Projektování konstrukcí, software

PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ,

SOFTWAREPříloha časopisu KONSTRUKCE

P1–II

ww

w.k

onst

rukc

e.cz

Tekla Structures 18 – moderní projektování BIMNová verze programu Tekla Structures pro rok 2012 přichází s celou řadou novinek a vylepšení, které rozšiřují stávající možnos-

ti 3D BIM projektování ocelových a železobetonových konstrukcí, tvorbu výkresů, exportů, řízení stavby a propojení s dalšími pro-gramy. Zároveň je nová verze přehlednější a uživatelsky přivětivější, díky novinkám, které významně usnadňují ovládání progra-mu a zjednodušují organizaci práce.

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 zdoko-nalení nové verze obsahuje stostránkový dokument, který je součástí instalace pro-gramu. Rádi bychom Vám představili ty nej-zajímavější z nich.

JEDNODUŠŠÍ MODELOVÁNÍModelování konstrukcí je v Tekla Structu-

res 18 ještě snadnější než dříve. Tvar nebo délku prvků a řezů lze nyní měnit jen ozna-čením 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.

Dalším vylepšením je nový nástroj pro volbu polohy pracovní roviny, který usnad-ňuje její nastavování. Je-li aktivován, pro-gram Tekla Structures 18 při pohybu myší

nad prvky modelu začne nabízet různé vari-anty 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.

PŘEHLEDNĚJŠÍ A RYCHLEJŠÍ ÚPRAVY VÝKRESŮ

Také automaticky generované výkresy za-znamenaly v Tekla Structures 18 celou řadu zdokonalení. Jednou z novinek, která zjedno-dušuje orientaci ve výkresech je vzájemné provázání odpovídajících pohledů. Přehledné zobrazení vazeb mezi pohledy zvyšuje úro-

veň jejich organizace. Vybráním pohledu se vysvítí jeho hranice ve všech pohledech vý-kresu. Změny hloubky a roviny pohledu lze provádět myší – posunutím vizualizace jeho hranic a to i v jiném pohledu.

Od verze Tekla Structures 18 můžeme vy-užít snadného posouvání pomocí metody Drag & drop (Táhni a pusť) také u celé řady objektů výkresu, například značky pohledu, značky kót, asociativní poznámky a odkazo-vé čáry textů a značek svarů. Úpravy výkre-su jsou díky tomuto vylepšení rychlejší a změny je možné provést přesně tam, kde je to potřeba.

SDÍLENÍ INFORMACÍNová zdokonalená verze

formátu IFC umožňuje progra-mu Tekla Structures 18 expor-tovat podrobnější model ob-sahující více informací. Sou-částí IFC exportu jsou nyní nově i vlastnosti šroubů, výztuže a panelů. Další novinkou je možnost exportovat mříž-ku. Konfigurací vlastností před exportem lze přesně nastavit výstupní soubor IFC a zobra-zit jej například pomocí freewarového prohlí-žeče Tekla BIMsight.

Tekla BIMsight je profesionální nástroj umožňující sdílení dat všem stranám pro-jektu a to prostřednictvím přehledného 3D

1 StepstIFC 2x3CERTIFIED

TM

TM

Tekla Structures pomáhá od projektu až po řízení stavby

Rychlé úpravy tvaru prvků modelu

Nastavení IFC exportu

Přesunutí značek svarů pomocí myši

Program nabízí optimální umístění nakloněné pracovní roviny.

Provázání pohledů výkresu usnadňuje orientaci.

PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFT WARE

P1–III

ww

w.k

onst

rukc

e.cz

prostředí nenáročného na ovládání. S jeho pomocí lze kombinovat různé modely a předcházet včas kolizím a jiným problé-mům. Program Tekla BIMsight získal mnoho ocenění, používá se ve 150 zemích světa

a stává se novým standardem spolupráce. Stáhněte si jej bezplatně z webových strá-nek společnosti Tekla.

Program Tekla Structures se dlouhodobě prezentuje vysokou úrovní napojení na au-tomatizaci výroby pomocí celé řady export-ních formátů a i v této oblasti pokračuje společnost Tekla v dalším vývoji. Vylepšený CNC/DSTV výstup programu Tekla Structu-res 18 podporuje velmi složité tvary u oce-lových 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 systé-my ERP.

O KROK NAPŘEDStále se rozšiřující využití technologie BIM

potvrzuje správnost směru, kterým se spo-lečnost Tekla ubírá při vývoji programu Tekla Structures. Verze 18 prohlubuje a zdokonalu-je všechny principy informačního modelová-ní a jsme přesvědčeni, že ji ocení noví i stá-vající zákazníci. Více informací o novinkách v Teklas Structures 18 najdete na adrese www.teklastructures.com , kde také můžete shlédnout videa s prezentacemi dalších no-vých funkcí.

Ing. Jitka Kochtová, [email protected],

Construsoft s. r. o.

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.

CNC/DSTV soubor podporuje komplikované tvary.

TeklaBIMsight – detailní informace o objektu

Prohlížeč Tekla BIMsight získal mnoho ocenění a používá se ve 150 zemích světa.

PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012 PROJEKTOVÁNÍ KONSTRUKCÍ, SOFT WARE

P1–IV

ww

w.k

onst

rukc

e.cz

Integrované projektování a výměna datProces BIM je velice komplexní a dotýká se všech oborů spojených se stavbou. Tento příspěvek se věnuje BIM z pohledu pro-

jekční 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 pra-vomocem. Celý tento proces na úrovni projektu vede k optimalizaci a lepší koordinaci projektu. Veškerá data potom může investor pou-žít ke kontrole financování během výstavby a informace následně najdou využití při správě nemovitosti.

V architektonické kanceláři FADW se pokoušíme systém Infor-mačního 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 kancelá-ří se zaměřením na statiku konstrukcí. Další překážkou, která vy-vstala poté, co se nám podařilo přesvědčit statickou kancelář ke spolupráci, byla datová komunikace mezi námi. Při zpracování na-šich projektů, ať už se jedná o architektonické studie nebo doku-mentace pro územní řízení či stavební povolení, používáme soft-ware založený na principu BIM. Díky tomuto nástroji neprodukuje-me 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 růz-ných poloh (2D dokumentace, vizualizace, tabulky, výkazy…). Da-tabáze 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 jednotlivý-mi 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. Na-proti 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 pro-tkána stávajícími inženýrskými sítěmi a bylo na ní nutno vytvořit parkovací stání pro celý objekt. Byl vytvořen koncept budovy s vol-ným parterem, který tyto vnější vlivy zohledňoval. Na pilířích byla umístěna mohutná příhradová konstrukce na výšku jednoho podla-ží, která nesla šestipodlažní kvádr kancelářských ploch. Celý objekt

Administrativní budova Praha-Libeň; náhled na ifc soubor vyexporto-vaný ze softwaru určeného pro statické výpočty (Scia Engineer)

Administrativní budova Praha-Libeň; náhled na ifc soubor vyexportovaný ze softwaru určeného pro architekty a stavební projektanty (ArchiCAD)

Administrativní budova Praha-Libeň


P1–V

ww

w.k

onst

rukc

e.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 úpra-vám, by bylo prakticky nereálné. Díky BIMu mělo naše řešení od

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 ko-munikace 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 univer-zálního 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 profe-sí. Stavební inženýři například pracují s přesností na milimetry a je-jich nástroje jim to umožňují, ale pro výpočtové modely je to málo. Představa, že architekt pošle statikovi model a ten jedním kliknu-tím myši provede výpočet bez jakékoli postprodukce, je v současné době rovněž lichá. Výměna modelů navzájem a automatická kont-rola 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 zdokona-lení stávajících vlastností a rovněž nové možnosti komunikace. I přes tyto nedostatky je zcela jistě Informační model budovy výraz-ným krokem kupředu v projekční činnosti, obdobně jako byl před lety přechod od rýsovacího prkna ke CAD systémům.

Ing. arch. Viktor Johanis,[email protected],

FADW, s. r. o.

Integrated Design and Data ExchangeBIM process is very complex and relates to all areas associated with construction. This article is dedicated to BIM from the per-spective of design practice and focuses on (for example, cooperation of architect – structural designer) communication between different professions within the design team.

Résidence les Marrons; snímek obrazovky výpočtového modelu (Scia Engineer)

Résidence les Marrons; snímek obrazovky modelu (ArchiCAD)


P1–VI

ww

w.k

onst

rukc

e.cz

Realizace staveb s programy DlubalS 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 realiza-cí poslední doby, které programy Dlubal při svém vzniku využívaly.

OCELOVÁ STŘECHA A MOST LETIŠTĚ ŠEREMETĚVO V MOSKVĚNa 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 po-chází od architekta Dmitrije Pšeničnikova a ocelovou konstrukci montoval ruský podnik Stalkon. Zvláštní výzvou pro všechny zúčast-něné firmy bylo trojrozměrné projektování, které provázelo celou realizaci. U posouzení ocelové části konstrukce bylo zohledněno za-tížení velkých vrstev sněhu. Základní zatížení sněhem se pro Mosk-vu uvažuje od 1,26 kN/m², s odpovídajícími faktory tomu pak od-povídá zatížení sněhem od 8,6 kN/m².

Spojovací můstek3D model od architekta se skládá z velkorozponového oblouku

(hlavní oblouk) z terminálu do garáží a ze zavěšeného mostu. Na

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 obloukHlavní 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 vykazo-vat 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.

Výpočetní model v RSTABu

Hlavní oblouk a spojovací můstek


P1–VII

ww

w.k

onst

rukc

e.cz

NÁVRH DESEK PRO STAVEBNÍ PROJEKT METROPOL PARASOL V SEVILLE

Projekt Metropol Parasol byl postaven v historickém centru španělské Seville. Budo-va pod svou střechou kombinuje archeologic-ké vykopávky, tržiště, otevřené prostranství v městském stylu pro různé akce a neobyčej-nou 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 kon-strukce, která je 150 m dlouhá a až 28 m vysoká. Skládá se z vícevrstvých lepených dřevěných panelů typu LVL KERTO-Q. Reali-zace byla možná jen díky některým kon-strukčním inovacím, jako například 2 – 3 mm silná vrstva polyuretanu nebo montážní optimalizace detailu spojení a ží-hání epoxidové pryskyřice pro lepení závi-

tových tyčí na místě. Tento systém byl do-konce v oboru dřevěných konstrukcí využit poprvé. Žíhání bylo nutné ke zvýšení bez-pečnosti, 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, proto-že se jedná o vhodné propojení prvků pro dosažení vysoké únosnosti, která má ale rovněž nízkou hmotnost. Dřevěná kon-strukce 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 kříže-ní 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 rozvětve-ní, kde se mřížová skořepina rozděluje na horní a spodní část, posoudila firma Finn-forest s pomocí programů RFEM v modelu desky s konečnými prvky.

Z podkladů Ing. Software Dlubal s. r. o.

zpracoval Bc. Vítězslav Fejfar, [email protected]

Implementation of Constructions with Dlubal ProgrammesThe 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.

Návrh panelu v programu RFEM

Metropol Parasol v Seville (foto: Finnforest)


P1–VIII

ww

w.k

onst

rukc

e.cz

CAD Studio představuje aplikaci Revit ToolsAkciová společnost CAD Studio rozšířila nabídku pro uživatele řešení Autodesk Revit Architecture a Revit MEP o vlastní nad-

stavbu „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 nej-lepší 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 bonuso-vého 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 se-tkala s velmi pozitivním ohlasem mezi odbornou veřejností. Uživa-telé, kterým pomáhá s přípravou stavební a profesní dokumentace, nám poskytli velmi detailní zpětnou vazbu. Jejich podněty a připo-mínky jsme obratem zapracovali do verze Revit Tools 1.1, která při-náší 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 spo-lečnosti CAD Studio.

Revit Tools jsou určeny pro 32 i 64bitové verze BIM aplikací Auto-desk Revit Architecture a Revit MEP řady 2012 a 2013.

Zahrnují mj. i tyto populární nástroje:• 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 místnos-

tech, vč. jednotlivých vrstev.

• 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,[email protected],tel.: 841 111 124

Ilustrační obrázek

CAD Studio Presents the Application Revit ToolsJoint 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 design-ers and architects to prepare project documentation easier and faster with regard to Czech customs and standards.

PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012KOMERČNÍ PREZENTACE

P1–IX

ww

w.k

onst

rukc

e.cz

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. Převo-dovka 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.

Pro tento významný projekt zpracovávala společnost SteelPro 4 s. r. o. realizační projekt nosné ocelové konstrukce a následně výrob-ně-montážní dokumentaci. S ohledem na změnu koncepce objektu z železobetonového skeletu na kombinaci ŽB sloupů a ocelové stře-chy byl tým postaven před náročný úkol vypracování realizačního projektu za čtyři týdny. Celková hmotnost zpracovávané OK do do-kumentace byla přes 2 700 t.

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 pro-jektu bylo současně uvažováno s optimalizací ocelové konstrukce, kde bylo využito zkušeností hlavního statika OK z obdobných projek-tů, a současně brán zřetel na vysoké zatížení sněhem v dané lokali-tě, požadovanou požární odolnost objektu a technologické požadav-ky 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 vý-hodou pro následující krok, tzn. zpracování výrobní dokumentace, kdy bylo možné po dopracování modelu o všechny sekundární pří-poje a doplnění dalších detailů vydávat výrobní dokumentaci po do-hodnutých 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 spo-lečnost následně zpracovávala další konstrukce, které buď přímo

Detail konstrukce střechy

Celkový pohled na hlavní OK objektu přístavby

Generální projektant: Technoprojekt, a. s.

Generální dodavatel vrchní stavby:

BAK stavební společnost, a. s.

Realizační projekt a výrobní dokumentace OK:

SteelPro 4 s. r. o.


P1–X

ww

w.k

onst

rukc

e.cz

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 zpra-covávána opět z 3D projekčního modelu, který byl postupně dopra-cováván a rozšiřován o další fáze.

Projekt tohoto rozsahu zpracovávaný v určených termínech vyža-doval rychlou a vstřícnou komunikaci jak ze strany generálního pro-jektanta, tak také generálního dodavatele a výrobních závodů. Tímto bychom chtěli všem zúčastněným stranám poděkovat za je-jich profesionální přístup a spolupráci.

V současné době naše společnost připravuje další projekt, tento-kráte 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 správ-nosti 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 doká-žeme opět zajistit požadovanou kvalitu díla v krátkém časovém úseku bez snížení vysokých standardů kladených na tyto projekty.

TECHNICKÝ POPIS HALYStávající 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 půdo-rysné 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

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 po-délném 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 ple-chem na vzdálenost vaznic, tj. 1,5 – 3,0 m, stěnový plášť je ze send-vičových panelů vodorovně kladených. Podlahová konstrukce Pent-house je betonována do trapézových plechů, které jsou zde pouze jako ztracené bednění.

Hlavní nosná ocelová konstrukce střechy je ukládána na železo-betonové prefabrikované sloupy. Po dohodě s projektantem železo-betonových konstrukcí jsou veškeré přípoje na ŽB sloupy řešeny přes zabetonované ocelové desky. K osazeným deskám bude mon-tážně 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,

[email protected],SteelPro 4 s. r. o.

Project of Supporting Steel Structure of Škoda Auto Transmission Plant BuildingThe branch of the largest Czech car manufacturer Škoda Auto Mladá Boleslav in Vrchlabí in Trutnov district continued with con-struction 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 documenta-tion. 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.

Čelní pohled na OK objektu včetně nádstavby pro technologii


P1–XI

ww

w.k

onst

rukc

e.cz

PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012 INZERCE

P1–XI

ve spolupráci s VŠB-TU Ostrava a VUT v Brně, pod záštitou děkana Strojní fakulty VŠB-TU Ostrava doc. Ing. Iva Hlavatého, Ph.D.

POZVÁNKANA KONFERENCI

99260

XIV. KONFERENCE

OCELOVÉ KONSTRUKCE 2012se zaměřením na materiálové inženýrství, projektování, realizace staveb,

ekonomické aspekty a povrchovou ochranuKonference s dlouhou tradicí v novém pojetí…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. 2012Státní léčebné lázně

KARLOVA STUDÁNKAHlavní lázeňská budova Libuše

Mediální partneři konferenceMediální partneři konference

2012

Partneři konference

SEKRETARIÁT KONFERENCEKONSTRUKCE Media, s. r. o.

Bc. Vítězslav Fejfar, Na Obvodu 1098/41, 703 00 Ostrava-Vítkovice, tel. 733 531 084, e-mail: [email protected]

A TRIMBLE COMPANY

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

OD NÁVRHU DO REALITY

Tekla Structures 18

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.

www.construsoft .cz

P1–XII

ww

w.k

onst

rukc

e.cz

PŘÍLOHA KONSTRUKCE 2/2012INZERCE

P1–XII

enabling innovation in construction

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

[email protected], www.scia.cz

Scia Engineer – komplexní řešení pro návrh konstrukcí podle EurokódůEurokódy integrované v software• nejúplnější posudky na trhu• veškeré Národní přílohy• nepřetržitý vývoj a aktualizace • dlouhodobá zkušenost s implementací

BIM Day 2012 | 12. června 2012konference a panelová diskuze 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 6Upozornění: určeno všem, kteří mají co do činění s budovami

během jejich celého životního cyklu.

Odborná rada pro BIMpořádá konferenci s pane-lovou diskuzí za účasti za-hraničních BIM odborníků

www.CzBIM.orgwww.CzBIM.org

P1–XIII

ww

w.k

onst

rukc

e.cz

Optimalizace dodatečně předpjatého průvlaku pomocí Scia Optimizeru

Současná ekonomická situace ve stavebnictví nutí všechny účastníky procesu výstavby ke snižování nákladů a zvyšování efek-tivity 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 optimali-začního modulu Scia Optimizer, je dodatečně předpjatý průvlak prů-řezu obráceného T, který byl navržen z důvodu požadavku na mini-mální počet nosných sloupů ve vstupní hale obchodního centra. Po-užití 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, es-tetického a především funkčního. Optimalizace konstrukcí s doda-tečně předpjatými kabely není mezi optimalizačními úlohami příliš obvyklá, což je způsobeno především složitostí těchto konstrukcí a velkým množstvím návrhových proměnných, které v mnoha pří-padech 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 pro-vedeno v souladu s evropskými normami pro navrhování předpja-tých konstrukcí.

CÍLOVÁ OPTIMALIZACECílem úlohy byla redukce celkových nákladů na materiál průvla-

ku, tedy optimalizace rozměrů průvlaku a geometrie předpínacích kabelů (Y1860S7-15,7). Zároveň byla optimalizována vyložení prů-vlaku 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 optimali-zační úlohy hledaly optimální tvar konstrukce a geometrie kabelů při co možná nejnižším průhybu konstrukce. Pro stanovení ekono-mického zhodnocení byly uvažovány průměrné ceny materiálu be-tonu 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 předpína-cích lan. Tyto parametry lze velice snadno vytvořit pomocí jednodu-chého programovacího nástroje implementovaného přímo v modu-lu Scia Optimizer. Tímto nástrojem lze zadávat různé parametry op-timalizace (jako zde např. cenové), ale také vytvářet přídavné parametry pro optimalizaci (například omezující podmínky).

OMEZUJÍCÍ PODMÍNKYZa omezující podmínky byly zvoleny prů-

hyby konstrukce a rozměrové charakteristi-ky průvlaku určující cenu jednotlivých mate-riálů – 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 ALGORITMUSPro optimalizaci konstrukce byl využit op-

timalizační algoritmus, speciálně vyvinutý pro optimalizaci stavebních konstrukcí. Jde o jedinečný nástroj založený na standard-ním statickém software, umožňující prová-dět obecnou parametrickou optimalizaci hledající nejen optimální rozměry prvků konstrukce, ale i topologii a tvar konstrukce s použitím nejmodernějších matematických

Obr. 1 – Optimalizovaný skrytý průvlak (červeně zvýrazněný) v konstrukci obchodního centra

Obr. 2 – Schématické vedení předpínací výztuže průvlaku


P1–XIV

ww

w.k

onst

rukc

e.cz

metod. Výsledkem algoritmu jsou optimální hodnoty návrhových proměnných vyhovují-cí omezujícím podmínkám.

Vlastní optimalizace sestává z následují-cích kroků:

1) Vytvoření modelu a jeho parametri-zace ve statickém softwaru – konstrukce je standardním způsobem zadána a paramet-rizována, což značí, že zadané parametry jsou přiřazeny vybraným vlastnostem urči-tých částí konstrukce (průřez, zatížení, počet kabelů, apod.).

2) Definice cílové funkce a výběr vhod-né metody – cílová funkce je definována v optimalizačním algoritmu. Dále je nutné vybrat správnou optimalizační metodu podle typu úlohy

3) Optimalizační cyklus – optimalizační algoritmus řídí iterační proces v krocích a cyklech až do nalezení optimálního řešení. Pro každý parametr je možné zadat počáteční, minimální a maxi-mální hodnotu.

4) Vyhodnocení algoritmu – výsledky každé iterace jsou uloženy v optimalizačním algoritmu a mohou být po ukončení optimalizace následně analyzovány.

VÝSLEDKY OPTIMALIZACEExistuje mnoho typů optimalizačních metod. V našem případě

jsou počty kabelů diskrétní nezávislé proměnné. Je tedy nutné zvo-lit takovou metodu, která dovoluje nastavit krok změny nezávislého parametru jako diskrétní hodnotu. Tomuto požadavku nejlépe vy-hovuje 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 opti-mální. V průběhu optimalizace se všechna provedená řešení ukláda-jí jako dílčí úlohy. Po ukončení optimalizace (dosažení konvergenční-

ho kritéria apod.) lze všechna řešení vyhod-notit v externím tabulkovém programu.

ZÁVĚRSoftware pro optimalizaci SciaOptimizer

je velice perspektivním nástrojem pro opti-malizaci nosných konstrukcí. V tomto člán-ku bylo prezentováno praktické využití Scia Optimizeru pro optimalizaci dodatečně předpjaté konstrukce průvlaku. Metodou modifikovaného simulovaného žíhání bylo dosaženo úspory na materiálu předpínací výztuže až 22 %.

Vývoj počítačových technologií v posled-ních letech umožňuje provádět parametrické a optimalizační studie i poměrně rozsáhlých numerických modelů v dostatečně krátkém čase. Pro úspěšnou optimalizaci konstrukční-ho systému má rovněž zásadní význam ko-rektní formulace optimalizačních kritérií.

Je však třeba podotknout, že používání optimalizačních metod v průběhu projekčních prací dosud nepatří k běžné praxi. Existence výkonných softwarových nástrojů však může projektantovi signifi-kantně usnadnit práci v komplexní problematice multikriteriální op-timalizace konstrukčních systémů.

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 konkurence-schopnosti českého stavebnictví“ za finanční podpory z prostředků stát-ního rozpočtu prostřednictvím Ministerstva průmyslu a obchodu ČR.

Ing. Lukáš Dlouhý,[email protected],

Nemetschek Scia s. r. o.

Ing. Vojtěch Petřík PhD.,[email protected],

HELIKA a. s.

Obr. 3 – Schéma optmalizačního algoritmu

Obr. 4 – Grafická prezentace výsledků optimalizace

Optimization of Additionally Pre-stressed Bearer with Scia OptimizerCurrent 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 de-sign 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.


Documents

Projektování konstrukcí, software