Thiết kế kết cấu trong xây dựng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên những công trình vững chắc và an toàn. Đặc biệt trong giải pháp thiết kế kết cấu sàn phẳng không dầm – một giải pháp vật liệu công nghệ mới cần các đơn vị tính toán và triển khai có kinh nghiệm. Cùng LPC điểm danh 3 phần mềm thiết kế kết cấu phổ biến nhất được sử dụng trong thiết kế sàn phẳng không dầm
Tầm quan trọng của thiết kế kết cấu
Thiết kế kết cấu là quá trình sáng tạo và tính toán các yếu tố kỹ thuật và cấu trúc của một công trình xây dựng. Nó liên quan đến việc xác định các thành phần và kết cấu của công trình để đảm bảo tính an toàn, ổn định và chịu lực trong quá trình hoạt động.
Trong quá trình thiết kế kết cấu, kiến trúc sư và kỹ sư kết cấu sẽ phân tích và đánh giá các yếu tố như tải trọng, khả năng chịu tải, độ bền vật liệu, độ cứng và tính ổn định của công trình. Dựa trên thông tin này, họ sẽ lựa chọn và áp dụng các phương pháp tính toán và mô phỏng để đưa ra các giải pháp kỹ thuật và cấu trúc tối ưu.
Thiết kế kết cấu được coi là một trong những giai đoạn quan trọng nhằm đảm bảo tính an toàn, ổn định và chịu lực của công trình, đáp ứng yêu cầu và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng
Thiết kế kết cấu trong giải pháp sàn phẳng không dầm
Sàn phẳng không dầm là một giải pháp không mới đối với các đơn vị thi công, đơn vị thiết kế hay các Chủ đầu tư. Thiết kế kết cấu trong sàn phẳng không dầm được đánh giá là yếu tố vô cùng quan trọng trọng các thao tác thực hiện kỹ thuật trong công trình. Một số yếu tố quan trọng cần xem xét trong thiết kế kết cấu của sàn phẳng không dầm như:
- Tải trọng: Xác định tải trọng tác động lên sàn là một bước quan trọng trong thiết kế kết cấu. Tải trọng bao gồm tải trọng số riêng của sàn, tải trọng số phụ (như nội thất, người sử dụng), và tải trọng tạm thời (như tuyết, gió). Cần xác định và tính toán tải trọng tác động lên sàn để đảm bảo rằng kết cấu có thể chịu được mọi tải trọng này một cách an toàn.
- Vật liệu: Các vật liệu thông dụng bao gồm bê tông, thép, gỗ, và composite. Mỗi vật liệu có tính chất và ưu điểm riêng, và cần đảm bảo rằng vật liệu được sử dụng có đủ độ cứng, độ bền và khả năng chịu tải để đáp ứng yêu cầu tải trọng của sàn.
- Độ cứng: Sàn phẳng không dầm cần được thiết kế với độ cứng đủ để tránh các biến dạng không mong muốn và đảm bảo tính ổn định của kết cấu. Điều này đặc biệt quan trọng trong trường hợp có tải trọng phụ lớn hoặc trong các không gian có yêu cầu đặc biệt về độ cứng.
- Tính khả thi kỹ thuật: Xem xét các hạn chế về không gian, chiều cao, khả năng chịu tải của vật liệu và phương pháp thi công để đảm bảo
- Kỹ thuật chống cháy: Có thể bao gồm việc sử dụng vật liệu chịu lửa, hệ thống phòng cháy chữa cháy, cách cách ly chống cháy và hệ thống thoát hiểm.
- Thiết kế thẩm mỹ: Các yếu tố như hình dạng, màu sắc, bề mặt và họa tiết có thể được tính toán để tạo ra một không gian thẩm mỹ hài hòa và hấp dẫn.
- Điều kiện môi trường: Trong quá trình thiết kế, cần xem xét các yếu tố môi trường như độ ẩm, nhiệt độ, tác động của môi trường hóa chất và môi trường mặn. Điều này sẽ ảnh hưởng đến lựa chọn vật liệu và phương pháp thiết kế để đảm bảo tính ổn định và bền vững của kết cấu.
- Quy định và tiêu chuẩn: Trong thiết kế kết cấu, luôn cần tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn xây dựng địa phương, quốc gia và quốc tế. Các tiêu chuẩn này bao gồm các quy định về tải trọng, an toàn, chống cháy và bảo vệ môi trường. Tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn này là rất quan trọng để đảm bảo tính an toàn và pháp lý của kết cấu.
Xem thêm: Giải pháp sàn phẳng không dầm Ubot
Top 3 phần mềm phổ biến dùng trong thiết kế kết cấu sàn phẳng không dầm
AutoCAD
AutoCAD là tên viết tắt của cụm từ “Automatic Computer Aided Design”. Phần mềm này được Autodesk phát triển và ra mắt năm 1982 với tính năng chính là soạn thảo, thiết kế các bản vẽ 2D và 3D với sự trợ giúp của máy tính. Với công cụ này, người dùng có thể thực hiện các phép tính và tái hiện những ý tưởng của mình dưới dạng bản vẽ kỹ thuật với độ chính xác cần thiết. Vì vậy nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như kiến trúc, xây dựng, công nghiệp…
Trong đời sống thực tế, AutoCAD chủ yếu dùng để phục vụ công việc của các kỹ sư, họa sĩ hoạt hình, quản lý dự án, kiến trúc sư… Kiến trúc và xây dựng: Với Autodesk AEC Collection, người dùng sẽ được cung cấp các công cụ CAD, BIM (công cụ mô hình thông tin xây dựng) cùng một gói những phần mềm xây dựng và thiết kế 3D. Từ đó cho phép các kỹ sư xây dựng tạo nên những mô hình, thiết kế trực quan, chính xác trong thiết kế kết cấu
Với bản vẽ thi công kết cấu nói chung và ứng dụng trong giải pháp sàn phẳng nói riêng, AutoCad là phần mềm thiết kế kết cấu không thể thiếu giúp các kĩ sư thể hiện bản vẽ với độ chính xác và tính hữ ích, thuận tiện của mình.
ETABS
ETABS là một phần mềm thiết kế kết cấu nhà cao tầng của hãng CSI. Vào những thập niên 90, khi máy tính để bàn chưa xuất hiện, một số nhà khoa học ở Đại học US Berkeley đã nghiên cứu ra thuật toán để tính toán nhà cao tầng và chạy trên máy tính lớn.
Đây là một phần mềm dựa trên thuật toán phần tử hữu hạn, tuy nhiên có rất nhiều cải tiến đáng kể nhằm tăng tốc quá trình tính toán cũng như nhập số liệu dầu vào. Phần mềm được viết dựa trên ngôn ngữ Fortran, là một ngôn ngữ lâu đời nhưng rất hiệu quả trong các bài toán về thiết kế kết cấu. Khả năng xử lý số liệu là lớn bất kì.
Phương pháp phần tử hữu hạn là phương pháp phân tích kết cấu gần đúng bằng cách chia tách hệ kết cấu thành các phần tử đơn giản được định nghĩa trước. Etabs là phần mềm sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để phân tích kết cấu.
Phần mềm Etabs được sử dụng để phân tích kết cấu các công trình xây dựng dân dụng, đặc biệt là nhà cao tầng. Nói như thế không có nghĩa rằng Etabs chỉ giải quyết được bài toán phân tích kết cấu cho nhà cao tầng, mà cần hiểu rằng Etabs được trang bị các công cụ để thực hiện việc phân tích kết cấu nhà cao tầng một cách thuận lợi nhất (so với các sản phẩm khác của hãng CSI).
Việc phân tích kết cấu cuối cùng nhằm mục đích tìm ra được nội lực (dùng để thiết kế cốt thép), phản lực (dùng để thiết kế móng), và các giá trị về chuyển vị (dùng để kiểm tra kết cấu ở trạng thái giới hạn về điều kiện sử dụng).
SAFE
SAFE là phần mềm thiết kế kết cấu chuyên dụng tính toán cho các loại bản sàn bê-tông cốt thép theo phương pháp phần tử hữu hạn như sàn giao thoa, sàn không dầm, sàn nấm, … ngoài ra SAFE còn có thể tính nội lực và tính thép cho đài móng đơn hoặc móng tổ hợp, móng bè. SAFE có thể đảm đương được tất cả các yêu cầu của quá trình thiết kế kết cấu một cách trực quan sinh động, hữu ích, toàn diện và dễ sử dụng.
Bằng các công cụ vẽ tinh vi, sử dụng một trong các tùy chọn nhập để nhập dữ liệu từ AutoCAD, bảng tính hoặc cơ sở dữ liệu, Safe giúp người sử dụng thiết kế sàn móng nhanh và hiệu quả ở bất kỳ định hình dạng nào, tròn hoặc trụ rỗng.
SAFE giúp xác định sàn móng từ địa kỹ thuật phi tuyến do nền đất bị nứt, lún. Đồng thời phân tích vết nứt phi tuyến của sàn móng. SAFE đo tải trọng của sàn móng một cách dễ dàng bằng cách lựa chọn tự động. Với SAFE, người sử dụng có thể mô tả dải thiết kế một cách hoàn chỉnh, kiểm soát vị trí, kích cỡ và tính toán gia cố. Phương pháp phần tử hữu hạn cực kỳ hữu dụng trong việc thiết kế sàn không dầm đối với nền móng có địa chất phức tạp.
SAFE đưa ra các báo cáo toàn diện và có thể tùy chỉnh cho tất cả các kết quả thiết kế và phân tích. Đồng thời SAFE còn cung cấp các kế hoạch chi tiết, các phần, các mặt, chu trình và bảng biểu. Do vậy người dùng có thể xem lại, in ra trực tiếp hoặc là xuất ra các bản CAD.
Với các kỹ sư, SAFE rất dễ sử dụng và là một phần mềm hữu ích cần thiết cho việc mô phỏng, phân tích, thiết kế chi tiết hệ thống sàn sử dụng giải pháp sàn phẳng, kiểm tra độ võng, bố trí thép,…
—- Công Ty TNHH Xây dựng Lâm Phạm – LPC
Hotline: 0911.29.9696
Website: https://lpc.vn
Facebook: Lam Pham Construction
Youtube: Lam Pham Construction
Tiktok: Lam Pham Construction
