Công trình cầu: áp dụng thiết kế có tham số – giải quyết các bài toán thiết kế phức tạp

Mô Hình Tham Số

Những kỹ sư ngày nay trong một thời gian cần phải giải quyết công việc với áp lực lớn hơn với đáp ứng nhu cầu công việc hiệu quả hơn, thiết kế trở nên phức tạp hơn. Những công cụ thiết kế kiến trúc ngày nay ngày càng mở rộng hơn cho phép tạo những đường cong và những chi tiết kết cấu đáng kinh ngạc, tất cả những điều đó làm cho kỹ sư kết cấu người làm việc với ngân sách ít hơn nhưng với thời gian hạn hẹp.

Điều đó càng đúng trong lĩnh vực thiết kế cầu, mà phần lớn vẫn phục thuộc vào hồ sơ bản vẽ. Mặc dù được áp dụng rộng rãi, nhưng quy trình làm việc 2D truyền thống không giải quyết được hết các vấn đề thường gặp ở các dự án đó là hao phí vật liệu, sửa đi sửa lại ở công trường, RFIs, vượt chi phí, trễ tiến độ và giảm năng suất.

Những hạn chế này đang thúc đẩy ngày càng nhiều kỹ sư kết cấu tìm đến thiết kế tham số hóa và quy trình làm việc dựa trên nền tảng BIM. Thiết kế tham số chuyển cách thể hiện thiết kế từ hình học sang logic cơ bản, cho phép các kỹ sư thiết lập các quy tắc và tham số cho một mô hình, thay vì mô hình hóa hình học một cách trực tiếp. Các quy tắc này hoạt động dựa trên các tham số đầu vào và mô hình là một kết quả tất yếu.

Vì vậy, khi điều chỉnh một tham số, chẳng hạn như số cột hoặc chiều rộng của sàn, tất cả các đối tượng mô hình bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi đó sẽ tự động được cập nhật. Khi thiết kế tham số được kết hợp với phần mềm BIM thích hợp, các tham số có thể đồng thời truyền dữ liệu BIM giàu thông tin chứ không chỉ là các hình học đơn giản.

tham so

Điều này nghe có vẻ phức tạp, nhưng thiết kế có tham số giúp khắc phục các hạn chế và nhanh chóng tạo ra các phương án thiết kế thay thế cho các hình dạng phức tạp. Ngày nay, các kỹ sư kết cấu đang tận dụng quy trình làm việc theo tham số mà không có kiến ​​thức trước về lập trình thông qua các liên kết trực tiếp giữa phần mềm BIM và các công cụ lập trình trực quan như Grasshopper, một plugin cho Rhinoceros, một ứng dụng đồ họa máy tính 3D và thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD).

Điều này cho phép các kỹ sư xác định các tham số đầu vào như tọa độ, kích thước hoặc đường cong và các quy tắc kết nối các dựa trên các tham số đó, tạo ra hình học mong muốn hoặc đầu ra khác, sau đó có thể được áp dụng trực tiếp cho các đối tượng vào phần mềm BIM tham số. Bằng cách đưa thiết kế tham số vào môi trường mô hình tham số 3D, chẳng hạn như Tekla Structures, các công việc lặp đi lặp lại và cập nhật thay đổi được tự động hóa. Điều này cho phép các kỹ sư nhanh chóng, chính xác và dễ dàng tạo ra một mô hình cầu 3D thực sự có thể xây dựng, đáp ứng mọi yêu cầu của Cấp độ Phát triển (LOD) và đảm bảo tất cả các sản phẩm được phân phối, bao gồm cả mô hình, bản vẽ và danh sách vật liệu, đều nhất quán.

Dựa trên các thuộc tính mà kỹ sư xác định, tác động của bất kỳ thay đổi nào đối với thiết kế sẽ được tự động điền vào trong toàn bộ mô hình. Grasshopper nhận các đầu vào, hoàn thành các tính toán và tạo ra một đầu ra được áp dụng cho mô hình. Điều này giúp loại bỏ phương pháp dưng hình thủ công và cho phép các kỹ sư nhanh chóng tạo và trực quan hóa tạo ra các thiết kế phức tạp 3D bằng cách điều chỉnh các thuộc tính một cách đơn giản. Quy trình làm việc này đặc biệt có lợi khi mô hình hóa các cấu trúc, chẳng hạn như cầu, có hình học phức tạp và bề mặt cong.

Các lợi ích của mô hình thiết kế có tham số

Mô hình hóa với thiết kế tham số có những lợi ích đáng kể giúp cải thiện cả quá trình thiết kế và chất lượng. Với việc các kiến ​​trúc sư có những phương thức thiết kế ngày càng mạnh mẽ và việc hợp tác phối hợp thiết kế càng trở nên quan trọng, việc loại bỏ các quy trình thủ công có thể giúp các kỹ sư kết cấu làm việc hiệu quả hơn để đáp ứng nhu cầu dự án ngày nay. Bằng cách kết hợp thiết kế tham số với mô hình tham số, các kỹ sư có thể:

  • Đẩy nhanh công việc và tăng độ chính xác. Thiết kế tham số cho phép các kỹ sư xác định các quy tắc logic mô tả mô hình và các mối quan hệ giữa các bộ phận của nó, cũng như một tập hợp các tham số để điều khiển logic. Sau đó, công cụ thiết kế sẽ tính toán và tạo ra một mô hình 3D động dựa trên tiêu chí đó, khi được sử dụng với phần mềm BIM tham số như Tekla Structures, sẽ dẫn đến một mô hình có thể xây dựng chi tiết, giàu dữ liệu, chứa tất cả thông tin cần thiết để xây dựng và chế tạo. Loại bỏ công việc thủ công mang lại lợi thế năng suất to lớn bằng cách đẩy nhanh quá trình tạo mô hình và việc tạo ra thiết kế tự động nói chung làm giảm nguy cơ mắc lỗi của con người, tệ nhất có thể tích tụ thành các tính toán sai lầm tốn kém.
  • Đơn giản hóa các lần lặp. Giải quyết các thay đổi dễ dàng hơn nhiều với mô hình tham số so với mô hình 3D truyền thống, chưa kể đến CAD 2D. Vì các điều chỉnh đối với mô hình dựa trên logic đã đặt và được phản ánh trong toàn bộ thiết kế, nên bạn có thể lặp lại nhanh chóng trong khi vẫn tuân theo các tiêu chí và ràng buộc đã thiết lập của thiết kế.
  • Đổi mới một cách dễ dàng. Khi toàn bộ thiết kế có thể được tạo, quản lý và lặp lại một cách tổng thể, sẽ có nhiều cơ hội hơn để tối ưu hóa quy trình thiết kế. Thiết kế và mô hình hóa tham số cung cấp cho các kỹ sư một cách dễ dàng để nhanh chóng kiểm tra và khám phá các tùy chọn để thực hiện một dự án hiệu quả hơn về chi phí. Khi một lựa chọn tốt hơn được phát hiện, các thay đổi có thể được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng.
image 3

Bắt đầu

Lần đầu tiên thử một cách tiếp cận hoặc quy trình làm việc mới có thể rất khó khăn cho những người mới, đặc biệt lại chưa có kiến thức nền về lập trình. Để thử thiết kế tham số, hãy xem xét bốn bước sau:

  1. Sẵn sàng thử một cái gì đó mới. Điều này có vẻ hiển nhiên, nhưng bạn sẽ dễ dàng đọc từ tham số và nghĩ rằng “cái này quá phức tạp” hoặc “Tôi không phải là lập trình viên và tôi không có thời gian để học một cái gì đó mới”. Nếu bạn muốn dùng thử thiết kế tham số, phiên bản đầy đủ của Rhino Grasshopper được đánh giá miễn phí trong 90 ngày
  2. Tận dụng các hướng dẫn và video hướng dẫn. Cách tốt nhất để học là trực tuyến thông qua các video do các kỹ sư kết cấu khác thực hiện, hướng dẫn và diễn đàn. Một số tư khóa có thể tìm kiếm: Grasshopper-Tekla Structures, Grasshopper cơ bản,…. Thật thú vị khi thử nghiệm với các ví dụ Grasshopper mẫu, có thể được tìm thấy bằng một tìm kiếm đơn giản trên Google.
  3. Thử nghiệm với một thiết kế đơn giản. Bắt đầu bằng cách thử nghiệm với dữ liệu tham số cho một thiết kế đơn giản trong Grasshopper và tạo các đối tượng đầu ra trong phần mềm BIM tham số. Không cần thiết phải nhảy ngay vào và học cách sử dụng một mô hình cầu phức tạp. Ví dụ: xây dựng cấu trúc khung dây đơn giản, khung kết cấu 2D đơn giản, với đầu ra là các dường line để tạo thành đối tượng trong mô hình Tekla Structures.
  4. Có tổ chức. Điều quan trọng cần biết là thiết kế và mô hình tham số yêu cầu tổ chức. Tạo ghi chú và giữ cho kịch bản của các tham số được tổ chức và được ghi chép đầy đủ để bất kỳ bên liên quan nào của dự án có thể hiểu nó một tuần hoặc thậm chí một tháng sau đó. Với tính năng tự động hóa năng động, độ chính xác tăng lên, số lần lặp lại nhanh chóng và nhiều tài nguyên hơn cho thiết kế nói chung, lợi ích của thiết kế tham số là không thể phủ nhận. Mặc dù nó có thể được sử dụng cho bất kỳ dự án lớn hay nhỏ nào, nó đặc biệt có lợi trong các cấu trúc phức tạp với kiến ​​trúc độc đáo. Việc sử dụng thiết kế tham số với các công cụ BIM có thể xây dựng sẽ đưa quá trình mô hình hóa lên cấp độ tiếp theo và có thể hợp lý hóa công việc, tạo ra các thiết kế chất lượng cao và có thể xây dựng cũng như cung cấp các dự án thành công – hoàn toàn dựa trên mô hình mà không cần bản vẽ.

Tìm Hiểu Thêm:

Tekla Tip: Công cụ Solid Error chẩn đoán lỗi

Custom Components – Connection for Precasters

Vui lòng liên hệ KONIA để được sự hỗ trợ NG TY TNHH KƠ NIA

Điện thoại: 0906 121 726

Email: hoa.nguyen@konia-group.com