Koncepce konstrukce a stabilita
Při zahájení stavebního projektu je třeba zvážit, jak by měla konstrukce fungovat. Vyvstávají otázky, jako jsou maximální možné vzdálenosti sloupů a nosníků, poloha střešních a stěnových výztuh a provedení FOUNDATION. Je třeba vytvořit nosnou konstrukci budovy.
I u budov, které se zdají mít jednoduchou konstrukci, mohou vyvstat otázky, zda jsou zapotřebí výztuhy a jak je optimálně uspořádat. Práce s půdorysem, pohledem a řezem ve skutečnosti neusnadňuje pochopení přenosu zatížení a zatěžovacích cest. Nakonec vám 3D model pomůže lépe pochopit, kde se síly nacházejí a kam se přenášejí do FOUNDATION. Porozumění funkci konstrukce je proto základem pro účinné plánování celé konstrukce. Zjištění nedostatků stability je navíc relevantní z bezpečnostních důvodů.
Ve zjednodušeném, nížiném 2D modelu jsou problémy se stabilitou, jako je vybočení z roviny nebo jednoduché převrácení, ze své podstaty vyloučeny. Takové problémy se při výpočtu nevyskytují, a proto je lze přehlédnout. V případě trojrozměrných výpočtů je statik nucen zohlednit prostorové poruchové mechanismy. Chyby v návrhu nosných konstrukcí se tak ve většině případů během výpočtu nevyhnutelně odhalí.
V 3D modelu můžete proto lépe vyhodnotit globální poruchu stability celého modelu.
Informační modelování budov poskytující 3D modely
Použití moderních metod plánování, jako je informační modelování budov, je založeno na 3D modelech. Ty také tvoří základ statických výpočtů a posouzení a mohou poskytnout dobře idealizované vstupní modely pro výpočet. 3D model pro statické výpočty a posouzení je tedy v ideálním případě již zahrnut a můžete ušetřit čas.
V mnoha případech předběžného návrhu nebo jednoduchého statického posouzení za účelem nalezení správné konstrukce může být tato metoda velmi rychlá a užitečná. Dalším trendem je plně parametrické projektování, kde je analýza konstrukce zcela propojena s architektonickým softwarem. Specifickou úpravou parametrů můžete zkontrolovat a automaticky vypočítat mnoho variant.
2D nestačí pro všechny konstrukce a typy budov
Pokud budovu nelze snadno rozdělit na podkonstrukce, u nichž je přenos zatížení jasný, často nezbývá než použít 3D model. Ne každá budova má pravidelný rastr. To komplikuje přenos zatížení a ztěžuje jeho kontrolu. Vzhledem k nejistotám pracujeme s předpoklady maximálního zatížení, abychom byli na bezpečné straně. To však vede k neekonomickým výsledkům.
Jasnější a snazší simulace účinků na celý model
3D výpočetní programy mohou automaticky generovat zatížení pro účinky, jako je vlastní tíha, zatížení větrem a zatížení sněhem, pro standardizované tvary budov. Předpokladem je, že znáte kóty budovy. Pokud používáte celé modely, můžete tyto kóty snadno odvodit z modelu. Na konstrukci můžete automaticky aplikovat profily zatížení větrem a sněhem. Při změně geometrie se zatížení automaticky změní. Simulace v digitálním větrném tunelu jsou možné pouze s 3D modely.
Často nedostatečná dynamická analýza 2D modelů
Při provádění seizmických výpočtů nebo jiných dynamických analýz dochází k prostorovým vlastním tvarům, které jste zohlednili.
Stejným způsobem musíte odpovídajícím způsobem překrýt seizmická buzení ve směru x a y. Hrají roli mimořádná kroucení. Proto se můžete vyhnout použití 3D modelů pouze v nejjednodušších případech.
Pružnost pro změny
Plánovací proces je poznamenán změnami. Pro proces výstavby je důležité, abyste vždy věděli, co je možné v oblasti analýzy konstrukce a návrhu, a co musíte změnit. V tradiční statice to může znamenat, že je nutné přehodnotit všechny předpoklady zatížení.
V případě kompletního 3D modelu konstrukce jsou měnící se síly automaticky zahrnuty do systému a přeneseny z komponenty na komponentu. Při provádění nového výpočtu jsou aktualizovány všechny návrhy. Počáteční možná vyšší vstupní úsilí je obvykle kompenzováno.
Problematické podporové podmínky při vytváření dílčích modelů
Při extrahování dílčích modelů z celkového modelu musíte přiřadit definice podpory k spojovacím bodům dílčího modelu. Vzhledem k tomu, že tuhosti v těchto spojovacích bodech nejsou ve většině případů známy nebo je lze určit pouze obtížně, používají se pro zjednodušení kloubové nebo tuhé podpory. Tyto předpoklady jsou pouze částečně správné a nevyhnutelně vedou k odlišným výsledkům ve srovnání s modely, které získávají tuhosti v těchto spojovacích bodech z celkového modelu.
Podrobná statická analýza je užitečná pouze jako 3D model
Použití 3D skořepinových modelů, například při návrhu ocelových spojů, je nejmodernější technologií. Bez 3D řešení by takové analýzy nebyly možné. V těchto případech použití není použití 3D modelů vůbec zpochybňováno, ale je dokonce vyžadováno. Proto je nepochopitelné, proč by se 3D výpočty neměly používat pro výpočet celých budov.
Vedlejší účinky 3D světa
V mnoha případech ilustruje 3D výpočetní model výsledek mnohem jasněji než řada menších dílčích modelů. Například díky vizualizovaným znázorněním deformací, napětí a sil můžete lépe pochopit chování konstrukce.
Tyto modely také působí profesionálním dojmem na zúčastněné strany a zajišťují dobrou pověst statika. Tyto modely můžete také použít pro počáteční stanovení hmotnosti a odhad nákladů. Díky zmíněné pružnosti můžete optimalizovat tvar, funkci a hmotnost.
Shrnutí
Existuje mnoho důvodů, proč doporučujeme používat 3D modely při statických výpočtech a posouzení. 2D a 3D však nejsou v konkurenčním vztahu, ale vzájemně se doplňují. Samozřejmě existují i jednoduché případy, kdy 3D model nemá žádné výhody a určuje správné výsledky. V obou případech je to inženýr, kdo rozhoduje, které modelování zvolit.
Databáze znalostí