Розвиток методів розрахунку і конструювання сталевих будівель і споруд: від Ейфелевої вежі до Національного стадіону сінгапурського спортивного комплексу

Abstract

Із аналізу принципів і методів проєктування всесвітньо відомих Ейфелевої вежі, яка на момент зведення була найвищою у світі вежею (312.12 м), та Національного стадіону сінгапурського спортивного комплексу, який є найбільшим у світі сталевим куполом (діаметр 310 м), прослідковано трансформацію підходів до розрахунку і конструювання сталевих будівель та споруд. На основі архітектурної, конструктивної, організаційної, технологічної і економічної частин оригінального проєкту Ейфелевої вежі, детально розглянуто процес її проєктування та зведення. Показано, що проєктування і зведення вежі виконано при ґрунтовній теоретичній підготовці, широкому застосуванні математичного апарату, ручних розрахунків усіх частин проєкту, використанні залізниці, парових кранів та індустріальному виготовленні елементів сталевих конструкцій. Проаналізовано послідовність розробки проєкту і зведення куполу Національного стадіону сінгапурського спортивного комплексу, із створенням 3D параметричної моделі, розрахунками за допомогою методу скінченних елементів, комп'ютерною оптимізацією форми і розмірів конструктивних елементів, програмуванням спеціальних модулів і розробкою алгоритмів для забезпечення сумісної роботи різних програмних комплексів, та конструюванням, деталюванням, розробкою креслень, а також, передачею всієї необхідної інформації на завод металоконструкцій, для їх виготовлення на станках з ЧПУ, за допомогою 3D BIM-інформаційних систем. Зроблено висновок, що завдяки розвитку інформаційних технологій, відбувся перехід від ручного виконання до переважного застосування комп'ютерних методів розрахунку і конструювання сталевих будівель та споруд. Запропоновано шляхи удосконалення подальшого розвитку методів та підходів до розрахунку і конструювання сталевих будівель та споруд.