầu
(Video file: Day 6_2_1. Mo hinh mat cat, vat lieu.avi)


Tạo dự án mới: File New Project…
Thiết lập đơn vị cho dự án: Tools Unit System
Thiết lập kiểu kết cấu tính toán: Model Structure Type, sau đó chọn XZ Plane.
Thiết lập hệ tọa độ người dùng (UCS): Model User Coordinate System XZ Plane, chọn
mặt phẳng XZ (mặt phẳng xy của UCS trùng với mặt phẳng XZ của hệ tọa độ tổng thể GCS).
4.2. Khai báo vật liệu
(Video file: Day 6_2_1. Mo hinh mat cat, vat lieu.avi)


4.3. Khai báo mặt cắt
(Video file: Day 6_2_1. Mo hinh mat cat, vat lieu.avi)


4.4. Xây dựng mô hình phần tử và gán các kiểu phần tử tương ứng
(Video file: Day 6_2_2. Mo hinh phan tu va lien ket.avi)


Tạo lưới dạng điểm để vẽ phần tử: kích thước mắt lưới dx,dy = 0.5,0.5 (m).
Vẽ khung tròn bằng lệnh vẽ phẩn tử trên đường cong (Create Line Element on Curve), chia khung
thành 18 phần tử tương ứng với sơ đồ đã cho.
4.5. Khai báo các liên kết
(Video file: Day 6_2_2. Mo hinh phan tu va lien ket.avi)


Khai báo các liên kết gối đàn hồi.
Model Boundaries Point Spring Supports…
Bổ sung các liên kết cứng vào các nút ở cạnh phải và trái (chú ý tùy chọn Add).
4.6. Nhập các dữ liệu về tải trọng
(Video file: Day 6_2_3. Nhap du lieu tai trong.avi)


Khai báo các trường hợp tải trọng
Tạo tổ hợp tải trọng
Results Combinations…

Khai báo tải trọng chi tiết
o Tải trọng bản thân.
o Các tải trọng áp lực đất thẳng đứng vào ngang: sử dụng tải trọng theo đường trên phần tử (Line
Beam Load
).
Mục
Element Selection: chọn Selected Element.
Nhập các giá trị tải trọng tương ứng.
Chọn 2 nút thuộc đường tải trọng.
4.7. Chạy chương trình phân tích
(Video file: Day 6_2_4. Phan tich va ket qua.avi)


4.8. Xuất các kết quả cần thiết
(Video file: Day 6_2_4. Phan tich va ket qua.avi)


Biểu đồ nội lực.
Phản lực gối và chuyển vị của kết cấu theo các phương.