55
- 1 - MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Theo các phương pháp truyền thống, khi thiết kế công trình, thông thường người thực hi ện chỉ làm vi ệc một cách rời rạc, độc lập từng bước tính toán rồi sdụng phần mềm AutoCAD để thhi ện kết qulà các bản vmà không có sự liên kết với nhau giữa các bước tính toán dẫn đến xảy ra nhiều sai sót, không khớp nhau trong hồ sơ thiết kế và thực tế thi công, công trình càng lớn thì sai sót xảy ra càng nhiều là điều không thể tránh khỏi. Có nhiều nguyên nhân nhưng nguyên nhân chủ yếu là khâu thiết kế không có một công cụ tính toán khối lượng thiết kế một các h nhanh chóng và đáng tin cậy mà hầu như dựa hoàn toàn vào vi ệc tính toán độc l ập, thi ếu tính liên kết. Bên cạnh đó, hiện nay, iệt Nam, khó có một phần mềm thi ết kế thhi ện các bản vcông trình theo đúng quy định của Tiêu chuẩn Vi ệt Nam (TCVN) vì phần l ớn phần mềm thi ết kế là sản phẩm của các công ty nước ngoài. Chính vì vậy, nhóm tác gi nghiên cứu, phân tích, l ựa chọn và liên kết những phần mềm thi ết kế ưu vi ệt để xây dựng quy trình “Tự động hóa trong thiết kế kết cấu công trình xây dựng” nhưng vẫn đảm bảo thhi ện đúng và chuẩn theo TCVN, đồng thời mang l ại hi ệu qukinh tế. 2. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài: Những năm đầu của thập kỷ 70, một công nghệ mới với thuật ngữ là Building Information Modeling (BIM) đã xuất hiện trong ngành công nghiệp xây dựng, đó công nghệ sử dụng mô hình ba chiều để tạo ra, phân tích và truyền đạt thông tin của công trình. Ngay từ giai đoạn ban đầu, BIM đã được xem như là một công cụ hiệu quả trong việc quản lý và chia sẻ thông tin giữa chủ đầu tư, kiến trúc sư, kỹ sư tư vấn, nhà cung ứng, và nhà thầu xây lắp. Sử dụng BIM để quản lý và chia sẻ thông tin về công trình giúp tăng cường sự cộng tác, phối hợp giữa các thành viên của dự án, do đó sẽ làm giảm lãng phí, tăng chất lượng, tăng tính hiệu quả của công việc. Có thể

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

  • Upload
    lyquynh

  • View
    225

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 1 -

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài:

Theo các phương pháp truyền thống, khi thiết kế công trình, thông thường

người thực hiện chỉ làm việc một cách rời rạc, độc lập từng bước tính toán rồi sử

dụng phần mềm AutoCAD để thể hiện kết quả là các bản vẽ mà không có sự liên

kết với nhau giữa các bước tính toán dẫn đến xảy ra nhiều sai sót, không khớp nhau

trong hồ sơ thiết kế và thực tế thi công, công trình càng lớn thì sai sót xảy ra càng

nhiều là điều không thể tránh khỏi. Có nhiều nguyên nhân nhưng nguyên nhân chủ

yếu là khâu thiết kế không có một công cụ tính toán khối lượng thiết kế một cách

nhanh chóng và đáng tin cậy mà hầu như dựa hoàn toàn vào việc tính toán độc lập,

thiếu tính liên kết.

Bên cạnh đó, hiện nay, iệt Nam, khó có một phần mềm thiết kế thể hiện

các bản vẽ công trình theo đúng quy định của Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) vì

phần lớn phần mềm thiết kế là sản phẩm của các công ty nước ngoài.

Chính vì vậy, nhóm tác giả nghiên cứu, phân tích, lựa chọn và liên kết những

phần mềm thiết kế ưu việt để xây dựng quy trình “Tự động hóa trong thiết kế kết

cấu công trình xây dựng” nhưng vẫn đảm bảo thể hiện đúng và chuẩn theo TCVN,

đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế.

2. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài:

Những năm đầu của thập kỷ 70, một công nghệ mới với thuật ngữ là Building

Information Modeling (BIM) đã xuất hiện trong ngành công nghiệp xây dựng, đó là

công nghệ sử dụng mô hình ba chiều để tạo ra, phân tích và truyền đạt thông tin của

công trình.

Ngay từ giai đoạn ban đầu, BIM đã được xem như là một công cụ hiệu quả

trong việc quản lý và chia sẻ thông tin giữa chủ đầu tư, kiến trúc sư, kỹ sư tư vấn,

nhà cung ứng, và nhà thầu xây lắp. Sử dụng BIM để quản lý và chia sẻ thông tin về

công trình giúp tăng cường sự cộng tác, phối hợp giữa các thành viên của dự án, do

đó sẽ làm giảm lãng phí, tăng chất lượng, tăng tính hiệu quả của công việc. Có thể

Page 2: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 2 -

nói, cùng với sự ra đời của BIM, ranh giới phân chia công việc giữa các thành viên

trong một dự án xây dựng ngày càng bị xóa mờ.

Theo iện Kiến trúc Hoa Kỳ, tên gọi Building Information Modeling

(BIM) được Autodesk đặt ra (Autodesk là một công ty lớn của Mỹ, chuyên cung

cấp các phần mềm đồ họa phục vụ cho công tác thiết kế và thi công xây dựng) và

được phổ biến rộng rãi b i Jery Laiserin (một chuyên gia phân tích công nghiệp

người Mỹ) để miêu tả hệ thống máy tính sử dụng mô hình không gian ba chiều để

thể hiện các vật thể. Đây là một quá trình trao đổi và chia sẻ thông tin của công

trình dưới dạng số hóa. Các nhà tư vấn thiết kế cũng như các nhà thầu xây dựng có

thể sử dụng các phần mềm BIM (chẳng hạn như Autodesk Revit Architectural,

Revit Structure, Revit MEP, v.v.) để tạo nên một mô hình của công trình trên máy

vi tính mà mô hình này sẽ giống hệt như công trình thực tế ngoài công trường. Mô

hình không gian ba chiều này được liên kết với cơ s dữ liệu thông tin của dự án.

BIM thể hiện tất cả các mối liên hệ về mặt không gian, các thông tin hình học, kích

thước, số lượng, và cả cấu tạo vật liệu của các cấu kiện, bộ phận của công trình. Nó

có thể được sử dụng để thể hiện toàn bộ vòng đời của một công trình xây dựng từ

khâu thiết kế, thi công, cho đến khâu vận hành sử dụng.

Công nghệ không gian ba chiều này không bó hẹp trong khái niệm

“rendering” một thiết kế kiến trúc hay sự tạo ra một mô hình ba chiều trình bày phối

cảnh của công trình sau khi công trình đã được thiết kế xong. Đây là một quá trình

bao gồm những thay đổi mang tính cách mạng trong việc thông tin của công trình

xây dựng được tạo ra, thể hiện, và sau này được sử dụng trong quá trình xây

dựng. Do hợp nhất thông tin từ tất cả các khía cạnh của quá trình xây dựng công

trình nên BIM có thể làm tăng tính hiệu quả về sử dụng và tính sẵn có của các thông

tin này lên gấp nhiều lần.

3. Mục tiêu nghiên cứu:

Trong những năm gần đây, do sự phát triển của công nghệ thông tin, ngày

càng nhiều công nghệ mới đã được tạo ra và được ứng dụng vào trong ngành Xây

dựng. Những công nghệ mới này đã làm tăng năng suất lao động, cũng như tăng

tính hiệu quả của công việc, giảm lãng phí trong xây dựng. Một trong những công

Page 3: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 3 -

nghệ mới này là Building Information Modeling (BIM), tạm dịch là Mô hình thông

tin công trình.

Tuy nhiên, các phần mềm được tạo ra để ứng dụng theo công nghệ BIM là

rất đa dạng. iệc nghiên cứu để hiểu rõ và sử dụng phù hợp từng chức năng của các

phần mềm đó; từ đó, liên kết các nhóm phần mềm một cách hợp lý sẽ giải quyết

được các bài toán thiết kế kết cấu phức tạp. Đó cũng chính là mục đích nghiên cứu

của đề tài này.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ BIM trong công tác thiết kế kết cấu công

trình xây dựng

Phân tích tính năng và chọn lựa các phần mềm phục vụ tốt nhất cho công tác

thiết kế kết cấu

Nghiên cứu và thiết lập các tùy chỉnh của phần mềm theo TC N.

5. Phương pháp nghiên cứu:

Phân tích các tính năng ưu việt và liên kết các tính năng đặc thù của các phần

mềm: Revit Structure 2012, Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2012

và AutoCAD Structural Detailing 2012 để xây dựng quy trình tự động hóa trong

thiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng

TCVN.

6. Bố cục đề tài :

Chương 1: Tổng quan về công nghệ BIM.

Chương 2: Phân tích tính năng bộ phần mềm Autodesk trong thiết kế kết cấu

công trình xây dựng.

Chương 3: Nội dung tài liệu hướng dẫn sử dụng chương trình AutoCad

Structural Detailing 2012

Page 4: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 4 -

NỘI DUNG

Chương 1: Tổng quan công nghệ BIM

1.1 Mục đích của thiết kế xây dựng:

Thông thường, khi nói đến thiết kế xây dựng, chúng ta thường hướng đến

mục đích là tạo lập nên các bản vẽ để hướng dẫn công nhân xây dựng sao cho đúng

với những yêu cầu của chủ đầu tư.

Có thể hiểu, mục đích của thiết kế xây dựng chính là tạo lập để chuyển giao

thông tin và hai hành động tạo lập và chuyển giao là không thể tách rời nhau được.

Không chỉ chuyển giao thông tin cho khách hàng, mà luồng thông tin còn được luân

chuyển cho các bộ phận chuyên trách như: hạ tầng, kiến trúc, kết cấu, điện nước,…

để từ đó những bộ phận này có cơ s để tiến hành tạo lập thông tin do bộ phận đó

đảm trách để từng bước hình thành thông tin hoàn chỉnh của công trình.

1.2 Tạo lập thông tin với công cụ truyền thống:

ới công cụ lao động chủ yếu là bút và thước, người thiết kế thường làm

việc theo quy trình như sau để hoàn thành một dự án:

Nghiên cứu dự án

Phác thảo ý tư ng

Thiết kế cụ thể ý tư ng

Thiết kế kỹ thuật

Một phối cảnh được tạo lập nhắm vào mục đích minh họa thiết kế để mọi

người liên quan có một cái nhìn chính xác và dễ hiểu hơn về công trình tương lai.

ì vậy, phối cảnh thường được tạo lập sau khi đã có tối thiểu các hình chiếu thẳng

góc của mặt bằng, mặt đứng và mặt cắt. Có thể gọi đây là cách tạo lập 3D từ 2D hay

2D là cơ s của 3D.

Bản vẽ 2D (các hình chiếu thẳng góc) thuần túy chỉ được sử dụng trong

ngành kỹ thuật với mục đích chuyển giao thông tin chuyên ngành. ì vậy, người

thiết kế và các bộ phận liên quan cần được trang bị kiến thức để nắm bắt được nội

dung những thông tin này. Nhưng chúng ta đặt ra câu hỏi: những người liên quan

đến thiết kế lại không thể đọc bản vẽ? Họ chỉ còn biết dựa vào bản vẽ phối cảnh.

Page 5: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 5 -

Nhưng bản vẽ phối cảnh có phản ánh một cách chi tiết và chính xác những thông tin

mà người thiết kế muốn truyền tải không?

1.3 Thiết kế xây dựng với máy tính

Khi máy vi tính tr thánh công cụ lao động chủ yếu trong ngành thiết kế xây

dựng, hầu hết người thiết kế vẫn sử dụng quy trình như khi thiết kế bằng phương

pháp vẽ tay. Nghĩa là, công việc thiết kế vẫn bắt đầu bằng những hình 2D, con

chuột máy tính thay thế cây bút, màn hình là giấy vẽ,…

ấn đề chính là việc sử dụng phương thức sản xuất của công cụ lao động là

cây viết khi sử dụng cho công cụ lao động là máy tính có phù hợp không?

1.4 Các hình thức thể hiện nội dung thiết kế xây dựng

Kết quả của thiết kế xây dựng được chuyển giao cho khách hàng dưới dạng:

Các bản vẽ: thông tin được khai thác và thu nhận chủ yếu thông qua các hình

vẽ - thị giác tiếp nhận thông tin – ngành công nghệ thông tin gọi là thông tin

hình học.

Các bản yêu cầu kỹ thuật, dự toán,…: thông tin được khai thác và thu nhận

chủ yếu thông qua chữ viết – không chỉ thị giác mà cả thính giác cũng tiếp

nhận thông tin – thông tin phi hình học.

Giữa hai loại thông tin có mối liên hệ chặt chẽ với nhau, sự thay đổi của bên

này sẽ ảnh hư ng bên kia. í dụ: trong bản vẽ, chi tiết cửa đi có kích thước chiều

ngang là 800mm và chiều cao là 2000mm thì trong bảng dự toán phải chi là Cửa đi

800mm x 2000mm. Bất kỳ thay đổi kích thước của chi tiết cửa đi trong bản vẽ phải

được hiệu chỉnh ngay trong bảng dự toán và ngược lại.

1.5 Lịch sử các công nghệ và các phần mềm của Autodesk cho thiết kế

xây dựng

Hiện nay, trên thế giới cũng như iệt Nam, có rất nhiều phần mềm phục vụ

cho nhu cầu thiết kế xây dựng. Tuy nhiên, với thị trường của iệt Nam thì những

phần mềm của Hãng AutoDesk vẫn là những phần mềm được nhiều người sử dụng

nhất. ì vậy, dưới đây sẽ phân tích quá trình phát triển sản phần mềm có liên quan

đến ngành thiết kế xây dựng của hãng này.

1.5.1 Công nghệ thứ nhất: CAD

Page 6: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 6 -

Cuối thế kỷ 20, CAD với ý nghĩa Computer Added Design (máy tính hỗ trợ

thiết kế) đã cố gắng đáp ứng mong muốn trợ giúp con người trong thiết kế. ới

những sản phẩm như AutoCad (gọi tắt là ACAD), 3DS Max… bút kim và thước T

… dần dần biến mất trong phòng làm việc của người thiết kế và thay thế vào đó là

những máy tính, máy in… Chúng ta cho ra đời những bản vẽ rất đẹp, rất thực nhưng

cũng lắm sai sót.

Tuy nhiên, đến thời điểm này, chúng ta cũng đều nhận ra rằng: phần mềm

ACAD chỉ giúp chúng ta vẽ (Draw) là chính, chứ thiết kế (Design) thì chẳng có bao

nhiêu. ì vậy, CAD chỉ là Computer Added Draw. Đứng trước những thực tế như

vậy, một số người có khả năng lập trình bằng AutoLisp đã phát triển thêm một số

lệnh chuyên ngành kíến trúc. Tuy nhiên, sự phát triển này cũng không thể hơn nữa

vì thiếu những cơ s pháp lý mang tính vĩ mô. Điều này được thể hiện cụ thể qua sự

việc là đến nay, iệt Nam vẫn chưa có một quy chuẩn về đặt tên Layer (Hiệp Hội

Kiến Trúc Sư Hoa Kỳ - AIA – đã ban hành tiêu chuẩn này từ năm 1994) hoặc quản

lý kỹ thuật của bản vẽ điện tử.

Tuy nhiên, đối với một số ngành khác cần đến ACAD như là một công cụ vẽ

kỹ thuật thì ACAD vẫn còn những giá trị rất lớn. ì vậy, nó vẫn tiếp tục được phát

triển và phiên bản mới nhất hiện này là ACAD 2012 với những đặc điểm cơ bản:

ACAD có giá trị rất lớn nếu chúng ta xem nó như là một công cụ để thể hiện

Một vấn đề rất quan trọng khi thiết kế kiến trúc là tư duy hình học phải xuất

hiện trước tư duy số học, tức là phải vẽ một hình chữ nhật trước rồi mới

quyết định chiều dài và chiều rộng của nó bao nhiêu để đi đến quyết định

quy mô của không gian. Điều này rất khó thực hiện với ACAD. Nếu không

có một con số cụ thể thì rất khó xuất hiện một thông tin hình học.

Trong thiết kế xây dựng, các hình chiếu của một công trình (thông tin hình

học) mang tính khống chế hai chiều rất nghiêm ngặt. Một sự thay đổi thông

tin của một hình chiếu này phải được phản ánh đến các hình chiếu liên quan.

ACAD đến nay vẫn chưa có khả năng này để giúp đỡ cho người thiết kế.

Đây là nguyên nhân gây ra nhiều sai lệch trong một hồ sơ thiết kế của chúng

ta hiện nay.

Page 7: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 7 -

Lãng phí thời gian do lập lại rất nhiều lần một động tác để đi đến cùng một

kết quả. í dụ: chỉ để vẽ 1 cửa ra vào phải vẽ 4 lần : trên mặt bằng, trên mặt

đứng, trên mặt cắt, trên phối cảnh. Điều này vi phạm nguyên lý tạo lập một

lần dùng nhiều lần.

1.5.2 Công nghệ thứ hai: Object CAD

Trước khi xuất bản ACAD 2000, AutoDesk có thử nghiệm một phiên bản

14.1 gọi tên là Acad for Architecture. Phần mềm này là sự kết hợp giữa hai phần

mềm Acad và AEC (truớc đây của hãng SoftDesk). Đây là phiên bản dành riêng cho

người thiết kế kiến trúc. Người sử dụng đón nhận phiên bản này một các nồng nhiệt

vì họ thấy rằng đây đúng là một phần mềm CAD đúng nghĩa (Computer Aided

Design). Phấn kh i trước kết quả đó, AutoDesk chính thức phát hành phần mềm

Architectural Desktop 2.0 (gọi tắt là ADT 2.0). Tuy nhiên, càng sử dụng họ càng

thấy thiếu những công cụ cần thiết. AutoDesk tiếp tục phát triển cho đến phiên bản

Architectural Desktop 2006 được xem như là phiên bản được sử dụng phổ biến

nhất. Hiện nay, phần mềm này đã đổi tên và phát hành dưới tên ACAD Architecture

2013 là phiên bản mới nhất.

Công nghệ này được xuất phát từ ý tư ng: đối tượng nghiên cứu của Kiến

Trúc Sư là không gian. Đối tượng làm việc không còn là Line, Polylines … như với

ACAD nữa, với ACAD Architecture chúng ta trực tiếp làm việc với các thành phần

của một công trình như tường, cửa đi, cửa sổ … dưới hình thức mô hình 3D (3D

Model). Các thành phần 2D như các hình chiếu thẳng góc (mặt đứng, mặt cắt …)

đều do phần mềm sản sinh ra theo yêu cầu của người thiết kế. ì vậy công nghệ này

được gọi tên là Object CAD.

Đây thực sự là một cuộc cách mạng. Cuộc cách mạng này là nền móng để ra

đời các phần mềm phục vụ chuyên ngành sâu như:

ACAD Building: dành cho thiết kế MEP

ACAD Detailing: hổ trợ cho thiết kế kết cấu

ACAD Mechanical: dành cho thiết kế cơ khí

Điều này không chỉ xảy ra đối với phần mềm ector mà còn cả phần mềm Raster:

3DS Max: dùng cho tạo hình phục vụ ngành giải trí, điện ảnh

Page 8: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 8 -

3DS Max Design: dùng cho thiết kế kiến trúc.

Lúc này thuật ngữ CAD được biến thành CAADD ((Computer Aided

Architectural Design and Database). So với công nghệ thứ nhất thì công nghệ này

đã tiến bộ rất lớn. Hầu như những khiếm khuyết quan trọng của công nghệ thứ nhất

đã được khắc phục:

ACAD Architecture là một phần mềm có ý tư ng rất hay, nhưng xử lý ý

tư ng để đưa vào thực tế thì còn lắm vấn đề

Thông tin phi hình học đã được tạo lập tự động khi thông tin hình học xuất

hiện.

Mối liên hệ giữa các hình chiếu được khống chế rất tốt nhưng không hoàn

hảo.

Do cơ bản vẫn dựa trên các thuật toán của ACAD nên cần phải học ACAD

trước khi học ACAD Architecture. ì vậy, thời gian huấn luyện để sử dụng

phải kéo dài. Tuy có phần mềm đi kèm là iz Render đi kèm, nhưng việc

nghiên cứu và tạo lập các thông tin hình học theo dạng Raster vẫn chưa

thuận tiện.

1.5.3 Công nghệ thứ 3: PBM

Trong lúc AutoDesk phát triển những phần mềm chuyên sâu như vậy, thì

cũng có những hãng phần mềm khác cho ra đời những sản phẩm dựa trên ý tư ng

của công nghệ thứ hai. Tuy nhiên, đây có các điểm khác biệt:

Xử lý theo cách khác với AutoDesk nên ý tư ng đi vào thực tế tốt hơn.

ận dụng một khuynh hướng đang diễn ra mạnh mẽ trong ngành công

nghiệp xây dựng của thế giới từ đầu thập niên 80 của thế kỷ 20 là BIM.

Cơ s lý luận của công nghệ này như sau: thông tin hình học chỉ là một hình

thức thể hiện của thông tin phi hình học. i vậy, với các giá trị khác nhau của thông

tin phi hình học sẽ làm cho thông tin hình học có những biểu hiện khác nhau.

Công nghệ thứ ba PBM xem một công trình như là tập hợp các thành phần

(Element). Mỗi thành phần đều có các Parameter thích ứng. ì vậy, một mô hình

như vậy là mô hình công trình có chứa Parameter – Parametric Building Modeling

(PBM). Điều đặc biệt của mô hình này như sau:

Page 9: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 9 -

Các thành phần đơn lẻ trong một thành phần chức năng của công trình đều có

thể có Parameter. Lúc đó thành phần chức năng được gọi là một Component.

Các ghi chú, ký hiệu … không phải là hình học có thể là riêng lẽ hay tổ hợp

gọi là Annotation.

Các hình chiếu không kể là 2D (mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt…) hay 3D

(phối cảnh đẳng trắc hay kỵ mã) được gọi là iew.

Engine này sẽ điều khiển chúng làm việc với nhau một cách hệ thống. Bất cứ

sự thay đổi giá trị của Parameter bất kỳ yếu tố nào sẽ được Engine xem xét để

thực hiện nhưng luôn luôn đảm bảo tính hệ thống. ì vậy, sự thay đổi xảy ra một

thành phần sẽ kéo theo sự thay đổi của những yếu tố liên quan.

1.6 Khuynh hướng BIM trong lĩnh vực xây dựng

1.6.1 Hạn chế của hệ thống CAD 2D

Các dự án xây dựng hiện nay khá phức tạp, diễn ra nhanh, và mang tính đặc

thù riêng của từng dự án. Dưới áp lực của sự cạnh tranh cũng như thời hạn bàn giao

công trình, các thành viên của dự án xây dựng đều cố gắng hoàn thành công việc

của mình một cách nhanh nhất để chuyển giao cho các thành viên làm công việc

tiếp theo, mà bỏ qua chất lượng của công việc.

Mặt khác, sự cộng tác, phối hợp làm việc giữa các thành viên của dự án xây

dựng vẫn còn rất hạn chế. Hậu quả là các lỗi cũng như sự thiếu hiệu quả xáy

ra trong tất cả các giai đoạn của dự án xây dựng, từ khâu thiết kế, đấu thầu, cho đến

khâu cung ứng vật tư, thi công. Sự gia tăng các chi phí phát sinh và các công việc

phải thực hiện lại trong dự án xây dựng chính là các minh chứng cho điều đó.

Những thập kỷ trước, ngành công nghiệp xây dựng đã trải qua những thay

đổi lớn với việc phát minh ra “máy tính phục vụ công tác thiết kế” (computer-aided

design - CAD). Ngành xây dựng, vốn chỉ quen với việc vẽ bằng tay, nay làm quen

với việc sử dụng máy tính như một công cụ mới để hỗ trợ cho việc thiết kế. Tuy

nhiên hệ thống CAD tồn tại nhiều hạn chế. Sự rời rạc trong cách truyền tải thông tin

của hệ thống CAD từ lâu đã là rào cản cho việc chia sẻ thông tin giữa các thành

viên của dự án xây dựng. Nó cổ vũ cho việc chuyên nghiệp hóa trong thiết kếtrong

khi lại sao nhãng việc hỗ trợ trao đổi thông tin qua lại giữa các thành viên của dự

Page 10: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 10 -

án. Các bản vẽ được phát triển do một thành viên sẽ được các thành viên khác sử

dụng nhưng thiếu sự đánh giá một cách cẩn trọng xem là bản vẽ này có phù hợp cho

người khác sử dụng hay không. Hơn thế nữa, các bản vẽ CAD chỉ đơn thuần là

những hình vẽ minh họa. Rất ít tự động hóa sản xuất và thiết kế được thể hiện qua

hệ thống CAD. Nói cách khác, hệ thống CAD đơn thuần chỉ là thay thế bản

vẽ tay bằng máy vi tính.

Có thể nhận thấy một cách rõ ràng rằng, trong quá trình làm việc với hệ

thống bản vẽ hai chiều CAD, dòng chảy của thông tin và công việc giữa các thành

viên dự án được thực hiện lặp đi lặp lại và gây ra lãng phí. Thứ tự thực hiện một

cách tuần tự theo cấp bậc trong quá trình này chính là một rào cản lớn làm hạn

chế sự truyền tải thông tin một cách có hiệu quả giữa các thành viên của dự án.

Thông tin được truyển tải từ các thành viên làm công việc trước (ví dụ như tư

vấn kiến trúc) xuống các thành viên làm công việc tiếp theo (tư vấn kết cấu hoặc tư

vấn cơ, điện, nước) và ngược lại làm cho toàn bộ quá trình bị rời rạc và không đồng

nhất. Công cụ để truyền tải thông tin là hệ thống các bản vẽ hai chiều rất cồng kềnh

và bất tiện. Quá trình truyền tải thông tin này tiêu tốn nhiều nhân lực và là mảnh đất

mầu mỡ cho các lỗi lầm xuất hiện và phát triển.

Thông tin của công trình được truyền tải qua lại có thể bị mất mát, sai lệch

trong suốt cả quá trình thực hiện. Những thay đổi xuất phát từ phía chủ đầu tư sẽ

kéo theo những thay đổi trong thiết kế kiến trúc. Những thay đổi trong thiết kế kiến

trúc này, đến lượt chúng, lại dẫn đến thay đổi trong thiết kế kết cấu và thiết kế cơ

điện. Hơn thế nữa, trong quá trình này, việc thực hiện và phê duyệt thiết kế cũng

được thực hiện lặp đi lặp lại trong tất cả các giai đoạn của dự án cũng tiêu tốn nhiều

thời gian, gây lãng phí. Có thể nói, quá trình làm việc với hệ thống bản vẽ 2 chiều

này gây lãng phí nhiều thời gian và công sức của các thành viên dự án xây dựng.

1.6.2 Ứng dụng BIM trong các giai đoạn của dự án xây dựng

Trong giai đoạn thiết kế ý tư ng, BIM được sử dụng để truyền tải ý tư ng

thiết kế đến chủ đầu tư. Những hiệu ứng hình ảnh không gian ba chiều có sẵn trong

BIM giúp cho việc truyền tải ý tư ng kiến trúc được thực hiện một cách có hiệu quả

hơn rất nhiều. Không chỉ đơn thuần thể hiện hình ảnh đẹp, BIM còn trình bày một

Page 11: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 11 -

cách hoàn chỉnh và đầy đủ về công trình cần xây dựng bao gồm hình dạng, kích

thước, cấu tạo vật liệu, hoàn thiện, và nhiều thông tin khác nữa. Thông qua BIM,

chủ đầu tư của dự án có thể dễ dàng khái quát hình dạng của công trình, các khoảng

không gian quan trọng, và sự hòa hợp của công trình với cảnh quan xung quanh.

Chủ đầu tư có thể dễ dàng nhìn ra được công trình của mình sẽ thực tế trông

như thế nào trong tương lai. BIM giúp cho chủ đầu tư không chỉ hiểu được ý tư ng

thiết kế một cách tốt hơn mà còn dễ dàng phản hồi thông tin đến nhà tư vấn kiến

trúc để tư vấn kiến trúc có thể sửa đổi thiết kế sao cho đáp ứng yêu cầu của chủ đầu

tư. Hơn thế nữa, BIM còn được sử dụng để đánh giá nhiều phương án thiết kế khác

nhau, giúp cho việc xem xét và ra quyết định được chính xác hơn.

Trong quá trình thiết kế kỹ thuật và thiết kế thi công, BIM được sử dụng để

xây dựng các mô hình không gian ba chiều thiết kế riêng biệt. Tư vấn kiến trúc phát

triển mô hình kiến trúc riêng. Tư vấn kết cấu xây dựng mô hình kết cấu. Tư vấn

điện, nước, cơ khí xây dựng mô hình cho mạng lưới kỹ thuật điện, nước, và điều

hòa không khí. Sau đó, các mô hình riêng biệt này được tích hợp vào một mô hình

tổng hợp, thống nhất. Tất cả các thành viên của dự án xây dựng sẽ làm việc cùng

với nhau trong một phòng làm việc chung để tìm ra các xung đột giữa các bộ phận,

cấu kiện của công trình, đồng thời tìm ra giải pháp cho các xung đột đó một cách

thích hợp và hữu dụng nhất đểtạo ra được một hệ thống bản vẽ thi công có tính

chính xác cao, dẫn đến việc giảm thiểu tối đa các chi phí phát sinh trên công

trường. Như vậy, với BIM, các thành viên của dự án xây dựng không còn làm việc

một cách tách biệt trong môi trường riêng của mình nữa, mà làm việc trên khối

thông tin thống nhất của công trình.

Những thay đổi trên mô hình BIM tổng hợp sẽ được tự động cập nhật trên

các mô hình thành phần, trên các bản vẽ, bảng thống kê, tiêu chuẩn, v.v., giúp duy

trì tính thống nhất của dòng thông tin. ới việc sử dụng BIM, các thành viên của dự

án có thể rõ ràng nắm bắt được các thành viên khác đang làm gì với công trình một

cách rõ ràng và do đó họ có nhiều ảnh hư ng hơn đối với công việc của các thành

viên khác.

Page 12: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 12 -

Hơn thế nữa, các thành viên của dự án có thể sử dụng BIM để khám phá các

phương án thi công khác nhau, trình tự thi công, hoặc tính có thể thi công được của

các bộ phận công trình cũng như toàn bộ công trình. Đồng thời, do BIM là mô hình

không gian 3 chiều với đầy đủ các thông tin về các bộ phận của công trình từ hình

dạng, kích thước, cho đến cấu tạo vật liệu, hoàn thiện, nên các thành viêc của dự án

có thể dễ dàng tính toán khối lượng, giúp xây dựng dự toán và tiến đội của công

trình. BIM còn có thể được sử dụng để khám phá việc bố trí mặt bằng của thiết bị

cẩu lắp, vật liệu, cũng như các công trình tạm trên công trường. Muc tiêu là xây

dựng nên một kế hoạch thi công công trình, trong khi vẫn làm tăng giá trị và làm

giảm lãng phí.

Hình 1.1 Mô hình thông tin công trình

Page 13: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 13 -

Chương 2: Phân tích tính năng bộ phần mềm Autodesk trong thiết kế kết cấu

công trình xây dựng.

ới công nghệ PBM thì để thiết kế hoàn chỉnh một công trình bằng các phần

mềm của Autodesk một cách tự động hóa, chúng ta phải phối hợp giữa các kiến trúc

sư và kỹ sư kết cấu, kỹ sư điện lạnh, cấp thoát nước đồng thời phải trang bị đủ các

phần mềm sau:

Revit Architecture (RAC) – thiết kế kiến trúc. Tại phần mềm này, các kiến

trúc sư nên dùng các công cụ Structural Components (các thành phần kết

cấu) như cột,tường, nền, dầm để thiết kế các thành phần chịu tải.

Revit Structure (RST) – thiết kế kết cấu công trình. Tại đây các kỹ sư kết

cấu xây dựng lại toàn bộ công trình mà kiến trúc sư đã thiết kế ra. Để tiết

kiệm thời gian, nên liên kết với file RAC và dùng công cụ để chuyển các

thành phần RAC thành thành phần RST. Tiến hành thiết lập và gán tải trọng

để chuyển sang các phần mềm tính toán kết cấu như Robot Strcutural

Analysis (Robot). RST không có khả năng tính toán.

Revit Structure Extensions – mô đun tăng cường. Mô đun này có các công

cụ bố trí cốt thép, chuyển mô hình RST sang phần mềm Robot Strcutural

Analysis (Robot). Nếu không có mô đun này, kỹ sư kết cấu chỉ có thể dùng

RST thiết kế cốt thép hoặc chọn tiết diện theo các kết quả đã biết hoặc tính

độc lập từ các phần mềm khác rồi áp dụng.

Robot Strcutural Analysis (Robot) – phần mềm tính toán kết cấu cho các

khung, giàn, các công trình. Phần mềm này có thể thực hiện tính toán cho rất

nhiều loại mô hình kết cấu một cách độc lập hoặc nhận chuyển giao từ RST.

Sau khi có kết quả có thể cập nhật lại các mô hình của RST thông qua

Extensions.

AutoCAD Structure Detailing (ASD) – phần mềm vẽ các chi tiết và hình

mô tả bố trí cốt thép. Tại đây, có thể nhập các mô hình kết cấu đã bố trí cốt

thép để chuyển thành các bản vẽ hình chiếu 2D chi tiết để in.

Revit MEP (RMEP) – phần mềm thiết kế hệ thống điện lạnh, thông gió, cấp

thoát nước. Phần này do các kỹ sư điện lạnh và thông gió phụ trách. Cũng

Page 14: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 14 -

nhập các bản vẽ từ ACAD hoặc RAC vào để bố trí các thiết bị thông gió,

làm lạnh, cấp thoát nước cho công trình.

Trong phạm vi nghiên cứu công tác thiết kế kết cấu công trình xây dựng,

nhóm tác giả phân tích tính năng bộ phần mềm:

Revit Structure 2012

Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2012

AutoCAD Structural Detailing 2012

2.1 Các tính năng cơ bản của phần mềm Revit Structure

Hình 2.1 Revit Structure 2012

Nhập các bản thiết kế kiến trúc từ AutoCAD hoặc Revit Architecture (RAC).

Khi liên kết với RAC, chúng ta có thể copy các thành phần của RAC như trục

(Grids), vạch cao độ (levels), cột, tường, dầm và nền thành các thành phần kết cấu.

Thiết kế bề mặt địa hình xây cất.

Xây dựng mô hình các tòa nhà với hình dạng phong phú, tùy ý giống như

trong Revit Architecture với các thành phần kết cấu (các mô hình chịu lực để xây

dựng biểu đồ tính kết cấu) hoặc kiến trúc (các mô hình không chịu lực).

Tạo các cao độ tầng và lưới trục cột một cách nhanh chóng và chính xác.

Dựng các loại cột kiến trúc và cột kết cấu.

Page 15: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 15 -

Thiết kế cốt thép. iệc thiết kế cốt thép chỉ giúp tạo ra cốt thép nhanh chóng

phụ thuộc vài kiến thức kết cấu bê tông cốt thép của người dùng, không thể tạo ra tự

động bằng việc đặt tải trọng. Muốn có bản vẽ chi tiết việc đặt thép phải xuất qua

AutoCAD Structural Detailing.

Phân tích khung giàn. Kiểm tra các mối liên kết, các gối đỡ.

Gán các tải trọng đơn và thiết lập tải trọng tổ hợp. iệc tính toán kết cấu

không thực hiện được mà phải chuyển qua Robot Structural Analysis để tính toán

thông qua một mô đun trung gian là Extensions.

Revit Structure là phần mềm xây dựng mô hình kết cấu nên chỉ chú trọng

đến các thành phần tạo nên kết cấu cho công trình, các thành phần khác bị lược bỏ.

Trong Revit Structure không có các mô hình đồ nội thất, đèn chiếu sáng. Cửa và

cửa sổ không hiện hình ảnh đầy đủ, chỉ hiện hốc khoét trên tường. Cầu thang không

có lan can. Lan can được vẽ như trong Revit Architecture nhưng không hiển thị tại

bất cứ khung nhìn nào của Revit Structure. Do đó không thể dùng Revit Structure

để thiết kế một công trình kiến trúc.

Revit Structure là phần mềm xây dựng mô hình kết cấu nhưng không có khả

năng tính toán kết cấu.

2.2 Các tính năng cơ bản của phần mềm Autodesk Robot Structural

Analysis Professional

Hình 2.2 Autodesk Robot Structural Analysis Professional

Page 16: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 16 -

Liên kết hai chiều với Autodesk Revit Structure- iệc 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.

Hình 2.3 Cửa sổ làm việc của Robot Structural Analysis Professional

2.3 Các tính năng cơ bản của phần mềm AutoCAD Structural Detailing

AutoCAD Structural Detailing là phần mềm của hãng Autodesk, được phát

triển dựa trên nền tảng phần mềm ACAD.

ASD là phần mềm mới du nhập vào iệt Nam trong những năm gần đây nhưng

nó đã được một số lượng người dùng nhất định.

Page 17: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 17 -

Hình 2.4 AutoCAD Structural Detailing 2012

ASD có ưu điểm nổi bật hơn Auto CAD đó là nó chuyên dùng trong xây dựng,

có thể vẽ các chi tiết như cột, dầm, sàn, móng một cách nhanh chóng và thống kê

cốt thép một cách hiệu quả mà không cần tới những phần mềm hỗ trợ khác. Bên

cạnh đó nó còn có thể kết hợp được với những phần mềm khác như Revit, Robot

Structural Analysis … để có thể làm việc nhóm được.

Hình 2.5 Sơ đồ mối quan hệ các công tác thiết kế kết cấu

Page 18: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 18 -

Trong phạm vi đề tài này, nhóm tác giả sẽ tập trung khai thác các tính năng

của phần mềm AutoCad Structural Detailing 2012 trước vì đây là phần mềm được

xây dựng trên nền tảng của phần mềm ACAD 2012 - một phần mềm được sử dụng

phổ biến nhất trong việc khai triển bản vẽ thiết kế nói chung và thiết kế kết cấu nói

riêng. Vì vậy, việc tiếp cận với chương trình mới sẽ dễ dàng và gần gũi với người

sử dụng hơn.

Page 19: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 19 -

Chương 3: Nội dung tài liệu hướng dẫn sử dụng chương trình AutoCad

Structural Detailing 2012

3.1 Vẽ và bố trí cốt thép trong cấu kiện

3.1.1 Vẽ bố trí thép chịu lực

Bước 1. Ta vẽ một đoạn cặt ngang và 3 mặt cắt dọc dầm có kích thước

200x300, dài 3m như hình vê:

Bước 2. Chọn thẻ ADS-Reinforcement

Bước 3. Click phím trái chuột vào biểu tượng

Page 20: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 20 -

Hộp thoại Reinfocement-elevation xuất hiện

4.Click chọn thông số như hình vẽ

Page 21: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 21 -

Bước 4.Sau khi chọn thông số như hình vẽ , ta click chuột trái vào biểu tượng

Bước 5.Click chọn điểm số 1 như hình:

Bước 6.Click chọn điểm số 2 như hình:

Page 22: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 22 -

Bước 7. Sau khi chọn xong điểm số 2, bảng Reinfocement description xuất

hiện,ta thực hiện ghi chú cho thanh thép vừa mới vẽ xong như hình sau:

Bước 8.Sau khi chọn thông số như hình trên ta click Ok, xuất hiện phần ghi

chú như hình và ta ghi chú phần cốt thép vừa mới vẽ xong.

Page 23: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 23 -

Bước 9. Ta tiếp tục vẽ cốt thép phía dưới, ta làm tương tự mục 2 và 3, nhưng

phần thông số ta chọn như hình sau:

10. Ta click chọn biểu tượng , sau đó click chọn điểm 1 và 2 như

hình sau:

Page 24: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 24 -

Bước 11. Bảng Reinfocement description xuất hiện,ta thực hiện ghi chú cho

thanh thép vừa mới vẽ xong như hình sau:

Bước 12. Sau khi chọn thông số như hình trên ta click Ok, xuất hiện phần ghi

chú như hình và ta ghi chú phần coat thép vừa mới vẽ xong.

Page 25: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 25 -

3.1.2 Vẽ thép đai trong các mặt cắt dọc.

Bước 1. Chọn thẻ ADS-Reinforcement

Bước 2. Click chuột trái vào biểu tượng .

Bước 3.Bảng Reinforcement-cross-section xuất hiện:

Page 26: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 26 -

Bước 4. Ta chọn thông số như hình sau:

Page 27: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 27 -

Bước 5.Sau có ta click chuột trái vào biểu tượng ,ta chọn điểm 1

và 2 như hình sau:

Bước 6.Sau khi click chọn điểm số 2, xuất hiện bảng Reinfocement

description, ta chọn Details…

Page 28: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 28 -

7.Bảng Reinfocement description xuất hiện, ta chọn Description syntax.

Bước 8. Ta chọn thông số như hình sau:

Page 29: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 29 -

Bước 9. Sau khi chọn thông số sau, ta bấm chọn Add,và tiến hành vẽ ghi chú

cho thép đai với thông số như hình sau:

Page 30: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 30 -

Bước 10. Sau khi click chọn Ok, ta ghi chú thép đai:

3.1.3 Vẽ thép đai nhiều nhánh

Bước 1. Chọn thẻ ADS-Reinforcement

Bước 2. Click chuột trái vào biểu tượng

Bước 3. Bảng Special strirrups xuất hiện, ta chọn thông số như hình sau:

Page 31: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 31 -

Bước 4.Sau có ta click chuột trái vào biểu tượng ,ta chọn điểm 1

và 2 như hình sau:

Page 32: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 32 -

Bước 5. Sau khi chọn điểm số 2, ta ghi chú thép đai như thông số hình sau:

Page 33: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 33 -

3.1.4 Bố trí thép chịu lực trong mặt cắt dọc

Bước 1. Chọn thẻ ADS-Reinforcement

Bước 2. Click chuột trái vào biểu tượng

Bước 3.Trỏ chuột xất hiện ta chọn thanh thép như hình vẽ:

Bước 4. Sau khi click chọn thanh thép, xuất hiện bảng Reinforcement-point

Page 34: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 34 -

Bước 5.Click chuột trái vào biểu tượng , ta click chuột trái chọn

thanh thép đai như hình và nhấn Enter:

Page 35: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 35 -

Bước 6.Bảng Reinforcement-point xuất hiện lần nữa, ta chọn thông số như

hình rồi nhấn OK:

Bước 7.Sau khi Click OK, xuất hiện bảng Reinfocement description, ta tiến

hành ghi chú cho cốt thép mới vẽ xong như thông số trong hình

Page 36: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 36 -

Bước 8.Ta làm tương tự những bước trên cho thanh thép phía dưới:

Page 37: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 37 -

3.1.5 Thể hiện chi tiết thép đai

Bước 1. Chọn thẻ ADS-Reinforcement

Bước 2. Click chuột trái vào biểu tượng

Bước 3.Click chuột trái chọn thép đai như hình;

Bước 4. Xuất hiện chi tiết kích thước thép đai:

Page 38: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 38 -

3.1.6 Bố trí thép đai trong mặt cắt ngang

Bước 1. Chọn thẻ ADS-Reinforcement

Bước 2. Click chuột trái vào biểu tượng

Bước 3.Click chuột trái vào thanh thép đai trong mặt cắt dọc và nhân Enter.

Page 39: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 39 -

Hộp thoại Reinforcement detailing xuất hiện

Bước 4.Chọn thông số như trong hình

Bước 5.Lần lượt ta click chuột trái chọn các điểm 1, 2, 3 như trong hình.

Page 40: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 40 -

Bước 6.Sau khi click chọn điểm số 3 xong ta nhập khoảng cách bố trí thép đai

ngay gối, đấy đoạn dầm dài 3m, ta nhập khoảng cách thép đai tại gối là 0.75m,

tại nhịp là 1,5m.

Bước 7.Hộp thoại Reinfocement distribution xuất hiện.

Page 41: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 41 -

Bước 8.Ta chọn thông số theo thứ tự như trong hình rồi chọn Ok.

Page 42: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 42 -

Bước 9.Sau khi chọn Ok ,xuất hiện bảng Reinfocement description, tiến

hành ghi chú cho thép đai mới vẽ xong.

Page 43: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 43 -

3.2 Triển khai bản vẽ dầm theo tiêu chuẩn Việt Nam trên nền Structure

Elements - Reinforcement

Bước 1. Click đúp vào biểu tượng

Bước 2. Click chọn Tab ASD – Structure Elements Structure elements –

reinforcement

Beam

Hộp thoại Reinforcement of beams xuất hiện

Page 44: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 44 -

3.2.1. Thiết lập hình dạng, kích thước dầm

Bước 1. Click chọn Tab Geometry để định dạng tiết diện hình học

Identification:

Element name : tên cấu kiện: DAM 1

Number: số lượng cấu kiện: 1

Section: kích thước tiết diện ngang

Tiết diện hình chữ nhật gồm:

b : bề rộng cấu kiện

h : chiều cao cấu kiện

Tiết diện hình chữ T gồm:

b : bề rộng cấu kiện

h : chiều cao cấu kiện

l1 : bề rộng cánh trái

l2 : bề rộng cánh phải

h1 : chiều cao cánh

Spans: khai báo thông số nhịp dầm:

Number of spans: số lượng nhịp

Span no: số thứ tự nhịp

Beam length: chiều dài dầm

Span length: chiều dài nhịp dầm

Left support: hình dạng, kích thước của gối tựa bên trái dầm

Right support: hình dạng, kích thước của gối tựa bên phải dầm

Để lựa chọn hình dạng gối, người dùng Click

3.2.2 Khai báo thông số cốt thép đai trong mặt cắt ngang

Bước 1. Click chọn tab Stirrups

Page 45: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 45 -

Stirrup parameters (các thành phần của cốt đai):

Bar: chọn đường kính thép

Material: chọn loại thép

Hook 1, hook 2 : chiều dài móc của đai

c : chiều dày lớp bê tông bảo vệ

Stirrup type: hình dạng cốt đai

Để lựa chọn hình dạng cốt đai, người dùng click

Nếu có tính toán đến cốt đai với mục đích chống co ngót, người dùng check vào mục Anti-

shrinkage reinforcement

3.2.3 Khai báo thông số cốt thép đai phân bố trong mặt cắt dọc

Bước 1. Click tab Stirrup distribution

Spans no. : số thứ tự nhịp dầm, trong trường hợp dầm có ≥ 2 nhịp, người dùng cần lưu ý

lựa chọn đúng nhịp cần gán cốt đai.

Bước 2. Tùy vào cách phân bố cụ thể của từng trường hợp, người dùng có thể lựa chọn

theo các phương án sau:

Phân bố đều trên toàn dầm

Page 46: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 46 -

Distribution type:

Distribution of main stirrups:

S1 : khoảng cách cốt thép

dL : khoảng cách từ cốt đai biên bên trái đến mép trong của gối bên trái

dR : khoảng cách từ cốt đai biên bên phải đến mép trong của gối bên phải

l1 : chiều dài đoạn dầm bố trí cốt đai

Phân bố thành 3 đoạn trên toàn dầm

Distribution type:

Distribution of main stirrups:

S1 : khoảng cách cốt thép của đoạn bên trái

S2 : khoảng cách cốt thép của đoạn giữa

S3 : khoảng cách cốt thép của đoạn bên phải

l1 : chiều dài bố trí cốt trí cốt đai của đoạn bên trái

l2 : chiều dài bố trí cốt trí cốt đai của đoạn giữa

l3 : chiều dài bố trí cốt trí cốt đai của đoạn bên phải

dL : khoảng cách từ cốt đai biên bên trái đến mép trong của gối bên trái

dR : khoảng cách từ cốt đai biên bên phải đến mép trong của gối bên phải

Page 47: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 47 -

Phân bố thành 2 đoạn trên toàn dầm

Distribution type:

Distribution of main stirrups:

S1 : khoảng cách cốt thép của đoạn bên trái

S2 : khoảng cách cốt thép của đoạn bên phải

l1 : chiều dài bố trí cốt trí cốt đai của đoạn bên trái

l2 : chiều dài bố trí cốt trí cốt đai của đoạn bên phải

dL : khoảng cách từ cốt đai biên bên trái đến mép trong của gối bên trái

dR : khoảng cách từ cốt đai biên bên phải đến mép trong của gối bên phải

Phân bố bất kỳ trên toàn dầm

Distribution type:

Distribution of main stirrups:

Đối với trường hợp này, người dùng sẽ bố trí cốt đai tùy ý theo công thức:

s = S(ni x si)

Page 48: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 48 -

Trong đó:

S : tổng chiều dài các phân đoạn bố trí cốt đai

Si : khoảng cách cốt thép tương ứng của từng đoạn

ni : số lượng cốt đai tương ứng từng đoạn

Ví dụ:

ới i = 2:

Đoạn thứ 1: S1 = 100 và n1 = 10

Đoạn thứ 2: S2 = 200 và n2 = 23

Nhập s = n1 x S1 + n2 x S2 = 10 x 100 + 23 x 200

Kết quả:

3.2.4 Khai báo cốt thép chính trong dầm

Bước 1. Click tab Bars – main

Bước 2. Khai báo thông số của thép chính nằm bên dưới (Lower bar):

Page 49: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 49 -

Bar : chọn đường kính thép

Material : chọn loại thép

Hooks : góc bẻ móc (tính theo đơn vị: độ)

n : số lượng cốt thép

la : chiều dài đoạn bẻ móc bên trái

lb : chiều dài đoạn bẻ móc bên phải

Bước 3. Khai báo thông số của thép chính nằm bên trên (Upper bar):

Tương tự Lower bar

3.2.5 Khai báo cốt thép tăng cường phía trên dầm

Bước 1. Click tab Additional top bars

Page 50: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 50 -

Bước 2. Khai báo thông số của thép tăng cường nằm bên trái:

Bar : chọn đường kính thép

Material : chọn loại thép

Hooks : góc bẻ móc (tính theo đơn vị: độ)

n : số lượng cốt thép

l : chiều dài tính từ mép trong của gối bên trái

la : chiều dài đoạn bẻ móc bên trái

3. Khai báo thông số của thép tăng cường nằm bên phải:

Tương tự với thép bên trái

3.2.6 Khai báo cốt thép tăng cường phía dưới dầm

1. Click tab Additional bottom bars

Page 51: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 51 -

2. Khai báo thông số của thép tăng cường nằm bên trái:

3. Khai báo thông số của thép tăng cường nằm bên phải:

Tương tự cốt thép tăng cường bên trên

4. Khai báo thông số của thép tăng cường nằm giữa nhịp:

Bar : chọn đường kính thép

Material : chọn loại thép

Hooks : góc bẻ móc (tính theo đơn vị: độ)

n : số lượng cốt thép

lL : chiều dài bên trái của thanh thép

lR : chiều dài bên phải của thanh thép

3.2.7 Khai báo thông số nối thép

Bước 1. Click tab Bar division

Page 52: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 52 -

Bước 2. Đối với thanh phía trên:

With lap splices: xét thanh thép có đoạn nối

Lap splice: khai báo chiều dài đoạn nối

Nếu chọn Coefficient , người dùng nhập đoạn nối quy đổi theo đường kính

thanh thép (30f, 50f,...)

Nếu chọn Length , người dùng nhập trực tiếp chiều dài đoạn nối

Bước 3. Đối với thanh phía dưới: Tương tự thanh phía trên

3.2.8. Chọn mặt cắt cần thể hiện

1. Click chọn Tab Sections để chọn mặt cắt cần thể hiện (Draw section)

Page 53: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 53 -

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận:

Từ việc nghiên cứu công tác thiết kế kết cấu cũng như việc ứng dụng tin học

trong ngành xây dựng mà cụ thể là các phần mềm như: Revit Structure 2012,

Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2012 và AutoCAD Structural

Detailing 2012 có thể rút ra kết luận:

Thời gian thiết kế được rút ngắn nhờ có các Component được dựng sẵn.

Các ký hiệu thì đồng bộ và thống nhất, chỉ cần tạo một lần sau đó sẽ hiển thị

trên mọi bản vẽ một cách tự động vì vậy hồ sơ thể hiện rất chuẩn và chính xác .

Công tác thống kê được thực hiện một cách tự động và chính xác giúp người

thiết kế tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sai sót trong quá trình thống kê.

Khi thay đổi bất cứ cấu kiện nào về những thông tin như: Kích thước, quy

cách, vật liệu, v.v… sự thay đổi thông tin đó sẽ thể hiện tất cả các bản vẽ hoặc bố

cục trình diễn.

Công cụ thiết kế chi tiết kỹ thuật thi công được nâng cấp mạnh mẽ, được sử

dụng, chuẩn hóa các hệ thống thư viện chi tiết, được gán những điều chỉnh tự động

hóa, và dễ dàng khai thác sử dụng rộng rãi, tạo mới, căn chỉnh, thay đổi, cập nhật,

theo các tiêu chuẩn của các quốc gia trên thế giới.

2. Kiến nghị:

Nhóm tác giả kiến nghị người công tác trong lĩnh vực thiết kế nhất là thiết kế

kết cấu các công trình xây dựng nếu tiếp cận được bộ phần mềm này họ có thể dễ

dàng tạo ra rất nhiều các mẫu thiết kế, có nhiều phương án thiết kế để lựa chọn và

đặc biệt các thiết kế này được đặt trong các môi trường khác nhau nhằm giúp người

thiết kế tính toán được khả năng thi công công trình và vấn đề về mỹ quan.

3. Định hướng nghiên cứu trong tương lai:

Nhóm tác giả sẽ tiếp tục nghiên cứu các phần mềm như: Revit Structure

2012, Autodesk Robot Structural Analysis Professional 2012 để từ đó xây dựng một

cách hoàn chỉnh quy trình tự động hóa trong công tác thiết kế kết cấu công trình xây

Page 54: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 54 -

dựng góp phần phát triển việc thiết kế ngày càng chính xác hơn, tiết kiệm thời gian

hơn và mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn.

Page 55: THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉPthiết kế kết cấu công trình xây dựng nhưng vẫn đảm bảo việc thể hiện bản vẽ đúng ... mục đích là tạo lập nên

- 55 -

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:

[1] Phùng Thị Nguyệt (2011), Phân tích, tính toán, thiết kế kết cấu với Robot

Structural Analysis 2011, NXB Giao Thông ận Tải, Hà Nội.

[2] Phùng Thị Nguyệt (2011), Robot Structural Analysis 2011 dành cho người tự

học, NXB Giao Thông ận Tải, Hà Nội.

[3] Quang Hiển (2010), Revit Architecture 2010 dành cho người tự học, NXB Đại

Học Quốc Gia TPHCM, Tp. Hồ Chí Minh.

[4] Đỗ Lê Thuận (2010), Hỏi đáp Revit: Các vấn đề thường gặp, NXB Giao Thông

ận Tải, Hà Nội.

[5] Lê Thuận (2010), Revit Architecture 2011 từ A đến Z, NXB Giao Thông ận Tải,

Hà Nội.

[6] Quang Huy (2011), Tự học Revit Structure 2010, NXB Giao Thông ận Tải, Hà

Nội.

Tiếng Anh:

[7] Prof. Sham Tickoo Purdue Univ. and CADCIM Technologies (2011), Exploring

Autodesk Revit Structure 2011, CADCIM Technologies.

[8] Elise Moss (2011), Revit Structure 2012 Basics: Framing & Documentation, SDC

Publications.