Tài liệu hướng dẫn sử dụng midas civil - Le Dac Hien

TRNG I HC GIAO THÔNG VN TI
KHOA CÔNG TRÌNH
B MÔN T NG HÓA THIT K CU NG









KS. LÊ C HIN

TÀILIUHNGDNSDNG
MIDAS/Civil
ver. 20080624




Miýkinđónggópxâydngxingiv:
Email:


P.306A6ĐHGTVT–ĐngĐaHàNi
Trântrngcmn!





TP.HChíMinh2008


MC LC
PHN I: MÔ HÌNH HÓA VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Civil
1

1.MôitrnghtrmôhìnhhóaktcutrênMIDAS/Civil 1
1.1. Giao din MIDAS/Civil 1
1.1.1. Menu cây (Tree view) 2
1.1.2. Menu ng cnh (Context view) 2
1.1.3. Ca s mô hình (Model window) 2
1.1.4. Ca s bng (Table window) 2
1.1.5. Giao din dòng lnh (Command window) 2
1.1.6. Thanh trng thái (Status bar) 2
1.1.7. Thanh công c 3
1.2. Thit lp môi trng làm vic 3
1.3. Các phng pháp và quy đnh nhp d liu 4
1.3.1. Các phng pháp nhp s liu 4
1.3.2. Các lnh nhp s liu 5
1.3.3. Biu din mô hình 6
1.3.4. H tr quan sát 6
1.3.5. La chn đi tng 7
1.3.6. Kích hot và b kích hot đi tng 8
2.MôhìnhhóaktcubngMIDAS/Civil 9
2.1. Mô hình hóa hình hc 9
2.1.1. Xác đnh kiu kt cu 9
2.1.2. H thng đn v 9
2.1.3. La chn h ta đ 10
2.1.4. Li đnh v 13

2.1.5. Làm vic vi nút 15
2.1.6. Làm vic vi phn t 18
2.1.7. Nhp mô hình hình hc kt cu t AutoCAD 21
2.2. Mô hình hóa vt liu 23
2.2.1. Vt liu tiêu chun 23
2.2.2. Vt liu do ngi dùng đnh ngha 24
2.2.3. Nhp vt liu t các d án khác 24
2.2.4. Vt liu có tính nng thay đi theo thi gian 25
2.2.5. Gán vt liu cho phn t 27
2.3. Mô hình hóa mt ct 27
2.3.1. nh ngha và khai báo mt ct 27
2.3.2. Gán mt ct cho phn t 37
2.3.3. Khai báo mt ct thay đi cho nhóm phn t 38
2.3.4. D liu chiu dày 40
2.3.5. Nhp mt ct t d án khác 40
2.3.6. Xây dng và tính toán mt ct t đnh ngha bng SPC 41
2.3.7. H s t l đ cng mt ct 42
2.3.8. Nhp ct thép thng cho mt ct dng PSC 43
2.4. Mô hình hóa điu kin biên 45
2.4.1. Gi 45
2.4.2. Liên kt 47
2.4.3. Các dng điu kin biên khác 48
2.4.4. Gán điu kin biên vi các trng hp ti trng 50
2.5. Mô hình hóa ti trng 51
2.5.1. Các ti trng tnh 51
2.5.2. Ti trng di đng 62
i
ii
2.5.3. Ti trng đng 64
2.6. Mô hình hóa quá trình thi công 64

2.6.1. Làm vic vi nhóm (Group) 64
2.6.2. Chun b s liu 65
2.6.3. Khai báo các giai đon thi công 65
2.7. Kim tra s b mô hình kt cu 68
2.7.1. Phng pháp quan sát 68
2.7.2. Phng pháp s dng bng s liu 68
2.7.3. Phng pháp kim tra t đng 68
2.8. Các công c h tr mô hình hóa trong MIDAS/Civil 69
2.8.1. Structure wizard 69
2.8.2. MCT Command Shell 72
2.8.3. Bill of material 72
2.8.4. Sectional Property Calculator 72
2.8.5. Text Editor 75
2.8.6. Convert Meta Files to DXF Files 75
3.Phântíchktcu 76
3.1.1. Phân tích 76
3.1.2. X lý kt qu phân tích 79
3.1.3. Các kiu biu din kt qu 80
3.1.4. Xut kt qu đu ra 82
PHN II: MÔ HÌNH HÓA VÀ PHÂN TÍCH MT S KT CU IN
HÌNH 84

CHNG I: 84
PHN III: TÀI LIU THAM KHO 85




M
M

Ô
Ô


H
H
Ì
Ì
N
N
H
H


H
H
Ó
Ó
A
A
VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Civil


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng ver. 20080624
1

PH
PH
N

I:

MÔ

HÌNH

HÓA

VÀ

PHÂN

TÍCH

KT

CU

VI

MIDAS/Civil

N I: MÔ HÌNH HÓA VÀ PHÂN TÍCH KT CU
VI MIDAS/Civil
1. Môi trng h tr mô hình hóa kt cu trên MIDAS/Civil
1.1. Giao din MIDAS/Civil

Hình I-1: Giao din Civil 2006
Các h thng Menu trong MIDAS/Civil nh sau:
File

Bao gm các chc nng v file, in n và các chc nng liên quan.
Edit
Các chc nng Undo và Redo cng nh các chc nng khác liên quan
View
Phng pháp biu din trc quan và các hàm h tr, các chc nng la chn,
các chc nng kích hot và b kích hot,
Model
Nhp d liu mô hình và t đng phát sinh li, nút, phn t, các thông s mt
ct, các điu kin biên, khi lng,
Analysis
Nhp vào tt c các d liu điu khin cn thit cho quá trình phân tích và các
chc nng thc thi phân tích.
Results
Vào các t hp ti trng, đa ra kt qu phân tích (phn lc, chuyn v, các
thành phn lc, ng sut, dng dao đng, dng mt n đinh, ), kim tra và các
chc nng phân tích kt qu,
Design
T đng thit k kt cu thép, thép liên hp bê tông, bê tông ct thép, kim tra
theo tiêu chun.
M
M
I
I
D
D
A
A
S
S
/

/
C
C
i
i
v
v
i
i
l
l


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng
2
Mode
Các chc nng chuyn đi gia hai ch đ tin x lý và hu x lý.
Query
Các chc nng kim tra trng thái ca nút, phn t và d liu liên quan
Tools
Thit lp h thng đn v và các thông s giao din, thi hành lnh qua file text
(MCT), tính toán thng kê vt liu, phát sinh s liu đng đt, Tính toán đc
trng mt ct,
Window
Các chc nng điu khin đi vi tt c các ca s trong ca s chính và các
chc nng sp xp
Help
Các chc nng giúp đ và truy cp ti trang ch MIDAS IT
1.1.1. Menu cây (Tree view)
Gm toàn b th tc mô hình hóa t d liu đu vào cho phân tích, thit k và chun b tính

toán đc t chc có h thng. Tree menu có các thành phn :
ù
ù

Menu Tree: T chc thành dng cây vi các biu tng ca tt c các menu h thng.
ù
ù

Table Tree: qun lý tt c các d liu ca kt cu  dng bng.
ù
ù

Group Tree: Liu kê tt c các nhóm và cho phép thêm bt, chnh sa nhóm, gán đi
tng cho nhóm.
ù
Worksù Tree: Cho phép ngi dùng nhìn thy trng thái ca d liu mô hình hin thi và
có th hiu chnh chúng bng các th tc đn gin nh kéo và th.
1.1.2. Menu ng cnh (Context view)
 thc hin vic dch chuyn ít nht ca chut, mt cách đn gin là kích phi chut.
MIDAS/Civil t đng la chn môt h thng menu phù hp vi các chc nng liên quan hoc
các chc nng hay đc dùng phn ánh tình hung đang làm vic ca ngi s dng.
1.1.3. Ca s mô hình (Model window)
Ca s mô hình trình bày mô hình, biu din các kt qu phân tích và thit k thông qua giao
din đ ha tng tác.
Ca s mô hình có th biu din mt s ca s đng thi trên màn hình. Bi vì mi ca s trình
din mt cách đc lp, nhng h thng ta đ ngi dùng khác nhau có th đc gán cho các
ca s riêng r cho mt mô hình. Thêm na, mi ca s chia s cùng c s d liu nên ni
dung đc biu din trong mt ca s s thay đi theo các ca s khác mt cách đng thi.
Ca s mô hình có th biu din các hình dng mô hình ph bin cng nh các hình dng đc
phát sinh bng cách tính nng luôn cp nht nh các đng khut, t loi b các mt khut, đ

bóng, chiu sáng, tô màu,
1.1.4. Ca s bng (Table window)
Các ca s dng bng hin th tt c toàn b d liu, các kt qu phân tích và thit k trong
dng bng kéo dài. Cho phép hiu chnh s liu, b sung s liu, biên tp, sp xp d liu theo
các tiêu chun khác nhau hoc tìm kim . Có th chuyn đi bng sang dng bng ca Excel.
1.1.5. Giao din dòng lnh (Command window)
Ca s thông đip hin th tt c các thông tin cn thit cho mô hình hóa, các thông tin cnh
báo và li. Cho phép gi các chc nng qua giao din dòng lnh (phiên bn 7.0 tr lên).
1.1.6. Thanh trng thái (Status bar)
Thanh trng thái biu din các vn đ liên quan đn tt c các loi h thng ta đ, chuyn đi
h thng đn v, la chn vic lc, truy vn nhanh, điu khin bt phn t, làm tng hiu qu
làm vic.
M
M
Ô
Ô


H
H
Ì
Ì
N
N
H
H


H
H

Ó
Ó
A
A
VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Civil


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng ver. 20080624
3


Hình I-2: Thanh trng thái
1.1.7. Thanh công c
Menu biu tng giúp cho ngi s dng d dàng kích hot các chc nng hay đc s dng
trong MIDAS/Civil. Mi biu tng đc nhóm li vi các mc đích tng t nhau.


Hình I-3: Thanh công c
1.2. Thit lp môi trng làm vic
Ngi dùng nên đnh ngha môi trng làm vic trc khi bt đu mt d án mi. Giao din
cài đt môi trng làm vic đc gi thông qua menu Tools>Preferences.

Hình I-4: Thit lp thông s h thng
Environment General (Môi trng chung) Thit lp tên, biu tng công ty, và các mc đnh
vic ghi file,…
View (Hin th) t mc đnh cho ca s và các kích thc ca nó.
Data Tolerance (Dung sai hay sai s s liu) Gán các gii hn ca t hp nút và gii hn trên
ca các giá tr s đ phân bit vi s không.
Property (thuc tính) Chn c s d liu mc đnh cho vt liu và mt ct
Load (Ti trng) Thit lp c s d liu đi vi các ti trng sàn.

Results (Kt qu) Thit lp cách th hin kt qu.
Design (Thit k) Gán các tiêu chun thit k thích hp cho các kiu thông s vt liu khác
nhau.
Output formats (nh dng kt qu): Thit lp đnh dng hin th kt qu.
M
M
I
I
D
D
A
A
S
S
/
/
C
C
i
i
v
v
i
i
l
l


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng
4

1.3. Các phng pháp và quy đnh nhp d liu
1.3.1. Các phng pháp nhp s liu
Toàn b d liu đc nhp vào thông qua các cách sau:
ù
ù

Hp thoi.
ù
ù

Ca s dng bng.
ù
ù

File d liu MCT
ù
Ca sù  mô hình.
Dùng hp hi thoi, d liu có th đc nhp vào t chut ln bàn phím. Bàn phím đc s
dng ch yu cho các kiu ca s bng, chut đc s dng ch yu trong ca s mô hình.

Hình I-5: Nhp s liu
Ca s bng cho phép ngi dùng to thêm các d liu hoc hiu chnh bt k.
nh dng MCT là mt tính nng mô hình hóa cho phép ngi dùng mô hình kt cu thông qua
các lnh dng vn bn.

Hình I-6: Cu trúc file d liu MCT

M
M
Ô

Ô


H
H
Ì
Ì
N
N
H
H


H
H
Ó
Ó
A
A
VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Civil


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng ver. 20080624
5

1.3.2. Các lnh nhp s liu
 thun tin, MIDAS/Civil cung cp các la chn nhp d liu sau đây:
ù
ù

 mt s d liu kiu s đc nhp vào mt cách liên tc trong mt trng d liu,
nhng d liu này có th đc phân bit bng mt du “,” (phy) hoc mt du “ “ (cách,
ký t trng). Ví d ‘333, 102, 101” hoc “333 102 101’
ù
ù

D liu v v trí, các thuc tính và mt ct phn t và nhng d liu thích hp khác có th
đc nhp vào thông qua các phép gán đn gin trong ca s mô hình.
ù
ù

Chiu dài hoc s gia tng theo hng có th đc ch đnh bng vic s dng chut la
chn v trí ban đu và các điu cui phù hp trong ca s mô hình hn là vic gõ nhng
d liu này trc tip t bàn phím.
ù
ù

 nhng ch mà chiu dài bng nhau đc lp li, d liu có th đc đn gin hóa bng
cách gõ “s ln lp @ chiu dài” thay vì lp đi lp li cùng mt s.
Ví d: 20, 25, 22.3, 22.3, 22.3, 22.3, 22.3, 88 tng đng vi 20, 25, ,88
Bàn phím có th đc dùng đ nhp các d liu đc chn mt cách trc tip. Vic đánh s
hiu nút hoc s hiu phn t liên quan có th là mt cp s cng hoc cp s tng. Khi đó, d
liu có th đc đn gin bng cách vit “s hiu đu tiên to (hoc t) s hiu cui cùng” hoc
s hiu đu tiên to (t) s hiu cui cùng by bc tng”
Ví d 21, 22, … , 54, 55, 56 tng đng “21 to 56”, “21 t 56”
Ví d 35, 40, 45, 50, 55, 60 tng đng “35 to 60 by 5”, “35 t 60 by 5”
S và các biu thc toán hc có th đc dùng trong dng t hp.
Các ký hiu toán hc và ngoc đn đc áp dng trong tính toán k thut có th đc s dng.
Ví d:  × 202 tng đng vi PHI * 20^2
Ví d:

(
)
02020
30sin30cos230sin3 ++×+35

Tng đng vi “35 + 3 * (sin(30) + 2 * SQRT(cos(30)^2+sin(30)^2))”
Ký hiu Ni dung Ghi chú
( M ngoc đn –
) óng ngoc đn –
^
Ly tha ca n ( ^2bình
phng, ^3lp phng)
Ví d.: 2
3
= 2 ^ 3
+ Cng –
– Tr –
* Nhân –
/ Chia –
PI  3.141592653589793
SQRT
Ví d.:
2
= SQRT(2)
SIN Sin n v: 
COS Cos n v: 
TAN Tang n v: 
ASIN Arcsin
Vd.: sin
-1

(0.3)=ASIN(0.3)
ACOS Arccos
Vd.: cos
-1
(0.3)=ACOS(0.3)
ATAN Arctang
Vd.: tan
-1
(0.3)=ATAN(0.3)
EXP Hàm s m
Vd.: e0.3 =EXP(0.3)
M
M
I
I
D
D
A
A
S
S
/
/
C
C
i
i
v
v
i

i
l
l


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng
6
SINH Sin hypebol Vd.: sinh(1)=SINH(1)
COSH Cos hypebol Vd.: cosh(1)=COSH(1)
COTAN Cos/Sin Vd.: cotan(1)=COTAN(1)
LN Logarit t nhiên –
LOG Logarit c s 10 –
Ghi chú v cách dùng:
ù
ù

Các toán t chp nhn c ch hoa ln ch thng
ù
Vì cácù toán t ging nh trong tính toán k thut, nên cu trúc ca các phép toán theo qui
tc ca các toán hc thông thng.
1.3.3. Biu din mô hình
Các chc nng biu din hình dng mô hình ca MIDAS/Civil nh Wire Frame, Hidden,
Shrink, Perspective and Render View biu din mô hình vi nhiu kiu hình dng và quan sát
khác nhau. Nhng chc nng này giúp ngi s dng kim soát đc trng thái nhp liu ca
mô hình và thao tác vi mô hình nh mong mun.

Hình I-7: Các thit lp hin th
Các chc nng biu din hình dng mô hình ca MIDAS/Civil gm có:
Shrink: hin th các phn t đc mô hình hóa vi các kích thc b thu ngn. Tính
nng này cho phép kim tra s kt ni gia các phn t và nút.

Perspective: hin th quan sát ba chiu ca mô hình.
Hidden: hin th hình dng mô hình phn ánh các hình dng mt ct ca các phn t
và chiu dy ca chúng nh khi chúng xut hin ngoài thc t.
Render View: hin th hình dng mô hình phn ánh các hình dng mt ct ca các
phn t và chiu dy ca chúng vi hiu ng bóng đ nh thc t.
Rendering Option: điu chnh các hiu ng v ánh sáng và bong đ cho tính nng
Render View.
Display: hin th trong ca s làm vic các s hiu nút và phn t, các ký hiu vt
liu và mt ct, các trng thái đu vào ca ti trng,…
Display Option: điu khin tt c thông s đ ha đc hin th trong ca s làm
vic nh bng màu ca các tính cht, kích thc biu din,…
1.3.4. H tr quan sát
Tt c các tính nng quan sát ca MIDAS/Civil h tr cho ngi dùng có đc các quan sát ba
chiu ca mô hình và các kt qu phân tích. Nhng tính nng điu khin quan sát này nh sau:
im quan sát
Iso View: biu din mô hình trong không gian ba chiu.
Top View: biu din mô hình nh khi đc nhìn theo chiu +Z.
Left View: biu din mô hình nh khi đc nhìn theo chiu –X
Right View: biu din mô hình nh khi đc nhìn theo chiu +X
Front View: biu din mô hình nh khi đc nhìn theo chiu –Y.
M
M
Ô
Ô


H
H
Ì
Ì

N
N
H
H


H
H
Ó
Ó
A
A
VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Civil


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng ver. 20080624
7

Angle View: biu din mô hình nh khi đc nhìn t mt đim đc ch đnh trc.
Quay
Rotate Left: quay mô hình sang bên trái (theo chiu kim đng h quanh trc Z).
Rotate Right: quay mô hình sang bên phi (ngc chiu kim đng h quanh trc Z).
Rotate Up: quay mô hình lên trên t mt phng nm ngang.
Rotate Down: quay mô hình xung di t mt phng nm ngang.
Phóng to/thu nh
Zoom Fit: đa mô hình va khít vi kích thc màn hình theo các t l tng/gim.
Zoom Window: n đnh kích thc mong mun ca ca s bng cách kéo mt góc
ca s bng chut.
Zoom In: tng ca s hin ti mt cách t t.
Zoom Out: gim ca s hin ti mt cách t t.

Dch chuyn
Pan Left: dch chuyn ca s mô hình sang bên trái.
Pan Right: dch chuyn ca s mô hình sang bên phi.
Pan Up: dch chuyn ca s mô hình lên phía trên.
Pan Down: dch chuyn ca s mô hình xung phía di.
1.3.5. La chn đi tng
Các tính nng la chn rt quan trng và rt cn thit đi vi tt c các công tác phát sinh mô
hình kt cu. Trong MIDAS/Civil vic la chn đi tng tng t nh trong AutoCAD, gm
có nhng tính nng này nh sau:
Select Single
Chn tng đi tng
Select Window
Chn bng ca s ch nht
Select Polygon
Chn bng đa giác
Select Intersect
Chn các đim giao
Select Identity-Nodes
Chn theo s hiu nút
Select Identity-Elements
Chn theo s hiu phn t
Select Previous
Chn li đi tng đã đc chn trc đó
Select Recent Entities
Chn các đi tng mi to
Select Plane
Chn theo mt phng
Select Volume
Chn theo khi không gian
Select All

Chn tt c
Ngc li vi thao tác la chn ta có các thao tác ngc li là loi b đi tng khi tp hp
đang chn nh: Unselect Window, Unselect all


M
M
I
I
D
D
A
A
S
S
/
/
C
C
i
i
v
v
i
i
l
l


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng

8
1.3.6. Kích hot và b kích hot đi tng
Tính nng Active/Inactive đc s dng đ hin th hoc n các b phn nht đnh ca kt cu.
Active biu din mt trng thái mà các công tác mô hình hóa có th đc thc hin. Các công
tác mô hình hóa nh chn, thêm và hiu chnh không cho phép đi vi các phn không kích
hot.
Inactivated Object trong mc Draw  phn View>Display Option cho phép b kích hot các
phn s xut hin hoc không xut hin trên màn hình.
Tính nng này có th đc s dng mt cách hiu qu đi vi các kt cu phc tp hoc các
công tác hu x lý.

Hình I-8: Kích hot/b kích hot đi tng
Ví d, bng cách kích hot phn bn ca mt kt cu cu trên màn hình, công tác mô hình tr
nên d qun lý hn. Tính nng này làm đn gin các công tác nh thêm hoc hiu chnh các nút
và phn t, xem xét các kt qu phân tích bng cách kích hot mt cách có la chn các kiu
phn t, mt ct hoc kiu thuc tính nht đnh. Vic phân tích các giá tr thành phn lc ln
nht và nh nht s tr nên d dàng hn.
Tính nng Active/Inactive đc s dng kt hp vi các tính nng la chn. Sau khi chn các
phn đi tng mong mun, kích hot hoc b kích hot các s la chn tng ng bng các
tính nng đc tóm tt di đây.
Active: hin th ch phn đc chn trong khi các phn khác b n.
Inactive: n ch các phn đc chn trong khi các phn khác đc hin th.
Inverse Acitve: chuyn ngc li trng thái n/hin ca các đi tng.
Active All: kích hot tt c các đi tng.
Active Identity: kích hot các đi tng đc chn trên mt phng xy ca UCS.
Active Previous: tr li trng thái kích hot hoc b kích hot trc đó.
M
M
Ô
Ô



H
H
Ì
Ì
N
N
H
H


H
H
Ó
Ó
A
A
VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Civil


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng ver. 20080624
9

2. Mô hình hóa kt cu bng MIDAS/Civil
Mô hình hóa kt cu thuc giai đon tin x lý. Tp trung vào các công tác đnh ngha vt liu,
mt ct, phn t, điu kin biên và ti trng. Kt qu phân tích s ph thuc hoàn toàn vào
mô hình kt cu đc xây dng. Do vy, càng làm chính xác trong giai đon mô hình hóa càng
phn ánh ng x ca kt cu đang đc phân tích. MIDAS/Civil h tr nhiu công c phc v
công tác mô hình hóa. Gm các nhóm chc nng c bn sau:

ù
ù

Mô hình hóa hình hc
ù
ù

Mô hình hóa vt liu
ù
ù

Mô hình hóa mt ct
ù
ù

Mô hình hóa điu kin biên
ù
ù

Mô hình hóa ti trng
ù
ù

Mô hình hóa quá trình thi công
ù
Kiù m tra công tác mô hình
2.1. Mô hình hóa hình hc
2.1.1. Xác đnh kiu kt cu
Trc khi mô hình cn xác đnh kiu kt cu là 2D hay 3D, thit lp các thông s c bn…
Chn menu Model > Structure Type…

Hình I-9: Thit lp kiu kt cu
2.1.2. H thng đn v
MIDAS/Civil cho phép nhp d liu theo nhiu h đn v khác nhau. Trong mt d án ngi
dùng có th s dng nhiu loi đn v đ mô hình hóa thông qua chc nng t đng chuyn đi
đn v.
M
M
I
I
D
D
A
A
S
S
/
/
C
C
i
i
v
v
i
i
l
l



Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng
10
Ví d ta có th nhp đn v đo dài dng “m” cho kt cu dm và dng “mm” cho mt ct. S
dng meu Tools > Unit System hoc h thng đn v  thanh trng thái đ xác lp và chuyn
đi các loi đn v.

Hình I-10: H thng đn v
2.1.3. La chn h ta đ
 phc v quá trình mô hình hoá kt cu, Midas Civil cung cp 4 loi h trc to đ c bn
sau đây:
ù
ù

H trc to đ tng th : GCS
ù
ù

H trc to đ phn t (EGS)
ù
ù

H trc to đ nút (NGS)
ù
H trcù to đ t đnh ngha (UCS)
2.1.3.1. Htađtngth(GCS:Globalcoordinatesystem)
GCS là mt h trc to đ  Các vuông góc bao gm 3 trc X,Y,Z đôi mt vuông góc vi
nhau, có chiu tuân theo quy tc bàn tay phi. Các trc ký hiu bng 3 ch in hoa : X,Y,Z.
im gc đc mc đnh có to đ (0,0,0).
Trong màn hình chính ca Midas/Civil, trc Z ca GCS mc đnh trùng vi trc thng đng
ca màn hình. Mi đim trên màn hình MIDAS/Civil đu tng ng vi mt to đ nht đnh

trong h to đ tng th, các giá tr (X,Y,Z) này đc hin th  thanh Status Bar.

Hình I-11: Ta đ GCS
GCS đc dùng đ mô hình hoá kt cu (v trí nút, v trí và chiu ca phn t), ti trng (đim
đt và chiu ca ti trng ).
GCS cng đc dùng làm mc đ đnh ngha, xác đnh các h to đ khác (UCS, ECS, NCS).
M
M
Ô
Ô


H
H
Ì
Ì
N
N
H
H


H
H
Ó
Ó
A
A
VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Civil



Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng ver. 20080624
11

2.1.3.2. Htađphnt(ECS:ElementCoordinateSystem)
H trc to đ phn t (ECS) cng có dng 3 trc đôi mt vuông góc (h to đ  Các). Chiu
dng ca các trc đc xác đnh theo quy tc tam din thun (quy tc bàn tay phi). Các trc
ca h to đ này đc kí hiu bi các ch cái thng: (x,y,z).

Hình I-12: H ta đ phn t
H ta đ phn t đc xác đnh nh sau:
Gc ca ECS ly  đim gia phn t.
ù
ù

Trc x : dc theo phân t, có chiu trùng vi chiu ca phn t.
ù
ù

Trc z : vuông góc vi x, có chiu to vi Z ca GCS mt góc nhn, thng là trc
“yu” ca mt ct (mômen quán tính ca mt ct quay trc z thng nh hn mômen
quán tính quanh trc y)
ù
Trc y ù : xác đnh t x, y theo quy tc tam din thun.
ECS đc dùng đ nhp d liu, hin th các kt qu, d liu liên quan đn phn t nh ni lc
trong phn t, ng sut
2.1.3.3. Htađnút(NCS:NodeCoordinateSystem)
Trong đ gii bài toán kt cu bng phng pháp phn t hu hn (ly chuyn v nút làm n),
ta ch cn s dng h to đ đa phng đt ti phn t và h to đ tng th ca kt cu đ tính
toán. Nh vy, vic xut hin h to đ nút (NCS) thc cht là đ thun tiên cho vic mô hình

hoá điu kin biên, ti trng và chuyn v đt ti nút.
ù
ù

Gi cng (Supports)
ù
ù

Gi đàn hi (Spring supports)
ù
Chuyn vù  gi (Displacements of support)
NCS cng là mt h to đ  Các vuông góc, kí hiu (x,y,z). Gc đt ti nút.
NCS đc dùng đ mô hình các điu kin biên và chuyn v gi.
2.1.3.4. Htađtđnhnghĩa(UCS:Usercoordinatesystem)
 thun tin cho vic mô hình hoá kt cu  nhng v trí đc bit hoc phn kt cu có dng
đc bit (ví d mô hình các phn t thuc cùng mt mt phng trong kt cu tng th là kt cu
không gian), ta có th t đnh ngha ly h to đ cho phù hp ri t đó mô hình kt cu, ti
trng. UCS đc thit lp t là mc là GCS, UCS cng là mt h to đ  Các vuông góc.
Khi đnh ngha UCS, nói chung các yu t cn khai báo là :
ù
ù

To đ gc ca UCS (Origin)
ù
ù

Phng, chiu ca các trc.
Trình t khai báo h ta đ t đnh ngha:
M
M

I
I
D
D
A
A
S
S
/
/
C
C
i
i
v
v
i
i
l
l


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng
12
Chn menu Model > User Coordinate System > X-Y plane

Hình I-13: nh ngha h ta đ ngi dùng X-Y
Ý ngha các th chính (tab):
1. X-Y plane : H to đ phng (x,y) trong mt phng X-Y ca GCS.
Coordinate – Origin: gc ca UCS trên h to đ tng th.

Rotation Angle – Angle: góc nghiêng (có du) to bi chiu dng ca trc x trong X-
Y plane UCS vi chiu dng ca trc X ca h to đ tng th.
2. X-Z plane : H to đ phng (x,z) trong mt phng X-Z ca GCS.
3. Y-Z plane : H to đ phng (y,z) trong mt phng Y-Z ca GCS.
Cách gi và nhp d liu hoàn toàn ging vi X-Y plane UCS.
4. Three - point USC : H to đ không gian (x,y,z) đc đnh ngha bi ba đim.

Hình I-14: nh ngha h ta đ ngi dùng Three Points
H to đ này đc đinh ngha t ba thông s là
ù
ù

V trí gc to đ trong h to đ tng th.
ù
ù

To đ ca mt đim thuc trc x ca h to đ này trên h to đ tng th
M
M
Ô
Ô


H
H
Ì
Ì
N
N
H

H


H
H
Ó
Ó
A
A
VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Civil


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng ver. 20080624
13

ù
ù

To đ ca mt đim thuc mt phng x-y ca h to đ này trên h to đ tng th.
5. Three - angle (Ba góc)

Hình I-15: nh ngha h ta đ ngi dùng Three Angles
Dng Three - angle UCS là mt h to đ  các 3 chiu trong không gian (x,y,z), đc dng
lên t h to đ tng th thông qua các phép bin hình ln lt nh sau :
ù
ù

Tnh tin gc ca GCS v v trí mi (s là v trí gc ca UCS sau này)
ù
ù

Quay h to đ đã tnh tin quanh trc song song vi X mt góc đnh trc.
ù
ù

Quay tip h to đ thu đc quay trc song song vi Y mt góc đnh trc.
ù
Quay tù ip h to đ thu đc quay trc song song vi Z mt góc đnh trc.
Activate UCS Plane: Kích hot h ta đ UCS.
Change View Direction: Thay di hng nhìn.
Chú ý : Ta có th đnh ngha nhiu UCS đ tin mô hình hoá, nhng trong quá trình mô hình
hoá phi luôn nh đang mô hình trong h to đ nào. Tt nht là mô hình theo h ta đ tng
th GCS.  chuyn đi qua li hai dng h trc to đ s dng thanh công c:
:
Hình I-16: Thay đi h ta đ GCS - UCS
2.1.4. Li đnh v
MIDAS/Civil cung cp hai dng li đ h tr quá trình mô hình kt cu theo cách v trc tip
trên màn hình: H thng li dng đim và h thng li dng đng thng. Chc nng này
tng đi ging vi chc nng Grids trong Auto Cad, tin cho vic mô hình các bài toán đn
gin.
2.1.4.1. Hthngliđim
H thng li dng đim có th áp dng trong h to đ tng th cng nh trong h trc to đ
t đnh ngha. H thng li này đc xây dng t 3 tham s là
ù
ù

Khong cách gia các đim thuc li theo phng X (x).
ù
ù

Khong cách gia các đim thuc li theo phng Y (y).
ù
ngù biên ca li. (có dng hình ch nht trong h to đ 2 chiu X-Y)
M
M
I
I
D
D
A
A
S
S
/
/
C
C
i
i
v
v
i
i
l
l


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng
14
 thit lp li đim chn menu: Model > Grids > Define Point Grid.

Hình I-17: nh ngha li đim
Grid Spaces (dx,dy: khong cách gia các đim thuc h thng li theo phng x và y.
Model Boundary: khai báo biên ca h thng li theo th t (x1,y1,x2,y2) vi (x1,y1) là to
đ đim đu ca biên hình ch nht, (x2,y2) là đim cui ca biên hình ch nht.
2.1.4.2. Hthngliđngthng
 khai báo li dng đng thng, ta cng có th làm theo hai cách chn Model > Grid >
Define Line Grid

Hình I-18: nh ngha li đng thng
Khi khai báo Line Grid, phi tin hành khai báo tng nhóm đng theo phng x và phng y.

Hình I-19: Thêm li đng thng
Line Grid cho phép khong cách gia các đng trong li đc linh đng hn Point Grid, tuy
nhiên, khai báo cng tn công hn.
M
M
Ô
Ô


H
H
Ì
Ì
N
N
H
H



H
H
Ó
Ó
A
A
VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Civil


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng ver. 20080624
15

2.1.5. Làm vic vi nút
MIDAS/Civil cung cp các công c khi to, chnh sa và xóa các nút trong mô hình. Các lnh
này có th truy cp t thanh công c, menu Model>Nodes hoc t Tree View.
Create Nodes
To các nút mi và các nút thêm bng cách nhp kép các nút mi ti các khong cách cho trc
mt cách đng thi.
Delete Nodes Xóa nút
Translate Nodes
Copy hoc dch chuyn các nút cho trc vi các khong cách đu nhau hoc không đu nhau.
Rotate Nodes
Copy hoc dch chuyn các nút cho trc bng cách xoay quanh mt trc cho trc.
Project Nodes
Copy hoc dch chuyn các nút cho trc bng vic chiu theo mt đng hoc mt mt nào đó
(mt phng, mt bc ba, mp cu, mt elip, )
Mirror Nodes
Copy hoc dch chuyn các nút cho trc theo cách ly đi xng vi mt mt nào đó.
Divide Nodes

To các nút mi bng cách chia mt đon thng gia hai nút vi các khong cách bng nhau
hoc không bng nhau.
Merge Nodes
Trn các nút gn nhau thành mt nút.
Scale Nodes
Gim hoc tng khong cách gia hai nút cho trc bng cách ch đnh mt t s.
Compact Node Numbers
iu chnh các s hiu nút b mt do b xóa, và sp xp các nút theo mt trt t liên tip
Renumber Node ID
ánh s li các s hiu nút đã có theo tng phn hay tt c.
Start Number
Chi tit mt s thao tác vi nút.

2.1.5.1. TonútCreateNodes
 to nút s dng phng thc Model > Nodes > Create Nodes.
M
M
I
I
D
D
A
A
S
S
/
/
C
C
i

i
v
v
i
i
l
l


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng
16

Hình I-20: To nút
Có th đt v trí nút bng 3 cách:
ù
ù

Click chut trc tip lên v trí
cn đt nút trên màn hình.
ù
ù

Gõ to đ ca nút cn đt ô
Coordinates (x,y,z) ri chn
Apply.
ù
ù

Nhn vào icon
nm bên phi dòng Create Node

đ nhp ví trí nút qua bng nút
(Node Table).

ù
ù

Start Node Number: S th t ca nút đc to,
mc đnh s tng thêm 1.  thay đi mc đnh
này, chn icon bên phi dòng Start Node
Number.

Hình I-21: Thit lp s hiu nút
Smallest Unused Number: Dùng s th t bé
nht cha dùng
Largest Used Number +1: Dùng s th t ln
nht đã dùng cng thêm 1
User- Defined Number : T đt s nút.
ù
ù

Copy: ng thi to nhiu nút cách nhau nhng
khong đnh trc.
ù
ù

Times of Copy : s ln copy nút
ù
ù

Distances (dx, dy, dz) : Khong cách gia các

nút to thành theo phng x,y,z.
ù
ù

Merge Duplicate Nodes: T đng đng nht các
nút cnh nhau trong mt khong đ bé nào đó
thành mt nút.
ù
Interseù ct Frame Elements: T đng phân chia
các đng thng nu nút đt trên nó.
2.1.5.2. ChnnútSelectNodes
Trc khi điu chnh mt hay nhiu nút nào đó, ta phi tin hành chn nút. Có 2 cách làm sau:
Cách 1 : S dng các công c la chn, chn trc tip các phn t trên không gian mô hình.
Cách 2 : Chn nút thông qua s th t ca nút. Nhp trc tip hoc chn s th t các nút vào
ô ComboBox ca thanh công c Selection. Nh  hình trên, nút s 1 và các nút t 1 đn 3 đc
la chn.

Hình I-22: Chn nút
2.1.5.3. XóanútDeletenode
Nhn phím Delete đ xóa nhng nút đã chn.
2.1.5.4. DchchuynnútTranslatenode
Cho phép dch chuyn hoc copy mt nút đã có ti mt v trí mi.
M
M
Ô
Ô


H
H

Ì
Ì
N
N
H
H


H
H
Ó
Ó
A
A
VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Civil


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng ver. 20080624
17

Model -> Nodes -> Translate
Bng Translate Nodes hin ra  bên trái màn hình nh sau :

Hình I-23: Translate nút
Các tùy chn Start Node Number, Merge
Duplicate Nodes, Intersect Frame Element
có chc nng và cách nhp thông tin ging
ca Create Nodes.
Copy Node Attributes: Tùy chn sao chép
thuc tính ca node.

Tùy chn Mode cung cp 2 la chn là:
ù
ù

Copy: To nút mi không xóa nút hin
hành
ù
ù

Move: Di chuyn nút hin hành đn v
trí mi.
Tùy chn Translation đòi hi nhp vào
khong cách t v trí nút hin hành đn v trí
nút mi, có th la chn:
ù
ù

Equal Distance: To các nút vi khong
cách gia các nút bng nhau.
ù
Unequalù Distance: Khong cách gia
các nút khác nhau.

2.1.5.5. ĐánhslinútRenumbering
ánh li s th t ca nút theo khong cách đn đim gc theo các phng x, y, z (Cartesian
Coordinate) hoc theo khong cách tuyt đi t nút đn gc to đ (Cylindarical Coordinate).
2.1.5.6. QunlýhthngnútbngbngnútNodestable
Các thông s v h thng nút đc th hin trc quan trên màn hình chính, bên cnh đó cng
đc th hin qua mt bng ghi s th t, to đ ca các nút.
Model -> Nodes -> Nodes Table

Bng h thng nút có dng:

Hình I-24: Bng nút
Bng hin th 4 thông s: Tên nút to đ ca nút theo 3 phng X, Y, Z. Trong đó, to đ ca
nút theo 3 phng cho phép chnh sa trc tip.

M
M
I
I
D
D
A
A
S
S
/
/
C
C
i
i
v
v
i
i
l
l



Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng
18
2.1.6. Làm vic vi phn t
S dng Model>Elements hoc thanh công c phn t đ phát sinh các phn t. Nên mô hình
hóa vt liu và mt ct trc khi mô hình hóa phn t.
Create Elements
To các phn t mi
Create Line Elements on Curve
To các phn t dc theo đng tròn, cung tròn, elíp hoc parbol,
Delete Elements
Xóa các phn t
Translate Elements
To mi hoc dch chuyn các phn t đã có vi các khong cách đu hoc không đu nhau.
Rotate Elements
To mi hoc dch chuyn các phn t đã có bng cách quay quanh mt trc cho trc
Extrude Elements
To phn t bng cách dch chuyn các nút, các phn t thng và các phn t phng. (To các
phn t thng, các phn t tm và các phn t khi).
Mirror Elements
To mi hoc dch chuyn các phn t đã có theo cách ly đi xng vi mt mt phng nht
đnh.
Divide Elements
Chia các phn t đã có thành các phn t con đu hoc không đu nhau.
Merge Elements
Ghép các phn t có cùng tính cht (vt liu, mt ct, kiu phn t, ) thành mt phn t.
Intersect Elements
Chia mt cách t đng các phn t thng cho trc ct nhau bi các đim giao.
Change Element Parameters
Thay đi tính cht ca phn t.
Compact Element Numbers

iu chnh các s hiu phn t b mt khi xóa, và sp xp các s hiu này theo th t tng dn.
Renumber Element ID
ánh s li các phn t tng phn hay toàn b.
Start Number
Gán s hiu đu tiên cho các phn t mi s đc to lp.
Chi tit mt s thao tác vi phn t.
M
M
Ô
Ô


H
H
Ì
Ì
N
N
H
H


H
H
Ó
Ó
A
A
VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Civil



Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng ver. 20080624
19

2.1.6.1. TophntCreateElements
To phn t mi, Model > Elements >Create Elements
Hình I-25: To phn t

Node Number, Element Number: Xác lp s (tên) ca
phn t.
Element Type: Kiu phn t, chn kiu phn t phù
hp vi mô hình kt cu.
Material: Chn vt liu cho phn t đc to.
Section: Chn loi mt ct cho phn t đc to.
Orientation: Xác đnh chiu các trc z, y ca ECS.
c xác đnh theo các cách sau:
ù
ù

Beta Angle: Góc to bi chiu dng ca trc z
trong ECS vi chiu dng ca trc Z’ đi qua nút
th nht và song song vi trc Z trong GCS. Ví
d =0o và =60o.

ù
ù

Ref. Point: Nhp vào to đ ca đim tham chiu,
MIDAS/Civil s t đng tính góc .
ù

ù

Ref. Vector: Nhp vào 1 vector, MIDAS/Civil s
t đng tính góc  theo vector này.
Nodal Connectivity: To phn t bng cách ni các
nút, có 2 cách.
ù
ù

Dùng chut chn 2 nút đ to phn t.

ù
Dùng chuù t chn 1 nút, nút còn li xác đnh theo
3 cách.
Intersect: T đng to phn t và nút ti các đim giao
ct.
2.1.6.2. ExtrudeElements
To phn t bng cách dch chuyn. Có 3 kiu:
ù
ù

To mt phn t thng dc theo đng đc to bi s dch chuyn ca mt nút.
ù
ù

To mt phn t phng dc theo đng đc to bi s dch chuyn ca mt phn t
thng.
ù
ù

To mt phn t khi dc theo đng đc to bi s dch chuyn ca mt phn t
phng.
M
M
I
I
D
D
A
A
S
S
/
/
C
C
i
i
v
v
i
i
l
l


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng
20
Phng pháp to phn t có th là Translate (tnh tin), Rotate (quay) và Project (chiu).
Tng ng vi các phng pháp này là các giá tr tham s cn thit nh khong cách tnh tin

theo các phng hay góc quay hoc mt phng chiu…
Ví d to phn t thng theo phng pháp tnh tin (Translate):

Hình I-26: Extrude phn t

Có 2 cách tnh tin:
ù
ù

Equal Distance
Theo cách này phn t s đc to bi 2 nút:
+ Nút 1 là các nút đc chn trên mô hình, có th chn
nhiu nút.
+ Nút 2 đc xác đnh qua dx, dy, dz là khong cách ca
nút 2 so vi nút 1 theo 3 phng.
ù
Unequalù Distance
Phn t đc to bi 2 nút.
+ Nút 1 là các nút đc chn trên mô hình.
+ Nút 2 đc xác đnh da vào khong cách gia nút 2 và
nút 1 theo các phng X, Y, Z hoc mt vector tùy ý
(Arbitrary).
Theo cách này có th to nhiu phn t có đ dài khác
nhau theo mt trc nào đó.

Ví d trên s to 5 phn t dm, bt đu t đim chn
trên mô hình. Có 2 phn t dài 5m, 3 phn t dài 4m.
2.1.6.3. QunlýhthngphntbngbngphntElementstable
Tt c các phn t trong d án đc th hin trong bng phn t. Bng cho phép qun lý, chnh
sa s liu v phn t.

Model > Elements > Elements Table
Cu trúc ca bng phn t:

Hình I-27: Bng phn t
Bng phn t lu gi các thông s v:
M
M
Ô
Ô


H
H
Ì
Ì
N
N
H
H


H
H
Ó
Ó
A
A
VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Civil



Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng ver. 20080624
21

ù
ù

Element: S hiu phn t
ù
ù

Type và Sub Type: Dng phn t
ù
ù

Material : Vt liu ca phn t
ù
ù

Property: Mt ct.
ù
ù

Angle: Góc đnh hng mt ct
ù
ù

Node1, Node2, Node8: Các nút xác đnh v trí phn t
ù
ù

Kind: Tùy chn kiu nhp lc cng cho phn t Cable: Lu, Pretension, Horizontal
ù
ù

Hook/Gap:  dãn dài, đ co ngn trc khi chu lc.
ù
ù

Tension: Lc cng
ù
Lu: ù  dài t nhiên (không b cng kéo) ca phn t cable khi lc cng cáp đc nhp
trong phm vi ca Lu/L.
Bng cách qun lý phn t qua bng, ta có th kim soát đc các thuc tính ca phn t.
2.1.7. Nhp mô hình hình hc kt cu t AutoCAD
S dng AutoCAD v s đ hình hc ca kt cu. Lu ý, thông thng bn v trong AutoCAD
là dng 2D theo h ta đ phng X-Y.
MIDAS/Civil h tr nhp mô hình c 2 dng 2D/3D t đnh dng file d liu *.DXF ca
AutoCAD. Các bc làm nh sau.
To bn v mô hình trong AutoCAD. Trong ví d này là bn v 2D theo h ta đ X-Y.

Hình I-28: To bn v mô hình trong AutoCAD
Lu file theo đnh dng *.DXF ca AutoCAD
Gi tính nng nhp d liu t DXF ca MIDAS/Civil: menu File > Import > AutoCAD DXF
File…

M
M
I
I
D

D
A
A
S
S
/
/
C
C
i
i
v
v
i
i
l
l


Ks. Lê c Hin – B môn T đng hóa thit k cu đng
22

Hình I-29: Nhp file d liu DXF
Hình I-30: Thit lp nhp d liu DXF
DXF File Name: ng dn ca file dxf
Selected Layers: Chn lp bn v cha mô hình.
Import: Ch nhp nút hay c nút và phn t.
Numbering: Các la chn đánh s nút và phn t.
Properties: Thuc tính ca phn t.
Scale and Origin: Xác đnh t l phóng và đim

chèn mô hình theo h ta đ GCS.
Rotation Angle: La chn xoay mô hình. S dng
cho trng hp các h ta đ b sai lch nhau.
Trong ví d này, mô hình đc v trong lp Thép.
Mt phng 2D X-Y.
Vi MIDAS/Civil, mô hình  dng 3D và đng
trong mt phng X-Z vy ta cn phi xoay mô hình
quanh trc X 1 góc 90
o
.
Sau khi thit lp đy đ các thông s ta đc mô
hình trong MIDAS/Civil  góc nhìn Iso nh sau: