Details

Тема выпускной квалификационной работы: «Генеративный подход в проектировании жилых зданий из стальных модульных конструкций». Данная работа посвящена созданию подхода к проектированию модульных зданий на стальном каркасе посредством использования генеративных алгоритмов. В первой главе проведен анализ существующего опыта проектирования модульных зданий, определено экономическое обоснование для применения технологии модульного строительства, выявлены проблемы для внедрения рассматриваемой технологии в строительной отрасли. Во второй главе были обобщены требования к объемно-планировочным решениям модульных зданий, выбрана схема разбивки здания на модули. В третьей главе выявлены наилучшие варианты конструкции каркасов модулей с помощью решения задачи топологической оптимизации. В четвертой главе реализованы генеративные алгоритмы (составление типологии модулей и генерация модулей по типологии), сокращающие сроки проектирования модульных зданий и оптимизирующие индустриальное производство. По результатам работы обобщены требования и ограничения для модульных зданий из стальных модульных конструкций, выявлены оптимальные конструкции модулей и рекомендации по их расположению в здании, созданы инструменты для реализации генеративного подхода к проектированию модульных зданий на стальном каркасе, которые позволяют сократить сроки проектирования, минимизировать ошибки и реализовать потенциал индустриального производства в строительстве. Для достижения результатов в работе были использованы следующие информационные технологии (в том числе программное обеспечение, облачные сервисы, базы данных): 1. Notion – взаимодействие с научным руководителем; 2. Microsoft Word – оформление результатов; 3. CSI ETABS – расчет конструкций с помощью метода конечных элементов; 4. Microsoft Excel – топологическая оптимизация конструкций; 5. Tekla Structures – моделирование несущего каркаса; 6. PyCharm – написание программного кода; 7. Rhino Grasshopper – написание скриптов; 8. Autodesk Revit – информационная модель здания.

The subject of the graduate qualification work is «Generative approach in the design of residential buildings from steel modular structures». This work is devoted to creating an approach to the design of modular buildings on a steel frame through the use of generative algorithms. In the first chapter, an analysis of the existing experience in the design of modular buildings is carried out, an economic justification for the use of modular construction technology is determined, and problems for the introduction of the technology in question in the construction industry are identified. In the second chapter, the requirements for space-planning solutions for modular buildings were summarized, and a scheme for dividing the building into modules was chosen. In the third chapter, the best options for the design of module frames are identified by solving the topological optimization problem. In the fourth chapter, generative algorithms are implemented (compiling a typology of modules and generating modules according to typology), which reduce the design time for modular buildings and optimize industrial production. Based on the results of the work, the requirements and restrictions for modular buildings made of steel modular structures were summarized, the optimal designs of modules and recommendations for their location in the building were identified, tools were created for implementing a generative approach to designing modular buildings on a steel frame, which can reduce design time, minimize errors and realize the potential of industrial production in construction. To achieve results, the following information technologies were used in the work (including software, cloud services, databases): 1. Notion – interaction with the scientific coordinator; 2. Microsoft Word – presentation of results; 3. CSI ETABS – structural analysis using the finite element method; 4. Microsoft Excel – topological optimization of structures; 5. Tekla Structures – modeling of the construction; 6. PyCharm – coding; 7. Rhino Grasshopper – scripting; 8. Autodesk Revit – building information model.