О компьютерных технологиях проектирования

В рамках международной конференции “Проблемы надежности машин и конструкций” ("Надежность-2002"), проходившей в Минске с 24 по 26 сентября 2002 г., был проведен специализированный семинар “Современные компьютерные технологии проектирования и обеспечение надежности строительных конструкций”. Специалисты ООО “Еврософт” рассказали о новых программах виртуального проектирования.

Программные комплексы семейства MicroFe&STARK ES, разработанные ООО “Еврософт”, используются тысячами проектных организаций в мире.
Наибольшее распространение эти комплексы получили в России и Германии. Уникальные возможности анализа работы пространственной конструкции здания (сооружения) совместно с основанием, использование современных моделей механики и вычислительной математики позволяют проектировщикам в одних случаях избегать необоснованных перерасходов строительных материалов, а в других — обеспечивать безопасность конструкции в период строительства и эксплуатации.
Объединенный персонал ученых и специалистов по проектированию пространственных конструкций, по разработке расчетных положений СНиП и по созданию программных продуктов массового применения успешно применяется при проектировании и экспертизе сложных и ответственных объектов строительства.

MicroFe&STARK ES
Это современный программный комплекс, предназначенный для расчета строительных конструкций на прочность, устойчивость и колебания методом конечных элементов.
Комплекс имеет более эффективный решатель, позволяет проводить армирование подбалок. Показ и подбор усилий и арматуры тут проводится в произвольной системе координат. Есть возможность рассматривать односторонние двухпараметрические упругие основания для пространственных систем. Также возможно использовать в задачах статики и динамики несколько типов кинематических гипотез. Есть новые функции создания и редактирования расчетной схемы и функции сортировки различных объектов расчетной схемы. Можно определять наиболее опасное направление сейсмического воздействия, а также требуемое количество собственных форм для расчета на сейсмические воздействия.
Комплекс имеет интерфейс с ArCon, ArchiCAD.
При несанкционированном завершении работы программы возможно сохранение резервной копии проекта.
Функциональные возможности комплекса очень широки. Графический интерактивный ввод данных сложных пространственных конструкций производится при помощи естественных для инженера объектов (фундаментов, колонн, стен, перекрытий, подбалок, нагрузок), тут же осуществляется автоматическая генерация пространственных КЭ-моделей. Проводится оценка качества КЭ-сетки и ее оптимизация. В качестве подосновы используются 2D- и 3D-DXF-файлы. Работать можно со всей расчетной схемой, а можно и с фрагментом.
Возможности расчетов распространяются на плоские и пространственные стержневые конечные элементы, в том числе с учетом поперечного сдвига. Возможно определение характеристик сложных сечений, сосредоточенных и распределенных нагрузок (силовых и кинематических) в локальных и глобальных системах координат, в том числе независимых от КЭ-сети; кроме того, распределение температурных, стандартных и подвижных нагрузок.
Комплекс позволяет проводить статические и динамические расчеты, а также расчеты на устойчивость.
Конструктивные расчеты железобетонных и металлических элементов производятся по нормам СНиП, DIN, EC2. Расчет пульсационной составляющей ветровой нагрузки выполняется в соответствии со СНиП 2.01.07-85, а также с новыми "Рекомендациями по уточненному динамическому расчету зданий и сооружений на действие пульсационной составляющей ветровой нагрузки". Расчет на сейсмическое воздействие проводится в соответствии со СНиП 2.03.01-84, а также с "Рекомендациями по определению расчетной сейсмической нагрузки для сооружений с учетом пространственного характера воздействия и работы конструкций".
Комплекс имеет развитый графический и табличный вывод. Изображение результатов производится посредством изолиний, изоповерхностей, цифровых значений или эпюр по произвольным сечениям, в том числе для произвольных фрагментов расчетной схемы. Есть анимация для задач устойчивости и динамики. Исходные данные и результаты выводятся в виде DXF-, HPGL-файлов, а также WinWord.
Возможности версии MicroFe 7.20/STARK_ES 2.20
В состав MicroFe7.2 входит и программный комплекс для расчета пространственных конструкций на прочность, устойчивость и колебания proFEt 7.2. Версия имеет новый интерфейс без правого иерархического меню. Новые функции связаны с образмериванием и определением расстояний. Появились новые возможности функциональных клавиш.
При копировании этажа копируются также соответствующие нагрузки. Набор позиций стал более обширным (в proFEt 7.2 можно описывать шарниры для колонн, подбалок). В proFEt можно работать с 3D-стержнями. Появились новые возможности настройки изображения, а также возможность экспорта в eLines.

Новое в STARK_ES 2.20
Теперь здесь можно создавать и редактировать 3D-позиции. Обновлены типы расчетов: задачи устойчивости и анализа спектральных свойств матрицы жесткости систем с конструктивной нелинейностью. Можно определять требуемую арматуру для плит (балок, стенок, оболочек), удовлетворяющую требованиям трещиностойкости. Обновлены возможности учета реальных размеров и связей различных конструктивных элементов, взаимодействующих друг с другом (плита перекрытия — колонна). На основе статических гипотез (CLPL/RBKF) появилась возможность выбора в графическом режиме элементов для выполнения конструктивных расчетов металлоконструкций по СНиП. Профили (сечения) элементов можно просматривать в режимах редактирования материалов. Свободные нагрузки переводятся в прикладываемые в узлах и к стержням. Появились новые более точные объемные элементы (в том числе ортотропные), шарниры для объемных элементов. При интерполяции деформационных нагрузок есть возможность выполнять расчет пофрагментно. Можно задавать нелинейные комбинации для сейсмики и динамического ветра при анализе результатов.
Расширен ProfilMaker, позволяющий теперь определять наиболее опасные направления динамических воздействий для элементов и усилий. Возможны экспорт в ПРУСК, определение предельных нагрузок методом псевдожесткостей, передача реакций из проекта в проект (для определения влияния грунта).

Новые версии: ArCon 5.0/+ 5.0 и ArCon+ 6.02
ArCon — современное динамично развивающееся программное средство в области архитектурного проектирования и дизайна, предназначенное для архитекторов, дизайнеров, производителей готовых домов и мебели, риэлтеров, строителей, одним словом, всех, кто связан с проектированием, дизайном и строительством.
Новые версии ArCon поддерживают современные Интернет-технологии.
Версии ArCon 5.0/ArCon+ 5.0 обладают рядом новых возможностей, становятся незаменимым помощником специалистов строительной отрасли, позволяя быстро и качественно решать задачи проектирования и дизайна. Новые функции этих версий программы Arcon: полукруглые и круглые стены, точная привязка в режиме дизайна, дизайнер лестничной площадки, дизайнер плит, а также новые макросы. Arcon позволяет быстро и эффективно планировать и конструировать сооружение, двигаясь от идеи через разработку и оформление проекта к расчету объема работ и стоимости. Презентация проекта достаточно эффектна благодаря высококачественной 3D-визуализации.
В ArCon 5.0 ввод общих планов произвольной геометрии проводится с использованием растра, вспомогательных линий и линеек. Возможно планирование и конструирование произвольного количества этажей, включая подвальный и чердачный. Этажи можно "включать" и "выключать". Стены создаются как 3D-модель, пересечение стен строится автоматически. Появилась возможность создавать полукруглые и круглые стены. Окна и двери выбираются из предложенного списка, имеется возможность конструирования окон. Перекрытия устанавливаются автоматически. Есть возможность выделения группы элементов в режиме конструирования для удаления.

Автоматически конструируются L-образные, U-образные, прямые, спиральные, полукруглые лестницы, винтовые лестницы с центральной стойкой, включая перила. Все лестницы можно рассматривать как монолитные или как деревянные конструкции. Для каждой лестницы можно определить нижний и верхний уровень; при помощи ввода угла можно создавать трапециевидные нижнюю и верхнюю ступени. Есть возможность устанавливать пандусы.
Произвольно конструируются односкатные, многоскатные, вальмовые и полувальмовые крыши, а также комбинации этих форм крыш, включая покрытие крыши, стропильные конструкции и детали свеса.
Поддерживается три различных типа слуховых окон (включая конструкцию стропильной фермы). Передняя стена слухового окна может располагаться на перекрытии (ненадстроенное окно) или доходить до поверхности крыши (надстроенное слуховое окно).
В 2D и 3D-режимах комплексный интерьер включает мебель, обои, покрытия полов, которые выбираются из каталога, содержащего более 3000 объектов и текстур.

В режиме дизайна теперь есть улавливание (точная привязка) объектов.
Выделенные элементы копируются с указанием следующих параметров: количество, расстояние, направление. В режиме конструирования, таким образом, копируются окна, двери, колонны, дымоходы, вспомогательные линии, тексты; в режиме дизайна — предметы интерьера.
В качестве форматов файлов текстур поддерживаются Windows-BMP-, JPEG-, TIF-, PCX- и PGN-файлы. Возможен произвольный поворот объектов в пространстве.
Что касается 3D-визуализации, то возможна прогулка внутри помещений и снаружи в режиме реального времени днем и ночью; использование функции масштабирования и произвольного вращения. Есть контроль конфликтов при обходе, выбор режима прохода сквозь стены и мебель.
Редактор материалов позволяет обрабатывать имеющиеся в каталоге материалы и на их основе создавать новые.
Описывается ландшафт местности, для чего задаются высотные точки. На местности можно указать выемки (например, для бассейнов). Существует возможность выделить на территории области, которым присваиваются различные текстуры. С помощью специального диалога задается географическая широта и долгота. Время определяет точное положение солнца или луны, которые могут высвечиваться на заднем плане. В зависимости от времени года и суток определяется интенсивность дневного освещения. На планах и в 3D-режиме задается ориентация объекта по сторонам света.
Загрузка FEA-файлов производится из конечно-элементной системы MicroFe&STARK ES. Загрузка объектов — в формате 02С, в том числе из сети Интернет.

ArCon+ 5.0 имеет все функциональные возможности версии ArCon 5.0 и некоторые дополнительные функции.
Импорт HPGL- и 2D-DXF-файлов в качестве слоев заднего плана. Экспорт HPGL-, 2D-DXF-файлов, а также слоев ProCad в виде 3D-модели для дальнейшей обработки в других CAD-программах.
Тут возможно планирование и конструирование помещения с различными уровнями потолка и пола; поддерживаются подбалки, надбалки и стенные отверстия. Для произвольной конструкции окна можно определять подоконники внутри и снаружи. Можно конструировать двери, не доходящие до пола актуального этажа, при проектировании смещенных этажей.
При помощи виртуальных стен можно создавать помещения, частично окруженные стенами, то есть можно создавать так называемые логические помещения, которые учитываются при определении площадей. Можно разделять сплошные стены, чтобы присвоить различным участкам стен разные текстуры. Помимо этого при помощи виртуальных стен можно создавать здания, этажи которых имеют различные уровни.
В этой версии ArCon существует дополнительный тип лестницы — полигональная лестница. Возможно создание в режиме конструирования лестниц любой формы.
В режиме конструирования можно определять произвольное количество горизонтальных, вертикальных и диагональных сечений. Каждое сечение можно разместить в актуальном плане или в виде отдельного чертежа. То же касается и видов. Сечения, определенные в режиме конструирования, можно сделать видимыми и в режиме дизайна. Таким образом, можно заглянуть внутрь строения.
Расчет квадратных метров покрытия, а также погонных метров свесов крыши, стропил, коньков и ендов производится отдельно для крыш и слуховых окон.

ArCon имеет интерфейс с программными комплексами для расчета строительных конструкций MicroFe&STARK ES и proFEt&STARK ES.
В режиме дизайна возможен экспорт не только BMP-файлов, но и файлов векторных форматов (HPGL, DXF, Windows-Metafile), а также создание трехмерных плит, конструирование подвесных потолков, подиумов различной формы.
Функция отображения зданий позволяет отображать здание целиком для конструирования, например, второй половины дома. Вместе со зданием можно отобразить все предметы обстановки и конструктивные элементы. Актуальное здание можно вращать относительно произвольной оси.
Расчет площадей, объемов и характеристик помещений можно произвести с помощью функции “Информация о помещениях”. Делается расчет жилой площади с учетом коэффициентов; результаты выводятся в виде rtf-файлов.
При создании видеофильмов в формате AVI-файлов можно задавать частоту регенерации изображения, а также указывать время. С помощью этой функции можно наглядно и профессионально представить свои замыслы.
Представляется возможность детальной обработки поверхностей стен и полов. Поверхности можно разбить на произвольные сегменты и присвоить им различные материалы, такие как плитка, линолеум и паркет. Эта функция прекрасно подходит и для фасадов.
Новая версия ArCon+ 6.02 отличается очень высокой скоростью при работе в режиме дизайна. Использование средств современного программного обеспечения, включая поддержку 3D-ускорения, позволяет добиться по сравнению с предыдущими версиями ArCon 20-кратного увеличения скорости при обходе здания, изменении позиции наблюдателя и движения объектов.
Благодаря новым функциональным возможностям настройки параметров света и теней удалось значительно улучшить пространственное восприятие при обходе здания. Перемещения производят более реалистичное впечатление. Теперь создать видеоролики пользователь может всего за несколько минут.

Новый режим создания планов автоматически генерирует помещения, внутренние и внешние стены, что значительно ускоряет ввод данных. Благодаря эффективным дополнительным возможностям редактирования ArCon+ 6.02 обеспечивает высокую точность при работе, например, при внесении изменений. Дополнительное 3D-окно в режиме конструирования, в котором одновременно с вводом генерируются пространственные входные данные, позволяет производить проверку входных данных непосредственно при конструировании. При этом благодаря поддержке новых версий Windows и возможностям современных графических карт может быть организована работа на нескольких экранах.
Теперь объекты, текстуры и материалы можно выбрать не только из отдельных файлов, как это было раньше, но и из специальных банков данных. Уже в диалоге “Файл/Открыть” можно просматривать общий план и 3D-вид проекта. Возможен также просмотр дополнительных данных проекта (в режимах "застройщик", "архитектор"). Тут же предусмотрено и редактирование стен, например: разделение, удлинение, укорачивание и т.д. Элементы обстановки можно выбирать, изменять и перемещать. Можно выбрать фрагменты общего плана и переместить его, используя числовой или интерактивный метод. Предусмотрено автоматическое перемещение окон и дверей при перемещении стен, колонн и дымоходов.

ПодготовилаТаисия ЗОЛОТОВА
Окончание следует