Thiết kế liên kết thép (Steel Connection) là một công việc quan trọng và tốn nhiều công sức, tiền bạc. Bạn cần công cụ phù hợp cho công việc của bạn. Vì vậy bài viết dưới đây sẽ đưa ra thông tin để bạn lựa chọn cái nào là tốt nhất?
Nếu bạn đã từng thiết kế liên kết thép bằng tay, bạn sẽ biết quá trình này tẻ nhạt như thế nào. Có vô số tính toán kiểm tra cần được thực hiện để đảm bảo các yêu cầu của tiêu chuẩn thiết kế. Kiêm tra liên kết xem có đủ chịu cắt không? Tương tác sử dụng lực căng - cắt có nằm trong giới hạn không? Liệu đường hàn có đảm bảo ổn định cục bộ hay không? Đây chỉ là một số trong vô số các câu hỏi trong quá trình thiết kế liên kết thép.
Với tính khả dụng chung của Microsoft Excel, hầu hết các kiểm tra này có thể được tự động hóa theo các bảng tính có sẵn được chia sẻ. Tiêu chuẩn AISC 360, BS 5950 và Eurocode 3 (EN 1993) cung cấp các công thức và bảng tra có thể được thực hiện trong một bảng tính. Nhiều công ty thiết kế thường phát triển bảng tính nội bộ của riêng họ để thực hiện thiết kế liên kết thép đơn giản cho các bài toán ứng dụng phổ biến. Khi các kết nối trở nên phức tạp hơn, nhà thiết kế chuyển sang sử dụng các gói phần mềm tính toán liên kết thép chuyên dụng.
PHẦN MỀM THIẾT KẾ LIÊN KẾT THÉP THEO TIÊU CHUẨN
Phần mềm phân tích thiết kế PROKON
Cho những thiết kế liên kết như base plate, bolt check, hoặc cleat plate design, PROKON cung cấp thiết kế liên kết đơn giản với mô đun steel design.
Mô đun thiết kế liên kết thép trong phần mềm PROKON
Nếu liên kết của bạn đang thiết kế nằm trong các dạng liên kết đơn giản cung cấp bởi các mô-đun này thì PROKON là một lựa chọn tốt, đặc biệt nếu bạn đã có bản quyền đầy đủ cho bộ đầy đủ cho bộ phần mềm Prokon.
Ví dụ liên kết dầm-cột trong Prokon
Phần mềm Bentley Limcon/RAM Connection
Limcon/Ram Connection là các phần mềm trong hệ sinh thái của Bentley Systems. Các phần mềm này có khả năng thiết kế một số kiểu liên kết theo các tiêu chuẩn quốc tế khác nhau. Nhìn thoáng qua bảng điều khiển của Limcon/Ram Connection cho thấy tất cả các cấu trúc liên kết được xác định trước mà bạn có thể chọn.
Lựa chọn các dạng liên kết trong Limcon
Limcon/Ram Connection là phần mềm dễ sử dụng và có ấn tượng tốt trong số các cơ quan quản lý xây dựng và các nhà đánh giá thiết kế của bên thứ ba (có lẽ sự liên tưởng với hãng xe Bentley có liên quan đến vấn đề này). Nó thực hiện một số kiểm tra bao gồm cả thông số hình học của liên kết. Ví dụ, nó cảnh báo người dùng nếu khoảng cách bu lông quá gần hoặc khoảng cách mép lỗ trên tấm là không đủ.
Ví dụ một liên kết trong Limcon
Ví dụ một liên kết trong Ram Connection
Limcon tuân thủ nghiêm ngặt thông số hình học tích hợp của nó, có thể không linh hoạt nếu kết nối của bạn hơi khác biệt hoặc ở dạng phi tiêu chuẩn. Phần mềm sẽ từ chối tiếp tục thiết kế một khi nó phát hiện ra bất kỳ thông số nào nằm ngoài phạm vi được xác định trước của nó. Trong những trường hợp như vậy, bạn buộc phải đưa ra một số đánh giá kỹ thuật thận trọng và cố gắng sửa đổi mô hình đầu vào để Limcon chấp nhận, sau đó diễn giải đầu ra cho thiết kế liên kết cuối cùng của bạn.
Ngoài ra với RAM Connection cũng có các tính năng tương tự như Limcon nhưng cho phép tích hợp liền mạch hơn với hệ RAM Structural System.
PHẦN MỀM THIẾT KẾ LIÊN KẾT THÉP (STEEL CONNECTION) TỐT NHẤT
PROKON, Limcon và RAM Connection chỉ có thể thiết kế được các dạng liên kết có sẵn trong thư viện của các phần mềm này. Thông thường, bạn sẽ gặp phải một số liên kết không theo khuôn mẫy và không phù hợp với các phần mềm này. Bạn có thể tạo mô hình phần tử hữu hạn trong một phần mềm phần tử hữu hạn (FEA) như SAP2000, sau đó đánh giá ứng suất theo giới hạn. Cách tiếp cận này không chỉ tốn thời gian mà còn không cung cấp giải pháp hoàn chỉnh do khó tạo mô hình mối hàn, bu lông, neo và đặc tính phi tuyến tính của vật liệu hoặc tiếp xúc. May mắn thay, chúng ta đã có một công cụ thiết kế liên kết theo phương pháp phần tử hữu hạn linh hoạt hơn:
IDEA StatiCa
IDEA StatiCa cho phép các kỹ sư mô hình kết cấu hình học liên kết phức tạp. Sau khi bạn dùng & đánh giá phần mềm này, bạn sẽ đồng ý với kết luận rằng nó là phần mềm thiết kế liên kết thép tốt nhất hiện nay. Nó có thể thiết kế các kết nối từ đơn giản đến rất phức tạp như hình bên dưới.
Một liên kết phức tạp có thể được mô hình hóa và kiểm tra với IDEA StatiCa.
IDEA StatiCa cũng có thể kiểm tra liên kết các tấm đế phức tạp và các bu lông neo.
Phần mềm cho phép bạn tự do lập mô hình hầu hết các cấu trúc liên kết kết nối. Khi bắt đầu thiết kế liên kết, bạn có thể chọn từ một trong các mẫu có sẵn hoặc bắt đầu với việc tạo mô hình liên kết mới do bạn, sau đó dựng các thành phần liên kết của bạn.
Cửa sổ khởi động IDEA StatiCa Steel
IDEA StatiCa có thể thực hiện tất cả các loại kiểm tra thiết kế như ổn định tổng thể (tấm, bu lông, mối hàn), kiểm tra ứng suất, phân tích buckling và phân tích độ cứng để xác định xem liên kết của bạn là dạng ngàm cứng, liên kết nửa cứng hay xoay.
Phân tích độ cứng rất quan trọng nếu bạn muốn xác nhận rằng giả định về độ cố định của mối nối mà bạn đã sử dụng trong phân tích kết cẩu tổng thể của mình vẫn đảm bảo tương thích với độ cứng thực tế của liên kết. Nếu không, bạn có thể cần phải điều chỉnh phân tích tổng thể cho phù hợp với độ cứng khớp thực tế sau đó xem xét thiết kế của các bộ phận sau khi phân phối lại lực.
Một liên kết đước mô hình và kiểm tra với phần mềm IDEA StatiCa
Ứng xuất của liên kết.
Một trong những tính năng tiện dụng của phần mềm là khả năng nhập hình học và tải trọng của mối nối từ các công cụ phân tích tính toán toàn cầu phổ biến nhất. Nếu cấu trúc tổng thể của bạn được thiết kế bằng ETABS, STAAD, SAP2000, Robot hoặc Midas..., bạn có thể tự động nhập dữ liệu chung vào Idea StatiCa rồi áp dụng các hoạt động chung từ đó.
IDEAStatiCa làm việc với SAP2000
IDEA StatiCa cung cấp rất nhiều tài liệu trên trang website của họ, rất hữu ích cho những ai muốn tự học. Họ thảo luận về nền tảng lý thuyết và đưa ra nhiều ví dụ về các liên kết có thể tải xuống. Họ cũng tổ chức hội thảo trực tuyến thường xuyên trình bày các liên kết thật do người dùng của họ gửi về trên khắp thế giới. Các bản video ghi lại sau đó được tải lên YouTube để xem lại theo yêu cầu.
Điều này nghe có vẻ hơi giống quảng cáo nhưng theo ý kiến của tôi, phần mềm đáng được chú ý nhiều do sự đổi mới và công nghệ mà các nhà phát triển đã triển khai vào chương trình. Một kỹ sư sẽ tự tin hơn trong việc thiết kế các liên kết thép phức tạp một cách an toàn, tránh mọi phỏng đoán hoặc đơn giản hóa quá mức.
Việc theo đuổi tìm kiếm phần mềm thiết kế kết nối thép tốt nhất hiện nay kết thúc với IDEA StatiCa.
