Trong những năm 1980 trở lại đây công nghệ máy tính có những bước phát triển vượt bậc, nó đã góp phần thúc đẩy quá trình nghiên cứu mở rộng và hoàn thiện phương pháp phần tử hữu hạn cũng như các phương pháp số cho quá trình tính toán. Trước đây các chương trình phần tử hữu hạn chỉ được viết phục vụ cho các công việc nghiên cứu là chủ yếu, chúng chạy trên các hệ thống máy tính lớn như VAX, CDC ….
Ở Việt Nam hiện có một số phần mềm tính toán trong cơ học rất nổi tiếng như Ansys, Staad II, Sap 2000 (Mỹ) …. Ngoài ra còn có một số phần mềm do các Công ty trong nước sản xuất như FBTW, Casa (Hài hòa); các phần mềm trong nước sản xuất tuy chưa mạnh trong tính toán các bài toán phức tạp nhưng rất dễ sử dụng và rất tiện lợi.
Xu hướng phát triển của các phần mềm dựa trên thuật toán của phương pháp phần tử hữu hạn là sử dụng giao diện đồ họa hướng người sử dụng giống như các phần mềm Cad. Ngoài ra chúng còn có khả năng tích hợp và cho phép người dùng viết thêm các modul tính toán riêng nhờ các macros đồng thời tích hợp với các phần mềm Cam (như Pro /Engineur).
Công nghệ lập trình theo phương pháp phần tử hữu hạn đang thay đổi theo các ngôn ngữ lập trình như C++, Fortran 90, đang được sử dụng để phát triển phần mềm.
Trong luận văn để tính toán trạng thái ứng suất - biến dạng của trạm bơm trong bài toán tĩnh và động trong luận văn này tác giả tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm SAP2000 Version 15.1.0. Mô hình tính toán được sử dụng trong luận văn này là mô hình đàn hồi tuyến tính.
Trong số các chương trình tính toán kết cấu sử dụng phương pháp PTHH, SAP2000 cung cấp nhiều tính năng mạnh để mô hình và tính toán nhiều kết cấu
37
thường gặp trong thực tế như: dầm, tấm, khung phẳng, khung không gian, kết cấu vỏ mỏng (mái che, bể nước, xilo…) và kết cấu khối (đê, đập…).
SAP2000 Version 15.1.0 là phần mềm dùng để tính toán kết cấu công trình, trong đó có phân tích động lực các công trình xây dựng với giả thiết là môi trường đàn hồi tuyến tính và mô hình tuyến tính tương đương.
• Những ưu điểm của phần mềm SAP2000:
- Dễ sử dụng, giao tiếp đồ họa trực tiếp trên các cửa sổ màn hình. - Hỗ trợ các thanh công cụ mạnh để xây dựng mô hình kết cấu. - Hỗ trợ tiêu chuẩn thiết kế của Mỹ và các nước khác.
- Giải quyết được các bài toán không gian phức tạp 2 chiều, 3 chiều.
- Phần tử mẫu gồm có: thanh, dầm (Frame, Truss); tấm vỏ, màng (Shell, Plate), phần tử 2 chiều, đối xứng trục (Plane, Asolid), phần tử khối (Solid), phần tử phi tuyến (Non-Linear).
- Vật liệu có thể là tuyến tính đẳng hướng, dị hướng.
- Đa hệ tọa độ, đủ các loại liên kết (liên kết cứng, liên kết đàn hồi…).
- Đủ các loại tải trọng (lực tập trung tại nút, tải trọng phân bố đều, phân bố hình thang, áp lực lên phần tử, tải trọng phổ gia tốc, tải trọng động…), các ảnh hưởng của nhiệt độ, động đất,…
- Khả năng giải bài toán không hạn chế số ẩn và điều kiện biên phức tạp.