Kształtowanie przestrzennych stalowych konstrukcji prętowych na bazie paraboloidy hiperbolicznej

The aim of the study was to develop a practical approach to parametric shaping of spatial steel rod structures formed based on a hyperbolic paraboloid. This design approach was realized by application of designing tools working in environment of Rhinoceros 3D, that is its plug-in Grasshopper for geometric modelling and Karamba 3D for structural analysis. The goal of this research was to elaborate an universal scripts in order to create rod structures‘ models of various forms and grid patterns, as well as evaluating their structural behaviour dependently on various boundary conditions. The optimisation criterion was the minimum mass and deflection. Several proposals of coverings by means of single layer grid structures were presented and analysed to choose the best solution. The rod structures generated based on a hyperbolic paraboloid turned out to be structures with good static properties, so may be an interesting proposals to cover large areas.W ciągu ostatniej dekady projektowanie parametryczne w architekturze i budownictwie zyskuje coraz większą popularność. W artykule prezentuje się parametryczne podejście do kształtowania przestrzennych stalowych struktur prętowych. Racjonalne projektowanie tego rodzaju struktur wynikające z analizy geometrycznej, topologicznej i strukturalnej przedstawia się na przykładzie siatek przestrzennych utworzonych na bazie hiperboloidy parabolicznej . Modelowanie parametryczne konstrukcji proponuje się w oparciu o program Rhinoceros 3D oraz jego parametryczną wtyczkę Grasshopper. Analizę strukturalną przeprowadza się w oparciu o wtyczkę Karamba 3D. Powierzchnią bazową do kształtowania geometrii przestrzennych struktur kratowych, na której rozmieszczono węzły jednowarstwowej siatki, jest powierzchnia utworzona z regularnych modułów będących wycinkami hiperboloidy parabolicznej. Analizie poddano struktury prętowe z rur stalowych o różnej topologii zakładając, że każda ze struktur stanowi konstrukcję przekrycia nad kwadratową powierzchnią o polu równym 100 m2