Az acél kapcsolat modellezésének automatizálása
A tervezési folyamat felgyorsítása és a versenyképesség növelése érdekében egyik ügyfelünk, az ENECA – egy belarusz mérnöki és tanácsadó cég – a megfelelő megoldásra tett: az acél kapcsolat modellezésének automatizálására. Az ENECA Acélszerkezeti Osztályának vezető tervezőmérnöke, Andrei Auchynnik egy érdekes blogbejegyzést írt az eszközválasztási folyamatról. Feltárja, miért választották kifejezetten az IDEA StatiCa-t, és milyen előnyöket jelent a megoldás az építési tervezőik számára.
Számos hasonló mintát látunk az ENECA döntési folyamatában szerte a világon, ezért úgy döntöttünk, hogy megosztjuk tapasztalataikat és nézőpontjukat arról, hogyan és miért döntöttek az IDEA StatiCa használata mellett a tervezési folyamatukban.
Az ENECA jóváhagyásával az eredeti bejegyzést oldalainkon is közzétesszük.
Az ENECA-ról
Az ENECA egy belarusz mérnöki és tanácsadó cég. Több mint 16 éve nyújt professzionális, multidiszciplináris szolgáltatásokat új építési és korszerűsítési projektekhez. Az AEC szektorban dolgozva megvalósíthatósági tanulmányokat, alap- és részletes terveket készítünk, tulajdonosi mérnöki szolgáltatásokat nyújtunk, valamint gazdasági és környezeti munkákat végzünk. A cég alapítása óta fő szektoraink az energia, az ipar és a kereskedelmi ingatlan. Az ENECA szakemberei lakóépületek, megújuló energia és környezet, vízgazdálkodás, valamint olaj- és gázipar területén is végeznek munkákat.
Az ENECA főként a FÁK (posztszovjet) országok számára végez tervezést, és aktívan terjeszkedik az EU-piacon. Az Acélszerkezeti Osztály célja a projektek gyors, szakszerű megvalósítása és az ügyfelek bármely követelményének teljesítése.
Az ENECA szerkezeti csoportja nem specializálódott egyetlen konkrét objektumtípusra sem. Egy fejlődő vállalat számára, amely hosszú távon szeretne megszilárdulni az EU tervezési szektorában, minden következő projekt kiválasztása a piaci igényektől függ.
Mit kell tenniük a mérnököknek a versenyképesség érdekében?
Először is, maximálisan formalizálni a tervezési folyamatot és automatizálni a rutintevékenységeket. Ezt követően részletesen megvizsgálni ezeket a folyamatokat.
De mindenekelőtt néhány szó azENECA Acélszerkezeti Osztályának kezdeteiről.
Az Acélszerkezeti Osztály 2017-es megalapításakor a következő programokat választották munkaszoftverként:
- Dlubal RFEM - szerkezeti analízis
- Tekla Structures - modellezés
- IDEA Statica - szerkezeti kapcsolat tervezés
A fő kritérium a programok közötti kölcsönös kapcsolat, amelyet csatlakozóik vagy BIM-kapcsolataik tesznek lehetővé.
A fent említett programokat a gyakorló mérnökök választották ki, nem a vezetők, azaz a kiválasztott programokat alaposan tesztelték és valóban működtek.
Addig az acélszerkezeti kapcsolatok számítását főként Excel-táblázatokkal végezték. A felhasználható csomópontok ebből eredő listája már a projektek legelején korlátozta lehetőségeinket, ami nem egy fejlett és előremutató megközelítés. A rugalmasság az ENECA egyik fő célja.
Miért éppen az IDEA Statica?
A kapcsolatok számítására szolgáló szoftver kiválasztásakor az IDEA Statica volt a legjobb program, amely lehetővé tette a tervezési kombinációk kinyerését a statikai analízis programjából. A Dlubal RFEM és az IDEA Statica (BIM-kapcsolat) együttes munkája a legteljesebb mértékben megfelelt követelményeinknek. A szakemberek gyors betanítását és a folyamatban lévő projektekbe való rövid távú bevezetést az IDEA Statica jelentős előnyeinek tekintettük. A felhasználóbarát felület és az intuitív kezelés, az eredmények vizuális megjelenítése, a kapcsolat merevségének osztályozási lehetősége a statikai analízis tervezési sémájához, a kapcsolat számítási jelentésének egyszerű elkészítése – mindezek a szempontok az IDEA Statica mellett szólnak az ENECA mérnökeinek tapasztalata alapján.
Mivel az IDEA Statica-ban a kapcsolatok parametrikusan készíthetők, lehetővé válik a mérnöki gyakorlatban leggyakrabban használt kapcsolatok elemzése viszonylag rövid idő alatt.
Például nézzük meg a legegyszerűbb kapcsolatot, a 43-as komponenst, amely egy szabványos kapcsolat a Tekla Structures-ben.
Ezt a komponenst szinte minden ügyfelünk létesítményében alkalmazzák másodlagos gerendát a főgerendával összekötő csomópontként a mezaninokban és a közbülső födémekben.
A másodlagos gerendák fesztávolságai eltérőek, a felületen ható terhek is különbözőek lehetnek. A mérnök mindig szembesül a csavarok számának és osztályának megválasztásával, a talplemez és a merevítő vastagságának meghatározásával, a hegesztések kiválasztásával – ez szokásos rutinmunka, rengeteg lehetséges megoldással, és mindez tovább bonyolódik, ha több szakember dolgozik együtt.
Az ENECA-nál bevett gyakorlat, hogy a szerkezeti elemek rögzítésére szolgáló egyszerű csomópontokat az a mérnök választja ki, aki a Tekla Structures-ben végzi a modellezést. Az egyes munkafázisok– mint a számítás, a részleges egységesítés és a gyártási rajzok elkészítése – külön időráfordítása nagyszámú szerelvény esetén a modellezési folyamathoz szükséges idő növekedéséhez vezetett. Mindezen problémák miatt az eljárás sürgős automatizálást igényelt.
A folyamat formalizálása és a munkafolyamat automatizálása
A tervezési folyamat formalizálásának legjobb példája a FÁK-országokban tervezett épületek és létesítmények tipikus kapcsolatsorozatainak alkalmazása, amelyek jól ismertek az ebben a régióban dolgozó mérnökök számára. Ezek katalógusok, amelyekben a kapcsolat tulajdonságai a megadott kritériumok és támasztóerők alapján választhatók ki. Egy jó régi ötletet csak frissíteni kell.
A 20. században ezt a munkát hosszú ideig egy hatalmas, államilag finanszírozott tervezőintézet végezte, nagyszámú szakember bevonásával. Hogyan lehet ezt a munkát most elvégezni korszerű eszközökkel és a lehető legrövidebb határidőn belül? Gyerekjáték.
A kapcsolat paramétereinek kiválasztását az IDEA StatiCa segítségével kell meghatározni, a folyamat automatizálásához számos eszköz található a Tekla Structures-ben. Miután meghatároztuk az elfogadható kritériumokat a képlékeny alakváltozások, a csavarok és hegesztések biztonsági tényezői, valamint a kapcsolati elemek helyi stabilitási tényezője alapján, lássunk hozzá a kapcsolat elemzéséhez.
A csomópont viselkedésének a hengerelt gerenda katalógussal együttes elemzése után megtörténik a csomópont egységesítése és optimalizálása – optimális csavarosztály, hegesztési méretek és lemezvastagságok.
Az egyes csomópontok elemzésének eredményei egyetlen szövegfájlba kerülnek összefoglalásra.
Az elemzési eredményeket tartalmazó szövegfájl
Ezután hozzon létre egy felhasználói komponenst a Tekla Structures-ben, amelynek bemeneti adatai tartalmazzák az összekötendő profilok nevét és tulajdonságait, valamint a másodlagos gerenda támasztóerőit meghatározó határértékeket. A profilok közötti kapcsolat a korábban generált szövegfájl alapján jön létre.
A kapcsolati komponens munkablaka a Tekla Structures-ben:
A kapcsolati komponens munkablaka a Tekla Structures-ben.
Egy egyszerű komponens létrehozása egy szakembernek 3-4 munkanapot vesz igénybe. Ez viszonylag rövid időszak, de az eredmény magasabb szintre emeli a tervezést. A munkakényelem és a használat gyorsasága a továbbiakban örömet okoz.
Példa egy valós objektumon való alkalmazásra:
Az IDEA Statica segítségével végzett ilyen munkafolyamat-optimalizálás a lehetséges helyzetek 90%-át lefedi, az elvégzett munka egy nem tipikus esetben is segítséget nyújt.
Például egy gerendát nyomott rúdként használnak a főgerenda tervezési hosszának csökkentésére, és csak hosszirányú erőket vesz fel. Visszatérve a számítás kiindulási adataihoz, megváltoztathatja a tervezési kombinációt és ellenőrizheti a kapcsolatot.
Vizuális információ is segíthet – az IDEA Statica segítségével számított csomópont teherbírása, amely a kapcsolat elfogadható támasztóerőinek kombinációja formájában jelenik meg. Ez az információ nem állandóan látható, szükség esetén egy kapcsolóval jeleníthető meg.
Az automatizálás hatása a mérnöki értékre
A fenti új folyamatok, szoftverek és automatizálási séma bevezetése lehetővé teszi:
- a kapcsolat modellezési folyamatának felgyorsítását a Tekla Structures-ben körülbelül 40-50%-kal;
- a magasan képzett mérnök bevonásának csökkentését, aki a projektben a kapcsolatok számításával foglalkozik. Ez a szakember mostantól csak a nem tipikus (összetett) kapcsolatok számításával foglalkozik;
- olyan szakemberek bevonását a kapcsolatok Tekla Structures-ben való modellezésébe, akiknek nincs kiterjedt ismeretük és tapasztalatuk a kapcsolatok számításában. Ennek a szakembernek mostantól csak azt kell tudnia, hogyan nyerje ki a gerenda erőadatait a statikai számítási modellből, és szélsőséges esetben hogyan illessze be ezeket az adatokat az IDEA Statica tervezési kombinációjába, és tervezze újra a már kiszámított kapcsolatot. A szerelési eljárást, valamint a csavar- és hegesztési kapcsolatok beállításait az objektum tervezése és kivitelezése során sajátítják el.
Ez az információ nem lesz új a tapasztalt tervezők számára, de hasznos lesz azok számára, akik azzal a dilemmával szembesülnek, hogy milyen szoftvert válasszanak, és most ismerkednek a tervezéssel.
Minden képért és tartalomért: Andrei Auchynnik, Eneca