Statický evaluační asistent:

Abstract

Cieľom tohto výskumu je vzbudiť záujem architektov o statické pôsobenie návrhu už v jeho koncepčnej fáze. Preto sa tento výskum zaoberá vývojom middlewéru - digitálneho nástroja, ktorý premosťuje statickú analýzu (OOFEM) s architektonickým modelárom (Rhino3D), a ktorý má zabezpečiť vytvorenie interaktívnej statickej analýzy v prostredí architektonického modelára. Architekti však nie sú bežne vyškolení na priame použite statickej analýzy, ktorá je príliš komplexná a odborná na to, aby ju užívatel' bez expertných vedomostí dokázal správne nastavit' a interpretovat' jej výsledky. Preto je dôležité zaoberat' sa metódami, ktoré by statickú analýzu pre potreby koncepčného statického návrhu zjednodušili, aby bola dostupnejšia pre architektov. V tomto výskume boli vyvinuté tri metódy predstavujúce možné zjednodušenie statickej analýzy. Prvá metóda - Rating system (hodnotiaci systém) hodnotí celkový návrh dvojicou skalárnych veličín informujúcich architekta o efektivite a potencionálnych statických problémoch v návrhu. Druhá metóda - Levelling system (systém levelovania) s ciel'om detailnejšie spoznat' identifikovaný statický problém definuje tri stupne zjednodušenia výsledkov statickej analýzy, čim umožní architektovi dodatočne si prehĺbit' vedomosti zo statiky. Tretia metóda - Design tracker (sledovač návrhu) umožnuje vzájomné porovnávanie alternatív návrhu, čím podporuje rozhodnutia architekta a umožnuje mu uvedomit' si dopad vykonaných zmien na statické vlastnosti návrhu. Výsledky tohto výskumu je možné použit' pri výučbe na architektonických školách ako i v praxi pre zlepšenie medziodborovej spolupráce architekta a statika predovšetkým v koncepčnej fáze návrhu.

The goal of this research is to raise interest of architects in structural behaviour of the design in its conceptual phase. Therefore, this research deals with the development of a middleware - a bridging tool between the finite element (FE) solver (OOFEM) and the architectural modeller (Rhino3D), which will provide architects with an interactive FE analysis directly in the architectural modeller. However, architects are not typically trained to use expert FE analysis software directly. FE analysis is too complex and professional for users without required structural knowledge. Thus, there is a problem of correct modelling and interpretation of analytical results. Therefore, it is important to deal with the methods of FE analysis simplification for conceptual structural design, which will make FE analysis more accessible to architects. In this research, three methods of possible FE analysis simplification were developed. The first one - Rating system, evaluates the design as a whole with two scalar values, and thus informs architects about structural efficiency and identifies potential structural problems. Then, to uncover the identified structural problem in more detail, the second method - Levelling system, defines three levels of results simplification. This enables architects to extend their structural knowledge and understand the problems. The last method - Design tracker, allows architects to store and compare design alternatives created during the design process. Comparison of alternatives supports architects' decision-making and allows them to understand the impact of the change made in the design on its structural behaviour. The results of this research can be used to teach architects at universities as well as in practice for interdisciplinary cooperation between architects and structural engineers, especially in the conceptual design phase.