Koncepcja konstrukcyjna i stateczność
Rozpoczynając projekt budowlany, należy uwzględnić sposób działania konstrukcji. Pojawiają się problemy, takie jak maksymalne możliwe rozstawy słupów i belek, położenie stężeń dachu i ścian oraz wykonanie fundamentów. Musisz utworzyć konstrukcję nośną budynku.
Nawet w przypadku budynków, które wydają się mieć prostą konstrukcję, mogą pojawić się pytania, czy potrzebne są elementy usztywniające lub w jaki sposób można je rozmieścić w optymalny sposób. Praca w rzucie, widoku i przekroju nie tak naprawdę ułatwia zrozumienie przenoszenia obciążeń i ścieżek obciążenia. Wreszcie model 3D pomaga lepiej zrozumieć, gdzie znajdują się siły i gdzie są one przenoszone na fundamenty. Zrozumienie funkcji konstrukcji jest zatem podstawą do efektywnego zaplanowania całej konstrukcji. Wykrywanie braków stateczności jest dodatkowo istotne ze względów bezpieczeństwa.
W uproszczonym, płaskim modelu 2D z definicji wyklucza się problemy ze statecznością, takie jak wyboczenie z płaszczyzny lub zwykłe przewrócenie się. Takie problemy nie występują podczas obliczeń i dlatego można je przeoczyć. W przypadku obliczeń trójwymiarowych inżynier budowlany musi uwzględniać mechanizmy przestrzennych uszkodzeń. Dzięki temu w większości przypadków w obliczeniach konstrukcyjnych pojawiają się nieuniknione błędy.
W modelu 3D można zatem lepiej ocenić globalne uszkodzenie stateczności całego modelu.
Modelowanie informacji o budynku Zapewnia modele 3D
Wykorzystanie nowoczesnych metod planowania, takich jak Building Information Modeling, opiera się na modelach 3D. Stanowią one również podstawę analizy statyczno-wytrzymałościowej i mogą dostarczyć dobrze wyidealizowanych modeli wejściowych do obliczeń. Dzięki temu model 3D do analizy statyczno-wytrzymałościowej znajduje się już w idealnym przypadku i można zaoszczędzić czas.
W wielu przypadkach projektowania wstępnego lub prostej oceny konstrukcji w celu znalezienia odpowiedniej konstrukcji może to być bardzo szybka i pomocna metoda. Kolejnym trendem jest tworzenie w pełni parametrycznego planowania, w którym analiza statyczno-wytrzymałościowa jest całkowicie połączona z oprogramowaniem architektonicznym. Poprzez specyficzną modyfikację parametrów można sprawdzić i automatycznie obliczyć wiele opcji.
2D nie jest wystarczające dla wszystkich konstrukcji i typów budynków
Jeżeli budynku nie można łatwo podzielić na podkonstrukcje, w których przenoszenie obciążeń jest wyraźne, często nie ma innego wyjścia niż zastosowanie modelu 3D. Nie każdy budynek ma regularną siatkę. Sprawia to, że przenoszenie obciążenia jest skomplikowane i trudne do kontrolowania. Ponieważ istnieją niepewności, pracujemy z założeniami maksymalnego obciążenia, aby być bezpiecznym. Prowadzi to jednak do nieekonomicznych wyników.
Symulacja oddziaływań na cały model jest często bardziej przejrzysta i łatwiejsza
Programy do obliczeń 3D mogą automatycznie generować obciążenia dla oddziaływań, takich jak ciężar własny, wiatr i śnieg dla standardowych kształtów budynków. Warunkiem jest znajomość wymiarów budynku. W przypadku korzystania z całych modeli wymiary te można łatwo uzyskać z modelu. Profile obciążenia wiatrem i śniegiem można zastosować do konstrukcji automatycznie. Podczas zmiany geometrii obciążenia zmieniają się automatycznie. Symulacje w cyfrowym tunelu aerodynamicznym są możliwe tylko w przypadku modeli 3D.
Analiza dynamiczna modeli 2D często jest niewystarczająca
Podczas przeprowadzania obliczeń sejsmicznych lub innych analiz dynamicznych powstają kształty przestrzenne, które zostały uwzględnione.
W ten sam sposób należy odpowiednio nałożyć wzbudzenia sejsmiczne w kierunkach x i y. Ważną rolę odgrywają przypadkowe obciążenia skręcające. Dlatego można uniknąć korzystania z modeli 3D tylko w najprostszych przypadkach.
Elastyczność dla zmian
Proces planowania naznaczony jest zmianami. W procesie budowy ważne jest, aby zawsze wiedzieć, co jest możliwe w analizie statyczno -wytrzymałościowej i projektowaniu, a co należy zmienić. W tradycyjnej analizie statyczno -wytrzymałościowej może to oznaczać konieczność ponownego rozważenia wszystkich założeń dotyczących obciążenia.
W przypadku pełnego modelu 3D siły zmieniające się są automatycznie uwzględniane w układzie i przenoszone z komponentu na komponent. Podczas przeprowadzania nowego obliczenia wszystkie obliczenia są aktualizowane. Początkowo możliwie wysoki nakład pracy jest zazwyczaj kompensowany.
Warunki podparcia stwarzające problemy przy tworzeniu modeli częściowych
Podczas wydzielania modeli częściowych z modelu ogólnego należy przydzielić definicje podpory do punktów połączenia modelu częściowego. Ponieważ sztywności w tych punktach połączenia w większości przypadków nie są znane lub można je określić z trudnością, w celu uproszczenia zastosowano podpory przegubowe lub sztywne. Założenia te są tylko częściowo poprawne i nieuchronnie prowadzą do różnych wyników w porównaniu z modelami, które uzyskują sztywności w tych punktach połączenia z modelu ogólnego.
Szczegółowa analiza statyczno-wytrzymałościowa przydatna tylko jako model 3D
Wykorzystanie modeli powłok 3D, na przykład w projektowaniu połączeń stalowych, jest najnowszym osiągnięciem. Bez rozwiązania 3D takie analizy nie byłyby możliwe. W takich przypadkach zastosowanie modeli 3D w ogóle nie jest kwestionowane, ale jest w rzeczywistości wymagane. Dlatego niezrozumiałe jest, dlaczego nie należy stosować obliczeń 3D do obliczeń całych budynków.
Światowe skutki uboczne 3D
W wielu przypadkach trójwymiarowy model obliczeniowy ilustruje wyniki w sposób bardziej przejrzysty niż w przypadku kilku mniejszych modeli częściowych. Lepsze zrozumienie zachowania konstrukcyjnego można uzyskać na przykład dzięki wizualizowanym odwzorowaniom odkształceń, naprężeń i sił.
Modele te zapewniają również profesjonalne wrażenie na zaangażowanych stronach i zapewniają dobrą opinię konstruktora. Modele te można wykorzystać również do wstępnych oznaczeń masy i kosztorysów. Ze względu na wspomnianą elastyczność, można zoptymalizować kształt, funkcję i ciężar.
Podsumowanie
Istnieje wiele powodów, dla których zalecamy stosowanie modeli 3D w analizie statyczno -wytrzymałościowej. Jednak 2D i 3D nie konkurują ze sobą, ale się uzupełniają. Oczywiście istnieją również proste przypadki, w których model 3D nie ma zalet i określa prawidłowe wyniki. W obu przypadkach to inżynier decyduje, który model wybrać.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
