Основные аспекты моделирования конструкций мостов и линейных сооружений с использованием инструментов nanoCAD BIM Строительство и 3D-модуля

[Нанософт разработка 4]

В этой статье мы рассмотрим нюансы графического построения конструкций мостов и линейных сооружений с использованием инструментов nanoCAD BIM Строительство, а также программных средств, реализованных в Платформе nanoCAD, и модуля «3D». Компания «РОМБИТ» организовала несколько потоков обучения сотрудников Института «Стройпроект» (входит в Нацпроектстрой), в процессе которого удалось выработать оптимальный алгоритм моделирования конструкций уникальной геометрии и типовых элементов мостов.

Обучение по специализированной программе основывалось на использовании подложек PDF и IFC-моделей мостов и линейных сооружений, ранее разработанных в вертикальном решении nanoCAD BIM Конструкции 23.1, а затем в nanoCAD BIM Строительство (конфигурация «Конструкции») – (рис. 1).

Рис. 1. IFC-модель моста, выполненная в nanoCAD BIM Конструкции 23.1

nanoCAD BIM Строительство в конфигурации «Конструкции» – это дальнейшее развитие программного продукта nanoCAD BIM Конструкции 23.1, инструменты которого преимущественно ориентированы на проектирование конструкторской части сооружений, в том числе дорожно-транспортной инфраструктуры.

В конфигурации «Архитектура» получили развитие инструменты, более востребованные в классическом промышленно-гражданском проектировании, выполняемом «снизу вверх». Пользователям предложены самые современные инструменты проектирования стен, перекрытий, кровель, проемов с заполнением в виде окон, дверей и стеклянных перегородок (последние могут использоваться для моделирования витражей). Переосмыслен инструмент «Помещение», для которого так же как для проемов, инструментов моделирования стен, перекрытий и кровли реализована возможность ассоциативной привязки по уровням сетки осей.

Обе конфигурации объединены в программном продукте nanoCAD BIM Строительство (рис. 2), важное преимущество которого еще и в том, что, помимо специализированных BIM-инструментов моделирования, проектировщикам предоставлена возможность, благодаря Платформе nanoCAD и модулю «3D», создавать конструкции любой геометрической сложности.

Рис. 2. Конфигурации nanoCAD BIM Строительство

Полученную в виде 3D-солидов модель можно преобразовать в параметрические объекты программы nanoCAD BIM Конструкции, наполнив их любой атрибутивной информацией.

Линейные сооружения (дороги, трубопроводы, каналы и др.) – это объекты, положение которых на местности определяется их осью, то есть трассой. При изменении трассы меняется вся конструкция. На сегодня ни одна программа не располагает достаточной степенью автоматизации, чтобы исключить ручной труд при внесении изменений в проектную документацию, но можно автоматизировать создание библиотечных элементов конструкций мостов и дорог. Большинство автодорожных мостов – балочные. Большинство железнодорожных мостов – типовые. И те, и другие могут собираться как конструктор, из библиотечных элементов.

В этой статье мы в основном будем рассматривать функционал nanoCAD BIM Строительство в конфигурации «Конструкции». Инструменты конфигурации «Архитектура» при моделировании линейных объектов и мостов не задействованы.

На начальном этапе проектирования инженеру требуется решить задачу оптимизации: каким способом с наименьшими трудозатратами моделировать элементы сооружений. Оптимизировать свою работу в текущей модели или потратить чуть больше времени на создание пользовательских параметрических объектов, но в дальнейшем получить кратное ускорение проектирования типовых конструкций.

Разбираем наш объект на составляющие и проводим детальный анализ.

Часть 1. Инструменты nanoCAD BIM Строительство (конфигурация «Конструкции»)

Команды прямого моделирования

Рис. 3. Команды прямого моделирования

В конструкциях опор автодорожных мостов широко применяются монолитные железобетонные колонны типовых сечений. С балками ситуация поинтереснее. В нашем случае были запроектированы балки сложных сечений, которые мы можем смоделировать, заменив в редакторе параметрического оборудования стандартное сечение балки на пользовательское и сохранив при этом «ручки» редактирования линейного параметрического объекта. Замена сечений в балках и колоннах возможна и для бетонных, и для металлических конструкций. Не забываем отредактировать параметрическую информацию.

Пример: опорный ригель РГм1 пятиугольного сечения (рис. 4).

Рис. 4. Опорный ригель РГм1 пятиугольного сечения

Библиотека объектов

Встроенная библиотека программы nanoCAD BIM Строительство включает внушительное количество объектов:

• базу профилей металлопроката и сталей по ГОСТ, СТО и ТУ, сортамент КД;
• сборные железобетонные конструкции по сериям;
• обширный сортамент арматуры для монолитных железобетонных конструкций;
• плагины автоматического армирования типовых конструкций;
• параметрические узлы для КМ и КД;
• элементы заполнения проемов: двери, окна, стеклянные перегородки;
• архитектурные элементы малых форм, мебель, сантехнику и многое другое.

Любой из объектов библиотеки можно отредактировать и пересохранить как пользовательский объект. Библиотека пополняется с каждым новым релизом, при этом максимально полно учитываются пожелания пользователей.

Объекты библиотеки можно объединять, редактировать с помощью булевых операций в редакторе параметрического оборудования или посредством нового универсального инструмента Динамические булевы операции, который значительно ускорил работу с геометрией. При перемещении объекта-оператора подрезка динамически перемещается с ним.

Режимы объединения объектов и динамические булевы операции представлены на рис. 5.

Рис. 5. Режимы объединения объектов и динамические булевы операции

Важный нюанс: чтобы корректно заспецифицировать отверстие, вырезанное путем динамических булевых операций, объект-оператор должен быть параметрическим объектом nanoCAD BIM Строительство с прописанными в свойствах значениями длины, ширины, отметками низа, раздела проектирования. В остальных случаях он может быть просто солидом. Объект-оператор можно скрыть в модели, отключив отображение слоя, на котором он размещен.

Пользовательские параметрические объекты с нуля

В редакторе параметрического оборудования доступно создание параметрических объектов с нуля. Интерфейс редактора прост, в нем представлены все отдельные элементы объекта и их свойства. Логика моделирования этим способом основана на создании 3D-примитивов, а также на операциях сложения и вычитания с возможностью параметризации. Есть мастер функций: интерфейс упрощенного программирования функций и параметрических зависимостей между элементами.

На рис. 6 показана собранная в редакторе железобетонная плита ФЛ 10.12-2 по ГОСТ 13580-2021 с бетонной подготовкой.

Рис. 6. Собранная в редакторе железобетонная плита ФЛ 10.12-2 по ГОСТ 13580-2021 с бетонной подготовкой

Добавить пользовательский объект в библиотеку можно командой LCS_LIB_EXPORT или нажатием кнопки Добавить объект в библиотеку меню Объекты.

Быстрое пополнение библиотеки через экспорт-импорт типоразмеров

Алгоритм быстрого пополнения библиотеки пользовательскими параметрическими объектами представим на примере редактирования типоразмеров в таблице Excel.

1. Находим объект в библиотеке: раздел «Несущие конструкции», подгруппа «Несгруппированные элементы» (классификация добавляется в свойства нового параметрического объекта по умолчанию, при необходимости задаем другой путь сохранения).

2. Из контекстного меню выбираем экспорт типоразмеров в таблицу Excel (рис. 7).

Рис. 7. Экспорт типоразмеров в таблицу Excel

3. В таблице тиражируем параметры объекта-донора, заполняем значения других необходимых параметров объектов по серии (рис. 8).

Рис. 8. Заполнение значения необходимых параметров объектов по серии

4. Импортируем новые объекты в базу через контекстное меню исходного объекта: Типоразмеры → Импортировать.

Как видите, все просто!

КМ-пластины, работа с модификатором, конструктивные сборки

Все инструменты, перечисленные в заголовке этого раздела, применялись для создания деталей сточных решеток (рис. 9). Металлические пластины удобно выполнять в любой плоскости МСК по характерным точкам. Модификатор позволяет создавать отверстия, тиражировать их массивами, копировать между элементами КМ через копирование самого значка модификатора.

Объекты, состоящие из нескольких пластин, объединяются в общую деталь через конструктивные сборки, которые можно впоследствии специфицировать поштучно либо собрать спецификацию деталей на одну сборку.

Рис. 9. Создание деталей сточных решеток

Конструктивные сборки удобно использовать для тиражирования сгруппированных объектов по модели, после чего их можно разобрать. Отредактировав одно вхождение сборки, можно внести изменения во все остальные, что значительно ускоряет работу!

Часть 2. Инструменты 3D-модуля. Режим прямого моделирования. Параметрика. Сети

Прямое 3D-моделирование

Прямое 3D-моделирование идеально подходит, чтобы быстро набросать объект сложной геометрии. Мы можем поднимать эскизы с двумерной подложки, причем несколько объектов одновременно. Но помним, что при прямом моделировании эскиз становится частью тела, и отредактировать геометрию тела, объединенного булевыми операциями, ни через эскиз, ни с помощью «ручек» редактирования не получится. Продолжаем работать булевыми операциями, вдавливаем или выдавливаем грани одноименной командой – иногда этого достаточно, чтобы оперативно внести корректировки.

Пример конструкций, выполненных в режиме прямого 3D-моделирования, – откосы моста (рис. 10). Откос собран из тел вытягивания по сечениям, тел выдавливания, примитивов клиньев и объединен в один объект булевыми операциями.

Рис. 10. Пример конструкций, выполненных в режиме прямого 3D-моделирования

Параметрическое 3D-моделирование

Моделирование в режиме 3D-параметрики отлично подходит в случаях, когда необходима возможность работы с эскизом тела вращения, выдавливания, вытягивания по траектории, или нужно вносить изменения в два эскиза тела вытягивания по сечениям, каждый раз получая с минимальными трудозатратами объект с новыми типоразмерами. Еще мы можем менять отметки характерных точек траектории тел вытягивания, направляющих кривой.

В режиме редактирования эскиза можно оперативно вносить изменения в сечение тела через параметрические (размерные) зависимости. Параметрические зависимости могут быть численно связаны между собой и со значениями, введенными при выполнении команд выдавливания, вытягивания и т.д. в менеджере параметров (рис. 11).

Рис. 11. Связь параметрических зависимостей с введёнными значениями при выполнении операций выдавливания и вытягивания

Этот режим моделирования компенсирует некоторые ограничения возможностей встроенного в nanoCAD BIM Строительство редактора параметрического оборудования. В качестве траектории тела вытягивания может использоваться любой примитив Платформы, в том числе 3D-полилиния и спираль. Все нюансы работы в режиме параметрического 3D-моделирования хорошо задокументированы в справке Платформы nanoCAD.

Пример использования этого режима – построение тел вытягивания с плавным переходом от одного сечения к другому: балок двутаврового сечения по серии 3.503.1-81 (рис. 12).

Рис. 12. Построение тел вытягивания с плавным переходом от одного сечения к другому

Встроенными булевыми операциями в режиме параметрического моделирования выполняются строповочные отверстия.

Балки можно копировать в модели ассоциативным массивом по траектории (инструмент Платформы nanoCAD: вкладка Главная, панель Редактирование), после чего массив и объекты массива взрываются для получения исходного тела (3d solid).

Часть 3. Пополнение библиотеки объектами из сторонних приложений

nanoCAD BIM Строительство поддерживает импорт всех отраслевых форматов, а также позволяет выполнить преобразование IFC-объектов сторонних BIM-решений в параметрические объекты nanoCAD BIM Строительство. Для этого импортированный объект взрывается командой Разбивка. Сеть, полученная таким образом из IFC-объекта, затем преобразовывается в 3D-тело одноименной командой на вкладке 3D. На этом этапе мы можем применить к телу булевы операции. Если мы опять преобразуем тело в сеть, активируется режим редактирования сети за отдельные узлы. Таким образом, комбинируя свойства сетей и тел, мы можем добиться оптимального результата редактирования (рис. 13).

Рис. 13. Процесс преобразования IFC-объекта

Часть 4. Пополнение библиотеки через SDK

С выходом новейшей на сегодня версии nanoCAD BIM Строительство появилась возможность создания собственных параметрических объектов с помощью API. Справочная документация по SDK есть в Личном кабинете пользователя, также ее можно запросить у вашего дилера. В ней содержится вся необходимая информация, расписаны все библиотеки классов C#, в директории samples содержатся основные примеры кодов. Участникам клуба разработчиков nanoCAD (рис. 14) доступны бесплатные лицензии для разработки, свой форум и багтрекер.

Функциональные возможности API:

• чтение и запись объектных свойств;
• создание и редактирование основных категорий объектов;
• создание объектов с использованием библиотеки стандартных компонентов;
• создание пользовательских параметрических объектов;
• возможность совместного использования с API Платформы nanoCAD;
• работа с материалами и библиотекой материалов.

Открытое API позволяет интегрировать собственные инструменты автоматизации проектирования с учетом нюансов конструкций ваших объектов. Доступная и оперативная обратная связь с разработчиками обеспечивает возможность внедрять наиболее востребованные функции и инструменты в общий дистрибутив по мере развития программного продукта.

Рис. 14. Клуб разработчиков nanoCAD

Подведем итоги. Мы рассмотрели в общих чертах способы пополнения библиотеки объектов на примере конструкций моста (рис. 15), а также базовые инструменты программного решения nanoCAD BIM Строительство и ряд инструментов смежных приложений, расширяющих возможности моделирования конструкций любой сложности. 

Рис. 15. Конструкция моста, выполненная с помощью nanoCAD BIM Строительство

На форуме «СИЛА ПЛАТФОРМЫ» Татьяна Александровна Помельникова, руководитель группы, спикер от Института «Стройпроект» (входит в Нацпроектстрой), в деталях рассказала об особенностях проектирования мостов и линейных сооружений, а также о применении сотрудниками навыков, полученных в процессе обучения, на реальных объектах (рис. 16).

Рис. 16. Слайд из выступления Т. А. Помельниковой на форуме «СИЛА ПЛАТФОРМЫ»

Мы получили очень теплые отзывы о нашей совместной работе. И поскольку тема моделирования объектов транспортной инфраструктуры оказалась очень востребованной, открыли на нашем портале обучение по данной программе для всех желающих – как для юридических, так и для физических лиц. Что важно, компания «РОМБИТ» является авторизованным учебным центром «Нанософт».

Для обучения можно запросить у нас оценочную 30-дневную версию программы и необходимые файлы, помогающие самостоятельно пройти тест-драйв по всем разделам проектирования (рис. 17).

Рис. 17. Обучающие материалы по nanoCAD BIM Строительство

Есть вопросы? Пишите на forum.nanocad.ru, в телеграм-канал nanoCAD и, конечно же, нам. Желаем успехов в освоении возможностей nanoCAD BIM Строительство, ждем вас на наших вебинарах, тест-драйвах и онлайн-обучении!

 

Сапрыкина Анна Михайловна

ведущий специалист отдела внедрения ПО,

ведущий инженер-конструктор раздела ПГС,

компания «РОМБИТ»

 

 

О компании «Нанософт»

«Нанософт» – российский разработчик инженерного ПО: технологий автоматизированного проектирования (CAD/САПР), информационного моделирования (BIM/ТИМ) и сопровождения объектов промышленного и гражданского строительства (ПГС) на всех этапах жизненного цикла, а также сквозной цифровизации всех процессов в производстве. Флагманский продукт – Платформа nanoCAD – универсальная САПР для создания чертежей и 3D-моделей с прямой поддержкой *.dwg-формата.

Официальный сайт: nanocad.ru

 

Партнер «Нанософт» по внедрению

ООО «РОМБИТ» - это команда профессионалов, занимающихся импортозамещением ПО более 10 лет. Мы работаем с пользователями в различных областях деятельности. Это инженеры, бухгалтеры, снабженцы, руководители, секретари и многие другие, кто столкнулся с необходимостью менять свои привычные цифровые инструменты работы. В условиях усилившегося импортозамещения, всем приходится ломать сложившиеся рабочие процессы. Поэтому мы работаем над тем, чтобы рабочие процессы не нарушались там, где это возможно, а пользователи не испытывали трудности с переходом на российские программные продукты.

Мы предоставляем клиентам IT поддержку и даём людям уверенность, что они могут продолжать достижение своих целей, а мы выполним их задачи по замещению иностранного ПО. Знания, опыт и экспертные мнения нашей команды позволяют осуществить IT-трансформацию в «фоновом» режиме.

Официальный сайт: rombit.ru