Simulacije in strukturne analize v arhitekturi, inženirstvu in gradbeništvu

Simulacije in strukturne analize v arhitekturi, inženirstvu in gradbeništvu

Ko govorimo o gradbeništvu, najprej pomislimo na moderne hotele, pisarne in urbana naselja. Pri tem ne smemo pozabiti na objekte, kot so mostovi in predori, ki imajo neposreden vpliv na življenje in vsakodnevno delovanje sveta, kot ga poznamo. Inovativne tehnologije s pomočjo sodobnih programskih rešitev omogočajo realizacijo idej v fizične objekte.

Glavni cilj vsakega projekta je vzpostavitev ravnotežja med stroški, časom  gradnje in kvaliteto. Veliki in kompleksni gradbeni projekti se skoraj vedno soočajo s težavami preseganja načrtovanih stroškov in prekoračitvijo zadanega roka izgradnje. Že pri razvoju koncepta in idejne rešitve je za dosego zastavljenih ciljev potrebno določiti možne obremenitve in potrebne strukturne ojačitve ter upoštevati način montaže in logistiko s ciljem, da bo celoten projekt stroškovno čim bolj učinkovit, vzdrževanje pa čim ceneje.

Da bi natančno predvideli stroške izgradnje in vzdrževanja, veliki in kompleksni projekti zahtevajo realistične simulacije, ki bodo zajemale natančno geometrijo modela in lastnosti materialov.


Uporaba programske opreme za simulacije

Simulacije zagotovljajo podporo v vseh fazah gradbenega projekta, od konceptualnega in arhitekturnega dizajna, inženirske konstrukcije kot tudi med gradnjo samega objekta. Za osnovne statične in dinamske izračune gradbenih konstrukcij obstajajo različne programske rešitve.  Za izračun kompleksnih analiz dinamskega značaja, kot je dinamika celotne konstrukcije pri potresu, pa se uporabljajo bolj napredne programske rešitve.

Structure Design je modul v okviru 3DEXPERIENCE platforme, ki inženirjem in arhitektom omogoča vizualizacijo konceptualnega modela in simulacijo obnašanja objekta. Modul povezuje več aplikacij  in omogoča, da več uporabnikov hkrati deluje na enem modelu in ažurira spremembe komponent v sistemu. Za bolj kompleksne multifizikalne nelinearne simulacije, kot so naprimer analiza razvoja poškodbe v strukturi, termomehanske in kompleksne dinamske analize, pa lahko strokovnjaki uporabljajo programsko rešitev SIMULIA Abaqus.


Primeri uporabe programskih rešitev za simulacije v gradbeništvu

Analiza deformacije mostu



Prvi korak zajema zasnovo 3D modela objekta s programsko rešitvijo CATIA. Po tem se znotraj 3DEXPERIENCE okolja v programski rešitvi SIMULIA definira obremenitve, omejitve, robne pogoje in mrežo končnih elementov. Spodnja slika prikazuje izračunane deformacije obremenjenega mostu.

Rezultati analize deformacije mosta u SIMULIA Abaqus-uPrikaz analize deformacije mostu, nastalih pri določenih obremenitvah

Analiza obremenitev in napetosti v skeletu zgradbe



Programska rešitev SIMULIA, znotraj platforme 3DEXPERIENCE, omogoča modeliranje in simulacijo realnih razmer, v katerih se gradbeni objekti nahajajo. Spodnja slika prikazuje analizo napetosti in deformacij 25 nadstropne zgradbe zaradi vpliva sile teže.
Primer analize zgradbe v okolju 3DEXPERIENCE
Prikaz navpične obremenitve stavbe zaradi vpliva sile teže




Za kompleksnejše simulacije imajo uporabniki na voljo programsko rešitev SIMULIA Abaqus. Abaqus omogoča tudi analize utrujenosti materiala in napoved razvoja poškodb, ki nastanejo tekom časa. Na ta način lahko bolj realistično gledamo na obnašanje strukture tekom njene življenjske dobe. Takšne analize omogočajo bolj realno opredelitev začetnih konstrukcijskih rešitev z namenom, da bi podaljšali življenjsko dobo gradbenega objekta.

Analiza deformacij v programu AbaqusPrikaz deformacij, pridobljenih v programski rešitvi SIMULIA Abaqus 

Novi gradbeni objekti in materiali morajo biti od samega začetka prilagojeni okolju ter morajo biti funkcionalni in vareni za uporabo. Morebitne napake v zasnovi lahko znatno podaljšajo čas gradnje ter povečajo stroške, zato je potrebno analizirati in simulirati gradbeni objekt že v zgodnjih fazah projekta.


Za več informacij kontaktirajte naše inženirje