Kết nối dữ liệu từ phần mềm Autocad 2007 để xây dựng sơ đồ hình học kết cấu trong phần mềm Etabs V9.2.0

n nhất trong việc phân tích kết 
cấu, nút là điểm liên kết giữa các phần tử. Chuyển vị theo 
các phương của mộtnút gọi là bậc tự do. 
Mỗi nút đều có hệ toạ độ địa phương riêng của nó, được 
sử dụng để khai báo bậc tự do, liên kết gối và tải trọng tác 
dụng tại nút.Ngoài ra, nút còn dùng để xác định các kết quả 
lực tại nút. Hệ trục toạ độ địa phương của nút đươc̣ ký hiệu 
là 123, mặc định trùng với hệ trục XYZ của hệ toạ độ tổng 
thể (trục 1 – màu đỏ; trục 2 – màu trắng; trục 3 – màu 
xanh) [4],[5]. 
1.2. Tổng quan về phần tử thanh (Frame) 
Phần tử thanh dùng để mô hình các cấu kiện dầm, cột, 
dàn trong mặt phẳng cũng như trong không gian, ngoài 
phần tử thanh còn có phần tử cáp (cable, chỉ chịu kéo) và 
phần tử dây căng (tendon) [4],[5]. 
1.2.1. Hệ tọa đô ̣địa phương phần tử thanh 
Mỗi phần tử thanh đều có một hệ toạ độ địa phương 
riêng của phần tử đó, được ký hiệu là 123 (trục 1 – màu 
đỏ; trục 2 – màu trắng; trục 3 – màu xanh), Hình 1. 
- Trục 1 (Axis 1) là trục dọc trục thanh, có chiều đi từ 
điểm bắt đầu vẽ (nút i) đến điểm kết thúc (nút j). 
Hình 1. Quy ước hệ toạ độ địa phương của phần tư ̉thanh 
- Trục 2 (Axis 2) nằm trong mặt phẳng 1-2 (mặt phẳng 
làm việc chính của thanh; mặc định là mặt phẳng thẳng 
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 05(114).2017-Quyển 2 53 
đứng Z-1) và có chiều như sau: đối với thanh nằm ngang 
(dầm) trục 2 có chiều hướng lên; đối với thanh thẳng đứng 
(cột) trục 2 nằm ngang và cùng chiều vơí trục X. 
- Trục 3 (Axis 3) được xác định từ trục 1&2, có phương 
nằm ngang (nằm trong mặt phẳng XY) và xác định theo 
quy tắc vặn nút chai (quy tắc bàn tay phải). 
1.2.2. Quan hệ giữa hệ toạ độ địa phương 123 và dấu các 
thành phần nội lực của phần tử thanh [2]. 
- Lực dọc (Axial) P: Tại mặt cắt trục 1 đi ra, lực dọc P 
quy ước dương khi cùng chiều với trục 1 và ngược lại; 
- Mô-men xoắn (Axial torque) T: Được quy ước dương 
khi ta nhìn vào mặt cắt thấy mô-men có xu hướng quay 
ngược chiều kim đồng hồ (Hình 2). 
Hình 2. Quy ước dấu lực dọc và mô men xoắn phần tử thanh 
-Mô-men uốn M3-3 (mô-men trong mặt phẳng làm việc 
chính) gọi là dương khi nó làm căng thớ dưới của trục 2; 
- Lực cắt V2-2 (lực cắt trong mặt phẳng làm việc chính) 
được quy ước tại mặt cắt trục 1 đi ra, V2-2 cùng chiều với 
trục 2 là dương và ngược lại (Hình 3). 
Hình 3. Quy ước dấu lực cắt V2 và mô-men uốn M3 
trong mặt phẳng làm việc chính của phần tử thanh 
- Mô-men uốn M2-2 (mô-men ngoài mặt phẳng uốn) gọi 
là dương khi nó làm căng thớ dưới của trục 3; 
Hình 4. Quy ước dấu lực cắt V3 và mô-men uốn M2 
ngoài mặt phẳng làm việc chính của phần tử thanh 
- Lực cắt V3-3 (lực cắt ngoài mặt phẳng làm việc chính) 
được quy ước tại mặt cắt trục 1 đi ra, V3-3 cùng chiều với 
trục 3 là dương và ngược lại (Hình 4). 
Dấu nội lực của phâǹ tửthanh quy ươć trong phâǹ mềm 
ETABS phụ thuộc vào hệ tọa độ địa phương 123. Mặc 
khác, hệ tọa độ địa phương lại phụ thuộc vào chiều vẽ của 
phần tử (trục 1 quy ước dọc trục thanh, chiều từ điểm bắt 
đầu vẽ i đến điểm kết thúc j). Do đó, chiều vẽ của phần tử 
thanh có ảnh hưởng trực tiếp đến dấu nội lực trong thanh 
đó (mặc định phần tử thanh trong phần mềm ETABS có 
chiều từ trái sang phải).Để thấy rõ hơn điều này ta đi phân 
tích nội lực một dầm đơn giản nhịp L= 6m (Hình 5); chịu 
tải trọng phân bố đều q= 15 kN/m bằng phần mềmETABS 
với 2 trươǹg hơp̣ sau: 
- Trường hợp 1: Vẽ thanh từ trái sang phải. 
- Trường hợp 2: Vẽ thanh từ phải sang trái. 
Hình 5. Hệ tọa độ địa phương và sơ đồ tải trọng hai trường hợp 
-Kết quả nội lực (lực cắt) của hai trường hợp có dấu 
khác nhau (Hình 6). 
Hình 6. Kết quả mô-men M33 và lực cắt V22 của hai trường hợp 
Khi mô phỏng phần tử thanh (Frame) trong phần mềm 
ETABS thì chiều vẽ của phần tử có ảnh hưởng trực tiếp đến 
dấu của kết quả nội lực. 
1.3. Tổng quan về phần tử tấm (Shell) 
Phần tử tấm được sử dụng để mô hình các kết cấu vỏ 
mỏng, tường, sàn trong hệ phẳng cũng như không gian. 
Phần tử tấm (shell) là một dạng của phần tử mặt (area, gồm 
cả phần tử ứng suất phẳng, biến dạng phẳng và đối xứng 
trục). Phần tử tấm có thể có 3 hoặc 4 nút, 4 nút có thể không 
nằm trong cùng một mặt phẳng [4],[5]. 
1.3.1. Hê ̣toạ độ địa phương phần tử tâḿ. 
Mỗi phần tử tấm đều có một hệ toạ độ địa phương riêng 
dùng để xác định phương của tải trọng, vật liệu và nội lực, 
gọi là 123 (trục 1 – maù đỏ; trục 2 – màu trăńg; trục 3 – 
maù xanh). 
- Trục 3 vuông góc với mặt phẳng phần tử còn trục 1&2 
nằm trong mặt phẳng phần tử. Chiều của trục 3 luôn 
“hướng ra” và theo chiều vẽ thứ tự các nút (theo quy tắc 
vặn nút chai): khi vẽ các nút của tấm ngược chiều kim đồng 
hồ → trục 3 hướng lên; khi vẽ các nút của tấm cùng chiều 
kim đồng hồ → trục 3 hướng xuống. 
- Trục 2 nằm trong mặt phẳng 2-3 (mặt phẳng thẳng 
đứng, song song với trục Z): với phần tử tấm thẳng đứng, 
54 Lê Chí Phát 
trục 2 có chiều hướng lên; với phần tử tấm nằm ngang, lúc 
đó trục 2 sẽ có chiều theo chiều dương trục Y. 
- Trục 1 được xác định từ trục 2&3 theo quy tắc vặn nút 
chai (quy tắc bàn tay phải), luôn có phương nằm ngang, 
thuộc mặt phẳng XY. 
1.3.2. Quan hệ giữa hệ toạ độ địa phương 123 và dấu các 
thành phần nội lực của phần tử tấm [4],[5]. 
- Lực dọc trong mặt phẳng F11 (hoặc F22): Tại mặt cắt 
trục 1 (hoặc trục 2) đi ra; lực dọc F11 (hoặc F22) cùng chiều 
với trục 1 (hoặc trục 2) được quy ước dương và ngược lại. 
- Lực cắt F12 trong mặt phẳng 1-2: Tại mặt cắt trục 1 đi 
ra; F12 cùng chiều với trục 2 là dương và ngược lại. 
- Lực cắt vuông góc với mặt phẳng V13; V23 quy ước 
tương tự trong mặt phẳng (ở đây không được thể hiện) 
- F-MIN, F-MAX là các lực theo các phương chính 
(phương có lực cắt F12= 0), chiều dương của góc biểu 
diễn phương chính như trên Hình 7. 
Hình 7. Quy ước dấu lực dọc và lực cắt của phần tử tấm 
-Mô-men uốn M11, M22 gây căng dưới trục 3 là dương 
và ngược lại. 
- M-MIN, M-MAX là cácmô-men theo các phương 
chính (phương có mô-men M12= 0), chiều dương của góc 
biểu diễn phương chính như trên Hình 8. 
Hình 8. Quy ước dấu mô-men của phần tử tấm 
Dấu nội lực của phần tử tấm được quy ước trong phần 
mềm ETABS phụ thuộc vào hệ tọa độ địa phương. Mặt 
khác, hệ tọa độ địa phương 123 của phần tử tấm lại phụ 
thuộc vào chiều vẽ của phần tử tấm (khi vẽ tấm ngược 
chiều kim đồng hồ trục 3 hướng lên và ngược lại). Do đó, 
chiều vẽ phần tử tấm trong phần mềm ETABS có ảnh 
hưởng trực tiếp đến dấu nội lực trong tấm đó (mặc định vẽ 
tấm theo ngược chiều kim đồng hồ). Để thấy rõ hơn điều
này ta đi phân tích nội lực ô sàn kích thươć 6x6 (m); chịu 
tải trọng phân bố đều q= 15kN/m2 bằng phần mềm ETABS 
vơí 2 trươǹg hơp̣: 
- Trường hợp 1: Vẽ tấm theo thứ tự ngược chiều kim 
đồng hồ. 
- Trường hợp 2: Vẽ tấm theo thứ tự cùng chiều kim 
đồng hồ (Hình 9). 
Hình 9. Mô hình tấm trong ETABS theo hai chiều vẽ khác nhau 
Hình 10. Kết quả mô-men M11 của tấm trong hai trường hợp 
Hình 11. Kết quả mô-men M22 của tấm trong hai trường hợp 
Kết quả nội lực trong hai trường hợp ngược dấu (Hình 
10, 11); do đó khi mô phỏng phần tử tấm (Shell) trong 
ETABS thì chiều vẽ của phần tử có ảnh hưởng trực tiếp đến 
dấu của kết quả nội lực. 
* Nhận xét: Qua việc phân tích đặc tính các phần tử
thanh, tấm trong phần mềm ETABS ta nhận thấy chiều vẽ 
các phần tử có ảnh hưởng đến dấu của nội lực. Vấn đề đặt 
ra là khi xây dựng mô hình các phần tử từ các phần mềm 
khác và kết nối dữ liệu với phần mềm ETABS thì các quy 
tắc về phương; chiều khi vẽ các phần tử sẽ như thế nào? 
Nội dung baì baó này, tać gia ̉sẽ nghiên cứu cać quy tắc xây 
dựng dữ liệu trong phần mềm AutoCad 2007 và kết nối với 
phần mềm ETABS v9.2.0đê ̉xây dựng sơ đồ hình học kêt́ 
câú được chính xać. 
2. Kết quả nghiên cứu và khảo sát
2.1. Kết nối dữ liệu từ AutoCad 2007 để xây dựng mô 
hình trong phần mềm ETABS v9.2.0 
2.1.1. Chuẩn bị mô hình trong phần mềm AutoCad 2007 [1]. 
Sử dụng các công cụ đồ họa trong AutoCad để tạo mô 
hình các phần tử tương ứng trong phần mềm ETABS. 
Phần tử thanh (Frame) tương ứng lệnh Line trong 
AutoCad; phần tử tấm (Shell) tương ứng lệnh 3Dface 
trong AutoCad, 
Tạo Layer khi ve ̃mỗi loại phần tử. Ví dụ: phần tử thanh 
tạo Layer là Frame (cho màu vàng); phần tử tấm tạo Layer 
là Shell (cho màu đỏ); 
Save as file AutoCad với đuôi “.dxf”. 
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 05(114).2017-Quyển 2 55 
2.1.2. Đưa dữ liệu vào trong phần mềm ETABS [3] 
Khởi động phần mềm ETABS (chọn hệ đơn vị Lực-
Chiều dài phù hợp). 
Vào Menu Import → AutoCad .dxf file → chỉ đường 
dẫn file AutoCad vừa tạo ở trên → Open. 
Chú ý chọn đơn vị chiều dài và các Layer trong phần 
mềm ETABS phù hợp với AutoCad. 
2.2. Mô hình các phần tử trong phần mềm CAD và kêt́ 
nối dữ liệu các phần tử sang phần mềm ETABS 
2.2.1. Phần tử nút (Joint) 
Tạo Layer: Name “Nút”; màu vàng. 
Phần tử nút (Point) được mô phỏng trong AutoCad bởi 
một điểm. Dùng lệnh Point vẽ một điểm bất kì thuộc Layer 
“Nút” vừa tạo. 
Save as file AutoCad với đuôi “*.dxf” (chẳng hạn đặt 
tên Point.dxf). 
Khởi động phần mềm ETABS. 
Vào Menu Import → AutoCad .dxf file → chỉ đường 
dẫn file AutoCad vừa tạo ở trên → Open 
Hình 12. Chọn đơn vị và Layer của phần tử nút đã khai báo
2.2.2. Phần tử thanh (Frame) 
Tạo Layer : Name “Thanh”; màu vàng; 
Phần tử Thanh (Frame) được mô phỏng trong AutoCad 
bởi một đoạn thẳng. Dùng lệnh Line ta vẽ hai thanh: một 
thanh từ trái sang phải và một thanh từ phải sang trái dài 
6m; cùng thuộc Layer “Thanh” vừa tạo. 
1: Vẽ trái sang phải 2: Vẽ phải sang trái 
Hình 13. Vẽ 2 thanh chiều khác nhau trong phần mềm AutoCad
Save as file AutoCad với đuôi “*.dxf” (chẳng hạn đặt 
tên Frame.dxf). 
Khởi động phần mềm ETABS. 
Vào Menu Import → AutoCad .dxf file → chỉ đường 
dẫn file AutoCad vừa tạo ở trên → Open 
Hình 14. Chọn đơn vị và Layer của phần tử thanh đã khai báo
Khi đó ta được phần tử thanh trong ETABS với hệ tọa 
độ địa phương như sau: 
Thanh 1: Vẽ trái sang phải Thanh 2: Vẽ phải sang trái 
Hình 15. Hệ tọa đô ̣địa phương của hai thanh (vẽ hai chiều 
khác nhau trong AutoCad) sau khi được Import vào ETABS 
* Nhận xét: Ta thấy chiều vẽ trong AutoCad có ảnh
hưởng đến chiều của phần tử thanh khi đưa vào mô hình 
ETABS → trên hình vẽ ta thấy khi hai thanh vẽ trong 
AutoCad theo hai chiều khác nhau thì khi đưa vào ETABS, hệ 
tọa độ địa phương của nó cũng khác → ảnh hưởng đến dấu 
của nội lực → khi chuẩn bị dữ liệu đầu vào trong AutoCad 
cần tuân thủ các quy tắc về chiều vẽ của phần tử như trong 
ETABS.Thông thường một thanh mặc định chiều từ trái sang 
phải → ta nên vẽ đồng bộ các thanh theo chiều này. 
2.2.3. Phần tử tấm (Shell) 
Tạo Layer: Name “Tấm”; màu đỏ. 
Phần tử Tấm (Shell) được mô phỏng trong AutoCad bởi 
lệnh 3Dface. Dùng lệnh 3Dface vẽ hai tấm: một tấm vẽ 
ngược chiều kim đồng hồ và một tấm vẽ cùng chiều kim 
đồng hồ; cùng thuộc Layer “Tấm” vừa tạo. 
1. Vẽ ngược chiều kim đồng hồ 2. Vẽ cùng chiều kim đồng hồ
Hình 16. Vẽ hai tấm chiều khác nhau trong phần mềm AutoCad
Save as file AutoCad với đuôi “*.dxf” (chẳng hạn đặt 
tên Shell.dxf). 
Khởi động phần mềm ETABS. 
Vào Menu Import → AutoCad .dxf file → chỉ đường 
dẫn file AutoCad vừa tạo ở trên → Open. 
Hình 17. Chọn đơn vị và Layer của phần tử tấm đã khai báo
Khi đó ta được phần tử tấm trong ETABS với hệ tọa 
độ địa phương như Hình 18:
1. Vẽ ngược chiều kim đồng hồ 2. Vẽ cùng chiều kim đồng hồ
Hình 18. Hệ tọa đô ̣điạ phương của hai tấm (vẽ hai chiều 
khác nhau trong AutoCad) sau khi được Import vaò ETABS 
* Nhâṇ xét: Ta thấy chiều vẽ trong AutoCad có ảnh
hưởng đến chiều của phần tử tấm khi đưa vào mô hình 
56 Lê Chí Phát 
ETABS → trên hình vẽ ta thấy, khi hai tấm vẽ trong 
AutoCad theo hai chiều khác nhau, thì khi đưa vào ETABS 
hệ tọa độ địa phương của nó cũng khác (trục 3 ngược – màu 
của hai tấm khác nhau) → ảnh hưởng đến dấu của nội lực 
→ vì vậy khi chuẩn bị dữ liệu đầu vào trong AutoCad cần 
tuân thủ các quy tắc về chiều vẽ của phần tử như trong 
ETABS. Thông thường một tấm mặc định vẽ ngược chiều 
kim đồng hồ. 
3. Bàn luận
Khi vẽ một điểm (Point) trong AutoCad thì khi Import 
vào phần mềm ETABS để mô phỏng một phần tử nút sẽ 
không có thay đổi. Vì vậy dùng lệnh vẽ điểm Point trong 
AutoCad để mô phỏng phần tử nút cho phần mềm ETABS. 
Tuy nhiên,khi mô hình một phần tử thanh (hoặc tấm) trong 
ETABS thì mặc định ở hai đầu thanh (hoặc các góc của 
tấm) là các phần tử nút nên thông thường khi tạo mô hình 
các phần tử nút không được dùng đến. 
Phần tử thanh trong phần mềm ETABS được mô phỏng 
bằng một đoạn thẳng (lệnh Line) trong AutoCad. Chiều vẽ 
thanh trong AutoCad cũng ảnh hưởng đến hệ tọa độ địa 
phương và nội lực khi đưa thanh này vào phần mềm 
ETABS. Do đó, khi mô phỏng các phần tử thanh (vẽ Line 
trong AutoCad) cần tuân thủ quy tắc về hướng vẽ. Thông 
thường một thanh mặc định chiều vẽ từ trái sang phải. 
Phần tử tấm trong phần mềm ETABS được mô phỏng 
bằng lệnh 3Dface trong AutoCad. Mặt khác, ta thấy chiều 
vẽ tấm trong AutoCad cũng ảnh hưởng đến hệ tọa độ địa 
phương và nội lực khi đưa tấm này vào phần mềm ETABS. 
Do đó, khi mô phỏng các phần tử tấm cần tuân thủ quy tắc 
về hướng vẽ. Thông thường, một tấm mặc định được vẽ 
ngược chiều kim đồng hồ. 
4. Kết luận
Kết nối dữ liệu giữa phần mềm AutoCad và phần mềm 
ETABS để xây dưṇg mô hình kết cấu cho một số bài toán 
phức tạp là một giải pháp tối ưu. Tận dụng được khả năng 
đồ họa rất tốt của AutoCad sẽ hỗ trợ cho người sử dụng dễ 
dàng vẽ được các mô hình kêt́ câú phức tap̣ trong khi công 
việc này thực hiện trên phần mềm ETABS sẽ mất nhiều 
thời gian. 
Để đảm bảo sự kết hợp giữa hai phần mềm được 
chính xác, bài báo đã tập trung tìm hiểu về đặc tính các 
loại phần tử nút, thanh, tấm trong phần mềm ETABS, từ 
đó đưa ra các khuyến cáo cho người sử dụng các quy 
luật khi vẽ các phần tử này trong phần mềm AutoCad: 
phần tử Joint, Frame, Shell trong phần mềm ETABS 
được mô phỏng bằng các điểm (Point), đường thẳng 
(Line), mặt (3Dface) trong phần mềm AutoCad. Việc mô 
phỏng các phần tử trong phần mềm AutoCad để kết nối 
dữ liệu với phần mềm ETABS cần tuân thủ các quy định 
về chiều vẽ các phần tử: chiều mặc định phần tử Frame 
được vẽ từ trái sang phải và phần tử Shell được vẽ ngược 
chiều kim đồng hồ. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] AutoDESK (2007), Manual AutoCad 2007, AutoDESK Inc, USA. 
[2] Lều Thọ Trình (2000), Cơ học kết cấu – Tập 1&2,NXB Khoa học 
kỹ thuật, Hà Nội. 
[3] Makar Nageh (2007), How to model and Design high rise building 
using ETABS Program, Scientific Book House, Cairo, A.R.E. 
[4] Nguyễn Mạnh Yên (2004),Phương phaṕ sô ́ trong cơ học kết câú, 
NXB Xây dựng, Hà Nội. 
[5] Võ Như Cầu (2005), Tính toán kết cấu theo phương pháp phần tử 
hữu hạn, NXB Xây dựng, Hà Nội. 
(BBT nhận bài: 09/02/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 16/03/2017)