ККЛ ИЗО. Конспект лекций. Саморядов С. В. Маси. М. 2017. с. 138, ил таб
 Скачать 4.07 Mb.
|
|
ТЕМА 12. ОБЗОР ПРОГРАММНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 12.1 Обзор программного обеспечения для проектирования строительных конструкций Появились компьютеры, сначала совсем непроизводительные, которые с трудом можно было использовать для расчета мало-мальски сложного алгоритма, и тяжело было представить, как их использовать для пользы дела проектировщиков. Со временем и развитием компьютерной техники стало возможным создание первых проектировочных программ. Так, в 1982 году Джон Уолкер основал одну из первых компаний, которая стала специализироваться на разработке программного обеспечения для автоматизированного проектирования и черчения. Называлась данная компания Desktop Solution, а ее первый продукт, программа MicroCAD. В дальнейшем компанию переименовали в AutoDesk Inc., которая в последствие стала лидером в области программных разработок для автоматизации процессов проектирования и черчения. А ее продукт AutoCAD – одной из самых распространенных систем автоматизированного проектирования (САПР). Чем дальше, тем больше, начиная с простых систем, программы усложняли и дополняли. Появилось множество производителей программных продуктов, предлагающих как свои собственные уникальные решения, так и разрабатывающих приложения для уже широко используемых графических пакетов. Разработаны программы, при помощи которых стало возможным осуществление параллельной работы над одним проектом сразу несколькими проектировщиками-операторами. То есть, перестало быть необходимым делить проект на составляющие части, теперь проекты от основания и до завершения могут проходит единым ядром, что значительно ускоряет работу и уменьшает возможности совершения ошибок, которые происходили ранее, при сведении проекта в 133 единый документ. Таким образом, развитие технологий позволило целиком и полностью отказаться от высокозатратного процесса ручного проектирования, черчения, поиска справочной информации. В настоящее время на рынке представлено множество программных пакетов, в которых все необходимое для осуществления процесса проектирования уже внесено. Вроде бы, вот она, золотая эра проектировщика, работать стало комфортно, работа стала эффективней. Но за всем этим благополучием открывается новая проблема, проблема поиска и выбора именно той программы, которая обеспечит проектировщика всем необходимым и при этом будет отвечать заданным требованиям. А требования у каждого свои. Для одного — это стоимость программного продукта, для другого возможность совмещения с AutoCAD, для третьего дружелюбный интерфейс, а для прочих – удовлетворение специальным техническим нормативам. В данной статье мы постарались дать краткий обзор различных проектировочных программ, которые представлены на российском рынке. Существует устоявшаяся классификация программного обеспечения для нужд строителей, а именно подразделение по типу задач, стоящих перед проектной организацией. Классификация программного обеспечения для проектирования строительных объектов: 1. Проектирование строительных конструкций. 2. Архитектура и дизайн. 3. Инженерные системы зданий. 4. Изыскания и Генплан. 5. Технологические и сметные расчеты, нормативы. 6. Векторизаторы и гибридные редакторы. 7. Вспомогательные программы. Предложений по программному обеспечению в данном сегменте рынка 134 множество, в настоящем же обзоре речь пойдет о программных продуктов для проектирования строительных конструкций. Данный тип программного обеспечения предназначен для проектирования и расчета строительных конструкций, получения конечной документации, проведения экспертиз и визуализации моделей. Необходимо отметить, что помимо самостоятельных программных пакетов, разработанных для нужд строительных проектировщиков, существуют специализированные приложения, которые нельзя использовать независимо. Рассмотрим независимые программные пакеты. AutoCAD® Structural Detailing – программа, разработанная в среде AutoCAD®, предназначена для широкого круга инженеров в сфере строительства, позволяет автоматически создавать рабочие деталировочные чертежи стальных и железобетонных конструкций очень высокого качества. В программу интегрированы специальные модули для формирования: – чертежей стальных соединителей – динамических моделей железобетонных изделий; – чертежей опалубки; – автоматического размещения арматуры; – рабочих чертежей каркасов зданий; – в модуле проектирования металлических конструкций вы можете заимствовать информационную модель здания, созданную в Revit® Structure, импортировать файлы CIS/2, а также создавать модели самостоятельно. Благодаря этому процесс разработки узлов металлических конструкций и выпуск чертежей для заводского изготовления конструкций становится быстрым и производительным. Модуль проектирования опалубки предназначен для создания динамической модели отливочной формы элемента железобетонной конструкции и связанных с ней чертежей опалубки, необходимой для его изготовления. 135 Модуль армирования железобетонных конструкций автоматизирует процесс разработки схем армирования и выполнения чертежей арматурных изделий для всех типов элементов железобетонных строительных конструкций. Кроме того, AutoCAD® Structural Detailing включает в себя инструменты для автоматической генерации ведомостей материалов и спецификаций изделий. Производитель: AutoDesk Inc. Autodesk® Revit® Structure – программный продукт на основе технологии информационного моделирования зданий (BIM) для проектировщиков строительных конструкций. Используется для создания документации и формирования рабочих чертежей, объединяет в себе трехмерную физическую модель проекта и независимую аналитическую модель, что позволяет любые произведенные изменения в модели – например, модификация несущих колонн – автоматически распространять на всю модель и зависимые виды, что существенно снижает количество координационных ошибок и улучшает качество документации. Физическая модель используется для выполнения чертежей и координации, аналитическая для производства расчетов с помощью различных сторонних программ. Чертежи узлов создаются по видам 3D-модели (с добавлением пояснений), с нуля (посредством 2D-инструментов Revit Structure) или путем импорта из традиционных САПР. Для экономии времени можно импортировать из предыдущих проектов полный набор чертежей в формате DWG. Специализированные средства черчения оптимизированы для создания элементов стальных и железобетонных конструкций, таких как сварные соединения, анкерные болты, арматурные стержни и т. д. Такие операции, как создание разрезов, фасадов и видов узлов, выполняются практически мгновенно. Разрезы, фасады и узлы автоматически 136 приводятся в соответствие с номерами листов. Программа работает с данными в таких форматах, как DWG, DXF, DGN, IFC и CIS/2, что избавляет от проблем обмена информацией с заказчиками, подрядчиками и партнерами. Поддерживает традиционный рабочий процесс, когда для моделирования строительных конструкций используются предоставленные архитекторами DWG-файлы, созданные в AutoCAD® или AutoCAD® Architecture. Позволяет использовать различные строительные материалы: сталь, монолитный железобетон, сборный железобетон, кирпич, дерево и т. п. Поскольку при строительстве здания обычно используется несколько материалов, программа предоставляет возможность моделировать их в нужной комбинации. Предоставляет полный набор средств для проектирования компонентов строительных конструкций, таких как стены, балочные системы, фермы, сквозные балки, элементы железобетонных конструкций, арматурные стержни, стальные соединения, анкеры, металлические перекрытия и т.п. Создание компонентов на основе параметров позволяет редактировать любые типы объектов. Новые объекты, узлы и обозначения объединяются в семейства, благодаря чему вы можете повторно использовать их в других проектах. Возможность совместной работы позволяет использовать преимущества информационного моделирования зданий всеми участниками проектного коллектива, работающими с платформой Revit. С моделью здания могут одновременно работать несколько пользователей, сохраняя результаты в одном файле хранилища. Доступен полный набор вариантов организации коллективной работы: внутри строительной организации между инженерами и чертежниками. Allplan 2009 Конструирование – сочетает в себе программные компоненты для всех стадий процесса строительного конструкторского 137 проектирования, от планирования до структурного анализа и окончательной проектной документации, организуя эргономичный режим работы. Программа выполняет автоматический расчет и проектирование балок, опор, перекрытий и фундаментов, вплоть до расчетов методом конечных элементов, охватывая весь процесс строительного проектирования. Основанная на объектно-ориентированной базе 3D-объектов, создает и поддерживает связь между 2D- и 3D-чертежами, разрезами, проекциями и т. д. Данную программу можно дополнять специализированными модулями, позволяющими решать задачи в нижеследующих аспектах: – строительное проектирование; – армирование и модульная система армирования; – ALLFEM армирование плит, по результатам расчета методом конечных элементов; – BAMTEC армирование плит; – BAMFEM армирование (рулонными сетками BAMTEC по результатам расчета по МКЭ); – армирование стержнями и сетками для строительного проектирования; – подготовительные работы / опалубка; – ALLGEO Цифровое моделирование местности для планов размещения объектов на строительной площадке; – 3D архитектура для строительства; – отопление, вентиляция, водоснабжение и водоотведение для Allplan; – сетевое управление. Модуль для проектирования армирования стержнями обеспечивает различные способы получения арматурных чертежей. Можно использовать объемное или плоское расположение арматуры, в зависимости от основных данных, имеющихся в проекте. Программа формирует виды и разрезы для объемного ввода автоматически. Законченные арматурные чертежи могут 138 быть получены с минимальными усилиями с помощью созданных компонентов, которые сгруппированы в модули армирования. Армирование сетками – удобный инструмент для создания арматурных чертежей с использованием сеток. Используются все режимы размещения, что обеспечивает современное средство просмотра, дающее возможность рассмотреть все изменения типоразмеров сеток. С помощью данного модуля можно создавать режимы размещения, хранить нестандартные сетки и их чертежи, автоматические спецификации сеток и схемы раскроя, автоматически проводить обмеривание и маркировку, а также связи с результатами расчета по методу конечных элементов. Спецификации арматуры создаются на основе конкретного проекта и управляются нажатием кнопки. Стальные арматурные сетки и нестандартные арматурные сетки задаются графически. При использовании Арматура FF курсор автоматически распознает продольное или поперечное сечение, и арматурная деталь, после задания защитного слоя, автоматически принимает форму сечения. Для объемной опалубки возможна автоматическая укладка по глубине. BAMTEC – это новый и особенно экономичный способ армирования бетонных плит. Вместо традиционной стальной сетки или отдельных стержней используется арматурный рулон Bamtec. Новая технология оптимизирует стадии процедуры обычного строительного расчета и выполнение чертежей. Модуль BAMTEC обеспечивает экономию расходов на укладку арматуры до 80%, экономию материалов 20 – 40 %, а также ускоряет и автоматизирует проектирование и деталировку. Модуль Опалубка обеспечивает проектирование и расчет опалубки, необходимой для возведения проектируемого здания. Системы опалубки, производимые мировыми компаниями, такими как Peri, Doka, Meva, NOE, Thyssen-Huennebesk и Wendler, доступны в библиотеке опалубок. Вспомогательные элементы могут быть добавлены и использованы 139 совместно, с применением 2D- или 3D-геометрической компоновки, автоматически, полуавтоматически или вручную. Шаг по высоте рассчитывается автоматически. Allplan конструирование поддерживает работу многих пользователей в Сети. Инструменты сетевого администрирования позволяют нескольким проектировщикам работать одновременно над проектом. Даже над одним и тем же этажом здания могут одновременно, на разных компьютерах, работать архитектор, конструктор и другие специалисты. Действия проектировщиков реплицируются в момент сохранения данных. Программный пакет совместим со всеми основными проектировочными программами, включая другие пакеты САПР, через DXF, DWG, DGN и другие стандарты, а также VRML. Есть функция импортирования и экспортирования данных через IFC-формат (Industry Foundation Class). Экспорт спецификаций материалов в Excel и сметные программы осуществляется нажатием одной кнопки. Производитель: Nemetschek GmbH SCAD Office программный пакет состоит из вычислительного комплекса SCAD, предназначенного для прочностного анализа конструкций методом конечных элементов, и непосредственно проектных и вспомогательных модулей, которые позволяют осуществлять проектирование стальных и железобетонных конструкций. SCAD содержит библиотеку конечных элементов для моделирования стержневых, пластинчатых, твердотельных и комбинированных конструкций, включает в себя модули анализа устойчивости, формирования расчетных сочетаний усилий, проверки напряженного состояния элементов конструкций по различным теориям прочности, определения усилий взаимодействия фрагмента со всей конструкцией, вычисления усилий и перемещений в зависимости от комбинаций загруженности. В состав комплекса включены программы подбора арматуры в элементах 140 железобетонных конструкций и проверки сечений элементов металлоконструкций. Программа работает в среде Windows. Производитель: ООО «СкадСофт». Лира – это многофункциональный программный комплекс, предназначенный для проектирования и расчета строительных конструкций различного назначения. Позволяет производить разработку железобетонных и стальных конструкций в соответствии с нормативами стран СНГ, Европы и США. Программный комплекс имеет развитую библиотеку конечных элементов, позволяющую создавать компьютерные модели практически любых конструкций: стержневые плоские и пространственные схемы, оболочки, плиты, балки-стенки, массивные конструкции, мембраны, тенты, а также комбинированные системы, состоящие из конечных элементов различной мерности (плиты и оболочки, подпертые ребрами, рамно-связевые системы, плиты на упругом основании и др.). Позволяет рассчитывать различные виды динамических воздействий (ветер с учетом пульсации, сейсмика, импульс и т. п.). Есть возможность редактирования стальных сортаментов. Возможность сохранения в форматах DXF и MDB, что позволяет импортировать данные в такие программы, как AutoCAD, ArchiCAD и Word. Также доступно суперэлементное моделирование, с содержанием до 1 млн неизвестных, и моделирование учета физической нелинейности на основе различных нелинейных зависимостей s-e, обеспечивающие возможность компьютерного моделирования процесса увеличения нагрузки как моно-, так и биматериальных конструкций, с прослеживанием развития трещин, проявлением деформаций ползучести и текучести, вплоть до получения картины разрушения конструкции. А большой набор специальных конечных элементов позволяет составлять адекватные компьютерные модели для сложных и неординарных сооружений. 141 ПК ЛИРА включает в себя следующие подсистемы: – ЛИР-ВИЗОР – создание и анализ расчетных схем произвольных зданий, сооружений и конструкций; – ЛИР-АРМ – проектирование железобетонных конструкций; – ЛИР-ЛАРМ – создание отдельного железобетонного стержневого или пластинчатого элемента; – ЛИР-СТК – создание стальных конструкций; – ЛИР-РС – редактирование стальных сортаментов; – ЛИР-КС – конструктор сечений. Производитель: ООО «ЛИРА Софт» Дистрибьютор на территории РФ: ИФАРС, АО «Моспроект», ООО «НИП-Информатика» Программный комплекс МОНОМАХ 4.5 предназначен для расчета и проектирования железобетонных и кирпичных конструкций, многоэтажных зданий с планами произвольной конфигурации, зданий рамной и рамно- связевой конфигурации. В процессе работы комплекса производится расчет здания и его отдельных частей с формированием чертежей и схем армирования конструктивных элементов. Проектирование и расчет выполняется с использованием различных программных продуктов, входящих в пакет МОНОМАХ, что позволяет увеличить скорость проектирования. ПК МОНОМАХ также может быть использован на стадии принятия проектных решений. Достаточно быстро можно получить результаты расчетов вариантов конструктивных схем с различной расстановкой колонн, диафрагм, свай, с разной толщиной плит и т. д., и определить расход материалов и стоимость конструкций здания. Далее создать расчетную схему, выдать результаты расчетов и эскизы рабочих чертежей в единой среде, что позволяет существенно сократить сроки выполнения работ. Есть возможность расчета сооружений совместно с грунтовым 142 основанием, на базе создаваемой 3D-модели грунтового массива по имеющимся инженерно-геологическим данным. Программа имеет экспертную систему, которая на всех этапах автоматизированного проектирования предоставляет пользователю подсказки об обоснованности принятых конструктивных решений, таких как: размеры сечения несущих конструкций, расстановка диафрагм жесткости, обеспечение тех или иных требований нормативных документов. Также возможен расчет на ветровые и сейсмические нагрузки с автоматическим сбором нагрузок и с учетом требований различных нормативных документов. В программе возможен импорт и экспорт из наиболее распространенных программных продуктов, представленных на рынке (AutoCAD, ArchiCAD, ЛИРА и т. д.). ПК МОНОМАХ, как уже упоминалось ранее, состоит из отдельных программ с различным предметным функционалом, а именно: 1. БАЛКА – проектирование монолитных железобетонных балок. 2. ГРУНТ – создание и расчет модели грунтового основания. 3. КИРПИЧ – проектирование стен кирпичных зданий. 4. КОЛОННА – проектирование монолитных железобетонных колонн. 5. КОМПОНОВКА – проектирование многоэтажных каркасных зданий из монолитного железобетона, а также зданий с кирпичными стенами. 6. ПЛИТА – проектирование монолитных железобетонных плит перекрытия и фундаментных плит. 7. ПОДПОРНАЯ СТЕНА – проектирование и проверка подпорных стен. 8. РАЗРЕЗ (СТЕНА) – проектирование монолитных железобетонных стен. 9. ФУНДАМЕНТ – проектирование столбчатых монолитных железобетонных фундаментов на естественном основании. |