Việc chia lưới (meshing) đóng vai trò then chốt trong mô hình hóa sàn bê tông cốt thép. Chất lượng mesh ảnh hưởng trực tiếp đến phân bố nội lực, độ cứng và độ chính xác kết quả phân tích. Dưới đây là các câu hỏi thường gặp và giải thích rõ ràng cho từng nội dung.

Câu hỏi:

1.    Khái niệm thế nào là mesh ảo, mesh thật? Tại sao nên dùng mesh ảo?

2.    Mesh sàn phần tử tam giác hay tứ giác sẽ tốt hơn?

3.    Mesh kích thước ô sàn bao nhiêu là chính xác?

4.    Chức năng Auto Mesh trong phần mềm SAP2000 – ETABS – SAFE dùng như thế nào?

1. Khái niệm mesh ảo và mesh thật? Tại sao nên dùng mesh ảo?

Mesh thật (Real Mesh)

Là phương pháp chia lưới thủ công toàn bộ bản sàn thành các phần tử nhỏ trước khi chạy phân tích.
Cách này cho phép người thiết kế kiểm soát trực tiếp hình học phần tử, đảm bảo độ chính xác cao hơn, đặc biệt tại các vùng có nội lực phân bố phức tạp. Tuy nhiên, việc tăng số lượng phần tử sẽ làm thời gian phân tích lớn và mô hình trở nên nặng hơn.

Mesh ảo (Auto/Internal Mesh)

Là lưới phần tử tự động sinh bởi phần mềm trong quá trình phân tích – người dùng không cần chia thủ công.
Mesh ảo giúp mô hình gọn và giảm đáng kể thời gian xử lý, phù hợp với các sàn hình học đơn giản.
Tuy nhiên, với cấu kiện phức tạp, có lỗ mở lớn hoặc thay đổi độ cứng cục bộ, việc sử dụng mesh thật vẫn cần thiết để đảm bảo kết quả chính xác.

Khuyến nghị Vietcons

• Dùng mesh ảo cho các mặt bằng sàn đơn giản, biên dạng tuyến tính, không có chi tiết đặc biệt.

• Chuyển sang mesh thật khi cần kiểm soát chi tiết nội lực, hoặc khi mô hình có hình học phức tạp, nhiều lỗ mở, biên cong hoặc vùng giao tiếp độ cứng.

2. Mesh sàn: nên dùng phần tử tam giác hay tứ giác?

Phần tử tứ giác (4 nút – Quadrilateral Elements)

• Thường cho độ cứng và nội lực chính xác hơn so với phần tử tam giác.

• Ổn định hơn trong mô phỏng uốn và biến dạng phức tạp của bản sàn.

• Là lựa chọn ưu tiên đối với hầu hết các mô hình sàn trong SAP2000, ETABS, SAFE.

Phần tử tam giác (3 nút – Triangular Elements)

• Thuận tiện khi mô hình hình học bất quy tắc, nhiều biên cong hoặc đa giác không vuông góc.

• Tuy nhiên, độ cứng của phần tử tam giác thường bị cứng giả (stiffness locking) hoặc phân bố nội lực không “mượt” bằng phần tử tứ giác.

Lưu ý khi chia lưới phần tử (Mesh Quality Requirements)

• Góc giữa các cạnh phần tử nên nằm trong khoảng 45° đến 135°, tốt nhất là 90°.

• Tỷ lệ chiều dài giữa các cạnh không nên vượt quá 4; lý tưởng nhất là gần bằng 1.

• Đảm bảo các nút của phần tử tứ giác đồng phẳng hoặc lệch không đáng kể để tránh hiện tượng xoắn.

• Phần tử shell là “thick shell” hoặc “layered shell” rất nhạy với lưới thô và méo mó so với phần tử “thin shell”.

• Phần tử shell là “membrane” không cần mesh.

Khuyến nghị Vietcons

Luôn ưu tiên sử dụng phần tử tứ giác với các góc gần 90°.
→ Đây là điều kiện đảm bảo mô hình sàn có chất lượng lưới tốt, phân bố nội lực ổn định và kết quả phân tích tin cậy.

Hướng dẫn thực hành – Mesh phần tử tứ giác cho một số loại kết cấu

3. Mesh kích thước ô sàn bao nhiêu là đủ chính xác?

Nguyên tắc chung

Kích thước ô lưới (mesh size) ảnh hưởng trực tiếp đến:

• Độ chính xác nội lực – biến dạng, và

• Thời gian phân tích – dung lượng mô hình.

Lưới càng mịn (ô nhỏ) → kết quả càng ổn định và sát thực tế → nhưng thời gian phân tích tăng đáng kể.
Lưới quá thô → phân bố nội lực thiếu chính xác, đặc biệt tại vùng uốn, vùng lỗ mở và khu vực tập trung tải.

Khuyến nghị Vietcons

• Kích thước ô lưới không nên lớn hơn 1.0 m.
• Nên chọn kích thước ô lưới bằng 1/10 nhịp sàn để đạt độ chính xác cao.

Theo tài liệu tham khảo: “How to design reinforced concrete flat slabs using Finite Element Analysis”

4. Chức năng Auto Mesh trong phần mềm SAP2000 – ETABS – SAFE dùng như thế nào?

Các phiên bản mới của ETABS và SAFE cung cấp chức năng Auto Mesh mạnh mẽ, tự động chia lưới cho các loại công trình khác nhau, giúp tiết kiệm thời gian và tăng hiệu quả phân tích.

SAP2000 V26.1 - Assign Automatic Area Mesh
Chọn phần tử shell cần mesh. Sau đó vào Assign menu > Area > Automatic Area Mesh

ETABS V22.3 và SAFE V22.3 - Automatic Mesh Settings for Floors 
Click vào Analyze menu > Automatic Mesh Settings for Floors 

Tùy chọn Mesh cho Slab (Mesh Options for Slabs)

1. General Mesh

Khi sử dụng tùy chọn General Mesh, ETABS tạo lưới gồm phần tử tam giác và tứ giác 4 nút, bảo đảm kết nối đầy đủ tất cả các joint trong vùng sàn.

Đây là tùy chọn mặc định của phần mềm ETABS và SAFE.

Khuyến nghị sử dụng:

• Sàn có hình học phức tạp: tam giác, đa giác không vuông góc, biên cong, circular slabs, hoặc mặt bằng bất quy tắc.

• Các trường hợp mà việc duy trì lưới tứ giác theo phương vuông góc là không khả thi.

2. Rectangular Mesh

ETABS tạo lưới tứ giác 4 nút chữ nhật, bảo đảm chất lượng phần tử tốt và phân tích ổn định.

Khuyến nghị sử dụng:

• Sàn hình chữ nhật, đa giác có cạnh vuông góc, hình học đơn giản và biên dạng tuyến tính.

Use Localized Meshing

Nếu KHÔNG sử dụng tùy chọn này:

• ETABS tạo một grid ban đầu với các đường mesh chạy qua tất cả các joint theo hai phương lưới.

• Điều này có thể làm xuất hiện lưới quá dày, nhiều phần tử không cần thiết → thời gian phân tích lâu.

Nếu CÓ sử dụng tùy chọn này:

• Grid ban đầu không bắt buộc đi qua tất cả joint.

• Grid chỉ đi qua số joint nhiều nhất có thể, miễn là khoảng cách giữa các đường mesh ≥ 1/2 kích thước mesh tối đa mà người dùng khai báo.

• Sau đó, nếu tùy chọn Merge Joints Where Possible được bật, ETABS tiến hành gộp các joint (mô tả bên dưới).

• Cuối cùng, cơ chế localization sẽ bổ sung mesh quanh các joint chưa được đưa vào grid ban đầu.

Merge Joints Where Possible

Khi bật tùy chọn này:

• ETABS tiến hành gộp joint ngay sau khi tạo grid ban đầu.

• Joint trên grid được dịch chuyển (nếu có thể) để thẳng hàng với joint gần đó, frame hoặc cạnh shell.

• Giới hạn dịch chuyển tối đa:
  10% của Approximate Maximum Mesh Size.

Các joint sau không được phép dịch chuyển, bao gồm:

• Joint của đối tượng dạng joint object.

• Joint nằm trên frame.

• Joint nằm đúng trên cạnh shell.

Approximate Maximum Mesh Size

Ô nhập liệu cho phép người dùng đặt kích thước lớn nhất của ô mesh.

• Kích thước càng nhỏ → mesh càng mịn → mô hình càng chi tiết nhưng nặng.

Reset Defaults

Nút này dùng để đưa tất cả cài đặt mesh về giá trị mặc định của ETABS.

5. Tip hướng dẫn Mesh sàn trong ETABS và SAFE

1. Chọn Auto Mesh cho sàn

• Ưu tiên Rectangular Mesh

  • Dùng cho sàn có hình học đơn giản, cạnh vuông góc, mặt bằng rõ ràng.

  • Cần đảm bảo lưới chia qua các điểm lực tập trung.

• General Mesh

  • Dùng cho sàn phức tạp, mặt bằng bất quy tắc, cong hoặc đa giác không vuông.

  • Cần kiểm tra lại tỉ lệ cạnh lưới, tránh lưới quá méo mó, ưu tiên lưới tứ giác.

2. Kết hợp chia lưới thật với sàn phức tạp

• Nên chia lưới thủ công để đảm bảo:

  • Phân chia mesh theo đúng hình học thực tế.

  • Kiểm soát chất lượng phần tử, tránh phần tử méo.

  • Giảm sai số trong tính toán so với lưới tự động.

• Mesh thủ công đặc biệt cần thiết tại các khu vực:

  • Lỗ mở lớn.

  • Biên dạng cong.

  • Vùng thay đổi độ cứng đột ngột.

  • Dải chịu lực đặc biệt hoặc cường độ tập trung.

3. Chia lưới đối với sàn có lực tập trung

• Với các sàn có lực tập trung (ví dụ: tải từ ETABS sang SAFE để tính móng), các điểm đặt tải bắt buộc phải tham gia vào mesh.

• Nếu bỏ sót, tải có thể phân bố sai hoặc không truyền đúng vào phần tử.

Hướng dẫn thao tác

1. Chọn tất cả các Joint đang đặt lực tập trung.

2. Vào menu:
   Assign → Joint → Joint Floor Meshing Options

3. Bật tùy chọn:
   ✔ Include selected joint objects in mesh

Tùy chọn này giúp phần mềm tự động chèn mesh quanh các điểm đặt tải, đảm bảo lực truyền chính xác vào mô hình phần tử hữu hạn.

CÁM ƠN QUÝ ĐỘC GIẢ ĐÃ QUAN TÂM VÀ THEO DÕI BÀI VIẾT CỦA VIETCONS.EDU.VN !

Các bạn có thể liên hệ trực tiếp Fanpage (https://www.facebook.com/VietConsEducation) của trung tâm để đặt câu hỏi. Chúng tôi sẽ giải đáp thêm cho bạn.

Quét mã QR