Опыт АПБ A|U при проектировании жилых объектов

Архитектурно-проектное бюро A|U выступает основным исполнителем и партнёром девелоперской компании “Унистрой”, являющейся лидером по вводу жилья в Приволжском федеральном округе России. На примере жилых зданий конструкторы показывают, как решения Tekla Structures помогают в массовом строительстве.

АПБ A|U в отделе конструктивных решений (далее по тексту отдел КР) использует Tekla Structures как основной программный продукт. Алгоритм взаимодействия в бюро выстроен так, что обмен информацией между смежными отделами происходит через формат IFC и реже через DWG.

Взаимодействие архитекторов с отделом конструктивных решений

После создания трехмерной архитектурной модели задание передается в отдел конструктивных решений. При импорте архитектурная модель надземной части здания в формате IFC преобразуется в нативные объекты Tekla Structures.

Далее отдел КР проектирует подземную часть модели и передает ее обратно в формате IFC. Архитекторы разрабатывают архитектурную модель по заранее согласованным требованиям от отдела КР, таким как именование материалов, слоев, принципов осевой привязки, компоновки и пересечений элементов, требованиям к геометрии элементов и др. Набор таких правил позволяет в дальнейшем сильно упростить и автоматизировать процесс формирования конструктивных элементов. 

Открытый подход

На примере жилого здания с несущим кирпичным каркасом основными проектируемыми конструктивными элементами являются: несущие кирпичные стены, сборные железобетонные пустотные плиты, фундаментные блоки ФБС, перемычки над проемами и другие элементы. Для автоматизации проектирования таких элементов в бюро A|U создан ряд собственных программных разработок с учетом собственной среды и алгоритма работ. 

Каждая организация может создавать свои плагины там, где невозможно применить стандартные компоненты Tekla Structures (сложные формулы и вычисления, необходимость полностью исключить пользователя из процесса работы, выбора каких-то элементов). Благодаря плагинам программа начинает самостоятельно анализировать модель. Для их написания не обязательно полностью знать API, достаточно базовых знаний, но важно понимать математические и геометрические алгоритмы. 

Плагины и приложения, разработанные в бюро, которые ускоряют работу отдела КР:

• для задания нагрузок на расчетную схему, ветровых, эксплуатационных, нагрузок от перегородок;
• автоматическая раскладка сборных железобетонных плит перекрытий;
• плагины для проектирования свайного основания, автоматический сбор нагрузок на свайные ростверки, специальный компонент (стандартный функционал) для определения количества свай, их расстановки и подгонки расстояний между ними; 
• импорт усилий в ростверках из расчетных программ, фактических нагрузок в сваях за счет отдельной программы, которая забирает данные из электронных таблиц и записывает в элементы Tekla;
• автоматическая раскладка фундаментных блоков ФБС с учетом перевязок, отверстий;
• создание групп перемычек над проемами, автоматический сбор нагрузок на перемычки на основе анализа элементов модели над перемычками;
• плагины и приложения для работы с армированием элементов, проверка соответствия заданного армирования расчетному, инструмент для унификации и выравнивания арматурных стержней и др.;
• инструменты для ускорения оформления чертежей, дополнения для автоматического образмеривания элементов;
• отдельный функционал для проверки несущей способности кирпичных простенков в Tekla на основе усилий, импортированных из расчетного комплекса.

После несложных операций по созданию основных элементов конструктивной модели отдел КР переходит к формированию расчетной схемы, а затем – расчету схемы подготовленной в Tekla (модель уже практически не редактируется в расчетной программе). После расчета в Tekla импортируются усилия в сваях, кирпичных стенах, ростверках для последующего конструирования. 

Нестандартные решения и связки, которые применили конструкторы A|U. Детальная схема организации работы:

• передача архитектурной модели позволяет не поднимать заново модель с подложек, а сразу получать все стены, перекрытия, которые отдел КР может  далее детально конструировать.
• преобразование проекта для передачи в Tekla Structures (отключение несущественных элементов) и передача в раздел “Опорные модели” в формате DWG/IFC. Преобразование архитектурных моделей в объекты Tekla Structures (через раздел “Управление”)
• конструирование в Tekla Structures (анализ работы и описание проблемных точек см. ниже)
• создание расчетной модели средствами Tekla, задание нагрузок и граничных условий
• экспорт модели Tekla Structures в расчетные комплексы с помощью специальной связки, разработанной Tekla Structures совместно с расчетным программным комплексом.
• доработка расчетной схемы - подгрузка геологических условий конкретной стройплощадки с помощью отдельной связки
• загрузка обновленной модели в Tekla Structures, усилий в элементах для проверки и конструирования (необязательно перезагружать проект полностью, достаточно обновить некоторые узлы, – например, усилие в ростверках с учетом геологии участка)
• подготовка документации для последующей передачи на стройплощадку.

«Внедрение Tekla Structures - выгодное начинание как для заказчика проекта, так и для исполнителя. Этим программным продуктом можно пользоваться «из коробки», решения достаточно полные. Доработка кода доступна любому продвинутому пользователю Tekla Structures. И для работы в Tekla Structures инженер не обязательно должен обладать навыками программирования. Единственное, без чего не обойтись, - считает ведущий конструктор A|U Евгений Юдинцев, - это желание учиться и осваивать новое».
 

Преимущества проектных организаций, помимо выпуска стадии П и стадии Р

После выпуска чертежей стадии П и Р ту же модель можно использовать при работе со смежными отделами и выдавать им необходимую детализацию (например, для проверки пересечки с инженерными сетями – можно выдать модель LOD 200, при подготовке производства – LOD 400), а не начинать разработку с нуля. В Tekla Structures также моделируют вспомогательные конструкции, такие как опалубка или подмости. За счет высокой производительности программного обеспечения можно работать с высокодетализированными моделями, где есть арматура, муфты, анкеры, закладные и другие мелкие детали. Вся работа с геометрией в Tekla Structures происходит не на уровне примитивов, а на уровне элементов – каркасов, металлических сборок (в т.ч. закладных изделий) и объемов бетона.  Выгрузка данных в спецификацию возможна без дополнительных настроек, пользователь не создает никаких классификаторов. Все настройки уже идут вместе со средой Russia – локализацией Tekla Structures под строительные нормы России и стран СНГ. Дополнительные возможности: 

• автоматизация подготовки гнутой арматуры для каркасов (выгрузка данных в формате .bbvs на гибочный станок)
• выгрузка файлов для сборного железобетона
• модули для планирования поставок, деления модели на захватки и единицы бетонирования.

«Такие показатели во внедрении этой трехмерной связки, конечно, были бы невозможны без людей с горящими глазами, фанатов своего дела, которые этим процессом интересуются, готовы тратить время на самообучение», – подытожил Евгений Юдинцев.

Результаты внедрения Tekla Structures в цифрах:

• 2 месяца на первую передачу проектной документации в экспертизу
• 1 месяц – среднее время обучения новых сотрудников
• 600 чел./часов – экономия трудозатрат*
• через 1 неделю после старта работы над разделом – передача заказчику ведомости основных объемов работ/материалов
• за 1 неделю до выдачи готового проекта при использовании Tekla Structures допустимо внесение оптимизационных решений в проект на любом этапе

*на примере конструирования 7-секционного жилого дома площадью 15 000 кв.м с разработкой проекта в формате .dwg. 

Обзор подготовлен по итогам презентации ведущего конструктора проектного бюро A|U, Евгения Юдинцева. Смотрите запись вебинара с пошаговой разработкой модели здания и проектирования жилого дома в Tekla Structures за 20 минут.