LIRA-FEM (LIRA-SAPR): Giải pháp thay thế ETABS, SAP2000 cho phân tích kết cấu

Trong thiết kế kết cấu, kỹ sư không chỉ cần một công cụ dựng mô hình và chạy nội lực. Phần mềm còn phải xử lý tốt các bài toán động lực học, ổn định, phi tuyến, thiết kế cấu kiện, tương tác nền móng và trao đổi dữ liệu BIM. LIRA-FEM (LIRA-SAPR) được phát triển cho toàn bộ chuỗi công việc này, từ xây dựng mô hình tính đến đánh giá kết quả và lập hồ sơ báo cáo.

Nhờ phạm vi tính toán rộng và hệ thống mô-đun chuyên sâu, LIRA-FEM có thể trở thành giải pháp thay thế SAP2000 và là một phương án thay thế ETABS đáng cân nhắc cho các doanh nghiệp tư vấn, viện nghiên cứu, trường đại học và đội ngũ kỹ sư đang tìm kiếm một nền tảng phân tích kết cấu khác cho dự án nhà dân dụng, công nghiệp hoặc công trình có hình học và điều kiện làm việc phức tạp.

LIRA-FEM là gì

LIRA-FEM là tên quốc tế của bộ phần mềm LIRA-SAPR do LIRALAND Group phát triển. Đây là một bộ phần mềm toàn diện ứng dụng công nghệ BIM, được thiết kế để phân tích và thiết kế kết cấu công trình xây dựng cũng như kết cấu cơ khí cho nhiều mục đích khác nhau.

Nền tảng sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để mô phỏng trạng thái ứng suất biến dạng, chuyển vị, nội lực, ổn định và phản ứng động của kết cấu. Thư viện phần tử hữu hạn cho phép xây dựng mô hình khung phẳng, khung không gian, dầm tường, bản, vỏ, khối đặc và các hệ kết hợp như bản có sườn, bản trên nền đàn hồi hoặc mô hình liên hợp công trình phía trên, móng và nền đất

Vì sao LIRA-FEM có thể thay thế SAP2000 và ETABS

LIRA-FEM được phát triển như một giải pháp phân tích kết cấu toàn diện, có thể thay thế hiệu quả SAP2000 trong nhiều quy trình tính toán phù hợp. Đối với những bài toán thường được triển khai trên ETABS, LIRA-FEM đáp ứng các nhóm công việc cốt lõi như mô hình và phân tích nhà nhiều tầng, tải trọng động đất, gió, phổ phản ứng, thiết kế bê tông cốt thép và kết cấu thép.

Khả năng thay thế ETABS hoặc SAP2000 cần được đánh giá theo loại công trình, tiêu chuẩn áp dụng, yêu cầu trao đổi dữ liệu và cấu hình mô-đun. LIRA-FEM không sao chép giao diện hay quy trình của hai nền tảng này, mà cung cấp một hệ sinh thái tính toán độc lập với cách tổ chức mô hình và các công cụ chuyên môn riêng.

Những năng lực tạo nên giá trị thay thế

• Phân tích tĩnh và động: xác định nội lực, chuyển vị; xử lý động đất, gió có thành phần xung, rung động, tải trọng xung, va chạm, phổ phản ứng và gia tốc đồ.
• Phân tích tuyến tính và phi tuyến: hỗ trợ phi tuyến vật liệu, phi tuyến hình học, phi tuyến kết cấu, phân tích pushover và phân tích lịch sử thời gian.
• Kiểm tra cường độ và ổn định: đánh giá ứng suất, sức chịu tải, mất ổn định và nhiều tiêu chí phá hoại cho các dạng kết cấu khác nhau.
• Thiết kế bê tông cốt thép và kết cấu thép: lựa chọn hoặc kiểm tra tiết diện, tính toán cốt thép, cấu kiện và một số dạng liên kết theo tiêu chuẩn được hỗ trợ.
• Mô hình nền đất và móng: tạo mô hình đất 2D, 3D, tính hệ số nền, độ cứng cọc và phân tích hệ công trình, móng, nền đất trong cùng bài toán.
• Kết nối BIM và xuất báo cáo: trao đổi dữ liệu với Revit, Tekla Structures, Rhino/Grasshopper cùng các định dạng IFC, SAF, DXF; xuất báo cáo sang DOCX hoặc PDF.

Các tính năng nổi bật của LIRA-FEM

1. Bộ giải phần tử hữu hạn cho mô hình quy mô lớn

LIRA-FEM tích hợp các thuật toán thiết lập và giải hệ phương trình có quy mô đến hàng triệu ẩn, hoạt động ở chế độ 64-bit và khai thác công nghệ xử lý đa lõi. Lõi đồ họa có thể làm việc với mô hình trên 3 triệu phần tử. Năng lực này phù hợp với mô hình nhà cao tầng, tổ hợp công trình, kết cấu công nghiệp hoặc các hệ có lưới phần tử hữu hạn lớn.

2. Phân tích động lực học và động đất

Phần mềm hỗ trợ nhiều dạng phân tích động, gồm động đất, gió có thành phần xung, rung động, tải trọng xung, va chạm, phổ phản ứng và phân tích theo gia tốc đồ. Mô-đun phân tích lịch sử thời gian cho phép xác định nội lực và chuyển vị theo từng thời điểm, đồng thời xét đến cản kết cấu, cản vật liệu và các yếu tố phi tuyến khi cần.

3. Phân tích phi tuyến và mô phỏng trạng thái làm việc thực

Các mô-đun phi tuyến của LIRA-FEM cho phép xem xét quan hệ ứng suất biến dạng của vật liệu, sự phát triển vết nứt, từ biến, chảy dẻo và quá trình làm việc của kết cấu đến gần trạng thái phá hoại. Phi tuyến hình học hỗ trợ các hệ như cáp, giàn dây, màng và kết cấu cần xác định hình dạng cân bằng dưới tải trọng.

4. Thiết kế bê tông cốt thép và kết cấu thép

Từ nội lực của mô hình, LIRA-FEM hỗ trợ lựa chọn và kiểm tra tiết diện thép, tính toán cốt thép dọc và cốt thép ngang cho cột, dầm, sàn, vách và kết cấu vỏ. Hệ thống cũng có các công cụ phân tích tiết diện thép đặc, tổ hợp, rỗng; thanh có tiết diện thay đổi; tiết diện thành mỏng có xét vênh; cùng một số dạng nút khung, nút giàn và chân cột.

5. Mô phỏng trình tự thi công và sụp đổ dây chuyền

Mô-đun Assemblage mô phỏng quá trình thi công theo giai đoạn, xét sự thay đổi của sơ đồ kết cấu, sự tích lũy ứng suất và biến đổi đặc tính vật liệu theo thời gian. Phần mềm cũng cung cấp bài toán sụp đổ dây chuyền, trong đó thành phần động của tải trọng được xem xét khi phần tử chịu lực bị loại bỏ khỏi mô hình.

6. Phân tích tương tác công trình, móng và nền đất

Hệ thống SOIL có thể tạo mô hình nền đất 3D từ dữ liệu khảo sát địa chất, xác định hệ số nền, sức chịu tải và độ cứng cọc, tính lún của móng tương đương và mô phỏng ảnh hưởng giữa công trình hiện hữu với công trình đang xây dựng. Đây là nhóm công cụ đáng chú ý khi cần mở rộng mô hình ra ngoài phạm vi kết cấu phần thân.

7. Quy trình BIM và khả năng trao đổi dữ liệu

LIRA-FEM hỗ trợ quy trình BIM thông qua kết nối với các nền tảng và định dạng phổ biến. Phần mềm tích hợp với Revit, Tekla Structures, PLAXIS 3D, Rhino/Grasshopper; đồng thời trao đổi dữ liệu bằng IFC, SAF, DXF cùng nhiều định dạng khác. Mô-đun SAPFIR hỗ trợ chuyển đổi mô hình kiến trúc 2D hoặc 3D thành mô hình phân tích có kiểm soát.

8. Trực quan hóa kết quả và lập báo cáo

Kết quả có thể được trình bày dưới dạng biểu đồ, đường đồng mức, hình dạng biến dạng, hoạt ảnh dạng dao động và bảng dữ liệu về chuyển vị, ứng suất, nội lực hoặc kết quả thiết kế cấu kiện. Report Book hỗ trợ tạo trang bìa, mục lục, chương mục, bảng phân tích và ảnh chụp mô hình; các thành phần có thể cập nhật khi mô hình thay đổi và xuất sang DOCX hoặc PDF.

LIRA-FEM phù hợp với những loại công trình nào

LIRA-FEM có thể được sử dụng cho nhiều nhóm dự án:

• Nhà ở, văn phòng, khách sạn và công trình cao tầng.
• Nhà công nghiệp, nhà thép, kết cấu liên hợp thép và bê tông.
• Cầu, tháp, mái không gian, kết cấu vỏ, bể và các kết cấu đặc biệt.
• Công trình có yêu cầu phân tích động đất, tải trọng động, va chạm hoặc nổ.
• Công trình cần mô hình cọc, móng, nền đất và tương tác đất kết cấu.
• Nghiên cứu, đào tạo và kiểm chứng mô hình phần tử hữu hạn.

Lợi ích đối với doanh nghiệp đang sử dụng ETABS hoặc SAP2000

Đối với doanh nghiệp đang phụ thuộc vào một hệ phần mềm duy nhất, LIRA-FEM mở ra thêm lựa chọn cho việc chuẩn hóa bản quyền, phân bổ công cụ theo nhóm dự án và xây dựng năng lực kiểm chứng độc lập. Giá trị của việc chuyển đổi không chỉ nằm ở thay một phần mềm bằng một phần mềm khác, mà còn ở khả năng mở rộng phạm vi phân tích.

• Bao phủ từ mô hình, phân tích đến thiết kế cấu kiện và lập báo cáo trong cùng hệ sinh thái.
• Hỗ trợ các bài toán chuyên sâu như phi tuyến, lịch sử thời gian, trình tự thi công, sụp đổ dây chuyền, nhiệt và cháy.
• Mở rộng phân tích sang hệ nền móng và đất nền khi cấu hình dự án yêu cầu.
• Tạo thêm phương án kiểm chứng kết quả cho các dự án quan trọng hoặc mô hình phức tạp.
• Cho phép tổ chức quy trình BIM với nhiều công cụ thiết kế và định dạng trao đổi dữ liệu.

Những điểm cần đánh giá trước khi chuyển đổi

LIRA-FEM có phạm vi chức năng rộng, nhưng doanh nghiệp không nên xem quá trình chuyển đổi là thao tác thay thế tệp và tiếp tục làm việc ngay lập tức. Một kế hoạch thử nghiệm có kiểm soát sẽ giúp xác định rõ mức độ phù hợp với tiêu chuẩn, loại dự án và quy trình nội bộ.

1. Đối chiếu tiêu chuẩn thiết kế được hỗ trợ với hồ sơ pháp lý và yêu cầu của dự án. LIRA-FEM hỗ trợ Eurocode cùng nhiều tiêu chuẩn quốc gia; với dự án áp dụng TCVN, người dùng cần kiểm tra cấu hình và phương pháp tính cụ thể.
2. Lập một mô hình chuẩn đã có kết quả tin cậy trên ETABS hoặc SAP2000, sau đó so sánh tải trọng, khối lượng, điều kiện biên, dạng dao động, nội lực, chuyển vị và kết quả thiết kế.
3. Xác định đúng cấu hình và mô-đun LIRA-FEM cần dùng, bởi một số bài toán chuyên sâu thuộc các hệ thống hoặc mô-đun bổ sung.
4. Chuẩn hóa quy ước mô hình, kiểm soát lưới, tổ hợp tải trọng, đơn vị và mẫu báo cáo trước khi triển khai cho cả nhóm.
5. Đào tạo kỹ sư theo dự án mẫu thay vì chỉ học giao diện, nhằm giảm khác biệt về tư duy mô hình giữa các nền tảng.

LIRA-FEM có phải lựa chọn phù hợp cho doanh nghiệp của bạn

LIRA-FEM phù hợp với các tổ chức cần một nền tảng phần tử hữu hạn toàn diện, muốn xử lý cả công trình dân dụng lẫn kết cấu đặc biệt, hoặc đang tìm giải pháp thay thế ETABS, SAP2000 trong nhiều quy trình phân tích và thiết kế. Phần mềm đặc biệt đáng cân nhắc khi doanh nghiệp cần kết hợp phân tích động, phi tuyến, thiết kế thép và bê tông cốt thép, mô hình nền đất, trình tự thi công và lập báo cáo kỹ thuật trong một hệ sinh thái.

Để quyết định chính xác, doanh nghiệp nên bắt đầu bằng một buổi trình diễn theo bài toán thực tế và một dự án thử nghiệm có tiêu chí đối chiếu rõ ràng. Cách tiếp cận này giúp đánh giá đúng năng lực của phần mềm, chi phí chuyển đổi, yêu cầu đào tạo và mức độ tương thích với quy trình hiện tại.

Kết luận

LIRA-FEM (LIRA-SAPR) không chỉ là một công cụ tính nội lực, mà là bộ giải pháp phân tích và thiết kế kết cấu có phạm vi rộng, từ mô hình phần tử hữu hạn, động lực học, phi tuyến đến thiết kế cấu kiện, nền đất, BIM và hồ sơ báo cáo. Với các năng lực này, sản phẩm có cơ sở để thay thế SAP2000 và thay thế ETABS trong nhiều nhóm dự án, đặc biệt khi doanh nghiệp cần một nền tảng độc lập, linh hoạt và có khả năng xử lý các bài toán chuyên sâu.

Liên hệ tư vấn

Để được tư vấn cấu hình LIRA-FEM phù hợp, đánh giá khả năng thay thế ETABS hoặc SAP2000 và xây dựng lộ trình thử nghiệm theo bài toán thực tế, vui lòng liên hệ TechAZ.

CÔNG TY CỔ PHẦN TECHAZ
VPGD: SH2-16 Centa Riverside, Từ Sơn, Bắc Ninh
Hotline: 0979 596 954
Email: info@techaz.com.vn
Website: https://techaz.com.vn