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无筋砌体结构抗震改造设计优化

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技术
  • 传感器 - 液位传感器
  • 传感器 - 振动传感器
适用行业
  • 建筑物
  • 建筑与基础设施
适用功能
  • 产品研发
用例
  • 楼宇自动化与控制
  • 结构健康监测
关于客户
本案例研究中的客户是 Davide Gamberini,他是米兰理工大学 ACTLAB 的建筑系学生。在他的学士学位项目“结构倒塌恢复的拓扑优化”中,他研究了意大利历史建筑常见的无筋砖石结构。由于意大利是欧洲地震最频繁的地区之一,他的研究旨在制定改进的改造策略,以保护意大利文化遗产的重要部分。 Davide 一直对结构工程和建筑设计之间的协同作用着迷,并相信 Inspire 将提供一个简单、快速的解决方案来找到增强建筑物抗震性能所需的结构改进。
挑战
面临的挑战是为假设的无筋砌体结构开发有效的抗震改造设计。这是米兰理工大学 ACTLAB(建筑计算与技术实验室)的学生 Davide Gamberini 的学士学位项目的一部分。该项目的重点是无筋砖石结构,这在意大利历史建筑中很常见。鉴于意大利被誉为欧洲地震最频繁的地区之一,迫切需要制定改进的改造策略以保护该国的文化遗产。面临的挑战是分析假设的无筋砖石建筑的结构,并找到结构改进措施以提高建筑物的抗震性能。
解决方案
Davide Gamberini 使用solidThinking Inspire 快速轻松地找到了三种设计概念的理想形状和材料。他从一个简单的模型开始:一个有四个开口的两层承重砖立面。他的设计理念围绕三种场景,每种场景模拟不同的地震破坏和载荷条件。他通过对三种不同材料的每种情况进行分析,探索了一系列结构解决方案:预拌超高性能混凝土 (UHPC)、钢和碳纤维增强聚合物 (CFRP)。由此产生的应力模式对应于两种不同的形式,这将为拟议的结构增强提供形式。他检查了位移和最大剪切应力的结果,以确定哪种材料可以提供最佳的抗震保护;体积、表面积和制造的可行性也是考虑因素。
运营影响
  • The use of Inspire in the design process increased the architecture student’s sense of empowerment. Thanks to Inspire’s user-friendly interface and workflow, Davide didn’t need advanced knowledge of structural engineering to perform sophisticated structural analyses and topological optimizations. The software was easy to learn and use, so he didn’t need a deep understanding of structural engineering to take advantage of it. Professor Paoletti, who supervised the project, agreed that Inspire was the perfect tool for Davide’s project, as it challenged him to use a non-traditional tool in a traditional sector, pushing him to re-evaluate his usual design choices. The use of Inspire also has potential implications for improving retrofitting strategies, as it allows users to explore many design options to find the best solution with relative ease and efficiency.
数量效益
  • Simplified and expedited the design process. With Inspire’s guidance, Davide narrowed nine concepts down to three in just a few days.
  • Inspire provided feedback on the designs at the very early stages of the project, putting Davide on the right path from the start.
  • Davide was able to run analyses of each scenario with three different materials, providing a range of structural solutions.

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