Automatisation de la modélisation des assemblages acier
Pour accélérer le processus de conception et être plus compétitif, l'un de nos clients, ENECA - société d'ingénierie et de conseil du Belarus, a misé sur le bon cheval - l'automatisation de la modélisation des assemblages acier. Andrei Auchynnik, Ingénieur Concepteur en Chef du Département des Structures Métalliques d'ENECA, a rédigé un article de blog intéressant sur le processus de sélection des outils. Il dévoile les raisons pour lesquelles ils ont choisi IDEA StatiCa en particulier et quels sont les avantages de la solution pour leurs concepteurs en construction.
Nous observons de nombreux schémas similaires dans le processus de décision d'ENECA à travers le monde, c'est pourquoi nous avons décidé de partager leur expérience et leur point de vue sur la façon dont et pourquoi ils ont décidé d'utiliser IDEA StatiCa pour leur processus de conception.
Avec l'accord d'ENECA, nous vous proposons l'article original également sur nos pages.
À propos d'ENECA
ENECA est une société d'ingénierie et de conseil du Belarus. Elle fournit des services professionnels multidisciplinaires pour des projets de nouvelle construction et de modernisation depuis plus de 16 ans. Opérant dans le secteur AEC, nous développons des études de faisabilité, des conceptions de base et détaillées, fournissons des services d'ingénierie pour les maîtres d'ouvrage, et réalisons également des travaux économiques et environnementaux. Nos principaux secteurs depuis la fondation de la société sont l'énergie, l'industrie et l'immobilier commercial. Les spécialistes d'ENECA interviennent également dans le domaine des bâtiments résidentiels, des énergies renouvelables & de l'environnement, du secteur de l'eau, et de l'industrie pétrolière & gazière.
ENECA traite principalement des projets de conception pour les pays de la CEI (post-soviétiques) et se développe activement sur le marché européen. L'objectif du Département des Structures Métalliques est de réaliser les projets rapidement, avec compétence, et de répondre à toutes les exigences de leurs clients.
Le groupe structurel d'ENECA n'est pas spécialisé dans un type particulier d'ouvrages. Pour une société en développement qui cherche à s'implanter durablement dans le secteur de la conception en Europe, le choix de chaque nouveau projet dépend des exigences du marché.
Que doivent faire les ingénieurs pour être compétitifs ?
Premièrement, formaliser au maximum le processus de conception et automatiser les activités routinières. Ensuite, examiner ces processus en détail.
Mais, avant tout, quelques mots sur les débuts du Département des Structures Métalliques d'ENECA.
Lors de la création du Département des Structures Métalliques en 2017, les logiciels suivants ont été sélectionnés comme outils de travail :
- Dlubal RFEM - analyse structurelle
- Tekla Structures - modélisation
- IDEA Statica - conception des assemblages structurels
Le critère principal est l'interconnexion entre les logiciels, rendue possible par leurs connecteurs ou liens BIM.
Les logiciels mentionnés ci-dessus ont été sélectionnés par des ingénieurs praticiens, et non par des dirigeants, c'est-à-dire que les logiciels sélectionnés ont été soigneusement testés et fonctionnent réellement.
Jusqu'alors, le calcul des assemblages en acier structurel était principalement réalisé à l'aide de tableurs Excel. La liste résultante des assemblages utilisables limitait nos possibilités dès le début des projets, ce qui n'est pas une approche avancée et tournée vers l'avenir. La flexibilité est l'un des principaux objectifs d'ENECA.
Pourquoi IDEA Statica en particulier ?
Lors de la sélection du logiciel pour le calcul des assemblages, IDEA Statica était le meilleur programme, qui nous permettait d'extraire les combinaisons de calcul du programme d'analyse statique. Le travail conjoint de Dlubal RFEM et IDEA Statica (lien BIM) a répondu pleinement à nos exigences. Nous avons considéré la formation rapide des spécialistes et l'introduction à court terme dans les projets en cours comme des avantages significatifs d'IDEA Statica. Une interface conviviale et une prise en main intuitive, l'affichage visuel des résultats, la possibilité de classifier la rigidité de l'assemblage pour le schéma de calcul de l'analyse statique, la préparation aisée du rapport de calcul de l'assemblage - tous ces critères plaident en faveur d'IDEA Statica, comme le montre l'expérience des ingénieurs d'ENECA.
Du fait que les assemblages peuvent être réalisés de manière paramétrique dans IDEA Statica, il est possible d'analyser les assemblages les plus fréquemment utilisés en pratique d'ingénierie dans un délai assez court.
Par exemple, examinons l'assemblage le plus simple, le composant n° 43, qui est un assemblage standard dans Tekla Structures.
Ce composant est utilisé dans presque toutes les installations de nos clients comme assemblage reliant une poutre secondaire à la poutre principale dans les mezzanines et les dalles inter-étages.
Les portées des poutres secondaires sont différentes, les charges sur toute la surface peuvent également être différentes. Un ingénieur est toujours confronté au choix du nombre de boulons et de leur classe, des épaisseurs de platines et de raidisseurs, au choix des soudures - un travail de routine habituel avec une large gamme de solutions possibles, et tout cela se complique lorsque plusieurs spécialistes travaillent ensemble.
Il est courant chez ENECA que les assemblages simples pour la fixation des éléments structurels soient sélectionnés par un ingénieur qui s'occupe de la modélisation dans Tekla Structures. Les dépenses de temps séparées pour chaque partie du travail, telles que le calcul, l'unification partielle et le développement des plans de fabrication pour un grand nombre d'assemblages, ont entraîné une augmentation du temps nécessaire au processus de modélisation. En raison de tous ces problèmes, la procédure nécessitait une automatisation urgente.
Formalisation des processus et automatisation du flux de travail
Le meilleur exemple de formalisation du processus de conception est l'utilisation d'une série typique d'assemblages pour les bâtiments et installations conçus dans les pays de la CEI, bien connus de tout ingénieur travaillant dans cette région. Ce sont des catalogues où les propriétés des assemblages peuvent être sélectionnées en fonction des critères spécifiés et des forces d'appui. Une bonne vieille idée n'a besoin que d'être mise à jour.
Au XXe siècle, ce travail avait été réalisé pendant une longue période par un grand bureau d'études étatique comprenant un grand nombre de spécialistes. Comment réaliser un tel travail maintenant avec des outils avancés et dans les délais les plus courts ? Un jeu d'enfant.
Déterminez la sélection des paramètres d'assemblage à l'aide d'IDEA StatiCa ; de nombreux outils pour l'automatisation des processus peuvent être trouvés dans Tekla Structures. Après avoir déterminé les critères acceptables selon les déformations plastiques, les coefficients de sécurité pour les boulons et les soudures, le facteur de stabilité locale pour les parties d'assemblage, passons à l'analyse de l'assemblage.
Après avoir analysé le comportement de l'assemblage conjointement avec le catalogue de profilés laminés, l'unification et l'optimisation de l'assemblage ont lieu - classe de boulons optimale, dimensions des soudures et épaisseurs des platines.
Les résultats de l'analyse pour chaque assemblage particulier sont résumés dans un fichier texte.
Un fichier texte contenant les résultats de l'analyse
Ensuite, créez un composant utilisateur dans Tekla Structures, dont les données d'entrée contiennent les noms et les propriétés des profilés à assembler ainsi que les valeurs limites déterminant les forces d'appui de la poutre secondaire. L'assemblage entre les profilés est formé sur la base du fichier texte généré précédemment.
Fenêtre de travail du composant d'assemblage dans Tekla Structures :
Fenêtre de travail du composant d'assemblage dans Tekla Structures.
Il faut 3 à 4 jours ouvrables à un spécialiste pour créer un composant simple. C'est une période relativement courte, mais le résultat élève la conception à un niveau supérieur. La commodité de travail et la rapidité d'utilisation apportent de la satisfaction par la suite.
Exemple d'utilisation pour un ouvrage réel :
Une telle optimisation du processus de travail à l'aide d'IDEA Statica couvre 90 % des situations possibles ; le travail accompli vous aidera même dans un cas atypique.
Par exemple, une poutre est utilisée comme contreventement pour réduire la longueur de calcul de la poutre principale et ne subit que des efforts longitudinaux. En revenant aux données initiales du calcul, vous pouvez alors modifier la combinaison de calcul et vérifier l'assemblage.
De plus, des informations visuelles peuvent être utiles - la capacité portante de l'assemblage calculée à l'aide d'IDEA Statica, qui est affichée sous la forme d'une combinaison de forces d'appui acceptables pour l'assemblage. Ces informations ne sont pas affichées en permanence ; pour les afficher, utilisez un commutateur si nécessaire.
Effets de l'automatisation sur la valeur ingénierie
La mise en œuvre des nouveaux processus, logiciels et du schéma d'automatisation ci-dessus permet :
- d'accélérer le processus de modélisation des assemblages dans Tekla Structures d'environ 40 à 50 % ;
- de réduire l'implication d'un ingénieur hautement qualifié, qui s'occupe du calcul des assemblages dans le projet. Désormais, ce spécialiste ne traite que le calcul des assemblages atypiques (complexes) ;
- de faire intervenir des spécialistes dans la modélisation des assemblages dans Tekla Structures, qui n'ont pas de connaissances et d'expérience approfondies en calcul des assemblages. Désormais, ce spécialiste doit seulement savoir comment extraire les données des efforts dans les poutres du modèle de calcul statique et, en cas extrême, insérer ces données dans la combinaison de calcul dans IDEA Statica et recalculer un assemblage déjà calculé. La procédure de montage ainsi que les paramètres des assemblages boulonnés et soudés sont étudiés lors de la conception et du travail sur l'ouvrage.
Ces informations ne seront pas nouvelles pour les concepteurs expérimentés, mais elles seront utiles pour ceux qui font face au dilemme du choix du logiciel et qui font leurs premiers pas dans la conception.
Tous les crédits pour les images et le contenu : Andrei Auchynnik, Eneca
