В статье рассмотрены следующие вопросы:
- ПК "Конструктор здания" как основа для расчета и проектирования несущих элементов зданий.
- Основные принципы описания объекта.
- Генерация конечно-элементной модели здания (КЭМ).
- Конвертация КЭМ в ПК ЛИРА/Stark ES/МОНОМАХ для проведения расчетов.
- Импорт расчетных данных в ПК "Конструктор здания".
- Конструирование несущих элементов (монолитных плит, колонн, ригелей).
- Получение готовых чертежей.
Конструктор зданий – программный комплекс, результатом работы которого являются готовые чертежи со всеми спецификациями, то есть полная проектная документация конструктивных решений.
Комплект готовых чертежей создается при помощи совместной работы "Конструктора здания" и одного из расчетных комплексов Stark ES/ЛИРА/МОНОМАХ.
Ведущим местом в разработке чертежей является "Описание объекта" в ПК "Конструктор здания".
Посредством кнопки "Импорт" из AutoCAD, ArchiCAD и других подобных CAD-систем в программу импортируются планы этажа, проемы и сетка осей.
Следующим шагом на этапе "Описания объекта" является задание конструкции стен, полов и кровли здания. Здесь же назначаются материалы из встроенной базы с соответствующими им физическими характеристиками для последующего сбора нагрузок.
В случае проектирования каркасного здания на вкладке "Каркас" нужно установить железобетонные диафрагмы жесткости, описать колонны, ж/б плиты, балки.
По информации инженерно-геологических изысканий необходимо ввести описание скважин, зон геологии для них, а также сформировать инженерно-геологический разрез по скважине путем послойного добавления грунтов из базы данных.
При наличии результатов статического/динамического зондирования, также требуется внести их в соответствующее поле, либо импортировать данные из формата Excel.
После описания геологии необходимым пунктом является ввод отметок глубины заложения фундаментов.
В ПК "Конструктор здания" существует возможность оптимизации фундаментов на разных основаниях, для этого необходимо задать верхний и нижний пределы оптимизации, в соответствии с которыми программа будет заглублять фундаменты в пределах установленных отметок и сравнивать их по трем показателям:
- объему железобетонных работ;
- объему земляных работ;
- стоимости возведения (уровень цен 2000 г.);
Также пользователь имеет возможность описать монолитные пояса и армошвы.
Для автоматического сбора нагрузок необходимо описать помещения в здании. Благодаря встроенной таблице из СНиП "Нагрузки и воздействия", пользователь может выбрать необходимое наименование помещения, а также изменить высоту того или иного помещения.
Данные, введенные на этапе "Описания Объекта", образуют единую математическую модель здания, которая впоследствии модулем "Элекон" разбивается на конечно-элементную модель здания (КЭМ) для расчетов. Для этого необходимо в ПК "Конструктор здания" переключиться на вкладку "Проектирование каркаса здания".
Пунктом меню "Настройка" следует открыть окно, в котором при первом старте необходимо настроить расположение необходимых модулей комплексов Stark ES, ЛИРА, МОНОМАХ и указать используемую версию.
При нажатии на кнопку "Материалы" открывается диалоговое окно, в котором можно задать характеристики материалов для различных групп конструктивных элементов модели здания.
На вкладке "Контроль" можно отследить правильность создания модели, а также провести корректировку расположения и размеров конструкций при необходимости.
После внесения корректив нужно запустить программу "Элекон", в которой выбирается шаг конечно-элементной сетки (варьируется от 0.1 м до 10 м) и угол, под которым сетка будет генерироваться.
Создав таким образом КЭМ, пользователь может сохранить ее и экспортировать в ПК Stark ES/ЛИРА/МОНОМАХ. При нажатии на кнопку с соответствующим наименованием расчетного комплекса модуль "Элекон" сам запускает расчетную программу, в которую уже импортировалась КЭМ здания.
С этой моделью проводятся статический расчет, расчет РСУ и конструктивный расчет для определения количества арматуры в несущих элементах здания.
Далее следует закрыть окно расчетного комплекса и нажать на кнопку "Результаты" для передачи расчетных данных в ПК "Конструктор здания" для конструирования элементов.
В нижней части окна "Результаты" ведется работа по конструированию колонн, монолитных плит и балок.
При нажатии на кнопку "Колонны" открывается окно группировки, где каждой вертикальной линии соответствует колонна с указанием номера этажа и номера самой колонны. Пользователю предоставляется возможность провести унификацию колонн по площади армирования, причем унификацию возможно произвести как по отдельному этажу, так и по вертикали.В окне "Информация" показывается количество требуемой и принятой арматуры и процент ее перерасхода.
Следующий этап - непосредственно конструирование элементов.
Конструирование монолитных плит перекрытия/фундаментной плиты
На данном этапе необходимо назначить основную и дополнительную арматуру для плиты вдоль осей Х и У, верхнюю и нижнюю.
При помощи "бегунка" в верхней части окна устанавливается диаметр и шаг основной арматуры, при этом окраска интенсивности поля армирования плиты значительно снижается и остаются только участки, требующие дополнительного армирования.
С помощью управляющих клавиш в нижней части окна отмечаются зоны дополнительного армирования и, при необходимости, арматуру для обрамления отверстия в плите.
Конструирование балок
При запуске задачи на рабочем поле экрана появляется балка с изображением эпюры изгибающих моментов и рабочим армированием. Конструктору предоставляется возможность изменить диаметры арматуры, добавить или удалить стержни.
При изменении количества арматуры пересчитывается площадь ее сечения, сравнивается с требуемой площадью в сечении. Если при коррекции диаметров площадь сечения недостаточна, диаметры стержней не меняются, при этом появляется системное сообщение. Если диаметры изменились, то пересчитывается эпюра материалов, которая отражается в главном окне.
Конструирование колонн
Конструирование колонн происходит в автоматическом режиме. Конструктор имеет возможность повлиять на ход конструирования путём изменения ряда настроек находящихся на вкладке "Настройка".
В открывшемся окне конструирования колонн отображается вид колонны, ее сечения, план этажа с расположением колонн (колонны, вошедшие в одну группу, выделяются желтым кругом) и окно настроек.
Имеется возможность назначить конкретный диаметр стержней для:
- угловых стержней;
- стержней между угловыми стержнями вдоль стороны B;
- стержней между угловыми стержнями вдоль стороны H.
Пользователь может назначить количество стержней по одной стороне:
- между угловыми стержнями вдоль стороны B;
- между угловыми стержнями вдоль стороны H.
Анкерное соединение арматуры колонн нижнего этажа и верхнего этажа производится нахлестом по 2-м вариантам:
Вариант 1. Устанавливаются анкерные блоки в виде отдельных стержней в уровне стыка колонн.
В данном меню настроек указываем:
- величины выпусков арматуры в верхнюю и в нижнюю колонны в мм;
- количество диаметров (арматуры) для смещения стержней анкерного блока внутрь колонны относительно основных стержней продольной арматуры верхней колонны;
- указываем на необходимость выполнения чертежей арматурных изделий;
- при конструировании арматурных изделий анкерных блоков, указываем шаг конструктивных стержней по одной и другой стороне сечения колонны.
Вариант 2. Анкерное соединение обеспечивается выпуском продольной арматуры нижнего этажа
Армирование нижележащей колонны конструируется с выпуском продольной арматуры в колонну верхнего этажа.
Выпуск стержней продольной арматуры вверху колонны указывается непосредственно в мм или кратно диаметру продольной арматуры.
Подгиб стержней арматуры вверху колонны можно включить и указать величину смещения стержней.
В ходе конструирования колонн, ведется анализ на недопустимые конструкторские решения для подстраховки результатов конструирования, которые получаются после автоматического конструирования или после вмешательства конструктора в пределах предоставленных ему, выше указанных, возможностей.
Далее следует заключительный этап формирования графики.
При выборе данного раздела появляется окно подготовки чертежей. Здесь мы выбираем масштаб чертежа и формат листа, на котором будут отображены все необходимые нам элементы.
В итоге получаем готовый лист.
Все спецификации, ведомости и таблицы результатов расчета ПК "Конструктор здания" формирует автоматически.
Автор: Борисова Е.В., ООО "БилдСофт"
