为了加快设计流程并提升竞争力，我们的客户之一——来自白俄罗斯的工程咨询公司 ENECA，押注于正确的方向——钢结构节点建模自动化。ENECA 钢结构部门首席设计工程师 Andrei Auchynnik 撰写了一篇关于工具选型过程的精彩博文。他揭示了他们选择 IDEA StatiCa 的原因，以及该解决方案为其施工设计人员带来的益处。
我们在全球范围内的 ENECA 决策过程中看到了许多相似的模式，因此我们决定分享他们的经验和观点，介绍他们如何以及为何决定在设计流程中使用 IDEA StatiCa。
经 ENECA 授权，我们在本页面也为您呈现原文。
关于 ENECA
ENECA 是一家来自白俄罗斯的工程咨询公司，16 年来一直为新建及改造项目提供专业的多学科服务。在 AEC 领域，我们开展可行性研究、初步设计和详细设计，提供业主工程服务，并承担经济和环境方面的工作。自公司成立以来，我们的主要业务领域涵盖能源、工业和商业地产。ENECA 的专业人员还在住宅建筑、可再生能源与环境、水务、石油和天然气行业开展工作。
ENECA 主要承接独联体（后苏联）国家的设计业务，并积极拓展欧盟市场。钢结构部门的目标是快速、高质量地完成项目，并满足客户的各项要求。
ENECA 结构团队并不专注于某一特定类型的项目。对于一家致力于长期在欧盟设计领域立足的发展中公司而言，每个新项目的选择都取决于市场需求。
工程师如何保持竞争力？
首先，要最大程度地规范设计流程，并将常规工作自动化。其次，对这些流程进行深入研究。
但首先，简要介绍一下 ENECA 钢结构部门的创建背景。
2017 年钢结构部门成立时，选定了以下软件作为工作工具：
- Dlubal RFEM - 结构分析
- Tekla Structures - 建模
- IDEA Statica - 钢结构节点设计
主要标准是各程序之间通过连接器或 BIM 链接实现互联互通。
上述软件由一线工程师而非管理层选定，即所选软件均经过充分测试并确实可用。
在此之前，钢结构节点的计算主要通过 Excel 电子表格完成。由此产生的可用节点列表在项目初期就限制了我们的选择空间，这并非一种先进且具有前瞻性的方法。灵活性是 ENECA 的核心目标之一。
为何选择 IDEA Statica？
在选择节点计算软件时，IDEA Statica 是最优选择，它能够从静力分析程序中提取设计组合。Dlubal RFEM 与 IDEA Statica（BIM 链接）的协同工作完全满足了我们的需求。我们认为，专业人员的快速培训以及快速融入现有项目是 IDEA Statica 的显著优势。根据 ENECA 工程师的使用经验，友好的用户界面与直观的操作方式、结果的可视化展示、对静力分析计算模型中节点刚度的分类能力，以及便捷的节点计算报告生成功能——所有这些都是选择 IDEA Statica 的有力理由。
由于 IDEA Statica 中的节点可以参数化建立，因此可以在相当短的时间内分析工程实践中最常用的节点。
例如，我们来看最简单的节点——43 号组件，这是 Tekla Structures 中的标准节点。
该组件几乎用于我们所有客户设施中，作为夹层和楼层板中次梁与主梁连接的节点。
次梁的跨度各不相同，面荷载也可能有所不同。工程师始终面临螺栓数量及等级的选择、底板和加劲板厚度的确定、焊缝的选取等常规工作，可能的解决方案范围极广，而当多名专业人员协同工作时，这一问题更加复杂。
在 ENECA，通常由负责 Tekla Structures 建模的工程师来选定用于固定结构构件的简单节点。计算、局部统一化以及大量构件制造图纸绘制等各部分工作所需的时间分别累积，导致建模过程所需时间增加。由于上述问题，该流程亟需自动化。
流程规范化与工作流自动化
设计流程规范化的最佳范例，是在独联体国家设计的建筑和设施中使用典型节点系列——该地区的工程师对此都非常熟悉。这些目录可根据指定标准和支座力选择节点参数。一个好的旧思路只需更新即可。
在 20 世纪，这项工作由大型国家资助的设计院历经漫长时间、集合大量专业人员完成。如今，如何利用先进工具在最短期限内完成同类工作？轻而易举。
使用 IDEA StatiCa 确定节点参数的选取，在 Tekla Structures 中可以找到大量流程自动化工具。根据塑性变形、螺栓和焊缝安全系数、节点部件局部稳定系数确定可接受标准后，即可开始进行节点分析。
结合型钢梁目录对节点受力行为进行分析后，对节点进行统一化和优化——确定最优螺栓等级、焊缝尺寸和板件厚度。
每个具体节点的分析结果汇总至一个文本文件中。
包含分析结果的文本文件
然后，在 Tekla Structures 中创建用户组件，其输入信息包含待连接型材的名称和属性，以及确定次梁支座力的极限值。节点连接基于之前生成的文本文件建立。
Tekla Structures 中节点组件工作窗口：
Tekla Structures 中节点组件的工作窗口。
创建一个简单组件需要一名专业人员花费 3-4 个工作日。这是相对较短的时间，但其成果能将设计提升至更高水平。便捷的操作和高效的使用体验将在后续工作中持续带来价值。
实际项目中的应用示例：
使用 IDEA Statica 进行此类工作流程优化可覆盖 90% 的可能情况，即便面对非典型情况，已完成的工作同样能为您提供帮助。
例如，当一根梁作为支撑以减小主梁的计算长度，且仅承受纵向力时，可返回计算的初始数据，修改设计组合并验证该节点。
此外，可视化信息也很有帮助——使用 IDEA Statica 计算的节点承载力以节点可接受支座力组合的形式显示。该信息不会永久显示，如有需要，可通过开关切换显示。
自动化对工程价值的影响
实施上述新流程、软件和自动化方案，可实现以下目标：
- 将 Tekla Structures 中的节点建模过程加速约 40-50%；
- 降低高资质工程师的参与程度，此类工程师原本负责项目中节点的计算工作。现在，该专业人员仅需处理非典型（复杂）节点的计算；
- 使不具备丰富节点计算知识和经验的专业人员也能参与 Tekla Structures 中的节点建模工作。现在，该专业人员只需了解如何从静力计算模型中提取梁的内力数据，并在必要时将这些数据输入 IDEA Statica 的设计组合中，对已计算的节点进行重新设计。安装程序以及螺栓和焊缝节点的设置，可在项目设计和施工过程中逐步掌握。
这些信息对于经验丰富的设计师而言并不陌生，但对于那些面临软件选择困境、初涉设计领域的人来说将大有裨益。
图片及内容版权归属：Andrei Auchynnik，Eneca