PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFTWARE Příloha časopisu KONSTRUKCE
PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFT WARE
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
Tekla Structures 18 – moderní projektování BIM Nová verze programu Tekla Structures pro rok 2012 přichází s celou řadou novinek a vylepšení, které rozšiřují stávající možnosti 3D BIM projektování ocelových a železobetonových konstrukcí, tvorbu výkresů, exportů, řízení stavby a propojení s dalšími programy. Zároveň je nová verze přehlednější a uživatelsky přivětivější, díky novinkám, které významně usnadňují ovládání programu a zjednodušují organizaci práce. nad prvky modelu začne nabízet různé varianty umístění pracovní roviny a to pomocí grafického náhledu. Pracovní rovinu můžete pohodlně umístit k jakékoli ploše objektu modelu a tak tento nástroj oceníte zejména při modelování nakloněných konstrukcí.
veň jejich organizace. Vybráním pohledu se vysvítí jeho hranice ve všech pohledech výkresu. Změny hloubky a roviny pohledu lze provádět myší – posunutím vizualizace jeho hranic a to i v jiném pohledu. Od verze Tekla Structures 18 můžeme využít snadného posouvání pomocí metody Drag & drop (Táhni a pusť) také u celé řady objektů výkresu, například značky pohledu, značky kót, asociativní poznámky a odkazové čáry textů a značek svarů. Úpravy výkresu jsou díky tomuto vylepšení rychlejší a změny je možné provést přesně tam, kde je to potřeba.
SDÍLENÍ INFORMACÍ
Tekla Structures pomáhá od projektu až po řízení stavby
Nová zdokonalená verze formátu IFC umožňuje prograst mu Tekla Structures 18 exporIFCTM2x31 Step tovat podrobnější model obCERTIFIED sahující více informací. Součástí IFC exportu jsou nyní nově i vlastnosti šroubů, výztuže a panelů. Další novinkou je možnost exportovat mřížku. Konfigurací vlastností před exportem lze přesně nastavit výstupní soubor IFC a zobrazit jej například pomocí freewarového prohlížeče Tekla BIMsight. TM
Společnost Tekla si velmi váží své vedoucí pozice v oblasti konstrukčního software a právě proto dále významě investuje do dalšího vývoje programu Tekla structures a hledá nové způsoby využití informačního modelu BIM. Kompletní popis všech zdokonalení nové verze obsahuje stostránkový dokument, který je součástí instalace programu. Rádi bychom Vám představili ty nejzajímavější z nich.
JEDNODUŠŠÍ MODELOVÁNÍ Modelování konstrukcí je v Tekla Structures 18 ještě snadnější než dříve. Tvar nebo délku prvků a řezů lze nyní měnit jen označením a posunutím jejich bodů či hran. Úprava tvaru prvků je snadná a intuitivní a díky okamžité vizualizaci výsledku je možné provádět korekce ještě v průběhu operace. Není potřeba vyplňovat žádné hodnoty v dialozích, stačí vybrat bod nebo hranu a posunout je myší.
Program nabízí optimální umístění nakloněné pracovní roviny.
PŘEHLEDNĚJŠÍ A RYCHLEJŠÍ ÚPRAVY VÝKRESŮ Také automaticky generované výkresy zaznamenaly v Tekla Structures 18 celou řadu zdokonalení. Jednou z novinek, která zjednodušuje orientaci ve výkresech je vzájemné provázání odpovídajících pohledů. Přehledné zobrazení vazeb mezi pohledy zvyšuje úro-
Nastavení IFC exportu
www.konstrukce.cz
Provázání pohledů výkresu usnadňuje orientaci.
P1–II
Rychlé úpravy tvaru prvků modelu Dalším vylepšením je nový nástroj pro volbu polohy pracovní roviny, který usnadňuje její nastavování. Je-li aktivován, program Tekla Structures 18 při pohybu myší
Přesunutí značek svarů pomocí myši
Tekla BIMsight je profesionální nástroj umožňující sdílení dat všem stranám projektu a to prostřednictvím přehledného 3D
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFT WARE
a stává se novým standardem spolupráce. Stáhněte si jej bezplatně z webových stránek společnosti Tekla. Program Tekla Structures se dlouhodobě prezentuje vysokou úrovní napojení na automatizaci výroby pomocí celé řady exportních formátů a i v této oblasti pokračuje společnost Tekla v dalším vývoji. Vylepšený CNC/DSTV výstup programu Tekla Structures 18 podporuje velmi složité tvary u ocelových prvků, jako jsou výřezy, deskové kontury a přípravy pro svary. Pro betonové prefabrikáty přibylo propojení se systémem HMS, které umožňuje export výrobních dat z dutinových panelů pro zpracování systémy ERP.
O KROK NAPŘED
TeklaBIMsight – detailní informace o objektu prostředí nenáročného na ovládání. S jeho pomocí lze kombinovat různé modely a předcházet včas kolizím a jiným problémům. Program Tekla BIMsight získal mnoho ocenění, používá se ve 150 zemích světa
Prohlížeč Tekla BIMsight získal mnoho ocenění a používá se ve 150 zemích světa.
Tekla Structures 18 – Modern Design of BIM (Building Information Modelling) The new version of Tekla Structures programme for 2012 comes with many new features and enhancements that extend the existing possibilities for 3D BIM design of steel and reinforced concrete structures, drawings creation, exports, construction management and connections with other programmes. At the same time a new version is clearer and more user friendly, thanks to innovations that will significantly facilitate the programme control and simplify the organization of work.
www.konstrukce.cz
CNC/DSTV soubor podporuje komplikované tvary.
Stále se rozšiřující využití technologie BIM potvrzuje správnost směru, kterým se společnost Tekla ubírá při vývoji programu Tekla Structures. Verze 18 prohlubuje a zdokonaluje všechny principy informačního modelování a jsme přesvědčeni, že ji ocení noví i stávající zákazníci. Více informací o novinkách v Teklas Structures 18 najdete na adrese www.teklastructures.com , kde také můžete shlédnout videa s prezentacemi dalších nových funkcí. Ing. Jitka Kochtová, info@construsoft.cz, Construsoft s. r. o.
P1–III
PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFT WARE
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
Integrované projektování a výměna dat Proces BIM je velice komplexní a dotýká se všech oborů spojených se stavbou. Tento příspěvek se věnuje BIM z pohledu projekční praxe a soustředí se (na příkladu spolupráce architekt – projektant statik) na komunikaci mezi jednotlivými profesemi v rámci projekčního týmu. V poslední době se v odborných kruzích čím dál více skloňuje zkratka BIM (z angl. Building Information Modeling – Informační model budovy). Jedná se o proces vytváření a správy dat o budově během celého jejího životního cyklu – od architektonické studie, přes projekční práce, řízení stavby, její realizaci, následnou správu a užívání až po demolici stavby na konci její životnosti. V průběhu projekčních prací se vytváří společná databáze informací o budově. Jednotliví členové projekčního týmu z ní potřebná data získávají a zároveň do ní ukládají vlastní informace vztahující se k jejich pravomocem. Celý tento proces na úrovni projektu vede k optimalizaci a lepší koordinaci projektu. Veškerá data potom může investor použít ke kontrole financování během výstavby a informace následně najdou využití při správě nemovitosti.
Administrativní budova Praha-Libeň; náhled na ifc soubor vyexportovaný ze softwaru určeného pro architekty a stavební projektanty (ArchiCAD)
www.konstrukce.cz
Administrativní budova Praha-Libeň; náhled na ifc soubor vyexportovaný ze softwaru určeného pro statické výpočty (Scia Engineer)
P1–IV
V architektonické kanceláři FADW se pokoušíme systém Informačního modelu budovy intenzivně využívat. Zásadní problém v jeho aplikaci se ukazuje v malém rozšíření znalostí nástrojů pro zpracování BIM projektu mezi jednotlivými projektanty. Na této bázi se nám zatím daří spolupracovat pouze s inženýrskou kanceláří se zaměřením na statiku konstrukcí. Další překážkou, která vyvstala poté, co se nám podařilo přesvědčit statickou kancelář ke spolupráci, byla datová komunikace mezi námi. Při zpracování našich projektů, ať už se jedná o architektonické studie nebo dokumentace pro územní řízení či stavební povolení, používáme software založený na principu BIM. Díky tomuto nástroji neprodukujeme pouze 2D dokumentaci nebo 3D model, ale vytváříme komplexní databázi informací o stavbě. Na uložená data je posléze možné dle potřeby jednotlivých účastníků stavby nahlížet z různých poloh (2D dokumentace, vizualizace, tabulky, výkazy…). Databáze však často končí v naší kanceláři a dále se předávají pouze „primitivní informace“ jako 2D výkresy v digitální nebo papírové podobě, které dalším členům projekčního týmu nedokážou předat veškeré námi vytvořené informace, které projekt obsahuje. Mimo 2D dokumentace je možné předat i 3D model popisující prostorové vztahy, který ale trpí stejným neduhem. Z tohoto důvodu jsme se začali zabývat moderními možnostmi přenosu dat mezi jednotlivými BIM nástroji. Řešení problému výměny datového modelu nám přinesl datový formát souboru *.IFC (z angl. The Industry Foundation Classes). Jedná se o otevřený souborový formát umožňující přenos dat na
principech Informačního modelu budovy. Na jeho základě je možné lépe komunikovat mezi jednotlivými účastníky stavebního procesu a jejich BIM nástroji. Každý software popisuje konstrukční model odlišně dle požadavků příslušné profese. Například stavební inženýr pracuje s objemy, kterým dává vlastnosti stavebních konstrukcí. Naproti tomu statik pracuje se zjednodušeným modelem pomocí prutů a ploch. IFC formát jim dává možnost výměny dat mezi sebou, avšak aby toto spojení fungovalo, je nutné nastavit přesná pravidla komunikace mezi jednotlivými účastníky projekčního týmu. Ateliéru FADW se podařilo moderní typ přenosu dat aplikovat na komunikaci s projektanty – statiky. Hned první projekt zpracovaný na principu BIM, potvrdil, že je to správná cesta. Pilotním projektem byla administrativní budova do pražské Libně. Objekt měl vzniknout na relativně malém pozemku nedaleko železnice. Parcela byla protkána stávajícími inženýrskými sítěmi a bylo na ní nutno vytvořit parkovací stání pro celý objekt. Byl vytvořen koncept budovy s volným parterem, který tyto vnější vlivy zohledňoval. Na pilířích byla umístěna mohutná příhradová konstrukce na výšku jednoho podlaží, která nesla šestipodlažní kvádr kancelářských ploch. Celý objekt
Administrativní budova Praha-Libeň
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFT WARE
Résidence les Marrons; snímek obrazovky výpočtového modelu (Scia Engineer)
Résidence les Marrons; snímek obrazovky modelu (ArchiCAD)
projektantů statiky velice rychlou odezvu a díky datovému modelu jsme mohli celou konstrukci optimalizovat již v počátcích návrhu. Na tomto pilotním projektu jsme vyzkoušeli možnosti moderní komunikace mezi profesemi a zároveň jsme začali s nastavováním pravidel pro tuto výměnu dat. Na dalších společných zakázkách jsme tento systém zdokonalovali. Společné zkušenosti nám ukázaly cestu, jakou by bylo dobré v rámci projekčního týmu postupovat. Odhalily ale také hranice, kam až je možné v současnosti touto metodou jít. Vytvoření univerzálního modelu, který budou používat všichni účastníci životního cyklu budovy, je dnes prozatím nereálné. Jednotlivé BIM nástroje jsou si dosti vzdálené i s ohledem na požadavky jednotlivých profesí. Stavební inženýři například pracují s přesností na milimetry a jejich nástroje jim to umožňují, ale pro výpočtové modely je to málo. Představa, že architekt pošle statikovi model a ten jedním kliknutím myši provede výpočet bez jakékoli postprodukce, je v současné době rovněž lichá. Výměna modelů navzájem a automatická kontrola změn, které do projektu zanesou jednotliví účastníci – takzvaný ping-pong dat, není prozatím také příliš funkční. Navzdory tomu je formát IFC neustále vyvíjen a tím v budoucnu jistě přinese zdokonalení stávajících vlastností a rovněž nové možnosti komunikace. I přes tyto nedostatky je zcela jistě Informační model budovy výrazným krokem kupředu v projekční činnosti, obdobně jako byl před lety přechod od rýsovacího prkna ke CAD systémům. Ing. arch. Viktor Johanis, johanis@fadw.cz, FADW, s. r. o.
Integrated Design and Data Exchange BIM process is very complex and relates to all areas associated with construction. This article is dedicated to BIM from the perspective of design practice and focuses on (for example, cooperation of architect – structural designer) communication between different professions within the design team.
www.konstrukce.cz
byl ztužen železobetonovým komunikačním jádrem. Toto atypické řešení si vyžádalo zapojit projektanty – statiky „interaktivně“ již do prvních fází zpracování architektonické studie a díky IFC to bylo možné. Ateliérem zpracovaný model byl předán k posouzení, díky čemuž jsme měli od začátku jistotu, že koncept projektu se ubírá také ze statického hlediska správnou cestou. Kdybychom pracovali „tradičně“ a předali statikům pouze 2D výkresy, bylo by zpracování výpočtového modelu i vzhledem ke složité geometrii konstrukce náročné a v této fázi projektu, kdy docházelo i k jeho častým úpravám, by bylo prakticky nereálné. Díky BIMu mělo naše řešení od
P1–V
PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFT WARE
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
Realizace staveb s programy Dlubal S výpočetními modely RSTAB a RFEM společnosti Ing. Software Dlubal s. r. o. pracují projektanti po celém světě. Pomohly u realizací celé řady architektonicky zdařilých a konstrukčně velmi náročných staveb. Pojďme si představit některé z realizací poslední doby, které programy Dlubal při svém vzniku využívaly. OCELOVÁ STŘECHA A MOST LETIŠTĚ ŠEREMETĚVO V MOSKVĚ Na základě zvýšení kapacity návštěvníků a modernizace letiště se postavil třetí terminál letiště Šeremetěvo v Moskvě. Firma B+G Ingenieure Bollinger a Grohmann GmbH z Frankfurtu nad Mohanem převzala pod vedením Arnold AG k projektování několik přístřešků a spojovacích mostů pro pěší mezi garážemi a letištěm. Koncept pochází od architekta Dmitrije Pšeničnikova a ocelovou konstrukci montoval ruský podnik Stalkon. Zvláštní výzvou pro všechny zúčastněné firmy bylo trojrozměrné projektování, které provázelo celou realizaci. U posouzení ocelové části konstrukce bylo zohledněno zatížení velkých vrstev sněhu. Základní zatížení sněhem se pro Moskvu uvažuje od 1,26 kN/m², s odpovídajícími faktory tomu pak odpovídá zatížení sněhem od 8,6 kN/m².
Spojovací můstek 3D model od architekta se skládá z velkorozponového oblouku (hlavní oblouk) z terminálu do garáží a ze zavěšeného mostu. Na
www.konstrukce.cz
Výpočetní model v RSTABu
P1–VI
Hlavní oblouk a spojovací můstek
základě rozlišných deformací zatížené vlastní části konstrukce se přidal spojovacímu můstku vlastní nosný systém. I přes použití vlastní konstrukce spojovacího můstku se použila svislá lana.
Hlavní oblouk Hlavní oblouk je modelovaný jako vzpěrný, připomínající klenbu v chrámech. Je umístěn uprostřed terminálu nad hlavním vchodem až ke garážím. Je vytvořen jako konstrukce bez mezilehlých podpor s rozměry 56 × 43 m a přemosťuje vzdálenost ke garážím až 88 m. Hlavní nosnou konstrukci tvoří čtyři tětivové vazníky, mezi kterými jsou rybinově uspořádané příčné nosníky. Hlavní oblouk musí vykazovat vysokou ohybovou tuhost kvůli vysokým excentrickým zatížením sněhem. Toto vede k velkým nechtěným tahovým silám ve spodním pásu příhradového vazníku, a je proto potřeba vnést do lan předpětí, aby se v přirozeném stavu tyto tahové síly vyloučily. Prostřednictvím předpětí v montážním stádiu vznikne napětí v horním pásu vazníku, které se po následném zatížení vnější konstrukce vyloučí.
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFT WARE
NÁVRH DESEK PRO STAVEBNÍ PROJEKT METROPOL PARASOL V SEVILLE Projekt Metropol Parasol byl postaven v historickém centru španělské Seville. Budova pod svou střechou kombinuje archeologické vykopávky, tržiště, otevřené prostranství v městském stylu pro různé akce a neobyčejnou stínící dřevěnou konstrukci, zabudovanou restauraci i vyhlídkové promenády. Konstrukci tvoří hybridní systém skládající se ze dřeva, betonu, oceli a ocelobetonu.
Dřevěná konstrukce s panely z lamelového dřeva Nejzajímavější a působivá část projektu Metropol Parasol je přístupná dřevěná konstrukce, která je 150 m dlouhá a až 28 m vysoká. Skládá se z vícevrstvých lepených dřevěných panelů typu LVL KERTO-Q. Realizace byla možná jen díky některým konstrukčním inovacím, jako například 2 – 3 mm silná vrstva polyuretanu nebo montážní optimalizace detailu spojení a žíhání epoxidové pryskyřice pro lepení závi-
Návrh panelu v programu RFEM tových tyčí na místě. Tento systém byl dokonce v oboru dřevěných konstrukcí využit poprvé. Žíhání bylo nutné ke zvýšení bezpečnosti, protože v letním období dosahují uvnitř dřevěné konstrukce teploty až 60 °C. Pro systém spojení s vlepenými tahovými tyčemi se rozhodl jak stavební inženýr, tak také dřevařská stavební společnost, protože se jedná o vhodné propojení prvků pro dosažení vysoké únosnosti, která má ale rovněž nízkou hmotnost. Dřevěná konstrukce se skládá z cca 3 400 různých částí o celkovém objemu 2 500 m³ dřevěných panelů z lamelového dřeva.
Posouzení napětí dřevěných panelů v programu RFEM Jelikož jsou desky spojeny v místě křížení kloubově ve směru svislé osy, jsou zde vnitřní síly na únosnost desek téměř vždy zanedbatelné. Posouzení napětí se proto redukuje na posouzení smykové únosnosti desky. Dřevěný průřez v místech rozvětvení, kde se mřížová skořepina rozděluje na horní a spodní část, posoudila firma Finnforest s pomocí programů RFEM v modelu desky s konečnými prvky.
Metropol Parasol v Seville (foto: Finnforest)
Implementation of Constructions with Dlubal Programmes The calculation models RSTAB and RFEM of company Ing. Software Dlubal s.r.o. are used by the designers around the world. They helped in implementation of a number of architecturally successful projects and projects difficult from the viewpoint of their structure. The article introduces their use in the construction of Sheremetyevo airport in Moscow and the Metropol Parasol in Seville.
www.konstrukce.cz
Z podkladů Ing. Software Dlubal s. r. o. zpracoval Bc. Vítězslav Fejfar, fejfar@konstrukce-media.cz
P1–VII
KOMERČNÍ PREZENTACE
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
CAD Studio představuje aplikaci Revit Tools Akciová společnost CAD Studio rozšířila nabídku pro uživatele řešení Autodesk Revit Architecture a Revit MEP o vlastní nadstavbu „Revit Tools“. Projektantům a architektům pomáhá snadněji a rychleji připravit projektovou dokumentaci s ohledem na české zvyklosti a normy. Tým vývojářů společnosti CAD Studio je znám dlouhodobou podporou českých uživatelů, kteří pro svou práci potřebují co nejlepší podporu českých norem a informačních systémů. Pravidelně tak představuje nové nástroje a nadstavbové aplikace pro řešení společnosti Autodesk. Většina z tohoto softwaru je dostupná buď zcela zdarma, v rámci portálu CADforum.cz, nebo v rámci bonusového balíčku CS+, který získávají zákazníci CAD Studia při nákupu CAD, GIS a PLM řešení. Jedním z posledních přírůstků jsou Revit Tools. „Naše nedávno uvedená nadstavbová aplikace Revit Tools se setkala s velmi pozitivním ohlasem mezi odbornou veřejností. Uživatelé, kterým pomáhá s přípravou stavební a profesní dokumentace, nám poskytli velmi detailní zpětnou vazbu. Jejich podněty a připomínky jsme obratem zapracovali do verze Revit Tools 1.1, která přináší řadu vylepšení. Navíc počítáme s vývojem dalších nástrojů. Na základě naší žádosti Autodesk upravil API, aby bylo možné doplnit další důležité funkce, na které se uživatelé mohou těšit v příští verzi pro Revit 2013,“ doplňuje Vladimír Michl, manažer pro rozvoj společnosti CAD Studio. Revit Tools jsou určeny pro 32 i 64bitové verze BIM aplikací Autodesk Revit Architecture a Revit MEP řady 2012 a 2013.
• Podlahy v místnosti – zjistí všechny typy podlah v místnosti a zapíše ji jako parametr do tabulky místností. • Kóty – zahrnuje nástroje pro efektivnější kótování projektové dokumentace. • Dveře – automaticky rozpozná otevírání dveřního křídla a zapíše jej jako hodnotu parametru do vlastností dveří. • Místnosti – pomáhá s přečíslováním místností a prostorů. • Rozdělení potrubí (pro Revit MEP) – dokáže rozdělit vybrané potrubí na předem definovanou délku. • Přečíslování potrubí (pro Revit MEP) – přečíslovává všechna zařízení a potrubí ve vybrané větvi od zadaného čísla. Více informací o Revit Tools (včetně ukázkových videí) na www.cadstudio.cz/revittools.
Vladimír Michl, CAD Studio a. s., www.cadstudio.cz, info@cadstudio.cz, tel.: 841 111 124
Zahrnují mj. i tyto populární nástroje:
www.konstrukce.cz
• Sledování času – zaznamenává čas strávený nad projektem, • Popis skladby – vytváří a aktualizuje automatickou popisku skladby střechy, podlahy nebo stěny, včetně popisu materiálu a tloušťky vrstev. • Seznam referencí – vypíše seznam všech připojených souborů do aktuálního projektu. • Legenda podlah – pomáhá s přípravou rozpisu podlah v místnostech, vč. jednotlivých vrstev.
Ilustrační obrázek
P1–VIII
CAD Studio Presents the Application Revit Tools Joint Stock Company CAD Studio has extended its offer for users of Autodesk Revit Architecture solution and Revit MEP by its own superstructure “Revit Tools”. It helps the designers and architects to prepare project documentation easier and faster with regard to Czech customs and standards.
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFT WARE
Projekt nosné ocelové konstrukce haly převodovkárny Škoda Auto V pobočce největší české automobilky Škoda Auto Mladá Boleslav ve Vrchlabí na Trutnovsku pokračuje výstavba nových hal pro výrobu moderní automatické převodovky DQ200. Výroba převodovek by měla být zahájena ve druhé polovině roku 2012. Převodovka se používá ve vozech Škoda, Volkswagen, Seat a Audi a hraje pro příslušné modely koncernových značek důležitou roli a má tedy pro koncern strategický význam.
Detail konstrukce střechy
Celkový pohled na hlavní OK objektu přístavby
Generální projektant: Generální dodavatel vrchní stavby: Realizační projekt a výrobní dokumentace OK:
Technoprojekt, a. s. BAK stavební společnost, a. s. SteelPro 4 s. r. o.
Pro výpočet bylo použito programu Scia Engineer, současně byl zpracováván 3D model v Tekla Structures Steel Detailing, ze kterého byly generovány projekční výkresy a výkazy výměr. Při tvorbě projektu bylo současně uvažováno s optimalizací ocelové konstrukce, kde bylo využito zkušeností hlavního statika OK z obdobných projektů, a současně brán zřetel na vysoké zatížení sněhem v dané lokalitě, požadovanou požární odolnost objektu a technologické požadavky investora. Díky možnosti práce několika zkušených konstruktérů na jednom společném projekčním modelu bylo dosaženo výrazného zkrácení potřebného času a splnění dohodnutých termínů. Tvorba 3D modelu v průběhu zpracování projektu byla velkou výhodou pro následující krok, tzn. zpracování výrobní dokumentace, kdy bylo možné po dopracování modelu o všechny sekundární přípoje a doplnění dalších detailů vydávat výrobní dokumentaci po dohodnutých částech pro výrobní závody tak, aby bylo možné zahájit výrobu v krátkém čase po dokončení projekčních prací. Po dokončení prací na hlavní části ocelové konstrukce naše společnost následně zpracovávala další konstrukce, které buď přímo
www.konstrukce.cz
Pro tento významný projekt zpracovávala společnost SteelPro 4 s. r. o. realizační projekt nosné ocelové konstrukce a následně výrobně-montážní dokumentaci. S ohledem na změnu koncepce objektu z železobetonového skeletu na kombinaci ŽB sloupů a ocelové střechy byl tým postaven před náročný úkol vypracování realizačního projektu za čtyři týdny. Celková hmotnost zpracovávané OK do dokumentace byla přes 2 700 t.
P1–IX
PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFT WARE
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
Čelní pohled na OK objektu včetně nádstavby pro technologii navazovaly na již zpracovanou OK (jako např. OK hlavních páteřních rozvodů), ale také další samostatné plošiny a objekty. Za účelem dodržení přesnosti jednotlivých návazností byla dokumentace zpracovávána opět z 3D projekčního modelu, který byl postupně dopracováván a rozšiřován o další fáze. Projekt tohoto rozsahu zpracovávaný v určených termínech vyžadoval rychlou a vstřícnou komunikaci jak ze strany generálního projektanta, tak také generálního dodavatele a výrobních závodů. Tímto bychom chtěli všem zúčastněným stranám poděkovat za jejich profesionální přístup a spolupráci. V současné době naše společnost připravuje další projekt, tentokráte technologické OK pro zahraničního klienta, kde bude současně tvořen statický výpočet a 3D model v Tekla SSD za účelem kontroly jednotlivých návazností s technologickým zařízením a zajištění správnosti všech částí OK. Následně budou vytvořeny projekční výkresy a po finálním odsouhlasení bude zpracována výrobní dokumentace. S ohledem na provázanost jednotlivých částí a využití možností 3d modelování, práce v multiuseru a zkušeností naší společnosti dokážeme opět zajistit požadovanou kvalitu díla v krátkém časovém úseku bez snížení vysokých standardů kladených na tyto projekty.
TECHNICKÝ POPIS HALY
www.konstrukce.cz
Stávající objekt haly převodovkárny s označením M2 v areálu Škoda Vrchlabí se rozšiřuje jako objekt SO 102 severním směrem a jako objekt SO 103 východním směrem. Objekt SO 102 má půdorysné rozměry 144,0 × 144,0 m. Výška atiky je na úrovni +12,750 m. Modulové uspořádání je ve čtvercovém rastru 24,0 × 24,0 m. Střechy jsou sedlové s minimálním spádem. Součástí objektu je také střešní
P1–X
nástavba, tzv. Penthouse o půdorysném rozměru 96,0 × 24,0 m s výškou atiky 23,65 m a horní hranou podlahy +12,900 m. Objekt SO 103 má půdorysné rozměry 78,8 × 34,25 m. Výška atiky je +12,750 mm a +10,300 m. Modulové uspořádání je v podélném směru 25,1 + 2 × 18,0 m + 17,7 m. V příčném směru 24,0 m + 10,25 m. Střešní plášť je navržen jako skládaný s nosným trapézovým plechem na vzdálenost vaznic, tj. 1,5 – 3,0 m, stěnový plášť je ze sendvičových panelů vodorovně kladených. Podlahová konstrukce Penthouse je betonována do trapézových plechů, které jsou zde pouze jako ztracené bednění. Hlavní nosná ocelová konstrukce střechy je ukládána na železobetonové prefabrikované sloupy. Po dohodě s projektantem železobetonových konstrukcí jsou veškeré přípoje na ŽB sloupy řešeny přes zabetonované ocelové desky. K osazeným deskám bude montážně přivařen kotevní element. V případě těžkých kotvení – nástavce sloupů, průvlaky, vazníky je přivařena ocelová deska se navařenými kotevními šrouby. Na tuto desku jsou jednotlivé prvky nasazeny přes patní desku s otvory, výšková montážní rektifikace je provedena vložkami mezi desky. Podle požárně bezpečnostního řešení jsou požadované hodnoty požární odolnosti nosných ocelových konstrukcí stanoveny na 15 min. Jan Jaroš, Jan Drochýtek, info@steelpro4.cz, SteelPro 4 s. r. o.
Project of Supporting Steel Structure of Škoda Auto Transmission Plant Building The branch of the largest Czech car manufacturer Škoda Auto Mladá Boleslav in Vrchlabí in Trutnov district continued with construction of new buildings for the production of modern automatic transmission DQ200. For this important project, the company SteelPro 4 s. r. o. prepared a detailed design of supporting steel structure and subsequent production and assembly documentation. With regard to the change in the design of building from reinforced concrete frame to a combination of reinforced concrete columns and steel roof, the team was facing a difficult task of developing the detailed design in just four weeks. The total weight of relevant steel structure for the purposes of the documentation preparation was over 2,700 tonnes.
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
INZERCE
OD NÁVRHU DO REALITY
A TRIMBLE COMPANY
Tekla Structures 18
CO JE NOVÉHO? Interaktivní zobrazení změn tvarů při přímé manipulaci s objekty Vylepšení výkresů pro dosažení vysoké kvality dokumentace Lepší spolupráce a součinnost všech stran na projektu Vyšší úroveň automatizace výroby bez chyb způsobených lidským faktorem Vysoká tvořivost a produktivita ve 3D modelování
S programem TEKLA STRUCTURES 18 můžete jednoduše přenést svůj návrh do reality. Pomáhá uskutečňovat velké myšlenky a vytvářet stavby, které si dříve lidé ani nedokázali představit. Seznamte se s tím, co TEKLA STRUCTURES 18 dokáže, navštivte www.teklastructures.com.
w w w. c o n s t r u s o f t . c z ve spolupráci s VŠB-TU Ostrava a VUT v Brně, pod záštitou děkana Strojní fakulty VŠB-TU Ostrava doc. Ing. Iva Hlavatého, Ph.D.
POZVÁNKA NA KONFERENCI
2012
99260
XIV. KONFERENCE
OCELOVÉ KONSTRUKCE 2012 se zaměřením na materiálové inženýrství, projektování, realizace staveb, ekonomické aspekty a povrchovou ochranu Konference s dlouhou tradicí v novém pojetí… Zařazeno v akreditovaných vzdělávacích programech celoživotního vzdělávání ČKAIT – A3 a systému celoživotního profesního vzdělávání ČKA.
čtvrtek 24. 5. 2012
Partneři konference
Mediální partneři konference
SEKRETARIÁT KONFERENCE
KONSTRUKCE Media, s. r. o. Bc. Vítězslav Fejfar, Na Obvodu 1098/41, 703 00 Ostrava-Vítkovice, tel. 733 531 084, e-mail: fejfar@konstrukce-media.cz
www.konstrukce.cz
Státní léčebné lázně KARLOVA STUDÁNKA Hlavní lázeňská budova Libuše
P1–XI
INZERCE
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
BIM Day 2012
| 12. června 2012
konference a panelová diskuze za účasti zahraničních BIM odborníků Odborná rada pro BIM pořádá konferenci s panelovou diskuzí za účasti zahraničních BIM odborníků
> BIM v praxi ve Velké Británii > BIM jako PROCES z různých úhlů pohledu Místo konání: Fakulta architektury ČVUT v Praze, Thákurova 9, Praha 6 Upozornění: určeno všem, kteří mají co do činění s budovami během jejich celého životního cyklu.
www.CzBIM.org
enabling innovation in construction
Scia Engineer – komplexní řešení pro návrh konstrukcí podle Eurokódů Eurokódy integrované v software
www.konstrukce.cz
• • • •
P1–XII
nejúplnější posudky na trhu veškeré Národní přílohy nepřetržitý vývoj a aktualizace dlouhodobá zkušenost s implementací
Nemetschek Scia, s. r. o. Evropská 2591/33E, 160 00 Praha, tel.: 226 205 600 Slavíčkova 827/1a, 638 00 Brno, tel.: 530 501 570
info@scia.cz, www.scia.cz
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFT WARE
Optimalizace dodatečně předpjatého průvlaku pomocí Scia Optimizeru Současná ekonomická situace ve stavebnictví nutí všechny účastníky procesu výstavby ke snižování nákladů a zvyšování efektivity investic. Jednou z cest k redukci investičních nákladů je využití optimalizačních metod při návrhu konstrukce. Optimální návrh nosné konstrukce je náročnou multikriteriální úlohou. Kromě požadavků na únosnost a spolehlivost ve smyslu platných norem jsou nedílnými kritérii architektonická a ekonomická hlediska. Vysoký počet mnohdy zdánlivě protichůdných požadavků vede k řešení problémů o mnoha parametrech různých typů, je proto zcela nezbytné, aby programový optimalizační nástroj byl zcela obecný a dostatečně flexibilní. Specializovaný modul Scia Optimizer, který je součástí programového balíku Scia Engineer, výše uvedené požadavky splňuje. Příklad, na kterém je demonstrováno praktické využití optimalizačního modulu Scia Optimizer, je dodatečně předpjatý průvlak průřezu obráceného T, který byl navržen z důvodu požadavku na minimální počet nosných sloupů ve vstupní hale obchodního centra. Použití dodatečně předpjatých konstrukcí umožňuje minimalizaci rozměrů průřezu, což je důležité u konstrukcí velkých rozpětí, kde stálá zatížení od vlastní tíhy tvoří velkou část celkového zatížení. Redukce dimenzí průřezu je výhodná z hlediska ekonomického, estetického a především funkčního. Optimalizace konstrukcí s dodatečně předpjatými kabely není mezi optimalizačními úlohami příliš obvyklá, což je způsobeno především složitostí těchto konstrukcí a velkým množstvím návrhových proměnných, které v mnoha případech navíc nabývají diskrétních hodnot. Průvlak o rozpětí 19,8 m je vyložen na obě strany kvůli zajištění minimalizace průhybů v poli. Průřez průvlaku je obdélník 1,7 m × 0,75 m z betonu třídy C30/37. Návrh a posouzení konstrukce je provedeno v souladu s evropskými normami pro navrhování předpjatých konstrukcí.
CÍLOVÁ OPTIMALIZACE Cílem úlohy byla redukce celkových nákladů na materiál průvlaku, tedy optimalizace rozměrů průvlaku a geometrie předpínacích kabelů (Y1860S7-15,7). Zároveň byla optimalizována vyložení průvlaku na obě strany s ohledem na minimalizaci průhybů v poli. V první fázi byla optimalizována cena konstrukce při zachování stejného průhybu jako u počáteční konstrukce. Následné optimalizační úlohy hledaly optimální tvar konstrukce a geometrie kabelů při co možná nejnižším průhybu konstrukce. Pro stanovení ekonomického zhodnocení byly uvažovány průměrné ceny materiálu betonu a předpínací výztuže. Aby bylo možné stanovit celkovou cenu průvlaku, bylo nutné pro každé vypočtené řešení definovat celkový objem materiálu betonu průvlaku a hmotnost použitých předpínacích lan. Tyto parametry lze velice snadno vytvořit pomocí jednoduchého programovacího nástroje implementovaného přímo v modulu Scia Optimizer. Tímto nástrojem lze zadávat různé parametry optimalizace (jako zde např. cenové), ale také vytvářet přídavné parametry pro optimalizaci (například omezující podmínky).
OMEZUJÍCÍ PODMÍNKY Za omezující podmínky byly zvoleny průhyby konstrukce a rozměrové charakteristiky průvlaku určující cenu jednotlivých materiálů – předpínací výztuž a beton. Geometrické podmínky – tyto omezující podmínky vycházejí z geometrie průřezu a z rozmístění jednotlivých kabelů v průřezu. Výsledky deformací – vyhodnocovány jsou výsledky deformací v poli a na koncích průvlaku pro kvazi-stálou kombinaci zatížení.
OPTIMALIZAČNÍ ALGORITMUS
Obr. 2 – Schématické vedení předpínací výztuže průvlaku
www.konstrukce.cz
Obr. 1 – Optimalizovaný skrytý průvlak (červeně zvýrazněný) v konstrukci obchodního centra
Pro optimalizaci konstrukce byl využit optimalizační algoritmus, speciálně vyvinutý pro optimalizaci stavebních konstrukcí. Jde o jedinečný nástroj založený na standardním statickém software, umožňující provádět obecnou parametrickou optimalizaci hledající nejen optimální rozměry prvků konstrukce, ale i topologii a tvar konstrukce s použitím nejmodernějších matematických
P1–XIII
PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFT WARE
PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012
ho kritéria apod.) lze všechna řešení vyhodmetod. Výsledkem algoritmu jsou optimální notit v externím tabulkovém programu. hodnoty návrhových proměnných vyhovující omezujícím podmínkám. Vlastní optimalizace sestává z následujíZÁVĚR cích kroků: Software pro optimalizaci SciaOptimizer 1) Vytvoření modelu a jeho parametrije velice perspektivním nástrojem pro optizace ve statickém softwaru – konstrukce je malizaci nosných konstrukcí. V tomto článstandardním způsobem zadána a parametku bylo prezentováno praktické využití Scia rizována, což značí, že zadané parametry Optimizeru pro optimalizaci dodatečně jsou přiřazeny vybraným vlastnostem určipředpjaté konstrukce průvlaku. Metodou tých částí konstrukce (průřez, zatížení, modifikovaného simulovaného žíhání bylo počet kabelů, apod.). dosaženo úspory na materiálu předpínací 2) Definice cílové funkce a výběr vhodvýztuže až 22 %. né metody – cílová funkce je definována Vývoj počítačových technologií v posledv optimalizačním algoritmu. Dále je nutné ních letech umožňuje provádět parametrické vybrat správnou optimalizační metodu a optimalizační studie i poměrně rozsáhlých podle typu úlohy numerických modelů v dostatečně krátkém 3) Optimalizační cyklus – optimalizační Obr. 3 – Schéma optmalizačního algoritmu čase. Pro úspěšnou optimalizaci konstrukčníalgoritmus řídí iterační proces v krocích ho systému má rovněž zásadní význam koa cyklech až do nalezení optimálního řešení. rektní formulace optimalizačních kritérií. Pro každý parametr je možné zadat počáteční, minimální a maxiJe však třeba podotknout, že používání optimalizačních metod mální hodnotu. v průběhu projekčních prací dosud nepatří k běžné praxi. Existence 4) Vyhodnocení algoritmu – výsledky každé iterace jsou uloženy výkonných softwarových nástrojů však může projektantovi signifiv optimalizačním algoritmu a mohou být po ukončení optimalizace kantně usnadnit práci v komplexní problematice multikriteriální opnásledně analyzovány. timalizace konstrukčních systémů.
VÝSLEDKY OPTIMALIZACE Existuje mnoho typů optimalizačních metod. V našem případě jsou počty kabelů diskrétní nezávislé proměnné. Je tedy nutné zvolit takovou metodu, která dovoluje nastavit krok změny nezávislého parametru jako diskrétní hodnotu. Tomuto požadavku nejlépe vyhovuje metoda modifikovaného simulovaného žíhání. Tato metoda dokázala najít konfiguraci vstupních parametrů při dosažení min průhybu 2,8 mm oproti původním 12,5 mm. Finální optimalizovaná cena průvlaku je 152 888 Kč. Po proběhnutí optimalizačního cyklu obdrží uživatel sadu několika nejlepších řešení, aby sám zhodnotil, které řešení je pro něj optimální. V průběhu optimalizace se všechna provedená řešení ukládají jako dílčí úlohy. Po ukončení optimalizace (dosažení konvergenční-
Vývoj optimalizačního software byl firmou Nemetschek Scia realizován ve spolupráci se Stavební fakultou ČVUT v rámci projektuFT-TA4/100 „Optimalizace jako nástroj udržitelného rozvoje a zvýšení konkurenceschopnosti českého stavebnictví“ za finanční podpory z prostředků státního rozpočtu prostřednictvím Ministerstva průmyslu a obchodu ČR. Ing. Lukáš Dlouhý, l.dlouhy@scia.cz, Nemetschek Scia s. r. o. Ing. Vojtěch Petřík PhD., vojtech.petrik@helika.cz, HELIKA a. s.
Obr. 4 – Grafická prezentace výsledků optimalizace
www.konstrukce.cz
Optimization of Additionally Pre-stressed Bearer with Scia Optimizer
P1–XIV
Current economic situation in the construction industry forces all parties of the construction process to reduce costs and increase efficiency of investments. One way to reduce investment costs is the use of optimization techniques in the design. Optimal design of the supporting structure is a challenging multi-criteria task. In addition to the requirements for bearing capacity and reliability in accordance with applicable standards, architectural criteria and economic aspects form their integral part. The high number of seemingly contradictory requirements often leads to the problems solution of many parameters of different type; therefore it is absolutely necessary that programme optimization tool is completely general and flexible enough. Specialized Scia Optimizer module, which is a part of the programme package Scia Engineer, meets the aforementioned requirements.