Parametrisen teräsristikon yhdenaikainen 3D- ja FEM-mallintaminen
Rosenberg, Arsi (2025)
2025
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-202502183059
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202502183059
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia algoritmiavusteisen suunnittelun hyödyntämistä teräsristikon suunnitteluprosessissa. Työn tilaajana toimi Rakennussuunnittelutoimisto Turunen & Räisänen Ky. Työn tavoitteena oli kehittää algoritmi, joka lähtötietoparametrien perusteella mallintaa samanaikaisesti teräsristikon tietomallinnus- ja rakenneanalyysiohjelmaan. Algoritmin avulla haluttiin myös kokeilla 2D-piirustusten tuottamista automaattisesti tietomallista.
Opinnäytetyön teoriaosassa perehdytään teräsristikoiden suunnitteluperiaatteisiin, algoritmiavusteisen suunnittelun perusteisiin, ohjelmointiin sekä niiden hyödyntämiseen rakennesuunnittelussa. Työn algoritmi kehitettiin Rhinoceros 8-ohjelman Grasshopper-työkalun avulla hyödyntäen useita sen lisäosia. Tällöin samat lähtöparametrit vaikuttavat reaaliaikaisesti sekä tietomallinnus- että rakenneanalyysiohjelmissa. Algoritmin suunnittelussa kiinnitettiin erityistä huomiota sen muokattavuuteen ja laajennettavuuteen, jotta se olisi sovellettavissa erilaisiin rakennesuunnitteluprojekteihin. Työssä käytettiin Tekla Structures-ohjelmaa tietomallinukseen ja Robot Structural Analysis-ohjelmaa rakenneanalyysiin.
Tuloksena syntynyt algoritmi mahdollistaa teräsristikon mallintamisen annettujen lähtötietojen perusteella. Se tuottaa analysointivalmiin laskentamallin Robot Structural Analysis -ohjelmaan sekä tietomallin hitsi- ja pulttiliitoksineen Tekla Structures -ohjelmaan. Lisäksi algoritmilla tuotettiin ristikosta kokoonpanopiirustuksia. Optimoidun suunnitteluprosessin ansiosta eri ristikkovaihtoehtoja voidaan vertailla ja analysoida tehokkaasti jo varhaisessa suunnitteluvaiheessa, mikä parantaa lopullisen rakenteen laatua ja kustannustehokkuutta.
Opinnäytetyön teoriaosassa perehdytään teräsristikoiden suunnitteluperiaatteisiin, algoritmiavusteisen suunnittelun perusteisiin, ohjelmointiin sekä niiden hyödyntämiseen rakennesuunnittelussa. Työn algoritmi kehitettiin Rhinoceros 8-ohjelman Grasshopper-työkalun avulla hyödyntäen useita sen lisäosia. Tällöin samat lähtöparametrit vaikuttavat reaaliaikaisesti sekä tietomallinnus- että rakenneanalyysiohjelmissa. Algoritmin suunnittelussa kiinnitettiin erityistä huomiota sen muokattavuuteen ja laajennettavuuteen, jotta se olisi sovellettavissa erilaisiin rakennesuunnitteluprojekteihin. Työssä käytettiin Tekla Structures-ohjelmaa tietomallinukseen ja Robot Structural Analysis-ohjelmaa rakenneanalyysiin.
Tuloksena syntynyt algoritmi mahdollistaa teräsristikon mallintamisen annettujen lähtötietojen perusteella. Se tuottaa analysointivalmiin laskentamallin Robot Structural Analysis -ohjelmaan sekä tietomallin hitsi- ja pulttiliitoksineen Tekla Structures -ohjelmaan. Lisäksi algoritmilla tuotettiin ristikosta kokoonpanopiirustuksia. Optimoidun suunnitteluprosessin ansiosta eri ristikkovaihtoehtoja voidaan vertailla ja analysoida tehokkaasti jo varhaisessa suunnitteluvaiheessa, mikä parantaa lopullisen rakenteen laatua ja kustannustehokkuutta.