3.3.6. Місце системи scad у складі програмних засобів сапр об'єктів будівництва

Сучасні програмні засоби автоматизації проектування охоплюють майже повний цикл робіт, пов'язаних із формуванням та випуском проектної доку­ментації, в тому числі і проектування конструкцій. Оскільки проектування становить комплексну процедуру, то в процесі роботи над проектом, як пра­вило, використовуються програми різного призначення та виробників, не пов'язані між собою єдиним інформаційним середовищем. При цьому може виникнути необхідність "ручного" передавання даних від програми до про­грами. Чим більше таких розривів в інформаційних потоках, тим менша ефек­тивність автоматизованої системи. Для пов'язання між собою програм різно­го призначення використовуються уніфіковані формати даних, наприклад, DXF-файли системи AutoCAD, а також програми обміну даними — конвер­тори, створювані на основі спеціальних пакетів програм (Application Program Interface), які постачаються разом із проектувальними програмами і дають можливість розробникам інших систем "дістатися" до потрібної інформації у "чужому" середовищі. У разі використання DXF-файлів передається, як пра­вило, тільки інформація про геометрію об'єкта. Конвертори дозволяють об­мінюватися й іншими даними, наприклад, інформацією про перерізи елементів, використовуваних у сортаментах, матеріалах і т. ін.

Для інтеграції системи SCAD Office у системи автоматизованого проекту­вання, які включають різні програмні засоби, використовуються як файли уніфікованих форматів, так і програми обміну даними.

Типовий цикл автоматизованого проектування конструкцій будівель і споруд включає ряд етапів, на кожному з яких застосовуються різні програм­ні засоби. У найпростішому випадку цей процес можна представити такою послідовністю:

• використання архітектурних систем для розробки об'ємно-плануваль­ного рішення та формування архітектурної моделі споруди (у деяких випад­ках — розробки конструктивної моделі);

• формування укрупненої розрахункової моделі на основі архітектурної моделі;

• використання даних геологічних пошуків для моделювання умов спиран­ня конструкції;

• створення розрахункової схеми на основі укрупненої розрахункової моделі;

• задання навантажень та впливів;

• виконання міцнісного розрахунку;

• аналіз несучої здатності елементів конструкцій, підбір арматури в елемен­тах залізобетонних конструкцій та перерізів в елементах сталевих конструкцій;

• детальний аналіз відповідності нормам прийнятих конструктивних рішень;

• уніфікація елементів конструкцій;

• розробка та випуск робочих креслень.

Така послідовність може включати в себе циклічні повтори окремих етапів (наприклад, перерахунок після прийняття уточнених конструктивних рішень та уніфікації), проте принципово вона залишається такою, як подана вище.

Незалежно від того, які засоби використано для проектування, — програмне забезпечення чи логарифмічна лінійка, конструктору завжди потрібна інформа­ція про геометрію споруди, матеріали, дані геологічних пошуків, інформація про кліматичні та сейсмічні особливості майданчика будівництва тощо. Частина цієї інформації може бути одержана як результат роботи різних програм, а частина задається користувачем. І та, і друга інформація накопичується в системі, вна­слідок чого формується інформаційна модель об'єкта проектування. При цьому не обов'язково, щоб ця модель була єдиною для всіх компонент автоматизова­ної системи, хоча такий варіант є ідеальним з точки зору функціонування САПР.

Розглянемо схему (рис. 8.3) включення програмних компонент системи SCAD Office до складу автоматизованої системи проектування конструкцій. На цій схемі суцільними прямокутниками показані програмні засоби (подвій­ними лініями виділені елементи SCAD Office), а пунктирними — інформацій­не забезпечення системи. Стрілками відображаються інформаційні потоки між різними програмами.

Рис. 3.3. Схема включення програмних компонент системи

SCAD Office до складу САПР

Дотримуючись поданої вище послідовності операцій при проектуванні, основне джерело даних про геометрію споруди, матеріали і т. ін. становлять результати роботи архітектурних систем або систем проектування сталевих конструкцій. У випадку архітектурних систем буде сформована архітектурна модель. Системи проектування сталевих конструкцій, як правило, формують тривимірну структурну модель об'єкта. Для вказаних систем характерне на­повнення інформаційних моделей даними про структуру об'єкта, призна­чення окремих приміщень, характеристиками елементів конструкцій (напри­клад, товщини стін та перекриттів, перерізу колон) і т. ін.

Слід зазначити, що більшість професійних архітектурних систем класифі­кує окремі елементи споруди за їхнім призначенням, поділяючи їх на коло­ни, балки, стіни, перекриття, покриття і т. п., що, в основному, збігається з їхньою класифікацією при виконанні розрахунків та конструюванні. Саме ця інформація про споруду в цілому та про її окремі елементи становить основу для побудови укрупненої розрахункової моделі, а потім і розрахункової схе­ми, необхідної для виконання міцнісного розрахунку несучих конструкцій. До складу системи SCAD Office входять програми-конвертори, які дозволя­ють сформувати укрупнену модель на основі інформації, одержаної з архітек­турних систем ArchiCAD, ALLPLAN, МАЭСТРО та Architectural Desktop (че­рез ядро системи МАЭСТРО), систем проектування сталевих конструкцій StruCAD, HyperSteel, Triforma Structural (MicroStation) і RealSteel.

Існує набір конверторів для перетворення даних, які надходять із різних універсальних графічних систем (через файли у форматах DXF, 3DS та ін.). Проте інформація, одержана в "суто" графічному форматі з таких систем, як AutoCAD, MicroStation, 3D Studio чи КОМПАС, сприймається як набір ліній та поверхонь і перетворюється на розрахункову модель формально. Зміс­тове призначення різних об'єктів (колон, перекриттів і т. ін.) при цьому втрачається.

Для формування укрупненої моделі та її перетворення на розрахункову схему методу скінченних елементів використовуються графічні препроцесори, до яких належать препроцесор комплексу SCAD, що оперує скінчен­ними елементами, та препроцесор ФОРУМ — для роботи з укрупненими моделями. Зрозуміло, що розрахункова схема не становить копію архітек­турного рішення, однак основні розміри, прив’язки колон та несучих стін, обриси перекриттів, положення отворів багато в чому повторюють задане архітектором. На основі цих даних будується сітка скінченних елементів, задаються умови спирання та прилягання, описуються фізико-механічні ха­рактеристики матеріалів, а також відомості про навантаження.

Додаткова інформація, необхідна для виконання розрахунку, може бути одержана за допомогою спеціальних програм (ми назвали їх допоміжними), які входять до складу системи SCAD Office. Так, для визначення коефіцієн­тів пружної основи на підставі даних геологічних пошуків використовується програма КРОСС. Результати її роботи автоматично передаються в пре­процесор SCAD. Передбачено автоматичне передавання в препроцесор і гео­метричних характеристик складних перерізів, які визначаються в програмах Конструктор сечений, ТОНУС, КОНСУЛ і СЕЗАМ. Розрахунок значень кліма­тичних навантажень (сніг, вітер, температура, ожеледь), а також частини постійних та тривалих навантажень виконується за допомогою програми ВЕСТ, але користувач повинен сам задати одержані навантаження на розра­хунковій схемі.

За результатами міцнісного розрахунку визначаються невигідні (розрахун­кові) сполучення зусиль (РСЗ), на основі яких виконуються операції підбору арматури в елементах залізобетонних конструкцій, перевірка та під­бір перерізів прокатних профілів в елементах сталевих конструкцій. Крім того, РСЗ можуть автоматично передаватися в програму проектування фундаментів ФОК, в якій виконується конструювання та випуск робочих креслень фундаментів різного виду, а також у програми КРИСТАЛЛ і АРБАТ, які входять до системи SCAD Office та використовуються в тих випадках, коли деякі положення норм не можуть бути перевірені засобами універсаль­них розрахункових програм, до яких належить комплекс SCAD.

Для конструювання та випуску робочих креслень на основі даних про армування колон, балок та перекриттів можуть використовуватися різні програми. Серед них програма МОНОЛИТ для проектування ребристих монолітних перекриттів у складі SCAD Office, а також проектувальна про­грама ALLPLOT, що є частиною універсальної архітектурно-конструювальної системи ALLPLAN. Передбачене автоматичне передавання геометрії перекриття та результатів підбору арматури з комплексу SCAD в програму ALLPLOT.

Для розрахунку вузлів сталевих конструкцій може використовуватися програма КОМЕТА, яка дозволяє одержувати проектні рішення, включаючи ескізи у форматах DXF. Крім того, для деяких систем проектування сталевих конструкцій, наприклад, RealSteel, передбачений як прямий, так і зворот­ний зв'язок, тобто передавання інформації про підібрані в комплексі SCAD сталеві профілі в проектувальну систему.

Нарешті, всі результати міцнісного розрахунку можуть передаватися в електронні таблиці EXCEL, що дозволяє виконувати додаткові розрахунки, не передбачені в комплексі SCAD. У такий спосіб програмні компоненти системи SCAD Office можуть використовуватися майже на всіх етапах про­ектування конструкцій як для виконання міцнісних розрахунків, так і для одержання окремих видів проектної документації. Передбачені в системі засоби обміну даними з іншими проектувальними програмами дозволяють використовувати її як базову для організації САПР несучих конструкцій будівель і споруд.