Phần I: Dự án 3 - Hệ khung
1. Mục đích của dự án
Xây dựng kết cấu khung phẳng với MIDAS/Civil.
Khai báo các dạng liên kết trong thông qua tính năng Beam End Release.
Khai báo tải trọng đặt trên dầm (Element Beam Load).
Khai báo tải trọng đặt trên dầm thẳng (Line Beam Load).
Khai báo tải trọng do chuyển bị gối lún gây ra (Specificed Displacements of Supports) .
Khai báo tải trọng do chênh lệch nhiệt độ gây ra (Temperate Gradient).
2. Số liệu và yêu cầu dự án
2.1. Số liệu
2.1.1. Sơ đồ kết cấu

2.1.2. Vật liệu:
Vật liệu 1 áp dụng cho khung nhà phía trên (thanh đứng và thanh xiên) với các thông số sau:
E = 2.10
8 (kN/m2); µ = 0,3; α = 1,2.10-5 (1/oC); = 78,5 (kN/m3).
Vật liệu 2 áp dụng cho dầm và trụ với các thông số sau:
E = 3,1.10
7 (kN/m2); µ = 0,2; α = 1,08.10-5 (1/oC); = 24,5 (kN/m3).
2.1.3. Mặt cắt:
Mặt cắt trụ: dạng chữ nhật đặc với kích thước B × H = (60 × 60) cm.
Mặt cắt dầm: dạng hộp rỗng chữ nhật với kích thước B × H × tw × tf = (100 × 80 × 10 × 15) cm.
Mặt cắt thanh đứng: dạng hộp rỗng chữ nhật với kích thước B × H × tw × tf = (40 × 40 × 2 × 2) cm.
Mặt cắt thanh xiên: dạng chữ I với kích thước B × H × tw × tf = (30 × 40 × 1,5 × 2) cm.
2.1.4. Tải trọng:
Tải trọng bản thân (TH1).
Các tải trọng phân bố (TH2): q1 = 8 (kN/m); q2 = 10 (kN/m); q3 = 15 (kN/m).
Các tải trọng tập trung (TH3): P1 = 70 (kN); P2 = 80 (kN); P3 = 100 (kN); M = 60 (kN.m).

Tải trọng do chuyển vị cưỡng bức của gối gây ra (TH4): ∆ = 2 (cm); = 5O.
Tải trọng do sự chênh lệch nhiệt độ gây ra (TH5) như hình vẽ.
Tổ hợp tải trọng (CB): CB = 1,4.TH1 + 1,25.TH2 + 1,1.TH3 + 0,9.TH4 + 0,9.TH5.
2.2. Yêu cầu thực hiện:
Xây dựng mô hình theo sơ đồ tính trên.
Xuất các kết quả dưới dạng biểu đồ: phản lực, nội lực 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
Thực hiện như các dự án đã được học.
3.2. Thiết lập ban đầu cho dự án
(Video: Prj 3_1_1-Thiet lap ban dau.avi)
                  


3.3. Thực hiện mô hình hóa
(Video: Prj 3_1_2-Xay dung mo hinh phan tu.avi)

             


3.3.1. Xây dựng mô hình phần tử
Trình tự việc xây dựng mô hình phần tử của dự án này thực hiện như sau:
3.3.1.1. Khai báo hệ tọa độ người dùng
Để khai báo hệ tọa độ người dùng: chọn menu Model User Coordinate SystemX-Z Plane…
3.3.1.2. Định nghĩa lưới vẽ
Để định nghĩa lưới đường thẳng: chọn menu ModelGridsDefine Line Grid…
3.3.1.3. Xây dựng mô hình phần tử
Tạo các phần tử dầm dọc:
Tạo nút đầu tiên sử dụng tính năng Create Nodes.
Tạo các dầm sử dụng tính năng Extrude.
Tương tự tạo các phần tử thanh đứng, thanh xiên và trụ.
3.3.2. Khai báo vật liệu

3.3.3. Khai báo mặt cắt
Thực hiện như các dự án đã làm (tham khảo video: Prj 3_1_3-Mo hinh hoa vat lieu, mat cat)

               


3.3.4. Gán vật liệu và mặt cắt cho các phần tử
Thực hiện việc gán vật liệu và mặt cắt như đã học
3.3.5. Khai báo liên kết
(Video: Prj 3_1_4-Mo hinh hoa lien ket.avi)

           
Trong dự án này, chỉ có 2 loại liên kết được sử dụng đó là
liên kết ngoài (gối cứng cố định, gối cứng di động,
ngàm) và
liên kết trong (liên kết chốt và liên kết khớp trượt).
Liên kết ngoài: Việc khai báo các liên kết loại này thực hiện như đã học
Gối cứng cố định: tại chân các trụ D, E trên sơ đồ kết cấu.

Gối cứng di động: là các gối tại các điểm A, B, I trên sơ đồ kết cấu.
Ngàm cứng: tại chân trụ H trên sơ đồ kết cấu
Liên kết trong:
Liên kết chốt: tại các điểm D, E, G và điểm J (đỉnh mái nhà).
Liên kết khớp trượt: tại các điểm B, F
Trình tự khai báo liên kết này như sau:
Chọn menu ModelBoundariesBeam End Release…
Dựa vào hệ trục tọa độ phần tử và loại khớp để nhập các thông số thích hợp.
3.3.6. Khai báo tải trọng tĩnh
3.3.6.1. Tạo các trường hợp tải trọng tĩnh
(Video: Prj 3_1_5_1-Mo hinh hoa tai trong - Truong hop tai trong va Tai trong ban than.avi)

            
Việc tạo các trường hợp tải trọng tĩnh được thực hiện theo trình tự sau:
Chọn menu LoadStatic Load Case… hoặc nhấn phím tắt F9 xuất hiện hộp thoại Static
Load Cases.
Tiến hành thêm các trường hợp tải đã cho như đầu bài vào chương trình 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
TH3 User Defined Load (USER) Tai trong tap trung
TH4 User Defined Load (USER) Tai trong chuyen vi cuong buc
TH5 User Defined Load (USER) Tai trong nhiet do


3.3.6.2. Khai báo các tải trọng tĩnh
(Video: Prj 3_1_5_1-Mo hinh hoa tai trong - Truong hop tai trong va Tai trong ban than.avi)

     
Khai báo tải trọng bản thân (TH1).
Khai báo các tải trọng phân bố (TH2)
Gọi menu Load Element Beam Loads… và nhập dữ liệu vào trong Tab Load đê khai báo các
tải trọng phân bố đặt trọn trên 1 phần tử dầm (các thanh CD, DE và thanh xiên bên trái)
Gọi menu Load Line Beam Loads… và nhập dữ liệu vào trong Tab Load để khai báo tải trọng
đặt trên nhiều phàn tử dầm liên tiếp nhau (các thanh GH, HI).
Khai báo các tải trọng tập trung (TH3)
Với các tải trọng tập trung nằm trên phần tử: gọi menu Load Element Beam Loads… và nhập
dữ liệu vào trong Tab
Load để khai báo các tải trọng tập trung chỉ có thể đặt trên phần tử dầm (như các
tải trọng P1, P3)
Với tải trọng đặt tại nút: gọi menu Load Nodal Loads… để khai báo tải trọng đặt trên nút (tải
trọng P2).
Khai báo các tải trọng do chuyển vị cưỡng bức của gối gây ra (TH4): chọn menu Load Specificed
Displacements of Supports…
và nhập giá trị chuyển vị tương ứng của từng gối.
Khai báo các tải trọng do sự chênh lệch nhiệt độ gây ra (TH5): chọn menu Load Temperate
Loads
Temperate Gradient… và nhập độ chênh nhiệt độ giữa mặt trên và mặt dưới (giữa 2
mặt) của các phần tử trong sơ đồ kết cấu.

3.3.7. Chạy chương trình

3.3.8. Tổ hợp tải trọng(CB)
Video: (Prj 3_1_6-Chay chuong trinh, to hop tai trong va xem ket qua.avi).

          
Chọn menu Results Combinations… xuất hiện 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 = 1,4.TH1 + 1,25.TH2 + 1,1.TH3 + 0,9.TH4 + 0,9.TH5.
3.3.9. Các kết quả chính
Video: (Prj 3_1_6-Chay chuong trinh, to hop tai trong va xem ket qua.avi).

       
3.3.9.1. 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
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).
3.3.9.3. Biểu đồ 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.
 

1.1. Số liệu
1.1.1. Sơ đồ kết cấu

          

1.1.2. Vật liệu
Vật liệu Bê tông ASTM (RC) Grade 4500 áp dụng cho dầm và trụ.
Vật liệu thép tiêu chuẩn ASTM (S) A416-250 (Normal) cho khung phía trên (thanh đứng, thanh ngang
và thanh xiên).
1.1.3. Mặt cắt
Mặt cắt lấy kích thước như Dự án 3: mặt cắt thanh xà ngang lấy giống mặt cắt thanh xiên.
1.1.4. Tải trọng
Tải trọng bản thân (TH1).
Các tải trọng phân bố (TH2): q1 = 8 (kN/m); q2 = 5 (kN/m); q3 = 10 (kN/m)
Các tải trọng tập trung (TH3): P1 = 50 (kN); P2 = 70 (kN); M = 80 (kN.m)
Tải trọng do chuyển vị cưỡng bức của gối gây ra (TH4): ∆1 = 1 (cm); ∆1 = 2 (cm); = 3o
Tải trọng do sự chênh lệch nhiệt độ gây ra (TH5) như hình vẽ.
Tổ hợp tải trọng (CB): CB = 1,4.TH1 + 1,25.TH2 + 1,1.TH3 + 0,9.TH4 + 0,9.TH5.
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, biểu đồ nội lực và chuyển vị ứng với từng
trường hợp tải và tổ hợp tải trọng đã cho.