Команда инженеров Массачусетского технологического института представила инновационную модель проектирования мостов, которая сочетает в себе классическую топологическую оптимизацию и практические строительные ограничения. Это нововведение может привести к значительной экономии материалов, позволяя использовать устаревшие ресурсы, при этом не ухудшая эксплуатационные характеристики мостов. В частности, новая методика открывает возможность возводить конструкции преимущественно из дерева, что, в свою очередь, способствует снижению углеродного следа в строительстве.
Топологическая оптимизация определяет распределение материала в пространстве для проектирования конструкций, исключая излишние элементы. Однако традиционные подходы часто создают сложные проекты, которые сложно реализовать на практике. Архитекторы не всегда довольны угловатыми и запутанными формами, а строители сталкиваются с трудностями при сборке таких конструкций с учетом имеющихся инструментов и технологий.
Кроме того, отдельные детали не могут быть изготовлены из смешанных материалов, например, 72% из дерева и 28% из стали. Однако подобные пропорции допустимы для всей конструкции моста. В новой модели инженеры из МТИ заранее устанавливают ограничения на количество конструктивных элементов, их размеры и углы соединений. После этого программное обеспечение определяет, из каких материалов лучше всего изготавливать определенные части и как их оптимально соединять для достижения необходимых характеристик.
Для демонстрации этой технологии команда МТИ заново спроектировала мост в Локпорте, расположенном недалеко от Буффало, штат Нью-Йорк. Созданная «перевернутая конструкция» является оптимальным вариантом, сочетающим сталь и древесину, причем древесина преобладает. Это значительно снижает затраты и уменьшает выбросы, связанные с производством избыточных стальных элементов.
