10715

При выявлении каких-либо замечаний (отклонения по габаритам, отсутствие необходимых элементов изделия) ОТК сообщает их технологу или мастеру, которые принимают решение о дальнейшей корректировке или «перевыращивании» прототипа. Такой подход позволяет на первоначальных этапах выявить и исправить конструкторские ошибки до начала серийного производства.

Литература

1.Павлова, Л.В. Особенности формирования геометро-графических способностей в информационно-интегративной образовательной среде [Текст] / Л.В. Павлова, Э.Г. Юматова // Приволжский научный журнал/ Нижегор. гос. архитекур.-строит. ун.-т. – Н.Новгород, 2014. – № 3 (31) – С. 244-249.

2.Давыденко, Е.А. Организация совместной работы над проектом при использовании технологии трехмерного проектирования на платформе AutoCAD [Электронный ресурс] / Е.А. Давыденко// Isicad: науч.-тех. журн.

–2012. – № 94(05). – Режим доступа: http:// isicad.ru.

Марухина Е.С., Павлова Л.В.

ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно - строительный университет»

Приемы построения геометрических узоров с использованием компьютерной графики

На сегодняшний день современные информационные технологии позволяют нам не просто генерировать творческие идеи, но и побуждают к экспериментированию, активизируют познавательные способности, создают творческий настрой, мотивируя на создание нестандартных конструкторских решений.

Втаких условиях возможности трехмерного моделирования безграничны и находят широкое применение, например в 3D печати, используются для создания различных архитектурных макетов зданий и прототипов-визуализаций. Возможно, в ближайшем будущем 3D-принтер станет таким же необходимым предметом нашего быта, как холодильник или телевизор, и мы сможем распечатывать на нем любой предмет.

Однако прежде чем что-либо распечатать на 3D-принтере, необходимо изучить платформу CAD-программы, позволяющую реализовать свои идеи в трехмерном компьютерном пространстве.

Впредыдущей работе мы выполнили чертеж наличника в ручной технологии. Примером для выполнения мотива узора послужил дом с деревянными наличниками, расположенный на ул. Маслякова, в бывшем Прядильном переулке в центральной части Нижнего Новгорода.

241

Для этого чертеж, созданный ранее, мы поместили в качестве подложки в рабочее пространство AutoCAD и командой «Полилиния» обвели его контур.

В результате работы мы получили файл, содержащий геометрическую информацию, описывающую графический объект – мотив узора наличника. После создания чертежа командой «Выдави» шаблону была присвоена толщина и мы получили 3D-модель узора наличника.

Таким образом, изучив основные способы построения и редактирования чертежей и моделей в программе AutoCAD, мы выполнили двумерный чертеж шаблона-наличника и его трехмерную модель в программе AutoCAD, после на 3D-принтере был распечатан фрагмент прототипа наличника (рис.1).

Рис. 1. Фрагмент наличника, распечатанный на 3D-принтере

Преимущество такой 3D-модели нельзя не оценить, ведь мы смогли подержать прототип шаблона-наличника в руках, а также «переконструировать» его.

Совершив короткую прогулку по Нижнему Новгороду, мы увидели на центральных улицах города не только строения с деревянными наличниками и подзорами, но и множество архитектурных металлических изделий, как современных, так и довольно старинных. В них воплотились и идеологические изыскания мастеров, и практичность, и, безусловно, необыкновенная красота [1]. Сфотографировав несколько изделий, мы приняли решение сохранить один из узоров ковки и создать 2D-чертеж и 3D-модель данного мотива.

На примере кованых ворот, расположенных на ул. Ильинской (рис.2) в программе AutoCAD мы воссоздали форму ворот, проработав ее в режиме двумерного и трехмерного построения.

Рис. 2. Фото кованых ворот на улице Ильинской

242

Чтобы создать двумерный чертеж, мы использовали фотографию в качестве подложки в рабочем пространстве чертежа (рис.2).

В результате достаточно было обвести только ¼ узора, а затем при помощи команды «Копировать» размножить и отразить каждую часть в своей плоскости при помощи команды «Зеркало». После этого командой «Выдави» придали толщину узору и получили трехмерную модель (рис.3).

Рис. 3. Создание узора средствами компьютерной графики

Еще одним примером построения геометрического узора с использованием средств компьютерной графики послужил деревянный узор, расположенный на доме девять по ул. Гоголя. При выполнении эскиза раппорта ленточного орнамента мы руководствовались правилами построения геометрических элементов, подчиненных законам пропорции и симметрии. В нашем случае мотив ленточного орнамента располагается по прямой линии, поэтому построение облегчалось тем, что при компоновке раппорта достаточно было определить его ось симметрии и провести горизонтальную прямую, дающую привязку к полосе мотива[2].

Особый интерес при этом составила работа в пакете AutoCAD, поскольку после ручной технологии разработки чертежа, работа в программе AutoCAD не составила труда и способствовала творчески подойти к проработке мотивов геометрических узоров (рис.4).

Рис. 4. Деревянный подзор на доме № 9 по ул. Гоголя, Нижний Новгород

243

В результате проведенного исследования можно сказать о том, что представленная форма хранения информации позволит не только воссоздавать когда-то существующие декоративные орнаменты и геометрические узоры, но расширит практические умения создавать современные графические образы различными технологиями.

Литература

1.Городецкий район: Иллюстрированный каталог памятников истории и культуры / [Отв. Ред. А.В.Лисицына]. – Н. Новгород: Кварц, 2011. – 504 с.: ил. (Объекты культурного наследия Нижегородской области).

2.Соловьев, С.А. Задачник по черчению и перспективе: учебное пособие для художественных и художественно-промышленных училищ /С.А.Соловьев,Г.В.Буланже, А.К. Шульга. – М.: Изд-во Высшая школа,

1998. – 233с.

Киреева Е.П, Юматова Э.Г.

ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно - строительный университет»

3D-технологии при проектировании и строительстве зданий и сооружений

При строительстве сложных строительных объектов возникают проблемы и ошибки, связанные с большим объемом информации, представленной в виде рабочих чертежей, схем, сметной документации и др. Значительный объем информации, который разрознен и не структурирован, приводит к тому, что:

1)в проекте сложно ориентироваться;

2)на стадии формирования проектной документации и печати чертежей появляются различного рода ошибки, в т.ч. связанные «с человеческим фактором».

Создание 3D-моделей строительных конструкций и их элементов в рамках информационного подхода в области строительства (BIM - Building Information Modeling) [2], позволит улучшить ситуацию в отрасли. Внедрение 3D-технологий на стадии проектирования и строительства зданий и сооружений позволяет решить целый ряд вопросов, таких, как:

1)возможность «увидеть» объект в пространстве до начала строительства с целью оптимизации объемно-планировочных решений;

2)обобщить, систематизировать и проанализировать строительную документацию на основе 3D-модели, что дает возможность оценить пространственное взаимодействие и геометрические характеристики

244

больших строительных конструкций и их элементов, что позволяет до возведения объектов устранить ошибки, возникающие при проектировании;

3)рассчитать прочностные характеристики конструкций;

4)оптимизировать и проконтролировать объем всех видов строительных работ на основе векторных чертежей и моделей строительных конструкций, а значит и сметы затрат;

5)создать 3D-прототипы на 3D-принтере, что позволит уменьшить стоимость уникальных изделий.

В Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете, начиная с 2012 г., осуществляется подготовка специалистов по направлению 271101.65 «Строительство уникальных зданий и сооружений» [1]. Студенты данной специальности изучают 2D- и 3D- технологии построения чертежей и моделей в технологии AutoCAD в процессе изучения дисциплины «Компьютерная графика». Полученные знания применяются студентами в дальнейшей работе по специальности, в т.ч. при прохождении производственной практики.

Объект исследования: фундамент 17-этажного жилого дома, расположенного по адресу ул. Республиканская д. 18, в рамках прохождения производственной практики после 3-его курса в ЗАО «АПЕКС».

Цель исследования. Провести анализ размерных характеристик, геометрии и пространственного взаиморасположения свай и арматуры плиты фундамента в соответствии с рабочими чертежами и схемами на основе построенных 3D-моделей. На основании полученных геометрических данных проанализировать существующий план свайного поля и схемы армирования, выполнить план опалубки. Оценить объем строительных материалов, заложенных проектировщиком строительных материалов (на примере арматуры).

Для решения поставленной задачи было выполнено:

1)ознакомление с возведением здания на месте (на стадии возведения фундамента);

2)подбор необходимых комплектов рабочих чертежей и выполнение части недостающих чертежей в 2D-формате по «бумажным»;

3)используя 2D-чертежи строительных конструкций, построение 3D-моделей фундаментной плиты с приямком, свайного поля, ростверков

исхемы армирования фундаментной плиты в технологии AutoCAD. Результаты работы. Геометрический анализ 2D-чертежей и

построенных 3D-моделей строительных конструкций на примере фундамента позволил выявить на стадии проектирования следующие проблемы:

245

1)при создании плана свайного поля было выяснено, что отсутствуют векторные чертежи и некоторые размеры. В результате, на основе бумажного чертежа был выполнен план свайного поля (сваи – в количестве 900 штук). При наложении контура плиты на свайное поле выяснилось, что некоторые сваи выходят за пределы плиты. После формирования трехмерной модели плиты с приямком, ростверками и сваями, совместно с руководителем производственной практики, оставили лишь те сваи, что выходят за пределы плиты, остальные были исключены;

2)расположив основную арматуру приямка, было выяснено, что она легла не симметрично, пришлось менять ее расположение;

3)в ходе работы, над визуализацией плиты, возникла необходимость указать, как погружен приямок в грунтовые воды, и доконструировать отверстия для коммуникаций на чертеже. При создании отверстий выяснилось, что арматура приямка пронизывает отверстия, а сами они погружаются в грунтовые воды (рис. 1);

Рис. 1. 3D-модель приямка. Расположение арматуры

4)в ходе работы по армированию плиты были достроены фрагменты дополнительной нижней и верхней арматуры. Т.к. в проекте отсутствовали чертежи по раскладке основной горизонтальной верхней и нижней арматуры, пришлось создавать их по указаниям руководителя;

5)создан план с размерами для опалубки (рис. 2). В процессе раскладки поперечной арматуры, состоящей из большого количества мелких объектов (более 10000), выяснилось, что 3D-модель перегружена. Было решено исключить поперечную арматуру из модели, поскольку технология AutoCAD имеет ряд ограничений;

6)произведен расчет необходимой используемой арматуры.

246

Рис. 2. Построенный план опалубки

Выводы. В результате решения поставленных задач была показана результативность построения трехмерных моделей на основе векторных чертежей до начала проведения строительных работ:

1)для систематизации информации и устранения последующих объемно-планировочных ошибок;

2)для оптимизации затрат – сравнением предусмотренной сметой и необходимой по количеству и длине используемой арматурой.

Литература

1.Градостроительный кодекс 2014 РФ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// docs.cntd.ru.

2.Приказ Минстроя России от 29.12.2014 № 926/пр. План поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства [Электронный ресурс] // БСТ: науч.-тех. журн. – 2015. – №4. – Режим доступа: http://bstpress.ru

247

Киреева Е.П., Юматова Э.Г.

ФБГОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

3D-моделирование как способ контроля информации при проектировании зданий и сооружений

Приказ Минстроя № 926 от 29 декабря 2014 г. [1] свидетельствует о том, что Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ приступило к реализации программы внедрения технологий информационного моделирования (BIM - Building Information Modeling) в области промышленного и гражданского строительства. Известно, что каждый элемент здания переживает три жизненных периода: проект – строительство – эксплуатация. На основании приказа предполагается создание трех взаимосвязанных информационных моделей здания или сооружения – проектной, строительной и эксплуатационной.

Значительный объем рабочей и проектной документации, который часто разрознен и не структурирован, приводит к большому количеству ошибок, таких, как:

•ошибки в проекте из-за разрозненности информации;

•потеря проектной информации при передаче данных между отделами и платформами;

•снижение наглядности и качества передаваемой информации;

•увеличение сроков рассмотрения проблемных мест и принятия решений;

•расхождения между конструкциями здания и его инженерными сетями.

Это ведет к увеличению затрат на строительство и сроков строительства. Внедрение BIM-технологий позволит снизить такие затраты. Особенность информационного подхода заключается в том, что строительный объект проектируется фактически как единое целое из «элементов и стандартов». Изменение какого-либо одного из его параметров влечёт за собой автоматическое изменение остальных связанных с ним параметров и объектов, вплоть до чертежей, смет, спецификаций и календарного графика.

Одним из программных продуктов, реализующих BIM-технологии, является программа Revit. В общем случае процесс проектирования в Revit состоит из следующих этапов: 1) подготовка моделей компонентов зданий, конструкций и систем; 2) моделирование зданий, конструкций и систем; 3) оформление спецификаций; 4) оформление чертежей. Моделирование здания и инженерных систем происходит на основе компоновки более мелких моделей (дверей, стен, окон, труб, проводов и так далее). Каждый объект, смоделированный в программе, имеет не только геометрические характеристики, но и необходимые данные для расчета. Например, модель кабеля включает в себя такие атрибуты, как количество и материал

248

проводов, материал и толщина изоляции, электрическое сопротивление, диаметр поперечного сечения, т. е. все то, что необходимо для расчёта и прокладки электрической системы. На основе спроектированной модели в Revit автоматически генерируются необходимые чертежи. В отличие от AutoCAD, в Revit конструктор лишь указывает системе, какие планы, фасады и разрезы нужно отобразить в документации, а потом «вытягивает» их на поле чертежа. Изменить размерные характеристики объекта, как в AutoCAD’е, просто «перебив» его другими цифрами, нельзя. Чтобы сделать это, необходимо перенести строительную конструкцию или ее элемент. Спецификации в Revit – это настраиваемые таблицы с возможностью расчета. Как и все остальные элементы, спецификация в Revit является элементом управления, который позволяет редактировать модели. С их помощью можно менять параметры того или иного компонента. Т.о. проектирование в Revit – сквозной процесс: и чертежи, и спецификации являются полноценными элементами управления. Т.е., как внесение изменения непосредственно в модель приводит к соответствующим изменениям на чертежах и в спецификациях, так и внесение изменений в чертежи и спецификации меняет модель.

Рис. 1. 3D-модель плиты

В ходе прохождения производственной практики на строительстве 17-этажного жилого дома, расположенного по адресу ул. Республиканская д. 18, были построены 3D-модели (рис. 1) и часть чертежей фундаментной плиты в технологии AutoCAD. В ходе исследования был проведен анализ геометрических характеристик и пространственного взаиморасположения свай и арматуры плиты фундамента в соответствии с рабочими чертежами и схемами на основе построенных 3D-моделей.

Выводы. Решение задач в технологии AutoCAD позволило выявить некоторые геометрические неточности и несогласованность в чертежах на основе построенных моделей, а также недостатки самой компьютерной технологии. Для организации единого объекта, состоящего из чертежей, моделей и др. конструкторской документации в дальнейшем планируется перевести элементы проекта в технологию Revit.

249