HỆ TRỤC TỌA ĐỘ ĐỊA PHƯƠNG TRONG PHẦN MỀM SAP2000 & ETABS

30/10/2024
8663
Nắm vững hệ trục tọa độ là rất quan trọng với người sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn để tính toán kết cấu. Nó giúp kĩ sư quản lý được chiều tác dụng của tải trọng vào phần tử và giá trị nội lực như momen uốn trong dầm, cột, sàn và vách.
Phân loại: Có 2 loại hệ trục tọa độ trong phần mềm
+ Hệ trục tọa độ tổng thể (Global: hệ trục tọa độ x,y,z) 
+ Hệ trục tọa độ địa phương (Local Axes: hệ trục tọa độ 1,2,3 (đỏ, xanh lá, xanh dương).
Hệ trục tọa độ tổng thể và địa phương trong mô hình kết cấu khung thép.
Quy ước trục đọa độ địa phương của các phần tử nút, thanh và tấm trong 3 phần mềm CSI SAP2000 hoặc ETABS và SAFE là giống nhau.

1.    Hệ Trục Tọa Độ Địa Phương Của Nút

 Mô hình phần tử thanh với hệ trục tọa độ trong phân tích kết cấu.
Mặc định: trục 1 màu đỏ // trục x, trục 2 màu xanh lá //trục y, trục 3 màu xanh dương // trục z.

2.    Hệ Trục Tọa Độ Địa Phương Của Thanh

  • Trục địa phương 1 của một phần tử khung luôn kéo dài từ đầu i-end đến đầu j-end của phần tử.

  • Hướng mặc định của trục 2 và 3 phụ thuộc vào loại phần tử (cột, dầm hoặc thanh giằng) và hướng của chính phần tử đó.


Trục Tọa Độ Địa Phương Của Phần Tử Khung trong ETABS

A. Cột

  • Trục 1: Dọc theo phần tử, hướng dương của trục 1 cùng hướng với trục Z (hướng lên).

  • Trục 2: Vuông góc với phần tử. Hình chiếu của trục 2 dương lên trục X  cùng hướng với trục X toàn cục dương.

  • Trục 3: Vuông góc với phần tử, được xác định bằng quy tắc bàn tay phải (sử dụng hướng của trục 1 và 2).


B. Dầm 

  • Trục 1: Dọc theo phần tử.

    • Nếu có hình chiếu lên trục X, hình chiếu của trục 1 dương cùng hướng với X.

    • Nếu song song với trục Y, hướng dương của trục 1 cùng hướng với Y.

  • Trục 2: Vuông góc với phần tử, hướng dương của trục 2 cùng hướng với trục Z (hướng lên).

  • Trục 3: Vuông góc với phần tử và nằm ngang, được xác định bằng quy tắc bàn tay phải.


C. Thanh xiên

  • Trục 1: Dọc theo phần tử, có xu hướng hướng lên (hình chiếu lên Z cùng hướng với Z).

  • Trục 2: Vuông góc với phần tử. Mặt phẳng 1-2 là mặt phẳng thẳng đứng. Trục 2 dương có xu hướng hướng lên.

  • Trục 3: Vuông góc với phần tử và nằm ngang, được xác định bằng quy tắc bàn tay phải.

 
Mô hình phần tử dầm với hệ trục tọa độ và mặt phẳng tải trọng trong phân tích kết cấu.
 

Mẹo ghi nhớ nhanh:

  • Thanh đứng như cột thì trục 1//z, trục 2//x và trục 3//y. 

  • Thanh nằm ngang như dầm thì trục 2 thẳng đứng // trục z và trục 3 nằm ngang // mặt phẳng xy


Mặc định các trục 2 và 3 của một số tiết diện 

Quy tắc:

  • t2 → Kích thước vuông góc với trục 2

  • t3 → Kích thước vuông góc với trục 3


Các mặt cắt tiết diện phổ biến trong kết cấu thép, bao gồm chữ R, P, B, I, T, C, L và 2L.
Mẹo khai báo tiết diện dầm và cột hình chữ nhật trong phần mềm CSI ETABS và SAP2000
  • Tiết diện cột: Depth (t3)=cạnh theo phương x, Width (t2) = cạnh theo phương trục y.

  • Tiết diện Dầm: Depth (t3)=chiều cao, Width (t2) = bề rộng.


Thay Đổi Hướng Trục Địa Phương

Bạn có thể xác định lại hướng của trục 2 và 3 bằng cách xoay chúng quanh trục 1:

  1. Chọn (Select) phần tử khung.

  2. Vào Assign menu > Frame > Local Axes để mở hộp thoại Frame Assignment - Local Axes.

  3. Chọn các tham số mong muốn và nhấn Apply.

Tùy Chọn

Mô Tả

  • Angle option

  • Xoay trục 2 một góc (độ) so với vị trí mặc định của nó. Góc dương là ngược chiều kim đồng hồ khi trục 1 hướng về phía bạn (quy tắc bàn tay phải).

  • Rotate by Angle option

  • Xoay trục 2 một góc (độ) so với vị trí hiện tại của nó (không nhất thiết là mặc định).

  • Orient with Grid System

  • Chỉ áp dụng cho Phần Tử Thẳng Đứng. Dùng để căn chỉnh hướng trục 2 theo các hướng X, Y, Hướng tâm (Radial), hoặc Tiếp tuyến (Tangential) của hệ lưới (Grid System). (Trục 2 là trục yếu/phụ).


3.    Hệ trục tọa độ địa phương của tấm
Các phần tử tấm (Shell) tam giác hoặc tứ giác đều có 6 mặt (Face), tải trọng có thể tác dụng lên các mặt của phần tử. Phần tử tứ giác được kết lại với nhau thông qua 4 nút J1, J2, J3, J4 .Còn phần tử tam giác thì được kết lại với nhau bằng 3 nút J1, J2, J3.
Phần tử vỏ tứ giác bốn nút trong phân tích kết cấu. Phần tử vỏ tam giác ba nút trong phân tích kết cấu.

Mặc định: 
+ Trục 3 luôn vuông góc với mặt phẳng tấm, chiều các trục còn lại phụ thuộc vào cách vẽ tấm.
+ Đối với tấm tấm ngang (sàn): trục 3//z; trục 1//x và trục 2//y.
+ Đối với tấm đứng (vách): trục 1 ngằm ngang//xy, trục 2 nằm đứng//z.
+ Lưu ý: trường hợp vách mà gán Pier hoặc Spandrel trong phần mềm ETABS thì chiều của cấu kiện Pier và Spandrel theo quy ước phương chiều theo phần tử thanh không theo quy ước phần tử tấm.


4.    Hiển Thị Kiểm Tra Trục Tọa Độ Địa Phương
Thao tác thực hiện:
Click vào menu View ⇒ Set Display Options…
Hoặc bấm tổ hợp phím CTL+W
Hộp thoại Display Options xuất hiện, tick chọn Local Axes để hiện thị tọa địa phương của các phần tử nút (Joints), thanh (Frames), tấm (Areas)… như hình dưới:
Giao diện tùy chọn hiển thị trong phần mềm phân tích kết cấu, với các trục cục bộ (Local Axes) được bật cho nút, thanh và tấm
 

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Quy ước trục phần tử thanh trong ETABS: tài liệu của hãng CSI
Quy Ước Hướng Trục (Sign Convention): tài liệu của hãng CSI

CÁM ƠN QUÝ ĐỘC GIẢ ĐÃ QUAN TÂM VÀ THEO DÕI BÀI VIẾT CỦA VIETCONS.EDU.VN!

Các bạn có thể liên hệ trực tiếp Fanpage (https://www.facebook.com/VietConsEducation) của trung tâm để đặt câu hỏi. Chúng tôi sẽ giải đáp thêm cho bạn.


Quét mã QR 

 

Mã QR của Vietcons Edu để truy cập trang web


 

Bài viết liên quan

14/10/2025
Hiểu rõ sự khác biệt giữa chiều dài hiệu dụng (Effective Length) và chiều dài không giằng (Unbraced Length) trong thiết kế kết cấu thép. Bài viết phân tích chi tiết nguyên lý, vai trò của từng thông số và hướng dẫn cách áp dụng chính xác trong phần mềm CSI như SAP2000, ETABS theo tiêu chuẩn Eurocode 3.
28/06/2025
Đề tài nghiên cứu trình bày kết quả thực nghiệm và mô phỏng số của hệ dầm – tường biên bê tông cốt thép chịu nén dọc trục, nhằm phân tích khả năng chịu lực, cơ chế phá hoại và hiệu quả làm việc tổng thể, phục vụ thiết kế công trình chịu tải trọng lớn.
07/08/2025
Tài liệu handout khóa học "Tính Toán Tải Trọng Động Đất" – Cung cấp kiến thức nền tảng, phương pháp tính toán theo tiêu chuẩn TCVN 9386, EC8, ASCE và hướng dẫn thực hành trên ETABS.
30/07/2025
Giống như võ thuật, thiết kế kháng chấn là nghệ thuật tự vệ – không chống lại lực động đất mà hấp thụ và phân tán năng lượng hiệu quả. Cùng khám phá các giải pháp chống động đất dưới góc nhìn kỹ thuật và triết lý võ đạo.
03/07/2025
Xây nhà trọn gói là dịch vụ chìa khóa trao tay bao gồm thiết kế, xin phép xây dựng, thi công phần thô, hoàn thiện nội thất và bàn giao công trình. Cùng tìm hiểu đầy đủ các hạng mục trong gói xây nhà trọn gói để chuẩn bị kế hoạch xây dựng hiệu quả.