Параметрическое проектирование и высокотехнологичное информационное моделирование строительных конструкций на основе программного решения Tekla и Grasshopper

Научно-техническое развитие строительной отрасли на данный момент позволяет архитекторам использовать сложные геометрические формы для реализации своих идей не только при проектировании уникальных зданий и сооружений, но и в массовых проектах, таких как, например, торговые центры и офисные здания, для которых инженеру-конструктору предстоит спроектировать конструкцию. Примером утилитарного проекта со сложными архитектурно-конструкторскими решениями является станция по переработке мусора в электроэнергию в Дании - Amager Resource Center (Рис. 1), чья кровля является искусственным лыжным склоном.

Проектирование подобных объектов, а также пролетных строений мостов, покрытий стадионов, фасадных конструкций современных небоскребов ставит перед конструктором, использующим Tekla и другие BIM-решения, трудную задачу построения сложной трехмерной геометрии, ее расчет и дальнейшее разбиение этой геометрии на монтажные элементы.

Рис.1. Amager Resource Center внешний вид в ходе строительства и модель Tekla

Параметрическое моделирование основано на определении параметров, методов и правил (алгоритмов) обработки этих параметров и связей между ними для построения модели. Пользователь программирует построение модели, строя граф из параметров и компонентов-формообразователей, графически проводя связи между ними. Представляется естественным использовать полученный алгоритм построения, например, формы фасада для последующего создания конструкторской модели поддерживающих конструкций, повторяющих форму этого фасада.

Рис.2. Morpheus Hotel

При выполнении проекта ТРЦ «Мега Плаза» (Казахстан), инженерами компании Renaissance Construction Павлом Олесиком, Андреем Голенкиным и Омером Мунганом, Grasshopper использовался для подготовки модели конструкций центральной части покрытия, что в дальнейшем позволило выполнить ровную раскладку профилированного настила, остекления и подготовить документацию в Tekla.

Рис.3. ТРЦ «Мега Плаза», внешний вид и модель Tekla

Совместная работа Tekla и Grasshopper обеспечивается посредством компонентов Grasshopper, которые строят такие конструктивные элементы как балки, колонны и пластины, а также оперируют их свойствами в модели Tekla. Используя язык программирования Visual C# или Python, пользователь также может создавать собственные такие компоненты для расширения функциональных возможностей существующей связки.

Рис.4. Построение обечайки резервуара в Tekla с использованием Grasshopper

Очевидно, что параметрическое моделирование строительных конструкций на основе Tekla и Grasshopper позволяет организовать бесшовное взаимодействие между архитекторами и конструкторами при работе не только над объектами сложных геометрических форм, но и при создании типовых конструкций. При этом стоит отметить гибкость Grasshopper, как вспомогательного инструмента дополняющего функционал уже имеющихся в информационной среде предприятия программ.