弥补差距:使用计算设计满足今天的基础设施需求

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螺纹钢

在维修我们失败的基础设施中,BIM和计算设计可以帮助我们更快,更好,更便宜地帮助我们

- Mac小,计算Bim铅和Anton Dy Buncio,Coo,Viacechnik

美国的运输基础设施正在以惊人的速度接近失败– the 2017年基础设施报告卡 由美国土木工程师(ASCE)发布的各种形式的运输基础设施A D +。即使我们只缩小到桥梁的范围,美国道路和运输建筑商协会估计 7.6%的桥梁 –在美国约有47,000个桥梁处理约17800万左右–在结构上缺乏并且需要重大维修。目前正在减少修复率,修复这些问题需要80年,只需额外的188,000个需要更小型维修的桥梁即可。这是一个不可接受的时间表。在VATECHNIK,我们一直专注于利用 计算BIM工作流程 解决这个问题。使用蚱蜢,犀牛3D和Tekla Structures,我们正在合并结构工程和计算设计,扰乱我们设计和建造桥梁的方式。我们认为,此工作流程可以显着降低更换失败基础设施所需的资源和成本。

典型的桥梁设计和细节工作流程

钢钢筋
钢钢筋桥照片:Pexels

有一些例外,标准高速公路 桥梁内置于预制混凝土段,由起重机抬起到位。这 包括支撑道路表面的墩和梁的超大。 必须仔细设计这些部分的每个结构和 环境要求,创建必须是复杂的钢筋设计 在设计和商店绘图阶段进行审查和测试。今天这是 通常使用诸如AutoCAD或MicroStation的2D软件进行。桥梁 设计被闯入预制部分,然后进入典型和非典型细节 单独起草并放入数字纸张集中。一个模型 基于这些图形,可以在3D中创建和分析容量 建模平台,但必须记录和跟踪所有变化或调查结果 回到单独的绘图创建平台。介绍任何金额 桥梁几何和非典型细节中的复杂性很快超过数量 典型的和工作量呈指数增长。这些都不是这些 计划考虑建设性或钢筋冲突;他们通常是 纯文档工具或死记硬背结构分析。他们正在使用 关于重要的项目。我们经常看到5000万美元的桥梁复杂 几何与技术创新的几何相比 手绘套蓝图。

这 工作流程几乎完全是手动,即使我们假设部分可能是 尝试在特征3D等3D软件中,适应改变可以是一个 几周的过程。毕竟,整体桥梁几何形状的变化是指 部分需要相应修改。这涉及协调 这些文件中的多个数字文件和数据。即使你完全了解 做什么并没有错误,这是纯粹的时间 惊人。此外,可以出现异常复杂的桥梁设计 纯几何观点出现问题–多层弯曲 几何难以最初分析和草稿在2D中,因此更加困难 修改。这可能导致从一开始就受到影响,如更多内容 complex – but more efficient –设计是更多的选择更多 容易融入2D范围内。

BIM和计算设计工作流程

剖面纵向桥钢筋
在Rekla,在Revit照片中建模的桥梁创造了膜片:Viacechnik

但是如果有一种方法可以自动化建模和商店绘画制作的整个过程,而且无论桥几何如何? 我们的客户,通过桥梁设计方法,这在我们的3D软件中证明难以模型,这是由于其中间隔膜的复杂曲率。我们的团队使用Excel,Grainhopper参数,Rhino 3D和Tekla Structures的组合创建了一种直播模型,仅使用路面的真实世界海拔点来产生完整的桥梁几何形状。

Tekla模型
在Rekla创造的纵向桥梁钢筋和隔膜的纵向视图,在Revit的桥梁诱拐照片:Viactechnik

将这些高度点输入Excel,其进入定制的蚱蜢算法,该算法产生具有结构梁和墩的完整概念性的大规模模型。这 蚱蜢 - Tekla Structures Live-Link 插件允许蚱蜢在Tekla中自然地驱动几何,消除了从头开始重新模型的需要。然后,该模型可以用钢筋填充到极高的细节水平,所有内容都是自动编号和输出到制造的图纸中。

桥螺纹钢筋
桥梁钢筋纵向和横向在Tekla创造的横向,在Revit所设计的桥梁腱螺纹螺纹线图:Viacechnik

和 此工作流程,更改在大幅较短的时间范围内纳入 传统手段。整个过程,从高程调整到更新 商店图纸,是几天的问题。它需要更少的专用建模人员, 为其他项目释放资源。这大大减少了机会 人为错误,减少了花费纠正图纸集中的错误 在该领域。此外,这提高了更紧密更准确的可能性 建造时间表,节省时间,资本和劳动,同时增加 项目可以完成的速率。

计算设计
计算设计

3D桥梁钢筋,隔膜和在Tekla中创建的各个部分的视图,在Revit的桥梁诱拐照片:Viacechnik

基础设施的未来

自从ASCE基础设施报告卡的成立以来,已发出过度等级 只有一次 –1988年,报告的第一年。我们现在的工作方式是 不是 一点工作。赌注是一些 4万亿美元的GDP和2000万份工作估计到2025年损失 如果基础设施投资差距未关闭。但这不仅仅是资源问题–这是一个战略问题。 像我们与客户推动的那些新的工作流程可以呈指数级增强我们的基础设施维修率。现在是时候向各国政府教育BIM,计算设计和自动化的可能性,因此他们可以制作对传统手段和方法中断的政策。 Viacechnik已经开始在纽约和亚利桑那如此–现在需要通过VDC方法提供项目。我们的基础设施的未来依赖于正确实施一种新的思维方式,并随着这种行业创新和教育的结合,我们可以从D +到至少一个B +来获得我们国家的基础设施。

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