Sin embargo, el trabajo del notable ingeniero fue descuidado durante mucho tiempo en su tierra natal, Rusia.
Decidimos llamar la atención sobre el patrimonio arquitectónico y de ingeniería único del país y recreamos el modelo de la Torre Shukhov en el Oka en el programa BIM nanoCAD Design, con solo fotografías y dos dibujos.
Torre Shukhov en el río Oka, diseñada en nanoCAD Design BIM
El proyecto fue implementado por Sergey Stromkov, ingeniero de la primera categoría del departamento de soporte técnico de Arksoft, socio oficial de Nanosoft.
Luchando hacia arriba, luminosa y aireada, la Torre Shukhov en el río Oka se considera incluso más perfecta que una estructura similar en Moscú. La torre, que se encuentra cerca de Dzerzhinsk en las orillas del río, está reconocida como un sitio de patrimonio cultural de importancia federal y se recomienda su inclusión en la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO.
A nosotros, los indígenas Dzerzhinsky, nos pareció reproducir la famosa estructura hiperboloide ubicada junto a nuestra ciudad, diseñada y construida por un destacado ingeniero ruso. Y hágalo en un producto de software doméstico.
( . DedushkaMPS)
La torre de cinco secciones y 128 metros cerca de Dzerzhinsk es la única torre de línea eléctrica de múltiples secciones hiperboloide del mundo. Esta es solo una, la última de las seis estructuras de malla calada que se alzaron en ambas orillas del Oka durante el siglo XX.
Cuatro torres gemelas con una altura de 128 y 68 metros en el banco bajo y dos más pequeñas, de 20 metros cada una, en el alto sirvieron de soporte para las líneas eléctricas y ayudaron a iluminar la región de Nizhny Novgorod. Las torres se construyeron entre 1927 y 1929 según el proyecto y bajo el liderazgo de Vladimir Shukhov, el creador de la torre de radio y televisión Shukhov en Moscú.
Por cierto, fue bajo la impresión de su construcción que Aleksey Tolstoy escribió la novela fantástica "El hiperboloide del ingeniero Garin".
En general, la cantidad de inventos de Shukhov asombra la imaginación: desde la creación de las primeras estructuras hiperboloides del mundo y conchas de malla metálica de estructuras de edificios hasta la instalación de craqueo térmico de petróleo, la creación de minas marinas y calderas de vapor tubulares, y esta no es una lista completa.
Pero volvamos a las torres. Solo una de ellas, la heroína de nuestro proyecto, ha sobrevivido hasta el día de hoy: cuatro torres fueron desmanteladas después de cambiar el trazado de la línea de transmisión eléctrica, la penúltima fue entregada para desguace, a pesar de la condición de patrimonio cultural. Era aún más importante prestar atención a la construcción que sobrevivió milagrosamente: un monumento al constructivismo soviético.
Ahora las autoridades regionales también están comprometidas: se está trabajando para fortalecer la línea de costa (la torre se levanta sobre una base circular de hormigón con un diámetro de 30 metros directamente en las orillas del Oka, de modo que la corriente socava la orilla arenosa, creando una amenaza de daño a los cimientos y colapso de la estructura) y la transformación de la torre en una atracción turística de Nizhny Novgorod. zona.
El proceso de recreación de la torre Shukhov en nanoCAD Design BIM
Por qué las estructuras hiperboloides son únicas
Las estructuras hiperboloides, a pesar de su aparente curvatura, se construyen a partir de vigas rectas. Se trata de estructuras en forma de hiperboloide de una hoja o paraboloide hiperbólico, es decir, superficies de doble regleta: a través de cualquiera de sus puntos se pueden trazar dos rectas que se cruzan, que pertenecerán íntegramente a la superficie.
En esta línea, se instalan vigas, formando una rejilla característica. Este diseño es rígido: si las vigas están conectadas de manera pivotante, aún conservará su forma bajo la influencia de fuerzas externas.
La Torre Shújov en el río Oka consta de cinco secciones de 25 metros, que son hiperboloides de una sola hoja con forma de revolución. Las secciones de soporte están hechas de perfiles rectos con sus extremos apoyados en las bases del anillo. La parte superior está equipada con una estructura de soporte con un travesaño de acero horizontal de 18 metros de largo para la sujeción de tres cables de alta tensión.
Inventado y desarrollado por primera vez por Shukhov, tal estructura asume una pequeña cantidad de material para la construcción, pero al mismo tiempo proporciona una baja carga de viento con alta resistencia y gran altura.
La Torre Shújov en el río Oka no es solo un monumento arquitectónico, sino también un monumento al valor del pensamiento, la historia y la memoria de la ingeniería capturados en acero.
Como fue el trabajo de reconstrucción de la torre en nanoCAD Design BIM
Trabajar en nanoCAD Design BIM hizo posible comprender el legado del pasado, comprender cómo se diseñó e implementó una estructura única.
Fotos y dos dibujos
Logramos encontrar solo dos dibujos. Uno es un plano para nuestra torre. Contenía toda la información suficiente para construir un marco preliminar y los principales elementos estructurales: tamaños de sección, dimensiones y número de perfiles.
Pero no había nada sobre la estructura superior y la travesía. Encontramos esta información en el segundo dibujo, que se relaciona con la torre de 68 metros no conservada. El diseño de los anillos de la base de los tramos tuvo que construirse según fotografías, teniendo en cuenta algunos datos del dibujo. Asimismo, a partir de las fotografías se crearon puntos de unión estructural y otros elementos que no están en el dibujo general.
Los dibujos supervivientes de la torre Shukhov en el Oka
Cómo construir una sección de la torre ...
Tenía muchas ganas de tocar este milagro de la ingeniería. Al principio, simplemente me asustó la complejidad de la construcción de la torre Shukhov. Pero, comenzando a trabajar, dividí el proyecto en pequeñas tareas comprensibles y, resolviendo constantemente una tras otra, gradualmente llegué al objetivo establecido. nanoCAD Design BIM ha demostrado ser un asistente inteligente y confiable.
La tarea principal del proyecto era construir un modelo que correspondiera lo más posible a la estructura real en puntos fundamentalmente importantes - en la estructura de la sección, o más bien en la elaboración de perfiles generadores inclinados.
Lo más difícil e interesante fue construir una sección, lo que significa comprender todas las características de los perfiles de sección que forman una estructura hiperboloide. Al construir el esqueleto de la estructura, se utilizaron primitivas simples como líneas y círculos con espesor cero. Esta es una tarea simple, que inmediatamente hizo posible visualizar la estructura hiperboloide y ya en esta etapa dio un resultado bastante impresionante.
Proceso de creación de marcos de sección
Sin embargo, además fue necesario dar forma a los segmentos, dado que esta forma es una esquina con una determinada posición en el espacio y orientación de las caras. Resultó que no se puede colocar una viga simple en un segmento de tal manera que se obtenga el nudo requerido en ambas bases. Además, las líneas que se cruzan visualmente en el modelo de estructura alámbrica tienen una tangencia perfecta en un punto, pero en el modelo sólido las esquinas forman fuertes colisiones entre sí.
Después de un estudio detallado del problema, se confirmaron las conjeturas de que cada perfil, al ser recto, está atornillado torsionalmente a lo largo del eje. Esto permite que la brida del perfil se acerque a ambas bases tangencialmente y que las bridas toquen los perfiles que se cruzan; se inserta una placa adicional entre los perfiles que se cruzan para compensar el leve no paralelismo mutuo de los estantes en contacto.
Construcción de perfiles de conexión
Como resultado, se decidió utilizar dos métodos: extruir a lo largo de una trayectoria en espiral y extruir con una transición. El primer método requirió una preparación bastante laboriosa: fue necesario colocar correctamente la sección de extrusión con respecto al inicio del perfil, que es bastante nada trivial, y configurar la espiral de extrusión, que tiene una gran longitud, pero al mismo tiempo ni siquiera tiene un cuarto de vuelta. El segundo método dio un resultado casi instantáneo: indicas el perfil inicial de la sección en la base inferior, el perfil final en la base superior - y listo, el perfil está atornillado. Construir el resto de secciones es cuestión de técnica.
... y cómo conectar las secciones entre sí La
segunda tarea importante fue la construcción de nodos de conexión, para lo cual se requirió proporcionar indicadores cuantitativos precisos: metraje, sujetadores y otros.
A pesar de la aparente simplicidad del diseño, hay muchos elementos inusuales en él.
Se trata de perfiles curvados en anillos base, perfiles atornillados que forman una estructura hiperbólica, perfiles compuestos.
Generación de
modelado de perfiles Al modelar una estructura superior con una travesía, el UCS tuvo que ser cambiado con frecuencia y seguido de cerca por los numerosos elementos estructurales que forman una telaraña. La propia travesía requería mucha atención a literalmente todos los perfiles.
Al trabajar en el modelo de la torre, herramientas aparentemente simples como una cuadrícula de ejes, una matriz circular, dividir un segmento en partes iguales, hicieron posible reconstruir el marco en cuestión de minutos. Y la base de datos de elementos, diseñador de equipos y extrusión a lo largo de una trayectoria curva con la misma rapidez convirtió el marco en una estructura volumétrica, lo que le permite ver en detalle cada elemento de la interfaz, trabajar en una docena de versiones preliminares, considerar sus errores y corregirlos casi de inmediato. Con una herramienta tan conveniente como nanoCAD Design BIM en la mano, es difícil imaginar cómo los ingenieros de principios del siglo pasado crearon tales proyectos en papel.
Montaje de la estructura
Que sigue
Este proyecto impulsó el desarrollo y optimización del propio programa nanoCAD Design BIM. Se han resuelto todas las tareas que se establecieron en la primera etapa de creación del modelo de la Torre Shukhov. Ahora el modelo aún no tiene algunos nodos para sujetar elementos estructurales entre sí, pero el trabajo en su creación continúa y se completará.
Parte de estas tareas permitió a los desarrolladores comprender la dirección en la que deben trabajar para mejorar las herramientas BIM de nanoCAD Design y ampliar su funcionalidad. Por ejemplo, notamos el atornillado de elementos de línea recta de la base de datos.
Trabajar en nanoCAD Design BIM es una oportunidad para desarrollar y mantener soluciones innovadoras en diseño, estudio, almacenamiento y aplicación de la experiencia de predecesores en un nuevo nivel. El vuelo del pensamiento de la ingeniería conecta los tiempos e inspira la creatividad, y el potencial de las estructuras de Shukhov durará muchos años.
Y si desea obtener más información sobre todas las etapas de la construcción de la Torre Shukhov en el río Oka en el programa BIM nanoCAD Design, entonces vea nuestra lista de reproducción en Youtube.
Sergey Stromkov,
ingeniero de la primera categoría
del departamento de soporte técnico de la
empresa "Arksoft"
Te invitamos a participar en el webinar el 6 de octubre, dedicado al lanzamiento de la nueva versión de nanoCAD Design BIM 2.0. Regístrese y venga!
