TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MIDAS-CIVIL, ĐẠI HỌC GTVT

Draft

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ộGDộSDộG
MIDAS/Civil
ver. 20080522





Mikinđóngghópxâydngxingiv
Email:

Trântrngcmn!

TP. HChíMinh
Draft

i
MC LC
PHN I: MÔ HÌNH HÓA VÀ PHÂN TÍCH KT CU VI MIDAS/Ciộiỏ
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
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
Draft
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 73
2.8.6. Convert Meta Files to DXF Files 74
Phântíchktcu 75
3.1.1. Phân tích 75
3.1.2. X lý kt qu phân tích 78
3.1.3. Các kiu biu din kt qu 79
3.1.4. Xut kt qu đu ra 81
PHN II: MÔ HÌNH HÓA VÀ PHÂN TÍCH MT S KT CU IN
HÌNH 82

CHNG I: 82
PHN III: TÀI LIU THAM KHO 83

Draft
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. 20080522
1
P
P
H

H


N
N


I
I
:
:


M
M
Ô
Ô


H
H
Ì
Ì
N
N
H
H


H

H
Ó
Ó
A
A


V
V
À
À


P
P
H
H
Â
Â
N
N


T
T
Í
Í
C
C
H

H


K
K


T
T


C
C


U
U


V
V


I
I


M
M
I

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


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ố Ciộiỏ 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.
Draft
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 :




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.



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

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.



Works 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.
Draft
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. 20080522
3

Hình I-2: Thaốh ỗrốg ỗhái
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: Thaốh cẾốg c
1.2. Thit lp môi trng lƠm 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ỗ ỏp ỗhẾốg s h ỗhốg
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.
Draft
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 vƠ 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 hp hi thoi, ca s dng bng, file d liu MCT và
ca s mô hình trong MIDAS/Civil. 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 ỏiỘ
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Ộ ỗrềc ưiỏƯ d ỏiỘ MCT
Draft
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. 20080522
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:



 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‟



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.



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.




 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 (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
30sin30cos230sin335

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)
Draft
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:



Các toán t chp nhn c ch hoa ln ch thng



Vì các 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 ỗhiỗ ỏp hiố ỗh
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, cac 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 gm tt c các kiu hin th 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 vi tính nng Render View 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, thit k mt
cách chính xác thông qua các góc và đim nhìn.
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
Draft
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. 20080522
7
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.
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 đư 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
Draft
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ỗ/b kích hoỗ đi ỗốg
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.
Draft
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. 20080522
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:



Mô hình hóa hình hc



Mô hình hóa vt liu



Mô hình hóa mt ct



Mô hình hóa điu kin biên



Mô hình hóa ti trng



Mô hình hóa quá trình thi công



Ki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ỗ ỏp kiỘ kỗ cỘ
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. 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.
Draft
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

Hình I-10: H ỗhốg đố ộ
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:



H trc to đ tng th : GCS



H trc to đ phn t (EGS)



H trc to đ nút (NGS)



H trc 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 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).
2.1.3.2. HtađphntECSElementCoordinateSystem
Draft
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. 20080522

11
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 ỗa đ phố ỗ
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.



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

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)



Trc y : 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ộCSộode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.




Gi cng (Supports)



Gi đàn hi (Spring supports)



Chuyn v 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 nh sau:
2.1.3.4. Htađtđnhnghĩa(UCS : User coordinate system)
 thun tiên 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 :



To đ gc ca UCS (Origin)



Phng, chiu ca các trc.
Trình t khai báo h ta đ t đnh ngha:
Chn menu Model > User Coordinate System > X-Y plane
Draft

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

Hình I-13: ốh ốgha h ỗa đ ốgi dỂốg 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: ốh ốgha h ỗa đ ốgi dỂốg ThrƯƯ Poiốỗs
H to đ này đc đinh ngha t ba thông s là



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

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



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.
Draft
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. 20080522
13
5. Three - angle (Ba góc)

Hình I-15: ốh ốgha h ỗa đ ốgi dỂốg ThrƯƯ AốgỏƯs
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 :



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)



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

Quay tip h to đ thu đc quay trc song song vi Y mt góc đnh trc.



Quay ti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 mình 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 ỗ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



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




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

ng biên ca li. (có dng hình ch nht trong h to đ 2 chiu X-Y)
Draft
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: ốh ốgha ỏi điỐ
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: ốh ốgha ỏi đốg ỗhốg
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: ThêỐ ỏi đốg ỗhốg
Draft
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. 20080522
15
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.
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 NodesXóa 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 đư 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.
Draft
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 ốềỗ
Có th đt v trí nút bng 3 cách:



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

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

Apply.



Nhn vào icon
nm bên phi dòng Create Node
đ nhp ví trí nút qua bng nút
(Node Table).




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ỗ ỏp s hiỘ ốềỗ
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 đư dùng cng thêm 1
User- Defined Number : T đt s nút.



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

Times of Copy : s ln copy nút



Distances (dx, dy, dz) : Khong cách gia các
nút to thành theo phng x,y,z.



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.



Intersect 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 hai 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.

Hình I-22: Chn nút
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.
2.1.5.3. Xóa nút - Delete node
Nhn phím Delete đ xóa nhng nút đư chn.
2.1.5.4. Dchchuynnút- Translate node
Draft

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. 20080522
17
Cho phép dch chuyn hoc copy mt nút đư có ti mt v trí mi.
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:



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

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:



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

Unequal 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 l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ốg ốềỗ
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.
Draft
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. Menu các
thông s vt liu và mt ct không cn thit phi truy xut tách bit. Bng cách nhn chut vào
phn bên phi ca danh sách các thuc tính vt liu và mt ct trong thanh hi thoi ca phn
t, các thuc tính liên quan có th đc thêm hoc hiu chnh. Nu cn thit, các s hiu vt
liu và mt ct mi có th đc gán cho các phn t trong lúc phát sinh.
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 đư 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 đư 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 đư 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 đư 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
Draft
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. 20080522
19
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.
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ố ỗ

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:



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.




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

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.



Dùng chut chn 2 nút đ to phn t.




Dùng chu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:



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.



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.



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.
Draft
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: EớỗrỘdƯ phố ỗ

Có 2 cách tnh tin:



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.




Unequal 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.

Trong 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l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ốg phố ỗ
Draft
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. 20080522
21
Bng phn t lu gi các thông s v:



Element: S hiu phn t



Type và Sub Type: Dng phn t



Material : Vt liu ca phn t



Property: Mt ct.



Angle: Góc đnh hng mt ct



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

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

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

Tension: Lc cng



Lu:  dài 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ố ộ ỐẾ hìốh ỗroốg AỘỗoCAD
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…

Draft
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 ưiỏƯ d ỏiỘ DXF

Hình I-30: Thiỗ ỏp ốhp d ỏiỘ 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: