Autodesk Robot Structural Analysis Professional (Robot) là một chương trình phân tích kết cấu toàn diện, tích hợp duy nhất, cung cấp các kỹ sư kết cấu khả năng phân tích cao cấp những cấu trúc lớn, phức tạp được ứng dụng rộng để mô hình hóa, phân tích và thiết kế nhiều loại kết cấu bao gồm phân tích tuyến tính cũng như phi tuyến bất kỳ cấu trúc nào như các tòa nhà, cầu, công trình dân dụng và các cấu trúc đặc biệt khác trong xây dựng.
Chương trình cho phép người dùng tạo ra các kết cấu, thực hiện phân tích, xác minh kết quả đạt được và thực hiện kiểm tra tiêu chuẩn tính toán của các thành phần, chuẩn bị tài liệu cho tính toán, thiết kế kết cấu.
Kết hợp với Autodesk Revit Structure, Robot mở rộng quá trình cơ cấu BIM (Building Information Modeling), cho phép các kỹ sư nhanh chóng thực hiện phân tích kỹ thuật và xây dựng toàn diện trên nhiều loại kết cấu công trình.
Với Robot, các kỹ sư kết cấu có thể:
-
Liên kết hai chiều với Autodesk Revit Structure-Việc trao đổi kết quả phân tích kết cấu với mô hình kiến trúc cho các tài liệu dự án phối hợp tốt hơn.
-
Khả năng tự động chia lưới để tính toán bằng phương pháp phần tử hữu hạn-Tạo các mắt lưới phần tử hữu hạn cho kết quả phân tích chính xác hơn.
-
Tham chiếu nhiều quốc gia cụ thể, nhiều ngôn ngữ, đơn vị, và cho phép mã thiết kế số quốc gia cụ thể.
-
Tích hợp thiết kế bê tông cốt thép và thiết kế thép theo mô-đun-Sử dụng mã thép quốc tế và bê tông cốt thép.
-
Tiến trình thực hiện liên tục từ phân tích và thiết kế bản vẽ chế tạo-Chuyển giao mô hình và đưa kết quả sang AutoCAD Structural Detailing cho các bản vẽ chi tiết kết cấu chế tạo.
-
API mở và linh hoạt-cho phép liên kết với các chương trình bên ngoài như Microsoft Excel và AutoCAD.
-
Chương trình dễ cài đặt.
Yêu cầu hệ thống
Hệ điều hành: Microsoft Windows 7 bao gồm phiên bản Enterprise, Professional, Ultimate, hay Home Premium editions, Microsoft Windows Vista 32-bit hoặc 64 bit-Business, Home Premium hoặc Ultimate, hoặc Microsoft Windows XP SP2 phiên bản Professional (hoặc sau này).
Trình duyệt (Browser): Microsoft Internet Explorer7.0 hoặc mới hơn.
Loại CPU: Intel Pentium 4 2 GHz hoặc cao hơn với công nghệ SSE2 hoặc AMD tương đương.
Bộ nhớ: 3 GB RAM.
Độ phân giải: Màn hình 1280 x 1024 và card màn hình có khả năng hiển thị 24-bit màu.
Hard Disk: 3 GB không gian đĩa còn trống + 5 GB không gian đĩa còn lại sau khi cài đặt.
Thiết bị trỏ: Chuột hai nút với bánh xe di chuyển được đề nghị.
Phương tiện truyền thông: Tải về hoặc cài đặt từ đĩa DVD.
Đây là chương trình không thể thiếu được cho các học sinh, sinh viên, giáo viên, kỹ sư chuyên ngành xây dựng, các kiến trúc sư và nhiều hơn nữa dùng trong học tập; là chương trình có tiềm năng thay thế các chương trình như Etap, Sap v.v trong thời gian tới do tương thích hoàn toàn với Revit Architecture, Revit Structure đã và đang được nhiều người tại Việt Nam sử dụng.
Chuyên đề này là tập 1 trong bộ sách ROBOT STRUCTURAL ANALYSIS PROFESSIONAL 2011 DÀNH CHO NGƯỜI TỰ HỌC trình bày cách tính toán, phân tích những kết cấu cơ bản trong xây dựng. Tập 2 trình bày cách tính toán, phân tích nhưng kết cấu nâng cao cũng như mối liên kết giữa Robot Structural Analysis Professional và Revit Structure.
Nội dung tập 1 gồm 10 bài tập được sắp xếp từ cơ bản đến nâng cao giúp người học lần lượt phân tích và tính toán thiết kế những cấu trúc căn bản trong ngành từ khung 2D, phân tích lực đàn hồi, khung 2D tải động, khung 3D tải động, Kết cấu thép 3D - Nối thép, khung thép 3D dạng khối, phân tích sàn bê tông, cấu trúc khối, cấu trúc vỏ v.v.
Lưu ý: Phần hướng dẫn cài đặt cũng như yêu cầu cấu hình máy tính để chạy chương trình Robot được trình bày trên đĩa CD đi kèm với sách.
Sau đây là tóm tắt nội dung các bài tập trong sách:
GIỚI THIỆU GIAO DIỆN ROBOT STRUCTURAL ANALYSIS 2011
BÀI TẬP 1: THIẾT KẾ KHUNG 2D
Định nghĩa, phân tích và thiết kế một khung 2D đơn giản trình bày trong hình dưới giúp bạn làm quen với giao diện thiết kế và các thanh công cụ hỗ trợ của chương trình. Khung được làm bằng thanh RC và thanh thép sử dụng trong thư viện của các cấu trúc điển hình có sẵn trong chương trình. Các trường hợp tải sẽ được áp dụng cho các cấu trúc gồm trường hợp tải trực tiếp (trọng lượng bản thân) và Moreover, (10) load cases generated automatically for snow/wind loads will be applied to the structure. các trường hợp tải động áp dụng cho cấu trúc như là: Tuyết và gió.
BÀI TẬP 2: KHUNG THÉP 2D
The following is an example of a definition, analysis and design of a simple, 2D steel frame presented in the drawing below. Bài tập 2 hướng dẫn các bạn định nghĩa, phân tích và thiết kế của một khung thép 2D đơn giản, trình bày trong bản vẽ như hình dưới.
Ba trường hợp tải sẽ được ap dụng cho các cấu trúc: Trọng lượng bản thân và hai trường hợp tải động. Hơn nữa, các trường hợp tải trọng được tạo tự động do tải trọng tuyết/gió sẽ được áp dụng lên cấu trúc.
BÀI TẬP 3: PHÂN TÍCH LỰC ĐÀN HỒI
Hướng dẫn định nghĩa, phân tích lực đàn hồi một khung thép 2D như hình dưới. Áp dụng các giàn tạo ra bằng cách sử dụng thư viện các kết cấu điển hình có sẵn trong chương trình. Mô hình quan tâm đến sai sót hình học và phân tích độ uốn dẻo và đàn hồi của vật liệu.
BÀI TẬP 4: TẢI DI ĐỘNG - KHUNG 2D
Hướng dẫn định nghĩa, phân tích và thiết kế một khung 2D như hình dưới với tải ở đây thuộc trường hợp tải di chuyển (động) được định nghĩa.
Ba trường hợp tải sẽ được áp dụng cho các kết cấu (trọng lượng bản thân và hai trường hợp tải trọng: Gió và tuyết, được thể hiện trong hình dưới). Hơn nữa, một trường hợp tải di chuyển sẽ được áp dụng cho kết cấu.
TẢI WIND TẢI SNOW TẢI DI ĐỘNG
BÀI TẬP 5: TẢI DI ĐỘNG - KHUNG 3D
Bài tập đưa ra định nghĩa, phân tích và thiết kế một khung thép đơn giản minh họa như hình dưới:
Năm trường hợp tải đã tác động lên cấu trúc và ba trong số đó hiển thị trong hình dưới đây:
BÀI TẬP 6: KẾT CẤU THÉP 3D - NỐI THÉP
Phân tích và thiết kế – kết nối một khung thép đơn 3D như hình:
Bốn trường hợp tải đã được chỉ định lên mỗi khung kết cấu và 3 trong 4 trường hợp tải đã hiển thị trong hình dưới:
BÀI TẬP 7: KHUNG THÉP 3D DẠNG KHỐI
Bài tập này trình bày định nghĩa khung thép 3D như hình:
Bổ sung các khối vào sẽ xác định cấu trúc tốt hơn. Chúng sẽ tham gia vào các tải tĩnh và động. Tải bao gồm định nghĩa của lực bản thân (tải quán tính do các lực tăng tốc thẳng) và lực ly tâm, lực gia tốc góc (tải quán tính do các lực chuyển động quay).
BÀI TẬP 8: PHÂN TÍCH SÀN BÊ TÔNG
Thực hiện thao tác tạo một tấm có lỗ mở, và phân tích theo từng bước hướng dẫn và giải thích, cách thức xác định và quá trình phân tích một tấm đơn giản có lỗ mở như hình:
Tấm gồm có các phần tử bê tông. Bốn trường hợp tải được định nghĩa (tải bản thân và 3 trường hợp tải động). Năm phương thức kết cấu cũng được tìm thấy.
BÀI TẬP 9: CẤU TRÚC KHỐI
Bài tập định nghĩa, phân tích và thiết kế một nền móng như hình:
Bốn trường hợp tải đã được chỉ định vào kết cấu và ba trong số đó hiển thị trong hình dưới:
Trường hợp tải động LL1 Trường hợp tải động LL2
Trường hợp tải động LL3
BÀI TẬP 10: CẤU TRÚC VỎ
Bài tập trình bày một số mô hình kết cấu 3 chiều được tạo từ các lệnh đùn (extrude) và xoay tròn (revolve). Tất cả cấu trúc trình bày được định nghĩa ở dạng vỏ (shells). Bài tập đầu tiên là định nghĩa một hầm ủ (silo) có hình dạng mô tả như hình dưới:
Autodesk Robot Structural Analysis Professional (Robot) là một chương trình phân tích kết cấu toàn diện, tích hợp duy nhất, cung cấp các kỹ sư kết cấu khả năng phân tích cao cấp những cấu trúc lớn, phức tạp được ứng dụng rộng để mô hình hóa, phân tích và thiết kế nhiều loại kết cấu bao gồm phân tích tuyến tính cũng như phi tuyến bất kỳ cấu trúc nào như các tòa nhà, cầu, công trình dân dụng và các cấu trúc đặc biệt khác trong xây dựng.
Chương trình cho phép người dùng tạo ra các kết cấu, thực hiện phân tích, xác minh kết quả đạt được và thực hiện kiểm tra tiêu chuẩn tính toán của các thành phần, chuẩn bị tài liệu cho tính toán, thiết kế kết cấu.
Kết hợp với Autodesk Revit Structure, Robot mở rộng quá trình cơ cấu BIM (Building Information Modeling), cho phép các kỹ sư nhanh chóng thực hiện phân tích kỹ thuật và xây dựng toàn diện trên nhiều loại kết cấu công trình.
Với Robot, các kỹ sư kết cấu có thể:
-
Liên kết hai chiều với Autodesk Revit Structure-Việc trao đổi kết quả phân tích kết cấu với mô hình kiến trúc cho các tài liệu dự án phối hợp tốt hơn.
-
Khả năng tự động chia lưới để tính toán bằng phương pháp phần tử hữu hạn-Tạo các mắt lưới phần tử hữu hạn cho kết quả phân tích chính xác hơn.
-
Tham chiếu nhiều quốc gia cụ thể, nhiều ngôn ngữ, đơn vị, và cho phép mã thiết kế số quốc gia cụ thể.
-
Tích hợp thiết kế bê tông cốt thép và thiết kế thép theo mô-đun-Sử dụng mã thép quốc tế và bê tông cốt thép.
-
Tiến trình thực hiện liên tục từ phân tích và thiết kế bản vẽ chế tạo-Chuyển giao mô hình và đưa kết quả sang AutoCAD Structural Detailing cho các bản vẽ chi tiết kết cấu chế tạo.
-
API mở và linh hoạt-cho phép liên kết với các chương trình bên ngoài như Microsoft Excel và AutoCAD.
-
Chương trình dễ cài đặt.
Yêu cầu hệ thống
Hệ điều hành: Microsoft Windows 7 bao gồm phiên bản Enterprise, Professional, Ultimate, hay Home Premium editions, Microsoft Windows Vista 32-bit hoặc 64 bit-Business, Home Premium hoặc Ultimate, hoặc Microsoft Windows XP SP2 phiên bản Professional (hoặc sau này).
Trình duyệt (Browser): Microsoft Internet Explorer7.0 hoặc mới hơn.
Loại CPU: Intel Pentium 4 2 GHz hoặc cao hơn với công nghệ SSE2 hoặc AMD tương đương.
Bộ nhớ: 3 GB RAM.
Độ phân giải: Màn hình 1280 x 1024 và card màn hình có khả năng hiển thị 24-bit màu.
Hard Disk: 3 GB không gian đĩa còn trống + 5 GB không gian đĩa còn lại sau khi cài đặt.
Thiết bị trỏ: Chuột hai nút với bánh xe di chuyển được đề nghị.
Phương tiện truyền thông: Tải về hoặc cài đặt từ đĩa DVD.
Đây là chương trình không thể thiếu được cho các học sinh, sinh viên, giáo viên, kỹ sư chuyên ngành xây dựng, các kiến trúc sư và nhiều hơn nữa dùng trong học tập; là chương trình có tiềm năng thay thế các chương trình như Etap, Sap v.v trong thời gian tới do tương thích hoàn toàn với Revit Architecture, Revit Structure đã và đang được nhiều người tại Việt Nam sử dụng.
Chuyên đề này là tập 1 trong bộ sách ROBOT STRUCTURAL ANALYSIS PROFESSIONAL 2011 DÀNH CHO NGƯỜI TỰ HỌC trình bày cách tính toán, phân tích những kết cấu cơ bản trong xây dựng. Tập 2 trình bày cách tính toán, phân tích nhưng kết cấu nâng cao cũng như mối liên kết giữa Robot Structural Analysis Professional và Revit Structure.
Nội dung tập 1 gồm 10 bài tập được sắp xếp từ cơ bản đến nâng cao giúp người học lần lượt phân tích và tính toán thiết kế những cấu trúc căn bản trong ngành từ khung 2D, phân tích lực đàn hồi, khung 2D tải động, khung 3D tải động, Kết cấu thép 3D - Nối thép, khung thép 3D dạng khối, phân tích sàn bê tông, cấu trúc khối, cấu trúc vỏ v.v.
Lưu ý: Phần hướng dẫn cài đặt cũng như yêu cầu cấu hình máy tính để chạy chương trình Robot được trình bày trên đĩa CD đi kèm với sách.
Sau đây là tóm tắt nội dung các bài tập trong sách:
GIỚI THIỆU GIAO DIỆN ROBOT STRUCTURAL ANALYSIS 2011
BÀI TẬP 1: THIẾT KẾ KHUNG 2D
Định nghĩa, phân tích và thiết kế một khung 2D đơn giản trình bày trong hình dưới giúp bạn làm quen với giao diện thiết kế và các thanh công cụ hỗ trợ của chương trình. Khung được làm bằng thanh RC và thanh thép sử dụng trong thư viện của các cấu trúc điển hình có sẵn trong chương trình. Các trường hợp tải sẽ được áp dụng cho các cấu trúc gồm trường hợp tải trực tiếp (trọng lượng bản thân) và Moreover, (10) load cases generated automatically for snow/wind loads will be applied to the structure. các trường hợp tải động áp dụng cho cấu trúc như là: Tuyết và gió.
BÀI TẬP 2: KHUNG THÉP 2D
The following is an example of a definition, analysis and design of a simple, 2D steel frame presented in the drawing below. Bài tập 2 hướng dẫn các bạn định nghĩa, phân tích và thiết kế của một khung thép 2D đơn giản, trình bày trong bản vẽ như hình dưới.
Ba trường hợp tải sẽ được ap dụng cho các cấu trúc: Trọng lượng bản thân và hai trường hợp tải động. Hơn nữa, các trường hợp tải trọng được tạo tự động do tải trọng tuyết/gió sẽ được áp dụng lên cấu trúc.
BÀI TẬP 3: PHÂN TÍCH LỰC ĐÀN HỒI
Hướng dẫn định nghĩa, phân tích lực đàn hồi một khung thép 2D như hình dưới. Áp dụng các giàn tạo ra bằng cách sử dụng thư viện các kết cấu điển hình có sẵn trong chương trình. Mô hình quan tâm đến sai sót hình học và phân tích độ uốn dẻo và đàn hồi của vật liệu.
BÀI TẬP 4: TẢI DI ĐỘNG - KHUNG 2D
Hướng dẫn định nghĩa, phân tích và thiết kế một khung 2D như hình dưới với tải ở đây thuộc trường hợp tải di chuyển (động) được định nghĩa.
Ba trường hợp tải sẽ được áp dụng cho các kết cấu (trọng lượng bản thân và hai trường hợp tải trọng: Gió và tuyết, được thể hiện trong hình dưới). Hơn nữa, một trường hợp tải di chuyển sẽ được áp dụng cho kết cấu.
TẢI WIND TẢI SNOW TẢI DI ĐỘNG
BÀI TẬP 5: TẢI DI ĐỘNG - KHUNG 3D
Bài tập đưa ra định nghĩa, phân tích và thiết kế một khung thép đơn giản minh họa như hình dưới:
Năm trường hợp tải đã tác động lên cấu trúc và ba trong số đó hiển thị trong hình dưới đây:
BÀI TẬP 6: KẾT CẤU THÉP 3D - NỐI THÉP
Phân tích và thiết kế – kết nối một khung thép đơn 3D như hình:
Bốn trường hợp tải đã được chỉ định lên mỗi khung kết cấu và 3 trong 4 trường hợp tải đã hiển thị trong hình dưới:
BÀI TẬP 7: KHUNG THÉP 3D DẠNG KHỐI
Bài tập này trình bày định nghĩa khung thép 3D như hình:
Bổ sung các khối vào sẽ xác định cấu trúc tốt hơn. Chúng sẽ tham gia vào các tải tĩnh và động. Tải bao gồm định nghĩa của lực bản thân (tải quán tính do các lực tăng tốc thẳng) và lực ly tâm, lực gia tốc góc (tải quán tính do các lực chuyển động quay).
BÀI TẬP 8: PHÂN TÍCH SÀN BÊ TÔNG
Thực hiện thao tác tạo một tấm có lỗ mở, và phân tích theo từng bước hướng dẫn và giải thích, cách thức xác định và quá trình phân tích một tấm đơn giản có lỗ mở như hình:
Tấm gồm có các phần tử bê tông. Bốn trường hợp tải được định nghĩa (tải bản thân và 3 trường hợp tải động). Năm phương thức kết cấu cũng được tìm thấy.
BÀI TẬP 9: CẤU TRÚC KHỐI
Bài tập định nghĩa, phân tích và thiết kế một nền móng như hình:
Bốn trường hợp tải đã được chỉ định vào kết cấu và ba trong số đó hiển thị trong hình dưới:
Trường hợp tải động LL1 Trường hợp tải động LL2
Trường hợp tải động LL3
BÀI TẬP 10: CẤU TRÚC VỎ
Bài tập trình bày một số mô hình kết cấu 3 chiều được tạo từ các lệnh đùn (extrude) và xoay tròn (revolve). Tất cả cấu trúc trình bày được định nghĩa ở dạng vỏ (shells). Bài tập đầu tiên là định nghĩa một hầm ủ (silo) có hình dạng mô tả như hình dưới: