Teräsholvi- ja putkisiltojen suunnittelu parametrisen mallin avulla

Abstract

Siltojen tietomallien tilausmäärät kasvavat jatkuvasti. Tässä opinnäytetyössä tutkitaan siltasuunnittelun tehostamista parametrisen mallin avulla. Työtä varten luotiin algoritmipohja mallien luomiseksi sillan lähtötietojen perusteella. Teräsholvi- ja putkisiltojen suunnitteluprosessin suoraviivaisuus tarjoaa uusien suunnittelumenetelmien testaamiseen oivallisen ympäristön. Suunnittelu toteutettiin tapaustutkimuksena todellisilla suunnittelukohteilla. Opinnäytetyössä käydään lyhyesti läpi parametrisen mallinnuksen periaatteet sekä tarvittavien lähtötietojen kerääminen ja muokkaaminen.

Suunnittelualgoritmin muodostamiseen käytettiin Rhinoceros 3D -mallinnusohjelmistoa ja sen visuaaliseen skriptaukseen kehitettyä Grasshopper-lisäosaa. Luodun työkalun avulla suunniteltiin ja mallinnettiin kolme teräsholvisiltaa. Algoritmin muodostamiseen kului kuukausia. Opinnäytetyön tekijällä ei ollut aikaisempaa kokemusta parametrisesta mallintamisesta, eikä työn tekemiseen käytetyistä ohjelmistoista. Kohteiden suunnitteludokumentit luotiin algoritmilla määritettyjä tietoja käyttäen. Suunnittelualgoritmin rakenne on luottamuksellista tietoa, joten sen yksityiskohtia ei esitellä tässä työssä.

Suunniteltujen siltojen mallit toteutettiin onnistuneesti algoritmin parametreja muuttamalla. Algoritmin selkeyttä ja käytettävyyttä tullaan kehittämään muiden suunnittelijoiden käyttäjäkokemusten perusteella. Uusia ominaisuuksia tullaan lisäämään tulevissa suunnittelukohteissa ilmenevien tarpeiden mukaan.

The demand for building information models for bridges is constantly increasing. This thesis examines the enhancing of design work of bridges with parametric modelling. A base algorithm was created to form parametric models based on source information of a bridge. The straightforward design process of steel arch and tubular bridges provides a good environment to test out new design methods. The design work was conducted as a case study on actual design projects. This thesis briefly covers the principles of parametric modelling and the process of gathering and editing of source information on bridges.

The design algorithm tool was created with Rhinoceros 3D modelling software and its Grasshopper plugin designed for visual scripting. The tool was used to design and model three steel arch bridges. The design documents for the projects were created using information provided by the algorithm.

The bridge models were created successfully by changing parameters of the base algorithm. Clarity and usability of the algorithm will be improved based on user comments provided by other designers. New features will be added based on the needs discovered in future design projects.