Опыт применения связки Autodesk Revit и Robot Structural Analysis Professional при первом пилотном проекте

Рустам Гилемханов
Студент Уфимского государственного нефтяного технического университета, архитектурно­строительный факультет, направление «Строительство»

BIM медленно, но верно набирает в России популярность. Тем не менее, когда за рубежом подсчитывают возросшие показатели эффективности проектирования [1], мы только пытаемся сделать свои первые шаги. С возросшим интересом нашего государства к информационному моделированию [2] можно ожидать в стране роста применения BIM. Теперь уже очевидно — чтобы быть в долгосрочной перспективе конкурентоспособным на рынке строительного проектирования, BIM внедрять придется. Встает вопрос, как это сделать менее болезненно?

Концепция BIM для конст­руктора­расчетчика наиболее пол­но реализуется в связке Autodesk Revit и Robot Structural Analysis Professional, поскольку именно в этом случае есть двусторонняя связь между расчетами и документацией. Для конструктора­расчетчика первостепенной задачей является обеспечение бе­зопасности и надежности здания, то есть на первом месте должны быть расчеты и правильность получаемых расчетов. Беда в том, что, применяя новую технологию или новый продукт, в данном случае — Robot Structural Analysis Professional, новичок не может быть абсолютно уверен в правильности получаемых результатов. Да, метод конечных элементов практически везде одинаков. Но постановка задачи, реализуемой программами, разная. И типичные критерии правильности работы расчетной схемы (классические эпюры строительной механики, деформации конструкции) не являются достаточными. К примеру, непростую задачу расчета фундаментной плиты со сваями (в плане правильности постановки задачи и учета грунтовых условий) неопытному пользователю с первого раза корректно смоделировать в Robot Structural Analysis очень сложно. И с большой долей вероятности первый опыт окажется неудачным. Кроме того, не стоит забывать, что те или иные расчетные комплексы — это всего лишь инструменты в руках проектировщика. И здесь не будет «волшебной кнопки», которая сама все сделает. Правильность результатов будет зависеть только от самого проектировщика (от его знаний, опыта, отношения к работе). Таким образом, становится очевидным, что, впервые применяя новую технологию или продукт, необходимо иметь индикатор, который будет помогать следить за объективностью получаемых данных. Более того, нужно начать с самых простых элементов (рассматривать конструкцию по отдельности: колонны, балки, фундаменты, подстропильные фермы и т.п.). Потому что любое сложное изделие — это комбинация простых элементов, и решение простых задач даст ключ к решению сложных.

Конечно, все эти рассуждения не совсем точны в том смысле, что никакая программа не сможет дать объективных результатов при отсутствии объективных мыслей. Как уже говорилось, расчетные комплексы — это всего лишь инструменты. И результат будет зависеть от того, как человек пользуется этими инструментами. Ошибка в подходе осмысления задачи повлечет за собой ошибку в программе, что неизбежно даст ошибку в реальности.

Рис. 1. Автоцентр Scania

Основываясь на этих принципах, для своего пилотного проекта — автоцентра Scania (рис. 1) — я выбрал три простейшие конструкции автоцентра (балку, колонну, подстропильную ферму) и начал сравнивать результаты с ручным расчетом, с расчетом с помощью ПК Scad Office [3] и Robot Structural Analysis. Таким образом, два индикатора (ручной расчет и ПК Scad Office) будут мерилами адекватности работы в Robot Structural Analysis (рис. 2).

Рис. 2. Анализ результатов

Расхождения результатов оказались не более 4%, что связано с небольшой разницей РСУ в программах и со степенью адекватности в работе с программами автора статьи. Подобное расхождение является допустимым, а значит, дает моральное право приступить к расчетам общей пространственной схемы.

На следующем этапе моделируем пространственные расчетные схемы в ПК Scad Office (рис. 3) и Robot Structural Analysis (рис. 4). Индикатором адекватности будет расчетная схема в Scad Office, так как опыт работы в ней больше и более «подточен» под российские нормы.

Рис. 3. Расчетная схема в Scad Office

Рис. 4. Расчетная схема в Robot Structural Analysis

Как мы знаем, для построения расчетной схемы в Scad нам потребуется по узлам и стрежням вводить расчетную схему, назначать сечения. Но в случае связки Revit + Robot в этом нет необходимости — схема делается автоматически и передается Robot, причем со всеми сечениями. В результате мы получаем расчетную схему (рис. 5).

Затем мы задаем нагрузки, дорабатываем связи, считаем. У Revit и Robot — двусторонняя связь, а следовательно, если вы изменили сечение, допустим, балки, то чертежи в Revit обновятся автоматически без вмешательства проектировщика.

Анализируем результаты пространственной схемы, берем раму и начинаем сравнивать результататы (рис. 6).

Рис. 5. Импорт из Revit в Robot

Рис. 6. Анализ пространственных схем

Максимальное расхождение — 4% у колонн. Причина расхождения — расчетное сочетание усилий (РСУ). Алгоритм подбора РСУ по [2] в программах разный, в особенности крановый. Более достоверными будем считать результаты, выдаваемые SCAD Office, так как он имеет модуль расчета крановых нагрузок по СП «Нагрузки и воздействия». Таким образом, если схемам задать одинаковое РСУ, то можно получить идентичные результаты, поскольку метод конечных элементов для обоих случаев одинаков.

Нельзя сказать, что первый опыт применения был удачным, но и провальным его тоже назвать нельзя. Да, предстоит большая работа над тем, чтобы быстро и правильно проверять конструкцию на соответствие СП, правильно генерировать РСУ согласно СП «Нагрузки и воздействия» и т.д. Но важно было сделать первый шаг к освоению BIM. А само развитие и понимание работы технологии возможно лишь шаг за шагом, по мере приобретения опыта.

Список используемых источников

1. http://inthefold.autodesk.com/in_the_fold/2015/04/china­looks­to­bim­for­a­competitive­edge­in­the­global­economy.html
2. Приказ Минстроя России № 151/пр от 4 марта 2015 года об утверждении плана поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства.
3. Юрченко В.В. SCAD Office. Реализация СНиП в проектирующих программах. М.: Издательство СКАД СОФТ, 2014. 656 с.
4. Карпиловский В.С., Криксунов 3.3., Маляренко А.А., Микитаренко М.А., Перельмутер А.В., Перельмутер М.А. SCAD Office. Версия 21. Вычислительный комплекс SCAD++. М.: Издательство СКАД СОФТ, 2014. 808 с. 

САПР и графика 7`2015