Как известно, инженер-конструктор сталкивается с множеством проблем при проектировании строительных конструкций, основными из которых, на мой взгляд, выделяются следующие: жесткие временные рамки, частое внесение изменений, ограничения возможностей программных продуктов. Все эти проблемы, несомненно, значительно влияют на сроки и качество проектирования. За годы практики неоднократно приходил к выводу, что с помощью привычных средств проектирования, а именно использование AutoCAD, даже владея его широкими возможностями на высоком уровне, не представляется возможным существенно повысить эффективность работы конструктора. Таким образом, я убедился, что для более качественного решения конструкторских задач необходимо более совершенное и технологичное средство, более современный инструмент. Именно поэтому в своей проектной деятельности стал использовать технологию на базе комплекса продуктов AutoCAD Revit Structure Suite. Поговорим о ней подробнее.
Основные возможности технологии
В отличие от привычного всем AutoCAD, так называемого, электронного кульмана, AutoCAD Revit Structure Suite обладает специализированными функциями для проектирования строительных конструкций. Одна из отличительных возможностей продукта заключается в том, что он позволяет создавать 3D модели объектов любой сложности. Модель конструкции делится на физическую и расчетную. В нескольких словах о каждой: физическая модель - это геометрия объектов модели, таких как стены, плиты, колонны, балки, связи и др. с заданным материалом, для дальнейшего получения чертежей, спецификаций конструкций. Расчетная же модель – это описание элементов модели с точки зрения расчета - стержни, пластины, жесткие вставки, которые находятся внутри физической модели. Revit обладает возможностью прикладывать нагрузки на элементы, формировать комбинации загружений, а также и задавать граничные условия. Кроме того, программный комплекс позволяет редактировать расчетную модель независимо от физической, и на что следует обратить особое внимание – передавать в комплексы: SCAD Office, ЛИРА, Autodesk Robot Structural Analysis, SOFISTIK и другие.
Личный опыт
С проблемами, которые возникают у конструктора при проектировании, знаком по личному опыту, так как свою проектную деятельность начинал в небольшом конструкторском бюро. Как и во многих проектных организациях, специалисты нашего бюро работали в AutoCAD, а для расчетов использовали комплекс SCAD. Моей основной обязанностью было создание рабочей документации на основании исходных данных по армированию и архитектурных чертежей, в основном, по разделам КЖ, иногда и КМ.
В ходе проектирования приходилось сталкиваться с множеством проблем, связанных с постоянным изменением архитектурных решений, нередко приводящих к изменению всего комплекта рабочих чертежей и недостатком исходных данных. Также очень часто не хватало наглядности принятого решения, что в результате приводило к отрицательным последствиям, когда, например, на стройке балка попадает в проем и т.п. Несогласованность проектной документации становилось ещё одной серьёзной проблемой. Проектировщикам хорошо знакома ситуация, когда на плане представлено одно, на разрезе – совершенно другое. Помимо прочего, вспоминаются сложности, связанные с необходимостью отдельного создания расчетной схемы, которую также приходится дорабатывать, иногда и полностью перестраивать в соответствии с изменениями. На разрешение всех этих проблем тратится огромное количество времени и сил, что в конечном итоге крайне негативно сказывается как на сроках проектирования, так и на стоимости.
Проработав в этом бюро несколько лет, мы с коллегой-расчетчиком перешли в организацию, которая занимается продвижением программного обеспечения. Здесь мне и представилась возможность познакомиться с Revit, и с того момента на протяжении уже трех лет использую его в своей проектной деятельности.
Когда я впервые открыл Revit Structure, то, конечно, не мог не заметить тех недоработок, которые в то время ещё присутствовали в программе (например, были сложности с адаптацией). Однако это не помешало мне обратить внимание на ряд функций, которые помогли решить многие проблемы проектирования. И для того, чтобы оценить возможности продукта, был поставлен эксперимент. Я выполнил несложную модель 5-ти этажного жилого здания, а параллельно со мной соседнюю секцию этого же объекта создавал опытный расчетчик в SCAD. В итоге проектирования и передачи на расчет нам сразу стали очевидны преимущества Revit Structure как препроцессора. В результате эксперимента расчетчик выполнял схему в течение двух дней, в то время как мне удалось выполнить такой же объем работы всего за 3,5 часа. Более того, с модели Revit мы автоматически получили все опалубочные чертежи.
Завершая начатую мысль, отмечу, что за три года мы в паре с расчетчиком выполнили около десятка проектов, заказчики которых всегда остаются довольны скоростью и качеством выдаваемой документации. Об одном из наиболее интересных проектов я расскажу несколько позже. Сейчас мне бы хотелось обратиться к отдельным проблемам проектирования и тем способам решения, которые мне удалось найти.
Проблемы и способы их решения
Чаще всего, конструктор начинает новый проект не «с чистого листа», а использует исходные данные архитектуры. В моей практике почти всегда исходные данные представлены в виде плоских чертежей в формате DWG. К одним из значительных преимуществ Revit относится возможность в качестве внешних ссылок подгружать любые чертежи AutoCAD с учетом веса, типа линий и разнесения графики по слоям. Также программа позволяет получать информацию о любом слое вставленного чертежа, отключать слои, изменять типы линий, цвет и вес прямо непосредственно в ней самой, тем самым можно оставить на виде только те слои, на которых располагаются несущие конструкции. Создание таких подложек позволит быстро поднять 3D модель, используя привязки к линиям чертежа архитектора. Приведу пример. В чертеже для слоя с несущими колоннами я выбрал вес линии и цвет, что позволяет мне видеть, где необходимо поставить колонну, и в случае изменения архитектуры достаточно будет обновить внешнюю ссылку.
В ходе проектирования очень часто не хватает наглядности конструктивных решений, ввиду чего трехмерное представление приходится воображать, выстраивая его лишь «в голове», что приводит к риску возникновения ошибок. В Autodesk Revit Structure моделирование удобно выполнять на плоскости: на определенной высотной отметке, фасаде, разрезе, однако всегда остаётся возможность переключиться на трехмерное отображение модели для оценки правильности выбранного решения.
Создание расчетной схемы отнимает значительную часть времени. Имея модель Revit, расчетная схема выдаётся автоматически, говоря проще, то, что нарисовал, то и считаю. Передача модели в расчетный комплекс занимает определенное время в зависимости от сложности схемы и от расчетного комплекса, в котором будет проводиться сам расчет, и на этом этапе расчетная схема нередко требует доработки. Например, использование расчетного комплекса SCAD требует доработки схемы в следующем: необходимо задать загружения, группы загружений, грунты, однако, подчеркну, что, в любом случае, экономия времени колоссальна. Если же рассматривать для расчета продукт Robot Structural Analysis, то доработка сводится к минимуму: передается вся модель с жесткостями, нагрузками и их комбинациями, а также граничные условия. Robot имеет двухстороннюю связь с Revit, то есть изменения в расчетной схеме Robot можно автоматически получить в Revit, а следовательно, и вся документация, полученная с модели также изменится.
В своей практике чаще всего для расчетов использую SCAD, и сделав несколько проектов вывел несколько правил для того, чтобы минимизировать затраты времени на доработку модели. В итоге, на расчетную схему 16-этажного жилого здания с учетом передачи в SCAD уходит 5-10 часов, в том случае, если архитектура представлена в чертежах в формате DWG. При взаимодействии Revit с расчетными комплексами процесс передачи осуществляются через специальные дополнительные программы, которые встраиваются в Revit, для SCAD же всегда есть возможность скачать на официальном сайте последнюю версию программы интеграции с Revit.
В последнее время, архитектурные решения становятся все более смелыми, часто в проектах встречаются криволинейные поверхности, сложные формы зданий. Для любого проекта требуется конструкторское обоснование. Расчетную схему таких сложных конструкций обычно упрощают ввиду ограничения возможностей моделирования расчетных программ. В Revit реализованы возможности моделирования форм любой сложности, при этом их создание и редактирование выполняется достаточно просто. Таким образом, программа позволяет создавать криволинейное перекрытие в виде лепестка, спиральный пандус или спроектировать сложный криволинейный фасад здания. Названные формы, к сожалению, на данный момент не передаются при помощи функции стандартной передачи, однако мне удалось найти способ передачи их на расчет. В случае со SCAD передача сложной формы осуществляется через формат DXF, после чего эта форма объединяется с общей моделью. Следовательно, моделирование реальной работы как самого криволинейного элемента, так и работы всей конструкции в целом становится вполне осуществимым.
3D модель пандуса в Autodesk Revit Structure Расчетная схема пандуса в SCAD Office
3D моделирование это перспективно, но для конструктора важен конечный результат, коим являются рабочие чертежи, оформленные по ГОСТ. Разработчики Revit активно стремятся расширить возможности продукта в плане армирования, моделирования стальных конструкций, однако выполнение деталировочных чертежей разделов КЖ, КМ, КМД на данный момент не рационально, так как проектировщику приходится самостоятельно “руками” дорабатывать полученные с модели чертежи. Для деталировки наиболее эффективным будет использование продукта AutoCAD Structural Detailing (далее – ASD), который входит в комплект AutoCAD Revit Structure Suite. Revit удобно и быстро позволяет получать четкие плоские чертежи опалубок, схемы расположения конструкций, спецификации объемов материалов, которые без труда экспортируются в AutoCAD или AutoCAD Structural Detailing, при этом любое изменение в модели отразится на всех связанных с ней чертежах. Опалубки, схемы расположения можно передать в ASD, состоящий из трех модулей, я использую два – это модуль сталь, он трехмерный и имеет с Revit двухстороннюю связь и железобетон – двухмерный. Работа в программе ASD осуществляется при помощи “интеллектуальных” объектов. Например, арматура содержит информацию о диаметре, марке стали, массе погонного метра арматуры. Здесь есть стандартные шаблоны по нашим нормам, возможность проектировать по СНиП. Так, например, программа автоматически считает необходимый перепуск для арматуры, диаметр изгиба, автоматически подсчитывает спецификации и многое другое. ASD обладает возможностями привычного всем проектировщикам AutoCAD, поэтому всегда можно использовать наработанную годами в AutoCAD базу различных типовых узлов, решений, и постепенно освоить специализированные возможности.
Пример проекта
Расскажу об одном из последних проектов, над которым мы работали – это проект гостиницы. Проект интересен сложностью своей архитектуры. Перед нами были поставлены задачи: выполнить 4 стадии расчета, учесть работу спирального пандуса на 5 этажей, уложиться в срок: на выполнение каждой стадии расчета было отведено 14 дней. Исходные данные были представлены в виде рабочих чертежей в формате DWG. Саму модель мне удалось спроектировать за три дня. В ходе работы над проектом постоянно приходили новые изменения архитектуры, однако мне удавалось быстро решать задачу при помощи обновления внешних ссылок на плоские чертежи архитектуры. Также в ходе моделирования были найдены не согласованные участки проекта в исходных данных: смещения диафрагм, колонн по этажам, отверстия и др. Для расчета был использован комплекс SCAD.
Используя Revit совместно со SCAD, необходимо знать об определенных правилах, так как незнание правил приведет к тому, что передача может не состояться или модель передаться, но возникнет множество недочетов, что приведёт к необходимости создания модели вновь. Например: нельзя поворачивать колонны стандартными функциями. Для этого необходимо использовать специальный редактор, в противном случае местные оси передадутся некорректно; необходимо моделировать и сразу контролировать положение расчетной модели, иначе в дальнейшем поиск ошибки займет много времени; также для сложных моделей необходима поэтажная передача для контроля расчетной схемы и др. Ещё раз отмечу, что соблюдение правил позволяет создавать четкие расчетные модели и исключать ошибки в SCAD. В работе над проектом на расчете мы также учли реальную работу пандуса, являющегося серьезным элементом жесткости.
Подводя итог проектирования, хотелось бы отметить, что мы не только уложились в заданные сроки, но еще и опередили их в 2 раза, то есть, например, одну стадию – предварительный расчет мы выполнили всего за 6 дней. Так же нам удалось определить несогласованные участки проекта, получить все необходимые плоские чертежи для дальнейшей деталировки.
Заключение
Напоследок дам простой совет всем проектировщикам – не бойтесь использовать современные средства проектирования, которые открывают для нас с вами ряд возможностей и преимуществ, при этом сокращая сроки создания проекта! Исходя из своего опыта, также хочу сказать, что, конечно, только начав работать, не стоит сразу ждать немыслимых результатов, но нужно к ним стремиться. Мне самому понадобилось 3 года для того, чтобы научиться работать эффективно и, безусловно, это не предел: в каждом проекте сталкиваюсь с задачами, которые требуют нового решения и нестандартного подхода, но после выполнения очередного проекта я вновь и вновь нахожу для себя что-то новое и интересное!
