ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ BIM-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ РАСЧЁТНОЙ МОДЕЛИ ВОДНО-ОЗДОРОВИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА В Г. БИРОБИДЖАНЕ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 004.94

А. С. Васильев, С. В. Колесников, В. Ю. Чжоу

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ BIM-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ РАСЧЁТНОЙ МОДЕЛИ ВОДНО-ОЗДОРОВИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА В Г. БИРОБИДЖАНЕ

Цель данной работы заключается в исследовании применения BIM-технологий на основе программного комплекса «САПФИР» и переноса расчётной модели в ПК «ЛИРА-САПР». Выявлено, что такой перенос сопряжён с рядом трудностей. В рамках данного исследования было спроектировано одноэтажное здание водно-оздоровительного комплекса с учётом современных нормативных требований и документов. Здание по своему назначению относится к реакреационному и предназначено для занятий общей физической подготовкой и отдыха, в частности, плавания и пребывания в воде. Представленная работа посвящена вариантам проектирования модели чаши бассейна в ПК «САПФИР» с последующим переносом в ПК «ЛИРА-САПР».

Ключевые слова: BIM-технологий, 3D-модель, ПК «САПФИР», ПК «ЛИРА-САПР». DOI: 10.24412/2227-1384-2023-352-106-114

Одной из главных задач при строительстве и реконструкции зданий и сооружений является обеспечение безопасности и надёжности. Современные компьютерные технологии позволяют точно и грамотно создавать модели и производить расчёты зданий и сооружений. Применение программных комплексов сокращает время на проектирование и исключает ошибки, связанные с человеческим фактором. Актуальность работы заключается в изучении применения В1М-технологий в ПК «САПФИР» и возможностей ПК «ЛИРА-САПР» при проектировании зданий и сооружений. Это обусловлено возможностями данных программ, а именно:

Васильев Алексей Сергеевич — кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой технических дисциплин (Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, Биробиджан, Россия); e-mail: [email protected].

Колесников Сергей Викторович — студент (Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, Биробиджан, Россия);e-mail: [email protected].

Чжоу Валентина Юйляновна — студент (Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, Биробиджан, Россия);e-mail: [email protected].

© Васильев А. С., Колесников С. В., Чжоу В. Ю., 2023

106

- удобные и понятные инструменты графического построения и редактирования параметрических 3D-моделей, архитектурных конструкций, создающие условия для раскрытия потенциала проектировщика;

- грамотно созданная 3D-модель в среде ПК «САПФИР» автоматически формирует аналитическую модель, которая позволяет выполнить расчёт на прочность и возможность выполнения анализа напряжённо-деформированного состояния конструкций при помощи ПК «ЛИРА-САПР»;

- быстрое создание расчётной схемы здания или сооружения;

- параметризация и структурирование информационной модели позволяют контролировать любые, даже очень сложные проекты, вносить коррективы и изменения на любом из этапов проектирования и тут же производить прочностной расчёт, что помогает получить больше вариантов моделирования [1; 2; 3].

Для достижения цели исследования были выполнены следующие задачи:

1. Создание двух вариантов 3D-модели здания в ПК «САПФИР»;

2. Формирование аналитических моделей здания в ПК «САПФИР»;

3. Передача расчётных моделей здания из ПК «САПФИР» в ПК «ЛИРА-САПР».

4. Выполнение расчёта здания и анализ полученных результатов.

На этапе построения 3D-модели здания в ПК «САПФИР» последовательно выполнялись следующие действия:

- создание сетки осей и уровней (этажей) здания;

- моделирование несущих конструкций здания: фундамента, колонн, сейсмопояса, плиты перекрытия первого этажа и чаши бассейна;

- моделирование ферм крыши и сложного покрытия «тёплой» кровли;

- назначение материалов для каждой конструкции;

- сбор нагрузок на фундамент, плиты перекрытия и кровлю.

В результате была создана 30 модель одноэтажного здания с цокольным (техническим) этажом прямоугольной формы (рис. 1). В цокольном этаже будут располагаться системы водоподготовки и циркуляции воды бассейна, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также система отопления здания. На первом этаже — бассейн переливного типа, зона отдыха, раздевалки, душевые, хамам и санитарный узел.

Учитывая сейсмичность района, предусмотрены антисейсмические мероприятия по зданию: компактная конфигурация с массой, сосредоточенной практически в центре, устройство армированного железобетонного сейсмопояса на уровне перекрытия 1 этажа, который соединён с монолитными колоннами каркаса здания и фундаментной плитой (рис. 2). Перекрытие первого этажа — монолитная плита, которая является одним целым с чашей бассейна.

107

Рис. 2. Расчётная аналитическая модель (вариант 1): а) каркасная схема; б) схема с отображением материалов

В первом варианте модели здания чаша бассейна и перекрытие первого этажа проектировались отдельными элементами. Дно задавалось как наклонная поверхность, которая в дальнейшем переводилась в железобетонную пластину. Связи дна чаши бассейна в ПК «САПФИР» назначить не удалось.

Все жёсткости и материалы, назначенные в ПК «САПФИР», были автоматически переданы в ПК «ЛИРА-САПР» (рис. 3).

109

Рис. 3. Жёсткости и материалы: а) проекция XOZ; б) изометрическая проекция

После проведения расчёта в ПК «ЛИРА-САПР» отсутствие связей дна бассейна привело к перемещению данного элемента. Эту проблему можно решить назначением связей в узлах плиты дна бассейна, непосредственно в ПК «ЛИРА-САПР», что может занять несколько большее время и привести к ошибкам (рис. 4).

При моделировании второго варианта модели здания чаша бассейна и перекрытие первого этажа проектировались одним монолитом с жёсткими связями (рис. 5).

Для улучшения качества расчётной схемы в ПК «САПФИР» предусмотрено автоматическое создание абсолютно жёстких тел (АЖТ). При пересечении стержней с пластинами создаётся АЖТ на пластине по форме поперечного сечения стержня. При пересечении пластин с пластинами автоматически создаются АЖТ на пересекаемой пластине по толщине пересекающей пластины.

110

а)

б)

Рис. 4. Анализ первого варианта модели: а) изополя перемещений; б) усилия в стержнях

а)

б)

Рис. 5. Второй вариант модели: а) каркасная схема; б) аналитическая модель

111

При переносе модели из ПК «Сапфир» в ПК «ЛИРА-САПР» жёсткости перенеслись более корректно. Плита перекрытия и чаша бассейна спроектированы как абсолютное жёсткое тело, что в дальнейшем может повлиять на расчёты сейсмостойкости здания в целом (рис. 6).

а)

в)

Рис. 6. Анализ второго варианта модели: а) схема жёсткостей; б) изополя перемещений; в) эпюры усилий в стержнях

112

Вывод

Данное исследование показало, что конструктивные изменения элементов в 3D модели здания в ПК «САПФИР» имеют тесную корреляцию с расчётами в ПК «ЛИРА-САПР».

Возможности применения BIM-технологий в ПК «САПФИР» позволяют строить несколько вариантов информационно-цифровых моделей здания, а возможность интегрировать модели в ПК «ЛИРА-САПР» позволяют более оперативно производить расчёты конструкций, выявлять и устранять ошибки при моделировании. Данный способ передачи информации из одного программного комплекса в другой помогает сэкономить время конструктору при выполнении комплексного расчёта несущих конструкций любой сложности.

Список литературы

1. Программа ЛИРА-САПР, МОНОМАХ-САПР, ЭСПРИ, САПФИР. Представительство в России. Продажа, обучение, сопровождение, поддержка пользователей // Лира сервис: сайт. URL: http://www.rflira.ru

2. САПФИР-3D: учебное пособие / В. В. Бойченко, Д. В. Медведенко, О. И. Па-лиенко, А. А. Шут; под ред. А. С. Городецкого. Киев: LIRALAND, 2017. 130 с.

3. Страхов Д. Е. Конструирование и расчет пространственного железобетонного каркаса многоэтажного монолитного здания с плитным фундаментом на упругом основании с применением программных комплексов «САПФИР» и «ЛИРА-САПР»: учебно-методическое пособие. Казань: Изд-во КГАСУ, 2018. 99 с.

•Jc -Jc -Jc

Vasil'ev Alexey S., folesnikov Sergey V., Chzhou Valentina Yu. FEATURES OF THE USE OF BIM TECHNOLOGIES FOR THE PREPARATION OF A COMPUTATIONAL MODEL OF A WATER HEALTH COMPLEX IN BIROBIDZHAN

(Sholom-Aleichem Priamursky State University, Birobidzhan, Russia)

The purpose of this research is to study the application of BIM technologies based on the software package "SAPPHIRE" and the transfer of the calculation model to the PC "LIRA-SAPR". It is revealed that such a transfer is associated with a number of difficulties. Within the framework of this study, a one-story building of a water health complex was designed, taking into account modern regulatory requirements and documents. The building by its purpose belongs to the recreational, and is intended for general physical training and recreation, in particular swimming and staying in the water. The presented study is devoted to the design options of the pool bowl model in the PC "SAPPHIRE", with subsequent transfer to the PC "LIRA-SAPR".

Keywords: BIM technologies, 3D model, PC "SAPPHIRE", PC "LIRA-SAPR".

DOI: 10.24412/2227-1384-2023-352-106-114

References

1. Program LIRA-SAPR, MONOMAKH-SAPR, ESPRI, SAPPHIRE. Representative office in Russia. Sales, training, maintenance, user support [Programma LIRA-SAPR, MONOMAKH-SAPR, ESPRI, SAPFIR. Predstavi-tel'stvo v Rossii. Prodazha,

113

obucheniye, soprovozhdeniye, podderzhka pol'zovateley], Lira service, website. Availarle at: http://www.rflira.ru

2. Boychenko V. V., Medvedenko D. V., Palienko O. I., Shut A. A., Gorodetsky A. S. (ed.), SAPFIR-3D (SAPPHIRE-3D), textbook, Kyiv, LIRALAND Publ., 2017. 130 p.

3. Strakhov D. Ye. Konstruirovaniye i raschet prostranstvennogo zhelezobeton-nogo karkasa mnogoetazhnogo monolitnogo zdaniya s plitnym fundamentom na uprugom osnovanii s primeneniyem programmnykh kompleksov «SAP-FIR» i «LIRA-SAPR» (Design and calculation of the spatial reinforced concrete frame of a multi-story monolithic building with a slab foundation on an elastic foundation using the SAP-FIR and LIRA-SAPR software systems), educational and methodological manual, Kazan, Publishing house KGASU, 2018. 99 p.

•Jc -Jc -Jc

114