5 SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC
5.8 Mô hình hóa bằng phần mềm
Thường sử dụng các phần mềm chuyên dụng như SAFE, ADAPT PT, RAM Concept, MIDAS SDS, ít khi dùng SAP2000, ETABS để mô hình hóa sàn.
Trên Thế giới hiện đang dùng khá phổ biến phần mềm của hãng ADAPT trong kết cấu dự ứng lực. Hãng ADAPT có truyền thống về dự ứng lực nên mức độ chính xac và tin tưởng được đánh giá cao. ADAPT phân tích dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn và phương pháp khung tương đương-giống với mô hình sàn dự ứng lực. Việc mô phỏng đường đi của cáp trên 3D khá dễ dàng.
MIDAS SDS cũng có thể tính toán được sàn dự ứng lực. Tuy nhiên phần kiểm toán của nó còn yếu, tiêu chuẩn hỗ trợ cũng không nhiều, việc mô phỏng đường cáp khá phức tạp.
Dùng nội lực ETABS để giải sàn ứng lực trước sẽ không chính xác do các nguyên nhân sau:
1. Mô hình sơ đồ tính sẽ rất phức tạp cho hệ kết cấu. Lực do cáp gây ra là nội lực nhưng phải mô hình tải cân bằng vào (tải hướng lên phần lớn giữa nhịp và hướng xuống ở phần nhỏ 2 bên gối tựa - do hình dạng cáp cân bằng một phần moment do tĩnh tải gây ra - thông thường là 80%).
2. Cho dù mô hình lực cân bằng như vậy cũng còn thiếu vì cáp sẽ gây nén rất lớn cho sàn. Điều này dẫn đến tấm sàn sẽ cứng hơn nhiều so với tấm sàn bình thường.
3. Phân tích FEM thường dựa trên phương pháp chuyển vị. Chuyển vị đúng thì nội lực mới đúng được. Ứng xữ sàn ứng lực trước lại phức tạp, chuyển vị ít hơn nhiều so với sàn bê tông cốt thép.
4. Mô hình bao nhiêu phần trăm cột nhận moment từ sàn truyền qua (column stiffness) cũng là một vấn đề tế nhị. Mặc định ETABS là 1.0; nhưng các phần mềm phân tích sàn ứng lực trước thường sữ dụng hệ số nhỏ hơn nhiều (khoảng 0.25).
5. Chổ liên kết sàn với lõi cứng nhà cao tầng không phải ngàm như mặc định của ETABS, thông thường người ta sữ dụng ván khuôn trượt cho lõi thi công trước sàn nên đầu neo chết của cáp dừng lại trước lõi, phải liên kết thép chờ hay coupler trên và dưới (lưu ý coupler dưới chịu cắt).
Người ta thường sữ dụng ETABS để phân tích hệ thống chịu tải ngang lên công trình (gió, động đất) và thiết kế cột vách. ETABS cũng giúp để tính tải trọng lên sàn transfer và tải xuống móng. Còn thiết kế sàn nhất là sàn phẳng ứng suất trước thì nên sữ dụng các phần mềm như Ram Concept, Adapt Builder v.v.. vì các phần mềm này tính toán được sàn sau khi nứt, co ngót, từ biến nên cho kết quả chính xác hơn cả trạng thái giới hạn 1 và 2, kể cả chuyển vị dài hạn và bề rộng khe nứt.