Актуальность и необходимость использования технологий информационного моделирования обуславливается как внешними факторами в виде технологического прогресса, так и внутренними для нашей страны факторами, такими, например, как Постановление Правительства № 331 [1], касающееся обязательного применения информационного моделирования при проектировании и строительстве объектов, возводимых по госзаказу, с 1 июля 2024 года.

В этой связи каждый проектировщик, желающий сохранить востребованность и конкурентоспособность (это касается и организаций), испытывает необходимость в сжатые сроки освоить современные российские решения для создания информационной модели. В статье рассматривается инструментарий и приводятся методы для эффективного проектирования деревянной кровли от создания основы до формирования документации по проекту.

Большую роль в освоении технологий информационного моделирования (ТИМ) сегодня играет самообразование. Специалист сам формирует свою конкурентоспособность, изучая материалы о тех или иных методах, подходах и возможностях российских программных продуктов для инженерного проектирования. При этом самые популярные разделы типа КЖ (конструкции железобетонные) и КМ (конструкции металлические), реализуемые в разных программных комплексах, охвачены различными учебными материалами в большой степени, а вот разработка раздела КД (конструкции деревянные) практически не представлена.

В связи с этим весной 2022 года инженер и преподаватель учебного центра «Нормасофт» (Москва) Артём Зверев впервые спроектировал деревянную кровлю с использованием ТИМ в программе nanoCAD BIM Конструкции в соответствии с СП 64.13  330.2017. По данному проекту прошел тематический вебинар [2], а позже вышла статья-аннотация [3].

В 2023 году Артём Зверев выполнил идентичный проект с помощью инструментов платформы Model Studio CS Строительные решения — BIM-программе, предназначенной для разработки архитектурно-строительной части. Результаты работы специалист представил [4] в мае на практической конференции «ТИМИ-2023. Технологии информационного моделирования и инжиниринга», организованной АО «СиСофт Девелопмент» совместно с генеральным партнером «Нанософт».

Далее мы приводим пошаговый алгоритм выполнения данного проекта с помощью инструментов платформы Model Studio CS Строительные решения.

1. Подготовка и начало работы

   Для работы приложения необходима платформа с 3D-модулем. Это может быть AutoCAD или nanoCAD. В целях импортозамещения программа, как правило, устанавливается на российскую платформу nanoCAD 22. Интерфейс готовой к использованию программы выглядит так:

   Рис. 1. Интерфейс программы Model Studio CS Строительные решения

   Перед началом проектирования необходимо принять верные конструктивные решения. В нашем примере за основу были взяты данные расчетных сечений, полученные в специализированных расчетных комплексах, таких как Лира 10 или SCAD, имеющие прямую интеграцию с Model Studio CS Строительные решения.

   Среда общих данных и сборка информационной модели реализованы по технологии CADLib Проект. Таким образом, в актуальном режиме у проектировщика была возможность выполнять свою часть проекта параллельно со смежными специалистами, разрабатывающими другие разделы, исключая возможные коллизии и ошибки.

   Работа начинается с загрузки координатных сеток из среды общих данных цифровой информационной модели (ЦИМ). Далее из CADLib загружается будущая основа (подложка) под деревянный каркас.

   Основные несущие конструкции стропильной системы проектируются с использованием базы готовых элементов типа «Брус», «Доска», «Бревно». В процессе моделирования элементов легко поменять необходимые сечения.

2. Построение основного каркаса

   Для построения основного каркаса необходимо подготовить его опорные части. В частности, выполнить модель мауэрлатов, которые раскладываются по периметру всего несущего каркаса крыши. Для быстрого моделирования однотипных элементов использовался инструмент Платформы nanoCAD Копирование через массив, что в разы ускоряет процесс проектирования.

   Добавление различных врубок и врезок в деревянные конструкции выполняется с помощью таких инструментов, как подрезка, разрез профиля и т.п.

3. Самостоятельное моделирование объекта

   Для моделирования элементов рамы, обрешетки и т.д. используются готовые элементы базы программы Model Studio CS Строительные решения. Если какого-либо элемента нет (например, составной стропильной ноги с вкладышами), то возникает необходимость самостоятельно смоделировать объект.

   Для начала создается простой составной профиль, состоящий из двух досок, при помощи инструмента Составной профиль во вкладке Редактор металлопроката.

   В данном случае во время следующего этапа работы проектировщик добавил вкладыши. Для этого создается один вкладыш с нужными размерами и добавляется как параметрический объект к нашему составному профилю. Получается единый объект, состоящий из трех элементов.

   Затем объект заполняется всеми необходимыми атрибутами, прописываются зависимости между параметрами отдельных элементов. Кроме того, в данном случае при помощи инструмента Редактировать оборудование выполнена параметризация объекта, что позволит использовать этот элемент для дальнейшего моделирования.

   Далее смоделированные элементы копируются при помощи инструментов Платформы nanoCAD (функция Массив). По аналогии выполняются и ветровые связи основного каркаса.

4. Параметрические узлы

   В данной работе отдельное внимание уделено индивидуальным соединениям конструкций — параметрическим узлам. Они представляют собой набор элементов, собранный в единый блок. Такой полноценный объект обладает конкретным назначением и функционалом.

   Создавая подобного рода параметрические узлы, всегда можно сохранить их в базе стандартных компонентов программы и применять для типовых конструкций других проектов.

   Узлы Model Studio CS полностью управляемы на уровне параметризации. Управляя значениями параметров узла, можно изменять форму и отображение отдельных элементов узла, добавляя соединительные элементы (накладки, болты, вкладыши и т.д.).

   Рис. 2. Пример параметрического узла

5. Формирование документации

   Использование технологии информационного моделирования в описываемом проекте не освобождает от необходимости предоставления документации. Для получения документов применяется обширный инструментарий Model Studio CS Строительные решения.

   Так, при помощи инструмента Вид по объекту или Определить вид можно получить видовые кубы, которыми выделяются все необходимые элементы для последующего отображения на чертеже.

   Рис. 3. Видовой куб на основе выбранных объектов

   Далее формируется схема кровли на листе с помощью инструмента Преднастроенная проекция.

   На основе заранее настроенных шаблонов можно сформировать различные типы проекций с возможностями их дальнейшего редактирования, обновления и автоматической генерации чертежей. Тема настройки шаблонов достаточно обширная, инструкции можно взять на просторах интернета.

   Рис. 4. Пример чертежа схемы стропильной системы

   Поскольку все элементы кровли в данном проекте созданы из параметрических объектов, программа Model Studio CS может использовать их параметры для вывода множества табличных данных, например, спецификации.

   Программа обеспечивает двунаправленную связь таблицы и модели, что позволяет вносить изменения как в сам объект, так и в спецификатор. Изменения соответственно отобразятся в обеих сущностях. Настроить шаблон можно таким образом, чтобы данная спецификация работала в любом проекте по разработке раздела КД.

   Далее выполняется маркировка всех объектов в автоматическом режиме, а спецификация размещается на листе чертежа. Разбивка выполняется инструментами табличного редактора Платформы nanoCAD 22.

   По завершении создания модели и 2D-документации, модель публикуется в среде общих данных для ее анализа и проверки на коллизии.

Заключение. В Российской Федерации огромный жилой фонд, нуждающийся в реконструкции старых деревянных кровель в рамках проведения капитального ремонта. Кроме того, дерево сегодня — один из самых востребованных строительных материалов благодаря экологичности, доступности и простоте использования. В связи с этим объем задач по разработке информационных моделей деревянных конструкций будет нарастать. Авторы уверены, что изложенный материал будет полезен как начинающим, так и опытным проектировщикам, желающим освоить это направление.

Опубликовано в Управление качеством № 2, 2024

Иллюстрации предоставлены ООО «Нормасофт»