Porrastornin runkorakenteen optimointi : SafeGo Oy

Abstract

Työn tavoitteena oli optimoida porrastornin runkorakenne ja suunnitella sille parametrisesti muunneltava 3D-malli. Optimoinnissa valittiin kestävä rakenne ja rakenteelle sopivat profiilit lujuustarkastelujen avulla. Parametrien ohjaukseen ja runkorakenteen mittojen syöttöön tehtiin Excel-pohjainen käyttöliittymä.

Työssä tutustuttiin olemassa olevien porrastornien runkorakenteiden rakenteisiin ja niiden pohjalta luonnosteltiin suunniteltava runkorakenne. Luonnostelun avulla määritettiin, mitä muuttuvia parametrejä ja riippuvuussuhteita tornin rakenteessa on. 3D-mallinnusprosessi aloitettiin parametrien arvojen mukaan liikuteltavien koordinaatistojen ja tasojen tekemisellä. Näiden pohjalta saatiin rakennettua runkorakenteen skeleton-malli, johon lisäämällä pilari- ja palkkiprofiilit saatiin muodostettua lopullinen 3D-malli. Mallintamiseen käytettiin Creo-ohjelmistoa. Parametrisen 3D-mallin tekemisen jälkeen runkorakenteelle tehtiin lujuustarkastelut Eurocode 3:n mukaisilla kuormituksilla. Tarkastelut suoritettiin Creo-ohjelmiston Mechanica-lisäosalla sekä käsin laskemalla. Laskelmien perusteella valittiin sopivat profiilit runkorakenteelle.

Työn tuloksena saatiin optimoitu porrastornin runkorakenne ja tälle parametrisesti muuttuva 3D-malli. Excel-käyttöliittymään syötettävien arvojen avulla runkorakenteesta saadaan muodostettua lukuisia eri variaatioita. Toteutettu parametrinen 3D-malli tulee jo sellaisenaan hyödyttämään yrityksen tuotteiden suunnitteluprosesseja ja viemään eteenpäin suunnitteluautomaatioiden kehitystä.

The aim of this final year project was to design a parametrically variable 3D-model of the frame structure of a stair tower and optimize the frame structure.

First, the existing frame structures of stair towers were examined which enabled sketching the designed frame structure. The sketching helped to determine the changing parameters and relations in tower structures. The 3D-modelling process was begun by making coordinates and planes which can be altered by changing the values of the parameters. For this purpose an Excel interface was made. The basis of these coordinates and planes was used to build the skeleton model of the frame structure. Adding column and beam profiles to the skeleton model the final 3D-model was designed. The modelling was made by using the Creo-program. After making the parametrical 3D-model the strength analysis of the frame structure was made by using the Eurocode 3 loads with the program Creo Mechanica and by calculating manually. The results of these calculations show the optimal profiles for this frame structure.

The project produced an optimized frame structure of a stair tower and a parametrically variable 3D-model for it. Many different variations of the frame structure can be created by feeding values into the Excel-interface. This parametrical 3D-model will benefit the product design processes and advance the development of the design automation processes in the company.