¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

19 окт€бр€ 2020

 ак мы воспроизвели гениальную Ўуховскую башню на ќке в nanoCAD  онструкторский BIM

—ергей —тромков

—ергей —тромков


ќригинал статьи на сайте компании ЂЌанософтї
√иперболоидна€ конструкци€ башен выдающегос€ русского инженера и конструктора прошлого века ¬ладимира √ригорьевича Ўухова Ц прорывна€ как дл€ своего времени, так и дл€ современности. Ўуховские гиперболоиды вдохновл€ли лучших архитекторов мира Ц √ауди, Ће  орбюзье, Ќимейера, Ќормана ‘остера. ќднако работы замечательного инженера долго оставались без внимани€ на его родине, в –оссии.

ћы решили привлечь внимание к уникальному архитектурному и инженерному наследию страны и воссоздали в программе nanoCAD  онструкторский BIM модель Ўуховской башни на ќке, Ц располага€ лишь фотографи€ми и двум€ чертежами.

–еализацией проекта зан€лс€ —ергей —тромков, инженер первой категории отдела технической поддержки компании Ђјрксофтї, официального партнера ЂЌанософтї


—трем€ща€с€ ввысь, легка€ и воздушна€ Ўуховска€ башн€ на ќке считаетс€ даже более совершенной, чем аналогичное строение в ћоскве. Ѕашн€, котора€ расположилась недалеко от ƒзержинска на берегу реки, признана объектом культурного наследи€ федерального значени€ и рекомендована к включению в список ¬семирного наследи€ ёЌ≈— ќ.

nanoCAD  онструкторский BIM

Ўуховска€ башн€ на ќке, спроектированна€ в nanoCAD  онструкторский BIM

Ќам, коренным дзержинцам, показалось очень символичным воспроизвести знаменитую гиперболоидную конструкцию, расположенную р€дом с нашим городом, разработанную и построенную выдающимс€ русским инженером. » сделать это в отечественном программном продукте.
nanoCAD  онструкторский BIM

Ўуховска€ башн€ на ќке
(фото вз€то из открытых источников »нтернета. ѕрофиль DedushkaMPS)

ѕочему из шести башен на ќке осталась одна

ѕ€тисекционна€ 128-метрова€ башн€ недалеко от ƒзержинска Ц единственна€ в мире гиперболоидна€ многосекционна€ опора линии электропередач. Ёто лишь одна, последн€€ из шести ажурных сетчатых конструкций, которые возвышались по обоим берегам ќки на прот€жении XX века.

„етыре парные башни высотой 128 и 68 метров на низком берегу и две поменьше Ц по 20 метров Ц на высоком служили опорами линии электропередач и помогали освещать Ќижегородскую область. Ѕашни были построены с 1927 по 1929 год по проекту и под руководством ¬ладимира Ўухова, творца Ўуховской теле- и радиобашни в ћоскве.  стати, именно под впечатлением ее постройки јлексей “олстой написал фантастический роман Ђ√иперболоид инженера √аринаї.

¬ообще количество изобретений Ўухова поражает воображение: от создани€ первых в мире гиперболоидных конструкций и металлических сетчатых оболочек строительных конструкций до установки термического крекинга нефти, создани€ морских мин, а также трубчатых паровых котлов, Ц и это далеко не полный список.

Ќо вернемс€ к башн€м. ƒо нашего времени дожила лишь одна из них, героин€ нашего проекта: четыре башни демонтировали после изменени€ маршрута ЋЁѕ, предпоследнюю сдали на металлолом, несмотр€ на статус объекта культурного наследи€. “ем важнее было обратить внимание на чудом оставшуюс€ в живых конструкцию Ц пам€тник советского конструктивизма.

—ейчас ею зан€лись и региональные власти: ведутс€ работы по укреплению береговой линии (башн€ стоит на кольцевом бетонном фундаменте диаметром 30 метров непосредственно на берегу ќки, так что течение подтачивает песчаный берег, создава€ угрозу повреждени€ фундамента и обрушени€ конструкции) и превращению башни в туристическую достопримечательность Ќижегородской области.

nanoCAD  онструкторский BIM

ѕроцесс воссоздани€ Ўуховской башни в nanoCAD  онструкторский BIM

„ем уникальны гиперболоидные конструкции

√иперболоидные конструкции Ц несмотр€ на свою видимую кривизну Ц стро€тс€ из пр€мых балок. Ёто сооружени€ в форме однополостного гиперболоида или гиперболического параболоида, то есть дважды линейчатых поверхностей: через любую их точку можно провести две пересекающиес€ пр€мые, которые будут целиком принадлежать поверхности.

¬доль этих пр€мых и устанавливаютс€ балки, образующие характерную решетку. “ака€ конструкци€ €вл€етс€ жесткой: если балки соединить шарнирно, она все равно будет сохран€ть свою форму под действием внешних сил.

Ўуховска€ башн€ на ќке состоит из п€ти 25-метровых секций, по форме €вл€ющихс€ однополостными гиперболоидами вращени€. —екции опоры сделаны из пр€мых профилей, упирающихс€ концами в кольцевые основани€. Ќа верхней секции установлена опорна€ конструкци€ с горизонтальной стальной траверсой длиной 18 метров дл€ креплени€ трех высоковольтных проводов.

ѕридуманна€ и впервые разработанна€ Ўуховым, така€ конструкци€ предполагает малое количество материала дл€ постройки, но при этом дает низкую ветровую нагрузку при высокой прочности и большой высоте.

Ўуховска€ башн€ на ќке Ц не только пам€тник архитектуры, но и пам€тник смелости инженерной мысли, истори€ и пам€ть, запечатленные в стали.

 ак шла работа над воссозданием башни в nanoCAD  онструкторский BIM

–абота в nanoCAD  онструкторский BIM позволила осмыслить наследие прошлого, пон€ть, как проектировалось и воплощалось уникальное сооружение.
‘отографии и два чертежа
Ќам удалось найти всего два чертежа. ќдин Ц чертеж нашей башни. ¬ нем содержалась вс€ информаци€, достаточна€ дл€ построени€ предварительного каркаса и основных элементов конструкции: размеры секций, размеры и количество профилей. Ќо не было ничего о верхней конструкции и траверсе. Ёту информацию мы нашли на втором чертеже, который относилс€ к не сохранившейс€ 68-метровой башне.  онструкцию колец основани€ секций пришлось строить по фотографи€м с учетом некоторых данных из чертежа. “акже по фотографи€м создавались узлы креплени€ конструкции и другие элементы, которых нет на чертеже общего вида.
чертежи Ўуховской башни

—охранившиес€ чертежи Ўуховской башни на ќке

 ак построить одну секцию башни...
ќчень хотелось прикоснутьс€ к этому чуду инженерной мысли. ѕоначалу мен€ просто пугала сложность конструкции башни Ўухова. Ќо, приступив к работе, € разбил проект на небольшие пон€тные задачи и, последовательно реша€ одну за другой, постепенно пришел к поставленной цели. nanoCAD  онструкторский BIM показал себ€ как надежный и умный помощник.

√лавной задачей проекта стало построение модели, котора€ максимально соответствовала бы реальной конструкции в принципиально важных моментах Ц в конструкции секции, а точнее в проработке наклонных образующих профилей.

Ќаиболее сложным и интересным было построить одну секцию, а значит, пон€ть все особенности профилей секций, образующих гиперболоидную конструкцию. ѕри построении скелета конструкции использовались простые примитивы наподобие отрезков и окружностей с нулевой толщиной. Ёто проста€ задача, котора€ сразу позволила визуализировать гиперболоидную конструкцию и уже на этом этапе дала довольно впечатл€ющий результат.

nanoCAD  онструкторский BIM

nanoCAD  онструкторский BIM

ѕроцесс создани€ каркаса секции

ќднако дальше надо было задать отрезкам форму, учитыва€, что эта форма Ц уголок с определенным положением в пространстве и ориентацией граней. ќказалось, что проста€ балка не может быть положена на отрезок так, чтобы в обоих основани€х получилс€ требуемый узел. Ѕолее того, визуально пересекающиес€ отрезки в каркасной модели имеют идеальное касание в одной точке, но в объемной модели уголки образуют жесткие коллизии друг с другом.

ѕосле детального изучени€ вопроса подтвердились догадки о том, что каждый профиль, €вл€€сь пр€мым, тем не менее торсионно завинчиваетс€ вдоль оси. Ёто позвол€ет полке профил€ подходить к обоим основани€м по касательной, а с пересекающимис€ профил€ми соприкасатьс€ полками Ц между пересекающимис€ профил€ми дополнительно вставлена пластина, компенсирующа€ незначительную взаимную непараллельность соприкасающихс€ полок.

nanoCAD  онструкторский BIM

ѕостроение соединительных профилей

¬ результате решено было использовать два способа: выдавливание по спиральной траектории и выдавливание с переходом. ѕервый способ потребовал довольно трудоемкой подготовки: следовало правильно расположить сечение выдавливани€ относительно начала профил€, что довольно нетривиально, и задать спираль выдавливани€, котора€ имеет большую длину, но при этом в ней нет даже четверти витка. ¬торой способ дал практически моментальный результат: указываешь начальный профиль сечени€ у нижнего основани€, конечный профиль у верхнего основани€ Ц и вуал€, профиль завинчен. ѕостроение остальных секций Ц дело техники.
...и как соединить секции между собой
¬торой важной задачей стало построение узлов соединений, дл€ чего требовалось обеспечить точные количественные показатели: метраж, крепеж и другие.

ѕри кажущейс€ простоте конструкции в ней достаточно много необычных элементов. Ёто гнутые профили в кольцах оснований, завинчивающиес€ профили, образующие гиперболическую конструкцию, составные профили.

nanoCAD  онструкторский BIM

ћоделирование образующего профил€

ѕри моделировании верхней конструкции с траверсой приходилось часто мен€ть ѕ—  и внимательно следить за многочисленными элементами конструкции, образующими паутину. —ама траверса требовала пристального внимани€ буквально к каждому профилю.

¬ работе над моделью башни такие, казалось бы, нехитрые инструменты, как сетка осей, круговой массив, деление отрезка на равные части, позволили за считанные минуты отстроить каркас. ј база данных элементов, конструктор оборудовани€ и выдавливание по криволинейной траектории так же быстро превратили каркас в объемную конструкцию, позволив в подробност€х увидеть каждый элемент сопр€жени€, проработать дес€ток черновых вариантов, рассмотреть свои ошибки и практически сразу исправить их. »ме€ в руках такой удобный инструмент, как nanoCAD  онструкторский BIM, сложно представить, как инженеры начала прошлого века создавали подобные проекты на бумаге.

nanoCAD  онструкторский BIM

nanoCAD  онструкторский BIM

—борка конструкции

„то дальше

Ётот проект дал импульс развитию и оптимизации самой программы nanoCAD  онструкторский BIM. ¬се задачи, которые были поставлены на первом этапе создани€ модели Ўуховской башни, решены. —ейчас в модели еще нет некоторых узлов креплени€ элементов конструкций между собой, но работа над ее созданием продолжаетс€ и будет доведена до конца.

„асть этих задач дала разработчикам понимание, в каком направлении нужно вести работы над улучшением инструментов nanoCAD  онструкторский BIM и расширением его функциональности. Ќапример, обратили внимание на завинчивание пр€молинейных элементов из базы данных.

–абота в nanoCAD  онструкторский BIM Ц это возможность развивать и поддерживать инновационные решени€ в проектировании, изучать, хранить и примен€ть опыт предшественников уже на новом уровне. ѕолет инженерной мысли соедин€ет времена и вдохновл€ет на творчество, а потенциала Ўуховских конструкций хватит еще на много лет вперед.

***


—качайте дистрибутив бесплатно на 30 дней: https://clck.ru/RQmJf

ќцените nanoCAD  онструкторский BIM 2.0 и получите приз!

nanoCAD  онструкторский BIM


ќ компании ЂЌанософтї

 омпани€ ЂЌанософтї, созданна€ в 2008 году, ориентируетс€ на инновационные методы разработки и распространени€ программного обеспечени€ дл€ проектировани€.
ќсновна€ цель компании Ц создание доступного отечественного —јѕ–. ЂЌанософтї создает услови€ дл€ массового перехода от использовани€ нелицензионного программного обеспечени€ —јѕ– к цивилизованной работе с легальными продуктами.  омпани€ делает все от нее завис€щее, чтобы затраты пользователей на этот переход были минимальными.
ѕартнерска€ сеть компании насчитывает более 150 дилеров, специализирующихс€ на продаже и внедрении программных продуктов дл€ российских инженеров-проектировщиков.
Ѕолее подробна€ информаци€ Ц на сайте компании: www.nanocad.ru.



¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ¬рем€ покупать —јѕ–-компании
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2020 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.