BIM в проектировании конструкций

BIM в проектировании конструкций

23. июня 2014

Проектирование без обмена данными между программным обеспечением CAD и расчетными программи практически невозможно, если речь идет о строительных проектах, содержащих сложную геометрию. Примером могут служить проекты Бахаистского храма в Чили или перекрытия над въездом на территорию выставочного комплекса во Франкфурте.

Для обоих проектов моделирование было выполнено в Rhinoceros, программе для 3D моделирования. Затем геометрические данные были переданы в программы для расчета конструкций RSTAB/RFEM. В обеих программах для расчета конструкций предоставлено множемтво мощных интерфейсов и программных связей, которые позволяют осущетсвлять проектирование, ориентированное на BIM. Например, имеются прямые интерфейсы с Tekla Structures, Revit Structure, Autodesk Structural Detailing и Bentley ISM.

Бахаистский храм в Чили

"Храм Света" в настоящее время возводится в Чили, строительство должно быть завершено в конце 2014 года. Он является одним из восьми бахаистских храмов в мире. Монотеистическая бахаистская религия имеет около семи миллионов последователей. 

Немецкой компанией Josef Gartner GmbH была выполнена работа по планированию, проектированию и строительству всей конструкции над фундаментом.

Форма храма напоминает цветок лотоса из девяти лепестков. Здание имеет диаметр около 34 м и высоту 30 м. Основа здания состоит из двухэтажной бетонной конструкции и фундаментной плиты. 

Так как площадка находится в Чили, в области с повышенной сейсмической активностью, было необходимо разделить конструкцию в горизонтальном направлении от поверхности земли, с учетом колебаний. По этой причине было размещено в общей сложности десять качающихся опор с узлом трения между бетонными колоннами и вторым промежуточным перекрытием.

Стальная опорная конструкция является своего рода пространственной рамой с верхним и нижним слоем поясов, состоящей из прямоугольных сечений, а также диагоналей из круглых труб в качестве соединительных элементов. Девять лепестков, идентичных по конструкции, смыкаются вершинами в наивысшей точке, тем самым образуя световой купол. Каркас конструкции образован, как и у настоящих лепестков растений, внутренними каркасами, состоящими из круглых труб с толстостенными сечениями d = 323.9 мм.

Моделирование в Rhinoceros

Прежде всего, храм был смоделирован в графической программе Rhinoceros. Далее, 3D линейная модель была переведена в RSTAB, а также RFEM и оптимизирована при тесном сотрудничестве с архитектором.

Расчет модели стальной конструкции был выполнен компанией Gartner в RSTAB и RFEM, с учетом сейсмических воздействий.

Кровля над въездом в выставочный комплекс во Франкфурте

В 2008 году немецкая компания Messe Frankfurt GmbH организовала архитектурный конкурс на реконструкцию входа, ведущего к выставочному центру. Целью являлась разработка кровли над южными и северными воротами, которая должна была быть выполнена в виде необычной узнаваемой конструкции.

Победителем конкурса стал немецкий архитектор Инго Шрадер из Берлина, который работал в тесном сотрудничестве с немецкой проектной фирмой Bollinger + Grohmann. В августе 2013 года была возведена конструкция кровли северных ворот.

Конструкция кровли над северными воротами

Форма покрытия является овальной. Его размер 42 х 18 м с максимальной высотой ламелей 60 см. Консоли покрытия до 10 м имеют толщину всего лишь 15 см на конце. Кровля опирается на четыре колонны, которые расположены в нерегулярной сетке. Их пирамидальная форма визуально иллюстрирует распределение сил в колоннах. Благодаря своей треугольной форме, колонны выглядят очень тонкими, создается впечатление, что кровля парит в воздухе.

Обмен данными между Rhinoceros и RSTAB при помощи VBA Script

Опорная конструкция покрытия была создана и оптимизирована с помощью вычислительной модели. Может создаться впечатление, что оси несущих ламелей расположены случайно. Но их расположение является результатом процесса компьютерного расчета, в котором конструктивные, формальные и производственные предельные условия приведены в соответствие.

Кроме того были оптимизированы высота и ширина ламелей. В этом процессе оптимизации RSTAB был соединен с графической программой Rhinoceros при помощи индивидуального скрипта VBA. С помощью специального алгоритма, методом итерации, размер сечений плоских стальных ламелей был уменьшен на основе возникающих эквивалентных напряжений.

Интерфейсы RSTAB и RFEM

Обмен данными между программами Rhinoceros и Dlubal в настоящее время осуществляется в формате обмена файлами DXF, который является наиболее распространенным форматом файлообмена в области CAD. Используя интерфейс DXF, можно импортировать, например, линии отдельных слоев как стержни RSTAB/RFEM.

Другие форматы обмена файлами, которые доступны в RSTAB/RFEM, это IFC, STP (например, для Intergraph, Advance Steel, SEMA, Cadwork, HSB-Cad и т.д.) и DSTV (например, для BOCAD и Frilo).

Прямые интерфейсы, доступные в RSTAB и RFEM

Как уже упоминалось вначале, программы Dlubal имеют прямые интерфейсы с Tekla Structures, Revit Structure, Autodesk Structural Detailing и Bentley ISM. 

Результаты расчета дополнительного модуля к RFEM RF-CONCRETE Surfaces, включая геометрию, могут быть переданы в Autodesk Structural Detailing. Например, можно экспортировать значения результатов для требуемой верхней и нижней арматуры, рассчитанной в RF-CONCRETE Surfaces. Далее, в Autodesk Structural Detailing будут созданы соответствующие арматурныр чертежи. 

Интерфейсы с Tekla Structures, Revit Structure и Bentley ISM являются двунаправленными, это означает, что данные могут передаваться в обоих направлениях. Преимуществом является то, что изменения одной модели могут быть легко обновлены в другой с помощью одного нажатия кнопки. 

Информация об объектах не теряется во время передачи данных, стержни остаются стержнями, стены остаются стенами и т.д. Информация о сечениях, опорах и шарнирах, если она содержится в модели, также передается. 

Для предоставления пользователю возможности проектирования BIM, компания Dlubal постоянно адаптирует интерфейсы к текущим версиям других программ. Кроме того, сами интерфейсы постоянно развиваются.

Подробная информация и пробные версии

Dlubal Software GmbH
www.dlubal.com

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы или необходим совет?
Свяжитесь с нами или ознакомьтесь с различными предлагаемыми решениями и полезными советами на странице часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com