I. Khái quát chung

Phần mềm tính toán kết cấu cầu Midas-Civil có rất nhiều tính năng ưu việt trong việc phân tích kết cấu cầu như tính toán cầu đúc hẫng, cầu treo, thiết kế bê tông cốt thép,... Bài viết này đi sâu vào nghiên cứu tính năng tối ưu hóa mặt cắt tiết diện và Tính toán điều chỉnh nội lực cầu dây văng theo mô hình bài toán tối ưu.

Việc nghiên cứu, tiếp cận phần mềm này để lựa tìm mặt cắt, lực căng chỉnh theo mô hình bài toán tối ưu,… là việc cần thiết đối với các kỹ sư thiết kế kết cấu cầu.

Bài viết này sẽ giới thiệu một số tính năng phân tích và thiết kế tối ưu của phần mềm Midas-Civil, một phần mềm phân tích kết cấu cầu chuyên dụng đang được rất nhiều kĩ sư thiết kế cầu quan tâm nghiên cứu và ứng dụng

II. Các tính năng thiết kế tối ưu của Midas-Civil

1. Tính năng thiết kế tối ưu mặt cắt kết cấu thép và kết cấu bê tông cốt thép
- Tính năng này cho phép chúng ta có thể chọn một kết cấu tiết kiệm nhất (khối lượng vật liệu nhỏ). Hiện Midas mới chỉ tối ưu cho mặt cắt bê tông cốt thép hình và kết cấu thép.
- Trình tự chung thực hiện phân tích và thiết kế tối ưu trong Midas:
  + Thực hiện bài toán phân tích nội lực: Mô hình hóa kết cấu, khai báo vật liệu, mặt cắt ban đầu, tải trọng, phân tích nội lực.
  + Thực hiện lệnh thiết kế cầu: Khai báo các thông số cho bài toán thiết kế, thực hiện lệnh thiết kế.
     Thực hiện thiết kế tối ưu: 

• Steel optimal design: thiết kế tối ưu kết cấu thép
• SRC optimal design: thiết kế tối ưu kết cấu bê tông cứng

- Khi thiết kế tối ưu kết cấu thép, Midas tự động thay đổi dạng mặt cắt để đạt mục tiêu trọng lượng toàn kết cấu nhỏ nhất nhưng vẫn thỏa mãn tiêu chuẩn thiết kế đã lựa chọn.

- Khi thiết kế tối ưu kết cấu bê tông cứng, Midas chỉ tự động thay đổi kích thước mặt cắt phần thép hình bê trong phần bê tông.

2. Bài toán tối ưu hóa trong kết cấu cầu dây văng

- Midas hỗ trợ tính năng Get unknown load factors để Tính toán điều chỉnh lực nội lực cầu dây văng trên cơ sở thỏa mãn hàm mục tiêu đã chọn.

- Trình tự khai báo điều chỉnh nội lực cầu dây văng như sau:

  + Mô hình hóa kết cấu: Khai báo sơ đồ hình học, vật liệu, mặt cắt, tải trọng và tổ hợp tải trọng

  + Thực hiện lệnh phân tích nội lực

  + Vào lệnh Results\ Unknown Load Factor… khai báo hàm mục tiêu (Object Function ), các ràng buộc (Constraints), trường hợp tải trọng điều chỉnh, sau đó bấm nút Get Unknown Load Factors hiển thi kết quả hệ số tải trọng trong các dây văng. Khi khai báo tổ hợp nội lực cần điều chỉnh gồm hệ tĩnh tải và lực căng đơn vị trong các dây thì các hệ số tải trọng tìm được lực điều chỉnh trong dây.

ST