CC BY
31
М Инженерный вестник Дона, №6 (2022) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n6y2022/7735
Строительный контроль с использованием облака точек и информационной модели здания
С.Б. Могучее Московский государственный строительный университет
Аннотация: В статье рассматривается методика проведения строительного контроля с использованием информационной модели строительных конструкций и облака точек, полученного с применением технологии наземного лазерного сканирования. Предложенная методика позволяет повысить эффективность выявления геометрических отклонений в ходе контроля за строительством промышленных, гражданских и инфраструктурных объектов.
Ключевые слова: цифровые технологии, В1М-модель, информационная модель, облако точек, наземное лазерное сканирование, контроль за строительством.
Рассматривается практический опыт применения методики строительного контроля с использованием информационной модели здания и облака точек в реализации проекта производственно-складского комплекса площадью 11 тыс. м2.
В проекте здания использовались следующие виды строительных конструкций:
• монолитный железобетонный каркас;
• металлические конструкции покрытия и внутренних площадок;
• сборные железобетонные цокольные панели.
Для подготовки проектной и рабочей документации была разработана детальная информационная модель строительных конструкций здания (Рисунок 1) совместно с моделью котлована (Рисунок 2).
и
Рисунок 1. Информационная модель здания производственно-складского
комплекса
Рисунок 2. Вид модели монолитных железобетонных элементов каркаса здания с посадкой на модель котлована
Трехмерная модель котлована позволила визуализировать посадку здания на основание и исключить ошибки в определении высотных отметок подошв фундаментов здания из-за уклона поверхности земли [1-3]. Контроль высотных отметок представлен на рисунке 3.
М Инженерный вестник Дона, №6 (2022) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n6y2022/7735
Рис. 3. Визуальный контроль высотных отметок в проекте фундаментов при
посадке здания на основание Для решения задач авторского надзора за ходом строительства, а также контроля отклонений и выполнения строительного контроля на площадке строительства применялась технология наземного лазерного сканирования [4]. На рисунке 4 представлены облака точек по результатам съёмки строительной площадки на этапе возведения фундаментов.
Рис. 4. Облака точек на этапе возведения фундаментов Для эффективной работы с данными лазерного сканирования, облако отчищается и классифицируется. На рисунке 5 представлено очищенное и классифицированное облако точек по котловану и фундаментам. Слои облака различных классов представлены соответствующими цветами.
Рис. 5. Классифицированное облако точек фундамента и котлована Представленная классификация позволяет фильтровать слои облака точек и представлять к визуализации только необходимые
Функция анализа отклонений между моделью и облаком точек в программном обеспечении Tekla Structures позволяет проанализировать, насколько фактическая геометрия элементов возводимого здания, включая геометрию котлована и положение элементов отлитых железобетонных конструкций, соответствуют твердотельной геометрии проектной информационной модели [5-7].
Данный анализ позволяет решать задачу по контролю земляных работ в камеральных условиях. Визуализация данных по допускам и отклонениям между моделью котлована и облаком точек представлена на рисунке 6.
Рис. 6. Контроль земленных работ
и
Цветовая карта показывает предельные отклонения расстояния точек облака от выбранного объекта.
Рис. 7. Контроль отклонений отдельно стоящего фундамента Настройки визуализации Tekla Structures позволяют представить допуски по выбранным элементам, в соответствии с Таблицей 5.12 СП70.133330. Несущие и ограждающие конструкции (Рисунок 8).
Рис. 8. Настройки визуализации в Tekla Structures
Й Инженерный вестник Дона, №6 (2022) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n6y2022/7735
Таблица 5.12
Параметр
1 Отклонение пиний плоскостей пересечения от вертикали или проектного наклона на всю высоту конструкций ДЛЯ' фундаментов
стен и колонн, поддерживающих монолитные покрытия и перекрытия стен и колонн, поддерживающих сборные балочные конструкции стен зданий и сооружений возводимых в скользящей опалубк&. при отсутствии промежуточных перекрытий стен зданий и сооружений возводимых в скользящей опалубке, при наличии промежуточных перекрытий
Предельные отклонения мм
20 15
10
1/500 высоты сооружения, но не 5опее ЮО 1/1000 высоты сооружения, но не более 50
Контроль (метод, объем, вид регистрации)
Измерительный, каждый конструктивный элемент, журнал работ
Рис. 10. Таблица 5.12 СП 70.133330. Несущие и ограждающие конструкции. Наиболее высокий риск отклонения фактически отлитых элементов от
проектной модели возникает у элементов колонн. На рисунке 8 представлен анализ отклонений по колоннам производственного корпуса. В одной из колонн были обнаружены отклонения более 50 мм по вертикали, по причине
Рис. 9. Анализ отклонений по колоннам производственного корпуса. Предложенный метод строительного контроля позволяет значительно повысить точность и скорость регистрации отклонений; в камеральных
условиях производить контроль по каждому конструктивному элементу и перенести ведение журнала работ по строительному контролю в информационную модель объекта.
Рабочие процессы на основе информационной модели позволяют свести к минимуму непредвиденные расходы и потери при строительстве, повысить эффективность проектирования, а использование облака точек позволяет повысить эффективность контроля за качеством производства строительно-монтажных работ и объединить информацию со строительной площадки и проектную модель в среде общих данных.
Литература
1. Талапов В.В. BIM и эксплуатация: не надо путать информационную модель с вечной иглой для примуса. URL:isicad.ru/ru/articles.php? article_num=20900
2. Талапов В.В. Университет Минстроя НИИСФ РААСН, доклад BIM 065. BIM на этапах жизненного цикла объекта, связанных с его эксплуатацией. URL: youtu.be/1PZDPUO-p3I
3. Беляев А.В., Антипов С.С. Жизненный цикл объектов строительства при информационном моделировании зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2019. № 1. С. 65-72.
4. Катрич А.Е. Получение и обработка данных наземного лазерного сканирования // Современные исследования основных направлений гуманитарных и естественных наук: сб. науч. тр. междунар. науч.-теор. конф. Казанский кооперативный институт (филиал) АНО ОВО ЦС РФ «Российский университет кооперации», 2017. С. 120-121.
5. Талапов В.В. Технология BIM и эксплуатация зданий. URL:isicad.ru/ru/articles.php?article_num=17409
6. Манин П.А. Университет Минстроя НИИСФ РААСН, доклад BIM 140 Искусственный интеллект (AI) для решения задач строительной индустрии. URL:youtu.be/C7dBPvcebqE
7. Александрова О.А. Университет Минстроя НИИСФ РААСН, доклад BIM 068. Моделирование реальности - как 1 этап создания цифрового двойника объекта. URL: youtu.be/WZPWD8vv5Lc
8. Хайруллин М.Ф. Анализ современных методов создания эксплуатационной BIM-модели здания // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: сборник статей 77-ой всероссийской научно-технической конференции. Самара: СГТУ, 2020. С. 555-562.
9. Фураев Д. Опыт внедрения Tekla Structures в ЗАО «ПМП» с применением технологии лазерного сканирования // САПР и графика. 2017. № 3(245). С. 30-34.
10. Лапыгин А.А. Университет Минстроя НИИСФ РААСН, доклад BIM 135. ТЗ на лазерное сканирование - что учесть для оптимального результата. URL: youtu.be/TeSDQ1l2odk
References
1. Talapov V.V. BIM i ekspluataciya_ ne nado putat informacionnuyu model s vechnoi igloi dlya primusa. [BIM and operation: do not confuse the information model with the eternal primus needle]. URL: isicad.ru/ru/articles.phparticle_num=20900
2. Talapov V.V. Universitet Minstroya NIISF RAASN_ doklad BIM 065. BIM na etapah jiznennogo cikla obekta_ svyazannih s ego ekspluataciei. [University of the Ministry of Construction, NIISF RAASN, report BIM 065. BIM at the stages of the life cycle of the object associated with its operation]. URL: youtu.be/1PZDPUO_p3I
3. Belyaev A.V. Antipov S.S. Promishlennoe i grajdanskoe stroitelstvo. 2019. № 1. pp. 65-72.
4. Katrich A.E. Poluchenie i obrabotka dannyh nazemnogo lazernogo skanirovaniya. Sovremennye issledovaniya osnovnyh napravlenij gumanitarnyh i estestvennyh nauk: sb. nauch. tr. mezhdunar. nauch.-teor. konf. Kazanskij kooperativnyj institut (filial) ANO OVO CS RF «Rossijskij universitet kooperacii». [Acquisition and processing of ground-based laser scanning data. Modern research of the main directions of the humanities and natural sciences: collection of scientific tr. international scientific-theoretical conf. Kazan Cooperative Institute (branch) of ANO OVO of the Central Committee of the Russian Federation "Russian University of Cooperation"]. 2017. pp. 120-121.
5. Talapov V.V. Tehnologiya BIM i ekspluataciya zdanii. [BIM technology and building management]. URL: isicad.ru/ru/articles.phparticle_num=17409
6. Manin P.A. Universitet Minstroya NIISF RAASN, doklad BIM 140 Iskusstvennyj intellekt (AI) dlya resheniya zadach stroitel'noj industrii. [University of the Ministry of Construction NIISF RAASN, report BIM 140 Artificial intelligence (AI) for solving the problems of the construction industry]. URL: youtu.be/C7dBPvcebqE
7. Aleksandrova O.A. Universitet Minstroya NIISF RAASN_ doklad BIM 068. Modelirovanie realnosti - kak 1 etap sozdaniya cifrovogo dvoinika obekta. [University of the Ministry of Construction, NIISF RAASN, report BIM 068. Reality Modeling - as the 1st stage of creating a digital duplicate of the object]. URL: youtu.be/WZPWD8vv5Lc
8. Hairullin M.F. Tradicii i innovacii v stroitelstve i arhitekture_ sbornik statei 77_oi vserossiiskoi nauchno_tehnicheskoi konferencii. Samara. SGTU. 2020. pp. 555-562.
9. Furaev D. SAPR i grafika. 2017. № 3_245, pp. 30-34.
10. Lapigin A.A. Universitet Minstroya NIISF RAASN_ doklad BIM 135. TZ na lazernoe skanirovanie - chto uchest dlya optimalnogo rezultata. [University of the Ministry of Construction, NIISF RAASN, BIM 135 report. TOR for laser scanning - what to consider for optimal results]. URL: youtu.be/TeSDQ1l2odk
