Partneři sekce:
  • Stavmat
  • ČESKOMORAVSKÝ BETON

BIM projektování mostů

Izmit Bay v Turecku

Tekla Structures je otevřený BIM nástroj na vytváření 3D konstrukčního modelu, na základě kterého se automaticky generuje dokumentace libovolného stupně – tedy od studie až po výrobní dokumentaci. Konstrukční model mostu může obsahovat libovolně velké konstrukce tvořené i různými materiály – železobetonem, ocelí, hliníkem či dřevem. Vytváření modelu je rychlé a snadné díky dokonalým nástrojům a rozsáhlé knihovně komponent určených k vytváření vyztužování betonových prvků nebo ocelových spojů.

Práce na projektech může být urychlena možností spolupráce více uživatelů na jednom společném modelu. Tekla Structures je otevřen velkému množství formátů, které je možné použít jako referenční objekty a lze s nimi dále efektivně pracovat.

Stejná otevřenost platí i pro propojení s jinými programy, například pro statickou analýzu. Pomocí Tekla Structures lze efektivně zpracovávat projekty pro železobetonové, ocelové i dřevěné mosty. Dále se pokusíme uvést nejvážnější důvody, proč projektovat mosty v Tekla Structures.

Kombinace materiálů v rámci jednoho modelu

Jednou z mnoha předností programu Tekla Structures je možnost tvořit v jednom modelu konstrukce z libovolného materiálu. V rámci jednoho modelu mohou být zpracovány základové konstrukce z železobetonu, dále ocelový nebo železobetonový skelet, dřevěné zastřešení lávky anebo zasklení za pomoci hliníkových profilů.

Tyto možnosti jsou dovoleny díky otevřeným knihovnám materiálů a profilů. Lze vkládat libovolný materiál a nový profil lze nadefinovat hned několika způsoby, včetně importu z DWG. Profily je možné dokonce parametrizovat, a tím být při vytváření modelu ještě efektivnější.

Týmová spolupráce na sdíleném modelu – Multi-user & Tekla Model Sharing

Schopností, která je neocenitelná při vytváření rozsáhlých modelů, je spolupráce několika uživatelů na jednom modelu ve stejný čas. Řešení Tekla Structures nabízí dvě varianty, jak efektivně spolupracovat a sdílet práci v rámci jednoho modelu.

První možností je využití Multi-user serveru. Tento produkt umožňuje vytvořit zdarma sdílený model a pracovat na něm v rámci sítě. Omezením tohoto řešení je nutnost provozovat vlastní firemní síť.
Podstatně více možností nabízí řešení Tekla Model Sharing. Jedná se o cloudový produkt a pro jeho používání je potřeba mít jen internetové připojení. Žádný dodatečný software není potřeba.

Komunikace s cloudem je šifrovaná, a tím pádem dokonale bezpečná. Na internetové připojení nejsou kladeny vysoké nároky, protože dochází k přenosu jen malých datových souborů – nikoli celých modelů, ale pouze aktualizované části.

Pracovat lze dokonce v offline režimu, k synchronizaci dojde automaticky ve chvíli opětovného připojení se k internetu. Užitečným nástrojem pro řízení a správu modelu je Management Console. Jednotlivým členům týmu dovoluje přiřadit oprávnění odpovídající jejich úkolu, a tím mít dokonalý přehled o jednotlivých profesích pracujících na modelu.

Komponenty – efektivní tvorba přípojů

Silnou stránkou tvorby modelu mostní konstrukce v Tekla Structures jsou takzvané komponenty. Jedná se o makra, která dokážou automaticky vyztužit betonovou konstrukci, u ocelové konstrukce vytvořit přípoje a kotvení, u tesařských konstrukcí veškeré tesařské spoje, nebo dokonce tvořit celé prvky jako ocelová svodidla, zábradlí a schodiště.

Každá komponenta má svůj specifický dialog, kde je možné přesně nastavit požadované vlastnosti přípoje, jako jsou krytí výztuže a rozteč mezi nimi u betonu, u oceli je možné nastavit zase svary, šrouby a celkovou geo­metrii přípoje.

Další oblastí, kde lze využít komponenty, je vyztužování ŽB konstrukcí. Tekla Structures obsahuje například makra pro vyztužení základových pilot, pásů, křídel, sloupů, nebo dokonce celé deskové mostní konstrukce. Komponenty pro betonové konstrukce dokážou vytvářet také přípoje nebo nové prvky jako například konzoly na stěně pro vytvoření základového křídla.

Stejně jako komponenty pro ocel jsou i ty pro beton nastavovány jednoduše pomocí dialogových oken, kde je možné upravit všechny atributy přípoje nebo vyztužení. Pro vytvoření atypické konstrukce lze toto makro rozbít na jednotlivé skupiny výztuží a dále s nimi pracovat, popřípadě je doplnit o další skupinu výztuží.

Další vlastností komponent je schopnost zahrnout více dílčích komponent do jedné „superkomponenty“ a tím práci ještě více zrychlit. Příkladem může být tvorba ocelových svodidel včetně přípojů na betonovou desku pomocí vybrané komponenty nebo podpěrných sloupů, pilot, základových křídel atd.

Všechna makra jsou adaptivní a přizpůsobují se automaticky profilům, které k sobě navzájem připojují. Přípoj se automaticky přizpůsobí i při dodatečné změně profilu. Tímto způsobem lze vybrané prvky kopírovat z modelu do modelu a získat tak značnou časovou rezervu.

Přímé propojení s Rhinoceros a Grasshopper ukázka parametrického modelování
Přímé propojení s Rhinoceros a Grasshopper ukázka parametrického modelování |

Tvorba vlastních komponent

Tekla Structures obsahuje velice rozsáhlou knihovnu komponent pro betonové i ocelové konstrukce. Pokud uživatel potřebuje vytvořit přípoje pro specifické použití nebo v knihovně nenajde komponentu, která zcela vyhovuje jeho potřebám, program nabízí možnost vytvořit si vlastní komponentu.

Takzvaná uživatelem definovaná komponenta může být parametrizovaná a může být nastavitelná pomocí dialogu jako ty obsažené v knihovně. Uživatelské makro může být vytvořeno úplně od začátku ručně nebo lze využít makro obsažené v knihovně, které je nastavené tak, aby co nejvíce odpovídalo požadovanému stavu.

Následně se rozbije a ze vzniklých prvků je možné vytvořit uživatelem definovanou komponentu, kterou lze popřípadě doplnit i o další prvky nebo skupiny výztuží, jež jsou pro správné vytvoření komponenty nezbytné.

Samozřejmě tyto komponenty lze používat napříč modely, rovněž je možné sdílet je se všemi spolupracovníky, a dokonce celosvětově s uživateli Tekla Structures přes cloudové úložiště tak, aby je všichni byli schopni používat pro další práci. Tímto způsobem je možné vytvořit si vlastní knihovnu uživatelských komponent a usnadnit si tak práci.

Velká spousta dalších komponent a rozšíření je přístupná v Tekla Warehouse, kde lze nalézt například systémová bednění DOKA nebo PERI, kotevní šrouby Hilti, přípoje a profily Peikko a mnoho dalšího.

Přímá manipulace

Jednotlivé prvky v modelu lze vytvářet, mazat, ale také je možná jejich úprava. Kromě klasických příkazů úprav, jako je posun, kopírovaná zrcadlení a podobně, obsahuje Tekla Structures nástroje přímé manipulace. Pomocí přímé manipulace jsou operace s objekty velice snadné a intuitivní.

Řídící body objektů lze upravovat systémem drug & drop, samozřejmě je možné využít i numerické zadávání přesných vzdáleností. Pomocí tohoto nástroje lze velice efektivně upravovat betonové tvary prvků do požadovaného tvaru.

V případě, že betonový tvar konstrukce byl již vyztužen, dochází u betonové konstrukce při změně tvaru přes přímou manipulaci rovněž ke změně ve skupině výztuží, a to jak při stálém dodržení roztečí mezi jednotlivými tvary armovacích prutů, tak i krycí tloušťce výztuží.

Tímto způsobem je možné provádět tzv. klientské změny v projektu velice snadno a efektivně, a přitom mít projekt stále pod kontrolou, aniž by došlo k nevyztužení dodatečně měněné části konstrukce. Výztuž je parametricky vázána na tvar betonové konstrukce.

Celosvětové pracovní prostředí, otevřená knihovna materiálů, profilů a šroubů

Jak je již uvedeno výše, knihovny v programu Tekla Structures jsou otevřené, a je tedy možné je libovolně doplňovat nebo upravovat. Vedle knihovny materiálů a profilů jsou k dispozici i knihovny šroubů, potažmo celých šroubových sestav.

V knihovně šroubů lze definovat šrouby, podložky, matice spolu s jejich rozměry a hmotností. Následně lze tyto prvky kombinovat do šroubových sestav. Na základě knihoven, tloušťky šroubovaného materiálu, počtu a rozměru matic i podložek Tekla automaticky dopočítává délku šroubu, který je použit ve výsledném přípoji.

U výztuží probíhá práce v nominálním průměru výztuže, ale je možné nastavit i skutečný průměr výztuže, který je širší o obvodové žebrování výztuže. Do již existujícího katalogu armovacích prutů je možné dotvářet a ukládat vlastní nejpoužívanější tvary, a to za pomocí nástroje „editor armovacího prutu“. Následně stačí vybrat daný typ vyztužení a jeho polohu.

Všechny knihovny, stejně jako každé jiné nastavení, lze přenášet mezi dalšími modely nebo je sdílet s kolegy a mít k dispozici vždy aktuální knihovny materiálů, profilů nebo šroubů.

Vzhledem k tomu, že Tekla Structures je celosvětovým softwarem, je možné pracovat pro zahraničního klienta. Nemusíte složitě nahrávat materiály dané země, prostředí a jiné. Na začátku spouštění softwaru je možné vybrat prostředí dané země, ve které bude projekt realizován a Tekla Structures vše přizpůsobí do norem příslušné země.

Kolize výztuží

Před exportem hotového modelu do vybraného formátu lze provézt kontrolu kolizí jednotlivých prvků, výztuží v modelu. Software automaticky vyhledá případné kolize jednotlivých prvků a graficky znázorní, kde ke kolizi dochází.

Takto si můžete být zcela jisti, že výztuž bude splňovat veškeré parametry na krytí a nedojde k chybě při fyzické montáži výztuže jak na stavbě, tak i při výrobě prefabrikované konstrukce. Tuto kolizi je někdy možné rovněž nechat jako žádoucí. Za pomoci tohoto nástroje máte svůj projekt zcela pod kontrolou.

Příklad vyztužování pomocí komponent doplněný o ruční modelování v Tekla Structures
Příklad vyztužování pomocí komponent doplněný o ruční modelování v Tekla Structures |

Snadná tvorba a editace předloh výkresů a výkazů

Tekla Structures obsahuje mnoho předloh pro výpisy i výkresy. Dle požadavků zákazníka nebo zvyklostí projekční firmy je samozřejmě možné definovat si vlastní předlohy pro výkresy, a to od fontů použitého písma až po grafické uspořádání tabulky.

Oproti dřívějším verzím programu je nyní práce s předlohami pro výkresy prováděna v grafickém prostředí, a je tedy okamžitě vidět výsledek. Rychlému vytvoření předlohy napomáhá možnost použít razítko ve formátu DWG jako základ, do kterého se doplní dynamické proměnné atributy (aby docházelo k automatickému načítání hodnot z modelu).

Předlohy výpisů lze přizpůsobit nebo vytvořit úplně nové tak, aby splňovaly požadavky zákazníka. V editoru předloh lze vytvářet vše – od úplně jednoduchých výpisů materiálů až po komplexní výpisy v nejrůznějších formátech.

Samozřejmostí je použití vytvořených předloh v rámci celé firmy – dodržení firemního standardu. V případě získání zakázky pro zahraničního klienta je možné vytvořit si prostředí, které je požadováno ze strany objednatele, a toto prostředí si uložit jako šablonu. Při práci pro více klientů je možné mezi těmito šablonami přepínat.

Automatická tvorba dokumentace – vždy aktuální

Nezáleží na velikosti projektu, výrobní i projekční dokumentace musí být vždy aktuální. V programu Tekla Structures se nemůže stát, že výkresy nejsou aktuální. Výkresy pokaždé obsahují aktuální data modelu. Pokud tedy model neobsahuje chyby, neobsahují je ani výkresy a výpisy. Pokud dojde ke změně v modelu a výkresy jsou již hotové, automaticky se tyto změny projeví ve výkresech a jsou vyznačeny revizním obláčkem.

Vytištěné výkresy jsou označeny obálkou, při aktualizaci prvků modelu dojde k aktualizaci i těchto již vytištěných výkresů. Tato změna je v seznamu výkresů okamžitě patrná a je označena červeným vykřičníkem. Tekla Structures označí tímto způsobem výkresy, které je zapotřebí znovu vyexportovat. Na základě těchto informací se nemůže stát, že byste opomenuli vyexportovat byť jen jediný výkres, u kterého došlo ke změně.

Open BIM software

Pro rychlou a bezchybnou tvorbu modelu lze do modelu importovat referenční objekty. Tyto objekty mohou být 3D modely konstrukce, například ve formátu IFC nebo 2D referenční výkresy ve formátu PDF nebo DWG zpracované dalšími členy projekčního týmu. Formátů, se kterými lze v rámci Tekla Structures pracovat, je mnoho, mezi další často používané formáty patří například SKP, STP a IGS.

Tekla Structures obsahuje konverzní nástroj, který dokáže obecný 3D IFC model transformovat na základní prvky používané v rámci jednoho modelu. S těmito transformovanými prvky je možné dále pracovat, jako by byly vymodelovány přímo v Tekle. Je možné je parametrizovat, měnit jejich tvar, či dokonce použitý materiál. Tento postup může ušetřit spoustu času a práce.

Spolupráce s ostatními programy

Kromě univerzálních formátů program Tekla Structures velice efektivně spolupracuje s dalším softwarem používaným v projekční činnosti. Jedná se o takzvané přímé propojení, kde hlavní výhoda spočívá v aktualizaci modelu v obou programech. Za povšimnutí stojí spolupráce se statickým softwarem firmy Dlubal, SCIA, IDEA Statica nebo Hilti.

Tekla Structures spolupracuje velice úzce také s programem Rhinoceros a jeho nástavbou Grasshopper nebo softwarem Easy Bridge určeným pro parametrické modelování. Programy spolu komunikují přímo nebo pomocí datových souborů, které jsou k tomuto účelu specificky vytvořeny.

Není již možná aktualizace modelu, nicméně výměna dat probíhá na velice vysoké úrovni a nese v sobě množství informací potřebných k další práci. Tekla Structures velice dobře spolupracuje i s projekčními programy, jako jsou například Revit, ArchiCad, SketchUp a jiné.

Závěr

Tekla Structures obsahuje nástroje, které usnadňují a urychlují práci na projektech všech typů a velikostí. Nabízí přímé propojení se statickými programy, nástroje pro 3D detailování, automaticky generovanou projekční i výrobní dokumentaci a výkresy, výkazy materiálu, otevřenost jiným softwarům, referenční modely a podporu řady formátů. Tekla Structures nabízí nejmodernější BIM řešení konstrukcí všech materiálů v rámci jednoho modelu, a tím šetří čas a další náklady.

Text: Michal Konopka, Ing. David Neužil, Ing. et Ing. Martin Maťašovský, MBA
Obrázky: Construsoft
Michal Konopka, David Neužil a Martin Maťašovský působí ve společnosti Construsoft.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby 6/2018.

Komentáře