Phần I: Dự án 2_1 - Hệ dầm liên tục

1. Mục đích của dự án
     Tạo các phần tử trong hệ dầm liên tục.
     Mô tả dầm với các gối đàn hồi trong.
     Khai báo một số tải trọng cơ bản trên dầm trong.
     Hiển thị kết quả phân tích dưới dạng bảng trong.
2. Số liệu và yêu cầu dự án
2.1. Số liệu
2.1.1. Sơ đồ kết cấu
    (Đơn vị trong bản vẽ tính theo m)

  

     Độ cứng đàn hồi chống chuyển vị dọc theo các trục tọa độ của 2 gối C, D: 3.103 (kN/m)
     Độ cứng đàn hồi chống chuyển vị quay xung quanh các trục tọa độ của 2 gối C, D: 3.103 (kN.m/rad)
2.1.2. Vật liệu:
     Vật liệu 1 áp dụng cho các thanh AB, BC, DE, EF với các thông số sau:
     E = 2,51.107 (kN/m2); µ = 0,2; α = 9.10-6 (1/oC); = 23,56 (kN/m3).
     Vật liệu 2 áp dụng cho thanh CD với các thông số sau:
     E = 1,85.108 (kN/m2); µ = 0,28; α = 1,2.10-5 (1/oC); = 78 (kN/m3).
2.1.3. Mặt cắt:
     Mặt cắt 1 áp dụng cho các thanh AB, BC, DE, EF: mặt cắt dạng chữ nhật đặc với kích thước B × H =
    60 cm × 30 cm
.
     Mặt cắt 2 áp dụng cho thanh CD: mặt cắt dạng hộp rỗng chữ nhật với kích thước B × H × d = 10 cm ×
    20 cm × 2 cm
.
2.1.4. Tải trọng:
     Tải trọng bản thân (TH1).
     Các tải trọng phân bố (TH2): q1 = 10 (kN/m); q2 = 15 (kN/m); q3 = 20 (kN/m)
     Tổ hợp tải trọng (CB): CB = TH1 + TH2

2.2. Yêu cầu thực hiện:

     Xây dựng mô hình theo sơ đồ tính trên.
     Xuất các kết quả dưới dạng biểu đồ và dạng bảng: phản lực, mô-men, lực cắt và chuyển vị ứng với
từng trường hợp tải và tổ hợp tải trọng đã cho.
3. Thực hiện dự án
3.1. Tạo và lưu dự án
     Chọn menu File New Project…
     Sau khi tạo dự án mới, người dùng nên lưu dự án vào thiết bị lưu trữ (đĩa cứng, USB Flash,…) để
    tránh trường hợp bị mất dữ liệu nếu chương trình bị dừng đột ngột do bị lỗi.
Để lưu dự án, chọn menu File Save.
3.2. Thiết lập ban đầu cho dự án
    (Video files: Prj 2_1_1-Thiet lap ban dau cua du an.avi)

       

     Thiết lập đơn vị:
    o Chọn menu Tools Unit System… và thiết lập đơn vị trên giao diện Unit System.
    o Nhấn nút OK để xác nhận.
     Thiết lập kiểu kết cấu:
    o Chọn menu Model Structure Type.
    o Trong mục Structure Type: chọn X – Z Plane.
    o Nhấn OK để kết thúc việc thiết lập.
3.3. Thực hiện mô hình hóa
3.3.1. Khai báo vật liệu
    (Video files: Prj 2_1_2-Mo hinh hoa vat lieu.avi)

        

     Quá trình khai báo vật liệu 1 (VL1) được tiến hành như sau:
    o Chọn menu Model Properties Material…
    o Bấm nút Addtrong hộp thoại Properties. Sau đó, trong hộp thoại Material Data nhập các
    thông số tương ứng.
     Áp dụng quá trình tương tự cho vật liệu VL2.
3.3.2. Khai báo mặt cắt
    (Video files: Prj 2_1_3-Mo hinh hoa mat cat.avi)

          

     Mặt cắt 1 (kí hiệu là MC1) áp dụng cho các thanh AB, BC, DE, EF.
    o Chọn menu Model Properties Section.
    o Trong hộp thoại Properties, chọn trang Section và kích vào nút Add trên hộp thoại này để nhập
    mặt cắt mới Xuất hiện hộp thoại
Section Data. Trong hộp thoại này, chọn thẻ có tên là
    DB/User sau đó tiến hành nhập các số liệu của mặt cắt dầm.

     Áp dụng quá trình tương tự cho mặt cắt MC2 còn lại. Tuy nhiên, vì mặt cắt MC2 là mặt cắt dạng chữ
    nhật rỗng nên kiểu mặt cắt cần chọn là
Box.
3.3.3. Xây dựng mô hình phần tử

     Tạo nút xuất phát cho dầm: chọn menu Model Nodes Create Nodes. Sau đó, nhập tọa độ
    cho nút đó (tọa độ này có thể nhập tùy ý hoặc do người dùng kích chọn trên màn hình làm việc).
     Sử dụng tính năng Extrude để tạo các phần tử của dầm.
    o Bấm vào nút Select Window trên thanh công cụ và lựa chọn nút vừa tạo ra trên cửa sổ mô
    hình.
    o Gọi menu Model Elements Extrude…
    o Extrude Type: chọn Node Line Element
    o Translation: chọn Unequal Distance
    o Axis: chọn trục x
    o Distance: nhập 12, 16, 18, 16, 12 (tương ứng với chiều dài các phần tử cần tạo).
    o Chọn Apply để chấp nhận các dữ liệu.
3.3.4. Gán vật liệu và mặt cắt cho các phần tử
    (Video files: Prj 2_1_4-Xay dung mo hinh phan tu va gan vat lieu, mat cat.avi)

   
     Nhấn vào nút Select Window trên thanh công cụ và chọn các phần tử muốn gán vật liệu (mặt cắt).
     Chọn vật liệu (mặt cắt) cần gán trong Tab Works ởcửa sổ Tree Menu. Kích chuột phải và chọn
    Assign hoặc giữ nút chuột trái, di chuột và thả (Drag & Drop) vào của sổ mô hình (Model View).
3.3.5. Khai báo liên kết
    (Video files: Prj 2_1_5-Mo hinh hoa lien ket.avi)

   

     Gối cứng cố định: chọn menu Model Boundaries Support… Sau đó, lựa chọn các thành
    phần chuyển vị cần khống chế:
Dx, Dy, Dz, Rx, Rz.
     Gối cứng di động: việc mô hình hóa gối di động cũng được thực hiện tương tự như mô hình hóa gối
    cố định nhưng tại bước khống chế các thành phần chuyển vị thì kích chọn các thành phần
Dy, Dz,
    Rx, Rz.
     Liên kết dạng gối cứng đàn hồi
    o Chọn các nút có liên kết.
    o Chọn menu Model Boundaries Point Spring Support…
    o Nhập độ cứng của các thành phần tương ứng.
3.3.6. Khai báo tải trọng tĩnh
    (Video files: Prj 2_1_6-Mo hinh hoa tai trong.avi)

 

3.3.6.1. Tạo các trường hợp tải trọng tĩnh
      Chọn menu Load Static Load Case…

      Tiến hành thêm các trường hợp tải như sau:

Tên trường hợp tải trọng (Name) Kiểu (Type) Mô tả (Description)
TH1 User Defined Load(USER) Tai trong ban than
TH2 User Defined Load (USER) Tai trong phan bo


3.3.6.2. Khai báo các tải trọng tĩnh
      Khai báo tải trọng bản thân (TH1): chọn menu Load Self Weight….
      Khai báo các tải trọng phân bố (TH2):
     Trình tự khai báo tải trọng phân bố đều trên nhịp AB và EF (vì cùng chịu tác dụng của tải trọng phân
     bố đều 10(kN/m)):
    o Dùng nút Select Window chọn phần tử thanh thứ 1 (nhịp 1 - AB) và phần tử thứ 5 (nhịp 5 -
    EF).
    o Gọi menu Load / Element Beam Loads… và nhập dữ liệu vào trong Tab Load.
     Tương tự, tiến hành khai báo các tải trọng còn lại.
3.3.7. Tổ hợp tải trọng(CB)
     Chọn menu Results Combinations… để hiển thị hộp thoại Load Combinations.
     Sau đó thực hiện thêm tổ hợp trọng với các tải trọng đã khai báo ở phần trên vào phần Load
    Combinations List
cùng với các hệ số tương ứng của từng trường hợp tải trọng vào trong phần
    Load Cases and Factors: CB = TH1 + TH2.
3.3.8. Chạy chương trình         

     Nhấn phím F5 để chạy chương trình.
     Nếu quá trình mô hình hóa không có lỗi thì sẽ có thông báo thực hiện thành công ở trong cửa sổ
    Analysis Message.
3.3.9. Các kết quả chính
    (Video files: Prj 2_1_7-Chay chuong trinh va hien thi ket qua tinh toan.avi)

          

3.3.9.1. Phản lực, bảng giá trị phản lực
     Để xem giá trị phản lực, chọn menu Results Reactions Reaction Forces/Moments…
    xuất hiện hộp thoại hiển thị kết quả (lựa chọn trường hợp tải trọng, loại phản lực cần hiển thị trong
    hộp thoại vừa xuất hiện).
3.3.9.2. Biểu đồ nội lực, bảng nội lực
     Để xem biểu đồ nội lực, chọn menu Results Forces Beam Diagram… xuất hiện hộp thoại
    hiển thị kết quả (lựa chọn trường hợp tải trọng, loại biểu đồ nội lực (mô-men hoặc lực cắt) cần hiển thị
    trong hộp thoại vừa xuất hiện).
     Để xem bảng nội lực, chọn menu Results Result Tables Beam Force… Trong hộp
    thoại này, lựa chọn trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng, nút cần xem sau đó ấn nút
Ok đê xác
    nhận.

3.3.9.3. Biểu đồ chuyển vị, bảng chuyển vị
     Để xem giá trị chuyển vị, chọn menu Results Deformations Deformed Shape... xuất hiện
    hộp thoại hiển thị kết quả. Lựa chọn trường hợp tải trọng, loại phản lực cần hiển thị trong hộp thoại
    vừa xuất hiện.
     Để xem bảng chuyển vị, chọn menu Results Result Tables Displacements… Trong hộp
    thoại này, lựa chọn trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng, nút cần xem sau đó ấn nút
Ok đê xác
    nhận.

Phần II: Dự án 2_2 - Mạng dầm giản đơn

1. Mục đích của dự án
     Tạo sơ đồ mạng dầm giản đơn bằng phần mềm MIDAS/Civil (kết cấu dạng không gian).
     Sử dụng tính năng Translate Elements để sao chép phần tử.
     Tùy chỉnh việc hiển thị các kết quả tính toán của MIDAS/Civil.
     Khai báo tải trọng trên phần tử dầm (Element Beam Load).
     Hiển thị chi tiết kết quả phân tích dạng đồ họa và dạng bảng.
2. Số liệu và yêu cầu dự án
2.1. Số liệu
2.1.1. Sơ đồ kết cấu

       
     Các dầm ngang bố trí cách nhau 4m, các dầm dọc bố trí cách nhau 1m.
     Gối cố định bố trí trên từng dầm ở phía bên phải, gối di động ở phía trái.
2.1.2. Vật liệu
     Vật liệu dùng cho dầm dọc và dầm ngang có các thông số sau:
     E = 1,99.108 (kN/m2); µ = 0,3; α = 1,17.10-5 (1/oC); = 77,09 (kN/m3).
2.1.3. Mặt cắt:
     Mặt cắt 1 (áp dụng dầm dọc, kí hiệu là MC1): mặt cắt dạng chữ I với kích thước B x H = 100mm x
    200mm, bề dày bản cánh tf = 20mm, bề dày bản bụng tw = 20mm.
     Mặt cắt2 (áp dụng cho các dầm ngang, kí hiệu là MC2): mặt cắt dạng chữ nhật đặc với kích thước B x
    H = 20mm x 100mm.
2.1.4. Tải trọng:
     Tải trọng bản thân.
2.2. Yêu cầu thực hiện:
     Xây dựng mô hình theo sơ đồ tính trên.
     Xuất các kết quả dưới dạng biểu đồ và dạng bảng: phản lực, mô-men, lực cắt và chuyển vị do tải trọng
    bản thân gây ra.

3. Thực hiện dựán
3.1. Tạo và lưu dựán
    Thực hiện tương tự Dự án 2_1
3.2. Thiết lập ban đầu cho dự án
    (Video files: Prj 2_2_1-Thiet lap ban dau cua du an.avi)

     Thiết lập đơn vị: tương tự Dự án 2_1
     Thiết lập kiểu kết cấu: Bài toán đã cho là bài toán kết cấu phẳng nên ta thiết lập kiểu kết cấu như sau:
    o Chọn menu Model Structure Type.
    o Trong mục Structure Type: chọn 3-D.
    o Nhấn OK để kết thúc việc thiết lập.
3.3. Thực hiện mô hình hóa
3.3.1. Khai báo vật liệu
    (Video files: Prj 2_2_2-Mo hinh hoa vat lieu.avi)

     Thực hiện tương tự Dự án 2_1.
3.3.2. Khai báo mặt cắt
    (Video files: Prj 2_2_3-Mo hinh hoa mat cat.avi)

     Trong bài toán này có hai loại mặt cắt:
    o Mặt cắt 1 (kí hiệu là Dam_doc) áp dụng cho cácphần tử dầm dọc.
    o Mặt cắt 2 (kí hiệu là Dam_ngang) áp dụng cho các phần tử dầm ngang.
3.3.3. Xây dựng mô hình phần tử và liên kết
3.3.3.1. Xây dựng dầm dọc thứ nhất của kết cấu dựa trên tính năng Extrude.
    (Video files: Prj 2_2_4_1-Xay dung mo hinh phan tu - Tao dam doc co ban.avi)

     Tạo nút xuất phát cho dầm: chọn menu Model Nodes Create Nodes…
     Các phần tử dầm của kết cấu sẽ được tạo ra bằng cách sử dụng tính năng Extrude.
3.3.3.2. Khai báo liên kết gối cứng hoàn toàn tại hai đầu của dầm dọc
     Các gối cứng bao gồm gối cố định và di động được khai báo tương tự như các dự án đã học.
3.3.3.3. Xây dựng các dầm dọc tiếp theo
(Video files: Prj 2_2_4_2-Xay dung mo hinh phan tu - Sao chep cac dam doc.avi)


    Các dầm dọc còn lại của kết cấu được tạo nhanh chóng dựa trên tính năng
Translate Element.
     Chọn dầm dọc đã tạo.
     Gọi menu Model Elements Translate…
    (Chú ý: trong quá trình sao chép dầm dọc, đánh dấu tính năng Copy Node Attributes Copy
    Element Attributes
để các dầm được tạo mới có các đặc điểm của đối tượng nguồn)
3.3.3.4. Xây dựng các dầm ngang cho mạng dầm

    (Video files: Prj 2_2_4_3-Xay dung mo hinh phan tu - Tao dam ngang.avi)

    Tạo dầm ngang ở đầu dầm bằng cách vẽ trực tiếp như đã học: chọn menu Model Elements
    Create Element…
     Sao chép các dầm ngang còn lại sử dụng chức năng Translate Element tương tự như với dầm dọc.
3.3.4. Khai báo tải trọng tĩnh

     Tạo các trường hợp tải trọng tĩnh.
     Khai báo tải trọng bản thân.
3.3.5. Chạy chương trình

     Nhấn phím F5 để chạy chương trình.
     Trong quá trình phân tích, các thông báo lỗi hoặc cảnh báo sẽ được hiển thị tại cửa sổ thông điệp
    (
Message Window).
3.3.6. Các kết quả chính
    (Video files: Prj 2_2_5-Mo hinh hoa tai trong, chay chuong trinh va hien thi ket qua tinh toan.avi)


    Thực hiện tương tự
Dự án 2_1.

1. Bài tập số 1
1.1. Số liệu
1.1.1. Sơ đồ kết cấu

     Mạng dầm trên mặt bằng như hình vẽ (đơn vị vẽ tính theo cm).

1.1.2. Vật liệu
     Vật liệu Bê tông ASTM(RC) Grade 3000
1.1.3. Mặt cắt
    (Các mặt cắt có kích thước như hình vẽ dưới đây – đơn vị vẽ là cm)
     Mặt cắt dầm dọc là mặt cắt chữ T.
     Mặt cắt dầm ngang là mặt cắt chữ nhật đặc.

1.1.4. Liên kết
     Các gối được kê tại đầu của mỗi dầm. Tất cả các gối đều là gối cố định.
1.1.5. Tải trọng
     Tải trọng bản thân (TH1)
1.2. Yêu cầu thực hiện
     Xây dựng mô hình theo sơ đồ tính trên.
     Xuất các kết quả dưới dạng biểu đồ và dạng bảng: phản lực, mô-men, lực cắt và chuyển vị do tải trọng
bản thân gây ra.

2. Bài tập số 2
2.1. Số liệu
2.1.1. Sơ đồ kết cấu

     Độ cứng đàn hồi chống chuyển vị dọc theo các phương trục tọa độ của gối D: 8.105 (kN/m)
     Độ cứng đàn hồi chống chuyển vị quay xung quanh trục tọa độ của gối D: 15.108 (kN.m/rad)
2.1.2. Vật liệu
     Vật liệu: bê tông theo tiêu chuẩn ASTM (RC) Grade 4500.
2.1.3. Mặt cắt
     Mặt cắt dầm: mặt cắt hộp với kích thước như hình vẽ (đơn vị vẽ theo cm).

2.1.4. Tải trọng
     Tải trọng bản thân (TH1)
2.2. Yêu cầu thực hiện
     Xây dựng mô hình theo sơ đồ tính trên.
     Xuất các kết quả dưới dạng biểu đồ và dạng bảng: phản lực, mô-men, lực cắt và chuyển vị do tải trọng
bản thân gây ra.