Hướng dẫn sử dụng phần mềm phân tích kết cấu cầu bằng Midas civil

Hng dn s dng Midas/Civil trong mụ hỡnh hoỏ cu
Ngụ Vn Minh V Ngc Anh 1


1.Xõy dng s tớnh ca kt cu 3
1. Xõy dng s tớnh ca kt cu 4
1.1 La chn n v tớnh 4
1.1.1 Tng quan 4
1.1.2 Vớ d : 4
1.1.3 Cỏc cỏch la chn n v trong Midas/Civil 4
1.2 Mụ hỡnh hoỏ hỡnh hc 5
1.2.1 La chn h to 6
1.2.1.1 H trc to tng th (GCS :Global coordinate system) 6
1.2.1.2 H trc to phn t (ECS :Element Coordinate System) 7
1.2.1.3 H to ti nỳt (NCS : Node coordinate system) 8
1.2.1.4 H to t nh ngha (UCS : User coordinate system) 8
1.2.2 Xõy dng h thng li (Grid) trong Midas/Civil 14
1.2.2.1 H thng li im (Point Grid) 14
1.2.2.2 H thng li dng ng thng (Line Grid) 16
1.2.3 Mụ hỡnh hoỏ nỳt (Node modeling) 16
1.2.3.1 To nỳt : Create node 17
1.2.3.2 Cỏc chc nng iu chnh vic mụ hỡnh hoỏ nỳt khỏc 20
1.2.3.3 Qun lý h thng nỳt bng bng nỳt (Nodes table) 23
1.2.4 Mụ hỡnh hoỏ phn t (Elements) 24
1.2.4.1 Cỏc loi phn t c h tr bi Midas 24
1.2.4.2 Cỏc lnh mụ hỡnh phn t 29
1.2.4.3 Bng qun lý phn t (Elements Table). 32
Bng qun lý phn t lu gi cỏc thụng s v 32
1.3 Khai bỏo v vt liu 33
1.3.1 Trình tự mô hình đặc trng vật liệu 33
1.3.2 Trình tự gán vật liệu cho các phần tử 36

1.3.3 Trình tự khai báo đặc trng vật liệu thay đổi theo thời gian: 37
1.3.3.1 Định nghĩa thông số vật liệu về co ngót và từ biến 37
1.3.3.2 Định nghĩa hàm số của mô đun đàn hồi của bê tông 38
1.3.3.3 Gán đặc trng vật liệu thay đổi theo thời gian cho các vật liệu đ đợc định
nghĩa trứơc đó: 39
1.4 Khai bỏo v mt ct 40
1.4.1 Nhp, qun lý c trng mt ct cho cỏc phn t dng ng thng (Section)
40
1.4.1.1 Gi chc nng nhp c trng mt ct 40
1.4.1.2 Cỏc dng mt ct c Midas/Civil h tr 41
1.4.2 Section Stiffness Scale : 51
1.4.3 Thay i mt ct theo nhúm phn t (Tapered Section Group) 51
1.5 Khai bỏo v iu kin biờn 53
1.5.1 Beam End Release 53
1.5.2 Rigid Link 56
1.5.3 Node Local Axis: 58
2 Mụ hỡnh hoỏ cỏc tỏc ng lờn kt cu (vi kt cu cu) 61
2.1 Mụ hỡnh hoỏ cỏc giai on thi cụng 61
2.2 Trình tự mô hình các giai đoạn thi công của một kết cấu tổng quát: 62
2.3 Mô hình các giai đoạn thi công cho một cầu đúc hẫng cụ thể 62
2.3.1 Phân chia các giai đoạn thi công. 62
2.3.2 Mô hình hoá nhóm kết cấu 63
Hng dn s dng Midas/Civil trong mụ hỡnh hoỏ cu
Ngụ Vn Minh V Ngc Anh 2

2.3.2.1 Định nghĩa nhóm kết cấu: 63
2.3.2.2 Định nghĩa nhóm điều kiện biên: 66
2.3.2.3 Định nghĩa nhóm tải trọng: 67
2.3.2.4 Định nghĩa các giai đoạn thi công 68
2.3.3 Khai báo các trờng hợp tải trọng 77

2.3.4 Gán tải trọng thi công 78
2.3.4.1 Nhập trọng lợng bản thân: 78
2.3.5 Nhập tải trọng xe đúc 79
2.3.6 Nhập tải trọng bê tông ớt 81
2.3.7 Nhập tải trọng dự ứng lực: 85
2.3.7.1 Khai báo đặc trng cáp dự ứng lực 85
2.3.7.2 Khai báo đờng bố trí cáp 87
2.3.7.3 Gán tải trọng dự ứng lực 91
2.4 Mụ hỡnh hoỏ hot ti 92
2.4.1 Trình tự khai báo hoạt tải 92
2.4.1.1 Chọn tiêu chuẩn hoạt tải. 92
2.4.1.2 Khai báo làn xe 93
2.4.1.3 Định nghĩa tải trọng xe 96
2.4.1.4 Định nghĩa nhóm xe 99
2.4.1.5 Định nghĩa trờng hợp tải trọng hoạt tải: 100
2.5 Mụ hỡnh hoỏ tnh ti phn 2 103
3 T hp ti trng 105
4 t yờu cu tớnh toỏn, chy chng trỡnh 106
5 Qun lý kt qu thu c 106
5.1 Kiểm tra các thông số đầu vào: 106
5.1.1 Chức năng Display 106
5.1.2 Chức năng Display Option 107
5.2 Xem kết quả nội lực từng giai đoạn thi công 108
5.3 Xut kt qu ni lc do hot ti 111
5.3.1 Kt qu ng nh hng ti mt mt ct bt k 111
5.4 Xut kt qu ni lc do hot ti 112
5.4.1 Kt qu mụmen ln nht do hot ti gõy ra ti mt mt ct nh sau: 112
5.4.2 Kt qa lc ct nh nht ti mt mt ct di tỏc dng ca HL 93M: 113
5.5 Một số phơng pháp xuất file kết quả dới dạng text hoặc hình vẽ (Bằng các lệnh
Export, Print ) 113

Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 3

Sơ đồ chung phân tích nội lực cầu bằng Midas/Civil
Tuỳ thuộc vào quy định trong
TC thiết kế sử dụng mà tiến
hành tổ hợp các tải trọng.
Với 22TCN272-05 thì xét các
tổ hợp sau:
Tổ hợp tải trọng cường
độ 1
Tổ hợp tải trọng cường
độ 2
Tổ hợp tải trọng cường
độ 3
Tổ hợp tải trọng cho
TTGH II
Tổ hợp tải trọng cho
trạng thái giới hạn III
Chuẩn bị các dự
liệu cần thiết
của bài toán
Mô hình hoá
kết cấu
Mô hình hoá
tải trọng
Tổ hợp tải
trọng
Thiết lập thông số cho

quá trình giải bài toán
Chạy chương trình,
phân tích, đánh giá
kết quả
Bắt đầu
Kết thúc
Sơ đồ tính
Vật liệu
Điều kiện biên
Tải trọng tác dụng
Các tải trọng và tổ hợp tải trọn
Nhóm kết cấu, nhóm điều kiện
biên và nhóm tải trọng
Các giai đoạn thi công
Mô hình hoá
nút
Mô hình hoá
phần tử
Mô hình hoá
điều kiện biên
Mô hình hoá
vật liêu
Mô hình hoá
mặt cắt
Mô hình các
giai đoạn thi
công
Tải trọng tĩnh
-Khai báo tải trọng tĩnh
-Khai báo các nhóm tải trọng tĩnh

(trong các giai đoạn thi công)
-Gán tải trọng tĩnh lên kết cấu
-Gán tải trọng tĩnh lên các giai đoạn thi
công
Tải trọng di động (hoạt tải)
-Khai báo làn xe
-Khai báo loại tải trọng
-Khai báo trường hợp xe
Tải trọng động
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 4

1. Xây dựng sơ đồ tính của kết cấu
1.1 Lựa chọn đơn vị tính
1.1.1 Tổng quan
Midas Civil cung cấp đơn vị tính cho hai yếu tố [thứ nguyên] cơ bản của bài toán phân tích
kết cấu là
a. [ chiều dài ] : m, cm, mm, ft (feet), in (inch)
b. [ Lực ] : N, kN, kgf, tonf, lbf, kips
Ứng với các đơn vị khối lượng là kg, tấn (ton), kg, tấn (ton), lb, kips/g.
Tất cả các yếu tố khác chiếu dài và lực sẽ có đơn vị tính là tổ hợp của hai thứ nguyên cơ bản
trên.
1.1.2 Ví dụ :
Ứng suất : [Lực ]×[chiều dài]
-2
:
2
mm
N
,

2
ft
tonf

Mô men quán tính (I) : [chiều dài]
4
: m
4
, mm
4
, ft
4

Các cách mô hình đơn vị tính trong Midas Civil:
1.1.3 Các cách lựa chọn đơn vị trong Midas/Civil
Cách 1 :
Chọn : Tool -> Unit System -> Xuất hiện bảng sau :

Cột “Length” : dùng chọn đơn vị chiều dài
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 5

Cột “Force(Mass)” : dùng chọn đơn vị lực
Đánh dầu vào “Set/Change Default Unit System” để mặc định sử dụng các đơn vị đã chọn
cho toàn bộ quá trình mô hình hoá kết cấu và tải trọng.
Chọn xong
 Nhấn “OK” để lưu kết quả chọn và trở về màn hình chung
 Nhấn “Cancel” để huỷ quá trình chọn và trở về màn hình chung
Cách 2 :
Ta cũng có thể trực tiếp chọn đơn vị tính trên màn hình như sau:

Quan sát trên thanh Status ở góc phải, phía dưới màn hình chính. Ta thấy có hai ô hiển thị
các đơn vị hiện hành (trên hình là kN và m). Ta có thể thay đổi đơn vị trực tiếp trên màn
hình bằng cách chọn vào nút thả (option buton) : . Ta được bản cuộn lên như sau :

Tiến hành di chuột đến đơn vị mong muốn rồi click trái chuột để chọn.
Chú ý : Ta hoàn toàn có thể thay đổi đơn vị trong quá trình mô hình hoá mà không làm ảnh
hưởng đến kết quả.tính.
1.2 Mô hình hoá hình học
Lựa chọn hệ toạ độ -> Tạo lưới mô hình -> Mô hình các nút -> mô hình các phần tử.
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 6

1.2.1 Lựa chọn hệ toạ độ
Để phục vụ quá trình mô hình hoá kết cấu, Midas Civil cung cấp 4 loại hệ trục toạ độ cơ bản
sau đây:
a. Hệ trục toạ độ tổng thể : GCS
b. Hệ trục toạ độ phần tử (EGS)
c. Hệ trục toạ độ nút (NGS)
d. Hệ trục toạ độ tự định nghĩa (UCS)
1.2.1.1 Hệ trục toạ độ tổng thể (GCS :Global coordinate system)
GCS là một hệ trục toạ độ Đề Các vuông góc bao gồm 3 trục X,Y,Z đôi một vuông
góc với nhau, có chiều tuân theo quy tắc bàn tay phải. Các trục ký hiệu bằng ba chữ
in hoa : X,Y,Z. Điểm gốc được mặc định có toạ độ (0,0,0).
Chiều của GCS hiển thị trên màn hình ở góc phải, phía dưới :

Vị trí điểm gốc (0,0,0) được đánh dấu trên màn hình :

Trong màn hình chính của Midas Civil, trục Z của GCS mặc định trùng với trục
thẳng đứng của màn hình, do vậy trong quá trình mô hình hoá, nên quy ước trục

thẳng đứng của kết cấu trùng với trục Z của hệ toạ độ tổng thể.
Mỗi điểm trên màn hình Midas đều tương ứng với một toạ độ nhất định trong hệ toạ
độ tổng thể, các giá trị (X,Y,Z) này được hiển thị ở thanh Status Bar

Theo hình trên, điểm hiện tại (vị trí chuột hiện tại) có toạ độ trong hệ toạ độ tổng thể
là X = -1.83 m, Y=-5.49 m, Z = 0 m.
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 7

GCS được dùng để mô hình hoá kết cấu (vị trí nút (X,Y,Z) vị trí và, chiều của phần
tử) và tải trọng ( điểm đặt và chiều của tải trọng ).
GCS cũng được dùng làm mốc để định nghĩa và xác định các hệ toạ độ khác (UCS,
ECS, NCS).
1.2.1.2 Hệ trục toạ độ phần tử (ECS :Element Coordinate System)
Hệ trục toạ độ phần tử (ECS) cũng có dạng 3 trục đôi một vuông góc (hệ toạ độ Đề
Các). Chiều dương của các trục được xác định theo quy tắc tam diện thuận (quy tắc
bàn tay phải). Các trục của hệ toạ độ này được kí hiệu bởi các chữ cái thường :
(x,y,z).

Chiều các trục được quy định như sau :
Trục x : dọc theo phân tử, có chiều trùng với chiều của phần tử.
Trục z : vuông góc với x, có chiều tạo với Z của GCS một góc nhọn, thường
là trục “yếu” của mặt cắt (mômen quán tính của mặt cắt quay trục z thường
nhỏ hơn mômen quán tính quanh trục y)
Trục y : xác định từ x, y theo quy tắc tam diện thuận.
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 8


Gốc của ECS lấy ở điểm giữa phần tử.

ECS được dùng để hiển thị các kết quả, dữ liệu liên quan đến phần tử như nội lực
trong phần tử, ứng suất
Ví dụ : Tính ra được nội lực dọc trục trong phần tử thứ k là – 9kN, ta biết rằng nội
lực dọc đó có phương trùng với phương x, chiều ngược chiều x và có giá trị bằng
9kN.
1.2.1.3 Hệ toạ độ tại nút (NCS : Node coordinate system)
Trong đồ giải bài toán kết cấu bằng phương pháp phần tử hữu hạn (lấy chuyển vị nút
làm ẩn), ta chỉ cần sử dụng hệ toạ độ địa phương đặt tại phần tử và hệ toạ độ tổng thể
của kết cấu để tính toán. Như vậy, việc xuất hiện hệ toạ độ nút (NCS) thực chất là để
thuận tiên cho việc mô hình hoá điều kiện biên tại nút và tải trọng, chuyển vị đặt tại
nút.
NCS cũng là một hệ toạ độ Đề Các vuông góc, kí hiệu (x,y,z). Gốc đặt tại nút.
NCS được dùng để mô hình các điều kiện biên và chuyển vị gối như sau:
o Gối cứng (Supports)
o Gối đàn hồi (Spring supports)
o Chuyển vị gối (Displacements of support)
1.2.1.4 Hệ toạ độ tự định nghĩa (UCS : User coordinate system)
Để thuận tiên cho việc mô hình hoá kết cấu ở những vị trí đặc biệt hoặc phần kết
cấu có dạng đặc biệt (ví dụ mô hình các phần tử thuộc cùng một mặt phẳng trong kết
cấu tổng thể là kết cấu không gian), ta có thể tự định nghĩa lấy hệ toạ độ cho phù hợp
rồi từ đó mô hình kết cấu, tải trọng.
UCS được thiết lập từ là mốc là GCS, UCS cũng là một hệ toạ độ Đề Các vuông góc.
Khi định nghĩa UCS, nói chung các yếu tố cần khai báo là :
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 9

Toạ độ gốc của UCS (Origin)
Phương, chiều của các trục.
Midas/Civil cung cấp 8 kiểu khai báo UCS như sau:
1. X-Y plane : Hệ toạ độ phẳng (x,y) trong mặt phẳng X-Y của GCS.

Trình tự khai báo :
Bước 1 : Gọi X-Y plane UCS.
Cách 1 : Model –> User Coordinate System –> X-Y plane

Cách 2 : Trên màn hình chính nhấn chuột phải, chọn User Coordinate
System –> X-Y plane
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 10


Cách 3 : Tại cửa sổ Tree-menu ở bên trái màn hình, chọn Menu –>
Geometry-> User Coordinate System – >X-Y plane

Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 11

Bước 2 : Nhập các thông số về X-Y plane UCS

Tại dòng “Coordinate – Origin” nhập toạ độ gốc của UCS trên hệ toạ độ
tổng thể.
Tại dòng “Rotation Angle – Angle” nhập góc nghiêng (có dấu) tạo bởi chiều
dương của trục x trong X-Y plane UCS với chiều dương của trục X của hệ
toạ độ tổng thể.
Ví dụ như trong bảng nhập trên, gốc của hệ toạ độ tự định nghĩa (USC) sẽ có
toạ độ X = 3m, Y = 1m, Z = 4m trong hệ toạ độ GCS, đồng thời, chiều dương
của trục x của UCS nghiêng một góc bằng +45
0
so với chiều dương của trục
X trong hệ toạ độ tổng thể
2. X-Z plane UCS : Hệ toạ độ phẳng (x,y) trong mặt phẳng X-Z của hệ toạ độ

tổng thể.
Cách gọi và nhập dữ liệu hoàn toàn giống với X-Y plane UCS.
3. Y-Z plane UCS : Hệ toạ độ phẳng (x,y) trong mặt phẳng Y-Z của hệ toạ độ
tổng thể.
Trình tự khai báo hoàn toán giống với X-Y plane UCS.
4. Three – point USC : Hệ toạ độ không gian (x,y,z) được định nghĩa bởi ba
điểm.
Hệ toạ độ này được đinh nghĩa từ ba thông số là
a. Vị trí gốc toạ độ trong hệ toạ độ tổng thể.
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 12

b. Toạ độ của một điểm thuộc trục x của hệ toạ độ này trên hệ toạ độ
tổng thể
c. Toạ độ của một điểm thuộc mặt phẳng x-y của hệ toạ độ này trên hệ
toạ độ tổng thể.
Các thông số trên được nhập qua bảng sau :

Tại dòng Coordinate – Origin : nhập vị trí của gốc hệ toạ độ địa phương
trong hệ toạ độ tổng thể (ví dụ (X,Y,Z) = (-3.05,-6.1,0)m)
Tại dòng Pt. on x-Axis : nhập toạ độ của một điểm thuộc trục x của hệ toạ độ
địa phương trong hệ toạ độ tổng thể ( ví dụ X =1 m, Y=0 m, Z =0 m)
Tại dòng Pt.on x-y : Nhập toạ độ của một điểm thuộc mặt phẳng x-y của hệ
toạ địa phương trong hệ toạ độ tổng thể ( Ví dụ X =0 m, Y = 1 m, Z =0 m)
5. Three – angle (Ba góc)
Dạng Three - angle UCS là một hệ toạ độ Đề các 3 chiều trong không gian
(x,y,z), được dựng lên từ hệ toạ độ tổng thể thông qua các phép biến hình lần
lượt như sau :
a. Tịnh tiến gốc của GCS về vị trí mới ( sẽ là vị trí gốc của UCS sau
này)

b. Quay hệ toạ độ đã tịnh tiến quanh trục song song với X một góc định
trước
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 13

c. Quay tiếp hệ toạ độ thu được quay trục song song với Y một góc định
trước
d. Quay tiếp hệ toạ độ thu được quay trục song song với Z một góc định
trước
Các bước đó được thể hiện qua bảng trong Midas/Civil như sau :

Trong hình, gốc của hệ toạ độ mới có toạ độ (X,Y,Z) bằng (5,-3,-7) m trong
hệ toạ độ hệ toạ độ tổng thể. Góc quay quay trục X là 45
0
, quay trục Y là 10
0
,
quay trục Z là 25
0
.
6. Named Plane
7. USC by USC
8. Named UCS
Chú ý : Ta có thể định nghĩa nhiều UCS để tiện mô hình hoá, nhưng trong quá trình
mô hình hoá phải luôn nhớ mình đang mô hình trong hệ toạ độ nào.
Toạ độ của điểm hiện hành trong UCS được ghi ở thanh Status bar phía dưới màn
hình.

Chuyển đổi giữa GCS và UCS :
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu

Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 14

Trong quá trình mô hình hoá có lúc ta sử dụng GCS, có lúc lại dùng UCS. Để chọn
một trong hai dạng hệ trục toạ độ này ta click và các biểu tượng: UCS icon và
GCS icon trên thanh UCS/GSC bar:


1.2.2 Xây dựng hệ thống lưới (Grid) trong Midas/Civil
Midas civil cũng cấp hai dạng hệ thống lưới để tiện cho việc mô hình kết cấu bằng cách vẽ
trực tiếp trên màn hình chính, đó là Hệ thống lưới dạng điểm và hệ thống lưới dạng đường
thằng. Chức năng này tương đối giống với chức năng Grids trong Auto Cad, tiện cho việc
mô hình các bài toán đơn giản.
1.2.2.1 Hệ thống lưới điểm (Point Grid)
Hệ thống lưới dạng điểm có thể áp dụng trong hệ toạ độ tổng thể cũng như trong hệ trục toạ
độ tự định nghĩa. Hệ thống lưới này được xây dưng từ 3 tham số là
a. Khoảng cách giữa các điểm thuộc lưới theo phương X (x).
b. Khoảng cách giữa các điểm thuộc lưới theo phương Y (y).
c. Đường biên của lưới. (có dạng hình chữ nhật trong hệ toạ độ 2 chiều X-Y)
Các cách khai báo hệ thống lưới điểm trong Midas/Civil như sau :
Bước 1 : Gọi bảng khai báo :
Cách 1: Model -> Grids -> Define Point Grid.
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 15


Cách 2 : Chọn bằng cách click vào biểu tượng Define Point Grid trên thanh Grid and
Snap bar trên màn hình:

Bước 2 : Khai báo

Tại phần Grid Spaces (dx,dy), ta khai báo khoảng cách giữa các điểm thuộc hệ thống lưới
theo phưong x và phương y.
Tai phần Model Boundary ta khai báo biên của hệ thống lưới theo thứ tự (x1,y1,x2,y2) với
(x1,y1) là toạ độ điểm đầu của biên hình chữ nhật, (x2,y2) là điểm cuối của biên hình chữ
nhật).
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 16

Trong hình trên ta khai báo khoảng cách giữa các điểm liền nhau theo phương x là 0.5 m,
khoảng cách giữa các điểm liền nhau theo phương y là 0.5 m. Lưới được xây dựng nằm
trong một biên bao hình chữ nhật có toạ độ điểm đấu là (0,0), điểm cuối là (10,10) m.
Khai báo xong nhấn “OK” để lưu.
1.2.2.2 Hệ thống lưới dạng đường thẳng (Line Grid)
Để khai báo hệ thống lưới dạng đường thẳng, ta cũng có thể làm theo hai cách
cách 1 : Click trục tiếp vào Define Line Grid icon trên thanh Grid bar

cách 2 : Chọn Model ->Grid ->Define Line Grid

Khi khai báo Line Grid, ta phải tiến hành khai báo từng nhóm đường thẳng một theo
phương x và phương y. Line Grid cho phép khoảng cách giữa các đường trong lưới được
linh động hơn Point Grid, tuy nhiên, khai báo cũng tốn công hơn.
1.2.3 Mô hình hoá nút (Node modeling)
Khái niệm cơ bán về nút đã được trình bày ở phần trên
Dưới đây chỉ trình bày các cách khai báo nút
Các thuộc tính trong mô hình hoá nút
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 17

 Tạo nút : Create node
 Xoá nút : Delete node

 Dịch chuyển nút : Translate node
 Quay nút : Rotate node
 Devide : Phân tách nút
 Merge : Đồng nhất nút
 Mirror : tạo nút đối xứng
 Scale : phóng to hệ thống nút
 Compact node number :
 renumbering : đánh số lại nút
 Start number : chọn nút bắt đầu
1.2.3.1 Tạo nút : Create node
a. Gọi chức năng tạo nút bằng một trong các cách sau:
 Chọn : Model -> Nodes -> Create Nodes
 Nhấn tổ hợp phím : Crl + Alt + 1
 Ở màn hình chính nhấn chuột phải, chọn Create Node trong bảng hiện ra.
b. Sau khi gọi, chức năng tạo nút xuất hiện ở bên trái màn hình như sau :

Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 18

Dòng “Create Node” thể hiện chức năng hiện hành của chương trình là tạo nút, từ
đây, ta có thể đặt vị trí nút bằng 3 cách
 Nhấn chuột trực tiếp lên vị trí cần đặt nút trên màn hình
 Gõ toạ độ của nút cần đặt vào menu Coordinates (x,y,z) rồi nhần Enter
 Nhấn vào icon nằm bên phải dòng Create Node để nhập ví trí nút thông
qua bảng nút (Node Table).
Bảng Entry của menu tạo nút còn cung cấp những chức năng hỗ trợ việc tạo nút như
 Start Node Number : Số thự tự của nút được tạo, Midas mặc định cho nút mới
tạo thành có số thứ tự bằng số thứ tự của nút có số thứ tự lớn nhất trước đó công
thêm với 1. Để thay đổi mặc định này, ta có thể quy định cách đánh số thứ tự
nút khác bằng cách nhấn vào icon bên phải dòng Start Node Number :

Trên bảng Node Numbering, ta lựa chọn 1 trong 3 giải pháp đánh số thứ tự nút
là :
Smallest Unused Number : Dùng số thứ tự bé nhất chưa dùng
Largest Used Number +1: Dùng số thứ tự lớn nhất đã dùng công thêm 1
User- Defined Number : Tự đặt số nút.
Chọn xong nhấn “OK” để lưu lại kết quả chọn và thoát, nhấn “Cancel” để thoát
mà không lưu lại kết quả chọn.

Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 19

 Copy : Cho phép đồng thời tạo nhiều nút cách nhau những khoảng định trước
Times of Copy : số lần copy nút
Distances (dx, dy, dz) : Khoảng cách giữa các nút tạo thành theo phương
x,y,z.
 Merge Duplicate Nodes
Chức năng cho phép tự động đồng nhất các nút cạnh nhau trong một khoảng đủ
bé nào đó thành một nút. Midas mặc định khoảng đủ bé đó bằng 0.000914 m.
Để thay đổi khoảng cách này ta nhấn vào icon bên phải chức năng Merge
Duplicate Nodes :

Tiến hành nhập giá trị khoảng cách mong muốn rồi nhấn “OK” để lưu lại và
thoát ra ngoài.

 Intersect Frame Elements
Chức năng cho phép tự động phần chia các đường thẳng đang có ( ví dầm,
thanh dàn ) thành 2 phần mới tại vị trí đặt nút.
c. Ví dụ về tạo nút thông qua bảng Entry :

Ta nhập các giá trị trong bảng Entry như sau :
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 20


Sau khi chọn “Apply”, kết quả tạo nút trên màn hình như sau:


Như vây, ta thấy, bên cạnh nút 1được tạo thành có toạ độ (-2,4,0), chức năng Copy đã
tự động tạo thêm 5 nút từ 2 đến 6, theo đó, nút 2 cách nút 1 theo phương x một khoảng
bằng 1 m, theo phương y một khoảng băng 0 m, theo phương z một khoảng băng 0 m,
nút 3 cách nút 2 tương tự
1.2.3.2 Các chức năng điểu chỉnh việc mô hình hoá nút khác
1.2.3.2.1 Chọn nút hiện hành
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 21

Trước khi tiến hành việc điều chỉnh một hai nhiều nút nào đó, ta phải tiến hành chọn nút
hiện hành. Có 2 cách làm sau :
Cách 1 : Nhấn vào icon Select Single trên thanh công cụ Selection, sau đó nhấn
chuột trái chọn các nút cần điều chỉnh trực tiếp trên màn hình. Chú ý rằng công cụ Select
Single cho phép chọn cả nút và phần tử, do đó, nếu chọn Nút riêng thì nên chọn theo cách
thứ 2.
Cách 2 : chọn nút thông qua số thứ tự của nút.
Ta gõ trực tiếp số thứ tự các nút cần chọn lên dòng nhắc trắng bên trái icon Select node
của thanh công cụ Selection :

Như ở hình trên, nút số 1 và các nút từ 3 đến 5 được lựa chọn.
1.2.3.2.2 Xoá nút : Delete node
Sau khi tiến hành lựa chọn các nút cần xoá bằng các cách chọn nút hiện hành như trên, ta

nhấn phím Delete trên bàn phím để xoá những nút đã chọn.
1.2.3.2.3 Dịch chuyển nút : Translate node
Translate node là chức năng cho phép dịch chuyển hoặc copy một nút đã có tới một vị trí
mới.
Để gọi chức năng Translate node ta dung một trong các cách sau :
 Nhấn tổ hợp phím Alt + Crtl + 3
 Trên màn hình chính nhấn chuột phải, chọn Nodes -> Translate
 Model -> Nodes -> Translate Node
Bảng Translate Node hiện ra ở bên trái màn hình như sau :
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 22


Trong bảng, các option về Start Node Number, Merge Duplicate Nodes, Copy Node
Attributes, Intersect Frame Element có chức năng và cách nhập thông tin giống như đã
nói trong chức năng Create Node.
Option Mode cung cấp 2 lựa chọn là
 Copy : tạo nút mới ở một vị trí được quy chiếu về nút hiện hành (giữ nguyên nút
hiện hành)
 Move : Di chuyển nút hiện hành đến vị trí mới.

Option Translation đòi hỏi nhập vào khoảng cách từ vị trí nút hiện hành đến vị trí nút mới,
có thể lựa chọn Equal Distance (khoảng cách giữa các nút được tạo thành là không đổi)
hoặc Unequal Distance (khoảng cách giữa các nút mới tạo thành không bằng nhau)
1.2.3.2.4 Quay nút : Rotate node
1.2.3.2.5 Devide : Phân tách nút
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 23

1.2.3.2.6 Merge : Đồng nhất nút

1.2.3.2.7 Mirror : tạo nút đối xứng
1.2.3.2.8 Scale : phóng to (thu nhỏ) hệ thống nút
Cho phép phóng to (thu nhỏ) hệ thống nút theo các phương x,y, z với một tỷ lệ định trước,
gốc phóng là điểm tuỳ chọn.
1.2.3.2.9 Compact node number :
1.2.3.2.10 Renambering : Đánh số lại nút
Chức năng cho phép đánh lại số thứ tự của nút theo khoảng cách đến điểm gốc theo các
phương x, y, z (Cartesian Coordinate) hoặc theo khoảng cách tuyệt đối từ nút đến gốc toạ độ
(Cylindarical Coordinate).
1.2.3.3 Quản lý hệ thống nút bằng bảng nút (Nodes table)
Các thông số về hệ thống nút được thể hiện trực quan trên màn hình chính, bên canh đó,
cũng được thể hiện qua một bảng ghi số thứ tư, toạ độ của các nút.
Để xem bảng nút ta làm theo một trong số các cách sau :
 Nhấn tổ hợp phím “Alt + Crtl + N”
 Trên màn hình chính nhấn chuột phải, chọn Nodes -> Nodes Table
 Model -> Nodes -> Nodes Table
Bảng hệ thống nút có dạng :

Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 24

Bảng hiển thị 4 thông số : Số thứ tự của nút ( Node) , toạ độ của nút theo 3 phương x,y,z.
Trong đó, toạ độ của nút theo 3 phương có thể được sửa chữa trực tiếp trong bảng nút.
1.2.4 Mô hình hoá phần tử (Elements)
1.2.4.1 Các loại phần tử được hỗ trợ bởi Midas
Midas Civil hỗ trợ 9 loại phần tử thường dùng. Dưới đây tiến hành phân tích từng loại phần
tử.
a. Truss (phần tử giàn)
Định nghĩa
Truss là phần tử thẳng, nối 2 nút, phần tử truss chỉ chịu kéo nén dọc trục, không chịu

uốn, cắt.

Các thông số của phần tử truss cần khai báo bao gồm
 Vật liệu (Material)
 Mặt cắt (Section)
 Nút ở hai đầu phần tử (Nodal conectivity)
 hướng của mặt cắt (hay hướng của hệ trục toạ độ phần tử)
(Orientation)
Chú ý : Khi khai báo vật liệu và mặt cắt phải khai báo đủ số liệu để có
thể tính ra được độ cứng chống kéo, nén của phần tử (E và A)
Áp dụng
Dùng mô hình các thanh trong hệ giàn và các thanh chỉ chịu kéo, uốn khác.
b. Tension-Only (Truss/Hook/Cable) ( Phần tử chỉ chịu néo: Dàn / Móc/ Cáp)
Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil trong mô hình hoá cầu
Ngô Văn Minh – Vũ Ngọc Anh 25

Định nghĩa
Là loại phần tử nối 2 nút, chỉ có khả năng chịu kéo, không chịu nén, uốn, cắt, xoắn.
Phân loại
 Truss (Phần tử dàn chịu kéo)

Khi nhập các đặc trưng của phần tử dàn chỉ chịu kéo, ngoài các thông số về
vật liệu, mặt cắt, 2 nút 2 đầu và hướng mặt cắt, ta còn phải nhập thêm giá trị
lực nén cho phép (Allow.Comp.)
 Hook (Phần tử móc)

Đối với phần tử dạng Tension only – Hook (phần tử móc), ngoài những đặc
trưng về vật liệu, mặt cắt, 2 nút 2 đầu và hướng mặt cắt, ta phải nhập thêm
chiều dài đoạn dãn tự do của phần tử (hook)
 Cable (Phần tử cáp)