1
CHNG 8 MÔ HÌNH HOÁ VÀ PHÂN TÍCH
CU BÊ TÔNG D NG LC ÚC
HNG
8.1 C IM CA QUÁ TRÌNH THI CÔNG ÚC HNG
Theo các phng pháp thi công đin hình, các đt dm đc đ bê tông đi xng t tr sang
hai bên. Ph thuc vào kh nng ca xe đúc, mi đt đúc có chiu dài khong 3 đn 5 m. Tr
đt đúc trên tr (khi K0) và đon đúc trên đà giáo, các đt dm đã đúc trc s làm gi ta
cho đà giáo và ván khuôn đ đúc đt dm tip theo.
Các bc chính trong quá trình thi công cu bê tông đ
úc hng bao gm:
• Bc 1: Xây dng kt cu phn di và m, tr.
• Bc 2: úc bê tông khi K0. i vi các kt cu cu dm (có gi), cn ni tm khi
này vào tr thông qua cáp hoc thanh thép d ng lc đ đm bo đ n đnh khi thi
công. Sau khi hp long, các gi tm và thanh d ng lc đc tháo ra và gi cu bt
đu ch
u lc. i vi các kt cu cu khung, các khi K0 cng cn đc ni cng vi
tr bng các thanh thép d ng lc, tuy nhiên, các thanh thép này không đc tháo ra
khi cu hoàn thành.
• Bc 3: úc đi xng qua tr các khi dm đn v trí hp long.
• Bc 4:  bê tông khi hp long.
• Bc 5: Thc hin hoàn thin công trình
Các bc chính khi thi công khi K0 bao gm:
• Lp đt đà giáo, th ti, lp đt gi tm (nu là cu dm),
• t ct thép thng, ng gen, đ bê tông đt K0,
• Cng các thanh d ng lc neo đt K0 và đnh và thân tr (nu là cu dm),
• Chun b xe đúc cho khi K1.
Thông thng, tr khi K0 đc thi công trên tr và phn đ bê tông trên đà giáo c đnh,
trình t thi công mt đt dm bao gm các bc sau:
• Chuyn xe đúc đn v trí,

8.3.1 Gii thiu chung
Ví d này đc xây dng có tham kho ví d “FCM General” ca MIDAS. Kt cu cu đúc
hng gm 3 nhp vi s đ b trí nhp là 85 + 130 + 85 m vi phn đúc trên đà giáo mi bên
là 19 m. Hình 8-1 th hin b trí chung ca cu. Hình 8-2 minh ho cách chia các đt dm
trong quá trình thi công. Các đt đc phân chia hoàn toàn đi xng qua mi tr cng nh
qua tim cu.

3

Hình 8-1 B trí chung cu
Hình 8-3 th hin cu to c bn ca mt ct dm  gia nhp và  trên tr. Dc theo chiu
dài cu, chiu cao mt ct thay đi theo quy lut parabol bc hai, trong khi đó, b rng mt ct
cu đc gi không đi.

Hình 8-2 S đ phân chia đt đúc

4

Hình 8-3 Cu to mt ct dm
8.3.2 Xác đnh các thông s ban đu ca mô hình
8.3.2.1.1 H thng đn v
Các thông s v đn v đc s dng trong mô hình bao gm (Hình 8-4):
• Length (Chiu dài): đc chn là m,
• Force (Lc): đc chn là kN,
• Heat (Nhit): đc chn là J. Tuy nhiên, ví d này không xem xét nh hng ca nhit
nên thông s này không có nh hng đn quá trình cng nh kt qu tính toán.

Hình 8-4 H thng đn v đc s dng trong mô hình
8.3.2.1.2 H to đ ngi dùng
H to đ ngi dùng đc la chn là mt phng X-Z (Hình 8-5) đ phù hp vi thói quen


6

Hình 8-6 Khai báo vt liu
8.3.4 Khai báo các thuc tính co ngót & t bin và bin thiên cng
đ ca vt liu
Do quá trình thi công đc thc hin trong thi gian khá lâu nên cn phi xét đn s nh
hng ca các yu t nh co ngót, t bin cng nh s thay đi cng đ ca bê tông. Mô
hình tính toán t bin và s thay đi cng đ theo thi gian ca bê tông đc s dng trong
ví d này là mô hình ca Tiêu chun CEB-FIP. Vic khai báo các thuc tính co ngót, t bin
và bin thiên cng đ cho bê tông dm C5000 đc th hi
n trên các Hình 8-7 và Hình 8-8.
Các giá tr cn nhp  đây là:
• Name (Tên) = C5000;
• Code (Tiêu chun) = CEB-FIP;
• Compressive strength of concrete at the age of 28 days (Cng đ bê tông  tui 28 ngày)
= 35000 kN/m
2
;
• Relative Humidity of ambient environment ( m tng đi ca môi trng) = 70 %
• Notational size of member (Kích thc danh đnh – s do chng trình t đng tính li) =
1;
• Type of cement (Kiu xi mng đc s dng trong bê tông) = “Normal or rapid hardening
cement (N, R)” – xi mng thng hoc xi mng đông cng nhanh;
• Age of concrete at which shrinkage begins to take place (tui bê tông ti thi đim xy ra
co ngót) = 3 ngày.

7
Các giá tr tng ng cng đc nhp cho bê tông C4000.
Các thuc tính thay đi theo thi gian ca vt liu đã đc khai báo, sau đó, đc gán cho

8.3.6.2.

Hình 8-10 Mt ct đnh tr
- khi K0 (Support)
Hình 8-11 Mt ct  gia
nhp (Span)
Hình 8-12 Mt ct thay đi
cho các phn t trung gian
8.3.5.2 Mt ct tr
Theo thit k, tr có cu to hai thân hình ch nht, kích thc mi thân là
8,1 1,8bh m m×= ×
. Khong cách tim gia hai thân tr này là 4,2 m. Cách khai báo mt ct
tr đc th hin trên Hình 8-13

9

Hình 8-13 Khai báo mt ct tr
8.3.6 Xây dng mô hình kt cu
8.3.6.1 Mô hình hoá dm
 đn gin, đ dc dc ca kt cu s đc b qua khi xây dng mô hình kt cu. Do kt
cu đi xng nên cách mô hình hoá kt cu là to 1/2 cu và ly đi xng qua tim nhp đ
đc toàn b cu. Các phn t dm có th đc to ra mt cách đn gin bng cách s dng
lnh Extrude Elements. Các bc chính trong quá trình thc hin nh
 sau
• To mt nút có to đ bt k, ví d có to đ (0, 0, 0), sau đó, s dng lnh Extrude
Elements (menu Model>Element>Extrude…) vi kiu Extrude Type là “Node->Line
Element” vi khong cách theo phng x tng ng vi cách chia đt dm là 2@1,
, 2@1, , 4, , , , 4, , 1. Quá trình này s sinh
ra mt 1/2 chiu dài dm cu bao gm 1 nhp đúc trên đà giáo, các phn đúc hng cng
nh các đt hp long. Mt ct c

Model>Properties>Tapered Section Group… Khi này, giao din Tapered Section
Group xut hin. t tên nhóm (Group Name) là “Gr1”;
• Chn các phn t dm ng vi cánh trái ca tng nhp;
• Chn quy lut bin thiên theo phng trc z là Polynomial b
c 2 (parabol bc 2).
•  to ra đng cong lõm, mt đi xng (Symetric Plane) đc ly là t đu i.
• Khong cách (distance) đn mt đi xng là 0 m.
• Quy lut bin thiên theo phng trc y đc đ mc đnh là tuyn tính (Linear).
• Bm nút lnh Add đ to ra nhóm có mt ct thay đi. Khi này, mt ct dm s đc
MIDAS/Civil tính toán ni suy thay đi theo quy lu
t đã đnh (Hình 8-17).
• To mt nhóm tng t (có tên Gr2) cho các phn t nm  các cánh T bên phi (Hình
8-17) nhng mt đi xng (Symetric Plane) đc ly là t đu j.

Hình 8-17 To nhóm mt ct thay đi
•  gim bt khi lng tính toán, sau khi đã gán xong mt ct thay đi cho các phn t,
nên s dng tính nng Convert to Tapered Section (chuyn các nhóm thành các mt ct
thay đi) có trong giao din Tapered Section Group. Khi này, các mt ct cho tng phn
t trung gian s đc chng trình toán. Các nhóm mt ct thay đi s đc xoá. Nu
không thc hin vic chuyn đi này, chng trình s phi thng xuyên tính toán li mt
ct cho tng phn t và s tn nhiu thi gian. Ngoài ra, các mt ct đc chng trình
ni suy này s có ích khi tính toán trng lng bê tông t khi gán ti trng thi công.

12
8.3.6.3 Mô hình hoá tr
Quá trình mô hình hoá tr đc thc hin qua các bc sau (Hình 8-18):
• Do đim tham chiu ca dm nm  mt trên dm nên gia các nút tng ng ca dm và
tr có mt khong cách bng chiu cao dm. Vì vy, các đim đu thân tr s đc to ra
bng lnh Translate Nodes (menu Model>Nodes>Translate…)(Copy Mode) các nút
giao tng ng ca dm (các nút 23, 27, 65, 69) vi khong cách gia chúng theo phng

lc và trng lng xe đúc cùng ván khuôn. Sau 7 ngày, tc là  đ tui 12 ngày, b phn này
chu thêm trng lng bê tông t ca phn kt cu mi đc đ bê tông.
8.3.7.2 Cách mô hình hoá các giai đon thi công
Nh trên đã nêu, vic xây dng các b phn kt cu  tr phi đc tin hành mun hn các
b phn  tr trái là 60 ngày. Tuy nhiên, do quá trình thi công  các b phn là hoàn toàn
ging nhau nên có th s dng cùng mt mô hình đ mô t quá trình thi công cho c hai na
cu. Mt cách logic, có th quan nim là các b phn cu  na trái và na phi đc xây
dng đng thi nhng tui ca các b phn  na trái ln hn tui ca các b phn  na phi
là 60 ngày. Quan nim này s làm đn gin hoá quá trình xây dng mô hình cng nh thi
gian phân tích kt cu. Vic dùng m
t s đ thi công chung cho c hai na cu s làm cho s
giai đon thi công trong mô hình ch bng khong mt na so vi s giai đon thi công thc
t. S khác nhau v tui ca các b phn kt cu  hai na cu s có nh hng đn các đc
trng vt liu. Tính cht này s đc xét đn bng cách s dng ti trng “th
i gian” ca
MIDAS/Civil.
Lu ý là, đây ch là mt cách xây dng mô hình. Vic xây dng mt mô hình phn ánh đúng
trình t thi công thc t là hoàn toàn đn gin. Nhc đim duy nht ca mô hình đó là, mô
hình có s lng giai đon thi công ln hn và do đó, cn thi gian phân tích ln hn.
Phù hp vi quan nim này, có th thc hin mô hình hoá quá trình thi công nh sau:
• Xây dng mô hình phn ánh quá trình thi công các b phn kt cu trên tr P1 và P2 t
khi K0 đn khi K12 mt cách đng thi. Mi giai đon cn 12 ngày.
• Mô hình hoá quá trình thi công khi hp long nhp biên trái và nhp biên phi.
• Tác dng ti trng thi gian bng 60 ngày lên các b phn ca na bên trái cu ngay trc
khi hp long nhp gia
• Mô hình hoá quá trình thi công khi hp long nhp gia.
Các giai đon thi công chính đc th hin trong Bng 8-1. Mô hình các giai đon thi công
đc th
hin trên Hình 8-21.



17
8.3.7.3 Thit lp các nhóm kt cu
Các nhóm kt cu có th đc đnh ngha đ phc v cho nhiu mc đích khác nhau. Chúng
ch đn gin là s nhóm mt cách logic các b phn kt cu và có th có hoc không mang
các ý ngha vt lý.  phc v cho vic mô hình hoá quá trình thi công, các nhóm kt cu s
đc đnh ngha phù hp vi cu trúc ca các giai đon thi công đã đc xác đnh  trên.
Các nhóm kt cu cn đc thit lp bao gm (Error! Reference source not found.):
Bng 8-3 Các nhóm kt cu
Nhóm Ý ngha
Pier1 và Pier2 Các phn t tr P1 và P2
PierTable1 và PierTable2 Các phn t thuc khi K0 trên các tr P1 và P2
P1Seg1 đn P1Seg12 và P2Seg1 đn P2Seg12 Các khi đúc trên các cánh T thuc các tr P1 và P2
KeySeg1 đn KeySeg3 Các khi hp long trái, gia và phi
FSM1 và FSM2 Các khi đúc trên đà giáo c đnh  nhp biên trái và phi
Vic to các nhóm kt cu trên mô hình ca MIDAS/Civil cng nh cách gán các phn t ca
mô hình cho các nhóm đã đc gii thiu chi tit trong mc 5.3.6 ca Tp 1. Hình 8-22 minh
ho các nhóm kt cu cng nh cách gán các phn t cho chúng.

Hình 8-22 Nhóm kt cu và cách gán phn t chúng
8.3.7.4 Thit lp các nhóm điu kin biên
Nhóm điu kin biên đc thit lp đ mô t s thay đi điu kin biên trong quá trình thi
công kt cu. Nói chung, mô hình kt cu cu đc thi công theo phng pháp đúc hng có ít
s thay đi điu kin biên.
Trong mô hình ca ví d này, mt s thay đi điu kin biên cn đc xem xét là:
• Liên kt các chân tr vi b móng. Liên kt này là ngàm c đnh và đc to ra ngay khi
xây dng tr. Trong thc t, chân tr có th có nhng chuyn v nht đnh ph thuc vào

18
đ cng ca móng. Do đó, trong trng hp cn đ chính xác cao, chân tr cn đc mô

1. Các liên kt này đc tóm tt trong Error! Reference source not found Hình 8-23 minh
ho cách mô hình hoá liên kt cng gia tr
vi dm và Hình 8-24 th hin v trí các liên kt
trong mô hình kt cu.
Bng 8-5 Các điu kin biên
Liên kt Dng liên kt Nút Nhóm điu kin biên
Ngàm cng chân tr Supports (D-ALL=0, R-
ALL=0)
Các nút chân tr BC_Pier
Liên kt cng tr-dm Elastic Link (Rigid Type) Các nút đu tr vi các
nút tng ng  dm
BC_Pier
Gi di đng nhp biên trái Supports (Dy=0, Dz=0, Nút đu trái ca nhp biên BC_FSMLeft

19
Rx=0, Rz=0) trái
Gi di đng nhp biên phi Supports (Dy=0, Dz=0,
Rx=0, Rz=0)
Nút đu trái ca nhp biên
phi
BC_FSMRight

Hình 8-23 Mô hình hoá liên kt tr vi dm

Hình 8-24 V trí các liên kt trên mô hình
8.3.7.6 nh ngha các ti trng thi công
Có rt nhiu loi ti trng tham gia vào quá trình thi công công trình, tuy nhiên, trong khuôn
kh ca ví d này, ch mt s ti trng c bn sau s đc xem xét (Error! Reference source
not found.):
Bng 8-6 Các loi ti trng trong quá trình thi công

PS-P1Seg1 đn PS-P1Seg12 và PS-
P2Seg1 đn PS-P2Seg12
Ti trng d ng lc cho các khi đúc trên các cánh T  tr P1 và P2
PSKey1 đn PSKey3 Ti trng d ng lc cho các khi hp long
FT-PierTable1 và FT-PierTable2 Trng lng xe đúc và ván khuôn  các khi K0  tr P1 và P2
FT-P1Seg1 đn FT-P1Seg12 và FT-
P2Seg1 đn FT-P2Seg12
Trng lng xe đúc và ván khuôn cho các khi đúc trên các cánh T  tr
P1 và P2
FT-Key1 đn FT-Key3 Trng lng xe đúc và ván khuôn cho các khi hp long
WC-P1Seg1 đn WC-P1Seg12 và
WC-P2Seg1 đn WC-P2Seg12
Trng lng xe đúc và ván khuôn cho các khi đúc trên các cánh T  tr
P1 và P2
WC-Key1 đn WC-Key3 Trng lng xe đúc và ván khuôn cho các khi hp long
TimeLoad Ti trng thi gian, mô t nh hng ca s khác bit v tui ca các cu
kin
2nd Tnh ti giai đon 2

21
8.3.7.8 Thit lp mô hình các giai đon thi công
Cách khai báo các giai đon thi công đã đc trình bày trong mc 5.3.7 ca Tp 1. Do có khá
nhiu giai đon thi công cn đc đnh ngha nên cách nhanh nht là s dng lnh Generate
đ khi to mt lot 17 giai đon thi công và sau đó, chnh sa dn thông s cho tng giai
đon (Hình 8-26).

Hình 8-26 nh ngha mt lot 17 giai đon thi công
8.3.7.9 Xây dng cu trúc d liu cho tng giai đon thi công
Cu trúc d liu ca tng giai đon thi công phn ánh các thành phn kt cu, điu kin biên
cng nh ti trng tham gia.

• Giai
đon thi công CS15:
• Kích hot nhóm kt cu ng vi phn thi công trên đà giáo c đnh và khi hp long
ca nhp biên phi.
• Ngày đu tiên: B kích hot nhóm ti trng ng vi trng lng xe đúc và bê tông t
ca khi hp long nhp phi; kích hot d ng lc cho khi hp long nhp phi.
• Ngày th 20: Kích hot nhóm ti trng cho tr
ng lng bê tông t cho khi hp long
nhp gia.
• Giai đon thi công CS16:
• Kích hot nhóm kt cu ng vi khi hp long nhp gia.
• Ngày đu tiên: B kích hot nhóm ti trng ng vi trng lng xe đúc và bê tông t
ca khi hp long nhp gia; kích hot d ng lc cho khi hp long nhp gia.
• Giai đon thi công CS17:
• Ngày đu tiên: Kích hot nhóm ti trng ng vi tnh ti phn hai.
Chi tit v cu trúc d liu ca các giai đon thi công đc th hin trong Bng 8-8. Vic khai
báo các d liu này cho tng giai đon thi công có th đc thc hin trong giao din đ ho
Compose Construction Stage nh đã đc trình bày trong mc 5.3.7.2 ca Tp 1 hoc thông
qua ca lnh MCT (Hình 8-27).

23

Hình 8-27 Khai báo cu trúc giai đon thi công thông qua ca lnh MCT
Ca s lnh MCT đc gi t menu Tool>MCT Command Shell… lnh đ “biên son”
hoc chnh sa cu trúc các giai đon thi công là *STAGE. Mi giai đon thi công đc mô
t bi các tham s sau:
• NAME: tên ca giai đon thi công, ví d CS2
• STEP: các bc thi công theo thi gian, ví d 5, 7
• AELEM: Nhóm kt cu đc kích hot cùng tui ca chúng, ví d P1Seg1, 5
• DELEM: Nhóm kt cu đc b kích ho

Pier2
100

Self
PS-PierTable1,
PS-PierTable2,
FT-PierTable1,
FT-PierTable2
FIRST
1 CS1 12 7
PierTable1
PierTable2
15
BC_Pier Original
WC-P1Seg1,
WC-P2Seg1,
7

PS-P1SegI-1,
PS-P2SegI-1,
FT-P1SegI-1,
FT-P2SegI-1
FIRST
I (2=1-12) CSI 12 7 P1SegI-1 5
WC-P1SegI,
WC-P2SegI
7
WC-P1Seg1,
WC-P2Seg1,
FT-PierTable1,

FIRST
PS-KeySeg3, FIRST
KeySeg1 15
15 CS15 30 20
FSM2 60
BC_FSMRight Deformed
WC-KeySeg2 20
WC-KeySeg3,
FT-KeySeg3

FIRST
16 CS16 0

KeySeg2 10 PS-KeySeg2 FIRST
FT-KeySeg2,
WC-KeySeg2
FIRST
17 CS17 10000 2nd FIRST