Digitální inženýrství pro složitý nemocniční heliport
O projektu
Konstrukce je navržena jako oboustranný příhradový systém, který tvoří ocelovou konstrukci podpírající betonovou přistávací plošinu pro helikoptéry. Několik primárních a sekundárních příhradových nosníků se protíná v husté síti uzlů, přičemž každý uzel spojuje různé pruty v různých úhlech.
Firma DESA Ingénieurs-Conseils s.à r.l. byla zodpovědná za návrh ocelové nosné konstrukce ve spolupráci s hlavními statiky, architektem a výrobcem ocelových konstrukcí. Výsledkem je hybridní plošina z betonu a oceli, která může přijímat záchranné lety na střeše nemocnice.
Technické výzvy
Nejnáročnějším aspektem návrhu byla podrobná definice zatížení a převod vnitřních sil z globální analýzy do modelů jednotlivých přípojů.
Desítky uzlů vyžadovaly přesné kombinace zatížení, ale globální statický výpočet poskytoval pouze obálkové vnitřní síly, které se nemusí v uzlu přípoje nutně vyskytovat současně. To představovalo riziko předimenzování nebo, což je horší, nekonzervativních předpokladů.
Konstrukční uspořádání představovalo další výzvy: velký počet přípojů, pruty protínající se v nepravidelných úhlech, různé způsoby výroby (svařované přípoje v rámci prefabrikovaných prvků a šroubované přípoje pro montáž na místě) a potřeba efektivně organizovat dopravu a zdvihání velkých příhradových segmentů.
Každá montážní operace vyžadovala koordinaci s dodavatelem ocelových konstrukcí, aby se minimalizoval počet šroubovaných přípojů na místě bez ohrožení konstrukční integrity.
Řešení a výsledky
Protože podklady pro návrh přípojů obsahovali pouze obálkové síly, bylo nutno znovu vytvořit globální model pro statickou analýzu v AxisVM pomocí importovaných souřadnic a vlastností prvků prostřednictvím VisualBasic, Excelu a rozhraní AxisVM COM. Poté, co znovu vytvořený model přesně odpovídal poskytnutým statickým výpočtům, tým použil BIM rozhraní k exportu modelu přímo do IDEA StatiCa Checkbot. Inženýr projektu tak pouze s menším dodatečnými úpravami - hlavně slučováním prvků pro správnou definici průběžných prutů - získal plně synchronizovanou geometrii, zatěžovací stavy a kombinace pro IDEA StatiCa Connection.
Tento automatizovaný postup se ukázal jako výrazně efektivnější a spolehlivější než ruční přenos sil z globálního výpočtového modelu. IDEA StatiCa umožnila inženýrovi uvažovat pouze současně působící zatížení jednotlivých prutů, čímž se eliminoval neekomomický návrh na základě obálek. Automatizací se současně snížil prostor pro lidské chyby při ručním zpracování vnitřních sil pro zatížení přípojů.
Další dvě funkce IDEA StatiCa byly klíčové. Connection library umožnila opětovné použití návrhů pro mnoho podobných, ale ne identických uzlů. Hromadný návrh v Checkbotu seskupil podobné spoje tak, že prostřednictvím referenčního přípoje mohla být analyzována celá skupina podobných přípojů, přičemž zůstalo pouze několik přípojů, které vyžadovaly individuální přístup. Soubor ideacon s 3D modelem přípoje a report o posouzení zcela nahradily tradiční náčrty při komunikaci s dodavatelem ocelové konstrukce. IDEA StatiCa Viewer umožnil dodavateli nezávisle kontrolovat geometrii, zatížení a detaily přípojů. Dokonce i kontrolor statiky používal IDEA StatiCa, což umožnilo transparentní ověření celého návrhu přípojů.
Použitím Checkbotu, BIM propojení, Connection library a pracovního postupu hromadného návrhu a posouzení přípojů inženýr dosáhl významné úspory času. Snížil manuální práci a navrhl plně optimalizované ocelové přípoje posouzené dle aktuálních návrhových norem.
Seznamte se s inženýrem společnosti Desa
Dr. András Kozma, vedoucí inženýr, absolvoval Budapešťskou technickou a ekonomickou univerzitu (BME) se specializací na mostní konstrukce a výpočetní inženýrství. Později dokončil doktorát na Lucemburské univerzitě zaměřený na demontovatelné ocelobetonové spřažené systémy. Jeho zkušenosti propojují akademický výzkum a praktické inženýrství se silným zaměřením na pokročilé pracovní postupy a integrovaná digitální návrhová prostředí.