Thiết kế liên kết chỉ trong vài cú nhấp chuột!

Không có thời gian để nghỉ ngơi

Tại sao việc theo kịp các xu hướng đổi mới lại quan trọng đến vậy? Chỉ một từ thôi: Năng suất. Không có gì bí mật khi số lượng Kỹ sư kết cấu mới và sinh viên tại các trường đại học kỹ thuật đang giảm dần. Đáng tiếc là con số này được dự báo sẽ tiếp tục giảm thay vì tăng trong tương lai.

Trong khi đó, nhu cầu phát triển và thiết kế, thi công nhanh hơn ở các nước đang phát triển, nhu cầu nhà ở, và áp lực tối ưu hóa chi phí hoặc môi trường đang thúc đẩy yêu cầu rút ngắn tiến độ dự án. Với ít người hơn nhưng khối lượng công việc nhiều hơn, việc tăng năng suất trở nên thiết yếu.

May mắn thay, công nghệ cho phép chúng ta đáp ứng những yêu cầu này, giúp hoàn thành thiết kế trong vài phút thay vì mất nhiều thời gian hơn với các phương pháp truyền thống.

Vậy bây giờ phải làm gì?

Câu hỏi thực sự là: chúng ta có những lựa chọn nào? Thành thật mà nói, có rất nhiều. Gần như đủ để khiến người ta choáng ngợp! Điều quan trọng là phải hiểu chúng, và bước đầu tiên là biết những gì đang có trên thị trường. IDEA StatiCa cung cấp nhiều tùy chọn để thiết kế liên kết chỉ với vài cú nhấp chuột. Một số đã có từ lâu, trong khi những tính năng khác như mẫu tham số và thiết kế tự động mối hàn và bu lông sử dụng học máy (AI) chỉ mới được giới thiệu gần đây trong phiên bản IDEA StatiCa v24.0 mới nhất. Hãy cùng đi thẳng vào vấn đề và xem xét kỹ hơn.

Tham số trong IDEA StatiCa và Mẫu tham số 

Tôi sẽ tập trung vào các tham số có thể được thiết lập trực tiếp trong IDEA StatiCa và các mẫu tham số vì đây là tính năng yêu thích tuyệt đối của tôi. Điều tuyệt vời là cả các chuyên gia giàu kinh nghiệm lẫn kỹ sư mới vào nghề đều có thể hưởng lợi từ chúng. 

Hầu như bất kỳ ai cũng có thể kích hoạt chế độ/tab nhà phát triển trong IDEA StatiCa Connection. Tại đây, bạn có thể thiết lập các tham số có thể được liên kết với các cấu kiện cụ thể dựa trên logic do bạn chỉ định. Vì vậy, khi bạn chỉnh sửa một cấu kiện, các phần tử được liên kết khác sẽ tự động điều chỉnh theo.

Ví dụ, xem hình bên dưới. Tôi có thể chỉ định rằng nếu chiều rộng của tấm mở rộng thay đổi, vị trí của các sườn tăng cứng cũng thay đổi theo các cài đặt trước của tôi. Tương tự với tất cả các mối hàn, v.v. Bằng cách này, tôi có thể kết nối nhiều thuộc tính với nhau, tiết kiệm đáng kể thời gian bằng cách tránh các điều chỉnh thủ công lặp đi lặp lại mỗi khi cần sửa đổi.

Bắt đầu hình dung ra rồi chứ?

Trong phiên bản 24.0, chúng tôi đã phát triển các tham số này thêm một bước. Chúng tôi đã giới thiệu mẫu tham số vào Thư viện liên kết, có thể truy cập trong ứng dụng. Giờ đây, bạn không chỉ có thể sử dụng các mẫu hiện có và áp dụng chúng cho các cấu hình tương tự, mà còn có thể khám phá các cài đặt của chúng khi tạo liên kết của riêng bạn. Tất nhiên, bạn có thể lưu các mẫu đã tùy chỉnh để sử dụng tiếp hoặc chia sẻ với những người khác trong công ty.

Đây chỉ là phác thảo nhanh về cách thức hoạt động. Nếu bạn muốn biết thêm chi tiết kỹ thuật, hãy đọc ghi chú phát hành liên quan hoặc khám phá tùy chọn trực tiếp trong ứng dụng.

Tôi sẽ cố gắng đưa ra một số ví dụ về quy trình làm việc mà tôi thấy việc sử dụng mẫu tham số hữu ích nhất và bạn có thể hưởng lợi từ tính năng này.

• Bạn đang xử lý một kết cấu phức tạp (nhà ga sân bay, sân vận động hoặc bất kỳ công trình nào khác) trong đó cấu hình của các liên kết được lặp lại trong một dự án. Thay vì thực hiện lại các thao tác tương tự mỗi lần, bạn có thể định nghĩa một mẫu duy nhất để tái sử dụng. Sau đó, bạn điều chỉnh từng tham số trong phần Thiết kế thông qua các đầu vào đơn giản.
• Là một kỹ sư cấp cao giám sát đồng nghiệp trẻ, bạn muốn duy trì toàn quyền kiểm soát mô hình đồng thời đảm bảo kiểm tra hiệu quả các liên kết còn lại. Ban đầu bạn sẽ tạo một mô hình mà bạn tin tưởng. Sau đó, đồng nghiệp trẻ của bạn có thể điều chỉnh các kích thước mà không thay đổi bản thân mô hình, tránh phải thực hiện các thao tác bổ sung.

• Bạn đang làm việc trên kết cấu ngoài khơi và thấy mình lặp đi lặp lại cùng một loại liên kết. Hãy lưu các mẫu tham số của bạn để tái sử dụng trên nhiều dự án.

Tôi tin rằng bạn có thể nghĩ ra những cách khác để sử dụng tham số hóa. Nhưng hãy xem chúng ta còn có gì ở đây, vì tăng hiệu quả không chỉ phụ thuộc vào tham số hóa. Còn có các tùy chọn thay thế khác để thiết kế liên kết. 

Thiết kế tự động các cấu kiện 

Từ bây giờ, bạn có thể quên việc thiết kế từng mối hàn một. Bạn có muốn chỉ cần nhấn một nút và kích thước được thiết kế tự động không? Trong IDEA StatiCa, chúng tôi có nhiều tùy chọn cho mối hàn, nhưng cũng có tùy chọn cho bu lông.

Mối hàn có thể được thiết kế tự động theo ước tính khả năng chịu lực hoặc cường độ của các bản thép được liên kết (mức độ dẻo), tùy thuộc vào tùy chọn bạn chọn.

Thiết kế mối hàn theo độ dẻo được tính toán theo các công thức từ các tiêu chuẩn. Các đầu vào chính ở đây là chiều dày và vật liệu của các bản thép liên kết, từ đó xác định các giá trị cho mối hàn. Có ba mức độ dẻo bạn có thể chọn: Độ dẻo tối thiểu/Cường độ đầy đủ/Cường độ vượt mức

Tóm lại, tất cả phụ thuộc vào những gì bạn mong đợi từ ứng xử của mối hàn và nơi bạn muốn sử dụng nó. Thiết kế theo độ dẻo tối thiểu đảm bảo rằng phá hoại giòn không xảy ra trong khi vẫn cho phép dẻo hóa trong mối hàn (mối hàn vẫn bị phá hoại trước). Tùy chọn thứ hai (cường độ đầy đủ) tạo ra mối hàn dày hơn, và trong thực tế, điều đó có nghĩa là khả năng chịu lực của mối hàn cao hơn bản thép (dẻo hóa bản thép xảy ra trước). Thuật toán định kích thước mối hàn cường độ vượt mức cho kết quả mối hàn thậm chí còn dày hơn, làm cho mối hàn mạnh hơn đáng kể so với bản thép được liên kết. Mục tiêu là tăng cường an toàn trong các phương pháp thiết kế dẻo và cho các kịch bản tải trọng chu kỳ, chẳng hạn như tải trọng động đất.

Ngoài tùy chọn trên, còn có thiết kế mối hàn theo ước tính khả năng chịu lực. Và đó là sự đổi mới THỰC SỰ. 

Nhiều điều đã được nói về những lợi thế của AI. Đã đến lúc ứng dụng thực tế, và cuối cùng là điều gì đó mới mẻ thay vì chỉ là những chatbot quen thuộc cũ. Với thiết kế tự động, dù là mối hàn hay bu lông, chúng ta đang bước vào một chiều kích hoàn toàn khác về mặt tăng tốc quy trình. Chức năng này được thiết kế riêng cho các dự án theo Eurocode (EN) ước tính khả năng chịu lực của tất cả các mối hàn trong mô hình. Nó sử dụng dữ liệu học máy bao gồm hàng nghìn mô hình mối hàn chịu các kịch bản tải trọng khác nhau. Quá trình ước tính khả năng chịu lực tính đến cả thiết kế liên kết và hiệu ứng tải trọng.

Một tùy chọn tương tự đã được phát triển cho bu lông. Thiết kế tự động bu lông chịu cắt có thể đề xuất thiết kế hiệu quả cho bản mã liên kết đơn hoặc mối nối bằng cách xem xét tải trọng cắt. Bố trí bu lông được tự động điều chỉnh để chịu tải trọng trong khi duy trì mức hệ số sử dụng đã chỉ định.

Bạn nghĩ sao về điều đó? Tôi cho rằng đây là những thứ khá tiên tiến cho đến nay. Rất nhiều khả năng, và chúng ta tiếp tục... 

Thiết kế tham số sử dụng Plugin Grasshopper 

Liên quan đến chủ đề của chúng ta là khả năng thiết kế tham số sử dụng Plugin Grasshopper, nhưng đó là một chủ đề dài đến mức phù hợp hơn cho một bài viết khác. Trong thời gian chờ đợi, bất kỳ ai quan tâm đến chủ đề này có thể xem hội thảo trực tuyến đã được phát trực tiếp của chúng tôi về cùng chủ đề.

Tương lai đã đến

Như bạn có thể thấy, có rất nhiều cách để nâng cao quy trình làm việc của bạn. Với áp lực ngày càng tăng về năng suất, chúng tôi cũng đang thử nghiệm các tính năng có thể giúp tăng tốc thiết kế của bạn. Tôi đề xuất thử từng tính năng một, điều chỉnh dựa trên các thiết kế cụ thể mà bạn đang thực hiện. Mặc dù ban đầu có thể cảm thấy choáng ngợp, nhưng lợi ích của các tùy chọn mới này sẽ sớm vượt qua mọi thách thức ban đầu.