הבנת המורכבות של Skyscraper Structural Design

תכנון גורדי שחקים הוא אחד האתגרים התובעניים ביותר בהנדסה מבנית.כל קומו חייב לעמוד בבטחה בפני עומסי כבידה, כוחות מאוחרים מרוחות ו רעידות אדמה, ורטטים דינמיים, בעוד שנותרים מבחינה כלכלית, הצוות להנדסה חייב לתאם עשרות דיסציפלינות, מאדריכלות ועד מערכות מכניות, והמערכת המבנית לבדה יכולה לערב אלפי מברשות פלדה, עמודות קונקרטיות, לאחר זחלות, ולנתח במהירות של מהנדסי תוכנה, ולעצבן, כמו גם מודלים מורכבים, כדי לפתח מודלים חזקים, ולפיתוחים, כמו גם מודלים חזקים, ולפיתוחים, ולפיתוח של תוכנות אלה, ולפיתוח, ולפיתוח, כמו גם מודלים חזקים יותר, כדי לפתח מודלים חזקים יותר, ולעצב, כמו גם מודלים חזקים יותר, כדי ליצור בסיס בטוח יותר, ולפיתוח של מתודולוגיים, כדי ליצור בסיס בטוח יותר, עיצוב בסיס בטוח יותר, כמו גם מודלים חזקים, כמו גם מודלים חזקים של מתודולוגיים, כמו גם מודלים חזקים, כמו גם מודלים חזקים, עיצוב בסיס מאובטחים, כמו גם מודלים חזקים של תוכנות, כמו גם מודלים חזקים, כמו גם מודלים חזקים של מערכות מבני מערכת מבני ריטה, עיצוב של תוכנות אבטחה, כמו גם מודלים חזקים, כמו גם מודלים חזקים יותר, עיצוב של פחמן, עיצוב

מקרה זה הולך דרך היישום בעולם האמיתי של RISA & #8217; חבילת כלים לעצב גורדי שחקים מודרניים.We נבחן כל שלב של זרימת העבודה, החל ממודל מושג ראשוני באמצעות עיצוב תואם קוד הסופי, מדגיש כיצד תכונות של RISA לייעל את התהליך ולשפר דיוק.

בסביבה הקרובה של RISA Structural Software Suite

(ה-RISA Technologies מציעה משפחה של תוכניות המותאמות לשלבים שונים של מוצרי הטיהור המבניים (המוצר המרכזי), ה-FLT:0)RISA-3DigmFLT:1, הוא כלי ניתוח סופי תכליתי ועיצוב המסוגל לטפל במודלים תלת-ממדיים עם סוגים שונים של יסודות, כולל beams, עמודות, לוחות של BLT2Falation, ו-Apation.

(ג) לישועים, זרימת העבודה הטיפוסית מתחילה ב-FLT:0 (RISA-3Digph:1 או FLT:2RISAFloorcioFLT 3, בהתאם לטיפולוגיה מבנית.מהנדסים מגדירים את רשת הבניין, להקצות תכונות חומריות, ומיישמים.

למד עוד על קו המוצר המלא ב-FLT:0RISA Software pageure Site pageFLT:1.

שלב ראשון: מודל וגיאומטריה

העיצוב של גורדי שחקים תמיד מתחיל עם גיאומטריה.עבור המקרה ללמוד גורדי שחקים ו-#8211; מגדל שימוש מעורב בן 60 קומות עם טביעת רגל מלבנית ופרופיל מוקרן ו-#8211; המודל האדריכלי סיפק את רשת הבסיס ואת רמות הרצפה. Using RISA-3D, המהנדס המבני ייבא את הפריסה באמצעות קבצי DXF ובאופן ידני את העמודה מעודנת ל- 9-D, מאפשר גישה מלאה של מערכת בקרה, ללא מרשם, ו-D.

יתרון מרכזי אחד של RISA הוא היכולת שלה להתמודד עם גיאומטריה מורכבת כגון ריצוף, רצפות העברה, ו חזיתות מעוגלות. עבור פרופיל מוקרן, המהנדס הגדיר את טביעת הרגל מופחתת של הרצפה העליונה על ידי התאמת עמודה מדפים ושימוש בדבורים מדרונות.המודל כלל 120 קומות של עמודות, 60 סלאבים הרצפה, ליבה קונקרטית במרכז הבניין, ויציאה החוצה גפרעים ברמות מכניות.

(ב) נכסים חומריים הונחו על בסיס המפרטים של הפרויקט:0Grade 50 SteelFillo 1 ;5 ;0) ,5 ;0;5 Grade 65 SteelFLT 3 עבור עמודות גבוהה-מנועי, ו-FLT:4 משקל בטון טבעי משקל בטון FLT:5 עם כוח דחיסה של MPa במהירות של 48a עבור רצפות מהירות וקודמת AI, כולל תקן בחירה סטנדרטי של AISC, ו-A.

Defining Structural Elements with Precision

לאחר שהרשת והפריסה הוקמו, המהנדס הגדיר כל אלמנט מבני.ב-RISA-3D, דבורים ועמודות נמשכים כחברים ליניאריים עם סעיפים שהוקצו על-ידי הצלב.עבור השחקים, המהנדס יצר ספריית של חלקים רחבים-פרגלים מותאמים אישית למסגרת הפלדה וקטעים חלולים מלבניים עבור עמודות הליבה.

Slabs היו מודל בשימוש (FLT:0)RISAFloorpherFLT ( 1:1 כמו שני לוחות בטון בכיוון עם נוטה לאחר לחץ דם.המהנדס ציין את עובי העשב (200 מ"מ טיפוסי, 300 מ"מ ברמות פולימודיום), כיסוי קונקרטי, נוטה הפריסה. RISAFloor מחשב באופן אוטומטי את המטענים לחשבונות לאחר לחץ דם ואפקטים של ניתוח ארוך טווח רפיח.

עבור הקרן, (FLT:0) מייסדת של ההרחבה של ההרחבה:0.RISA, שימש לתכנון סלאב תלת-מטר מתחת למגדל, עם ערמות המשתרעות 40 מטרים לתוך הסלע.ה התוכנה נחשבת לאביבי אדמה (מודל ווינקר) כדי לדמות אינטראקציה מאומצת של מבנה הקרקע, גורם קריטי להתנחלויות גבוהות ולסיבוב.

שלב 2: שיטות ניתוח מבניות עבור בניינים גבוהים

עם השלמת המודל, שלב הניתוח החל. Skyscrapers דורש שיקול של כבידה ועומסים מאוחרים יותר. עומסי Gravity (dead and Live) הוחלו על הרצפה עם גורמים עומסים המבוססים על ASCE 7-16. עומסי Live הופחתו על פי הקוד לאחסון ודיקור.עבור ניתוח מאוחר יותר, המיקום הבניין היה מונח על שטח מתון עם מהירויות בסיסיות של רוח (Cmph) .

RISA-3D ביצע ניתוח ספקטרום אלסטי של ספקטרום אלסטי (FLT:0 לינארית) עבור עומסי כבידה, ואחריו ניתוח ספקטרום:2response ספקטרום ניתוח ספקטרום 3 עבור עומסים סיסמיים.המהנדס הגדיר טווח זמן טבעי (שלושת מצבי עומס ראשון) וליישם את ספקטרום העיצוב הספציפי של האתר.

כדי ללכוד את הלא-לינאריות גיאומטרית (אפקטים של P-Delta), המהנדס אפשר את ה-FLT:0P-Delta Analysis Options FLT:1 ב- RISA-3D. זה מהווה את הרגעים המבולחים הנוספים המושרה על ידי עומסים אנכיים הפועלים על המסגרת הנוקשות של המאוחר יותר.עבור בניין 60 קומות, P-Delta יכול להגדיל את הנוסחאות השני על ידי 15-25%, והתעלמות ממנו לבצע בדיקה אוטומטית של Rvreconative.

יתר על כן, המהנדס ביצע ניתוח היסטורי תגובה 0modal של ההרחבה (FLT) 1:1 באמצעות שיטת אינטגרציה ישירה כדי לאמת את ביצועי הבניין תחת רעידת האדמה הנחשבת המקסימלית (MCE) RISA-3D תומך בניתוח ההיסטוריה של זמן לא ליניארי עם אי-לינימיות חומרית המוגדרת באמצעות צירים עבור קרן פלדה וקטעי סיבים עבור קירות קונקרטיים.

ניתוח נתיבי טעינה והפצת מתח

לאחר שהניתוח רץ, RISA יצרה תוצאות מפורטות כולל כוחות חברים, רגעים, כוחות תגובה ועקירות.המהנדס סקר את ה-FLT:0load Path דיאגרמות FLT:1 כדי להבטיח כוחות מכוח הכבידה ועומסים מאוחרים הועברו ביעילות אל הקרן.הבסיס הבטון פעל כמערכת ההנעה של כוח-כוח-הכוח המאוחר הראשי, עם פיזורים גדולים המחברים את הליבה לכדי סחף כדי להפחית את הסחף.

[ה]ה' [ה]'[דרוש]']'[דרוש]' [ב]'[דרוש]' [ל]'[דרוש]' [ה']'[דרוש]] [ל[[המאה ה'], [ה[[המאה ה-20]]], ו[[המאה ה-20]], [[המאה ה-20]],]], [[המאה ה-20]],]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[19

אתגר משותף אחד בשחקים הוא שליטה על סחף בין קומות כדי למנוע נזק לקלפיות ומחיצות.הניתוח הראה כי הסחף המקסימלי תחת טעינה סיסמית' היה 0.012 קורנן (H/500), מעל המטרה של H/600. כדי להפחית את הסחף, המהנדס הגדיל את הנוקשות של קירות הליבה על ידי הוספת פתילים ועיב את הקירות בקומות התחתונות המהירות של RISA, ללא שינוי מהיר של השיתוק מחדש.

שלב 3: אופטימיזציה עיצובית וקוד תאימות

לאחר ניתוח, המהנדס השתמש במודולים העיצוביים של RISA כדי לבדוק כל אלמנט מבני כנגד קודים החלים.מסגרת הפלדה נועדה ל-FLT:0AISC 360-16FLT:1 (הפצה של מבני פלדה סטרקטיים), בעוד הליבה הבטונית והזחלים שלאחר FLT:2ACI 318-14Fal 318LT 3ISA-3D בוחרת באופן אוטומטי את העומסים מ-CEK, ומבצעים ל- 7CEBreblings לאחר מכן, ו-CER.

ה-FLT:0 ,design Optimization תכונה של אופטימיזציה (RISA-3D) הוא חזק במיוחד עבור גורדי שחקים.המהנדס יכול להגדיר יעד יחס ביקוש לקיבולת (למשל, 0.90 עבור אנשי כוח הכבידה ו 0.80 עבור חברים מאוחרים יותר) ולתת התוכנה באופן אוטומטי למזער את היקף פלדה למזער את משקל זה, אופטימיזציה מופחתת פלדה הכולל כדי לחסוך 12%, לעומת עלויות ראשוניות של בטיחות.

תאימות קוד לאלמנטים קונקרטיים ב- RISAFloor כוללת חיזוק גמיש, יכולת הרדאר, ובקרת סדק.המהנדס הגדיר רוחב סדק מקסימלי של 0.3 מ"מ תחת עומסי שירות.RISAFloor מחושב אזורי חיזוק הדרושים לרצועה ויצר לוחות זמנים בר עבור סלאבים וקירות. עבור הקרן המצטפית, RISAFoundation בדק אגרוף, חיזוק קירבה, חיזוקים ומגבלות ההתנחלויות.

קישור חיצוני: המכון האמריקאי לבנייה פלדה (AISCIR)FLT:1 מספק את מפרט הקוד המשמש בעיצוב פלדה.

עיצוב מרפא Refinement ו Peer Review

עיצוב סטרקטיטורי עבור גורדי שחקים הוא אף פעם לא תהליך אחד לעקוף.לאחר אופטימיזציה ראשונית, הצוות הציג את התוצאות לאדריכל והיועץ הגיאולוגי.האדריכל ביקש שינוי בפריסת הקיר הליבה כדי להתאים פירים גדולים יותר.שימוש ביכולות הדוגמנות של RISA, המהנדס שיחזר את חומות הליבה על ידי העברת נקודות קצה ותנאי גבול מחוסנים באופן אוטומטי את כל הקישורים של החברה, פחות מ 10 דקות, לקח על ידי עיצוב סטנדרטי, פחות מ- 10 דקות, 000 שיטות הפעלה.

העיצוב גם עבר ביקורת עמיתים עצמאית.הסקירה ביקשה אימות של עיצוב הבסיס באמצעות שיטה חלופית.המהנדס השתמש ב- RISAFoundation כדי להפעיל ניתוח אלמנט סופי של ההזדווג עם פרופילים קשיחות אדמה שונים ואישר כי ההתנחלות המרבית הייתה בתוך 50 מ"מ (2 אינץ') תכונות הדיווח של RISA יצרו טבלאות פלט וגרפים הכוללים בקלות בדו"ח העיצוב.

מקרה מחקר: 60-Story Active-Use Skyscraper

כדי להמחיש את כל זרימת העבודה, הנה הליכה מפורטת יותר של פרויקט ספציפי: "מגדל המרידיאן" ו-#8211; בניין בן 60 קומות עם גובה כולל של 250 מטרים.המערכת המבנית משלבת ליבת בטון חזקה עם מסגרת פלדה חד-צדדית ושני טרה-פרג'ים ברמות 20 ו-40.

(ב) [15] ,1 ,1 ,1 ,2 ,2 ,

  • רשת ארכיטקטונית מיובאת מ- Revit דרך DXF.
  • גובה הרצפה המוגן: רצפת הקרקע 0 מ', רצפות טיפוסיות ב 4 מ"ג ספאק, רצפות מכניות בשעה 5 מ'.
  • החתימה את הליבה הבטונית כקבוצת לוחות קיר עם עובי מוגדר למשתמש: 800 מ"מ על הקרקע ל-400 מ"מ מלמעלה.
  • מדגמים trusses כמו אנשי פלדה עם חלקי ארגזים מותאמים אישית.
  • חיבורים מרופפים עבור דבורים כדי להפחית את העברת הרגע ולפשט פרטים.

2 (ב) ↑ תלמוד בבלי, פרק 2

  • עומס מת: משקל עצמי של בטון ופלדה (חושב באופן אוטומטי), בתוספת עומסים מתים על-ידי 1.5 kPa עבור מחיצות ומכניקה.
  • עומס חי: 2.0 kPa עבור רצפות משרדים, 4.5 kPa עבור קומות מכניות, 1.5 kPa עבור גג (עם הוראות שלג).
  • עומס סיסמית: ספקטרום התגובה של ASCE 7-16 עבור כיתה C, Ss = 1.2g, S1=0.4g.
  • עומס רוח: מיובא מניתוח CFD כהיסטוריית זמן לחץ עבור שלושה כיוונים רוח.

(ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

  • תקופת מצב ראשונה: 5.8 שניות (העברה ב X-direction).
  • בסיס Shear מספקטרום תגובה: 12,500 kN (0.08W).
  • גג מקסימלי נסחף תחת רוח שירות: 600 מ"מ (H/417) ו-#8211; מעט מעל מטרה, כך הנוקשות של truss עלתה.
  • סחף קריטי: 0.009 קורנן תחת MCE & #8211; מקובל על ביצועי בטיחות חיים.

(ב) 4 (ב) 4) עיצוב ואופטימיזציה של 1

  • גלי פלדה: מותאם מקטעי W24 הראשונים ל- W21 בקומות העליונות, וחסכה 8% משקל פלדה.
  • חיזוק הליבה: נדרש יחס פלדה 1.2% באזורי flexural; RISAFloor הציע 11 ברים ב 200 מ"מ ספאק.
  • עובי הבסיס של מאט גדל ל-3.5 מ' לאחר אגרוף צ'ק בטור.

קישור חיצוני: האגודה האמריקנית למהנדסים אזרחיים (ASCERE)FLT:1 מפרסם את תקן הטעינה המינימלי המשמש בפרויקט זה.

שילוב עם BIM ו-Colaborative Workflows

עיצוב גורדי (Walraper Design) אינו מתרחש בבידוד.ר.ה.מ.מ.מ.מ.מ.מ.מ.מ.מ.מ.מ.מ.מ.ה.מ.ה.מ.מ.מ.השילוב עם בניית פלטפורמות מידע (BIM) כגון Revit, Tekla ו- AutoCAD. for the Marley, ה-RETA היה קשור למודל האדריכלי באמצעות שימוש ב-FLT5 של ה-SRPS: אם כי אם כיו-RAPRETA נדרש שינויים ב-RLT5S) באופן אוטומטי, אם הם אלה היו מסוגלים לספק את ה-RLT5FLT5 של ה-RETA (RLT) ל-RLT1 שינויים ב-RLT) באופן אוטומטי LT) של ה-RLT1 שינויים בתכנית האדריכליכוחים (RLT) של ה-RLTFLTD.

בנוסף, האינטגרציה של RISA עם FLT:0 (Microsoft ExceligFLT:1) אפשרה לצוות העיצוב לנהל מחקרים parametric על גודל חבר וציונים חומריים, הערכת תרחישים עלות.הממשק הפתוח של התוכנה מאפשר תסריטים מותאמים אישית עבור הדור האוטומטי ומיצוי תוצאה, אשר משתמשים מתקדמים למנף עבור משימות עיצוב חוזרות ונשנות.

מסקנה

תכנון גורדי שחקים דורש שילוב של ניתוח מתקדם, אופטימיזציה אינפורמטיבי, וציות קוד קפדני. RISA סטרקטיטורי תוכנה מספק את הכלים הדרושים כדי לענות לדרישות אלה בסביבה מאוחדת.ממודלים 3D הראשוני עם קטעים מותאמים אישית לניתוח זמן לא ליניארית זמן רב-היסטוריה ובדיקת קוד אוטומטי לחלוטין, RISA מקטין את הסיכון של שגיאות ידניות ומזרז את מחזור העיצוב.