Paikallavalukuilun raudoitusten ja liitosten parametrinen mallintaminen

Abstract

Rakenteiden tietomallintaminen on suunnittelumenetelmä, jossa rakennuksen ominaisuudet kuvataan tarkassa digitaalisessa muodossa. Rakenteiden tietomallintamiseen käytetään tyypillisesti Tekla Structures-tietomalliohjelmistoa, jolla voi esimerkiksi mallintaa geometrian lisäksi rakenteen raudoitukset ja liitokset. Rakennesuunnittelijat kokevat raudoitusten ja liitosten mallintamisen manuaalisesti työlääksi ja hitaaksi menetelmäksi varsinkin korkeissa paikallavalukuiluissa, joissa mallinnettavien detaljien määrä on suuri. Yhä enemmissä määrin arkkitehti- ja rakennesuunnittelijat ovat ottaneet perinteisen tietomallintamisen avuksi parametrisen eli algoritmiavusteisen tietomallintamisen. Tekla Structures-ohjelmistolla on myös mahdollista tuottaa luodusta rakennemallista rakennepiirustuksia rakennushankkeen muiden osapuolien käyttöön. Tekla Structures-ohjelmistoa käyttävät rakennesuunnittelijat saattavat kokea myös piirustuksien tuottamisen ongelmalliseksi puutteellisten piirustusasetuksien ja käyttöohjeiden vuoksi.

Tutkimus toteutettiin yhdessä Sweco Rakennetekniikka Oy:n kanssa. Tutkimuksessa pyrittiin löytämään esitettyihin ongelmiin ratkaisu ja kehittämään paikallavalurakenteiden tietomallipohjaista suunnitteluprosessia. Tutkimus aloitettiin kirjallisuustutkimuksella, jossa tavoitteena oli selvittää paikallavalukuilun tyypilliset ja useasti toistuvat raudoitus- ja liitosratkaisut. Empiirisessä tutkimuksessa tutkittiin algoritmisen prosessin teknistä toteutusta. Arvioitiin, voidaanko valmiita raudoitus- ja liitoskomponentteja hyödyntää parametrisessa mallintamisessa vai tarvitaanko uusia komponentteja ja miten niitä voidaan hyödyntää algoritmiavusteisessa mallintamisessa. Empiirisessä tutkimuksessa kehitettiin myös piirustustuotantoprosessia. Parametrisen mallinnusprosessin soveltuvuutta paikallavalurakenteiden raudoitusten mallintamiseen tutkittiin haastattelututkimuksen avulla. Seitsemän rakennesuunnittelijaa suoritti lyhyen suunnittelutehtävän ja arvioivat parametrisen mallintamisen käytännöllisyyttä vastaamalla haastattelukysymyksiin.

Tutkimuksen aikana luotiin parametrinen mallinnusprosessi seinärakenteen pysty-, vaaka-, ja jatkosraudoitukselle sekä seinäkonsolin raudoitukselle. Raudoitusten parametrisessa mallintamisessa algoritmi suorittaa komponentin mallintamisen ihmisen sijaan. Tutkimus osoitti, että suurin osa Teklan omista raudoitus- ja liitoskomponenteista ovat toiminnaltaan puutteellisia, joten parametrisessa mallintamisessa kannattaa hyödyntää valutarvikevalmistajien ja Sweco Rakennetekniikka Oy:n oma kehittämiä komponentteja. Tutkimukseen osallistuva suunnitteluryhmä koki parametrisen mallintamisen soveltuvan hyvin raudoitusten mallinnusmenetelmäksi. Lähes kaikkien vastaajien mielestä parametrinen mallintaminen on nopea mallinnusmenetelmä manuaaliseen mallintamiseen verrattuna. Heidän mielestään kehitystyötä kannattaa jatkaa muiden raudoitus- ja liitosperiaatteiden osalta ja algoritmia ohjaavasta käyttöliittymästä täytyy kehittää vielä käyttäjäystävällisempi.

Tutkimus osoitti, että Tekla Structures soveltuu hyvin raudoituspiirustuksien luontiin. Onnistuneen piirustustuotannon perusedellytyksenä ovat toimivat piirustusasetukset. Toimivat piirustusasetukset soveltuvat erinomaisesti perustapauksiin ja niitä on helppo muokata tarvittaessa ilman syvällisempää osaamista. Parametrisella mallintamisella ja koulutuksilla voidaan edistää piirustustuotannon tehokkuutta.