CC BY
32Крупнопанельное домостроение
------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Научно-технический и производственный журнал
УДК69.056.53
В. ШКАТОВ, дипл. инженер, Allbau Software GmbH (Германия); Г. ВИЛЬДЕРМУТ, дипл. инженер, Nemetschek Engineering GmbH (Австрия)
Новый модуль Allplan Precast для конструирования многослойных панелей
Новый модуль Allplan Precast для конструирования многослойных панелей с теплоизоляцией является новаторской разработкой, значительно сокращающей стоимость и трудоемкость проектирования, в том числе сложных панелей с теплоизоляцией. Показано, что параметризованный ввод, шаблоны стыков, различные толщины панели, теплоизоляция, функции размещения арматуры и закладных деталей объединяют множество этапов процесса проектирования и таким образом улучшают качество. Новая программа сберегает время в повседневной деятельности конструктора. Кроме того, она обладает гибкостью и открытостью - необходимыми качествами для решения сложных задач.
Ключевые слова: многослойная панель, программное обеспечение, 3D-проектирование, автоматическое формирование рабочих чертежей.
Разработка специализированных программ для проектирования стеновых панелей с широким набором функций потребовала значительного количества времени. Проектная задача становится сложнее при наличии наклонных стен, тепловой изоляции, торцевой облицовки или панелей с участками разной толщины. Пользователи желают получать согласованные друг с другом высококачественные планы, чертежи и спецификации материалов, что удлиняет сроки проектирования.
Благодаря применению специализированных компьютерных систем современные производства изделий из сборного железобетона ориентированы не на какую-то более новую серию или новый альбом более совершенных изделий, а на реализацию индивидуальной архитектуры из индивидуальных сборных элементов. При этом не возможности завода диктуют форму здания, а наоборот, завод производит комплект изделий индивидуальной формы под архитектурный проект клиента. Для этого завод не только должен производить изделия любой конфигурации, но и проектирование нестандартных изделий должно безошибочно успевать за роботизированным производством. Тогда завод сможет выйти на новую для него нишу проектов индивидуальной архитектуры, в которую ранее попадали только фирмы, работающие с большей долей ручного труда на стройплощадке.
В последние годы широкое распространение получили панели со встроенным уже на заводе утеплителем, как полностью готовые, так и с доливкой монолитного бетона на объекте - самонесущие, навесные и т. д. Это существенно более сложные изделия, чем ранее применявшиеся. Их проектирование требует существенно больших затрат времени либо применения специализированных программных систем, таких как Allplan Precast от фирмы Nemetschek Engineering, недавно получившей новый специализированный модуль «Термостена».
С тех пор как стал очевиден потенциал и быстрый прогресс технологии утепления панелей на производстве, компания Nemetschek Engineering начала фундаментальную модернизацию модуля панелей Allplan Precast. Специализированный модуль автоматизированного проектирования
многослойных панелей с теплоизолирующей сердцевиной был представлен пользователям недавно.
Сложность панелей с теплоизолирующей сердцевиной сразу бросается в глаза при знакомстве с рабочим чертежом или 3D-моделью мансарды (рис. 1). В таком случае опытный конструктор должен принять правильные конструктивные решения. С другой стороны, программа должна обеспечить их легкое воплощение (рис. 2).
От замысла архитектора к модели конструкции. Проект, созданный архитектором, воплощает требования клиента. На его основе максимально простым способом создаются чертежи или модель из сборного железобетона. На этот счет существует мнение, что упростить задачу может использование современных форматов для импорта объемной модели здания, созданной архитектором и отвечающей всем требованиям, например IFC (Industry Foundation Classes).
Термин IFC обозначает открытый стандарт передачи цифровой информации о модели здания. Очень часто также применяется аббревиатура BIM (Building Information Modeling - информационная модель здания). Этот тип представления включает логическую структуру здания, например окно - проем - этаж - здание, связанную атрибутивную информацию и произвольную геометрию. Например, интерфейс IFC применяют для передачи сложной 3D-геометрии из одной программы в другую. Разумеется, если архитектурная модель создается в Allplan Архитектура, необходимость передачи модели вообще отпадает.
Контроль модели и изделий, в том числе и заказчиком и экспертом. PDF становится все более популярным форматом обмена информацией. Его популярность связана с тем, что на любом компьютере есть программа просмотра файлов PDF и каждый человек умеет ею пользоваться. Без каких-либо проблем Allplan обеспечивает импорт, определяет структуру и экспортирует файлы формата PDF. Кроме того, Allplan с помощью «родной» технологии компании Adobe сохраняет 3D-модель в формате PDF таким образом, что любой пользователь, не имеющий отношения к проек-
20
62011
Научно-технический и производственный журнал
Крупнопанельное домостроение
SCHNITT A-A
M 1:20
SCHNITT B-B
SCHNITT C-C
FÜGE HORIZONTAL: BSI550/MEE FUGE VEfiFKAL 1 cm BE FONDEE EG N6' 2.G im 2 SEHfiKGSFOFZEN / ELEMENT OEFONIERGESEHWINDIGFEIT im. 0Л5 ш / h Geometrie ion DXF-Dutei ubernommEn
I - FIATUPMASZE NEHMEN
KATZENBERGER
VERLEGEPLAN - DOPPELWAND
M 1:20
M 1:20
Рис. 1. Позиционный план для многослойных панелей (Casa Cascada. Katzenberger, Vienna)
тированию в CAD-системе, способен ее увидеть. Легко выполняется измерение объектов, добавление замечаний, определение положения сечений и даже перемещение через модель. Значительно облегчается выпуск версий конструкции благодаря наглядности 3D-модели, передаваемой для согласования заказчику либо эксперту согласующей инстанции дополнительно к чертежам.
Новая технология разделения на элементы. В простых конструкциях процесс разделения на элементы является стандартной процедурой. Преимущественно прямо-
угольные планы этажей с одинаковыми высотами давно не являются проблемой для автоматизированного проектирования с помощью компьютерных программ благодаря заложенной связи между стандартами и каталогами. Однако современные технические требования, например наличие непрямых углов, горизонтальных стыков, различных высот и толщин или проемов с четвертями, значительно усложняют конструкцию.
Именно поэтому повысилось значение автоматизации проектных процедур. Сечения, сохраненные в каталоге, прямо прикладываются к вертикальным и горизонтальным сты-
Рис. 2. Жилой дом из многослойных панелей: а — мансарда; б — выносные узлы сечения панелей Рис. 3. Пример разделения конструкции на элементы
Крупнопанельное домостроение
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
Рис. 4. Проектирование с помощью новых 3D-функций
кам. Различие высот или длин не является проблемой, поскольку стык автоматически расширяется на всю контактную область. Поскольку сечения стыков являются обычными 3D-объектами, их можно свободно редактировать.
Другое преимущество в том, что программа не только правильно считает объемы, но также связана с правилами формирования счетов. Таким образом, реализуется даже скошенный стык или разделение наклонных стен на элементы (рис. 3).
3й-проектирование. Преимущества 3D-моделирования уже хорошо известны. Недостатком по сравнению с 2D-проектированием все еще считается несколько более высокая стоимость и затраты труда. Взглянув, однако, на сложные элементы конструкций, наблюдатель придет к выводу, что все они не могут быть быстро отрисованы в 2D (рис. 4), особенно при условии постоянного внесения изменений.
Для исключения ошибок в процессе изготовления изделий из сборного железобетона потребуется создание различных видов выносных узлов. Надо иметь в виду, что в случае 2D-технологии их непротиворечивость и согласованность достигается большими усилиями, особенно если приходится выполнять изменение конструкции.
3D-моделирование обеспечивает вывод непротиворечивых рабочих чертежей. При необходимости 3D-модель используется для проектирования опалубки и лазерных систем, а также для расчета объемов изделий, которые в противном случае пришлось бы считать отдельно.
Новые функции 3D-моделирования, адаптированные к строительному проектированию, чрезвычайно ускоряют работу. В зависимости от конкретной ситуации отдельные слои панели могут быть укорочены сверху, снизу и с боков. Всего несколько параметров определяют ленточные зоны сплошного сечения по всем краям панели. Настройки, принятые по умолчанию, автоматически гарантируют приемлемость проектного решения, например в случае использования сложных шаблонов четвертей.
Естественно, конструкция соединения панелей определяется автоматически на основе принятых в отрасли стандартных вариантов, в том числе учитывающих наличие слоя теплоизоляции. Этот принцип применим как для конструкции панелей с тремя слоями безвоздушного зазора (традиционная сэндвич-панель), так и для панелей с четырьмя слоями, включающих воздушный зазор (сердцевина из бетона, доливаемая на объекте по принципу несъемной железобетонной опалубки, только с внутренним утеплителем).
Армирование и закладные детали. Программа включает средства для автоматического стандартного армирования многослойных стен. Любая особая дополнительная арматура может быть быстро добавлена с помощью параметризованного макроса. Включение в конструкцию панели арматуры, обычно применяемой для колонн или балок, спе-
циальное армирование для сейсмоопасных районов - вот только некоторые из возможных специальных вариантов армирования (рис. 5).
Армирование воздушного промежутка при формировании арматурного каркаса может также выполняться автоматически.
Металлические каркасы размещаются автоматизирован-но с учетом размещенной теплоизоляции. В свою очередь, анкеры теплоизоляции могут размещаться автоматически.
Данное программное обеспечение было создано на основе передового опыта и стандартов. Вот почему алгоритм размещения обеспечивает качество, надежность и безопасность изделий. Безусловно, закладные детали могут опционально вводиться для всех слоев.
Aвтоматизированное формирование рабочих чертежей. Технология автоматизированного формирования чертежей на основе модели является уникальной.
Сначала определяется общеприменимая компоновка чертежа, зависящая от типа изделия. На этом шаге определяется внешний вид и визуальная структура чертежа. Данная подготовительная стадия гарантирует автоматическое создание чертежей простых изделий.
Для более сложных изделий формируется предварительная схема с учетом стандарта конкретного предприятия, уточняемая на стадии проектирования. На этой стадии у пользователя есть возможность принять во внимание особенности конкретного проекта и отдельно определить геометрию, армирование и закладные детали (рис. 6).
Проектирование более сложных изделий из сборного железобетона обычно требует внесения изменений. Чертежи, созданные автоматизированным способом, далее редактируются интерактивно, причем любые дополнения вносятся из исправляемых чертежей в модель. Это гарантирует, что чертеж и модель после внесения изменений по-прежнему будут представлять одно непротиворечивое целое (рис. 6).
Рис. 5. Параметризованное размещение дополнительной арматуры. Автоматизированное размещение каркасов и анкеров теплоизоляции
22
6'2011
ЖИЛИЩНОЕ
Научно-технический и производственный журнал
Л
Крупнопанельное домостроение
IIIIII II III
NEMETSCHEK
Engineering
Рис. 6. Применение адаптируемых схем в качестве основы для автоматического формирования рабочих чертежей
Исчерпывающий анализ. В конце процесса проектирования получается законченная модель изделия. Ее можно проанализировать с помощью многочисленных критериев. Поддерживаются все стандартные интерфейсы и спецификации. В новую разработку введены также интерфейсы IFC и 3D PDF. Таким образом, в недалеком будущем технология 3D будет играть ключевую роль в производстве.
В заключение необходимо отметить, что современное программное обеспечение должно решать следующие задачи:
- выдавать информацию, необходимую для производства изделий;
- включать систему управления материальными ресурсами;
- формировать счета на оплату в соответствии с правилами;
- формировать ясный и четкий план производства;
- обеспечивать распознавание элемента в модели.
Причем большинство этих функций выполняется одним щелчком мыши. Allplan Precast поставляется на русском языке. Программный продукт согласован с местными нормативными документами (СНиП и ГОСТ) и имеет интерфейс к 16 сметным системам СНГ и распространенным системам расчета конструкций SCAD и ЛИРА. При этом арматуру в плитах перекрытия можно выбирать по результатам расчета конструкций в соответствии со строительными нормами СНГ. Конструктивные требования СНиП 1984 и 2003 Allplan Precast выполняет автоматически. Локализацию и поддержку выполняют офисы Allbau Software - генерального партнера Nemetschek Engineering в СНГ.
Allplan Precast
Программное решение для заводов сборных конструкций
От архитектурного плана или даже идеи - к комплекту индивидуальных изделий с автоматическим получением рабочих чертежей
Включая подготовку производства, управление машинами, логистику и учет
При необходимости проектирование всех разделов, одновременно, на русском языке, по СНиПам и ГОСТам
Думать в новых измерениях
Nemetschek Engineering GmbH
www.nemetschek-engineering.com
Генеральный партнер в СНГ: Allbau Software GmbH
Список офисов и партнеров в СНГ:
www.allbau-software.de
Берлин / Алматы / Киев / Минск / Москва
