Главная » CADmaster №1(100) 2023 » Проектирование промышленных объектов Использование BIM-технологий при проектировании металлоконструкций химической установки в среде Model Studio CS Строительные решения

Использование технологий информационного моделирования позволяет сократить временные затраты на проектирование, практически полностью исключить возможные ошибки, а также упростить прохождение согласований — в том числе в надзорных органах. Одним из эффективных инструментов BIM-проектирования является линейка программных продуктов Model Studio CS.

Рис. 1. 3D-модель химической установки Рис. 1. 3D-модель химической установки

Model Studio CS Строительные решения — универсальный BIM-инструмент для разделов АР/КМ/КЖ

Model Studio CS Строительные решения обладает широким набором специально разработанных инструментов и функций, позволяющих спроектировать промышленный объект любой сложности по разделам АР, КМ, КЖ. В этой статье мы рассмотрим раздел КМ.

Проектирование металлоконструкций в среде Model Studio CS Строительные решения можно разделить на несколько этапов:

  • формирование 3D-модели зданий и сооружений (рис. 1);
  • анализ и оптимизация конструкций в расчетных системах;
  • формирование отчетной документации в виде 2D-чертежей и спецификаций;
  • публикация модели в систему CADLib Модель и Архив для интеграции со смежными дисциплинами;
  • экспорт/импорт данных в формат IFC для взаимодействия с программными BIM-комплексами и прохождения экспертиз.

Формирование 3D-модели зданий и сооружений

В основе Model Studio CS лежит обширная база данных, содержащая типовые элементы фасонного проката в соответствии с действующими ГОСТ, СТО и ТУ; пластины и болтовые/сварные соединения, позволяющие создавать в трехмерном пространстве модели произвольного наполнения; некоторые готовые типовые металлические конструкции (лестницы, площадки, ограждения, фермы, прожекторные мачты, молниеотводы и пр.), которые можно найти в библиотеке объектов и тут же использовать в своей модели (рис. 2).

Рис. 2. Примеры металлических конструкций из БД Рис. 2. Примеры металлических конструкций из БД

Model Studio CS Строительные решения позволяет автоматизировать создание металлического каркаса здания (рис. 3). Для этого достаточно задать параметры и характеристики элементам будущего каркаса, таким как колонны, ригели, прогоны, связи и узлы.

Рис. 3. Результат выполнения команды Каркас Рис. 3. Результат выполнения команды Каркас

В процессе проектирования можно воспользоваться командой Редактор металлопроката (рис. 4), и, выбрав группу, тип и норматив металлического профиля, вычертить новый или определить другое сечение. При изменении автоматически перестраивается узел, связанный с изменяемым металлическим профилем.

Рис. 4. Интерфейс работы команды Редактор металлопроката Рис. 4. Интерфейс работы команды Редактор металлопроката

Реализован функционал для создания составного сечения (рис. 5) из различного типа стандартных и нестандартных профилей. Разместив набор профилей различного типа (двутавры, швеллеры, уголки, трубы и т.п.), при помощи стандартных инструментов графической платформы можно расположить их относительно друг друга для получения необходимого составного сечения. Команда Составной профиль позволяет сформировать составное сечение, указав профили и базовую точку построения. Полученное сечение добавляется в базу данных для дальнейшего применения.

Рис. 5. Процесс создания составного сечения Рис. 5. Процесс создания составного сечения

Теперь подробнее остановимся на узлах. Конструирование узловых соединений можно осуществить несколькими способами:

  1. выбрав параметрический узел из библиотеки стандартных компонентов (рис. 6), включающей серийные 2.440−2.1, применить его к соответствующим профилям. Геометрические размеры фасонных деталей узла всегда можно настроить в окне свойств. Выбранный параметр выделяется на демонстрационном чертеже формы; Рис. 6. Процесс вставки параметрического узла из БД Рис. 6. Процесс вставки параметрического узла из БД
  2. создать пользовательское узловое соединение командой Создать узел с последующей его доработкой посредством соответствующих инструментов (рис. 7);
    Рис. 7. Создание и подрезка конькового узла Рис. 7. Создание и подрезка конькового узла
  3. создать узел с помощью Редактора узла — с расстановкой фасонных деталей, образованных из 3D-примитивов (рис. 8). Рис. 8. Вставка в узел фасонных деталей Рис. 8. Вставка в узел фасонных деталей

Готовые узлы могут быть скопированы и изменены в пространстве модели, а затем сохранены в библиотеку узловых соединений. Это позволяет избежать необходимости многократного повторения рутинных операций.

В Model Studio CS Строительные решения реализован многофункциональный инструмент Редактор параметрического оборудования (рис. 9). С его помощью можно создать параметрическую металлическую деталь, профиль или целое оборудование любой формы.

Рис. 9. Пример выполнения металлического ограждения с помощью Редактора параметрического оборудования Рис. 9. Пример выполнения металлического ограждения с помощью Редактора параметрического оборудования

Работать со сборочными изделиями позволяет функционал для формирования сборок произвольной формы из элементов металлопроката (рис. 10). При создании сборки КМ пользователю следует указать:

  • необходимые компоненты;
  • базовую точку сборки и основные атрибутивные характеристики.
Рис. 10. Процесс создания металлических сборок Рис. 10. Процесс создания металлических сборок

В параметрах объединенной модели (рис. 11) создается иерархический список свойств компонентов, входящих в сборку. При изменении состава сборки в режиме реального времени происходит автоматический перерасчет веса изделия. Сборку можно сохранить в базу данных для дальнейшего использования.

Рис. 11. Параметры металлической сборки Рис. 11. Параметры металлической сборки

Если возникла необходимость изменить профили в сборке или состав изделия, следует воспользоваться инструментами редактирования сборки или расформировать ее с помощью команды Расформировать сборку КМ (рис. 12).

Рис. 12. Расформирование металлической сборки Рис. 12. Расформирование металлической сборки

Model Studio CS Строительные решения предоставляет эффективный инструментарий для проектирования кабельных эстакад (рис. 13), включающий базу данных, в которой содержится огромное количество параметрических объектов, таких как балки, стойки, фермы, кровля и др. С помощью команды Поднять объекты на рельеф фундаменты стойки эстакады привязываются к рельефу местности в проектное положение.

Рис. 13. Формирование кабельной эстакады Рис. 13. Формирование кабельной эстакады

По просьбе пользователей — сотрудников проектных институтов реализован функционал для автоматической расстановки металлических пластин под опоры трубопровода, выполненные в программном комплексе Model Studio CS Трубопроводы (рис. 14). Координаты верха пластин при автоматизированной вставке соответствуют низу технологических опорных частей. Габариты опорных пластин рассчитываются по формуле с учетом размера опоры трубопровода и максимального перемещения по расчету.

Рис. 14. Результат выполнения команды Расстановка опорных пластин Рис. 14. Результат выполнения команды Расстановка опорных пластин

Анализ и оптимизация конструкций в расчетных системах

Model Studio CS Строительные решения позволяет экспортировать металлические конструкции в такие расчетные системы, как ПК ЛИРА 10.x, ЛИРА-САПР (САПФИР), ПК SCAD Office. При этом передаются геометрия, параметры сечений, тип материала объектов, что позволяет, немного их доработав, осуществить проверку или подбор сечений.

Для ПК ЛИРА реализован двусторонний интерфейс: измененные в нем сечения при импорте в Model Studio CS Строительные решения будут автоматически заменены и выделены цветом в исходном файле (рис. 15).

Рис. 15. Результат обратного импорта из ПК ЛИРА в Model Studio CS Строительные решения Рис. 15. Результат обратного импорта из ПК ЛИРА в Model Studio CS Строительные решения

Формирование отчетной документации в виде 2D-чертежей и спецификаций

После создания цифровой модели в Model Studio CS Строительные решения приступаем к формированию комплекта монтажно-технологических чертежей и спецификаций в соответствии с требованиями ГОСТ 21.501−2018. Эта документация выводится автоматически по заранее сформированным правилам, называемым преднастроенными проекциями (рис. 16−17). Программное обеспечение позволяет в автоматическом режиме получать планы, разрезы, схемы, фасады, виды на основе уже имеющихся преднастроенных проекций. Способ, вид и тип вывода документации пользователь при необходимости может настраивать самостоятельно.

Рис. 16. Окно выбора профилей преднастроенных проекций Рис. 16. Окно выбора профилей преднастроенных проекций Рис. 17. Примеры сформированных чертежей и спецификаций Рис. 17. Примеры сформированных чертежей и спецификаций

Специальная команда Спецификатор позволяет настроить автоматическое получение экспликаций, спецификаций и ведомостей в соответствии с отраслевыми стандартами.

Табличные документы могут быть получены в различных форматах: nanoCAD, AutoCAD, MS Word, MS Excel и др.

Элементы оформления, такие как размеры, отметки уровня, выноски и позиции, проставляются в автоматическом (через параметры преднастроенной проекции) или в полуавтоматическом режиме с помощью соответствующих инструментов.

Наряду с формированием отчетной документации в виде таблиц существует возможность получить ведомость объемов работ. Если объектам назначены сметные свойства, можно с помощью специального инструмента экспортировать данные модели в форматах XML и ARPS в различные сметные программы (например, в ГРАНД-Смету) и получить отчетные документы в виде смет (рис. 18). Пользователь назначает параметры ГЭСН, вставляя их из базы данных. Затем с помощью команды Спецификатор производится экспорт в необходимом формате.

Рис. 18. Экспорт сметных свойств в формат XML Рис. 18. Экспорт сметных свойств в формат XML

Публикация модели в систему CADLib Модель и Архив для интеграции со смежными дисциплинами

Важной особенностью Model Studio CS Строительные решения является наличие собственной системы управления BIM-данными — CADLib Модель и Архив, предназначенной для совмещения и проверки 3D/BIM-моделей, создания электронного архива и работы с календарными планами в связке с 3D-моделями.

Система CADLib Модель и Архив обладает эффективными средствами импорта BIM-моделей любых производителей, что позволяет использовать ее в международных проектах любой сложности. Реализована возможность импорта/экспорта IFC-файлов (включая версию 4.0), а также импорта файлов AVEVA, разработаны плагины для Autodesk Revit, Autodesk Inventor, Autodesk Navisworks для прямой публикации данных в центральную БД CADLib (рис. 19).

Пользователь может выбрать необходимые правила из подсистемы проверки модели на коллизии или создать собственные. Затем алгоритмы проверки анализируют модель на выполнение соответствующих условий. В случае выявления нарушений на модели выводятся сигнальные значки-объекты — собственно коллизии.

Рис. 19. Металлический каркас в CADLib Модель и Архив Рис. 19. Металлический каркас в CADLib Модель и Архив

Экспорт/импорт данных в формат IFC для взаимодействия с программными BIM-комплексами и прохождения экспертиз

При поддержке Российского фонда развития информационных технологий реализован интерфейс экспорта/импорта 3D-моделей в формат IFC. Новый функционал позволяет обмениваться графической и текстовой информацией на основе технологии BIM (Building Information Modeling) между продуктами различных разработчиков программного обеспечения в сфере архитектурного и технического проектирования и строительства, а также работать с версиями IFC2х3 и IFC4. Средства экспорта и импорта обеспечивают возможность осуществлять настройку и маппинг параметров информационной модели и классов IFC. Настраиваемый экспорт IFC4 позволяет обмениваться данными с МГЭ (Мосгосэкспертизой) и/или ЦГЭ (Ленгосэкспертизой) на основе спецификаций IFC4. В СУИД CADLib Модель и Архив реализованы настройки извещения об изменениях, произведенных в файлах IFC. Кроме того, предусмотрен инструмент для отслеживания модификаций, появляющихся при импорте IFC-файлов, в которых хранятся уникальные неизменяемые идентификаторы объектов.

Более того, при импорте IFC-файла из ПО Tekla металлические профили можно редактировать как металлические профили Model Studio CS Строительные решения (рис. 20−21): задавать параметры и изменять размеры с помощью «ручек», получать чертежи и т.д.

Рис. 20. Импорт IFC-файла из ПО Tekla в Model Studio CS Строительные решения Рис. 20. Импорт IFC-файла из ПО Tekla в Model Studio CS Строительные решения Рис. 21. Редактирование импортированных профилей металлопроката в Model Studio CS Строительные решения Рис. 21. Редактирование импортированных профилей металлопроката в Model Studio CS Строительные решения

Таким образом, программный комплекс Model Studio CS Строительные решения располагает широким спектром инструментов, позволяющих упростить проектирование, входит в отечественный реестр программного обеспечения, обеспечивает информационную безопасность и сокращение санкционных рисков благодаря обеспечению возможности импортозамещения без потери функциональности в рамках решаемых инженерных задач. Программа динамично развивается с учетом изменяющихся государственных норм и стандартов, а также пожеланий пользователей.


Михаил Сухарев,
инженер технической поддержки
отдела комплексных решений
АО «СиСофт Девелопмент»
E-mail: sukharev.mikhail@csoft.ru


Александр Белкин,
руководитель отдела
комплексных решений
АО «СиСофт Девелопмент»
E-mail: belkin@csoft.ru

Опубликовано в журнале «Управление качеством», № 12, 2022

pdf

Скачать статью в формате PDF — 6.09 Мбайт