slide bảo trì công trình mô phỏng dầm btct bằng phương pháp thủ công mô phỏng dầm btct bằng phương pháp nhập code

Hệ thống tính toán Swanson tại Mỹ là một gói phần mềm dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn để phân tích các bài toán vật lý , cơ học chuyển các phương trình vi phân, phương trình đạo hàm

Nhóm: 1

BẢO TRÌ CÔNG TRÌNH

Huỳnh Thanh Sang - MSSV: 21149184 Nguyễn Hoàng Thuyết - MSSV: 21149206 Bùi Nguyễn Hoàng - MSSV: 21149119

THÀNH VIÊN

Giới thiệu phần mềm Ansys

NỘI DUNG

Mô phỏng dầm BTCT bằng phương pháp thủ công

Mô phỏng dầm BTCT bằng phương pháp nhập code

GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ANSYS

Phần mềm ANSYS là gì ?

ANSYS được lập ra từ những năm 1970, do nhóm nghiên cứu của Dr.John Swanson Hệ thống tính toán Swanson tại Mỹ là một gói phần mềm dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn để phân tích các bài toán vật lý , cơ học chuyển các phương trình vi phân, phương trình đạo hàm riêng từ dạng giải tích về dạng số với việc sử dụng phương pháp rời rạc hóa và gần đúng để giải và mô phỏng ứng xử của một hệ vật lý khi chịu tác động của các loại tải trọng khác nhau.

Những tính năng nổi bật của ANSYS:

+ Khả năng đồ họa mạnh mẽ giúp cho việc mô hình cấu trúc rất nhanh và chính xác cũng như truyền dẫn những mô hình CAD.

+ Thư viện phần tử lớn có thể thêm phần tử , loại bỏ hoặc thay đổi độ cứng phần tử trong mô hình tính toán.

+ Đa dạng về tải trọng : tập trung , phân bố , nhiệt.

+ Phần xử lý kết quả cao cấp cho phép vẽ các đồ thị , tính toán tối ưu.

+ Có khả năng nghiên cứu những đáp ứng vật lý như : trường ứng suất , trường nhiệt độ , ảnh hưởng của điện từ.

+ Giảm chi phí sản xuất vì có thể tính toán thử nghiệm.

+ Tạo những mẫu kiểm tra cho môi trường có điều kiện làm việc khó khăn+ Hệ thống MENU có tính trực giác giúp người dùng có thể định hướng sử dụng trong suốt quá trình ANSYS.

Cấu trúc cơ bản của phần mềm ANSYS:

Cấu trúc cơ bản một bài tính trong ANSYS gồm 3 phần chính: tạo mô hình tính (preprocessor), tính toán (solution) và xử lý kết quả (postprocessor).

Tạo mô hình tínhTính toánXử lý kết quả

Cấu trúc cơ bản của một bài toán trong ANSYS

Ứng dụng và công năng của ANSYS:

Trong cơ khí, ANSYS có thể liên kết với các phần mềm thiết kế mô hình hình học 2D và 3D để phân tích trường ứng suất biến dạng, nhiệt, tốc độ dòng chảy, có thể xác định được độ mòn, mỏi và phá hủy của chi tiết.

Trong hàng không, tàu thủy; ANSYS có khả năng tính toán được dòng chảy tác động lên vật thể từ đó chúng ta có thể dễ dàng thiết kế hình dáng cho tối ưu nhất và còn rất nhiều ứng dụng khác.

Trong lĩnh vực dầu khí, ANSYS hỗ trợ đắc lực cho chúng ta trong việc thiết kế chế tạo kết cấu giàn khoan, tính toán áp suất tác động vào thành ống dầu khí, độ xâm thực của nước biển đối với vật liệu giàn khoan.

MÔ PHỎNG DẦM BTCT BẰNG

PHƯƠNG PHÁP THỦ CÔNG

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS Chọn kiểu bài toán

- Command: Main Menu -> Preferences.

- Cửa sổ “Preferences for GUI Filtering” xuất hiện - Chọn Structural, bấm OK.

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS

Lựa chọn phần tử cho mô hình ( Element types )

- Lựa chọn 3 phần tử : Solid 65 (cho bê tông), Link 180 (cho cốt

thép) và Solid 185 (cho phần tử tấm đệm thép tại vị trí đặt tải và tải gối tựa).

- Preprocessor -> Element type -> Add/Edit/Delete -> Add

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS

Nhập các thông số hình học ( Real Constants )

- Khai báo diện tích mặt cắt ngang của thép chịu moment dương, thép chủ chịu moment âm và thép đai

- Preprocessor -> Real Constants -> Add/Edit/Delete -> Add - Với thép đường kính 12mm -> 113 (mm2)

- Với thép đường kính 10mm -> 78.5 (mm2) - Với thép đường kính 4mm -> 12.56 (mm2)

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS

Khai báo vật liệu cho phần tử (Material properties )

- Có 3 loại vật liệu ta cần khai báo : một là bêtông, hai là cốt thép, ba là tấm đệm thép

- Preprocessor -> Material Props -> Material Models

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS

- Bêtông

· Structural -> Linear -> Elastics -> Isotropic :

+ EX ( mô đun đàn hồi ) + PRXY ( hệ số poisson’s )

· Structural -> Nonlinear -> Inelastic -> Non-linear Metal Plasticity -> Concrete

Structural ->Nonlinear -> Inelastic -> Rate Independent -> Isotropic Hardening Plasticity -> Mises Plasticity ->

Multilinear : mục này cần dựa trên biều đồ quan hệ ứng suất biến dạng khi thí nghiệm mẫu hoặc các mô hình quan hệ ứng suất-biến dạng của bê tông

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS

- Cốt thép:

· Structural -> Linear -> Elastics -> Isotropic :

+ EX ( mô đun đàn hồi ) + PRXY ( hệ số poisson’s )

· Structural -> Nonlinear -> Inelastic -> Rate Independent -> Isotropic Hardening Plasticity -> Mises Plasticity -> Bilinear

+ Yield Stress ( giới hạn chảy ) : 290 (lấy theo kết quá thí nghiệm)

- Khai báo được tiến hành tương cho cốt thép đai

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS

Xây dựng mô hình hình học (Modelling)

- Trước khi nhập mô hình cần xác định 3 chú ý sau: · Mô hình có bao nhiêu chi tiết

· Tính đối xứng của mô hình

· Mô hình chứa ứng suất kì dị hay không

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS Xây dựng mô hình hình học (Modelling)

- Mô hình hình học được xác định bởi các thể tích, diện tích, đường , điểm Có 2 cách tiếp cận tạo nên hình khối:

+ Top - down : bắt đầu với việc định nghĩa thể tích (hoặc diện tích) sau đó chúng được kết hợp thành hình dạng cuối cùng

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS Xây dựng mô hình hình học (Modelling)

+ Bottom – up: bắt đầu từ các điểm sau đó dựng lên các đường , các mặt,…

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS Xây dựng mô hình hình học (Modelling)

- Preprocessor -> Modelling -> Create -> Volumes-> Block -> By Dimensions

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS

Định kích thước và chia lưới phần tử ( Meshing )

- Preprocessor -> Meshing -> Mesh Tool -> Set ( Global) -> Nhập các thông số phù hợp với từng loại vật liệu.

Hình ảnh phần tử bê tông

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS

Định kích thước và chia lưới phần tử ( Meshing )

Hình ảnh phần tử cốt thép

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS Điều kiện biên

-Lý tưởng hóa các gối tựa thí nghiệm bằng các liên kết

-Ta xét điều kiện biên về chuyển vị và điều kiện biên về lực

Điều kiện biên về chuyển vị

Điều kiện chuyển vị

+ Main Menu -> Solution -> Define Load -> Apply -> Structural -> Displacement -> On Node

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS Điều kiện về lực

- Main Menu -> Solution -> Define Load -> Apply -> Structural -> Force/Moment -> On Node

- Nhập giá trị tải trọng vào mục Value sau đó ấn Ok

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS Giải bài toán (Solution)

- Solution -> Analysis Type -> New Analysis: phân tích tĩnh đã được chọn

- Sol’n Controls

+ Time at end of loadstep: 1

+ Automatic time stepping: ON

+ Number of substeps is to be chosen

+ Number of substeps: 1

+ Frequency: Write every substep.

Các bước cơ bản tiến hành mô phỏng trong ANSYS Giải bài toán (Solution)

-Solution -> Solve -> Current LS

-Xuất hiện cửa sổ “Solve Current Load Step” và “/Status Commands”

-Nhấn Ok trên cửa sổ “Đến khi hiện lên cửa sổ “Note” là đã hoàn thành xong phân tích

-Solve Current Load Step” -Nhấn “Close”.

Xuất kết quả mô phỏng

- General postproc ->read reasult -> by pick (chọn time mà mình muốn kiểm tra)

Chuyển vị giữa dầm

- General postproc -> plot result -> contour plot -> nodal slu -> DOF sulution -> displacment vector sum

Xuất kết quả mô phỏng

Vết nứt

- General postproc -> plot result -> concrete plot -> crack/crush

- Lực - chuyển vị giữa dầm ( using code )

Xuất kết quả mô phỏng

Ứng suất chính thứ nhất

- General postproc -> plot result -> contour plot -> stress -> 1st principal stress

Xuất kết quả mô phỏng

Ứng suất chính thứ ba

- General postproc -> plot result -> contour plot -> stress -> 3rd principal stress

Xuất kết quả mô phỏng

Xuất các giá trị force and deflection

- TimeHist postpro - > list data

MÔ PHỎNG DẦM BTCT BẰNG

PHƯƠNG PHÁP NHẬP CODE