SCIA Engineer to coś więcej niż standardowe oprogramowanie
do obliczeń i wymiarowania konstrukcji budynków.
Modelowanie oparte o zasady BIM
SCIA Engineer oferuje intuicyjny sposób pracy z obiektami budowlanymi. W przeciwieństwie do tradycyjnych narzędzi projektowych, które operują na poszczególnych węzłach i elementach skończonych, SCIA Engineer pozwala tworzyć elementy jednym kliknięciem i narysować zakrzywione powłoki tak samo łatwo, jak w popularnych programach CAD i BIM.
Zakrzywione kształty
Zakrzywione belki i powłoki o stałej lub zmiennej grubości można łatwo zdefiniować poprzez modyfikację prostych parametrów. Dodatkowo, przecięcia między powierzchniami mogą być generowane automatycznie i wykorzystywane jako podstawa do tworzenia wycięć czy otworów. Wszystkie te funkcje w porównaniu z tradycyjnymi programami opartymi o metodę elementów skończonych znacznie ułatwiają modelowanie złożonych konstrukcji.
Siatka osi i kondygnacje
Aby ułatwić modelowanie konstrukcji, SCIA Engineer oferuje różne układy siatek 2D i 3D::
- w układzie prostokątnym
- cylindrycznym
- sferycznym
- dowolnie zdefiniowane osie
W danym projekcie można zastosować dowolną liczbę siatek, a każda z nich może zostać włączona lub wyłączona podczas pracy z programem. Raster można również kręcić w razie potrzeby.
W przypadku budynków wielopiętrowych podłogi są korzystnie używane do łatwego przełączania między piętrami. Przyjemnie jest także oceniać wyniki poszczególnych pięter.
W przypadku wielokondygnacyjnych konstrukcji korzystne jest definiowanie pięter, które pozwalają lepiej zarządzać projektem i wyświetlać geometrię oraz wyniki obliczeń tylko dla wybranej kondygnacji.
Narzędzia do filtrowania i selekcji
Obiekty budowlane i dodatkowe elementy konstrukcyjne można łatwo wyodrębnić z ekranu używając do tego różnych filtrów. Nie ma konieczności zmagania się z nawigacją widokiem i wybieraniem elementów w obrębie całego modelu 3D.
- Wybranie jednego elementu pozwala łatwo odszukać inne elementy modelu, które mają identyczne lub podobne właściwości.
- Można pracować tylko z określoną częścią projektu widoczną na ekranie. Filtrowanie elementów można oprzeć o warstwy lub płaszczyzny robocze.
- Możesz zapisać raz wybrane elementy i użyć ich w późniejszym czasie.
Wprowadzanie tabelaryczne
Podczas tworzenia modeli 3D może wystąpić sytuacja, kiedy tabelaryczne wprowadzenie węzłów lub innych elementów konstrukcyjnych będzie szybsze niż ich graficzne wprowadzenie na ekranie.
Wprowadzanie tabelaryczne danych pozwala:
- Tworzyć większość elementów strukturalnych, obciążeń i bibliotek
- Importować duże zasoby danych z programu MS Excel
- Uzyskać dostęp do dodatkowych funkcji filtrowania i sortowania
- Edytować elementy konstrukcji wymiennie z poziomu tabel lub reprezentacji graficznej na ekranie
- Zarządzać i edytować skróty klawiszowe
Modelowanie parametryczne
Modelowanie parametryczne pozwala użytkownikom na szybką adaptację powtarzających się elementów w projekcie. Modele parametryczne są generowane na podstawie możliwych do edycji parametrów. Parametry te mogą opisywać dowolny element lub właściwości konstrukcyjne (współrzędne, wymiary, przekroje, materiały itp.).
Możliwe jest również tworzenie parametrycznych szablonów, dzięki którym tworzenie nowego modelu będzie szybsze i jeszcze bardziej wygodne. Projekt może opierać się na jednym lub kilku szablonach.
Generator wiatru 3D
SCIA Engineer automatycznie generuje trójwymiarowe obciążenie wiatrem dla całej konstrukcji zgodnie z zasadami podanymi w Eurokodzie 1 oraz normach ASCE 7-05 i 7-10.
Ponadto graficzny interfejs SCIA Engineer pozwala użytkownikom łatwo przeglądać i weryfikować współczynniki ciśnienia i wartości obciążenia powierzchniowego przyłożonego do konstrukcji.
Obciążenie swobodne
Obciążenie swobodne w SCIA Engineer jest potężnym narzędziem służącym do definiowania obciążenia niezależnie od geometrii konstrukcji i siatki elementów skończonych.
Szeroki zakres stosowana tej funkcji obejmuje np. modelowanie: śniegu na dachu, ciśnienia hydrostatycznego na złożonych powłokach, obciążenia użytkowego na stropach, czy zdefiniowanego przez użytkownika obciążenia wiatrem.
Tworzenie nawet bardzo skomplikowanej sytuacji obciążeniowej jest kwestią zaledwie kilku kliknięć myszką.
Łatwe przykładanie obciążeń
SCIA Engineer pozwala wprowadzić wszystkie standardowe obciążenia: siły skupione, liniowe i powierzchniowe, momenty gnące, osiadanie podpór, obciążenia termiczne.
Obciążenia te są wprowadzane w podobny sposób jak elementy konstrukcji – można je przesuwać lub kopiować na inne obiekty lub inne przypadki obciążeniowe. Możesz także użyć filtrów i dokonać edycji w oknie właściwości – tak jak w przypadku innych obiektów w SCIA Engineer.
Praktyczne panele obciążeniowe
Panele obciążeń w SCIA Engineer służą do dystrybucji zastosowanego obciążenia na komponenty modelu. W większości przypadków panele te reprezentują fasady lub inne nienośne elementy konstrukcji. Rozkład obciążenia odbywa się w jednym lub dwóch kierunkach.
Panele pozwalają zmniejszyć wielkość projektu, przez co obliczenia są szybsze, a użytkownik uzyskuje lepszy wgląd w zastosowane obciążenie.
Generacja i zagęszczanie siatki
Generator siatki elementów skończonych w SCIA Engineer zapewnia gładkie przejście pomiędzy złożonymi powierzchniami lub miejscami o różnych rozmiarach elementów skończonych dając zawsze wiarygodne wyniki.
- Automatyczne generowanie siatki elementów skończonych w oparciu o globalne ustawienia siatki zdefiniowane przez użytkownika
- Lokalne zagęszczenie siatki w wybranych obszarach, w okolicach węzłów, wzdłuż krawędzi lub na całej powierzchni elementu
- Możliwość zastosowania automatycznej poprawy siatki, która usprawnia metodę „prób i błędów” oraz dostarcza informację o jakości bieżącej siatki
Zaawansowany silnik obliczeniowy MES
Dzięki obsłudze wielordzeniowych 64-bitowych procesorów, silnik obliczeniowy w SCIA Engineer jest jednym z najszybszych na rynku.
Nawet w przypadku obliczeń nieliniowych lub dynamicznych dla złożonych obiektów budowlanych obliczenia są wykonywane szybko, co pozwala na zakończenie projektu w krótszym czasie.
Dynamika
Oprócz standardowej analizy wartości własnych układu, wyznaczenia częstotliwości drgań własnych i postaci drgań, SCIA Engineer umożliwia przeprowadzenie wszystkich standardowych typów analizy dynamicznej, a więc: analizę na wypadek trzęsienia ziemi, obciążenia harmoniczne (sinusoidalne), analiza ścieżek wirowych wiatru Von Karmana oraz odpowiedź konstrukcji na zadane obciążenie w funkcji czasu.
Metoda IRS (Improved Reduction System) redukuje liczbę niestandardowych postaci drgań, które należy uwzględnić przy obliczaniu na wypadek trzęsienia ziemi – eliminuje lokalne odkształcenia elementów, zwiększając ogólną szybkość i dokładność obliczeń.
Fazy budowy
Dzięki fazom budowy w SCIA Engineer można modelować i analizować historię budowy. Główne cechy to:
- Stopniowe wprowadzanie elementów konstrukcji, obciążeń, wstępne sprężanie
- Zmiana warunków brzegowych
- Usunięcie tymczasowych elementów konstrukcyjnych
- Wykorzystanie odkształconego elementu z poprzedniego etapu do dalszych obliczeń przy użyciu analizy nieliniowej
Ponadto moduł sprężystości można zmieniać w zależności od funkcji czasu zdefiniowaną przez użytkownika. Dzięki temu można uwzględnić efekty pełzania oraz inne długoterminowe efekty oddziaływań.
Duże przemieszczenia
SCIA Engineer umożliwia przeprowadzenie analizy drugiego i trzeciego rzędu dowolnej konstrukcji z kombinacją elementów 1D i 2D. Analizy te uwzględniają mogą również uwzględniać imperfekcje geometryczne konstrukcji.
- Różne metody iteracji (Timoshenko, Newton-Raphson, Picard) i warunki brzegowe (tylko rozciąganie, naprężenia początkowe, siła graniczna, szczeliny)
- Analiza kabli z możliwością zdefiniowania prostoliniowości lub luzu (w tym definicja ciężaru własnego lub innego obciążenia użytego do określenia luzu kabla)
Nieliniowość materiałowa
W obliczeniach można uwzględnić różne typy nieliniowości materiału:
- Wprowadzanie nieliniowych połączeń i sprężyn dla elementów liniowych oraz na krawędziach elementów powierzchniowych
- Nieliniowe zachowanie materiału (plastyczność) można modelować za pomocą przegubów plastycznych na elementach 1D lub poprzez ogólną plastyczność materiału dla elementów 2D
- Nieliniowość w konstrukcjach żelbetowych może być rozpatrywana w kontekście redystrybucji sił wewnętrznych
Przemieszczenia i naprężenia 3D
Deformacje i naprężenia odgrywają istotną rolę w określaniu, czy konstrukcja została odpowiednio zmodelowana i zachowuje się zgodnie z przyjętymi założeniami.
SCIA Engineer zapewnia niezwykle precyzyjną i czytelną wizualizację tych wyników, na wstępnej lub odkształconej geometrii konstrukcji, wyświetlając wyniki w każdym włóknie elementów 1D oraz po obu stronach elementów powierzchniowych – dając tym samym wyczerpujący przegląd otrzymanych wyników.
Wyniki dla kondygnacji
W przypadku globalnych obciążeń (wiatr, trzęsienie ziemi itp.) wyniki można wyświetlić i ocenić indywidualnie dla każdej z kondygnacji:
- Podsumowanie wyników dla kondygnacji: środek ciężkości, przemieszczenia, przyspieszenia, przesunięcie między kondygnacjami
- Szczegółowe wyniki: siły wewnętrzne w poszczególnych elementach nośnych (słupy, ściany)
Przejrzyste, graficzne przedstawienie wyników
Nie ma sposobu, aby wyświetlić wyniki, które byłyby najlepsze dla wszystkich możliwych sytuacji. Dlatego SCIA Engineer oferuje wiele sposobów oceny wyników: kodowanie kolorami, edytowalne wykresy, filtrowanie, etykiety tekstowe i inne.
Tabele wyników
Możliwość graficznego przedstawienia wyników jest niezwykle ważna, ale często występuje również konieczność przeglądania wyników formie tabeli. W SCIA Engineer, wszystkie wyniki mogą być wygodnie przeglądane w tabelach, które charakteryzują się możliwością:
- zmiany szerokości kolumn i wysokości wierszy
- sortowania wyników w poszczególnych kolumnach
- oznaczenia komórek kolorami, które wskazują miejsce wystąpienia wartości minimalnej i maksymalnej
- kopiowania zawartości do programu Excel
Przejrzysty projekt elementów żelbetowych
Projektowanie elementów żelbetowych w SCIA Engineer eliminuje konieczność używania zewnętrznego oprogramowania do tworzenia i analizy prętów zbrojeniowych.
Dzięki Technologii SCIA Design Forms projekt elementów żelbetowych jest:
- Przejrzysty – zawiera wszystkie normowe formuły obliczeniowe, które są dostępne w raporcie, prezentuje zapis matematyczny, pośrednie wartości liczbowe i wyniki końcowe
- Kompletny – obejmuje kształty przekrojów, kombinacje sił wewnętrznych, w tym siły podłużne, poprzeczne, momenty gnące i skręcające,
- Szybki – przy jego tworzeniu program może korzystać ze wszystkich rdzeni procesora (przetwarzania równoległego)
Projektowanie konstrukcji stalowych
Wymiarowanie elementów stalowych zgodnie z normami EN1993, AISC 360-10, a także szerokim zakresem starszych norm. Projektowanie konstrukcji stalowych obejmuje funkcję Autodesign (automatyczne dobieranie przekroju poprzecznego) o rozbudowanej bazie profili stalowych, z możliwością jej rozszerzania o dowolne przekroje.
Uwzględniane są również efekty: wytrzymałość przekroju na działanie siły podłużnej, zginanie, ścinanie, wyboczenie, wyboczenie skrętne, wyboczenia giętno-skrętne, wyboczenie lokalne itd. Ponadto długości wyboczeniowe są określane automatycznie i mogą być graficznie i tabelarycznie przeglądane.
Projektowanie połączeń stalowych
SCIA Engineer zapewnia użytkownikom unikalną możliwość modelowania połączeń stalowych w modelu 3D. Połączenia mogą być zdefiniowane jako sztywne, przegubowe lub ukośne z różnymi łącznikami (śruby, spoinami, żeberka usztywniające).
Po zamodelowaniu połączenia obliczana jest jego sztywność
Dodatkowo, wykorzystując SCIA Design Forms, użytkownicy mogą przypisać określony typ połączenia do odpowiednich węzłów modelu MES do oceny nośności konstrukcji, otrzymując przy tym przejrzyste wyniki obliczeń.
Drewno, aluminium i rusztowania
SCIA Engineer obejmuje szeroki zakres Eurokodów:
- Drewno według EN 1995: przekrój i stateczność belek drewnianych. Obejmuje analizę pełzania, analizę elementów o zmiennej wysokości oraz elementów zakrzywionych
- Aluminium według EN 1999: można definiować i sprawdzać standardowe i niestandardowe profile aluminiowe. Obejmuje obliczanie efektywnych właściwości przekrojów oraz wpływ stref poddanych obróbce cieplnej.
- Sprawdzanie rusztowań systemowych oraz rusztowań rurowo-złączkowych zgodnie z EN 12810 i EN 12811.
Elementy strunobetonowe i kablobetonowe
W pełni zintegrowane rozwiązanie do modelowania i projektowania konstrukcji sprężonych.
SCIA Engineer oferuje analizę liniową i oraz analizę zależną od czasu, w celu osiągnięcia dokładnych rezultatów w całym cyklu życia konstrukcji. Projekt można następnie ocenić zgodnie z EN 1992-1-1 i EN 1992-2 (przygotowywany jest ACI 318-14).
Konstrukcje z kształtowników i blach profilowanych na zimno
SCIA Engineer pozwala analizować i projektować konstrukcje zawierających elementy stalowe zimnogięte. Profilom cienkościennym można przypisać zarówno standardowe, jak i zdefiniowane przez użytkownika kształty przekrojów.
Możliwości programu w zakresie projektowania konstrukcji z profili zimnogiętych:
- Obliczanie powierzchni efektywnej przekroju dla dowolnego profilu, przy uwzględnienia wyboczenia miejscowego i dystorsyjnego (wyboczenie giętne usztywnienia).
- Projektowanie konstrukcji uwzględnia przesunięcie osi obojętnej, wykorzystanie średniej granicy plastyczności i grubości rdzenia stalowego.
- Zaawansowane sprawdzanie konstrukcji obejmuje ścinanie środnika przekroju pod lokalnymi siłami poprzecznymi, również w przypadku profili ze wzmocnionymi pasami
- SCIA wykorzystuję Eurokod EN 1993-1-3 oraz North American Specification AISI S100.
Raport inżynieryjny
Raport inżynierski jest zintegrowaną platformą do przygotowywania szczegółowej dokumentacji projektu, w tym opisu danych wejściowych, obciążenia, wyników obliczeń i szczegółowego przedstawienia rezultatów w formie graficznej (wykresów, tabel).
Elementy dodane do raportu można je łatwo edytować. Raport jest dynamicznie powiązany z modelem, wszystkie elementy są aktualizowane po wprowadzeniu jakichkolwiek zmian.
Szablony raportów
Szablony umożliwiają użytkownikom zapisywanie niestandardowych układów (w tym prezentacji wyników i ustawień graficznych) w celu przyspieszenia tworzenia powtarzających się raportów.
Wsparcie (3D) PDF
Kompletowanie i sporządzanie dokumentacji jest także ułatwione dzięki możliwości eksportu raportu inżynieryjnego do MS Word, MS Excel lub PDF (w tym 3D PDF).
Rysunki schematyczne
- Automatyczne tworzenie rzutów i przekrojów konstrukcji według wstępnie zdefiniowanych kondygnacji budynku i płaszczyzn wyznaczonych przez linie siatki.
- Widoki i przekroje można dodawać do układów wydruków, na których będą one uzupełnione o etykiety, wymiary, inne widoki projektu i tabele wyników.
- Wszystkie rysunki są powiązane z modelem, dlatego są automatycznie aktualizowane po każdej zmianie w modelu.
- Rysunki można eksportować do formatu PDF, do różnych formatów graficznych lub do plików DWG, DXF i VRML w celu dalszej edycji w innym oprogramowaniu BIM/CAD.
Certyfikowany import i eksport IFC 2×3
Jako współzałożyciel Open BIM, SCIA Engineer był jedynym oprogramowaniem do analizy strukturalnej, które obsługiwało import i eksport do formatu IFC 2×3.
Dzięki temu możliwa jest teraz wymiana danych przez pliki formatu IFC (Industry Foundation Class) z ponad 150 różnymi narzędziami do projektowania w BIM.
Przybornik BIM
SCIA Engineer zawiera zestaw praktycznych narzędzi do obsługi Open BIM:
- Technologia TrueAnalysis w SCIA Engineer umożliwia zarządzanie zarówno modelem obliczeniowym, jak i strukturalnym (referencyjnym) w jednym projekcie – w jednym środowisku
- Narzędzie do rozpoznawania komponentów – przekształcenie dowolnego obiektu strukturalnego, zarówno prostego, jak i złożonego, w równoważne elementy obliczeniowe.
- Wyrównanie – automatyczne wyrównanie elementów modelu strukturalnego w węzłach, w celu uzyskania prawidłowego modelu analitycznego
- Zarządzanie zmianami – aby łatwo porównać nowy model IFC z aktualnym projektem.
Thanks to these tools, a workflow based on IFC becomes not only possible, but practical as well.
Połączenie z Revit
SCIA Engineer to doskonałe rozwiązanie dla każdego, kto pracuje z programem Autodesk Revit. Dwukierunkowe połączenie między programem Revit i SCIA Engineer oznacza, że możesz rozpocząć projekt w dowolnym oprogramowaniu, a zmiana dokonana w jednym z nich może być łatwo aktualizowana w drugim. Wymiana danych obejmuje:
- Wszystkie rodzaje geometrii i materiałów: płyty, ściany, belki, słupy, powłoki i stężenia (stalowe, betonowe, drewniane) zarówno proste jak i zakrzywione
- Elementy obliczeniowe: podpory, przeguby, siły i kombinacje obciążeń
- Rezultaty obliczeń do Revita: przemieszczenia, naprężenia i reakcje podporowe
- Zarządzanie zmianami: wszystkie zmiany są wykrywane przez program, dlatego możesz łatwo zauważyć poprawki do projektu zrealizowane w innym oprogramowaniu
Wymiana danych z Rhino3D i Grasshopper
Wiele biur projektowych wykorzystuje Rhino i Grasshopper do tworzenia złożonej geometrii. Istnieje kilka sposobów, aby dane te łatwo wykorzystać w SCIA Engineer.
- Złożone obiekty 3D można importować do SCIA Engineer, gdzie można je łatwo przekształcać w elementy analityczne, przykładać obciążenia, analizować i wymiarować.
- Dane wyjściowe z Rhino można kopiować do tabel w SCIA Engineer, w którym tworzony jest model konstrukcyjny. Odbywa się to za pośrednictwem formatu XML.
- Dostępnych jest wiele wtyczek Grasshopper, które umożliwiają połączenie z SCIA Engineer lub pełną wymianę danych między Grasshopper, SCIA Engineer i Revit.
Współpraca z Tekla Structures
Zarówno SCIA, jak i Tekla są częścią inicjatywy OpenSM i promują IFC jako preferowany format do wymiany danych projektu 3D. Ponadto, SCIA Engineer oferuje dwukierunkowe połączenie z Teklą w celu łatwiejszej wymiany modeli konstrukcji stalowych.
W SCIA Engineer można łatwo można łatwo modelować, analizować i optymalizować konstrukcję stalową, następnie przesłać ją do Tekli w celu uzyskania szczegółowej dokumentacji. Modele stworzone w Tekli można również przesłać do SCIA, gdzie mogą zostać zoptymalizowane, a następnie przekazane do Tekli w celu opracowania dokumentacji.
Współpraca z Allplan
W oparciu o Open BIM i wspieraniu formatu IFC możliwa jest wymiana danych między programem Allplan Engineering i SCIA Engineer. Modele mogą być przesyłane w obie strony bez żadnych problemów. Co więcej, zbrojenie elementów żelbetowych można zaprojektować w SCIA Engineer i wykonać szczegółowa dokumentację w Allplan Engineering lub modelować w Allplan Engineering i weryfikować w SCIA Engineer.
