Automatisering van staalverbinding modellering
Om het ontwerpproces te versnellen en competitiever te zijn, heeft een van onze klanten, ENECA - een ingenieursbureau en adviesbureau uit Belarus, ingezet op het juiste paard - automatisering van staalverbinding modellering. ENECA's Hoofd Ontwerpingenieur van de Afdeling Staalconstructies, Andrei Auchynnik, schreef een interessante blogpost over het selectieproces van tools. Hij onthult de redenen waarom zij specifiek voor IDEA StatiCa hebben gekozen en wat de voordelen van de oplossing zijn voor hun bouw ontwerpers.
We zien veel vergelijkbare patronen in het beslissingsproces van ENECA over de hele wereld, dus hebben we besloten hun ervaring en standpunt te delen over hoe en waarom zij besloten IDEA StatiCa te gebruiken voor hun ontwerpproces.
Met goedkeuring van ENECA brengen we u de originele post ook op onze pagina's.
Over ENECA
ENECA is een ingenieursbureau en adviesbureau uit Belarus. Het biedt al meer dan 16 jaar professionele multidisciplinaire diensten voor nieuwe bouw- en moderniseringsprojecten. Werkend in de AEC-sector ontwikkelen we haalbaarheidsstudies, basis- en gedetailleerd ontwerp, bieden we eigenaarsingenieurdiensten aan en voeren we economische en milieuwerkzaamheden uit. Onze belangrijkste sectoren sinds de oprichting van het bedrijf zijn energie, industrie en commercieel vastgoed. De specialisten van ENECA voeren ook werkzaamheden uit op het gebied van woningbouw, hernieuwbare energie & milieu, watersector en olie- & gasindustrie.
ENECA houdt zich voornamelijk bezig met ontwerp voor GOS (post-Sovjet) landen en profileert zich actief op de EU-markt. Het doel van de Afdeling Staalconstructies is om projecten snel, vakkundig en binnen de eisen van hun klanten uit te voeren.
De constructieve groep van ENECA is niet gespecialiseerd in een bepaald type objecten. Voor een groeiend bedrijf dat zich voor lange tijd wil vestigen in de EU-ontwerpsector, is de selectie van elk volgend project afhankelijk van de marktvereisten.
Wat moeten ingenieurs doen om competitief te zijn?
Ten eerste, het ontwerpproces maximaal formaliseren en routinewerkzaamheden automatiseren. Vervolgens deze processen in detail onderzoeken.
Maar eerst een paar woorden over het begin van de Afdeling Staalconstructies van Eneca.
Bij de oprichting van de Afdeling Staalconstructies in 2017 werden de volgende programma's geselecteerd als werksoftware:
- Dlubal RFEM - constructieve analyse
- Tekla Structures - modellering
- IDEA Statica - ontwerp van constructieve staalverbindingen
Het belangrijkste criterium is een onderlinge verbinding tussen de programma's mogelijk gemaakt door hun connectoren of BIM-koppelingen.
De bovengenoemde programma's werden geselecteerd door praktiserende ingenieurs, niet door leidinggevenden, d.w.z. de geselecteerde programma's werden grondig getest en werkten daadwerkelijk.
Tot dan toe werd de berekening van constructieve staalverbindingen voornamelijk uitgevoerd met behulp van Excel-spreadsheets. De resulterende lijst van verbindingen die we konden gebruiken beperkte onze mogelijkheden al aan het begin van de projecten, wat geen geavanceerde en toekomstgerichte aanpak is. Flexibiliteit is een van de belangrijkste doelen voor ENECA.
Waarom specifiek IDEA Statica?
Bij de selectie van software voor de berekening van verbindingen was IDEA Statica het beste programma, waarmee we de rekenwaarden combinaties konden extraheren uit het programma voor de statische analyse. De samenwerking van Dlubal RFEM en IDEA Statica (BIM-koppeling) voldeed volledig aan onze eisen. We beschouwden een snelle training voor specialisten en een kortetermijnintroductie in de lopende projecten als belangrijke voordelen van IDEA Statica. Gebruiksvriendelijke interface en intuïtieve bediening, visuele weergave van de resultaten, mogelijkheid om de stijfheid van de verbinding te classificeren voor het rekenmodel van de statische analyse, eenvoudige voorbereiding van het berekeningsrapport van de verbinding - al deze criteria pleiten in het voordeel van IDEA Statica, zoals blijkt uit de ervaring van ENECA-ingenieurs.
Doordat verbindingen parametrisch kunnen worden gemaakt in IDEA Statica, is het mogelijk om de meest gebruikte verbindingen in de ingenieurspraktijk binnen een vrij korte periode te analyseren.
Laten we als voorbeeld eens kijken naar de eenvoudigste verbinding, component nr. 43, een standaardverbinding in Tekla Structures.
Dit component wordt gebruikt in bijna alle faciliteiten van onze klanten als een verbinding die een secundaire ligger verbindt met de hoofdligger in mezzanines en tussenverdiepingsvloeren.
De overspanningen van de secundaire liggers zijn verschillend, de belastingen over het oppervlak kunnen ook verschillend zijn. Een ingenieur staat altijd voor de keuze van het aantal bouten en hun klasse, de diktes van de voetplaat en verstijver, de selectie van lassen - gebruikelijke routinewerkzaamheden met een enorm scala aan mogelijke oplossingen, en dit wordt nog ingewikkelder wanneer meerdere specialisten samenwerken.
Het is een gangbare praktijk bij ENECA dat eenvoudige verbindingen voor het bevestigen van constructieve elementen worden geselecteerd door een ingenieur die modelleert in Tekla Structures. Afzonderlijke tijdsbestedingen voor elk onderdeel van het werk, zoals berekening, gedeeltelijke unificatie en ontwikkeling van fabricagetekeningen voor een groot aantal assemblages, resulteerden in een toename van de benodigde tijd voor het modelleringsproces. Door al deze problemen had de procedure dringend automatisering nodig.
Procesformalisering en workflowautomatisering
Het beste voorbeeld van formalisering van het ontwerpproces is het gebruik van een typische reeks verbindingen voor gebouwen en faciliteiten ontworpen in de GOS-landen en bekend bij elke ingenieur die in deze regio werkt. Dit zijn catalogi waarbij de verbindingseigenschappen kunnen worden geselecteerd op basis van de opgegeven criteria en steunkrachten. Een goed oud idee heeft alleen een update nodig.
In de 20e eeuw werd dit werk gedurende een lange periode uitgevoerd door een groot staatsgefinancierd ontwerpinstituut met een groot aantal specialisten. Hoe voer je dit soort werk nu uit met geavanceerde tools en binnen de kortst mogelijke deadline? Een fluitje van een cent.
Bepaal de selectie van verbindingsparameters met behulp van IDEA StatiCa; in Tekla Structures zijn veel tools voor procesautomatisering te vinden. Na het bepalen van de acceptabele criteria op basis van plastische vervormingen, veiligheidsfactoren voor bouten en lassen, lokale stabiliteitsfactor voor verbindingsonderdelen, gaan we over tot de verbindingsanalyse.
Na analyse van het gedrag van de verbinding samen met de gewalste ligger catalogus vinden de unificatie en optimalisatie van de verbinding plaats - optimale boutklasse, lasafmetingen en plaatdiktes.
De resultaten van de analyse voor elke afzonderlijke verbinding worden samengevat in één tekstbestand.
Een tekstbestand met analyseresultaten
Maak vervolgens een gebruikerscomponent in Tekla Structures, waarvan de invoergegevens namen en eigenschappen bevatten van de te verbinden profielen, evenals de uiterste waarden die de steunkrachten van de secundaire ligger bepalen. De verbinding tussen de profielen wordt gevormd op basis van het eerder gegenereerde tekstbestand.
Werkvenster van verbindingscomponent in Tekla Structures:
Werkvenster van verbindingscomponent in Tekla Structures.
Het kost 3-4 werkdagen van één specialist om één eenvoudig component te maken. Dit is een relatief korte periode, maar het resultaat tilt het ontwerp naar een hoger niveau. Het gebruiksgemak en de snelheid van gebruik brengen later vreugde.
Voorbeeld van gebruik voor een echt object:
Deze werkprocesoptimalisatie met behulp van IDEA Statica dekt 90% van de mogelijke situaties; het uitgevoerde werk zal u ook in een atypisch geval helpen.
Stel dat een ligger wordt gebruikt als drukstaaf om de berekende lengte van de hoofdligger te verkleinen en alleen langskrachten ervaart. Door terug te gaan naar de begingegevens van de berekening kunt u de rekencombinatie wijzigen en de verbinding verifiëren.
Ook visuele informatie kan helpen - de draagcapaciteit van de verbinding berekend met IDEA Statica, die wordt weergegeven in de vorm van een combinatie van acceptabele steunkrachten voor de verbinding. Deze informatie wordt niet permanent weergegeven; gebruik indien nodig een schakelaar om deze te tonen.
Effecten van automatisering op de ingenieurswaarde
Het implementeren van nieuwe processen, software en het bovengenoemde automatiseringsschema maakt het mogelijk:
- het verbindingsmodelleringsproces in Tekla Structures met ongeveer 40-50% te versnellen;
- de betrokkenheid van een hooggekwalificeerde ingenieur te verminderen, die de berekening van de verbindingen in het project uitvoert. Nu houdt deze specialist zich alleen bezig met de berekening van de atypische (complexe) verbindingen;
- specialisten te betrekken bij het modelleren van verbindingen in Tekla Structures, die geen uitgebreide kennis en ervaring hebben in verbindingsberekeningen. Nu hoeft deze specialist alleen te weten hoe hij de krachtsgegevens van de ligger uit het statisch rekenmodel kan extraheren en, in een uiterst geval, deze gegevens in de rekencombinatie in IDEA Statica kan invoeren en een reeds berekende verbinding opnieuw kan ontwerpen. De montageprocedure en de instellingen voor bout- en lasverbindingen worden bestudeerd tijdens het ontwerpen en werken aan het object.
Deze informatie zal niet nieuw zijn voor ervaren ontwerpers, maar zal nuttig zijn voor degenen die voor het dilemma staan welke software ze moeten kiezen en hun eerste stappen zetten in het ontwerp.
Alle credits voor afbeeldingen en inhoud: Andrei Auchynnik, Eneca
