Применение САПР-системы Revit Structure при проектировании систем зданий и экспорт данных в решатель Лира САПР

УДК 725

А. Г. Мазина, Р. Е. Бойчин, А. С. Васильев, В. Л. Земляк

ПРИМЕНЕНИЕ САПР-СИСТЕМЫ REVIT STRUCTURE ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ ЗДАНИЙ И ЭКСПОРТ ДАННЫХ В РЕШАТЕЛЬ ЛИРА САПР

Данная работа посвящена исследованию возможности проектирования и расчёта несущих конструкций с использованием аналитической модели в программе ПК ЛИРА САПР. В частности, производился расчёт плит перекрытий и колонн здания проектируемого университета. Здание с учётом строительных норм и правил проектировалось в Revit Structure. Затем осуществлялся экспорт модели с последующим расчётом в ПК ЛИРА САПР. В рамках данной работы рассматривалось взаимодействие программы для проектирования Revit Structure и программы для расчёта ЛИРА САПР.

Ключевые слова: строительство, САПР-системы, проект, ПК ЛИРА САПР, САПФИР 3D. Введение

Цель: исследовать проблемы при экспорте из Revit Structure и построении конечно-элементной модели в ПК ЛИРА САПР.

Задачи исследования:

1. Провести анализ взаимодействия программы для проектирования Revit Structure и программы для расчёта ЛИРА САПР.

2. Предложить алгоритм взаимодействия данных программ между собой с учётом проблем, возникающих при экспорте.

В связи с длительным сроком эксплуатации учебных корпусов университета и их естественным износом возникла необходимость строительства нового комплекса университетских зданий, отвечающих современным требованиям эргономики. Было принято решение разработать комплексный проект ПГУ имени Шолом-Алейхема.

Для главного корпуса ПГУ имени Шолом-Алейхема была выбрана форма эллиптического параболоида, что сказывается на криволинейной

Мазина Анастасия Геннадьевна — магистрант (Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, Биробиджан); e-mail: nastena_g78@mail.ru.

Бойчин Роман Евгеньевич — магистрант (Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, Биробиджан); e-mail: vellkom@list.ru.

Васильев Алексей Сергеевич — кандидат технических наук, старший преподаватель (Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, Биробиджан); e-mail: vasil-grunt@mail.ru.

Земляк Виталий Леонидович — кандидат физико-математических наук, доцент, проректор по научной работе и инновациям (Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, Биробиджан); e-mail: vellkom@list.ru.

© Мазина Н. А., Бойчин Р. Е., Васильев А. С., Земляк В. Л., 2017

91

форме плит перекрытий. Выбор был сделан в связи с рациональностью, эргономичностью и гибкостью планировочных решений.

Разработка проекта корпуса университета

Проектируемое здание университета представляет собой здание с внутренним двором и примыкающими к нему вестибюльной группой, спортзалом и четырьмя учебными корпусами. Центральный блок представляет собой в плане четырёхэтажное здание прямоугольной формы, деформированное с четырёх сторон в форме вогнутой линзы. На рисунке 1 представлен передний фасад здания.

Рис. 1. Передний фасад здания

Кровля университета плоская многослойная с внутренним водостоком, в месте прохода деформационного шва, кровля разделяется противопожарной преградой, выход на кровлю обеспечивается двумя выходами, от которых ходовые дорожки ведут в камеру вытяжной вентиляции и комнату уборочного инвентаря. Планировочная структура здания сложная и запроектирована индивидуально, исходя из требований, предъявляемых к высшим учебным заведениям (рис. 2 — 3).

В подвале здания располагаются камера приточной вентиляции, электрощитовая, тепловой пункт и технические помещения. На первом этаже располагаются вестибюльная группа с предбанником, гардеробом и вахтой. В центральном блоке располагаются столовая с кухней, библиотека с книгохранилищем и санузлы. На втором этаже отдельно вынесен спортзал с тренажёрными залами и раздевалками. В центральном блоке расположены потоковая аудитория, занимающая по высоте второй и третий этажи, компьютерные классы, аудитории, зал для студенческих конференций, кафедры, санузлы, душевые с раздевалками. На третьем этаже расположились канцелярия, архивы, книгохранилище,

92

читальный зал, медпункт, зал для конференций, кафедра, деканат, технический отдел, спецотдел и санузлы.

Рис. 2. Разрез здания в продольных осях

На четвёртом этаже находятся типография, отдел кадров, завхоз, проректорские, ректорская с секретариатом, хозяйственный отдел, отдел трудоустройства, отдел по работе со студентами, отдел дополнительного образования, серверная, бухгалтерия с кассой, международный отдел, отдел безопасности, отдел внеучебной и научной работы, а также санузлы. Через крышу имеется доступ к помещениям уборочного инвентаря и камерам вытяжной вентиляции.

Рис. 3. Внутренняя планировка корпуса университета в Revit Structure

93

Проект здания выполнен в программном комплексе Revit Structure 2015 учебная версия, согласно требованиям СП 118.13330.2012 «Общественные здания и сооружения».

Аналитическая модель здания, экспортируемая в решатель ЛИРА САПР, содержит в себе не только геометрию, но и физико-механические свойства материалов, из которых состоят несущие элементы здания, и строится на основе BIM (Building Information Model) технологий.

Далее модель сохраняется в универсальном формате *.ifc для дальнейшей отправки в САПФИР с последующим расчётом в ПК ЛИРА САПР (рис. 4).

Рис. 4. Сохранение модели в универсальном формате

Для дальнейшей работы модель здания необходимо открыть в программном комплексе САПФИР 3D версии 2015, которая была сохранена ранее (рис. 5).

На следующем этапе работы необходимо удалить элемента;, не участвующие в расчёте здания. На основе физической модели, переданной из Revit, создаётся расчётная схема в САПФИР 3D. Для дальнейшей передачи расчётной модели в программный комплекс ЛИРА САПР версии 2013 необходимо произвести триангуляцию (создание конечно-элесентной сетки из треугольников) плит перекрытий в программе САПФИР 3D [4, с. 20]. Дискретная модель здания представлена рисунком 6.

Далее осуществляется передача модели здания из программы САПФИР в программу ЛИРА. Необходимо отметить, что при экспортировании модели из программы Revit Structure в универсальном формате *.ifc возникли некоторые сложности при отображении конструкции, которые впоследствии были устранены в программе САПФИР 3D, они мешали дальнейшему расчёту в программе ПК ЛИРА САПР.

94

Рис. 5. Физическая модель здания в программе Сапфир

В 7-1 (п гз ПЕ1 .Е1'^

Рис. 6. Дискретная модель здания

Также при создании расчётной схемы в САПФИР ЗО наблюдается отсутствие большей части колонн, которые присутствовали на физической модели здания. Чтобы отсутствующие колонны проявились на расчётной схеме, необходимо назначить материал колонн, в данном случае это будет бетон марки В25. Оставшиеся на физической модели колонны на расчётной схеме отображаются не корректно — в виде плоскостей вместо стержней, их необходимо удалить и вместо них создать новые колонны на физической модели, предварительно создав новые уровни.

Заключение

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что для более корректной работы необходимо усовершенствовать передачу аналитической моде-

95

ли из программы Revit в программный комплекс САПФИР 3D, дополнив его соответствующим экспортирующим модулем. Подобные модули экспорта из Revit в расчётные комплексы есть у многих производителей. Вот пример одного из них — это модуль двухстороннего экспорта данных из Revit в Robot Structural Analysis и обратно с результатами расчёта.

Для удобства установки и использования данный модуль можно разместить в магазине приложений Autodesk (www.app.autodesk.com) в разделе приложений для Revit, где каждый, у кого есть учётная запись Autodesk, может беспрепятственно скачать и установить модуль в Revit для связи с САПФИР 3D, который сможет передать информационную модель здания без потерь информации о несущих элементах в расчётный комплекс ЛИРА САПР.

Данный способ передачи информации из одного программного комплекса в другой может помочь сэкономить время конструктору при выполнении комплексного расчёта несущих конструкций любой сложности.

Список литературы

1. СП 20.13330.2012 Нагрузки и воздействия.

2. СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции.

3. СП 118.13330.2012 Общественные здания и сооружения.

4. Артамонова А. Е., Водопьянов Р. Ю., Гензерский Ю. В., Титок В. П. Программный

комплекс ЛИРА-САПР 2012. Киев; Москва: Электронное издание, 2012. 208 с.

* * *

Mazina Anastasia G., Boychin Roman E., Vasiliev Alexei S., Zemlyak Vitaly L. APPLICATION OF REVIT STRUCTURE CAD SYSTEMS IN DESIGNING BUILDING SYSTEMS AND EXPORT OF DATA TO LIRA CADER RESTRICTOR

His work is devoted to the study of the design and calculation of load-bearing structures using the analytical model in the PC LIRA CAD program. In particular, calculation of slabs and columns of the building of the projected university was carried out. The building, taking into account building codes and rules, was designed in Revit Structure. Then the model was exported and then it was calculated in the PC LIRA CAD. In the framework of this paper, the interaction of the program for designing Revit Structure and the program for calculating the LIRA CAD was considered.

Keywords: structure, CAD-system, project, PC LIRA CAD program, SAPHIR 3D.

References

1. SP 20.13330.2012 Loads and impacts (In Russ.).

2. SP 63.13330.2012 Concrete and reinforced concrete structures (In Russ.).

3. SP 118.13330.2012 Public buildings and structures (In Russ.).

4. Artamonova A. E., Vodopyanov R. Yu., Genzersky Yu. V., Titok V. P. Programmnyj kompleks LIRA-SAPR 2012, The program complex LIRA-CAD 2012. Kiev; Moscow, 2012. 208 p.

•Jc -Jc -Jc

96