2 - 2009

Проектирование металлоконструкций, или Все хорошо в меру

Максим Нечипоренко, Дмитрий Поварницын

В журнале «САПР и графика» № 1’2009 мы рассказали о новом приложении КОМПАС-3D — Металлоконструкции 3D, предназначенном для конструкторских работ в машиностроении. Но компания АСКОН позаботилась и о проектировщиках, подготовив для них новую версию приложения для проектирования строительных металлоконструкций. Название у этого продукта осталось прежнее — «Библиотека проектирования металлоконструкций: КМ». Однако, ознакомившись с функциональностью приложения, понимаешь, что разработчики АСКОН фактически вывели на рынок новый продукт!

Несмотря на то что все новые продукты для проектировщиков представлены на рынке как трехмерные САПР, «Библиотека: КМ» основную работу ведет в двумерных чертежах и только при необходимости отправляет проектировщика в трехмерное пространство. Решение построено на базе КОМПАС-График, а также технологии КОМПАС-Объект. Это значительно удешевляет стоимость приложения, но, подчеркнем, не в ущерб функциональности. Ведь все хорошо в меру, а если продукт решает задачи проектировщика, то зачем платить больше?

С чего начинается проектирование строительных металлоконструкций? Инженерная логика подсказывает, что в начале работ, если пропустить экономические предпосылки, идет создание схем металлоконструкций: схемы расположения колонн, схемы расположения элементов покрытия, схемы балочных клеток. Они и определяют общее расположение конструктивных элементов. Далее от схем — к планам раскладки, к разрезам, узлам крепления и спецификациям (ведомостям).

Возможности нового продукта мы рассмотрим на примере работы по проектированию цеха производственного помещения. По заданию цех должен быть оборудован мостовым краном. Габариты этого цеха — 48x48 м. Здание трехпролетное: средний пролет — 24 м, крайние пролеты — по 12 м. Высота колонн — 7,2 м.

Шаг первый: создаем сетку координационных осей

Для этого у нас есть несколько возможностей. В базовом функционале КОМПАС-График имеются команды одиночных координационных осей (прямая, дуговая, круговая), с помощью которых мы можем сформировать сетку координационных осей, расставив оси на нужном расстоянии друг от друга. А в «Библиотеке СПДС-обозначений» есть команды создания сеток координационных осей, использование которых ускорит нашу работу с сетками раз в пять. Поэтому мы делаем разбивку осей с помощью библиотеки — результат показан на рис. 1.

Рис. 1. Сетка координационных осей

Рис. 1. Сетка координационных осей

Шаг второй: расставляем колонны

Теперь необходимо расставить колонны. Выбираем в меню соответствующую команду, и перед нами открывается диалог, в котором осуществляется выбор типа колонны и все ее параметры.

Библиотека предоставляет проектировщику возможность работать с колоннами различного типа. Сечение простых колонн-стоек определяет профиль из типовых сортаментов металлопроката («Полный каталог профилей по ГОСТ», «Специальный сортамент», «Сварные профили», «Составные профили», «Сокращенный сортамент», «СТО АСЧМ», «Старые сортаменты»). Колонны могут быть также переменного или сложного сечения: двухветвевые, четырехветвевые и т.д. Все колонны являются параметрическими, что позволяет очень быстро изменять любой параметр колонны. К тому же достаточно одной галочки в диалоге — и конструкция на чертеже будет отображаться детализированно (рис. 2).

Рис. 2. Расстановка колонн по сетке Рис. 2. Расстановка колонн по сетке

Рис. 2. Расстановка колонн по сетке

Для нашего задания нам потребуются двухветвевые колонны для среднего ряда, которые мы расставим по осям Б и В, а по осям А и Г мы разместим простые колонны-стойки. Параметры колонн и прочих элементов каркаса мы задаем по конструктивным требованиям. После проверки на соответствие требованиям по прочности и устойчивости параметры элементов можно очень быстро изменить.

После задания всех параметров колонны нажимаем ОК. Теперь перед нами сетка координационных осей, построенная на первом шаге, и панель свойств колонны, в которой можно изменять оперативные параметры (способ вставки, точка вставки элемента, высотная отметка) — рис. 3.

Рис. 3. Оперативные параметры при размещении колонн

Рис. 3. Оперативные параметры при размещении колонн

Шаг третий: устанавливаем связи

Для этого используем соответствующую команду — Связи. Между колоннами в осях 2 и 3 мы устанавливаем портальные связи, которые выбираем из перечня доступных типов (рис. 4). Диалоговое окно позволяет установить необходимые параметры связи — высоту подъема, длину, перекрываемого пролета, выбрать сортамент металлопроката, марку стали и т.д. Если предпочитаем получить параметры связи по «факту», то, выбирая в панели свойств способ построения «по двум точкам», считываем фактическое расстояние между колоннами, получая остальные параметры связи автоматически. В параметрах определяем, на какую высоту поднимается связь и какой шаг колонн нужно перекрыть. Если нас не устраивают размеры элементов, из которых состоит связь, мы быстро изменяем их в этом же диалоге.

Рис. 4. Устанавливаем связи

Рис. 4. Устанавливаем связи

После этого опять открывается панель свойств, в которой мы можем выбрать способ построения «по двум точкам» и определить длину портальной связи по фактическому расстоянию между колоннами. Параметры элементов связи в этом случае будут автоматически пересчитаны.

Шаг четвертый: размещаем подкрановые балки

По заданию на проектирование цех должен быть оборудован мостовым краном, для работы которого необходимы подкрановые балки. «Библиотека: КМ» эту операцию решает просто — используя специальную команду Балки. Приложение предлагает на выбор разные типы балок. Проектировщику необходимо лишь выбрать нужный тип и изменить параметры (рис. 5).

Рис. 5. Подкрановые балки

Рис. 5. Подкрановые балки

Шаг пятый: ограждающие конструкции

Для их закрепления необходимо установить фахверковые колонны. Как правило, фахверк служит для восприятия ветровых нагрузок и никак не влияет на основную систему здания. В настоящее время стойки фахверка изготавливаются из прокатного швеллера и устраиваются с торцов рамных конструкций.

Теперь вновь возвращаемся к команде Колонны и выбираем тип «колонна-стойка» с квадратным сечением 160x160x5. Расставляем фахверки по крайнему ряду, для удобства построения используя панель свойств. Упрощенно показываем ограждающие конструкции с оконными и дверными проемами, чтобы впоследствии не возникало неприятных моментов, когда колонна установлена напротив окна и загораживает его. Эти конструкции мы можем показать с помощью базовых инструментов черчения, но для ускорения этого процесса можно применять «Библиотеку проектирования зданий и сооружений: АС/АР» (рис. 6).

Рис. 6. Применение «Библиотеки проектирования зданий и сооружений АС/АР»

Рис. 6. Применение «Библиотеки проектирования зданий и сооружений АС/АР»

Шаг шестой: раскладка элементов покрытий на отметке верха колонн

Поскольку мы теперь прорабатываем конструкции на другой высотной отметке, будем работать на новом листе чертежа. Создаем новый лист в этом же файле в масштабе 1:100 — для этого используем менеджер документа и команду Создать новый вид (рис. 7). Затем скопируем все конструктивные элементы из первого чертежа в новый вид и часть элементов, которые не требуется отображать на этом чертеже, перенесем в скрытый слой (скрытые элементы нужны для полноты информационной модели).

Рис. 7. Используем базовые возможности КОМПАС-График — Менеджер документа

Рис. 7. Используем базовые возможности КОМПАС-График — Менеджер документа

Шаг седьмой: расставляем фермы и балки

Для решения этой задачи необходимо применить новую команду — Изменить плоскость вида. Она показывает проектируемые металлоконструкции в разрезе, который может быть получен указанием двух элементов на плане или произвольной линии разреза. Таким образом это приложение реализует технологию псевдотрехмерного проектирования и помогает принимать правильные проектные решения (определять высотные отметки, привязку и пр.). Сделаем разрез по оси 1. В этом разрезе разместим 24-метровую ферму в осях Б-В, а в осях А-Б и Б-Г — балки (рис. 8).

Рис. 8. Команда Изменить плоскость вида для размещения ферм на разрезе

Рис. 8. Команда Изменить плоскость вида для размещения ферм на разрезе

При повторном выполнении команды Изменить плоскость вида из разреза снова попадаем на план. Временный разрез формировался в отдельном документе и был автоматически закрыт без сохранения.

На плане видны новые элементы: ферма и две балки, которые мы только что размещали на разрезе, но уже в другой проекции. Затем эти балки и ферму скопируем по другим осям — это можно сделать и на плане (рис. 9). Затем необходимо разместить прогоны и связи по фермам и балкам. При этом часть работы можно выполнить на плане, а часть — на разрезах, что позволит быстро завершить этот этап и приступить к следующему.

Рис. 9. Фермы после размещения на плане

Рис. 9. Фермы после размещения на плане

КОМПАС-Объект

Технология КОМПАС-Объект позволяет реализовать объектно-ориентированный подход к проектированию в КОМПАС-График и использовать для проектирования интеллектуальные строительные элементы.

КОМПАС-Объект дает возможность объединить проекционные виды (вид сверху, фронтальный вид, виды сзади, слева и справа) объекта, упрощенные виды объекта, его символьное обозначение (обозначение по ГОСТу), твердотельную трехмерную модель КОМПАС-3D, представление, хранящееся в растровом файле, и описание в формате Adobe Acrobat (PDF-файл), а также соотнести объекту произвольный набор атрибутов. Ссылки на различные представления объекта и атрибутивная информация, характеризующая объект, хранятся в управляющем файле атрибутов.

КОМПАС-Объект ставит своей целью:

  • хранить и эффективно управлять данными о строительных элементах («Каталог: Сортаменты металлопроката», «Каталог: Железобетонные конструкции»; «Каталог: Архитектурно-строительные элементы»);
  • предоставлять данные в КОМПАС-3D для генерации трехмерных моделей строительных элементов, что позволит проектировщику решать более сложные задачи;
  • предоставлять необходимые данные для библиотек («Библиотека проектирования металлоконструкций: КМ», «Библиотека проектирования железобетонных конструкций: КЖ», «Библиотека проектирования инженерных систем: ТХ»);
  • предоставлять производителям оборудования, строительных конструкций и прочий инструмент, позволяющий создавать электронные каталоги, доступные для проектировщиков — пользователей систем КОМПАС;
  • предоставлять проектировщикам удобный инструмент для создания собственных каталогов (пользователям доступен специальный инструмент — Редактор КОМПАС-Объектов, снабженный мастером, который подсказывает, какие шаги нужно сделать пользователю для создания каталога).

КОМПАС-Объекты, которые пользователь размещает на чертеже, знают свое положение в пространстве и как они должны выглядеть в трехмерной модели, поэтому от плана до полноценной 3D-модели — один шаг (запуск одной команды Создание 3D-конструкции).

Шаг восьмой: типовые узлы крепления элементов

Создадим новый лист чертежа, на котором у нас будут размещены два разреза и спецификации. Разрезы получим с помощью знакомой команды Изменить плоскость вида, при этом сохраняется временный разрез как отдельный документ (Фрагмент чертежа). Вставим в наш рабочий чертеж эти фрагменты с помощью специальной команды Вставить фрагмент. Это даст нам возможность, изменяя или заменяя исходный разрез в отдельном документе, автоматически обновлять данные в итоговом чертеже.

Рядом с планами и разрезами покажем типовые узлы крепления элементов, которые будут применяться в данной конструкции. Эти узлы мы возьмем из соответствующего источника — «Каталога: Узлы металлоконструкций» (рис. 10).

Рис. 10. Используем «Каталог: Узлы металлоконструкций»

Рис. 10. Используем «Каталог: Узлы металлоконструкций»

Шаг девятый — проставляем все необходимые обозначения, размеры и маркировку

Для автоматической маркировки применяем команду «Библиотеки СПДС-обозначений» — Маркер КОМПАС-Объектов, с помощью которой марка элемента считывается из параметров элемента. Если она нас не устраивает, то может быть оперативно изменена в панели свойств маркера, и новая марка автоматически будет записана в параметрах элемента, которые, в свою очередь, автоматически передадутся в спецификацию.

Шаг десятый: автоматическое создание спецификаций

Мы можем получить две спецификации как отчет с информационной модели металлоконструкции, которую мы создавали на протяжении предыдущих шагов. Спецификации сформированы автоматически, полностью и по ГОСТу (рис. 11).

Рис. 11. Две формы спецификации

Рис. 11. Две формы спецификации

2D или 3D?

Как вы считаете, нужна ли 3D-модель для решения подобной задачи? Если вам необходимо:

  • проконтролировать коллизии сборки;
  • подготовить презентацию спроектированной конструкции заказчику;
  • получить сложные разрезы, сечения, выносные узлы;
  • продолжить проектирование, доработать металлоконструкции, уточнить конструктивные решения и быстро выпустить чертежи марки КМД на основе этой модели, то 3D-модель вы можете получить легко. Для этого достаточно использовать технологию КОМПАС-Объект (команда Создать 3 D -конструкцию ), и в течение нескольких секунд вы получите трехмерную модель проектируемой металлоконструкции (рис. 12).

 

Рис. 12. Модель металлоконструкции по технологии КОМПАС-Объект

Рис. 12. Модель металлоконструкции по технологии КОМПАС-Объект

Итак, достаточно быстро мы создали готовые чертежи марки КМ и узнали, как оперативно получить чертежи марки КМД. Но об этом, как говорится, «смотрите в следующих сериях». Выход «Библиотеки проектирования металлоконструкций: КМ» с описанным в статье функционалом планируется вместе с выходом КОМПАС-3D V II — в 2009 году. Но у вас есть возможность ознакомиться с этим приложением гораздо раньше: АСКОН объявил о старте открытого тестирования КОМПАС-3D V11 — подробности на www.ascon.ru.

САПР и графика 2`2009