Lors de l'apprentissage d'un nouveau logiciel, les ingénieurs s'attendent généralement à consacrer des semaines à l'apprentissage et à la maîtrise du logiciel avant de pouvoir vraiment devenir efficace dans son utilisation. quelquefois, c'est un obstacle à l'essai d'un nouveau logiciel, surtout lorsque le projet de test est assez unique avec un calendrier et un budget serrés. Dans le cas de Stuart Agar, il a pu emmener SkyCiv dans un projet amusant et intéressant avec presque aucun temps d'arrêt. Cet article sur le projet présenté mettra en évidence son projet unique et la façon dont il a utilisé l'importation DXF, Analyse P-delta et fréquence dynamique pour concevoir le projet.
Réaménagement de la maison de ferme du Yorkshire du Nord, Par Yorkshire, Angleterre, britanniques
Type: Résidentiel
Ingénieur: Agars Stuart de Struct-Sure Limited
Struct-Sure Limited est une petite entreprise de conception d'ingénierie structurelle basée dans le nord de l'Angleterre, qui fournissent un large éventail de services d'ingénierie structurelle dans le secteur commercial. Ils sont également fiers de leur expertise dans l'ingénierie structurelle et la conception de haute qualité, développements résidentiels et domestiques de luxe utilisant une variété de matériaux, y compris le bois d'ingénierie, panneau isolant structurel, et lamellé-collé, entre autres. L'ingénieur, Géloses Stuart, Directeur général de Struct-Sure Limited, a plus que 30 années d'expérience dans l'industrie de l'ingénierie structurelle et dans l'utilisation d'une variété de logiciel d'ingénierie structurelle.
Même après 30 années de calculs manuels, différents types de logiciels, Stuart a pu récupérer SkyCiv et a rapidement trouvé que c'était son outil de prédilection pour ce projet: «Struct-Sure s'est lancé sur le marché pour rechercher une nouvelle suite de logiciels d'analyse 3D en 2017 lorsque leur licence logicielle actuelle a été renouvelée. Après des tests de produits et des études de marché très approfondis, nous avons décidé de partir avec SkyCiv."
À propos du projet
Situé dans le North Yorkshire rural en Angleterre, le projet était considéré comme un grand développement résidentiel de luxe. Tout a commencé avec la démolition d'une maison traditionnelle des années 1970, suivi d'un design personnalisé de nouveau, a faible consommation, maison contemporaine équipée de multiples garages, ateliers et écuries. Tous ces éléments ont été conçus pour avoir la même esthétique cohérente. Son budget était assis autour 2 millions de livres sterling, y compris les frais de terrain. L'équipe de conception et de construction était composée de cinq parties distinctes, y compris Struct-sure, il faut donc entendre de nombreuses voix pendant le processus de conception et de construction. À l'intérieur du bâtiment principal, il y a une mezzanine suspendue ainsi qu'un escalier en colimaçon en acier avec des balustrades en verre.
Ce qui rend ce projet particulièrement unique est le "vitrage à trois faces". Les panneaux de verre montrés sur les photos du projet sont les les plus grands panneaux de vitrage disponibles pour la fabrication en Europe, et se tenir à 5.5 mètres (18 pieds) grand! Ces panneaux étaient la pièce maîtresse de la conception, mais a également provoqué des défis de conception intéressants.
Figure 1: Façade de la structure montrant le vitrage record de 5,5 m.
Le défi
Le point culminant des caractéristiques de conception architecturale moderne, demandes des clients, et les panneaux de verre à 3 côtés laissent à certains défis structurels intéressants, Pour dire le moins. Tous ensemble, ces défis ont pris un projet résidentiel rudimentaire et l'ont renversé. Le principal problème auquel Stuart a été confronté a été lorsqu'il a découvert que l'ensemble de l'architecture de l'ensemble du projet avait été réalisé en 2D., sans modèle 3D disponible. Avec la complexité du projet, concevoir la structure entièrement basée sur des dessins 2D aurait signifié une quantité insensée de collaboration et de réunions.
En termes de design, les défis majeurs inclus:
- Vitrage à trois côtés - joints verre-verre requis à l'avant, gâble & Élévation arrière. Le vitrage devait être conçu sans cadre - le client n'envisagerait pas de voir des cadres de vitrage.
- Contreventement visible non autorisé - le client ne voulait aucune obstruction en regardant le 5.5m de haut les fenêtres. Cela signifiait que les cadres en acier à moment étaient la seule méthode de retenue latérale disponible.
- Aucun balancement autorisé - le moment d'acier, ou cadres `` balançoires '', n'ont pas été autorisés à se balancer en raison de la construction du vitrage. Les grands panneaux vitrés sans cadre limitaient presque entièrement la déflexion.
- Restrictions de colonne - Les colonnes d'acier devaient être de "mince" (minimal) profil, et étaient situés en retrait du vitrage à l'intérieur de l'enveloppe du bâtiment. Cela a restreint la taille des membres disponibles.
- Chargement extérieur excentrique - Les panneaux de maçonnerie de feuille extérieure ont été suspendus (avec excentricité) sur des panneaux vitrés, provoquant des situations de chargement extrêmes non seulement sur le vitrage, mais la superstructure attachée.
- Pas de gouttières visibles ni de produits d'eau de pluie - Cela a posé un défi de collaboration entre Stuart et l'équipe d'architecture. Des ajustements spéciaux de la structure ont été nécessaires pour accueillir de la place pour cacher / stocker ces éléments à l'intérieur.
- Limitations de l'étage supérieur - L'étage supérieur devait être "mince" profil vu de l'espace de vie double hauteur ci-dessous, et aucune poutre descendante n'était autorisée. La solution résultante était de remettre la totalité du diaphragme de plancher surélevé de la structure du toit.
Figure 2: Plancher surélevé suspendu suspendu à l'acier du toit avec des tubes en acier.
Comment il a été conçu
Stuart utilisé SkyCiv Structural 3D pour modéliser et analyser la charpente métallique du bâtiment. Il a modélisé une direction du bâtiment comme une structure contreventée, y compris les accolades uniquement aux endroits où le vitrage n'était pas présent. L'autre direction - composé principalement de vitrage - a été conçu en utilisant une série de cadres de moment avec des connexions de base entièrement fixes. Les deux cadres ont été modélisés à l'aide des différents outils disponibles dans Structural 3D, tout en profitant des préréglages de fixité d'extrémité disponibles. Analyse statique linéaire a été utilisé pour ce projet initialement, tandis que le Analyse P-Delta a été exécutée comme méthode de contre-vérification. Après la conception du projet, SkyCiv est sorti Analyse de fréquence dynamique à la plateforme; Stuart prévoit d'utiliser cette fonctionnalité dans son prochain design.
L'esthétique mince et flottante de l'étage supérieur signifiait que pas plus de 200 mm (8 pouces) d'épaisseur totale, y compris les finitions, était autorisé. Les tubes d'acier suspendus suivants ont été conçus comme des éléments de tension uniquement en utilisant ce paramètre dans Structural 3D. L'une des pièces de conception les plus intéressantes de ce projet était la connexion entre les colonnes rondes intérieures et les canaux en acier qui soutenaient le vitrage.. Ce que Stuart a proposé, c'est une connexion modulaire qui a été préfabriquée avant d'être envoyée sur le site. Voir la figure 3 pour le détail de la connexion d'angle.
Figure 3: Connexion unique entre les colonnes CHS et les membres de canaux extérieurs.
Comment SkyCiv a aidé
Portabilité, 3D Collaboration, et importation de fichiers DXF
Pour remédier au problème le plus flagrant de ne pas avoir de modèle 3D, Stuart a modélisé la structure en conjonction avec les dessins d'architecture dans Structural 3D. Cela lui a permis, ainsi qu'au reste de l'équipe de conception, de visualiser la structure non seulement du point de vue d'un ingénieur en structure., mais du point de vue d'un entrepreneur et d'un architecte. Cela a considérablement accéléré les réunions de conception et par la suite le processus de conception, économiser du temps et de l'argent au client sur le projet. Merci à SkyCiv étant basé sur le cloud, il a pu apporter le modèle directement à l'architecte et au client. Il a également pu prendre un bon départ sur une partie de la géométrie complexe en tirant parti de l'outil d'importation DXF disponible dans Structural 3D, lui faisant gagner encore plus de temps dans le processus de modélisation.
Voici ce que Stuart avait à dire sur le rôle du modèle 3D dans le projet:
" Il était difficile pour l'équipe de commencer à détailler le cadre sans modèle 3D. En utilisant SkyCiv Structural 3D, j'ai pu très rapidement produire un modèle 3D préliminaire dans SkyCiv et présenter le modèle rendu à l'équipe dès les tout premiers stades du projet.. Sans possibilité de créer rapidement le modèle 3D pour la première réunion de l'équipe de conception, le projet serait resté en phase de conception beaucoup plus longtemps qu'il ne l'a fait, puisque chaque membre de l'équipe aurait dû produire des dessins 2D entre eux pour approbation. Une équipe de conception a pu ouvrir le modèle lors de la réunion, tourner autour, et discuter de tous les domaines complexes."
Le modèle présente également certains avantages pour le fournisseur et le monteur d'acier:
"Le fournisseur et monteur d'acier pourrait utiliser le modèle SkyCiv pour "Nœud de sortie" ses connexions et discutez de la façon dont il préférerait souder et boulonner les connexions en acier très complexes - ce processus était la véritable clé du projet."
Non seulement la modélisation de la structure lui a fait gagner du temps lors de son analyse et de sa conception, il a aidé toute l'équipe du projet.
Figure 4: Le rendu 3D SkyCiv Structural du projet. Cela a accéléré le processus de conception et a facilité la collaboration.
Facile à apprendre et rentable
Stuart ne s'attendait pas à devenir efficace en utilisant la plate-forme logicielle SkyCiv dès qu'il l'a fait. Les ingénieurs se sont habitués aux logiciels difficiles à apprendre qui nécessitent des heures et des heures d'apprentissage et du temps de démarrage. La plupart du temps, il n'y a pas de période d'essai et le coût du logiciel est trop élevé, créant ainsi une barrière pour certains ingénieurs même en l'essayant. Cette combinaison de temps et d'engagement financier conduit les ingénieurs à se retrouver avec des logiciels qu'ils ont toujours utilisés, simplement parce qu'il ne vaut pas la peine d'essayer d'en apprendre un nouveau. Par la suite, cela décourage l'innovation.
"Commercialement, SkyCiv a un bon sens commercial pour notre entreprise. Le abonnement mensuel à SkyCiv m'a attiré au début, plutôt que de payer une somme forfaitaire importante à l'avance. Quand j'ai testé SkyCiv Structural 3D, Je l'ai trouvé très simple à utiliser (et de loin). C'était de loin le package le plus intuitif disponible pour apprendre; il est particulièrement facile de construire le modèle 3D et de définir les nœuds, les membrures, les appuis, les matériaux, les sections, puis appliquer des charges & combinaisons. Aussi, J'ai suivi la chaîne YouTube SkyCiv si je ne savais pas comment construire, manipuler ou modifier mon modèle."
Envie d'essayer SkyCiv? Commencez gratuitement dès aujourd'hui!
