Automazione della modellazione dei collegamenti in acciaio
Per accelerare il processo di progettazione ed essere più competitiva, uno dei nostri clienti, ENECA - società di ingegneria e consulenza dalla Bielorussia, ha puntato sul cavallo giusto: l'automazione della modellazione dei collegamenti in acciaio. Il Capo Progettista del Dipartimento Strutture in Acciaio di ENECA, Andrei Auchynnik, ha scritto un interessante articolo sul processo di selezione degli strumenti. Svela le ragioni per cui hanno scelto IDEA StatiCa in particolare e quali sono i vantaggi della soluzione per i loro progettisti edili.
Riscontriamo molti schemi simili nel processo decisionale di ENECA in tutto il mondo, quindi abbiamo deciso di condividere la loro esperienza e il loro punto di vista su come e perché hanno deciso di utilizzare IDEA StatiCa per il loro processo di progettazione.
Con l'approvazione di ENECA, vi presentiamo il post originale anche sulle nostre pagine.
Chi è ENECA
ENECA è una società di ingegneria e consulenza dalla Bielorussia. Da oltre 16 anni fornisce servizi professionali multidisciplinari per progetti di nuova costruzione e modernizzazione. Operando nel settore AEC, sviluppiamo studi di fattibilità, progettazione di base e dettagliata, forniamo servizi di project management, nonché eseguiamo lavori economici e ambientali. I nostri settori principali sin dalla fondazione dell'azienda sono l'energia, l'industria e il settore immobiliare commerciale. Gli specialisti di ENECA svolgono anche attività nel campo degli edifici residenziali, delle energie rinnovabili e dell'ambiente, del settore idrico e dell'industria petrolifera e del gas.
ENECA si occupa principalmente di progettazione per i paesi della CSI (ex sovietici) e si promuove attivamente sul mercato europeo. L'obiettivo del Dipartimento Strutture in Acciaio è realizzare progetti in modo rapido, competente e in linea con qualsiasi requisito dei propri clienti.
Il gruppo strutturale di ENECA non è specializzato in alcun tipo particolare di oggetti. Per un'azienda in crescita che mira a consolidarsi a lungo nel settore della progettazione europeo, la selezione di ogni nuovo progetto dipende dalle esigenze del mercato.
Cosa devono fare gli ingegneri per essere competitivi?
Prima di tutto, formalizzare al massimo il processo di progettazione e automatizzare le attività di routine. Successivamente, esaminare questi processi nel dettaglio.
Ma, prima di tutto, alcune parole sull'avvio del Dipartimento Strutture in Acciaio di ENECA.
Al momento della costituzione del Dipartimento Strutture in Acciaio nel 2017, i seguenti programmi sono stati selezionati come software di lavoro:
- Dlubal RFEM - analisi strutturale
- Tekla Structures - modellazione
- IDEA Statica - progettazione dei collegamenti strutturali
Il criterio principale è la connessione reciproca tra i programmi, resa possibile dai rispettivi connettori o collegamenti BIM.
I programmi sopra citati sono stati selezionati dagli ingegneri pratici, non dai dirigenti, ovvero i programmi selezionati sono stati accuratamente testati e funzionavano effettivamente.
Fino ad allora, il calcolo dei collegamenti in acciaio strutturale era stato eseguito principalmente tramite fogli di calcolo Excel. L'elenco risultante di giunti utilizzabili limitava le nostre opportunità fin dall'inizio dei progetti, il che non rappresenta un approccio avanzato e lungimirante. La flessibilità è uno degli obiettivi principali di ENECA.
Perché IDEA Statica in particolare?
Nella selezione del software per il calcolo dei collegamenti, IDEA Statica è risultato il programma migliore, che ci ha permesso di estrarre le combinazioni di progetto dal programma per l'analisi statica. La collaborazione tra Dlubal RFEM e IDEA Statica (collegamento BIM) ha soddisfatto pienamente i nostri requisiti. Abbiamo considerato come vantaggi significativi di IDEA Statica la formazione rapida degli specialisti e l'introduzione a breve termine nei progetti in corso. Interfaccia intuitiva e controllo immediato, visualizzazione grafica dei risultati, possibilità di classificare la rigidezza del collegamento per lo schema di calcolo dell'analisi statica, facile preparazione del rapporto di calcolo del collegamento - tutti questi criteri depongono a favore di IDEA Statica, come emerge dall'esperienza degli ingegneri di ENECA.
Grazie al fatto che i collegamenti possono essere realizzati parametricamente in IDEA Statica, è possibile analizzare i collegamenti più frequentemente utilizzati nella pratica ingegneristica in un periodo di tempo piuttosto breve.
Ad esempio, prendiamo in esame il collegamento più semplice, il componente n. 43, che è un collegamento standard in Tekla Structures.
Questo componente è utilizzato in quasi tutti gli impianti dei nostri clienti come giunto che collega una trave secondaria con la trave principale nei soppalchi e nei solai interpiano.
Le luci delle travi secondarie sono diverse, i carichi su tutta la superficie possono essere diversi. Un ingegnere si trova sempre di fronte alla scelta del numero di bulloni e della loro classe, degli spessori della piastra d'appoggio e degli irrigidimenti, alla selezione delle saldature - il solito lavoro di routine con un'ampia gamma di possibili soluzioni, e tutto ciò si complica ulteriormente quando più specialisti lavorano insieme.
È prassi comune in ENECA che i giunti semplici per il fissaggio degli elementi strutturali siano selezionati dall'ingegnere che si occupa della modellazione in Tekla Structures. I tempi separati per ciascuna parte del lavoro, come il calcolo, l'unificazione parziale e lo sviluppo dei disegni di produzione per un gran numero di assemblaggi, hanno comportato un aumento del tempo necessario per il processo di modellazione. A causa di tutti questi problemi, la procedura necessitava di un'urgente automazione.
Formalizzazione del processo e automazione del flusso di lavoro
Il miglior esempio di formalizzazione del processo di progettazione è l'utilizzo di una serie tipica di collegamenti per edifici e impianti progettati nei paesi della CSI, ben nota a qualsiasi ingegnere che lavori in questa regione. Si tratta di cataloghi in cui le proprietà del collegamento possono essere selezionate in base ai criteri specificati e alle forze di reazione. Una buona vecchia idea ha solo bisogno di essere aggiornata.
Nel XX secolo, questo lavoro era stato svolto per un lungo periodo da un grande istituto di progettazione a finanziamento statale con un gran numero di specialisti. Come eseguire ora un lavoro simile utilizzando strumenti avanzati e nel minor tempo possibile? Un gioco da ragazzi.
Determinare la selezione dei parametri del collegamento utilizzando IDEA StatiCa; molti strumenti per l'automazione del processo si trovano in Tekla Structures. Dopo aver determinato i criteri accettabili in base alle deformazioni plastiche, ai coefficienti di sicurezza per bulloni e saldature, al fattore di stabilità locale per le parti del collegamento, si procede all'analisi del collegamento.
Dopo aver analizzato il comportamento del giunto insieme al catalogo delle travi laminate, si procede all'unificazione e all'ottimizzazione del giunto: classe ottimale dei bulloni, dimensioni delle saldature e spessori delle piastre.
I risultati dell'analisi per ciascun giunto specifico vengono riepilogati in un unico file di testo.
Un file di testo contenente i risultati dell'analisi
Successivamente, si crea un componente utente in Tekla Structures, le cui informazioni di input contengono i nomi e le proprietà dei profili da collegare, nonché i valori limite che determinano le forze di reazione della trave secondaria. Il collegamento tra i profili viene formato sulla base del file di testo generato in precedenza.
Finestra di lavoro del componente di collegamento in Tekla Structures:
Finestra di lavoro del componente di collegamento in Tekla Structures.
La creazione di un componente semplice richiede 3-4 giorni lavorativi di uno specialista. È un periodo di tempo relativamente breve, ma il risultato porta la progettazione a un livello superiore. La comodità di utilizzo e la velocità d'uso portano soddisfazione nel lungo periodo.
Esempio di utilizzo per un oggetto reale:
Tale ottimizzazione del processo di lavoro utilizzando IDEA Statica copre il 90% delle situazioni possibili; il lavoro svolto sarà comunque utile anche in un caso non tipico.
Ad esempio, una trave viene utilizzata come puntone per ridurre la lunghezza di calcolo della trave principale e subisce solo forze longitudinali. Tornando ai dati iniziali del calcolo, è possibile modificare la combinazione di progetto e verificare il collegamento.
Anche le informazioni visive possono essere utili: la capacità portante del giunto calcolata con IDEA Statica, visualizzata sotto forma di combinazione delle forze di reazione ammissibili per il collegamento. Queste informazioni non vengono mostrate in modo permanente; per visualizzarle è necessario utilizzare un apposito interruttore, se necessario.
Effetti dell'automazione sul valore ingegneristico
L'implementazione dei nuovi processi, del software e dello schema di automazione sopra descritto consente di:
- accelerare il processo di modellazione dei collegamenti in Tekla Structures di circa il 40-50%;
- ridurre il coinvolgimento di un ingegnere altamente qualificato, che si occupa del calcolo dei collegamenti nel progetto. Ora, questo specialista si occupa esclusivamente del calcolo dei collegamenti non tipici (complessi);
- coinvolgere specialisti nella modellazione dei collegamenti in Tekla Structures che non dispongono di ampie conoscenze ed esperienza nei calcoli dei collegamenti. Ora, questo specialista deve solo sapere come estrarre i dati delle forze sulle travi dal modello di calcolo statico e, in casi estremi, inserire questi dati nella combinazione di progetto in IDEA Statica e riprogettare un collegamento già calcolato. Le procedure di montaggio, nonché le impostazioni dei collegamenti bullonati e saldati, vengono apprese durante la progettazione e il lavoro sull'oggetto.
Queste informazioni non saranno nuove per i progettisti esperti, ma saranno utili per coloro che si trovano di fronte al dilemma di quale software scegliere e si avvicinano per la prima volta alla progettazione.
Tutti i crediti per immagini e contenuti: Andrei Auchynnik, Eneca
