Hướng dẫn sử dụng Midas/Civil
trong mô hình hóa cầu
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

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

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

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

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

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.

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:
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

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

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