Details

Работа посвящена исследованию возможности параметризации процесса моделирования аналитических расчётных схем покрытий отрицательной гауссовой кривизны, построения вантовых систем по ним, а также возможности параметризации сложных нагрузок, в частности, ветровой нагрузки. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Разработка алгоритмов построения аналитических моделей вантовых покрытий двоякой кривизны в среде параметрического моделирования Grasshopper. 2. Автоматизация процесса изменения шага основных и стабилизирующих вант для возможности быстрого изменения параметров расчетных моделей. 3. Формулирование рекомендаций по параметрическому заданию нагрузок на несущие элементы вантовой сети с помощью пошагового переноса расчетной схемы из Grasshopper в Autodesk Revit, Лира САПР. 4. Определение закона изменения аэродинамических коэффициентов на покрытии исходя из переменных параметров расчетной схемы. Разработка рекомендаций по сбору ветровой нагрузки на рассматриваемые покрытия. Основным инструментом параметрического моделирования геометрии была среда визуального программирования Grasshopper в программном комплексе Rhinoceros 8. Для верификации разработанного метода моделирования вантовых сетей было проведено сравнение результатов расчёта по актуальным инженерным методикам с результатами, полученными при расчёте экспортированной геометрии в программный комплекс Лира САПР. Для проведения численных экспериментов по нахождению значений, а также характера распределения аэродинамических коэффициентов по покрытиям был использован программный комплекс Sofistik. Для верификации метода моделирования аэродинамического воздействия было проведено сравнение результатов расчёта в программном комплексе с результатами расчёта аэродинамических коэффициентов, выполненному согласно требованиям нормативно-технической документации на примере простого прямоугольного здания. По результатам проведённых численных экспериментов были выявлены характер распределения и зависимость значений аэродинамических коэффициентов от геометрических параметров покрытия. Составлены параметрические схемы распределения коэффициентов и таблицы их значений. Данные разработки могут быть использованными для упрощения, параметризации и автоматизации процесса задания нагрузок. В процессе работы использовались такие программные продукты как Sofistik, Rhinoceros 8, и встроенная в него среда визуального программирования Grasshopper.

This research focuses on the parametric generation of cable systems and the parameterization of complex loading conditions, particularly wind loads. Research Objectives: 1. Development of algorithms for constructing analytical models of double-curvature cable nets using the parametric modeling environment Grasshopper. 2. Automation of the adjustment process for primary and stabilizing cable spacing to enable rapid modification of computational model parameters. 3. Formulation of guidelines for the parametric assignment of loads on cable-net structural elements through step-by-step transfer of the computational model from Grasshopper to Autodesk Revit and LIRA SAPR. 4. Determination of the relationship between aerodynamic coefficients and variable parameters of the computational model, along with recommendations for wind load assessment on such structures. The primary tool for parametric geometry modeling was the visual programming environment Grasshopper within Rhinoceros 8. To validate the developed cable-net modeling method, computational results obtained using established engineering methodologies were compared with those derived from exported geometry analyzed in LIRA SAPR. Numerical experiments to determine the distribution and values of aerodynamic coefficients were conducted using the Sofistik software. Verification of the aerodynamic modeling approach was achieved by comparing computational results with those obtained through normative technical documentation requirements, using a simple rectangular building as a benchmark case. The numerical experiments revealed distinct distribution patterns and dependencies of aerodynamic coefficients on the geometric parameters of the cable-net structure. Parametric distribution schemes and coefficient value tables were developed, offering potential for streamlining and automating the load assignment process in structural analysis. The software used during the work includes programs like Sofistik, Rhinoceros 8 and its visual programming environment Grasshopper.