Superkäyttäjämme Igor Muždeka on jakanut kanssamme kaksi erinomaista esimerkkiä rakennesuunnittelun automatisoinnista FEM-Design API:n avulla. Igor toimii Sweco Norjan vanhempana teknisenä kehittäjä. Hän työskenteli aiemmin Norconsultin päärakennesuunnittelijana. API-ratkaisumme auttoi häntä parantamaan merkittävästi rakennesuunnittelun tehokkuutta, tarkkuutta ja kustannustehokkuutta. Projekteihin kuuluu kaksi maanalaista terässäiliötä jäteveden keräämistä varten ja kahdeksankulmaiset kalankasvatusaltaat, jotka vaativat monimutkaisia kuormituslaskelmia.
Projekti 1: Maanalaiset terässäiliöt
Maanalaisten terässäiliöiden tilavuus on 50 kuutiometriä, ja ne on suunniteltu keräämään jätevettä teollisuusalueelta. Igor käytti FEM-Design API:in perustuvaa C#-sovellusta määrittääkseen eri säiliöiden halkaisijoiden vaikutukset suunnitteluun ja ehdottaakseen asiakkaalle parasta vaihtoehtoa. Esimerkiksi yhden säiliön halkaisija oli 2,40 metriä, pituus 10,6 metriä ja se sijaitsi 0,9 metriä maan alla, kun taas toisen säiliön halkaisija oli 3 metriä, pituus 6,8 metriä ja se sijaitsi 1,4 metriä maan alla. Liikennekuormat jakautuivat tasaisesti kaikille puolille maaperän kautta.
FEM-Design API:n käytön edut rakennesuunnittelun automatisoinnissa:
1. Automaattinen säiliögeometrian generointi:
- API virtaviivaisti eri halkaisijoiden omaavien säiliöiden luomisprosessia säilyttäen samalla vaaditun 50 kuutiometrin tilavuuden.
- Realistinen mallinnus saavutettiin käyttämällä torisfäärisiä päitä alan standardien mukaisesti.
2. Tehokas kuormitusmallinnus:
- Liikennekuorma syntyy kuorma-autojen pyörien aiheuttamista keskittyneistä kuormista, jotka jakautuvat tasaisesti maaperään.
- API-avusteinen mallinnus varmisti kuorman tarkan jakautumisen:
- Syvempi säiliö: Päällekkäiset kuormitusalueet suuremman jakautumisalueen vuoksi.
- Matalampi säiliö: Suurempi pintakuorma, mutta ei päällekkäisiä kuormitusalueita.
Syvempi säiliö, jossa on päällekkäisiä kuormitusalueita
Matalampi säiliö, jolla on suurempi pintakuorma
Terässuunnittelu tehtiin FEM-Design-menetelmällä.
Von Misesin kalvojännitykset
Projekti 2: Kahdeksankulmaiset kalankasvatusaltaat
Projekti sisälsi kahden ja neljän altaan kokoonpanoja. Keskeisenä haasteena oli lukuisten kuormitusyhdistelmien, erityisesti maanjäristysten aiheuttamien hydrodynaamisten kuormien, hallinta. Lisäksi altaiden täydellinen suunnittelu kestäisi noin 10 tuntia. Käyttämällä FEM-Design API:a Igor kuitenkin pystyi lyhentämään ajan 10 sekuntiin.
FEM-Design API:n käytön edut rakennesuunnittelun automatisoinnissa:
1. Kuormitusyhdistelmien tehokas mallintaminen:
- Neljän säiliön kokoonpano edellytti 184 kuormitusyhdistelmää, pääasiassa hydrodynaamisten kuormien vuoksi seismisten tapahtumien aikana ja tilanteissa, joissa jotkut säiliöt olivat täynnä ja toiset tyhjiä.
- Näiden yhdistelmien mallintaminen manuaalisesti Excelissä veisi paljon aikaa säiliötä kohden. FEM-Design API teki säiliön täydellisen suunnittelun 10 sekunnissa.
184 kuormayhdistelmää käsiteltiin helposti
2. Raudoituksen optimointi:
- Nurkkien suuremmat raudoitusvaatimukset johtuvat säiliön muodosta ja vesikuormasta. Ylimääräisen kulmien raudoituksen mallintaminen manuaalisesti voi olla hankalaa ja virhealtista.
- Sen sijaan, että raudoitusta olisi käytetty tasaisesti (mikä yksinkertaistaa mallinnusta, mutta nostaa kustannuksia), API mahdollisti raudoituksen tarkan jakautumisen varmistaen, että materiaalia käytettiin vain tarvittaessa.
- Useiden iteraatioiden avulla tehokkain raudoitusasettelu määritettiin tunnissa, mikä alensi rakennuskustannuksia ja säilytti samalla rakenteellisen eheyden.
Seinien sisäpuolen raudoitustarve vaakasuunnassa
Betoniraudoituksen optimointi johti kustannusten alenemiseen
Rakennesuunnittelun automaatio FEM-Design API:n avulla
FEM-Design API:n käyttö näissä projekteissa osoittaa automaation edut rakennesuunnittelussa. Se säästää merkittävästi aikaa, sillä mallinnus ja laskelmat valmistuvat sekunneissa tuntien tai päivien sijaan. Se vähentää kustannuksia optimoidun raudoitussuunnittelun ansiosta, joka minimoi materiaalien käytön säilyttäen samalla rakenteellisen eheyden ja parantaa tarkkuutta mahdollistamalla realistisemman mallinnuksen ja jännitysanalyysin paremman päätöksenteon varmistamiseksi. Materiaalien käytön vähentäminen edistää myös kestävän kehityksen pyrkimyksiä ja vähentää hiilidioksidipäästöjä.
Olemme aina iloisia nähdessämme käyttäjiemme menestyvän projekteissaan hyödyntäen rakennesuunnittelun automaatiota FEM-Design API:n avulla! Lisätietoja API:n ominaisuuksista löydät tästä linkistä. Meillä on myös blogi ja yhteisöfoorumi, jossa voit keskustella muiden API-harrastajien kanssa, jakaa projektejasi ja pysyä ajan tasalla uusista kehitysaskeleista.
Asiakkaan tiedot
Igor Muždeka on vanhempi tekninen kehittäjä Sweco Norjalla. Hänellä on kaksi maisterin tutkintoa ja kahdeksan vuoden kokemus rakennesuunnitteluinsinöörinä. Hän on erikoistunut paikallavalettuun ja betonielementteihin sekä teräsrakenteisiin, mukaan lukien seisminen analyysi ja detaljisuunnittelu. Hän on FEM-Designin edistynyt käyttäjä ja puhuu sujuvasti norjaa, englantia, espanjaa ja kroatiaa.
