ALLPLAN Civil
Flusso di lavoro dei ponti a travi prefabbricate
La geometria delle travi prefabbricate è regolata dalla geometria della sottostruttura e dalla loro posizione lungo l'asse. In ALLPLAN Civil è disponibile un ulteriore approccio di modellazione che consente ai progettisti di creare una geometria esatta dei ponti a travi prefabbricate in modo semplice e rapido.
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FLUSSO DI LAVORO PERSONALIZZATO E AUTOMATIZZATO PER PONTI A TRAVI PREFABBRICATE
Con un'automazione fino al 70%, questo flusso di lavoro innovativo e completo per la progettazione e la costruzione riduce significativamente il carico di lavoro e offre un sostanziale risparmio di tempo. Questo workflow incorpora funzionalità integrate di analisi strutturale adatte all'intero ciclo di vita dei ponti e dei loro componenti prefabbricati, oltre a funzioni avanzate per l'industria della prefabbricazione, come la modellazione parametrica dedicata, la definizione dei dettagli e la produzione di disegni. La fabbricazione di travi prefabbricate e precompresse comporta diversi processi specializzati. Di particolare rilievo è la costruzione off-site, che consente una maturazione controllata del calcestruzzo attraverso il riscaldamento, riducendo così in modo significativo i tempi di produzione. Queste metodologie uniche richiedono un'attenta integrazione nelle analisi strutturali globali e locali e sono ora disponibili in ALLPLAN.
Scoprile di seguito
1.1 CREARE GLI ASSI
La progettazione di un ponte inizia definendo uno o più assi: con ALLPLAN Civil, è possibile importare i dati provenienti da un progetto esistente (ad esempio, utilizzando il formato dati LandXML) oppure definirli manualmente. In entrambi i casi, l'allineamento viene salvato in modo parametrico.
1.2 DEFINIRE UNA SEZIONE TRASVERSALE
È possibile definire qualsiasi sezione trasversale e determinarne la geometria con le sue dipendenze e variabili. Le sezioni trasversali parametriche sono modificabili in qualsiasi momento e possono essere archiviate in librerie dedicate per un utilizzo futuro. Inoltre, per alcune sezioni di travi standardizzate sono disponibili dei template.
1.3 PROGETTARE UN TEMPLATE
Qualsiasi tipologia di pila, fondazione e trave prefabbricata può essere definita come template. Nella fase precedente, per la progettazione del template si utilizzano le sezioni trasversali definite, compresi i parametri costanti e variabili. Se la geometria è variabile, è possibile assegnare tabelle o formule come di consueto. Inoltre, è possibile impostare all'interno dei template gli elementi fissi e quelli modificabili quando lo si utilizza nel modello 3D.
1.4 COSTRUIRE UNA SOTTOSTRUTTURA
La sottostruttura, con o senza fondazioni, può essere definita rispetto a un asse o rispetto a due assi, ad esempio l'asse del terreno in basso e l'asse stradale in alto. Può essere definita direttamente o tramite l'uso di template.
1.5 MONTAGGIO DELLE TRAVI
Le travi prefabbricate vengono posizionate sulla sottostruttura creata nella fase precedente. In realtà, sono posizionate tra 2 punti di riferimento (appoggi). La posizione esatta dei punti di riferimento è stabilita dalla geometria della sottostruttura.
1.6 COSTRUIRE LA SOLETTA
Per generare la geometria della soletta, si utilizza il flusso di lavoro principale di ALLPLAN Civil: estrudere la geometria lungo l'asse. Inoltre, qui possono essere utilizzate tutte le varianti e la sezione trasversale, e con questo anche il modello 3D può essere dotato di tutti i dettagli, sia utilizzando i confini sia posizionando le Python Parts.
1.7 COMPORRE LA TRAVE
Nei ponti a travi prefabbricate la forma delle travi è governata dalla geometria della sottostruttura, mentre dall'altra parte la geometria della soletta è governata dall'asse. Per questo motivo la forma della trave ha una geometria 3D arbitraria e varia lungo la trave. Le operazioni booleane di ALLPLAN Civil 3D vengono utilizzate per riempire automaticamente lo spazio tra la trave e la soletta, utilizzando la forma del gancio definita nella sezione trasversale della trave.
1.8 COMPLETAMENTO DELLA STRUTTURA DEL PONTE
Una volta completati gli elementi principali del ponte, si possono generare altri elementi e dettagli, come cavi, diaframmi, appoggi e molto altro. Ciò può essere fatto modellando o inserendo elementi parametrici - Python Parts.
1.9 Automazione
L'automazione si ottiene attraverso modelli parametrici, che si presentano in due forme principali:
1. Modelli di ponti completi - Questi modelli rappresentano intere strutture di ponti, come ponti a 2 o 3 campate, consentendo di personalizzare parametri chiave come la lunghezza della campata, la larghezza del ponte e il numero di travi.
2. Componenti di ponti modulari - Questi modelli coprono singoli elementi di ponti, tra cui spalle, travi prefabbricate, pile, fondazioni e impalcati, consentendo un approccio flessibile e basato su componenti alla modellazione di ponti.
Entrambi i tipi di modelli incorporano non solo la geometria e i dati BIM, ma anche il modello analitico e i dettagli dell'armatura strutturale.
2.1 DERIVARE IL MODELLO DI ANALISI STRUTTURALE
Grazie alla tecnologia innovativa, ALLPLAN Civil genera in modo semi-automatico il modello di analisi dal modello geometrico. Ciò riduce notevolmente i tempi di lavorazione e le possibilità di errore. In questo modo l'ingegnere mantiene il pieno controllo specificando le parti strutturali e quelle che contribuiscono solo al carico. Una delle definizioni aggiuntive rilevanti per l'analisi è la scelta di generare un modello a trave o a griglia.
2.2 DEFINIRE LE FASI DI COSTRUZIONE
Il tempo come quarta dimensione viene considerato specificando facilmente il processo di costruzione. Il piano di costruzione è suddiviso in diverse fasi e in singoli compiti, come il posizionamento delle travi, la sollecitazione dei cavi pre o post-tesi, ecc. I relativi componenti strutturali sono assegnati in modo interattivo a questi compiti.
2.3 DETERMINARE IL PROCESSO DI PREFABBRICAZIONE
Il processo di prefabbricazione simula le fasi chiave dell'impianto di produzione, tra cui la sollecitazione dei trefoli, il getto di calcestruzzo, il trasferimento delle forze e il ciclo di riscaldamento. Questo migliora l'analisi strutturale globale, in particolare incorporando gli effetti dipendenti dal tempo, come il creep e il ritiro, e il rilassamento accelerato dell'acciaio, tutti adattati al comportamento unico delle travi prefabbricate durante la fabbricazione.
2.4 SIMULAZIONE DI STOCCAGGIO E TRASPORTO
Dopo il completamento del processo di fabbricazione e prima che la trave venga collocata nella sua posizione finale, la trave viene sottoposta a diverse fasi, tra cui il sollevamento, lo stoccaggio e il trasporto. Tutto questo può essere simulato in ALLPLAN permettendo di migliorare ulteriormente l'analisi strutturale globale e le valutazioni progettuali e sezionali delle travi prefabbricate e precompresse.
2.5 DEFINIRE TUTTI I CARICHI PERMANENTI E VARIABILI
Una volta costruito virtualmente il ponte, il processo di costruzione digitale prosegue con l'applicazione dei carichi permanenti portati (carichi permanenti non strutturali), ad esempio, marciapiede, pavimentazione, recuperati automaticamente dal modello geometrico. Gli ingegneri specificano i tempi di installazione delle attrezzature, per applicare il carico alla struttura. Carichi aggiuntivi come temperatura, vento o traffico sono facilmente definibili in base agli standard. L'approccio generico per i carichi da traffico consente di applicare qualsiasi carico in movimento. I calcoli identificano gli effetti del traffico più sfavorevoli, calcolando prima le linee di influenza, valutandole poi con il treno di carichi e memorizzando i risultati in un inviluppo.
2.6 CARICO SISMICO
ALLPLAN Civil utilizza il metodo dello spettro di risposta multimodale per valutare gli effetti del carico sismico. Matematicamente, questa soluzione si basa sull'eccitazione dei modi naturali rilevanti e sulla combinazione dei diversi contributi modali. Le ampiezze delle forze interne e degli spostamenti relative ai singoli modi naturali vengono sovrapposte utilizzando diversi metodi, come la Combinazione Quadratica Completa (CQC) per ottenere l'inviluppo dei valori estremi.
2.7 COMBINAZIONI DELLE AZIONI
La facilità d'uso e la fruibilità della sovrapposizione in ALLPLAN Civil sono all'avanguardia. La definizione schematica della sovrapposizione combina la massima flessibilità e una panoramica ottimale. Lo stesso vale per le combinazioni, che vengono definite e visualizzate sotto forma di tabella, offrendo all'utente una panoramica ottimale dei diversi tipi di combinazione e dei fattori di carico. Inoltre, è possibile selezionare diversi componenti di sollecitazione in punti di sollecitazione definiti dall'utente ed eseguire una sovrapposizione di sollecitazioni.
2.8 ESEGUIRE LA PROGETTAZIONE DELLE ARMATURE E LE VERIFICHE DI NORMATIVA
La progettazione dell'area di rinforzo necessaria si basa sui requisiti SLU e SLE. Le combinazioni di forze interne, compresi gli effetti del secondo ordine, sono verificate rispetto alla resistenza a flessione, torsione e taglio e ai requisiti di limitazione delle sollecitazioni e di larghezza delle fessure. La quantità di armatura maggiore tra quella calcolata e quella specificata manualmente viene utilizzata per le verifiche delle sezioni.
2.9 FLUSSI DI LAVORO PERSONALIZZATI PER LA PROGETTAZIONE E VERIFICA
La progettazione delle armature e la valutazione delle norme possono essere condotte in qualsiasi momento, anche subito dopo il rilascio dei trefoli o durante lo stoccaggio. Questi metodi includono caratteristiche essenziali per la progettazione e la valutazione delle travi pretese, come la considerazione dell'indurimento accelerato del calcestruzzo dovuto al riscaldamento. Le funzioni di invecchiamento del calcestruzzo sono regolate in base a parametri specifici del codice o alla resistenza del calcestruzzo misurata, consentendo di determinare un'età equivalente del calcestruzzo. Inoltre, i metodi affrontano le condizioni delle lunghezze di trasmissione e di ancoraggio, tenendo conto dello sfilamento dei trefoli e della ridotta capacità di trazione nelle aree di ancoraggio fessurate.
2.10 CREAZIONE DI REPORT DI ANALISI STRUTTURALE
Lo strumento Reporting collega due mondi in uno e rivoluziona il processo di reporting offrendo una serie di potenti funzioni che migliorano l'efficienza, l'accuratezza e l'impatto visivo. I dati relativi alla progettazione e all'analisi dei ponti, sotto forma di tabelle, immagini, diagrammi 2D e 3D e molto altro, possono essere facilmente posizionati e collegati direttamente ai documenti MS Word. Ciò elimina la necessità di inserire e aggiornare manualmente i dati, risparmiando tempo e riducendo il rischio di errori.
2.11 AUTOMAZIONE - MODELLI DI COSTRUZIONE
L'automazione è implementata utilizzando modelli di costruzione predefiniti, progettati specificamente per la fase di fabbricazione della trave. Questi modelli delineano tutte le fasi chiave, tra cui la fabbricazione, lo stoccaggio, il trasporto, il sollevamento e il posizionamento finale. Ogni processo di costruzione è governato da un insieme unico di variabili, come il letto di colata, il tempo di colata, il trasferimento della forza, i calcoli di creep e ritiro e le condizioni di supporto, che influenzano il comportamento della trave. Il riutilizzo di questi modelli consente di ridurre notevolmente il lavoro manuale di simulazione del processo di costruzione.
3.1 DETTAGLIO DELLE ARMATURE
La soluzione integrata di modellazione parametrica delle armature migliora i flussi di lavoro, la produttività e la precisione. I progettisti possono creare facilmente modelli BIM parametrici con armature, collegati automaticamente alla tecnologia ALLPLAN Python Parts. Questa integrazione supporta la progettazione delle armature e le verifiche del codice in ALLPLAN Civil e contemporaneamente la generazione automatica di modelli di armatura 3D in ALLPLAN.
3.2 CONTROLLO FINALE
La connessione parametrica di armatura è bidirezionale. L'area di rinforzo, regolabile attraverso la distanza tra le staffe e il numero di barre longitudinali, può essere reimportata nell'analisi strutturale per la verifica finale del codice.
3.3 GENERAZIONE DI TAVOLE E ALTRI PRODOTTI
Dal modello BIM digitale 3D si ricavano prospetti, sezioni longitudinali lungo qualsiasi percorso e sezioni trasversali. CineRender di Maxon viene utilizzato per visualizzazioni realistiche e i potenti strumenti di ALLPLAN vengono utilizzati per creare documentazione di costruzione di alta qualità.
3.4 AUTOMAZIONE - armatura
Una volta definita una sezione trasversale e impostate tutte le armature necessarie. Questa sezione trasversale può essere utilizzata come modello da utilizzare in un progetto o in più progetti. Le variabili che controllano la sezione trasversale controllano anche il rinforzo. Pertanto, possono essere create tutte le armature del componente regolando le variabili. Nel caso in cui l’armatura di un componente è indipendente dalla geometria, un oggetto Python Part può essere utilizzato come “placement” nella posizione specificata.
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