Skyscraper Yapısal Tasarım Kompleksi Anlama

Bir göklerkrasi tasarımı, yapısal mühendislikteki en zorlu zorluklarından biridir. Her yüksek katlı beton sütunları, rüzgar ve depremlerden daha sonra dinamik titreşimler ve ekonomik olarak uygulanabilirken dinamik titreşimler. mühendislik ekibi, bu karmaşık yapıları koordine etmeli ve mühendislerden hızlı ve emin bir şekilde faydalanabilir.

Bu vaka çalışması, RISA’'nin gerçek dünya uygulaması ile yürür; modern bir göksel aktı tasarlamak için araçların paketi.Grup her aşamasını, son kod-kompli tasarım aracılığıyla ilk kavramsal modellemeden inceleyeceğiz, RISA'nın özelliklerini nasıl kolaylaştırıyoruz ve doğruyu geliştireceğimizi inceleyeceğiz.

RISA Yapısal Yazılım Suite'in Genel Bakış

RISA Teknolojileri, 3D modellerini, kirişler, sütunlar ve plakalar dahil ederek belirli bir şekilde işlemeye hazır hale getiren genel amaçlı bir tasarım aracıdır.[FONTD][FONT][FONT][FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=STR][/FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=STRNT=S][FONT=STRNT=S][FONT=FONT=STRNT=S][/FONT=SNT=FONT=SNT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=S=FONT=SNT=SNT=S FONT=FONT=SNT=FONT=STRNT=S FONT=SNT=S][FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=SNT=S FONT=SNT=S FONT=S][FONT=FONT=FONT=FONT=

Gökyüzü için, tipik iş akışı binanın ızgarası olarak başlar:0)RISA-3D) veya [[Döneticileri:2)GÜNCÜCÜSÜye bağlı olarak, yapısal tipoloji Mühendisleri binayı tanımlar ve yükleri uygularlar.

Tam ürün hattı hakkında daha fazla bilgi edinin:0)RISA yazılım ürünü sayfası[Dönem: 1).

Adım 1: İlk Modelleme ve Geometri Tanımlama

Bir göklerincraper tasarımı her zaman geometri ile başlar. Vaka çalışması için, DXF dosyaları ve#8211; bir 60 katlı karışık-kullanıcı profili ve#8211; Mimari modeli hem grafik hem de tablo girişini sağlar, hem de mühendisi tam kontrol eder. RISA-3D, yapısal mühendisi, node koordinatörlüğü kullanarak, poster çubuğunu 9 metreye kadar 9 metreye kadar tasarlar.

RISA'nın bir anahtar avantajı, köşeleri, transfer zeminleri ve eğri cepheleri gibi karmaşık geometriyi ele geçirme yeteneğidir.In kasetleri için, üst kattaki ayak izi en yüksek zeminin eğimli kirişleri ayarlayarak tanımlamıştır. model 120 kat sütunu içeriyor, 60 kat plakaları, binanın merkezinde beton bir temel ve mekanik düzeylerdeki trussess.

Malzeme özellikleri, projenin özelliklerine göre tayin edildi: [[Dönetici:0)Grade 50 çelik), alt bölgede kirişler ve sütunlar için, RISA'nın malzeme veritabanı, AISC'den yüzlerce önceden tanımlanmış standartlar içeriyor, ACI, ve uluslararası kodlar, hızlı seçim ve özelleştirme sağlar.

Hassasiyetle Yapısal Elements'i Tanımlama

Ağ ve düzeni kurulduktan sonra, mühendis her yapısal elementi tanımladı. RISA-3D, kirişler ve sütunlar, kontenjanlar ile lineer üyeler olarak çizildi.For the skyscraper, the engineer created a library of custom-flange section for the core columns.

Slabs, plaka kalınlığı (200 mm tipik, 300 mm tendon) ile iki yönlü beton paneller için eşdeğer yükleri otomatik olarak hesapladı.

Temel için, [[0)RISAFoundation[[DÜT:1) kulenin altındaki 3 metre uzunluğundaki üç katlı bir çift plaka tasarlamak için kullanılmıştır, yığınlar 40 metreyi yatağa kadar uzatıyor.

2. Adım: Yüksek Binalı Binalar için Yapısal Analiz Yöntemleri

Model tamamlandıktan sonra, analiz aşaması başladı. Skyscrapers hem yerçekimi hem de daha sonra yükleri dikkate alır. Gravity Yükler (ölü ve canlı) ASCE 7-16. Live Yükler depolama ve occupancy yükleri için koda göre azaltıldı. Daha sonra analiz için bina yeri 145 kph (90 mph) maruziyeti C.

RISA-3D, aİLMİŞT:0) lineer elastik statik analiz[DÜye Olmayanlar İçin [DÜye Olmayanlar İçindekiler, aşağıdakiler takip edilenler ve rüzgar yükleri için yüzey yükleri üretir.RISA-3D, bina geometrisi ve rüzgar yönüne dayanan yüzey yükleri üretebilir, ancak bu göksel bir aralığı (ilk üç mod) ve bu göksel tasarım spektrumu için zaman tasarrufu sağlar.

Geometrik olmayanlığı yakalamak (P-Delta etkilerini), mühendis, 60 katlı bir bina için P-Delta analizi seçeneğine (% 15-25) izin verdi ve bu verileri korumaz bir tasarıma yönlendirdi. RISA otomatik olarak her bir yük kombinasyonunda hareket eden ek bükme anları için, 60 katlı bir bina için P-Delta ikinci aşamaya kadar kaymayı artırabilir.

Ayrıca, mühendis bir dörFLT:0) Yönelme tarihi analizi) Binanın performansını en yüksek olarak doğrulamak için Doğrudan Bütünleme yöntemi kullanılarak (MCE) RISA-3D, beton duvarlar için tanımlanmamış olmayan zaman tarih analizini destekler.

Temel olarak yük Paths ve Stres Dağıtımı

Analiz koştuktan sonra RISA, üye güçler, anlar, reaksiyon güçleri ve yerinden edilmeler dahil olmak üzere ayrıntılı sonuçlar üretti.Mühendislik sistemi, temelleri azaltmak için temel perometre sütunlarını birbirine bağlayan beton taşları.

RISA'nın DÜŞÜNÜ:0)Contour Map[DÜT:1) yer alan görselleştirilmiş stres dağılımı ve üst köşeler, yüksek hear veya bükme alanları, ek güçlendirme için gerekli olan.Çelik framing için, yazılım vurgulandıD:2.

Gökyüzündeki ortak bir meydan okuma, yüzeysel kirişlerin ve bölmelerin zararlarını önlemek için geçici olarak sürüklenmeyi kontrol ediyor. Analiz, sisli yükleme altındaki maksimum sürüklenmelerin 0.02 radian (H/500), H/600'ün hedefini azaltmak için, mühendisin, beton duvarların darbeleri ekleyerek temel duvarların sertliklerini artırdı. RISA'nın parametrik yetenekleri altından en yüksek orandaki değişikliklerine izin verildiği gösterdi.

Adım 3: Tasarım Optimizasyonu ve Kod Uyumu

Analizden sonra, mühendisi RISA'nın tasarım modüllerini geçerli kodlara karşı her yapısal elementi kontrol etmek için kullandı. Çelik çerçeve, ASCE 7'den yönetim yük kombinasyonlarını otomatik olarak seçmek ve beton çelik binaları için güç kontrollerini gerçekleştirirken, beton ve plakalar takip etti.

[FONT=0] Tasarım optimizasyonu özelliği[[[DÜDÜDÜDÜDÜSTRİYE) özellikle göklerin en yüksek çelik tonajlarını % 12 oranında azaltabilecektir.

RISAFloor'daki beton elementlerine uyum, ahşap zeminleri ve çatlakları kontrol etmeyi içerir. Mühendis, hizmet yükleri altında 0.3 mm'nin maksimum çatlakları belirtilen. RISAFloor, plakalar ve duvarlar için gerekli takviye alanları hesapladı.

Dış bağlantı: TheETHFLT:0) American Institute of Steel Construction (AISC)), çelik tasarımında kullanılan kod özellikleri sağlar.

Buerative Design Refinement ve Peer Review

Bir göktaşı için yapısal tasarım asla tek yönlü bir süreçtir. Başlangıçta optimizasyondan sonra, ekip tüm mimara ve geoteknik danışmana sonuçları sundu. mimar, standart bir iş istasyonuna daha az bir değişiklik istedi, RISA'nın model düzenleme yeteneklerini kullanarak, mühendisi düğümleri hareket ettirdi ve sınır koşullarını yeniden tanımladı.Reanized all member bağlantıları ve yük yolları otomatik olarak tüm üye bağlantıları güncelledi.Reanized standart bir iş istasyonun 10 dakikasını daha azını açtı, aracın performansını göstererek gösterdi.

Tasarım ayrıca bağımsız bir ara inceleme yaptı.Rezervasyon, alternatif bir yöntem kullanarak temel tasarımın bir doğrulamasını istedi. Mühendis, farklı toprak sertliği profilleri ile matın sonlu bir öğesi analizini çalıştırmak için son derecelendirilmiştir. RISA'nın raporlama özellikleri, yapısal tasarım raporunda kolayca dahil edilen kapsamlı bir çıktı masaları ve grafiklere sahip oldu.

Vaka Çalışması Walkthrough: 60-Story Karma-Use Skyscraper

Tüm iş akışını göstermek için, burada belirli bir projenin daha ayrıntılı bir yürüyüşe geçiyor: kurgusal "Meridian Tower" – toplam 250 metre yükseklikteki 60 katlı bir bina. yapısal sistem, 20 ve 40 seviyesindeki bir çelik an çerçevesi ve iki outrigger trusses ile güçlendiren beton çekirdeği birleştirir.

[0]Adım: RISA-3D'de Modelleme).

  • Yenidenvit'ten DXF aracılığıyla yenilenmiş mimari ızgara.
  • Zemin yüksekliklerini tanımlamak: 0 m'de zemin zemin zemin zemin, 4 m'de tipik zeminler, 5 m'de mekanik zeminler.
  • Beton çekirdeği, kullanıcı tanımlı kalınlıklarla bir grup duvar paneli olarak imzaladı: ilk başta 400 mm'ye zeminde 800 mm.
  • Modeled outrigger trusses as Steel members with custom box section.
  • Şaşıntı için yarık bağlantıları, moment transferini azaltmak ve detaylandırmak için.

[[0)Adım 2: Yük Uygulaması[Dönem:0)

  • Ölü yük: beton ve çelik (otomatik olarak hesaplandı), artı bölmeler ve mekanik için 1.5 kPa'nın ölü yüklerini ortaya çıkardı.
  • Canlı yük: 2.0 kPa ofis zeminleri için, 4.5 kPa mekanik zeminler için, çatı için 1.5 kPa (Kar için hükümler ile).
  • Seismic yükü: ASCE 7-16 site sınıfı C, Ss = 1.2g, S1 = 0.4g.
  • Rüzgar yükü: Üç rüzgar yolu için baskı zamanı olarak CFD analizlerinden ithal edilmiştir.

[[0)Adım 3: Analiz ve Sonuçlar[Dönemli:0)

  • İlk mod süresi: 5.8 saniye (X-yation in X-yy)
  • Base oar yanıt spektrumu: 12,500 kN (0.08W).
  • Servis rüzgarı altında en fazla çatı sürüklendi: 600 mm (H/417) ve#8211; biraz daha hedef, bu yüzden abartıcı transuss sertlik arttı.
  • Eleştirel sürüklenme: 0.09 MCE – altında radian; yaşam güvenliği performansı için kabul edilebilir.

[[0)Adım 4: Tasarım ve Optimizasyon[Dönem: 1 )

  • Çelik kirişler: ilk W24 bölümlerinden W21 üst katlarda optimize edilmiş, %8 çelik ağırlık tasarrufu.
  • Core takviye: flexural bölgelerinde% 1.2 çelik oranı gerekli; RISAFloor 200 mm'de #11 bar önerdi.
  • Mat temel kalınlığı, köşe yerlerindeki shear check'i aldıktan sonra 3.5 m'ye yükseldi.

Dış bağlantı: Amerikan Sivil Mühendisler Topluluğu (ASCE)) Bu projede kullanılan minimum tasarım yüklerini yayınlar.

BIM ve Collaborative Workflows ile entegrasyon

Modern göklercraper tasarımı nadiren izolasyonda gerçekleşir. RISA, Revit, Tekla ve AutoCAD gibi bina bilgileri modelleme (BIM) platformlarını otomatik olarak güncelledi ve manuel yeniden çalışma saatleri için yapısal mühendisi RISA'nın DANIŞI'sini kullanarak mimari modeline bağlıydı.[değiştir | kaynağı değiştir]

Ayrıca, RISA'nın ESFLT ile entegrasyonu:0) Microsoft Excel), tasarım ekibini üye boyutlarda ve maddi notlarda parametrik çalışmalar yürütmesine izin verdi, maliyet senaryolarını değerlendirin.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Bir gökbilimcinin gelişmiş analizin bir kombinasyonunu talep ediyor, iteratif optimizasyon ve titiz kod uyumunu sağlıyor. RISA Yapısal Yazılım, bu talepleri bir ortamda karşılamak için gerekli araçları sunar.İlk 3D modellemeden özel bölümlere kadar, otomatik olmayan bir kod kontrolüne, RISA, yapısal mühendislerin bir sonraki süper bilgisayar çalışma biçimini azaltıyor.