Эффективность проектирования мостов с помощью параметрического дизайна

Параметрический дизайн

5 июля 2021


Преодоление сложности и повышение эффективности проектирования мостов с помощью параметрического дизайна

Современные инструменты проектирования расширили возможности архитекторов. Одновременно растут требования к срокам выполнения работ и сложность проектируемых объектов.

Это также актуально для проектирования мостов, однако большая часть данной индустрии по-прежнему зависима от 2D чертежей в качестве первичных документов.
Традиционные рабочие процессы 2D-САПР не решают проблем, которые обычно возникают в проектах сегодня, таких как отходы материалов, переделка, запрос информации, перерасход бюджета, задержки графика и общая недостаточная производительность.

Подобные ограничения побуждают все большее число инженеров-строителей изучать параметрическое проектирование и рабочие процессы на основе BIM. Параметрическое проектирование позволяет инженерам задавать логику, устанавливая правила и параметры для модели, а не моделировать геометрию напрямую.

Эти правила действуют на входные параметры, и модель является неизбежным результатом. Таким образом, при настройке одного параметра, например количества столбцов или ширины колонны, все объекты модели, затронутые этим изменением, автоматически обновляются. В связке BIM параметры могут одновременно управлять насыщенными информацией данными, выходящими за рамки простой геометрии.

Это может показаться сложным, но все дело в преодолении ограничений и быстром создании альтернативных вариантов дизайна для сложных форм. Сегодня инженеры-строители используют параметрический рабочий процесс без предварительных знаний о программировании через прямые связи между BIM программой и инструментами визуального программирования, такими как Grasshopper, предустановленный плагин для Rhinoceros 3D.





Это позволяет инженерам определять входные параметры, такие как координаты, размеры или кривые, и правила визуального сценария, которые воздействуют на эти параметры, генерируя желаемую геометрию или другие выходные данные, которые затем могут применяться непосредственно к реальным объектам с помощью параметрической САПР. Путем переноса параметрического проекта в среду параметрического 3D-моделирования автоматизируются повторяющиеся задачи и обновления изменений. Это позволяет инженерам быстро, точно и легко создавать по-настоящему конструктивную трехмерную модель моста, удовлетворяющую любому уровню разработки (LOD) и гарантирующую согласованность всех результатов, включая модель, чертежи и ведомости материалов.

На основе атрибутов, определяемых инженером, эффекты любых изменений конструкции автоматически отражаются во всей модели. Grasshopper принимает входные данные, завершает вычисления и производит выходные данные, которые применяются к модели. Это устраняет необходимость вручную вносить изменения в модель и позволяет инженерам быстро создавать и визуализировать несколько итераций сложных проектов в 3D, просто настраивая атрибуты. Этот рабочий процесс особенно полезен при моделировании конструкций мостов со сложной геометрией и криволинейными поверхностями.

Преимущества параметрического проектирования

Моделирование с помощью параметрического проектирования дает значительные преимущества, которые улучшают как процесс проектирования, так и качество. Архитекторы расширяют границы проектирования, а проекты становятся все более совместными, отказ от ручных процессов может помочь инженерам-строителям работать более эффективно, чтобы соответствовать современным требованиям к проектам.
Комбинируя параметрическое проектирование с параметрическим моделированием, инженеры могут:

  • Ускорить работу и повысьте точность. Параметрическое проектирование позволяет инженерам определять логические правила, описывающие модель и отношения между ее частями, а также набор параметров для управления логикой. Затем инструмент проектирования вычисляет и создает динамическую 3D-модель на основе этих критериев, достигая подробной, конструктивной модели с большим количеством данных, которая содержит всю информацию, необходимую для построения и изготовления. Исключение ручной работы дает огромное преимущество в производительности за счет ускорения создания модели, а автоматическое создание дизайна в целом снижает вероятность ошибок.
  • Упростить итерации. Внесение изменений намного проще с параметрическим моделированием, чем с традиционной 3D-моделью, не говоря уже о 2D-САПР. Поскольку корректировки модели основаны на установленной логике и отражаются во всем проекте, можно быстро выполнять итерацию, оставаясь в рамках установленных критериев и ограничений дизайна.
  • Легко внедрять инновации. Когда весь дизайн может быть создан, управляем и повторен как единое целое, появляется больше возможностей для оптимизации процесса проектирования. Параметрическое проектирование и моделирование предоставляют инженерам простой способ быстрого тестирования и поиска вариантов повышения рентабельности проекта. Когда будет обнаружен лучший вариант, изменения могут быть реализованы быстро и легко.



Основы

Попытка попробовать новый подход или рабочий процесс в первый раз может быть пугающей. Для начала рекомендуем рассмотреть следующие четыре шага:
Будьте готовы принять что-то новое. Это может показаться очевидным, но большинство подумает: «это слишком сложно» или «я не программист, и у меня нет времени изучать что-то новое». Например, полную версию Rhino + Grasshopper можно бесплатно протестировать в течение 90 дней. Это удобно, не правда ли?
Воспользуйтесь учебными пособиями и обучающими видео. Лучший способ учиться — онлайн с помощью видеороликов, созданных другими инженерами-строителями, руководств и форумов.

Поэкспериментируйте с простым проектом. Начните с примеров параметрических данных для простого проектирования в Grasshopper и создайте выходные объекты в САПР. Постройте простую каркасную структуру, такую как рама портала, и используйте линейный вывод в качестве осевых линий для параметрических объектов BIM.
Будьте организованы. Важно знать, что параметрическое проектирование и моделирование требуют организации. Создавайте заметки, организованные сценарии параметров, чтобы любой участник проекта мог понять его через неделю или даже месяц.

Благодаря динамической автоматизации, повышенной точности, быстрым итерациям и большему количеству ресурсов для проектирования в целом преимущества параметрического проектирования неоспоримы. Хотя его можно использовать для любого большого или маленького проекта, он особенно удобен в сложных структурах с нетрадиционной архитектурой. Использование параметрического проектирования с конструктивными BIM-инструментами выводит процесс моделирования на новый уровень и позволяет оптимизировать работу, создавать высококачественные конструктивные проекты и реализовывать успешные проекты — полностью на основе моделей без чертежей.