Практический пример моделирования и параметризации узлов металлических конструкций по серии 2.440-2.1 в среде Model Studio CS Строительные решения

Дмитрий Макаров,
инженер технической поддержки отдела комплексных решений ГК «СиСофт» (CSoft)

Александр Белкин,
руководитель отдела комплексных решений ГК «СиСофт» (CSoft)

Функционал Model Studio CS Строительные решения позволяет установить зависимость положения концов металлоконструкций относительно друг друга. Для этого используется объект Узел, который сам является параметрическим элементом.
Узлы металлоконструкций в Model Studio CS полностью управляемы на уровне параметризации. То есть управляя значениями параметров узла, можно изменять форму и отображение отдельных элементов узла.

В данной статье мы разберем процесс моделирования и параметризации узла № 7 по серии 2.440­2.1 выпуск 1 «Крепление балок на опорных планках» (рис. 1) в Model Studio CS Строительные решения.

Рис. 1. Узел по серии 2.440-2.1 выпуск 1

Размещение профилей металлопроката

Для создания параметрического узла необходимо наличие профилей металлопроката в пространстве модели, для которых будет применяться создаваемый узел в точке сопряжения.

В качестве прототипа используются колонна и балка из двутавра сечением 30Б1 (рис. 2).

Рис. 2. Размещение профилей металлопроката

Формирование маркера узла металлопроката

При помощи команды Создать узел создается параметрический объект, последовательно указываются элементы металлопроката для разработки нового узлового соединения.

На пересечении базовых осей (центра тяжести) профилей металлопроката формируется маркер узла, предназначенный для разработки параметрического узла. Ось Z системы координат будет направлена вдоль первого выбранного профиля (рис. 3).

Рис. 3. Маркер узла металлопроката

В свойствах маркера автоматически формируется информация о профилях металлопроката, которые были выбраны при создании узла.

Номера профилей (Профиль 1, Профиль 2) соответствуют последовательности выбора объектов на модели. Атрибутивная информация и геометрические характеристики профилей (сечение профиля, угол наклона и др.) используются для автоматизации расчета габаритных размеров пластин, длин болтов и прочих элементов (рис. 4).

Рис. 4. Свойства маркера узла

Параметры узла металлопроката

В свойствах элемента Параметрический объект первая строка иерархии называется родительской. Добавим параметры и заведем значения атрибутивной информации.

Перечень параметров используется по умолчанию из настроек Model Studio CS или согласно принятому стандарту предприятия (рис. 5).

Рис. 5. Добавление параметров

Значения для Имя объекта и Наименование берем из названия узла. Параметры из категории «Классификация» используются для формирования спецификации и хранения объекта в базе данных изделий и материалов.

Параметры Вопрос… зависят от количества используемых профилей металлопроката в узле. Значения параметров будут использоваться как подсказки в командной строке при вставке узла из базы данных (рис. 6).

Рис. 6. Параметры родительского элемента

Состав узла

Согласно нормативному документу серии 2.440­2.1 выпуск 1, узел состоит из прокладки, опорного ребра, опорной планки и болтов крепления (рис. 7).

Рис. 7. Состав узла по серии 2.440-2.1 выпуск 1

В свойства узла добавим подчиненные элементы и зададим наименования согласно нормативному документу (рис. 8).

Рис. 8. Состав параметрического узла

Для созданных подчиненных элементов добавляются параметры и заводится атрибутивная информация. Параметры из категории «Изделия», «Классификация» используются для получения выходной документации. Параметры из категории «Размеры» будут использоваться при создании 3D­графики.

Для параметров, которые напрямую зависят от геометрии используемых профилей, накладываются зависимости. Это поля параметров, которые закрашены (рис. 9).

Рис. 9. Параметры опорного ребра

Для задания зависимости и формульных значений используются окна Редактирование текста и Мастер функций (рис. 10).

Рис. 10. Окно Редактирование текста

Параметризация узла

Для создания геометрии параметрического узла необходимо выбрать команду Редактировать оборудование. После того как будет указан маркер узла на модели, откроется окно Редактор параметрического оборудования (рис. 11).

Рис. 11. Редактор параметрического оборудования

В диалоговом окне редактора параметрического оборудования отображается геометрическая структура узла.

Первая группа в редакторе параметрического оборудования нужна для создания геометрических тел узла. В ней необходимо последовательно для каждого объекта­прототипа наложить зависимости базовой точки вставки, ориентации в пространстве и геометрических размеров.

В группе 2 и 3 отображаются параметры профилей металлопроката. Порядок соответствует последовательности выбора объектов на модели (рис. 12).

Рис. 12. Структура геометрии узла

Параметризация опорного ребра

В первой группе с помощью контекстного меню создадим подгруппу (рис. 13).

Рис. 13. Создание подгруппы

Для подгруппы во второй части окна зададим имя. В параметре Базовое направление укажем направление из выпадающего списка (вдоль какого металла будет располагаться Ребро_опорное). В данном случае это metal_2. Это необходимо для того, чтобы при повороте балки направление группы и 3D­примитивов в составе находились всегда с нужной стороны (рис. 14).

Рис. 14. Параметры подгруппы

В составе подгруппы Ребро_опорное с помощью контекстного меню создадим 3D­примитив­параллелепипед (рис. 15).

Рис. 15. Создание параллелепипеда

Созданный параллелепипед находится в нулевых координатах маркера узла размером по умолчанию 100´100´100 (рис. 16).

Рис. 16. Созданный параллелепипед

С помощью контекстного меню укажем, что созданный примитив будет соответствовать опорному ребру из свойств объекта (рис. 17).

Рис. 17. Задание связи примитива со свойствами

С помощью мастера функций в параметрах 3D­примитива наложим зависимость значений параметров геометрии, указанных в свойствах объекта, и положения базовой точки примитива относительно маркера узла (рис. 18).

Рис. 18. Мастер функции

У параметра, для которого наложили зависимость или задали формульное значение, слева появится значок «fx».

Для параметризации прокладки и опорной планки накладываются зависимости геометрии и положения базовой точки. Используется аналогичный алгоритм действий, как для опорного ребра (рис. 19).

Рис. 19. Геометрия прокладки и опорной планки

Обрезка профиля металлопроката

Для подрезки балки в 3­й группе создаем параллелепипед. Значения параметров положения и геометрии задаем относительно геометрии маркера узла (рис. 20).

Рис. 20. Тело подрезки

Затем в контекстном меню сделаем этот объект вычитаемым. Тело вычитания обрезает только геометрию балки (рис. 21).

Рис. 21. Тело вычитания

Добавление болтов

Из базы данных стандартных изделий и материалов разместим в модели объект болт M16.ГОСТ Р ИСО 4014. Данный элемент выполнен единым комплектом, состоящим из болта, гаек и шайб (рис. 22).

Рис. 22. Размещение болта из базы данных

С помощью специальной команды добавим размещенный объект к узлу металлопроката, следуя подсказкам командной строки. Последовательно указываем объекты, точки вставки и направления осей X и Y болта (рис. 23).

Рис. 23. Добавление оборудования

В свойствах узла добавленный болт отобразится в иерархии в качестве подчиненного элемента (рис. 24).

Рис. 24. Параметры болта

Для того чтобы болт находился относительно координат нашего узла, а не в мировой системе координат, курсором мыши перетаскиваем подгруппу Болт_М16_ ГОСТ_Р_ИСО_4014 в первую группу и обнуляем значения базовой точки (рис. 25).

Рис. 25. Группа болтового соединения

Создание отверстий под болты

В редакторе параметрического оборудования в группе узла создадим подгруппу Отверстия и переносом (левой кнопкой мыши) изменим иерархию, чтобы примитивы в этой группе вычитали элементы иерархии выше, как показано на рис. 26.

Рис. 26. Группа Отверстия

Группе присвоим базовое направление и внутри нее создадим прямоугольный массив с цилиндром. Для примитива и массива наложим зависимости геометрии и положения аналогично тому, как создавались металлические пластины узла. После параметризации в контекстном меню сделаем подгруппу Отверстия вычитаемой (рис. 27).

Рис. 27. Отверстия

Порядок создания отверстий после добавления болта обусловлен тем, что для параметризации геометрии и базовой точки цилиндра используются параметры болта из свойств узла.

Расположение болтов

С помощью контекстного меню создадим подгруппу Болты и перетащим в нее группу Болт_М16_ГОСТ_Р_ИСО_4014. Расположим болты в направлении балки. Выставим базовое направление подгруппы Болты на metal_2 (рис. 28).

Рис. 28. Направление болтов

Внутри группы Болты создадим прямоугольный массив и курсором мыши перетащим подгруппу Болт_М16…. Для группы и массива наложим зависимости положения.

Положение будет соответствовать местам созданных отверстий (рис. 29).

Рис. 29. Расположение болта

По окончании параметризации узел сохраняется в базу данных элементов для последующего использования в проектах при проектировании металлических конструкций.

Для применения созданного узла 07 «Крепление балок на опорных планках» необходимо найти его в базе данных и применить к металлической конструкции, следуя подсказкам командной строки или контекстного меню (рис. 30). 

Рис. 30. Размещение узла из базы данных

Статья была опубликована
в журнале «Управление качество