Optimering av böjarmering genom FEM-analys & Strut-and-Tie-modellering

Sammanfattning: Ett koordinerat samarbete och tydlig kommunikation utgör grunden för en välfungerande projektering av ett byggprojekt. I det traditionella tillvägagångssättet utförs arbetet sekventiellt, där projektet passerar mellan de inblandade parterna i turordning. Detta linjära arbetsflöde leder ofta till fragmentering av projektdata och svårigheter att bibehålla en gemensam förståelse mellan inblandade parter, som följs av felaktiga beslut och sena och dyra ändringsarbeten. Detta kan undvikas om tydliga krav och riktlinjer upprättas i ett tidigt skede i processen. En lösning på dessa problem är att med hjälp av konceptet Virtual Design and Construction (VDC)skapa en virtuell plattform för projektet som alla inblandade aktörer har tillgång till och utgår ifrån. Genom digitaliseringen skapas en välstrukturerad och organiserad grund för ett effektivare och sparsammare sätt att bygga. Detta är ett område som ständigt utvecklas och förändras för att hitta nya sätt att spara tid och pengar på. Jag praktiserade på företaget CN3 i somras, som arbetar med VDC för att effektivisera armeringsprocessen vid bro- och tunnelprojekt, och hade i uppgift att modellera anläggnings- och armeringsmodeller i programmen Rhinoceros och Tekla. I CN3:s svenska projekt samarbetar de med konstruktionsföretaget Centerlöf & Holmberg (C&H). Då modellfiler från Rhinoceros inte går att använda i beräkningssyfte måste en separat modell skapas av C&H. Visar det sig att resultaten inte är tillfredsställande kan förutsättningarna behöva uppdateras, vilket innebär en ny anläggningsmodell och en ny beräkningsmodell. Denna process itereras tills alla inblandade parter är nöjda. Det främsta målet med detta arbete har varit att tillsammans med CN3 utforska hur samarbetet mellan modellering och beräkning fungerar och hur det kan förbättras. I detta arbete har två verktyg utvecklats med hänsyn till ett utvecklat samarbete mellan modellering och beräkning. Det ena, Collapsed Volumes, ämnar att förenkla tredimensionella volymer från CAD-mjukvara till tvådimensionella ytor som kan användas som underlag vid beräkning i ex. Sofistik. Detta kan komma att reducera den iterationsprocess som i dagsläget är relativt tidskrävande. Det andra verktyget, STM Tool, är ett komplement till Collapsed Volumes som undersöker spänningsflöden i betongstycken och kan utforma en vilket kan användas som underlag för att motivera eventuella förändringar i armeringsmodellen i ett tidigt skede. Ett område som visade sig vara intressant att jämföra resultatet av detta verktyg med var topologioptimering – en optimerad geometri påminner i många fall om rådande spänningsflöden i samma modell. För att Collapsed Volumes och STM Tool ska kunna användas i kommersiella syften har användarmanualer till dessa upprättats.