ARCHICAD: открывая заново. I. Создание конструкций и извлечение рабочих чертежей из модели

От российского представительства компании GRAPHISOFT:

Данный экспертный материал открывает цикл статей «ARCHICAD: открывая заново», который призван помочь пользователям в полной мере раскрыть весь потенциал ARCHICAD®. Мы попросили архитекторов поделиться личным опытом использования программы с применением нестандартных подходов, малоизученных функций и новых возможностей, о которых многие пользователи могут и не подозревать. Мы как производитель приложения ARCHICAD уверены, что только глубокое знание продукта поможет раскрыть всю его ценность и решающим образом повлиять на результаты, скорость и качество работы проектировщика.

Вы тоже предпочитаете «непротоптанные дорожки»? Имеете опыт применения нестандартных подходов в работе с ARCHICAD, регулярно задействуете не самые известные возможности приложения? Будем рады, если вы поделитесь подробностями или просто оставите свой отзыв: enikolaeva@graphisoft.com.

***

Оглавление:

• Введение
• Реквизиты
• Планы
• Архитектурный план этажа
• Теплотехнический расчет
• Кладочный план
• Фундаменты
• План фундаментных плит
• План первого этажа
• План монолитного пояса и армированных швов
• Элементы армирования
• План перемычек
• Ведомость перемычек
• План перекрытия
• План полов
• План деревянного перекрытия второго этажа
• Несущие элементы стропильной системы
• Аннотации
• Вам шашечки или ехать?
• Использованные источники

Введение

Чтобы лучше донести основную мысль, начну с аналогий. Если вы купили автомобильный конвейер и обучили людей работать на нем, вы сможете начать выпуск автомобиля? Нет, ибо вы не обеспечили конвейер всеми деталями и агрегатами, которые необходимы для выпуска автомобиля данного типа. Точно так же многие пытаются внедрить информационные технологии в строительстве. Покупают программы, обучают людей и думают, что основные вопросы уже решены. А результата почему-то нет. Тогда начинают говорить, что необходимо принять кучу стандартов, и тогда уж долгожданный BIM непременно придет. Но и новые стандарты ничего не дают – соседи убедились на собственном опыте. Допустим, вы произвели на конвейере самый современный автомобиль, но чтобы на нем ездить, в салоне проводят предпродажную подготовку: заправляют машину бензином, заливают масло, тормозную, охлаждающую и омывающую жидкости, проводят другие операции. Только после этого можно ехать.

Так же и программа, извлеченная из коробки: без предпроектной подготовки она не даст вам качественной информационной модели.

В своей статье «Пять шагов навстречу BIM» я писал о том, какие шаги надо сделать в обязательном порядке, чтобы получить результат при внедрении информационных технологий. В этой статье мы уже подробно, в деталях рассмотрим один из самых главных шагов: создание базы информационного сырья, шаблонов и получение рабочих чертежей на основе модели (причем не только архитектурных, но и чертежей и моделей конструкций). Изучим предпроектную подготовку программы.

Очередной раз хочу акцентировать внимание на том, что, если у вас профессионально подготовлен шаблон и имеется база информационного сырья, размер проектируемого объекта не имеет значения. Важно понимать, что база и шаблоны создаются для конкретного типа зданий и типа конструкций. Единственной проблемой при этом подходе могут быть только технические характеристики вашего компьютера.

И еще один важный момент: формированием шаблона и библиотечных элементов должен заниматься профессиональный инженер-строитель, проектировщик, а не наспех подготовленный BIM-менеджер. Здесь понадобятся хорошие знания в области архитектуры, конструкций, материалов, технологии, а также нормативных документов. Создание такой базы для проектирования жилых и общественных зданий мы рассмотрим на примере небольшого одноквартирного жилого здания, но я постараюсь показать, что в этой базе есть всё, чтобы без проблем запроектировать и жилой комплекс, и крупный коттеджный поселок.

Для рассматриваемой работы на протяжении длительного времени разрабатывались шаблон и база информационного сырья, ориентированная на проектирование жилых домов, то есть на один из самых востребованных сегментов строительного рынка. Целью было организовать работу не только по созданию архитектурной части проекта, но и строительных конструкций, получив при этом рабочие чертежи, не выходя из среды ARCHICAD, не применяя сторонних программ и максимально автоматизировав формирование всех аннотационных элементов проекта.

Почему и модель конструкций я решил делать в ARCHICAD? Это очень простая в освоении программа с огромными возможностями, которые часто не используются в полном объеме. Исключительно удобна работа в 3D-окне, что значительно упрощает процесс создания информационной модели и сокращает время ее создания. Легко и удобно создавать рабочую документацию. Многие архитекторы, по достоинству оценив возможности ARCHICAD, годами успешно в нем работают – и было бы хорошо тут же делать и информационную модель конструкций. ARCHICAD позволяет создавать ее для очень широкого круга жилых и общественных зданий.

На основе созданного шаблона, библиотечных объектов и дополнений была построена информационная модель частного дома. Не буду акцентировать внимание на красивой картинке экстерьера, как это обычно делается, а покажу именно подробный конструктивный каркас здания. Представлю последовательность того, как все создавалось. Принцип построения модели точно соответствовал технологии и последовательности сооружения объекта непосредственно на строительной площадке.

Акцент при проектировании делался на получении всей информации поэтажно, а именно так планируют организацию работ строители. Поэтому и модель нужно создавать, используя технологию поэтажного метода проектирования. Но если у вас многосекционное здание, то, конечно, следует организовать не только поэтажное получение информации о модели, но и посекционное, что позволит сделать правильно организованная работа в ARCHICAD.

Вот готовый конструктивный каркас здания (рис. 1). Проследим на примере этого проекта, как мы к нему пришли.

Рис. 1

Рис. 2

Вся работа выполнена на основе огромного массива действующей нормативной документации (ДСТУ, ГОСТ, СНиП, ДБН), так что ее результаты можно без проблем сертифицировать в стране использования программы.

Приведу краткий обзор исходной информации, созданной в среде ARCHICAD.

Реквизиты

Все слои созданы и сгруппированы по видам конструкций, применяемых при проектировании данных типов зданий. А комбинации слоев определялись по типам рабочих чертежей и видов (рис. 3).

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Рис. 8

Рис. 9

Рис. 10

Рис. 11

Рис. 12

Как я поступил дальше? Чтобы как-то упорядочить и систематизировать работу, решил уже на основе конкретного учебного проекта продолжить создание шаблона и базы библиотечных элементов, одновременно проводя их тестирование. Можно назвать это учебным пилотным проектом.

В качестве дорожной карты были выбраны типы чертежей и соответствующие им аксонометрические проекции, которые необходимо создать в рабочей документации. Конечно же, они должны быть получены из информационной модели.

Планы

Архитектурный план этажа

1. Координационные оси. Определяем параметры этих осей так, чтобы их настройки можно было использовать в последующих проектах, и располагаем на плане.

2. Настраиваем по ГОСТ инструменты аннотации, размеры, тексты, выноски и тоже помещаем на план.

3. Располагаем в шаблоне сборные железобетонные элементы лифтовых и вентиляционных шахт, лестничных маршей и площадок.

4. Для наглядности при назначении помещений помещаем на план санитарно-техническое оборудование.

5. Конструкции стен и перегородок. У нас уже есть все необходимые материалы для их создания. Берем многослойные конструкции для тех видов стен, которые мы чаще всего применяем (в нашем случае основные стены – из газобетона, перегородки – газобетон и кирпич, вентиляционные каналы и дымоходы – кирпич), и располагаем их на плане. Настраиваем изображение на планах, разрезах, фасадах, привязываем к ним выноски, которые тоже соответствуют нашим требованиям к виду и отображению в них необходимой информации.

6. Столь же профессионально подходим к работе с обязательной частью любого проекта – окнами, дверями и воротами. На основании имеющихся ДСТУ и ГОСТ, определяющих типы материалов для изготовления окон, добавляем в библиотечный элемент все необходимые данные из ДСТУ, чтобы получить профессиональную маркировку окон в соответствии с нормативами (рис. 13).

Рис. 13

Рис. 14

Рис. 15

Рис. 16

Рис. 17

7. Для получения экспликации всех помещений нашего проекта настраиваем соответствующую зону.

Относительно жилых зданий ДСТУ предполагает подсчет площади квартиры, летних помещений и общей площади.

В стандартной среде ARCHICAD для квартир жилого дома невозможно было сделать такой маркер, чтобы в нем автоматически и по отдельности подсчитывались жилая и общая площадь, а рядом их сумма или, как вариант, площадь квартиры и площадь летних помещений. Эту проблему удалось решить при помощи небольшого приложения и специальной зоны для него. Теперь можно автоматически получать маркер квартиры для подсчета двух типов площадей и их суммы, в котором кроме того указывается тип квартиры. Новая возможность очень упростила работу при проектировании многоквартирных жилых домов и целых жилых комплексов.

Покажем, как это работает.

На архитектурном плане представлено зонирование по категориям площадей, расставлено сантехническое оборудование. Мебель не показана – образцов ее существует множество, и с этим проблем у архитекторов нет.

На основе плана зонирования автоматически получено несколько типов маркеров квартиры с различной информацией. Есть площади квартир по категориям, их сумма; все это сгруппировано в общий маркер и маркер с разбивкой площадей по этажам. Есть и маркер с наименованиями помещений и их площадями (рис. 18).

Вместо кадастрового номера в маркере можно указать адрес дома в коттеджном поселке или имя собственника – эта информация задается пользователем. Все дома коттеджного поселка могут сводиться в общую ведомость, как и квартиры в многоэтажных домах.

Рис. 18

Рис. 19

Рис. 20

Рис. 21

Кроме того, можно создать и настроить интерактивные каталоги с другой необходимой информацией. В многосекционном многоэтажном жилом комплексе есть возможность сгруппировать все квартиры по секциям (подъездам), этажам и типам.

Для проектирования встроенных и пристроенных помещений жилого дома, а также общественных и промышленных зданий предусмотрена зона с дополнительными параметрами, которые касаются требований к пожарной безопасности, инсоляции, мощности, конструкциям, количеству находящихся людей, числу машиномест и т.д. (рис. 22). Эта информация может использоваться и для выдачи заданий смежникам непосредственно на основе помещений, запроектированных архитектором в модели. Зону можно привязать к отдельным типам зданий и требованиям к их помещениям, автоматизировав заполнение большей части данных.

Рис. 22

Теплотехнический расчет

Выбрав тип здания, тип конструкции и район строительства, мы автоматически получаем теплотехнический расчет ограждающей конструкции, установив выноску на нужную стену, перекрытие или покрытие объекта (рис. 23).

Рис. 23

График перепада температур в толще стены покажет расположение точки росы и ее значение, которое позволяет оценить правильность конструкции. Поможет расчет определить и требуемую толщину слоя утеплителя. В приведенном примере многослойной конструкции стены принята предварительная толщина утеплителя из пенополистирола, равная 50 мм. Расчет показывает, что относительно нормативных требований эта толщина избыточна: будет достаточно 20 мм.

Теперь за считанные минуты и не покидая среды ARCHICAD есть возможность принять правильное решение и грамотно запроектировать ограждающие конструкции.

Кладочный план

К стене, где есть вентиляционные каналы, при оценке работ прорабом будут применены другие расценки – значит, и этот участок надо выделить отдельной стеной. Выходит, что для получения структурированной информации сплошная на первый взгляд кирпичная стена технологически должна быть разделена на несколько участков. Если делать модель профессионально, многое надо знать и предвидеть... Создаем все эти типы стен на плане, применяя простое копирование данных и даже не заходя ни в какие настройки элементов.

Строим кладочный план первого этажа до монолитного пояса – так же, как это будут делать строители. Тип стен и их конструкции показаны на рис. 24.

Рис. 24

Рис. 25

3. Очень важными элементами кладочного плана являются объекты ниш, штраб и отверстий в стенах. Эти 3D-элементы сопровождаются максимальным объемом информации, которая выводится в выносках и спецификациях как на планах, так и на разрезах, фасадах, в 3D-документах и, разумеется, в сводных спецификациях. Теперь пропустить какое-либо отверстие или нишу, как это часто случалось раньше, практически невозможно.

Полноценный кладочный чертеж не получить и без объектов вентиляционных каналов. Правильно созданные каналы на кладочном этаже в дальнейшем позволят нам без проблем получить развертки вентиляционных каналов. Элементы вентиляционных каналов и отверстий показаны на рис. 26, а на рис. 27 представлена интерактивная ведомость ниш, штраб и отверстий.

Рис. 26

Рис. 27

Рис. 28

Рис. 29

Рис. 30

Рис. 31

Фундаменты

Рис. 32

Рис. 33

Рис. 34

План фундаментных плит

Рис. 35

Рис. 36

Рис. 37

Рис. 38

Рис. 39

Далее уделим внимание песчаной подготовке. При проектировании многосекционного дома важно подсчитать ее объемы по захваткам, чтобы не загромождать площадку лишними строительными материалами (рис. 40).

Рис. 40

Рис. 41

Рис. 42

Рис. 43

Рис. 44

Рис. 45

Рис. 46

Рис. 47

Для каждого библиотечного элемента, прежде чем он будет использован в модели, должны быть скрупулезно установлены соответствующие параметры.

План первого этажа

Рис. 48

План монолитного пояса и армированных швов

Рис. 49

Рис. 50

Рис. 51

Элементы армирования

Рис. 52

Рис. 53

На приведенных схемах элементов армирования (рис. 54) нет ни одной надписи или размера, выполненных вручную.

Рис. 54

Рис. 55

Рис. 56

План перемычек

Рис. 57

Ведомость перемычек

Рис. 58

План перекрытия

Объекты анкеров и монолитных участков позволяют получить полную информацию для сметчиков и производителей работ.

План плит перекрытия первого этажа показан на рис. 59, а спецификации плит перекрытия, анкеров для стен, материалов монолитных участков – на рис. 60-62 соответственно.

Заметим, что помимо плит перекрытия в распоряжении проектировщика есть плиты ребристые, балконные, плиты лоджий, плоские и парапетные плиты…

Рис. 59

Рис. 60

Рис. 61

Рис. 62

Рис. 63

Рис. 64

Рис. 65

Рис. 66

Рис. 67

Рис. 68

Монолитные участки между плит армируются пространственными и плоскими каркасами – выбор зависит от ширины монолитного участка (рис. 69).

Рис. 69

План полов

Рис. 70

Рис. 71

План деревянного перекрытия второго этажа

Рис. 72

Рис. 73

Рис. 74

Рис. 75

Несущие элементы стропильной системы

Рис. 76

Рис. 77

Рис. 78

В каждом элементе библиотеки стропил создан набор наиболее часто встречающихся соединителей от ведущих мировых предприятий. Выбрав нужные элементы для применения в данном соединении, мы можем, поставив в нужном месте автоматическую выноску, получить информацию о соединителях, не прибегая к 2D-чертежам узлов. Все эти соединители попадут в соответствующий интерактивный каталог (рис. 79).

Рис. 79

Рис. 80

Рис. 81

Рис. 82

Рис. 83

Рис. 84

Рис. 85

Рис. 86

Вот так шаг за шагом и была сформирована модель, которую мы представили в самом начале статьи и которая содержит информацию обо всех конструкциях (рис. 87).

Рис. 87

При проектировании гидроизоляции подвала, сделанного из бетонных блоков, его утепления, облицовки крылец, цоколя (особенно при больших перепадах рельефа) часто не хватало универсального многослойного элемента произвольной формы. Приходилось или использовать профильные стены, или применять булевы операции. Решить проблему помог универсальный многослойный элемент, который можно удобно редактировать на всех видах (рис. 88).

Рис. 88

Аннотации

Особое место занимают специальные выноски-справки. Они очень помогают в работе не только студентам и начинающим проектировщикам, но и специалистам со стажем.

Есть справки по проектированию различных конструктивных элементов – например, чердачных кровель (рис. 89).

Рис. 89

Рис. 90

Рис. 91

Рис. 92

Рис. 93

Вам шашечки или ехать?

Надписи на приведенных чертежах, за исключением части размеров на планах, получены автоматически – непосредственно из объектов модели.

Все объекты модели сопровождаются многочисленными и чрезвычайно информативными интерактивными выносками. Сведений, которые в них содержатся, зачастую вполне достаточно не только для проектировщиков, но и для ПТО строительной организации, прораба.

Многочисленные расширенные спецификации, в которых много информации именно для строителей, значительно упрощают процесс заказа материалов и конструкций, планирование работ.

Нужны ли мне были для создания этого шаблона и библиотек какие-то дополнительные нормативные документы по BIM? Нет. Все основано на действующих нормативах.

Единственное, что давно пора сделать, дабы прекратить многочасовые споры насчет чертежей, полученных по технологии BIM, – это ввести два пункта с поправками к нормативам оформления проектной документации:

1. Таблицы, полученные в программах, работающих по BIM-технологии, по форме могут отличаться от тех, которые приведены в ГОСТ и ДСТУ, – при условии, что они содержат всю предусмотренную нормами информацию и их содержание обеспечивает однозначную интерпретацию данных. Наличие в таблицах дополнительной информации, необходимой и другим участникам строительного процесса, только приветствуется.
2. Реальные отображения объектов модели в ортогональных 2D-проекциях могут отличаться от условных обозначений, предусмотренных для уменьшения трудозатрат при ручном черчении. Они должны однозначно трактоваться при чтении чертежа. При необходимости или по желанию проектировщика виды могут быть дополнены аксонометрическими и перспективными изображениями объектов. Условные отображения, отличные от стандарта, должны быть приведены в общих данных по проекту.

После этого прекратятся споры противников и сторонников BIM, всё решающих, плоха ли программа, если, например, она не позволяет сделать толщину линий шапки таблицы большей, чем толщина линий поля той же таблицы. Утихнет полемика и вокруг многих других тем, часто напоминающая мне анекдот про таксистов: «Вам шашечки или ехать?» Снимутся абсолютно непринципиальные вопросы, которые больше нигде в мире не являются тормозом для внедрения информационных технологий.

Мне могут возразить, что моя модель, чертежи и спецификации содержат много информации, которая не предусмотрена в проектной документации действующими нормами.

Да, цель создания шаблона и модели на его основе – это получение чертежей, предусмотренных нормативами, но, наверное, не менее важно дать строителям дополнительную информацию, с которой им было бы удобно работать. Для получения такой информации при настроенном шаблоне не требуется никаких дополнительных усилий, все формируется автоматически. Проектирование – только часть процесса создания объекта строительства, и оно должно быть более глубоко интегрировано, стать действительно органичной составляющей этого процесса.

Доступ к информации в такой модели (например, для прораба) становится проще. Каждый объект модели несет в себе всю необходимую строителю информацию, которую можно получить, не штудируя вороха чертежей.

Безусловно, создание такой модели требует хорошего шаблона и качественной дополнительной библиотеки. Внедрение этой технологии вряд ли станет успешным без серьезной подготовительной работы. Все участники процесса проектирования должны четко соблюдать технологию создания модели. Но ведь всего этого требует и любой конвейер с современной технологией, если на нем планируется выпускать высококачественный продукт.

Располагая таким шаблоном, вы можете работать по схеме, которая применяется, например, в Канаде. Там есть два вида проектировщиков: инженер, который имеет лицензию, делает все расчеты, дает задание и ставит печать на чертежи, и техники, которые эти чертежи выполняют. В небольших организациях нет даже штатной должности инженера, его приглашают по мере необходимости.

По мне так эта схема хорошо подходит для технологии информационного моделирования.

Имея все расчеты и задания на проектирование от ГИПа, проектировщик (техник) на таком шаблоне может спокойно создавать модель будущего объекта.

Если вы начнете использовать готовый шаблон, то на этапе внедрения вряд ли потеряете в темпах работы, ибо основное уже сделано и не требует времени на дополнительную проработку в пилотном проекте.

Хотя, конечно, нет предела совершенству. В процессе проектирования шаблон будет улучшаться, кто-то может предложить более простые пути решения тех или иных задач, благо ARCHICAD – программа многовариантная, позволяющая решать одну и ту же задачу разными способами.

Если вы предпочтете не ограничивать себя рамками норм, а работать в тесной связи со строителями, что особенно актуально в проектно-строительных фирмах, есть смысл организовать работу с компонентами и дескрипторами для создания на их базе сметных заданий по всем элементам модели. Тогда вы автоматически получите и объемы расходных или сопутствующих материалов – например, имея кубатуру кладки, определите количество кирпича в тысячах штук, узнаете объем раствора для всей кладки, количество раствора для монтажа блоков, плит перекрытия и многое другое. Такой проект будет намного ценнее для строителей, и ваше сотрудничество перейдет на более высокий уровень.

Нужно ли делать такую модель, пока заказчики этого не требуют, а нормами не предписано? Решайте сами. Просто один раз попробуйте передать на стройку такой проект, посмотрите на реакцию, на отношение к вашей работе, тогда и делайте окончательные выводы. Мне кажется, кто быстрее перейдет к такой технологии, тот в условиях обостряющейся конкуренции непременно выиграет.

Удачи всем в освоении технологии информационного моделирования на базе программы ARCHICAD. Используйте возможности любой программы по максимуму.

Использованные источники

1. Журнал проектов домов: «Коттедж коллекция»
2. В статье использованы GDL-объекты профессиональных пользователей сайта forum.cadstudio.ru