Trong thời gian gần đây, công trình dân dụng được làm bằng kết cấu thép rất được mọi người quan tâm và lựa chọn. Bởi các ưu điểm vượt trội như thời gian thi công nhanh hay vượt được nhịp lớn, nhà khung thép được ứng dụng rộng rãi làm nhà phố, nhà hàng, trung tâm thương mại hay nhà xe nhiều tầng. Để hoàn thiện được một công trình như vậy cần qua nhiều khâu như: Xin phép xây dựng, lên bản vẽ thiết kế, sản xuất các cấu kiện tại xưởng, rồi tiến hành lắp dựng tại công trường.
Ảnh 1. Một số công trình kết cấu thép nhiều tầng
Giai đoạn lên bản vẽ thiết kế là khâu gần như quan trọng nhất, bởi vì có bản vẽ thì mới sản xuất và thi công được. Để thiết kế được một bản vẽ hoàn chỉnh, tùy quy mô công trình mà cần nhiều hay ít các kỹ sư thiết kế, ngoài ra còn có các học viên vẽ kỹ thuật, các kỹ sư kiểm tra và người chủ trì thiết kế. Ở nước ta hiện nay ngành kết cấu thép nếu so với bê tông cốt thép thì còn khá mới mẻ, đa số các kỹ sư thiết kế thường không biết thiết kế kết cấu thép, vì nó ít phổ biến hơn kết cấu bê tông và việc tính toán chịu lực của nó nhìn chung là phức tạp.
Ảnh 2. Một số bản vẽ thiết kế
Ảnh 3. Một số nhân sự thiết kế tiêu biểu
Khi tính toán thiết kế một công trình dân dụng [hoặc công nghiệp] kết cấu thép, các kỹ sư không chuyên thường chỉ tính toán rất ít và bỏ sót rất nhiều các kiểm tra khác nhau gây nguy hiểm cho công trình. Ở kết cấu bê tông cốt thép, việc tính toán về cơ bản là đơn giản nhưng với kết cấu thép khối lượng tính toán có thể gấp 10 lần vì ngoài các cấu kiện chính còn phải tính đến từng con bu lông hay bản mã liên kết. Tại TDHOUSE, việc tính toán thiết kế kết cấu là một trong những thế mạnh của chúng tôi. Công trình dù lớn hay nhỏ, các công đoạn tính toán và kiểm tra kết cấu luôn đầy đủ và đúng tiêu chuẩn. Không chỉ tính toán kết cấu bên trên, chúng tôi còn tính toán cả phần móng bên dưới vì phần khung bên trên phải đồng bộ với nền móng bên dưới. Bên dưới là 1 vài hình ảnh trong quá trình tính toán, lập bản vẽ thiết kế của TDHOUSE đối với khung nhà thép.
Ảnh 4. Mô hình khung trên phần mềm sap2000
Ảnh 5. Một số tính toán cho một công trình
Sau khi bản thiết kế được duyệt và ký kết hợp đồng, các cấu kiện sẽ được sản xuất tại xưởng. Đội ngũ giám sát chất lượng của chúng tôi luôn khắc khe trong từng giai đoạn để cho ra sản phẩm hoàn chỉnh nhất.
Ảnh 6. Sản xuất tại xưởng
Sau khi sản xuất và vận chuyển tới công trường, cấu cấu kiện được lắp đặt với nhau bằng bu lông. Giai đoạn này là rất quan trọng, các cấu kiện phải được giằng tạm trước khi các cấu kiện giằng chính được lắp vào, dầm cột phải được cân chỉnh thẳng góc trước khi các cấu kiện mới được lắp vào. Rất nhiều công trình nhà xưởng gặp sự cố trong quá trình lắp dựng, do đó kỹ thuật thi công là rất quan trọng nhất là các công trình có dầm vượt nhịp lớn.
chuyên nghiệp không chỉ cần phải có kiến thức, có kỹ năng và kinh nghiệm. Họ còn cần phải có công cụ thiết kế hỗ trợ đắc lực để tính toán và đưa ra phương án thiết kế tốt nhất. Dưới đây, BMB Steel xin giới thiệu đến bạn top 10 phần mềm tính toán và thiết kế kết cấu thép chuyên nghiệp nhất hiện nay.
1. Phần mềm ETABS
Ưu điểm và các tính năng:
- Giao diện dễ hiểu, cung cấp chỉ một giao diện duy nhất
- Người dùng có thể sử dụng để thể hiện mô hình nhà tiền chế với các hình ảnh 2D, 3D; dùng để phân tích và tính toán số liệu.
- Sử dụng phương pháp FEM [tức là phần tử hữu hạn] giúp các đối tượng thiết kế được chia nhỏ hơn
- Kể cả kết cấu thép hay kết cấu bê tông cốt thép đều được phần mềm này hỗ trợ thiết kế dễ dàng
Giá phần mềm ETABS giao động từ 6.000 đô - 16.000 đô tùy thuộc phiên bản bạn lựa chọn.
2. Phần mềm SAP
Ưu điểm và tính năng:
- Có thể mô phỏng chi tiết các kết cấu phần tấm vỏ
- Giải quyết, tính toán được các thông số để thiết kế nên kết cấu thép tương tự như phần mềm ETABS
Giá phần mềm SAP gia động từ 4.000 đô - 18.000 đô phụ thuộc vào từng phiên bản.
3. Phần mềm SAFE
Ưu điểm và tính năng:
- Dễ sử dụng
- Ứng dụng với các loại công trình bản sàn bê tông, cốt thép
- Có khả năng tính toán độ dài thép cho các loại móng như móng bè, móng đơn, móng tổ hợp, tính cả nội lực tác động
Phần mềm SAFE có giá từ 4.000 đô - 18.000 đô phụ thuộc vào từng phiên bản.
4. Phần mềm Robot Structural
Ưu điểm và tính năng:
- Có khả năng kết hợp 2 chiều với phần mềm Autodesk Revit Structure, việc trao đổi kết quả giữa mô hình và dữ liệu phân tích sẽ dễ dàng hơn
- Tự động chia lưới, kết cấu thép có thể được tính toán với kết quả chính xác nhất
- Mã hóa thiết kế theo quốc gia, sử dụng được với nhiều ngôn ngữ và đơn vị tính toán
- Thực hiện được các quy trình phân tích, đưa ra định dạng thiết kế và chuyển mô hình sang REVIT và chuyển kết quả sang phần mềm ASD, giúp cho ra các bản thiết kế chi tiết.
5. Phần mềm Tekla
Ưu điểm và tính năng:
- Những mô hình kết cấu thép tạo nên đều có thông số chính xác, thực hiện bởi công nghệ BIM
- Có khả năng tương thích với hầu hết mọi loại tài liệu
- Tính toán chi tiết, có thể tính toán được với kết cấu các công trình như công trình nhà xưởng kinh doanh, công trình chung cư, sân vận động,...
6. Autodesk AutoCAD
Ưu điểm và tính năng:
- Ưu điểm lớn của phần mềm chuyên dụng này đó chính là
- Độ chính xác của phần mềm autoCAD cho ra kết quả chính xác đến từng con số
- Bản vẽ dễ quan sát, kể cả khi thu nhỏ
- Có thể tái sử dụng lại các bản vẽ
- Có bản vẽ được mở rộng, thể hiện được mọi thứ trên bản vẽ
- Có thể chia sẻ cho nhiều người xem trực tiếp
- HÌnh ảnh 3D nổi bật
Giá thành sử dụng trong 1 năm: Khoảng 1288 đô/ năm
7. Phần mềm RISA
Ưu điểm và tính năng:
- Phần mềm sử dụng dễ dàng và dễ hiểu
- Cung cấp những công cụ thiết kế cơ bản đến nâng cao
- Kết quả thiết kế cho ra rất nhanh chóng và chính xác
Giá thành sử dụng trong 1 năm: từ 900 - 2000 đô tùy phiên bản
8. STAAD Pro
Ưu điểm về tính năng:
- Hỗ trợ thiết kế các kết cấu bê tông, cốt thép, gỗ,...
- Tương tác với nhiều phần mềm khác để thiết kế linh hoạt hơn
- Cung cấp tính năng lập mô hình phân tích, có thiết lập bộ chỉnh sửa tự động
- Có chế độ cảnh báo động đất để giúp kỹ sư tính toán, thiết kế kết cấu thép phù hợp ở trong môi trường thường xuyên có địa chấn
9. Takeoff
Ưu điểm và tính năng:
- Đơn giản hóa các thao tác, tính năng cho người dùng sử dụng nhanh và dễ dàng
- Có khả năng phân tích hiệu quả các dữ liệu
- Hỗ trợ người thiết kế sáng tạo thêm nhiều phương án
- Có tích hợp chế độ họp để dễ dàng trao đổi
Giá thành sử dụng trong 1 năm
10. SketchUp
Ưu điểm và tính năng:
- Rút ngắn quá trình thiết kế
- Thu nhập thông tin môi trường xây dựng chuyển thành dữ liệu 2D và 3D nhanh chóng
- Thể hiện chi tiết các dữ liệu thông qua hình ảnh
Giá thành sử dụng trong 1 năm: 119 Đô/ năm
Hy vọng thông qua bài viết này, BMB Steel có thể giới thiệu đến bạn các phần mềm thiết kế, tính toán kết cấu thép giúp bạn thêm những công cụ hỗ trợ đắc lực. Từ đó có thể tính toán, thiết kế kết cấu thép chuyên nghiệp bằng phương thức dễ dàng hơn, tiện lợi và nhanh chóng hơn.