Analyse & Ontwerp: Scia Engineer

Ontwerpen van allerlei types constructies in 1D, 2D, 3D en 4D

Bouwkundige ingenieurs overal ter wereld staan voor dezelfde uitdagingen, of ze nu werkzaam zijn in de weg- en waterbouwkunde, werktuigbouwkunde of op een ander toepassingsdomein binnen de constructiewereld. Enerzijds hebben ze te maken met projectontwikkelaars die met gedurfde plannen komen voor de bouw van het hoogste, langste, meest spectaculaire, technisch meest geavanceerde gebouw dat ooit is opgezet. Anderzijds moeten ze efficiënte en eenvoudige oplossingen vinden voor hun dagdagelijkse bouwkundige praktijk.

Scia Engineer is een grafische software-oplossing voor het ontwerpen, berekenen en controleren van constructies conform de geldende bouwnormen, en wordt toegepast in elk van de beschreven categorieën. Het is primair ontworpen voor civiele ingenieurs, doch het vindt ook zijn weg in talloze toepassingen op andere engineering-gebieden.

Scia Engineer is het ideale hulpmiddel voor het berekenen in elke dimensie, van een eenvoudige staaf (1D), een plaat of wand (2D), een volledig gebouw (3D) tot de gedetailleerde analyse van de verdeling van de interne krachten in de tijd voor een voorgespannen constructie (4D).

Denken op wereldschaal

De globalisering heeft ook zijn invloed op het gebied van de bouwkunde. Gevestigde ingenieursbedrijven fuseren tot internationale ondernemingen, maar ook kleinere ontwerpbureaus werken voor klanten in buurlanden of aan de andere kant van de wereld. Dit stelt vaak nieuwe eisen aan zowel de bouwkundigen als de hulpmiddelen die zij gebruiken.
Scia Engineer is vertaald in 10 talen en wordt geleverd met een set geïntegreerde bibliotheken. Deze bibliotheken bevatten norm- en land gerelateerde materialen, staalsecties van verschillende fabrikanten, betonwapening die past bij de specifieke nationale voorschriften, enz.
Scia Engineer biedt u immers ontwerp- en controlefuncties aan voor talloze nationale en internationale praktijkrichtlijnen.

Onderlinge samenwerking of ‘Interoperabiliteit’

Voor een succesvolle, rendabele en snelle realisering van een bouwkundig project, is effectieve samenwerking nodig tussen alle betrokken partijen: architecten, bouwkundige ingenieurs, bouwheren, faciliteitenbeheerders. De gegevens waaraan elk van deze functies nood hebben, zijn deels uniek, maar bepaalde gegevens worden door alle partijen gedeeld. De belangrijkste voorwaarde hierbij is dat deze gegevens soepel kunnen worden gedeeld, zonder dat er informatie verloren gaat.

BIM – multidisciplinaire coördinatie

Scia Engineer is een schoolvoorbeeld van een compacte BIM-oplossing waarvan de functie “True Analysis” het mogelijk maakt om te gaan met twee soorten gegevens. Het constructiemodel bevat de architecturale data (die worden gedeeld met andere toepassingen) nodig voor genereren van de tekeningen. Het analyse- of rekenmodel bevat alle nodige informatie voor de berekeningen en het ontwerp (unieke Scia Engineer gegevens).
De geavanceerde updatefunctie binnen Scia Engineer brengt de gebruikelijke import/exportmogelijkheden op een hoger niveau, door o.a. de mogelijkheid om analysemodellen van twee afzonderlijke projecten samen te voegen, of door het analysemodel van Scia Engineer te combineren met een constructiemodel dat is gewijzigd in een externe toepassing.

Eindige elementen methode – achter de schermen

In de begindagen van de computerondersteunde berekening van constructies, was de aandacht vooral gericht op de eindige elementen die werden gebruikt voor de analyse. De gebruikers moesten experts zijn op het gebied van de eindige elementen methode om nauwkeurige berekeningen uit te kunnen voeren. Het genereren van het eindige elementen net was een kunst en wetenschap op zich, en was ofwel een volledig handmatig proces, ofwel - in het beste geval - een halfautomatische procedure waarbij intensieve en intellectuele verwerking van de gebruiker vereist was.
Vandaag is deze analytische methode diep in de CAE-systemen geïntegreerd en hoeven gebruikers zich in het geheel niet meer bezig te houden met de eindige elementen, tenzij er uitzonderlijk een speciale noodzaak bestaat. In plaats daarvan werken ze met constructie-elementen zoals kolommen, staven, platen, wanden, enz. Het eindige elementen net wordt op de achtergrond gegenereerd en de berekende resultaten worden finaal voorgesteld op de constructie-elementen.

Optimalisatie – een extra sprong voorwaarts

In de loop der jaren is eveneens het soort resultaten dat ingenieurs verwachten grondig veranderd. Aanvankelijk waren vervormingen en interne krachten in knopen en elementen van het eindige elementen net ruim voldoende. Vandaag verwacht de gebruiker alle denkbare soorten uitvoer, waaronder o.a. normcontroles en optimalisatie.
Scia Engineer beschikt over de geavanceerde functie “Autodesign”. Een bepaald onderdeel van de constructie kan worden geoptimaliseerd conform de overeenstemmende normvoorschriften. Desgevallend kan ook de gehele constructie worden geoptimaliseerd naar spanningen, stabiliteit of brandwerendheid, voor de funderingsblokken of voor de capaciteit van geboute verbindingen. En tot slot kan een model worden geparametriseerd en geoptimaliseerd voor de geselecteerde parameter.