Почему 3D модели в проектировании конструкций?

Хотите услышать весь разговор о 3D-моделях и их использовании? Полную версию серии можно найти здесь:

#002 Почему 3D модели в проектировании конструкций?

Новые технологии и новые модели

Такие конструкции, как мосты или офисные комплексы, на самом деле трехмерны. В прошлом невозможно было рассчитать трехмерные модели и конструкции, поэтому конструкции приходилось упрощать и разбивать на плоские подсистемы. Однако благодаря мощным компьютерам и программному обеспечению теперь можно обойтись без этих упрощений. Расчет 3D моделей возможен и может быть подкреплен цифровыми трендами, например, B. BIM или новыми возможностями для реалистично визуализированных моделей.

При проектировании конструкций важна конструктивная концепция: Как подготовить расчеты конструкций и как структурировать весь проект конструкций? Вначале необходимо обсудить, как работает конструкция, как действуют соответствующие направления нагрузок, могут ли все нагрузки передаваться на фундаменты, каким должно быть расстояние между соответствующими колоннами и балками сечения и т. Д. хорошо подходит для этого, благодаря чему соответствующие силы могут быть прочитаны и поняты гораздо лучше.

Устойчивость также играет важную роль в расчете. Однако в 2D-статике его часто игнорируют, поскольку там используются идеализированные модели. Это может быть проблемой, особенно с более сложными конструкциями. Но что такое стабильность? Например, когда в СМИ говорят о стабильности, на самом деле они имеют в виду устойчивость. В качестве примера того, что на самом деле означает устойчивость, представьте себе длинную линейку. Ее можно медленно сгибать, и она может выдержать некоторое время, пока наконец не сломается. Конструкции деформируются, что в определенной степени является нормальным, пока не будет превышена критическая точка. В 3D вы можете гораздо лучше увидеть или вообще увидеть, где возникают проблемы с точки зрения устойчивости, и вы можете им противодействовать. Как заключение, провал глобальной стабильности понять гораздо проще.

BIM модели

BIM предоставляет такие хорошо идеализированные 3D-модели в качестве основы для проектирования конструкций, которые могут быть использованы для расчета с самого начала. В идеале, 3D-модель BIM поставляется непосредственно из CAD-модели архитектора, что экономит значительное количество времени. Эта модель является полезным способом предварительного проектирования и оценки правильной конструкции для расчета конструкций.

Почему вы не можете ' сразу продолжить использовать модели BIM? Еще одна тенденция: Полная совместимость параметрического проектирования с программным обеспечением для архитектуры, чтобы вы могли и далее использовать его напрямую. Процессы обмена данными в BIM еще не работают должным образом, но они становятся все лучше и лучше.

В чем преимущества 3D-моделей?

Многие строительные конструкции не могут быть описаны и рассчитаны в 2D, когда их геометрия и конструкция становятся более сложными. Примерами являются конструкции произвольной формы или мембранные конструкции, такие как Олимпийский стадион в Мюнхене. При использовании 2D ожидается повышенная безопасность. Более экономичный расчет возможен с помощью 3D-модели.

Еще один важный фактор при расчете - ветровая нагрузка. Инженеры-строители берут деньги за свои расчеты. Сюда входят постоянные нагрузки, например, на конструкцию перекрытия или нагрузки от транспорта. Снеговые нагрузки по-прежнему относительно четко регулируются, но с ветровыми нагрузками это относится только к упрощенным формам и геометриям. При расчете ветровой нагрузки вопрос заключается в том, как правильно применить соответствующие подходы к нагрузке. В традиционной статике до сих пор использовались расширенные подходы, чтобы оставаться в безопасности. Теперь существуют программные инструменты с цифровыми аэродинамическими трубами для более экономичных расчетов. Они работают только с 3D-моделью.

Другой момент - это динамический анализ. Расчеты землетрясений также работают почти исключительно с 3D-моделями. Формы колебаний, колебания и частоты - это результаты, на которые должен обратить внимание инженер-строитель, чтобы оценить, может ли конструкция выдержать данную сейсмическую нагрузку.

Оцифровка революционизирует планирование и расчеты.

С 3D-моделями вы также можете гибко реагировать на изменения, которые постоянно происходят в процессе проектирования. Для процесса строительства важно четко понимать, что конструктивно возможно и какие изменения были или должны быть сделаны.

В настоящее время полная 3D модель конструкции создается автоматически, а измененные силы в системе немедленно передаются от компонента к компоненту. Если вы позволите программе выполнить повторный расчет, модель будет актуальной, и каждый может получить к ней доступ. Компенсируются дополнительные усилия, возникающие в начале из-за тщательного ввода всех значений.

Раньше использовалась статика положения. Идентифицируются и рассчитываются отдельные компоненты конструкции. Опорные элементы, такие как стены и т.д., - это элементы, на которые инженер-строитель смотрит в своих расчетах, идентифицирует их и указывает соответствующие размеры и сечения, с которыми затем работает компания-исполнитель.

3D-модели также полезны для детальной статики. Сюда относятся соединения стальной конструкции, в которых несколько стержней или соединений отходят от точки или узла. Программное обеспечение FEM упростило выполнение таких сложных расчетов и узлов, что привело к гораздо более экономичным результатам.

Другие побочные эффекты 3D-моделей - более четкие результаты даже для людей, которые не знакомы с предметом. Полную модель в 3D легче понять, чем множество частичных моделей. Также визуализируются деформации, напряжения и силы. 3D-модели производят на участников профессиональное впечатление: Инженер-строитель приобретает хороший имидж, и клиенты доверяют ему больше.

Смету расходов можно продолжить на 3D-моделях и определить размеры. Вы можете очень гибко оптимизировать модель с точки зрения формы, функций и веса, и это можно сделать быстро. Для больших строительных проектов и более сложных геометрий 3D-модели предлагают явные преимущества.

Однако 2D и 3D статика не должны стоять на пути или конкурировать, а должны дополнять друг друга. Каждый из них хорошо подходит для разных расчетов. В конечном итоге выбор остается за инженером.