Teräsrakenteiden parametrinen ja generatiivinen suunnittelu
Hämäläinen, Atte (2023)
Hämäläinen, Atte
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023060217440
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023060217440
Tiivistelmä
Opinnäytetyössä tarkastellaan parametrisen ja generatiivisen suunnittelun hyödyntämistä teräsrakennesuunnittelussa. Tutkimuksen tilaajana toimi Sitowise Oy. Tutkimuksessa kehitettiin laskentatyökalu, joka mahdollistaa korjausrakentamisessa kiinteistön vesikatolle rakennettavan IV-konehuonehuoneen teräsrungon mitoituksen liitoksineen. Laskentatyökalun rakenteen suunnittelussa pyrittiin luomaan pohja jatkokehitykselle ja visuaalisen ohjelmoinnin muuntojoustavuudelle. Laskentatyökalu toteutettiin ainoastaan työn tilaajalle, joten sen toiminta kokonaisuutena on rajattu tämän tutkimuksen ulkopuolelle.
Laskentatyökalun algoritmin avulla voidaan paikka- ja geometriatietojen perusteella analysoida teräsrunkoiseen IV-konehuoneeseen kohdistuvia rasituksia ja muodonmuutoksia. Tutkimuksessa käytettiin Rhinoceros 3D -ohjelmaa ja sen visuaalisen ohjelmoinnin lisäosaa Grasshopper 3D:tä laskentatyökalun kehittämiseen. Teräsrakenteiden rakenneanalyysissä käytettiin Karamba3D-nimistä lisäpakettia Grasshopper 3D:lle. Liitosmitoitukset toteutettiin käyttäen olemassa olevia Microsoft Excel -taulukkolaskentapohjia, joihin kuormitustiedot siirrettiin Grasshopper 3D:stä.
Opinnäytetyössä tarkastellaan parametrista ja generatiivista suunnittelua käsitteellisinä lähestymistapoina. Lisäksi työssä tarkastellaan näiden suunnittelutapojen käytöstä johtuvia etuja ja haittoja rakennesuunnittelussa. Työssä käsitellään myös lyhyesti teräsrakenteita ja niiden liitosten mitoitusta yleisellä tasolla.
Tutkimuksessa suoritettiin laskentatyökalun testaus koetilanteessa, koska sopivaa projektityötä ei ollut saatavilla tutkimuksen aikana. Laskentatyökalun suorituskykyä vertailtiin toisen suunnittelijan tekemän vertailulaskennan avulla ja näiden tulosten perusteella voitiin todeta laskentatyökalun antamien tulosten olevan luotettavia. Jatkokehityksen myötä laskentatyökaluun voidaan lisätä uusia geometrioita, liitostyyppejä ja teräsprofiileja, mikä lisää sen potentiaalia saavuttaa laajempia hyötyjä.
Laskentatyökalun algoritmin avulla voidaan paikka- ja geometriatietojen perusteella analysoida teräsrunkoiseen IV-konehuoneeseen kohdistuvia rasituksia ja muodonmuutoksia. Tutkimuksessa käytettiin Rhinoceros 3D -ohjelmaa ja sen visuaalisen ohjelmoinnin lisäosaa Grasshopper 3D:tä laskentatyökalun kehittämiseen. Teräsrakenteiden rakenneanalyysissä käytettiin Karamba3D-nimistä lisäpakettia Grasshopper 3D:lle. Liitosmitoitukset toteutettiin käyttäen olemassa olevia Microsoft Excel -taulukkolaskentapohjia, joihin kuormitustiedot siirrettiin Grasshopper 3D:stä.
Opinnäytetyössä tarkastellaan parametrista ja generatiivista suunnittelua käsitteellisinä lähestymistapoina. Lisäksi työssä tarkastellaan näiden suunnittelutapojen käytöstä johtuvia etuja ja haittoja rakennesuunnittelussa. Työssä käsitellään myös lyhyesti teräsrakenteita ja niiden liitosten mitoitusta yleisellä tasolla.
Tutkimuksessa suoritettiin laskentatyökalun testaus koetilanteessa, koska sopivaa projektityötä ei ollut saatavilla tutkimuksen aikana. Laskentatyökalun suorituskykyä vertailtiin toisen suunnittelijan tekemän vertailulaskennan avulla ja näiden tulosten perusteella voitiin todeta laskentatyökalun antamien tulosten olevan luotettavia. Jatkokehityksen myötä laskentatyökaluun voidaan lisätä uusia geometrioita, liitostyyppejä ja teräsprofiileja, mikä lisää sen potentiaalia saavuttaa laajempia hyötyjä.