Bài giảng Phân tích kết cấu bằng Midas Civil

Tr−ờng đại học giao thông vận tải bài giảng phân tích kết cấu bằng Midas civil (phần cơ bản) Giảng viên: Ths. Nguyễn Hữu H−ng Bộ môn Công Trình Giao thông thành phố TP.Hồ Chí Minh 9-2007 Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 2 Ch−ơng 1: Giới thiệu chung về Midas Hình 1: Cửa sổ làm việc của phần mềm Midas 1. Menu File Tại menu file có các chức năng chính sau: New Project: Tạo file mới Open project: Mở file mới Close Project: Đóng file Project information: Thông tin dự án (Thông tin về file) Save: ghi file Save as: Ghi file Import: chức năng nhập kết cấu từ các phần mềm khác nh−: Auto Cad, Sap2000, Staad2000 và Lusas… Export: Xuất kết cấu ra file DXF, MiDas Windows meta file: Ghi các dữ liệu về đồ hoạ ra đĩa Print meta files: In các dữ liệu về đồ hoạ Windows bitmap file: Ghi các dữ liệu về dồ hoạ ra file *. bmp Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 3 2.Menu Edit Chức năng chính của menu này nh− các chức năng của Windows 3.Menu View Có những chức năng chính sau: Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 4 Redraw: Làm sạch màn hình tr−ớc những thay đổi. Initial View: Hoàn trả lại mô hình ở trạng thái ban đầu (minh hoạ cụ thể nh− sau) Dynamic View: + Zoom: phóng to thu nhỏ + Pan: Di chuyển mô hình + Rotate: Quay mô hình Shrink Elements: Co ngắn phần tử, thể hiện rõ các nút phần tử. Perspective View: Phối cảnh Remove Hidden lines: Thể hiện độ dày và dạng mặt cắt mô hình của kết cấu nh− kết cấu thật. Render View: Thể hiện kết cấu d−ới dạng 3D Render Option…: Lựa chọn các yếu tố Render. Sau đây sẽ tập trung vào những chức năng chính của menu này 3.1 Chức năng “Select” Mục select có các hình thức lựa chọn nh− sau: Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 5 3.1.1 Identity Chức năng: Lựa chọn theo tên phần tử Ví dụ: Có kết cấu nh− hình vẽ d−ới đây: Hình: mô hình kết cấu khi ch−a bị chọn. Giả sử muốn chọn từ phần tử 1 đến phần tử 10 của dầm ta làm nh− sau: Chọn Identity có đ−ợc bảng nh− sau: Trong mục lựa, chọn là Elements hay Nodes thì tuỳ vào mục đích có thể chọn là Nodes hay Elements. Trong tr−ờng hợp này cần chọn là Elements. Sau đó đánh số phần tử cần chọn vào ô bên cạnh nh− hình d−ới đây. Trong mục Select Type cho phép lựa chọn theo mặt cắt, vật liệu, các liên kết, các group… Tại ô d−ới có thể lựa chọn theo loại phần tử nh−: Truss, Beam, Plate… Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 6 Hình thể hiện việc lựa chọn. Hình kết cấu sau khi đ−ợc lựa chọn. 3.1.2. Single Cho phép dùng chuột lựa chọn từng phần tử hay nút Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 7 3.1.3 Windows Cho phép lựa chọn theo hình chữ nhật do chuột tạo ra, chức năng này giống chức năng lựa chọn trong AutoCad. Phạm vi lựa chọn Kết quả lựa chọn. 3.1.4 Polygon Lựa chọn theo hình đa giác Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 8 Phạm vi lựa chọn Kết quả lựa chọn 3.1.5 Intersect line Lựa chọn theo đ−ờng cắt Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 9 Đ−ờng thẳng lựa chọn Kết quả lựa chọn 3.1.6 Plane Lựa chọn theo mặt phẳng khi lựa chọn Plane xuất hiện bảng lệnh nh− sau: Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 10 Có các hình thức lựa chọn nh− sau: +Lựa chọn theo 3 điểm +Lựa chọn theo mặt phẳng XY +Lựa chọn theo mặt phẳng XZ +Lựa chọn theo mặt phẳng YZ Ví dụ lựa chọn theo mặt phẳng YZ nh− sau: Tại vị trí X chọn 0 đ−ợc màn hình nh− sau: 3.2 Chức năng “unselect” Chức năng loại bỏ những đối t−ợng đã đ−ợc lựa chọn, hình thức lựa chọn giống nh− chức năng select. Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 11 Có các chức năng t−ơng tự nh− tính năng lựa chọn đối t−ợng 3.3. Chức năng “Activities” Một trong những tính năng mới và hiệu quả của ch−ơng trình Midas, tính năng này cho phép chỉ làm việc với các đối t−ợng mà ta quan tâm. Rất hiệu quả khi làm việc với những mô hình có quá nhiều phần tử. Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 12 3.3.1 Active Làm việc với những đối t−ợng đ−ợc lựa chọn Ví dụ: Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 13 Đối t−ợng đ−ợc lựa chọn (Hình trên) Sau khi Active (Hình bên) 3.3.2 Inactive Không cho phần kết cấu đ−ợc lựa chọn hoạt động. Phần kết cấu đ−ợc lựa chọn Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 14 Sau khi Inactive 3.3.3 Invert Chuyển các phần tử hiện tại đang Active sang inActive và ng−ợc lại 3.3.4 Active identity Lựa chọn theo thuộc tính Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 15 Chọn theo các thuộc tính: Group: Nhóm các kết cấu Load group: Nhóm tải trọng Boundary Group: Nhóm điều kiện biên Sau khi chọn các thuộc tính sẽ xuất hiện các nhóm t−ơng ứng. 3.4 Chức năng “Dislay” Lựa chọn các nội dung thể hiện trên màn hình theo bảng d−ới đây Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 16 Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 17 4.Menu model Các chức năng ở menu Model 4.1 Chức năng “Structure Type” Dùng để đặt các thông số ban đầu khi mô hình hoá kết cấu, sau khi lựa chọn đ−ợc bảng nh− sau: + Structure Type: lựa chọn không gian phân tích kết cấu có các hình thức sau: phân tích trong 3-D, phân tích trong mặt phẳng X-Z, phân tích trong mặt phẳng Y-Z và phân tích trong mặt phẳng X-Y và phân tích 3-D không chế bậc tự do quay quanh trục Z Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 18 + Converting type of Model weight to Masses: Biến đổi trọng l−ợng bản thân của mô hình thành khối l−ợng tập trung: Không biến đổi, biến đổi ra các h−ớng X,Y và Z; Biến đổi ra hai h−ớng X, Y; Biến đổi ra h−ớng Z. 4.2 Chức năng “Structure Wizard” Dùng mô hình kết cấu theo th− viện có sẵn 4.2.1 Beam Dùng mô hình hoá kết cấu dầm, sau khi lựa chọn xuất hiện bảng nh− sau: Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 19 Mục Input/Edit Mục Insert + Input/Edit: Distance: Chiều dài phần tử cần mô hình Repeat: Số lần lặp lại của phần tử Auto Bround. Condition: Tự động thêm điều kiện biên Show Element N0. : Hiển thị số phần tử Material: Chọn loại vật liệu Section: Chọn loại mặt cắt +Insert: Insert point: điểm chèn Rotation: Góc xoay theo các ph−ơng X,Y và Z 4.2.2 Column Hỗ trợ mô hình hoá cột Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 20 Distance: Khai báo chiều dài đoạn cột Repeat: Khai báo số lần lặp Boundary Condition: Khai báo điều kiện biên (liên kết) + Pin: Chốt +Fix: Ngàm +None: Không liên kết Material: Khai báo vật liệu Section: Khai báo mặt cắt. 4.2.4 Arch Khai báo kết cấu vòm Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 21 Type: Khai báo dạng đ−ờng cong. Number of Segment: số đoạn Boundary condition: Điều kiện biên + Pin: Chốt +Fix: Ngàm +None: Không liên kết Span(L): Chiều dài nhịp Height(H): Chiều cao vòm 4.2.5 Truss Khai báo kết cấu giàn Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 22 +Input: Type: Loại giàn đ−ợc lựa chọn Các loại giàn Các dạng bố trí thanh xiên Number of Panels: số khoang giàn lựa chọn Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 23 Ngoài các kích th−ớc đ−ợc thể hiện nh− trên hình vẽ Apply out-to-out Size: permits truss depth dimensioning from the top of top chord to the bottom of bottom chord, rather than dimensioning center to cent Show Dimensions Display the dimensions entered in the Wizard Window +Edit Vertical: Chọn có thanh đứng End vertical: chọn có thanh đứng ở hai đầu 4.2.6 Plate Mô hình phần tử tấm Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 24 +Input: co sẵn ba loại phần tử là hình tròn, hình chữ nhật và nửa hình tròn. Sau khi lựa chọn loại phần tử thì trên cửa sổ xuất hiện các kích th−ớc t−ơng ứng. +Edit: Type: Loại phần tử cần hiệu chỉnh Size of Divisions: Kích th−ớc chia phần tử Number of Divisions: Số phần tử đ−ợc chia T−ơng ứng với các thông số là các kích th−ớc t−ơng ứng. 4.2.7 Shell Mô hình hoá phần tử shell (t−ơng ứng với các mặt cong) Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 25 Type: Lựa chọn loại các loại vỏ Number of Divisions: số chia T−ơng ứng với các mục ta có các kích th−ớc t−ơng ứng nh− bên hình vẽ. Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 26 các công cụ hỗ trợ khai báo nhanh các dạng cầu đặc biệt: Cầu treo dây võng, cầu dây văng, cầu đúc đẩy, cầu đúc hẫng, đà giáo di động,… các tính năng về khai báo l−ới vẽ kết cấu Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 27 Các tính năng làm việc với node (nút) tạo nút, sửa chữa nút,… Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 28 các chức năng làm việc với phần tử: tạo phần tử, thay đổi các thông số phần tử Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 29 các chức năng về khai báo các thuộc tính phần tử nh−: khai báo vật liệu, khai báo về mặt cắt. Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 30 Các chức năng về khai báo điều kiện biên: gối cố định, gối di động, ngàm, các liên kết đàn hồi… Các chức năng khai báo Group (nhóm) nhóm kết cấu, nhóm điều kiện biên, nhóm tải trọng và nhóm DƯL. Đây là công cụ để khai báo sự làm việc của kết cấu qua các giai đoạn. Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 31 5.Menu Load Menu nàu hỗ trợ công việc khai báo tải trọng: Tĩnh tải và hoạt tải, tải trọng nhiệt độ, tải trọng thời gian khi xét đến co ngot và từ biến. Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 32 6. Menu Analysis Hỗ trợ việc lựa chọn các bài toán phân tích kết cấu: Bài toán dao động riêng, bài toán mất ổn định, bài toán phi tuyến vật liệu, bài toán phi tuyến hình học… Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 33 7.Menu Results Hỗ trợ công việc tạo tổ hợp và xem các kết quả phân tích đ−ợc: phản lực, biến dạng, nội lực và ứng suất… Xem các kết quả phân tích các bài toán Bài toán dao động riêng, bài toán mất ổn định, bài toán phi tuyến vật liệu, bài toán phi tuyến hình học… Xem sự xếp tải trên đ−ờng ảnh h−ởng Xem kết quả mất mát ứng suất… Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 34 8.Menu Design Phục vụ bài toán tự động thiết kế. 9.Menu Mode Các chế độ chạy của ch−ơng trình 10. Menu Query Chức năng xuất hiện các thông số nút, phần tử Bài giảng Midas Civil Giảng viên Nguyễn Hữu H−ng-Bộ môn Công trình giao thông thành phố- ĐHGTVT 35 11. Menu Tools Các công cụ hỗ trợ cho công việc phân tích kết cấu. 12. Menu Windows Chức các chức năng chính của windows (Hết phần 1)