Inżynier powinien wiedzieć, co potrzeba do zaprojektowania danej konstrukcji. Program komputerowy powinien mu to ułatwiać, a przynajmniej nie przeszkadzać.
Korzystanie z oprogramowania do analizy konstrukcji z założenia obarczone jest ryzykiem popełnienia kilku zasadniczych błędów. Są to błędy:
– odwzorowania geometrii konstrukcji,
– odwzorowania nieciągłości materiałów,
– wynikające z idealizacji obciążeń.
Z błędów tych każdy użytkownik powinien zdawać sobie sprawę, uwzględniając je przy tworzeniu modelu obliczeniowego.
Fot. © MaxFrost – Fotolia.com
Twórcy oprogramowania zabezpieczają się przed ponoszeniem odpowiedzialności, każąc przy instalacji programu potwierdzać ograniczenia odpowiedzialności bądź zatwierdzać treść umowy zawierającej tego typu zapisy. Wydaje się to zrozumiałe, jako że za zaprojektowaną konstrukcję zawsze odpowiada projektant. On powinien tak zweryfikować otrzymane wyniki, żeby mieć pewność uwzględnienia wszystkich odchyleń od modelu idealnego.
Istnieją jednak błędy oprogramowania, które można by usunąć bez wysiłku, a które obecnie wprowadzają w błąd użytkowników programu, w konsekwencji wprowadzając przy pewnej nieuwadze, bądź braku pełnej znajomości opcji programu, duże błędy w otrzymanych wynikach.
Dla zilustrowania tego zagadnienia posłużę się przykładem prosto z życia.
Do wykonania pewnych prac należało zaprojektować urządzenie pomocnicze. W celu ułatwienia operowania tym urządzeniem postanowiono wykonać je z aluminium. Do wykonania obliczeń konstrukcyjnych projektant użył jednego z renomowanych programów do projektowania konstrukcji budowlanych z listy zamieszczonej przez prof. Francesco Biasioli z Politechniki w Turynie, zamieszczonej w eurocodes.jrc.ec.europa.eu, gdzie znalazł się on wśród oprogramowania do projektowania konstrukcji aluminiowych według Eurokodów.
Projektant, który nie miał dotychczas doświadczenia w projektowaniu konstrukcji aluminiowych, zawierzył opcjom obliczeniowym zamieszczonym w programie. Podczas wykonywania obliczeń program nie ostrzegł jednoznacznie o możliwych błędach i niepełnym zaimplementowaniu normy PN-EN-1999 (a w zasadzie o zupełnym jej braku). W rezultacie projektant otrzymał wyniki, na podstawie których wykonano urządzenie.
Po weryfikacji projektu (weryfikator z wcześniejszych doświadczeń znał nierozpowszechnione wśród użytkowników ograniczenia programu) okazało się, że program – przez nieuwzględnienie efektu osłabienia materiału przez podgrzanie podczas spawania (efekt HAZ) oraz nieuwzględnienie różnic między projektowaniem konstrukcji stalowych i aluminiowych (np. inne granice smukłości ścianek przekrojów przy zaliczaniu do odpowiedniej klasy przekroju) – wygenerował wyniki powodujące ponad trzykrotne przeciążenie urządzenia.
Historia ta jest w zasadzie rozważaniem czysto akademickim na temat koniecznych umiejętności i rzetelności przygotowywania się do każdego zadania projektowego ze strony projektantów.
Projektant powinien się zawsze douczyć w zakresie zagadnień związanych z danym zagadnieniem. Powinien co najmniej poznać przedmiotowe normy i wytyczne. Zapoznać się z dostępną literaturą przedmiotową.
Na studiach przez całe lata zagadnień związanych z konstrukcjami aluminiowymi nie wykładano w ogóle, a jeżeli to traktując je jako ciekawostkę, bez wnikania w szczegóły. Zresztą, przed epoką Eurokodów, praktycznie nie było dających się zastosować norm do projektowania takich konstrukcji. A te, które były, prezentowały stan wiedzy z ubiegłej epoki.
Jeśli chodzi o podręczniki – była jedna książka, która omawiała tę stareńką normę.
Trochę wytycznych wydała SAPA, ale były one bardzo ogólne i nie były powszechnie znane.
Po wejściu Eurokodów, a w szczególności PN-EN 1999, czyli Euro- kodu 9 Projektowanie konstrukcji aluminiowych, sytuacja pozornie się poprawiła. Jest norma, ale nie ma literatury pomocniczej. Znany jest mi jeden podręcznik prof. Mariana Gwoździa i jedna książka z przykładami obliczeń jego współautorstwa (nakład po 200 (!) egzemplarzy). Jednocześnie w czołowym programie do wymiarowania konstrukcji pojawia się opcja: „wymiarowanie konstrukcji aluminiowych”. Wejście głębiej w ustawienia nie oferuje wymiarowania według żadnej krajowej normy aluminiowej ani tej starej, ani Euro- kodu 9. Jedyny dostępny Eurokod, to EN 1993, czyli projektowanie konstrukcji stalowych. Jedyny zaś dostępny w bibliotece programu materiał to ALUMINIUM, bez żadnych bliższych informacji odnośnie do rodzaju stopu, stanu etc. Takie dane można wykorzystać do tworzenia modelu konstrukcji i przeprowadzenia obliczeń statycznych, ale nie do wymiarowania.
Projektant użytkownik powinien być świadomy swoich potrzeb do zaprojektowania danej konstrukcji. Program, nabyty za niemałe pieniądze, powinien mu to ułatwiać, a przynajmniej nie przeszkadzać. Przecież wystarczyłoby, gdyby w opcjach programu skasować słowo „aluminiowych” albo przy próbie wybrania takich konstrukcji pojawiałby się jednoznaczny komunikat ostrzegający o znacznych różnicach w podejściu normowym dla Eurokodu stalowego i aluminiowego. Taka modyfikacja nie powinna być zbyt kosztowna do wprowadzenia.
Można również przeprowadzić akcję powiadamiania użytkowników (wszyscy legalni są zarejestrowani w bazie producenta) i ostrzeżenia ich przed takimi zdarzeniami. Może spadnie trochę prestiż firmy, ale na pewno wzrośnie odczucie użytkowników, że firma o nich dba. A najważniejsze w tym wszystkim jest to, że być może uniknie się niezamierzonego przewymiarowania jakiegoś elementu. Przecież życie jest najcenniejsze, a czy twórcy programu w przypadku zaistnienia katastrofy będą mogli z czystym sumieniem spojrzeć w lustro ze świadomością, że zrobili wszystko co w ich mocy, żeby pomóc swoim klientom pracować rzetelnie i żyć bezpiecznie?
A jeżeli jakiś użytkownik będzie próbował projektować na skróty, dostanie przynajmniej informację – ostrzeżenie. Chyba że ją zignoruje, ale to byłoby już celowe zaniedbanie.
Olgierd Donajko
Pracownia Projektowa Budekol
Poznań
