Использование BIM-технологий при проектировании металлоконструкций химической установки

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 продуктовModel Studio CS.

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 перечнем 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;
• 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 и 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. Примеры металлических конструкций из БД

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

Рис. 3. Результат выполнения команды Каркас

В процессе проектирования можно воспользоваться командой «Редактор металлопроката», и выбрав группу, тип и норматив металлического профиля, вычертить новый или заменить на другое сечение. При изменении автоматически перестраивается узел, связанный с изменяемым металлическим профилем.

Рис. 4. Интерфейс работы команды Редактор металлопроката

Реализован функционал по созданию составного сечения из различного типа стандартных и нестандартных профилей. Разместив набор профилей разного 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

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

1) выбрав параметрический узел из библиотеки стандартных компонентов, 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 параметического узла из БД

2) создать пользовательское узловое соединение командой Создать узел с последующей его доработкой посредством соответствующих инструментов;

Рис. 7. Создание и подрезка конькового узла

3) создать узел с помощью редактора узла с расстановкой фасонных деталей, образованных из 3D-примитивов.

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. 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

Работать со сборочными изделиями позволяет функционал по формированию сборок произвольной формы из элементов металлопроката. Для создания сборки КМ пользователю необходимо указать:

• необходимые компоненты;
• базовую точку сборки и основные атрибутивные характеристики.

Рис. 10. Процесс создания металлических сборок

В параметрах объединенной модели создается иерархический список свойств входящих в сборку компонентов. 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

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. Расформирование металлической сборки

Model Studio CS Строительные решения предоставляет эффективный инструментарий для проектирования кабельных эстакад, 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

По просьбе пользователей проектных институтов реализован функционал по автоматической расстановке металлических пластин под опоры трубопровода, выполненных в программном комплексе Model Studio CS Трубопроводы. 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

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 SCADOffice. 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. Результат обратного импорта из ПК ЛИРА в MS 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. Программное обеспечение позволяет автоматически 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. 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.

Кроме отчетной документации в виде таблиц, предоставляется возможность сформировать ведомость объемов работ. Если объектам назначены сметные свойства, то 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. 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

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.

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

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

При поддержке Российского фонда развития информационных технологий реализован интерфейс по экспорту/импорту 3D-моделей в формат IFC. Новый функционал позволяет обмениваться графической и текстовой информацией на основе технологии BIM (Building Information Modeling) между различными производителями 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 сохраненных 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 ПОTekla металлические профили можно редактировать как металлические профили Model Studio CS Строительные решения: 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. 21. Редактирование импортированных профилей металлопроката в Model Studio CS Строительные решения

Таким образом, программный комплекс Model Studio CS Строительные решения обладает широким спектром инструментов, позволяющих упростить проектирование, входит в отечественный реестр программного обеспечения, обеспечивает информационную безопасность и сокращение санкционных рисков за счет обеспечения 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»

Александр Белкин,
руководитель отдела комплексных решений
АО «СиСофт Девелопмент»

Статья была опубликована в журнале «Управление качеством», № 12, 2022