Structural Analysis and 3D Timber Spatial Structure Modeling

Abstract

The analysis of the structural form of the multivolume dome structure using loadbearing wooden arches is performed. The complexity of the volumes and their connecting lines, as well as the requirement to conduct a nonlinear analysis of longspan wooden elements at the request of Eurocode 5 make the information model necessary. It is noted that the design using this technology is developing in the direction of taking into account all stages of the structure life cycle. Information modeling of wooden structures in the world is the most prepared for the use of BIMtechnologies. This is due to the sophisticated digital technologies for the production of modern wooden structures elements. An information model was formed for designing according to the regulations of Ukraine. The Information Model was created in the SAPFIR software package for further possibility of importing the model into the LIRACAD software package. The necessary auxiliary steps were used to build the model. The loads on the curved surface were calculated in the PC Espri. For further development of the nodes, 3Dmodeling was used with the transfer of the information model into the PC Tekla Structures as a specialized environment for the constructive section of the project. The presented analysis of the complex dome structure using wooden arches summarizes the approaches to the development of unique forms of structures using wood. The use of information models has significantly increased the complexity of architectural design and structural model taking into account the nonlinear effects of wood. The possibility of integrating these tools for fur.

Проведено аналіз конструктивної форми мультиоб'ємної купольної будівлі з використанням несучих дерев'яних конструкцій. Складність об'ємів та їх сполучних ліній, а також вимога провести нелінійний аналіз дерев'яних елементів великого прольоту за рекомендаціями Єврокоду 5, роблять інформаційну модель необхідною. Відмічено, що інформаційне моделювання дерев'яних конструкцій у світі є найбільш підготовленим до використання BIM-технологій, що пов’язано з високою фабричною готовністю та складними цифровими технологіями виробництва сучасних елементів дерев’яних конструкцій масового виготовлення. При розробці проекту для українських умов та у відповідності з чинними нормами проектування була сформульована інформаційна модель в САПФІР ПК з подальшою можливістю імпорту моделі в ПК ЛІРА-САПР. Для побудови моделі були використані необхідні допоміжні кроки. Навантаження на криволінійну поверхню розраховані в ПК Espri. Для подальшої розробки вузлів було використано 3D-моделювання з передачею інформаційної моделі на ПК Tekla Structures як спеціалізованого середовища для конструктивного розділу проекту. Представлений аналіз складної купольної конструкції з використанням дерев'яних арок узагальнює підходи до розробки унікальних форм конструкцій з використанням дерева. Використання інформаційних моделей дозволило реалізувати складне архітектурно- планувальне рішення та суттєво збільшити складність конструктивної моделі з урахуванням нелінійних ефектів деревини. Результати проекту вказують на можливість активної інтеграції інформаційних моделей дерев'яних конструкцій у проектування програмного середовища BIM.