Параметрическое моделирование конструктивных решений гиперболоидной конструкции: выпускная квалификационная работа магистра
Uloženo v:
| Název: | Параметрическое моделирование конструктивных решений гиперболоидной конструкции: выпускная квалификационная работа магистра |
|---|---|
| Informace o vydavateli: | Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2025. |
| Rok vydání: | 2025 |
| Témata: | hyperboloid, lira-sapr, гиперболоид, karamba3d, autodesk revit, grasshopper, автоматизация, оптимизация, параметрическое моделирование, лира-сапр, optimization, parametric modeling, automation |
| Popis: | Данная работа посвящена исследования методу оптимизации конструктивных решений гиперболоидных конструкций с использованием современных расчетных программных комплексов и визуального программирования. В ходе исследования решались следующие задачи: 1. Разработка алгоритма применения параметрического проектирования в оптимизационных задачах. 2. Реализация методики в задаче оптимизации металлоемкости гиперболоидной конструкции. 3. Верификация результатов работы алгоритма в отечественной расчетной программе. 4. Разработка подхода к детализации итогового каркаса для формирования проектной документации. Работа выполнения с применением следующего программного обеспечения: Rhinoceros Grasshopper, Karamba3D, САПФИР-3D, ЛИРА-САПР, Autodesk Revit. Для проведения оптимизации металлического каркаса по критерию минимизации металлоемкости реализована расчетная схема на основе параметрической модели. Предложен алгоритмы автоматического сбора нагрузок, динамического расчета, экспорта и детализации модели. Процесс оптимизации выполнен с использованием эволюционного генетического алгоритма, демонстрирую универсальность расчетной схемы. Предложенный подход к решению оптимизационных задач позволяет быстро анализировать напряженно-деформированное состояние конструкции на ранних стадиях проекта и определять эффективные конструктивные решения с использованием эволюционного алгоритма. This work is devoted to the study of a method for optimizing the structural solutions of hyperboloid constructions using modern structural analysis software and visual programming tools. The research sets the following goals: 1. Development of an algorithm for applying parametric design to optimization problems. 2. Implementation of the method in the optimization of steel consumption for a hyperboloid structure. 3. Verification of the algorithm’s results using a domestic structural analysis program. 4. Development of an approach for detailing the final frame model for project documentation purposes. The study was carried out using the following software: Rhinoceros Grasshopper, Karamba3D, SAPFIR-3D, LIRA-SAPR, and Autodesk Revit. A structural model based on a parametric design was developed to optimize the steel frame according to the criterion of minimum material consumption. Algorithms were proposed for automatic load collection, dynamic analysis, model export, and detailing. The optimization process was carried out using an evolutionary genetic algorithm, demonstrating the versatility of the developed structural model. The proposed approach to solving optimization problems enables rapid analysis of the stress–strain state of structures at early design stages and allows the identification of effective structural solutions using an evolutionary algorithm. |
| Druh dokumentu: | Other literature type |
| Jazyk: | Russian |
| DOI: | 10.18720/spbpu/3/2025/vr/vr25-1883 |
| Přístupové číslo: | edsair.doi...........ace9de9a892746c267a9911733e80e08 |
| Databáze: | OpenAIRE |
Nájsť tento článok vo Web of Science | Abstrakt: | Данная работа посвящена исследования методу оптимизации конструктивных решений гиперболоидных конструкций с использованием современных расчетных программных комплексов и визуального программирования. В ходе исследования решались следующие задачи: 1. Разработка алгоритма применения параметрического проектирования в оптимизационных задачах. 2. Реализация методики в задаче оптимизации металлоемкости гиперболоидной конструкции. 3. Верификация результатов работы алгоритма в отечественной расчетной программе. 4. Разработка подхода к детализации итогового каркаса для формирования проектной документации. Работа выполнения с применением следующего программного обеспечения: Rhinoceros Grasshopper, Karamba3D, САПФИР-3D, ЛИРА-САПР, Autodesk Revit. Для проведения оптимизации металлического каркаса по критерию минимизации металлоемкости реализована расчетная схема на основе параметрической модели. Предложен алгоритмы автоматического сбора нагрузок, динамического расчета, экспорта и детализации модели. Процесс оптимизации выполнен с использованием эволюционного генетического алгоритма, демонстрирую универсальность расчетной схемы. Предложенный подход к решению оптимизационных задач позволяет быстро анализировать напряженно-деформированное состояние конструкции на ранних стадиях проекта и определять эффективные конструктивные решения с использованием эволюционного алгоритма.<br />This work is devoted to the study of a method for optimizing the structural solutions of hyperboloid constructions using modern structural analysis software and visual programming tools. The research sets the following goals: 1. Development of an algorithm for applying parametric design to optimization problems. 2. Implementation of the method in the optimization of steel consumption for a hyperboloid structure. 3. Verification of the algorithm’s results using a domestic structural analysis program. 4. Development of an approach for detailing the final frame model for project documentation purposes. The study was carried out using the following software: Rhinoceros Grasshopper, Karamba3D, SAPFIR-3D, LIRA-SAPR, and Autodesk Revit. A structural model based on a parametric design was developed to optimize the steel frame according to the criterion of minimum material consumption. Algorithms were proposed for automatic load collection, dynamic analysis, model export, and detailing. The optimization process was carried out using an evolutionary genetic algorithm, demonstrating the versatility of the developed structural model. The proposed approach to solving optimization problems enables rapid analysis of the stress–strain state of structures at early design stages and allows the identification of effective structural solutions using an evolutionary algorithm. |
|---|---|
| DOI: | 10.18720/spbpu/3/2025/vr/vr25-1883 |