Sådan løses udfordringerne ved design af en stål/beton-forbindelse

Man kan roligt sige, at detaljering af stål/beton-forbindelser er besværligt i byggebranchen. Alt for ofte skal der bruges en række forskellige metoder til at designe de forskellige elementer i en enkelt forbindelse. Det kræver, at der bruges meget tid til design, hvilket påvirker ingeniørens produktivitet.

Hvor kommer disse udfordringer fra, og hvordan løser vi dem? Vi undersøger sagen nærmere..

Det kan virke gammeldags i en verden fyldt af komplekse designs, BIM og integreret software, men sådan er resultaterne ikke desto mindre fra en nylig undersøgelse om forbindelser og fikseringer. Undersøgelsen talte med 100 aktive civilingeniører for at finde ud af, hvordan de designer stål/beton-forbindelser. Resultaterne var lidt af en øjenåbner.

Men hvorfor er dette så vigtigt? Svaret er, at det er en altafgørende del af civilingeniørens rolle at sikre, at designet er korrekt. Uanset om det handler om broer eller bygninger, så er det afgørende for alle designingeniører at sikre en effektiv og holdbar forbindelse mellem stålet og betonen. 

Usammenhængende arbejdsgange er en af de større udfordringer i arbejdet, idet kun 6 % sagde, at de brugte et enkelt softwareprodukt til at designe forbindelsen. I forbindelse med designet af de mere enkelte elementer – forankring, grundplade, svejsninger og afstivere – sagde næsten 60 % af de interviewede, at de bruger en kombination af forskellige typer software, manuelle beregninger, tekniske retningslinjer og godkendelser. 

En af de interviewede i undersøgelsen fremhævede, at "manglen på et enkelt, omfattende stykke software til design af forbindelser generelt (og især stål/beton) gør hele processen kompliceret". For eksempel skal reaktionskræfterne ofte trækkes ud fra en FEA [finite element analysis] model, hvorefter der skal bruges to-tre forskellige metoder til at færdiggøre designet. Ingeniører bruger som regel to forskellige stykker software til at håndtere dette, men ofte skal de supplere resultatet med manuelle beregninger.

Ud over en usammenhængende arbejdsgang spiller tidsforbruget for forskellige typer af software en afgørende rolle. 45 % af de interviewede sagde, at designet af forbindelsen tog mindre end to timer, 33 % sagde, at det tog dem to til fire timer, og mere bekymrende er det, at 11 % sagde, at det tog mellem fire og otte timer, og endnu mere kritisk er det, at 10 % sagde, at det tog over 8 timer. Nødvendigheden af at udføre forskellige designkontroller – enten manuelt eller med forskellige softwareprodukter – kræver en stor indsats, og tidsforbruget er højt. En anden respondent fremhævede, at "vi har brug for designsoftware til at øge tempoet i designarbejdet".

Dette gentages af vores Hilti Product Manager for teknisk software, Carlos Taborda, som siger, at manglen på integreret software holder ingeniørerne tilbage. Carlos udtaler, at "nødvendigheden af at bruge mange forskellige metoder til at opdele forbindelsen, betyder at der ikke findes en enkelt, pålidelig kilde til at foretage beregningerne, og når man skifter fra kilde til kilde, påvirker det produktiviteten".

Lad os ikke glemme den generelle optimering af forbindelsen, et andet aspekt ved den manglende integration. Omkring 30 % sagde, at optimering var "vanskelig og tidskrævende med for lidt tid til at gentage beregningerne".

Andre 43 % sagde, at optimering sammen med modellering af forbindelserne med afstivere og svejsninger i finite element-analyser tog for lang tid, og at det var vanskeligt at kontrollere grundpladens stivhed. Her er tydeligvis et problem. Det understreges af, at ikke mindre end 79 % af respondenterne sagde, at de ønskede en integreret designsoftware. Det er her, PROFIS Engineering kommer ind i billedet. 

PROFIS Engineering går videre end forankringsdesignet. Den håndterer beregninger og analyser af de forskellige elementer i forbindelser mellem stål og beton, inklusive basismateriale, stålplade, ankre, svejsninger og afstivere med nem iteration og grundig dokumentation – det hele fra et enkelt, cloudbaseret værktøj, som viser en løsning på de problemer, som undersøgelsen afdækkede. 

PROFIS gør det muligt at designe stål/beton-forbindelser som en helhed med indbyggede kontroller for grundpladens stivhed – en løsning på de problemer, der blev afdækket i undersøgelsen.