Научно-технический прогресс в проектировании металлоконструкций

НТП - это непрерывный процесс внедрения новой техники и технологий, организации производства и труда на основе достижений научных знаний.

С ростом информационных технологий в отрасли автоматизированного проектирования понятие Cad системы приобретает новое значение и изменяется его информационное содержание. Все больше подходит новое определение, такое как:

Информационное моделирование зданий { BIM } ;

Информационная модель конструкции { SIM } ;

Жизненный цикл продукта, изделия { PLM } ;

4D моделирование

Эта концепция может быть описана как путь:

развития стратегии проектирования строительного объекта, конструирования и управления проектом;

обеспечения интегрированного управления графическими и информационными потоками данных,

объединения их в пределах одной программной среды;

объединения отдельных исполнителей в команды и децентрализованные инструменты в комплексные решения, обобщение индивидуальных задач в совместные процессы;

выполнять операции проектирования объекта качественнее, дешевле и быстрее

Современные системы автоматизированного проектирования основаны на методике Object-Modeling Technique { ОМT } – «От идеи до реального объекта». Расшифровывая эту методику, понятие автоматизированного проектирования включает полный диапазон действий:

разработка виртуальной формы или модель объекта;

описание всех физических свойств реального объекта;

определение граничных условий;

визуальный анализ ошибок моделирования и машинная проверка;

анализ полученных результатов;

окончательное принятие решения, поиск оптимального результата.

Одним из фундаментальных новшеств этой технологии является многопользовательское моделирование. Ранее автоматизированные системы проектирования адаптировались к работе одного пользователя на уровне файла данных и в результате изоляции этого файла от других пользователей.

Сетевая технология моделирования позволяет работать параллельно со всеми разделами проектирования на детальном уровне, покрывающем весь цикл проекта в масштабах группы.

Имея опыт работы инженером-конструктором около пяти лет в проектировании жилых объектов, промышленных зданий, зная работу проектировщиков не понаслышке, в этой небольшой статье хотел подвести итог своей работы в поиске лучшего варианта для проектировщика КМ с целью сокращения времени на проектирование и повышении его качества. Казалось бы невыполнимая задача, но современные технологии САПР способны творить чудеса.

Передо мной встал выбор наиболее оптимальной программы из несколько решений:

Strucad – один из ведущих программных комплексов детализации стальных конструкций в мире. Разработчик: ACE CAD Software Ltd. { Великобритания }

Tekla Structures – отличная возможность моделирования всего процесса проектирования от эскизного проекта до детализации и изготовления. Главное отличие от программных комплексов конкурентов состоит в возможности создания пользовательских параметрических соединений, используя инструменты программы, сведены до минимума способы получения пользователем нужных макросов средствами программирования и сторонних программ.Разработчик: TEKLA Oy. { Финляндия }

Bentley AutoPLANT Structural или Bentley ProSteel Возможна комплексная работа над проектом всех разделов проектирования. Разработчик: KIWI Software GmbH. { Германия }

Advance Steel – разработанная для профессиональных проектировщиков КМ-КМД, автоматизирует весь процесс проектирования { детализация, монтажные схемы, различные отчеты } Разработчик: Graitec

Целью была автоматизация процесса проектирования, создание модели для ее дальнейшего использования в получении чертежей и расчетной схемы, для проверки сечений в известных большинству программах конечно элементного анализа Scad Soft и Lira Soft.

После анализа существующих на рынке продуктов, остановился на Advance Steel, так как эта возможность была здесь реализована. Кроме того, программа работает в привычной и дружественной многим проектировщикам среде Autocad, где может быть использовано большинство стандартных функций { копирование, вставка, обрезка, растягивание } . Так же, большим плюсом здесь является наличие дополнительного модуля АС Металл, разработкой российского представительства Graitec, с базой наших профилей и спецификаций, оформленных по ГОСТ. Осталось воплотить идею в реальность, приобрести программу, чтобы ознакомиться с ней фактически. Такая возможность оказалась вполне осуществима, необходимо было только заполнить некоторые документы, заручиться подписью начальства и дирекции института, где работаю и отправить соответствующий запрос в представительство Graitec в России. Этот этап оказался очень оперативно пройден, благодаря профессионализму менеджеров Graitec мы получили временную лицензию на Advance Steel сроком один месяц, для оценки ее возможностей и пригодности в проектировании промышленных объектов.

Ну все, программа получена, установлена у меня на компьютере, осталось выполнить в ней какой-нибудь объект. На тот момент моей текущей работой был цех сыпучих { рис.1 } материалов в одном из городов Челябинской области, бункерная эстакада { рис.2 } для сыпучих в нем же. На этой бункерной эстакаде и было решено провести эксперимент внедрения.

Конечно теперь, по прошествии около двух лет после этого, я вспоминаю тот период с улыбкой. Ведь работать пусть и на знакомом программном обеспечении { Advance Steel интегрируется в Autocad } с наскоку было не самым правильным решением, нужно было для начала ознакомиться с учебной литературой по этой программе. Поэтому сразу хочется сказать о ее главном минусе – достаточно сложна для самостоятельного изучения. Пользователю необходимо иметь серьезную компьютерную грамотность или пройти специализированные курсы, устраиваемые разработчиками для знакомства с основными возможностями. Сразу же вспоминается роман классика, о конфликте отцов и детей, который, наверное, происходит всегда при появлении чего-то нового и неизученного. Поэтому повторю слова одного из основателей «3D движения» в России, теперь директора одной из крупных компаний, Юрия Садчикова: «Необходимо любыми способами сгладить его, иначе пожилые со своим богатым опытом уйдут, а молодые еще долго не будут знать, что же делать со своей новой технологией».

Вернемся к Advance Steel { AS } и бункерной эстакаде. В программе имеется уникальный набор инструментов с пластинами, который я, не покривив душой, могу назвать таким, ведь я знаком и с другими Cad системами, например, имею опыт работы в Tekla Structures. В Advance Steel есть целая панель для работы с ними, можно их создавать даже из полилинии, то есть объекта, созданного средствами Autocad. Так же имеется возможность их гиба в любом направлении и возможности обработки углов под сварку.

В программе присутствует обширный набор инструментов, который помогает конструктору и дает ему возможность щепетильно проработать практически любое соединение, любую деталь. Очень приятно видеть на экране плод своих расчетов и задумок, особенно когда на это требуется не так много времени. Наш отдел занимается промышленными объектами, и каждый проектировщик понимает, что чертежи в обычном двухмерном пространстве листа приходится подолгу проверять, причем не одним сотрудником, с многочисленными переделками и изменениями после, { хорошо еще, когда до выдачи проектной документации } . В Advance Steel имеется возможность избежать таких сложностей: есть специальная проверка на коллизии, которая сразу же подскажет все нестыковки и пересечения в модели.

Конечно, работа над чертежами является, наверное, самым важным звеном во всем процессе работы над объектом, так как это заключительная часть и именно то, ради чего и происходит вся работа от построения модели до окончательного результата, каким и являются плоские чертежи { Рис.3 } .

Не буду описывать, как происходит эта работа, все это можно прочесть в прилагаемой к программе документации, скажу только, что имеется профессионально подобранные разработчиком настройки, правильно управляя которыми, можно получить любую необходимую проекцию, узел и вид. Этих настроек достаточно, чтобы получить рабочую документацию разделов проектирования КМ-КМД и актуальный для этого случая файл ЧПУ с цифровым описанием модели, пригодным для большого количества марок станков.

Рабочий процесс проектирования металлических конструкций, используя данный инструмент, несравним с работой в двухмерном пространстве Autocad как по качеству выпускаемой продукции так и по срокам выполнения проекта. С непривычки даже возникает чувство ошеломления результатом работы и восхищения этой разработкой немецких ученых.

Сейчас с большим удовольствием и благодарностью открываю Advance Steel. Ведь эта программа так облегчает жизнь простого конструктора-проектировщика металлоконструкций.

Освобождается время от долгого сидения с калькулятором при подсчете спецификации металлопроката, одним движением руки на клавиатуре с легкостью создаются узлы по серии 2.440-2 вып.1 для соединений балочных клеток и примыкания ригелей к колоннам. Много легче стало проектировать каркасы промышленных зданий, различные теплотрассы и эстакады, бункера, площадки и лестницы по серии 1.450.3-7.91 { рис.4 } . Ведь теперь, для создания площадок { этой нудной для проектировщика мелочевки } , не нужно долго вымерять отметки, искать проходы, все видно как на стройплощадке с помощью AS! Теперь в проекте можно не «экономить» на узлах, ведь с модели можно получить любой узел, любой разрез, любую схему методом проецирования и вы будете получать от работы одно удовольствие.

Но отбросим эмоции и вернемся к голым фактам, точнее сделаем анализ программы, выделим ее плюсы и минусы.

Из плюсов хочется отметить:

Возможность ознакомиться с учебной { студенческой } версией программы.

Удобный и близкий практически каждому проектировщику интерфейс Autocad, то есть людям, привыкшим к Autocad, будет не так сложно менять привычную среду. В процентном соотношении работа в той и другой программе примерно 50/50.

Большое разнообразие инструментов для работы с профилями, возможность создания своей базы профилей.

Широкий набор параметрических узловых соединений, частично дополненный российским представительством Graitec, частично имеющихся и готовых к редактированию.

Уникальный выбор инструментов для работы с пластинами, в программных комплексах конкурентов такого разнообразия не нашел.

Многочисленный выбор настроек правил отображений видов получаемых чертежей, возможность конфигурации диспетчера стилей чертежей практически под любой результат { профиль - линия, профиль – точное отображение } .

Кроме визуальной проверки, возможность которой дает обзор конструкции в пространстве, существует проверка на коллизии- инструмента, анализирующего пересекающиеся объемы тел.

Упрощение работы конструктора, отсутствие необходимости представления пространственной модели конструкции в голове, частичное избавление от таких рутинных операций, как черчение, оформление чертежей, проставление размеров на чертеже, составление спецификации металлопроката.

Связь с расчетными программами Lira и Scad.

Из минусов:

Сложность в самостоятельном освоении из-за ее специфичности и недостатка на рынке специалистов, работающих в ней.

Сложность работы с тяжелыми, многодетальными конструкциями, характеризующаяся «зависанием» Autocad, низкой скоростью в работе программы.

Неудачная линия обрыва, полученная на чертежах узлов в местах обрыва во время их генерации.

Знаком с Advance Steel уже не один год. За это время было «набито» много шишек, выполнен не один объект промышленности. Хочется сказать, меня работа с помощью 3Д моделирования так увлекла, что мне стало интересно абсолютно все: и зазоры между укладываемыми листами тормозных конструкций каркаса, и расположение крепежных элементов ступеней лестниц, и расположение отверстий для слива воды в базах колонн, и правильная обрезка элементов уголков решетки колонн. Ведь раньше, видя только серые картинки чертежей типовых серий и изображая схемы со ссылками на узлы в них, сидя на стуле за своим столом в одном из кабинетов проектной организации, не ездя в командировки, не видя строительных конструкций и их узлов в реальную величину, я и представить не мог, как интересна моя работа! А Advance Steel помог мне в этом, дал мне возможность на рабочем месте творить строительный процесс, укладывать балки и ставить колонны избегая их неудачного, с монтажной точки зрения, положения, думать, как говорится, за строителей. Считаю, в проектировании это важно и нужно. То есть работать, используя этот инструмент, можно очень качественно и аккуратно. Как для себя. Так как видя конструкцию воочию, уже не схалтуришь, косой рез балки или неправильное отверстие для болта не спишешь на дальнейшую работу специалиста КМД. Еще лет 5 назад об этом можно было только мечтать, теперь же, с помощью 3D cad-систем это стало реальностью. Не буду говорить о материальных благах, которые сулит повышение качества и высокая конкурентоспособность выпускаемой продукции. Ведь как говорится: рыба ищет где глубже, а человек где лучше.

Список использованных источников

1. Integrated Steel Detailing Software Building { on } the SolidWorks 3D Platform. Present situation and future perspective. REAL Steel
2. «О жизни, о работе об Advance Steel» // Юрий Садчиков. CadMaster 5’2006