Parametrisen suunnittelun kehittäminen teräsbetonisten runkorakenteiden toteutussuunnittelussa

Abstract

Työn tavoitteena oli kehittää laskentaohjelma, josta on hyötyä rakennesuunnittelun toteutusvaiheessa rakennuksien runkojen suunnittelussa. Laskentaohjelma kehitettiin tehtäväketjuja lähtöarvoista muodostavista algoritmeista, jotka perustuvat parametriseen suunnitteluun. Algoritmeista muodostettiin toisistaan riippuvia ohjelman sisäisiä laskureita, mitkä määrittävät rakenteille muun muassa ominaiskuormitukset sekä dimensiotiedot.

Diplomityössä selvitetään, voiko algoritmien avulla luotua parametrista mallintamista sekä suunnittelua hyödyntää rakennesuunnittelussa toteutusvaiheessa. Tutkimuksen tarkoituksena oli myös löytää laskentakeino, jolla laattojen tasokuormista saadaan muodostettua luotettavasti automatiikalla kuorma- sekä momenttikuvaajat kantaville palkeille. Työssä arvioidaan, kuinka paljon parametrista suunnittelua hyödyntävä algoritmi nopeuttaa suunnittelua ja parantaa tulosten tarkkuutta verrattuna yleisesti toteutussuunnittelussa käytettyihin laskentamenetelmiin.

Parametrista rakennesuunnittelua ei hyvin yleisesti nykypäivänä Suomessa käytetä, joten sen potentiaalia ei ole vielä täysin hyödynnetty. Diplomityön tarkoituksena on kartoittaa, kuinka monimutkaista rakennetekniikkaa parametrisilla suunnittelumenetelmillä voidaan hallita ja kuinka kilpailukykyisiä ne ovat tavanomaisten suunnittelumenetelmien rinnalla. Algoritmisella suunnittelulla on kyky muotoutua lukemattomiin erilaisiin käyttäjän määräämiin tarpeisiin, mistä syystä siitä voi muodostua suunnittelijoille erityisen poikkeuksellisen työkalu.

The main goal of this thesis was to generate a program which is useful in the design of load bearing structures for the house construction. The program was generated based onalgorithmic parametric structural design. The programmed data consist of numeral algorithmic counters which prescribe structural loads and dimensions.

The thesis finds out the answer to following question: is the parametrical design reliable and reasonable expedient to analyze and design load bearing structures? Furthermore, the thesis introduces calculation methods for generating line load and bending moment graphs for load bearing beams from defined surface loads. At the end of this study was compared, how parametrical structural designing precipitates designing processes comparing with the most conventional methods which were commonly used in industry. It was able to successfully demonstrate how well comparable parametrical programs outcomes were in comparison to the other commonly used methods. The full potential of parametric engineering has not been exhausted in Finland. More research work is needed to develop algorithmic design tools further.