Автоматизация проектирования и расчетов в связке ARCHICAD — ПК ЛИРА-САПР на примере опыта ЗАО «Институт ПИРС»
Меня зовут Куптель Андрей, я главный специалист ЗАО «Институт ПИРС» (Пермь). Мой незаменимый инструмент — САПФИР.
Основная идея САПФИР в моем понимании — это связать работу архитектора конструктора и расчетчика в один единый «Организм». Наш проектный институт прикладывает большие усилия для построения взаимодействия между специалистами разных отделов. Наша основа — это командная работа. Нашу связку ARCHICAD и САПФИР хочу показать на примере одного из последних объектов, в рамках которого мы проверили и улучшили взаимодействие отделов через IFC формат. Мы считаем, что этот вариант значительно ускорил обработку и получение данных расчета. А также рассмотрим и новые возможности, которые в будущем встроим в нашу концепцию работы.
Для начала работы над любым объектом вам нужно наладить связь с тем специалистом, от которого вы получаете задание для проектирования. Ранее архитектором нашей организации был выпущен вебинар на тему «Подготовка BIM-модели ARCHICAD для расчета конструкций в ЛИРА-САПР».
Лекция посвящена организации взаимодействия архитекторов и инженеров при проектировании и расчете строительных конструкций. Но на достигнутых результатах мы не останавливаемся и пытаемся внедрить в наш процесс работы новые функции из следующих версий программ. И от себя лично хочется поблагодарить тех поддержку команды ЛИРА. Всегда выслушают, помогут и направят. А если чего то не хватает для работы, рассмотрят предложение и если реализация возможна, то в следующих релизах обязательно добавят.
Получив грамотную IFC-модель из ARCHICAD, не приходится разбираться по 2D видам и разрезам где какая конструкция и какие у нее высотные отметки. В 3D есть возможность посмотреть любую конструкцию с разных ракурсов. Это значительно ускоряет получение грамотной аналитической модели и ее последующий расчет. У меня (конструктора) и архитектора появилось время на более детальную проверку правильности расстановки несущих конструкций. И в связи с этим первый «прикидочный» расчет я выполняю с колоннами и стенами, расставленными архитектором. Далее получив и проанализировав расчет, я отправляюсь с полученными данными к архитектору, и мы производим корректировку расстановки несущих элементов каркаса. А также используя изополя прогибов и армирования, не составляет труда объяснять специалисту смежных разделов или заказчику, почему нам требуется дополнительная колонна, стена или балка.
Тем самым мы исключаем дальнейшее вмешательство в каркас и, как следствие, перерасчет схемы. И если вспомнить сколько на это времени тратилось раньше… А теперь за короткие сроки был реализован проект внушительного жилого комплекса со встроенными торгово-выставочным центром и автостоянкой и пройдена экспертиза за 5 месяцев.
Но если у вас выдача заданий организована в DWG, то у САПФИР на этот вариант тоже есть отличный инструмент — ноды. С помощью импорта 2D поэтажных планов DXF, в которых предварительно по слоям раскладываются конструкции и нагрузки каждого из типов/видов (колонны, балки, плиты разной толщины, контуры для нагрузок разных значений и тп.) и нодов можно очень быстро построить архитектурную 3D модель здания, которая будет сразу содержать в себе и расчетную. Но самое главное, что при наличии каких-либо изменений в DXF поэтажных планах, достаточно нажать на кнопку обновления подложек и модель готова к новому расчету. Таким образом, исключается кропотливая ручная работа по внесению изменений.
Я пока организовал работу с нодами следующим образом. Если объект не маленький и сжатые сроки, работа должна вестись параллельно. Пока я обрабатываю модель в САПФИР, полученную путем импорта файла IFC, задаю в ней нагрузки, в работу вступает конструктор, который считает несущую способность свай и расставляет их, формируя подложку DXF. После я беру положку с расставленными сваями и с помощью нодов завожу в модель. В дальнейшем все изменения свайного поля просто обновляются, и мы получаем корректное со всеми изменениями свайное поле.
То есть, наша модель САПФИР состоит из каркаса (без фундамента), полученного от архитектора в формате IFC, а фундамент и свайное поле генерируем с помощью нодов по подложкам DXF в этом же файле.
Получение и преобразование IFC модели.
Первое и самое важное, что мы получаем, это правильную геометрию железобетонного каркаса, все стены и перегородки с проемами. И на это уходит примерно 5 минут времени. Далее используя инструменты САПФИР, уточняем конструкции (колонна, пилон, стена). Например, выделив нужные пилоны, которые у архитектора заданы стенами, мы в один клик преобразовываем их в колонны или наоборот.
Материалы, которые пишутся в файл IFC 2х3, приходят все с одинаковым объемным весом, который нужно корректировать. Кроме того, необходимы также дополнительные расчетные характеристики. Можно назначить все вручную, но на это потратится много времени. Есть второй вариант. С архитектором создаем набор материалов, назначаемых в ARCHICAD и смотрим как они к нам приходят в формате IFC. Создаем материал в САПФИР с таким же названием, но с нужными характеристиками. При слиянии IFC-модели все материалы программа заменит автоматически. А в версии 2019 появился инструмент замена материалов, это уже третий вариант назначения материалов. Он с прицелом на будущее, поскольку список правил замены материалов можно сохранить (списков может быть сколько угодно) и использовать для импорта других моделей.
И в зависимости от объема модели и старательности архитектора получаем модель в САПФИР, при этом с полным совпадением геометрии с архитектурой (от 30 мин до нескольких часов). Можно приступать к созданию нагрузок и передаче в ЛИРА-САПР на расчет. Задавать нагрузки тоже можно несколькими способами. Рассмотрим задание нагрузок на плиты.
Нагрузки, которые будут приложены на всю плиту равномерно, можно задать в самой плите и нагрузка будет всегда соответствовать форме плиты. Если нужно задать различную нагрузку разным участкам, тогда лучше воспользоваться штампами нагрузки. Этот вариант рассматривать не будем, так как он не отличается от заданий нагрузок в ЛИРА-САПР.
Мне больше нравится задание нагрузок пространствами (нагрузки от людей и мебели, так называемая полезная нагрузка), при этом пространства — это зоны ARCHICAD, их тоже мы получаем из формата IFC. Пространства в САПФИР легко фильтруются по имени и в каждом из них можно назначить длительную и временную нагрузки с пониженным коэффициентом.
Нагрузки от стен и перегородок приходят от архитектора, поскольку через формат IFC получаю не только конструктив, но и ненесущие элементы, которым назначаю нужные материалы и интерпретацию нагрузка. После, программа мне автоматом генерирует полосовые нагрузки от стен и перегородок.А что самое главное, с учетом всех проемов и слоев (если стена многослойная).
Закончив с заданием нагрузок, тут же в САПФИР можно сгенерировать РСУ, РСН и отправить на расчет в ЛИРА-САПР с минимальными корректировками. После получения данных расчета можно приступать к формированию расчетной записки для экспертизы (с помощью документатора) и задания для армирования. В ALLPLAN есть возможность передать изополя и армировать инструментами ALLPLAN. Но большая часть конструкций передается для армирования в DWG. В связи с этим был приобретен дополнительный модуль САПФИР — ЖБК. С его помощью есть возможность визуализации полей армирования, выбор основной и размещение дополнительной арматуры с автоматическим формированием позиций, получением спецификаций и унификация позиций, формирование чертежей армирования и ведомостей деталей и расхода стали.
В связи с тем, что в САПФИР-ЖБК это делается просто и быстро, анализ армирования и утверждения среднего армирования производит инженер-расчетчик и утверждает ГИП. Если армирование не устраивает (среднее кг/м3), то для уменьшения мы идем к архитектору и рассматриваем возможность введения в каркас дополнительных несущих элементов. И только после урегулирования всех вопросов выдается задание конструктору для армирования или формируется чертеж армирования непосредственно в САПФИР. А задание на армирование выглядит следующим образом: Так было
А так это выглядит сейчас
Таким образом мы ушли от рутины, конструктор занимается именно конструированием, а не подсчетом квадратикови длины анкеровки, получение длины стержня, составление спецификаций. Все это у него уже есть, остается только связать с другими конструкциями и привести к стандарту организации. Конечно, все очень интересно, если бы не приходилось вносить изменения. Приходится получать новую IFC-модель, поэтажно копировать и сравнивать старый вариант с новым. Мы пока выходим из ситуации таким образом: новая модель выделяется ярким цветом и копируется в старую модель, и тогда сверять становится намного проще.
Если разработчики добавят в ноды импорт формата IFC и организуют сравнение, либо автоматическое обновление, примерно как это происходит с форматом DXF, тогда внесение изменений как проблема исчезнет. Конечно, от доработки армирования никто не избавит, но и это, возможно, в скором будущем добавят. В таком случаем, мы сможем убрать из расчетной части «человеческий фактор» и уменьшить количество ошибок.
С появлением САПФИР в моей профессиональной деятельности все меньше становится кропотливой ручной работы по созданию расчетной модели, внесению изменений. Теперь я могу не только считать и вносить изменения, но и используя дополнительный модуль САПФИР-ЖБК армировать конструкции, производить унифицированние, утверждать среднее армирование(кг/м3). Появляется, так сказать, экономическая составляющая в работе и проверяется не только архитектура, но и экономика на ПРОЧНОСТЬ. Останавливаться я не собираюсь на достигнутом, в планах через формат IFC в 3Dмодель завести все инженерные сети и оформить стадию П без 2Dзаданий. И пройти экспертизу, не используя сторонние программы.
