Paikallavaletun väestönsuojan algoritmiavusteinen suunnittelu

Abstract

Tässä työssä luotiin rakenteiden analysointiin ja mitoitukseen keskittyvä algoritmiavusteinen suunnitteluprosessi paikallavalettujen S1-luokan väestönsuojien suunnittelua varten. Samalla kerättiin selkeäksi kokonaisuudeksi rakennesuunnittelun kannalta olennaiset väestönsuojien suunnittelua ohjaavat säännöt ja ohjeet sekä selvitettiin algoritmiavusteisen suunnittelun perusteet. Opinnäytetyö on tehty A-Insinöörit Suunnittelu Oy:n toimeksiannosta.

Väestönsuojien rakentamista ohjataan Suomessa laeilla ja asetuksilla, minkä vuoksi niiden rakenteet toistuvat kohteesta toiseen hyvin samantapaisina. Tästä syystä myös väestönsuojarakenteiden suunnittelu sisältää runsaasti mekaanista ja toisteista työtä, jonka siirtäminen algoritmin suoritettavaksi mahdollistaisi manuaaliseen suunnitteluun verrattuna tehokkaamman suunnitteluprosessin.

Työssä esitellään yleisesti väestönsuojia sekä niiden rakentamiseen ja suunnitteluun liittyviä sääntöjä ja ohjeita. Lisäksi työssä käydään läpi pääperiaatteittain väestönsuojien laattamaisten teräsbetonirakenteiden laskentaperusteita sekä mitoitusmenetelmiä ja esitellään algoritmiavusteisen suunnittelun perusteet. Työn loppuosassa esitellään algoritmiavusteisen suunnitteluprosessin toimintaperiaatteet ja arvioidaan luodun algoritmin toimivuutta.

Opinnäytetyön tuloksena onnistuttiin työn tavoitteen mukaisesti luomaan väestönsuojien suunnittelua tehostava algoritmi, jonka avulla väestönsuojan laskentamallin luonti onnistuu automatisoidusti haluttuun muotoon muokattujen lähtötietojen perusteella. Lisäksi algoritmin avulla saadaan mitoitettua väestönsuojien laatat ja paineseinät sekä määriteltyä näille pääraudoitukset. Selkeä jatkokehityskohde työlle olisi kehittää algoritmiavusteista suunnitteluprosessia eteenpäin väestönsuojan parametriseen mallintamiseen ja aina piirustustuotantoon saakka.

In this thesis, an algorithm-aided design process for analyzing and designing the structures of S1-class cast-in-place civil defense shelters was created. Also, all the important rules and guidelines for structural design of civil defense shelters and basics of algorithm-aided design were gathered up. This thesis work has been commissioned by A-Insinöörit Suunnittelu Oy

The construction of civil defense shelters is regulated by the laws and decrees in Finland, and therefore the structures of civil defense shelters are very similar in every building. For this reason, the design of civil defense shelters contains a lot of mechanical and redundant work which could be automated by algorithm making the design process more efficient compared to the manual design process.

In the thesis, civil defense shelters and their building and design principles were presented in general. Also, the main points of structural design of concrete slab structures in civil defense shelters were explained and the basics of algorithm-aided design were presented. Finally, the operating principles of algorithm-aided design process were explained, and the functionality of algorithm was evaluated.

As a result of this thesis, the algorithm to make structural design of civil defense shelters more effective was created successfully. With the algorithm, the calculation model from structures of civil defense shelters can be created automatically based on the source information collected in a specific form. The slab and pressure wall structures of civil defense shelters can also be designed, and main reinforcements defined with the algorithm. Developing this algorithm-aided design process to parametric modeling and drawing production of civil defense shelter would be one great further development target for this thesis.