digitalBau as Industry Meeting
2020 年 2 月，在德国科隆举行了新的 "建筑数字化" 展览会。 在经历了多年的困难之后，这是该行业中第一次成功的展会。 值得一提的是，此次展会的焦点就是建筑结构设计软件，让这一行业产品的展览未受到其他建筑产品的影响。 这是一次所有建筑行业知名软件制造商的盛会 特别是结构设计与分析软件。 如果您密切关注了近年来的发展，那么您已经看到了这种趋势；来自 digitalBau 的展会为您提供了一个很好的机会。
建筑信息模型变得越来越重要
20 多年来，土木工程师们一直在研究如何使用数字选项来模拟建筑物的整个生命周期。 只是现在似乎不仅只有少数先行者在使用它。 此外，结构工程师们也将这个主题视为一个获得新客户、提高工作效率并展示其创新和进步的机会。 在招聘和长期留用专业工程师时，最后一点不容小视。
为了更好地处理 3D 数据和实现数字化交流，在新的软件版本中添加了更多工具。 经过多年的实践，建筑师们逐渐体会到数字映射的优势。 它们有助于创建有吸引力的可视化效果，并快速准确地进行成本估算。 使用该功能还可以直接创建其他 3D 模型，例如结构分析与设计。
如果使用 Open BIM 接口可以导入模型，那么为什么还要从头开始呢？ 到目前为止，这些都是想法。 众所周知，数字计算模型与建筑师创建的3D模型根本不同，即使乍看起来相同。 虽然它是基于数字映射的尺寸和模型数据，但并不一定包含有关支座、铰的信息，例如计算所需的荷载和荷载组合。 此外，还增加了简化模型，没有简化的模型就不可能有有效的计算。 例如在BIM模型中，所有的结构构件都是通过实体描述的。
通常在静力计算中很少使用实体单元作为静力分析的对象。 而是将柱和梁作为一维有限元单元（即具有始端和末端节点，以及它们之间的一条线）进行建模。 单元的刚度通过截面和线的长度来描述。 因此，实体几何模型退化为简单的线框模型。 这意味着柱子、梁、天花板和墙体的中心线和面之间的交点并不总是在一个节点或线上；然后，就可以轻松进行上述的线框模型建模。 传统上，必须经常移动和精确定义结构作用线的位置，以获得完整、可网格化的分析模型。
因为这需要工程知识，所以不能总是通过软件实现完全自动化，并且可能非常耗时。 最新的 BIM 软件可以解决这个问题，并且两个模型（包括结构模型）都是可用的。 可以使用一些特殊的工具来延长、缩短或查找附近的点，并将其定义为结构节点。 如果下一步将这些结构模型传输到结构分析软件中，则需要一种通用的交换格式。 不必是制造商独立的 IFC 格式。 BIM 和结构分析软件之间有多种格式和直接接口，数据可以直接从一个程序导入到另一个，没有中间文件。
新一代风荷载模拟数字化解决方案
一旦将模型导入结构分析软件中，您必须继续进行进一步优化。 下一步是施加荷载，除了支座、铰和其他力学参数外。 在传统方法中，会假设荷载作为杆件或面荷载输入到分析模型中。 对于规则的建筑形状，荷载标准表明了必须施加的荷载。 自重、活荷载和雪荷载通常只会引起一些问题。 当出现风荷载时，情况就不同了。 风流和湍流只适用于简单的建筑物。 即使是最常见的事物，例如屋顶窗、屋檐、檐篷或半开放的建筑物，都可能很快导致用户无法确定是否存在吸力或压力荷载，以及它们的大小。 如果您想要设计出更加复杂、豪华的建筑形状，那么就可以使用数字化功能进行设计。 即使在这里可以进行荷载假设，但是应用它们也是非常麻烦和耗时的。 与使用结构分析进行风流模拟一样，您也可以使用有限元方法，该方法通常用于例如机械工程中的流动分析。 很明显，对风流和确定建筑物上的风压力使用数字模拟。
因此，在德国科隆举行的 digitalBau 展会上，德儒巴结构分析与设计软件公司'公司展位的主要主题是风荷载模拟。 使用相应的软件RWIND Simulation可以进行数字风洞模拟。 现在可以更快地进行分析，以前需要在德国为数不多的风洞中的复制模型上进行分析既耗时又费钱。 与在 BIM 方法中已有的数字模型一样， 建筑物周围环境的地形以及相邻建筑物的地形在风洞模拟中也非常重要。 可以相对于建筑物额外导入和对齐它们。 相关标准规定了要在图表中应用的基本风速和湍流。 可以在软件中根据规范将其定义为垂直风剖面。 从不同方向开始的风流模拟。 从而获得风的流量和风速以及由此产生的作用在结构表面上的压力的动画可视化图形，这些数据可以作为结构荷载使用。
与结构分析软件 RFEM 结合使用时，数字风洞模拟程序可以更有效地使用风洞。 3D分析模型可以直接导入数字风洞中。 模拟结束后，荷载将作为结构荷载工况自动传递。 使用 CFD 软件 RWIND Simulation 可以将结构的计算性能提升到一个新的高度。 基于 CFD 技术的荷载假设可以更真实、更经济和更安全地确定支承结构的荷载作用。 在结构分析和风洞模拟中使用 3D 模型可以节省输入风荷载的时间。 另一方面的缺点是，根据荷载标准施加的荷载与通过 CFD 分析计算得出的荷载并不对应。 这会引起疑问，特别是在荷载水平较低的情况下。 这里需要根据已知的基准进行参考计算和数值结果的验证。
然而也有人认为，由于模型的缩小比例、测量误差以及传感器的分布等原因，真实的风洞试验只是近似地代表了现实。 此外，在真实的风洞测试中确定建筑物的弹性也很困难。 数值解决方案在这方面发挥了巨大的潜力。 此外，计算荷载标准是非常简化的计算方法，在很多情况下是安全的。 这两种确定荷载的方法——真实风洞试验和简化的荷载标准方法——因此只是对现实的近似估计。 因此，通过 CFD 和 RWIND 计算的荷载至少是一个很好的选择，并且有助于用户理解实际情况。 该案例展示了建筑行业如何从数字化、BIM 以及创新产品中受益。 除了建筑结构和分析模型外，还需要一个风洞的数字模型。 我们希望法律环境和结构分析验算的方法能够适应新的可能性，并积极推动技术进步。
云端服务
在软件中另一个经常被讨论的话题是在结构分析和设计中使用基于云的服务。 但是，这不仅仅是关于将数据保存在服务器上，而且还提供了网络上的信息及其自动化使用。 在这里已经有很多结构分析相关的例子可以在网络上进行。 德儒巴软件的 Geo Zone Tool 就是一个很好的例子，它说明了结构设计如何从基于云的服务中受益。 该服务包括可用于快速确定世界上许多国家/地区的雪荷载和风速分区图，以及地震和龙卷风分区图。
假设海啸、高温、雨和冰的作用正在发展。 分区图是基于在线地图服务例如谷歌地图和 OpenStreetmap 的数字地图。 每个国家都有相应的规范。 用户可以免费查询和查询查询次数。 在登录后，您可以访问所有分区图。 另外还提供一个网络应用程序，用于从第三方网站自动传输任何位置的数据。 这样，该服务也可以包含在其他应用程序中。
并在线使用截面表。 以前您必须定期更新文件或获取印刷版的截面属性，而现在您可以在线获取最新版本。 不仅可以选择标准截面，还可以通过输入尺寸标注截面形状。 因此，我们的在线服务不仅仅是一个不可更改的打印表格。
有限元软件和用它们计算的项目有时非常复杂，以至于在某些情况下需要与软件制造商联系。 此外，自发的在线培训和技术支持会议也越来越受欢迎。 并且可以直接联系技术支持和用户，解决最开始的简单问题。 或者，您可以使用电子邮件或电子邮件的方式联系我们。 一些制造商还在其网站上提供聊天功能，使用人工智能自动搜索可能的问题答案。 过去您可以在 YouTube 频道预约多日游培训课程。
由德儒巴 (Dlubal) 等公司开发的综合结构分析网站。 除了传统的论坛外，还有许多常见问题解答（FAQ）可以帮助用户在工作时间之外解决问题。 关于特定主题的专业知识可以通过技术文章找到。 除了视频之外，您还可以使用大量的搜索功能来查找所需的文章。
