Проектирование и строительство

Задачи и способы решения

С усложнением конструкций, ужесточением требований безопасности и необходимостью оптимизации энергопотребления задача правильного проектирования и модернизации зданий стала носить первостепенный характер. Необходимо обеспечить удобство, безопасность и эффективность, а также соответствие всем нормативным документам. Независимо от типа строения, будь то офисное здание, отель, школа, гараж, торговый центр, стадион, туннель или концертный зал, оно должно соответствовать жестким эстетическим, техническим и экологическим стандартам, продиктованным временем. Компания ANSYS предлагает набор мощных инструментов моделирования, которые помогают инженерам при оптимизации конструкции здания, особенно на ранних этапах проектирования, когда есть возможность оперативного и экономически целесообразного внесения изменений. При использовании таких инструментов у архитекторов и инженеров появляется возможность принятия объективных решений, касающихся выбора материалов, систем отопления, вентиляции, кондиционирования и других конструкционных решений.

Расчет конструкции здания

Качество любого здания и, как следствие, безопасность людей, находящихся внутри здания и вблизи него, зависит от конструктивных характеристик отдельных элементов сооружения, а также от их совокупных показателей в штатных и экстремальных условиях. Крайне необходимо, чтобы важнейшие элементы конструкции, такие как многочисленные соединительные элементы, металлические и преднапряженные бетонные элементы, находясь в нагруженном состоянии, сохраняли свои проектные характеристики и прочностные свойства. Инструменты инженерного моделирования ANSYS позволяют учитывать все эти аспекты при проектировании здания. Кроме того, результаты расчета экстремальных нагрузок, например, при воздействии порывистого ветра, землетрясении, цунами, взрыве или сильном пожаре могут быть использованы для изучения конструкционной целостности во время подобных чрезвычайных происшествий.
Предлагаемые решения позволяют выполнять расчеты на сейсмическую устойчивость, расчеты на потерю устойчивости, проектировать и выполнять проверку железобетонных и металлических конструкций, включая преднапряженные состояния (преднапряженный бетон).

Системы вентиляции и обеспечения комфортных климатических условий

Обеспечение комфортного температурного режима и качества воздуха в помещении – основная задача, которая решается при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования, предназначенных для эксплуатации в зданиях и транспортных средствах. Прогнозирование характеристик воздушных потоков (скорость, температура, относительная влажность, излучение тепла, наличие загрязняющих примесей), зависящих от тепловых потерь и солнечного нагрева через элементы конструкции (стены, крыша, окна, двери), дает информацию, необходимую для осуществления улучшений конструкции. Использование результатов расчетов в совокупности с информацией о перемещениях людей в здании позволяет выбрать оптимальный набор характеристик для климатического комфорта. Это очень ценно при проверке инновационных решений и концепций, применяемых для естественной или комбинированной вентиляции помещений. Также важно максимально сократить энергопотребление посредством улучшения строительных материалов и эффективного использования имеющейся системы отопления, вентиляции и кондиционирования.

Пожар, задымление, взрыв

Распространение пламени и дыма представляет серьезную опасность для людей, находящихся в здании, туннеле или в метро. Системы управления задымлением относятся к важнейшим системам пассивной безопасности. Производительность таких систем должна быть рассчитана на этапе проектирования. Также необходимо изучить и оптимизировать работу систем пожаротушения, точно определить устойчивость конструкционных материалов к взрывам, воздействию пламени и экстремальных температурных нагрузок, воздействию нагрузок, вызванных различными катастрофическими событиями. Моделирование взрывов и вариантов распространения пожара является важным этапом в эффективном цикле проектирования. Результаты расчетов помогают выполнить проектирование систем пожаротушения и дымоудаления таким образом, чтобы они обеспечивали безопасность людей и являлись целостными в плане конструкции.

Моделирование движения воздушных масс вокруг зданий

С усложнением конструкции современных объектов, таких как небоскребы, мосты, памятники, многие из которых возводятся в местах с неблагоприятными природными условиями, возрастает важность выполнения анализа поведения и устойчивости таких сооружений в разных условиях. Течения воздушных масс вокруг здания, а также их влияние на само здание и прилегающие территории можно спрогнозировать при помощи инструментов инженерного моделирования ANSYS. Например, выполнение расчетов на этапе планирования обычно выполняется, чтобы показать, что сооружение не окажет неблагоприятное влияние на безопасность и комфорт пешеходов. Для решения задач экологии и безопасности можно рассчитать распространение газов и твердых частиц в воздухе в городских и загородных условиях.

Механики деформируемых твердых тел: статический, динамический анализ; нелинейные свойства материалов; вибрации; модальный и гармонический анализ; усталостная прочность; тепловые расчеты; углубленные возможности для анализа нелинейных контактов, механических систем, материалов.

Динамика жидкостей и газов: анализ течений; распространение дыма и огня; перенос химических и биологических веществ; теплоперенос; качество воздуха и другие задачи течений.

Междисциплинарные расчеты: электромагнетизм; акустика; жидкостно-конструкционное взаимодействие.

Явная динамика: наезд транспортного средства на здание, столкновение других движущихся предметов со зданием; деформация конструкции при взрыве.

Специализированные решения: проектирование и строительство объектов; моделирование воздушных течений.