САПФІР-3D
Система параметричного 3D моделювання житлових і громадських багатоповерхових будинків, котеджів, споруд довільного призначення, на стадіях від ПП до РД; документування і отримання креслень з урахуванням СПДС; підготовки аналітичної моделі для здійснення розрахунків на міцність в ПК ЛІРА-САПР.
ПІДСИСТЕМИ ПК САПФІР
САПФІР-конструкції
Забезпечує синтез розрахункової схеми на основі просторової інформаційної моделі, представленої в САПФІР-3D. Створена в САПФІР-КОНСТРУКЦІЇ розрахункова схема далі розраховується і конструюється засобами ЛІРА-САПР. Дозволяє здійснити імпорт 3D і 2D моделей, створених в інших графічних програмах: Allplan, Revit, AutoCAD та ін.
- Забезпечує синтез розрахункової схеми на основі просторової інформаційної моделі, представленої в САПФІР-3D . Створена в САПФІР-КОНСТРУКЦІЇ розрахункова схема далі розраховується і конструюється засобами ЛІРА-САПР.
- Дозволяє здійснити імпорт 3D і 2D моделей, створених в інших графічних програмах: Revit, AutoCAD, Allplan, Tekla, ArchiCAD і ін.
- Дозволяє синтезувати і редагувати кінцево-елементні моделі конструктивних схем, задавати статичні навантаження, матеріали, умови обпирання.
Створення розрахункової схеми
Створення розрахункової схеми здійснюється безпосередньо з просторової інформаційної моделі архітектурного об’єкта, яка відображається у вигляді підкладки, дозволяючи таким чином контролювати відповідність створюваної розрахункової схеми і вихідної моделі.
Розрахункова схема може бути створена, як з конструктивних елементів: стін, перекритів, балок, колон, так і синтезована з абсолютно довільних архітектурних форм. В останньому випадку може бути виконано автоматичне розпізнавання поперечних перерізів і осей стрижнів, а також серединних площин і товщини пластин.
Широкий набір інструментів
Для забезпечення високої якості створюваних кінцево-елементних сіток в розпорядженні конструктора є широкий набір інструментів:
- Інтерактивні графічні інструменти, що дозволяють розсікати пластини і стрижні, наприклад, з метою призначити на їх фрагмент інший поперечний переріз, інструменти корекції вертикальності, горизонтальності і компланарності елементів.
- Інструменти для забезпечення спільності кінцево-елементних сіток пересічних елементів і автоматичного пошуку таких перетинів.
- Автоматичні інструменти для забезпечення якості кінцево-елементних сіток в місцях перетину: дотягування або усічення осей стрижнів і контурів пластин в місцях перетину.
Абсолютно жорсткі тіла (АЖТ)
Для підвищення якості розрахункової схеми передбачена опція автоматичного створення АЖТ.
- При перетині стрижнів з пластинами автоматично створюється АЖТ на пластині за формою поперечного перерізу стержня.
- При перетині пластин з пластинами автоматично створюються АЖТ на пересічної пластині по товщині перетинає пластини.
Контури продавлювання
Автоматично задаються контури продавлювання з урахуванням перетинів примикающих колон, прилеглих отворів і контур перекриття.
Робота з кінцево-елементними сітками
Бібліотека автоматичних генераторів кінцево-елементних сіток, що реалізують різні алгоритми:
- трикутний для високоякісної апроксимації криволінійних поверхонь;
- з максимальним числом чотирикутних скінченних елементів і поліпшеної аппроксимацией в прогонових зонах;
- з максимальним числом чотирикутних скінченних елементів і поліпшеної аппроксимацией в приопорних зонах.
Для кожного елемента розрахункової схеми можна індивідуально вибрати алгоритм і налаштувати параметри генерації його кінцево-елементної сітки або використовувати алгоритм, прийнятий за замовчуванням для всієї розрахункової схеми.
Інструменти ручного управління якістю кінцево-елементних сіток дозволяють задати точки і сегменти, через які повинні обов’язково пройти відповідно вершини і ребра звичайно-елементних сіток, а також графічно створювати і редагувати контури пластин і осьові лінії стрижнів розрахункової схеми.
Умови опирання
Умови опирання можна задавати по лініях, по групах або окремих вузлах. По лініях можна задавати циліндричні шарніри, шарнірні опирання з урахуванням ексцентриситету, вільні опирання, спирання у вигляді повного защемлення і ін.
Навантаження і впливи
- Створення та редагування сил і моментів, зосереджених і розподілених по лінії і по площі. Навантаження задаються на довільних поверхнях без прив’язки до кінцево-елементної моделі. Лінії і контури прикладання навантажень редагуються графічно.
- Автоматичний збір навантажень (рівномірно-розподілених) від власної ваги елементів конструкції. Враховуються матеріали і перетину конструктивних елементів.
- Автоматичне формування експлуатаційних навантажень від приміщень, передбаченого архітектурним проектом, а також навантажень від власної ваги стін і перегородок, які не є несучими. Враховується реальний обсяг стін за вирахуванням віконних, дверних і інших прорізів.
- Навантаження на плиту перекриття може здаватися в вигляді редагованих штампів довільної конфігурації незбіжних з кінцево-елементної сіткою.
- Автоматичне моделювання навантаження від статичного вітру за СНіП “Навантаження і впливи» і по ДБН
Подcістема «Монтаж» для моделювання етапів зведення конструкцій
- Забезпечує автоматичне і ручне завдання послідовності зведення конструкції у вигляді монтажних подій.
- Зручні і наочні інтерактивні інструменти для завдання монтажних стадій.
- Контроль об’єктів монтажних стадій, анімація монтажу та багато іншого.
- Автоматичне формування стадійних і додаткових монтажних завантажень.
- Автоматичний збір навантажень (рівномірно-розподілених) від власної ваги елементів конструкції на кожній стадії монтажу.
- Автоматичне формування монтажних таблиць в термінах ЛІРА-САПР.
За допомогою інструментів підсистеми «МОНТАЖ» можна швидко сформувати набір монтажних подій в ході зведення будівлі. Передбачені події демонтажу. Це дозволяє моделювати тимчасові елементи конструкції: підпірки, стапелі, монтажні опори і т.п. Монтажні події наочно і просто об’єднуються в стадії. Набори подій і склад стадій редагуються легко і наочно. Візуальний контроль порядку монтажу елементів конструкції і додатки до них навантажень може відбуватися покроково і у вигляді анімації, як в архітектурному, так і в аналітичному представленні моделі.
Бібліотека автоматичної діагностики дозволяють на будь-якому етапі формування розрахункової схеми виконати аналіз цілісності розрахункової схеми: в інтерактивному режимі оцінити якість кінцево-елементних сіток, виявити місця накладення обсягів елементів – так звані «колізії», визначити безхозні навантаження і т.п., загалом понад 10 перевірок з налаштованим критеріями. Виявлені проблеми виводяться в інтерактивному списку із зазначенням порушених критеріїв. Вибираючи рядки списку, можна виділити проблемні елементи підсвічуванням на наочному зображенні моделі.
Конструювання залізобетонних конструкцій
САПФІР-ЗБК дозволяє виконати конструювання і отримати робочі креслення армування, специфікацію арматури, відомість витрати сталі і відомість деталей по кожній плиті перекриття.
САПФІР-ЗБК імпортує результати розрахунку армування з ПК ЛІРА-САПР і показує ізополя і мозаїки армування в якості фону для конструюється плити перекриття. Здійснюється настройка шкали представлення результатів і вибір основної арматури, при цьому автоматично змінюються плями ізополей. На тлі ізополей конструктор розміщує ділянки додаткового армування.
Система дозволяє виконати конструювання і отримати робочі креслення армування, специфікацію арматури, відомість витрати сталі і відомість деталей для плит перекриттів, діафрагм, колон і балок.
- Конструювання здійснюється в автоматизованому режимі інтерактивними графічними методами на основі результатів розрахунку армування, представлених у вигляді ізополей або мозаїк площі арматури.
- Забезпечується позначення основного (фонового) армування і ділянок розкладки стрижнів додаткової арматури, із зазначенням їх параметрів, прив’язки і приміток, розрахунок анкерування та облік перевитрати на перепуск.
САПФІР-ЗБК імпортує результати розрахунку армування з ПК ЛІРА-САПР і показує ізополя і мозаїки армування в якості фону для конструювання плити перекриття. Здійснюється настройка шкали представлення результатів і вибір основної арматури, при цьому автоматично змінюються плями ізополей. На тлі ізополей конструктор розміщує ділянки додаткового армування.
Програма дозволяє отримати картину недоармірованя плити в вигляді мозаїки. При графічному редагуванні додаткової арматури мозаїка недоармірованя змінюється.
Специфікація арматури передбачає можливості уніфікації позицій, при цьому користувачу повідомляється ціна кожного кроку уніфікації в сенсі перевитрати арматури.
Автоматично формуються листи креслень – схеми розташування арматури. На аркуші опціонно можуть бути додатково розміщені: специфікація арматури, відомість деталей, відомість витрати сталі.
Підсистема САПФІР-ЗБК повністю інтегрована в ПК САПФІР-3D , перехід до армуванню зазначеної плити перекриття відбувається після натискання однієї кнопки.
Панельні будинки
Виконується побудова конструктивної схеми панельного будинку, розрахунок і видача параметрів ПДВ елементів панельного будинку.Реалізовано зручний інтерфейс побудови конструктивної та розрахункової схеми, заснованої на конструюванні і розстановці стиків. Розроблена, поповнюється і редагована бібліотека типів стиків, яка визначає гнучкість системи, тобто її швидку адаптацію до нових типів конструктивних елементів.
Виконується побудова конструктивної схеми панельного будинку, розрахунок і видача параметрів ПДВ елементів панельного будинку. Реалізовано зручний інтерфейс побудови конструктивної та розрахункової схеми, заснованої на конструюванні і розстановці стиків. Розроблено поповнюється і редагована бібліотека типів стиків, яка визначає гнучкість системи, тобто її швидку адаптацію до нових типів конструктивних елементів
Бібліотека стиків в препроцесорів САПФІР
Бібліотека включає різні варіанти таких типів стиків як платформний стик, контактний стик, вертикальні стики стінових панелей із заставними деталями і без них та ін. На основі обраного типу користувач становить конкретні екземпляри стиків і встановлює їх в модель будівлі.
Реалізовано розрахунок панельних будинків в лінійної і нелінійної постановках. У складі бібліотеки кінцевих елементів розроблені нові елементи стику панелей. Нелінійна постановка дозволяє виконувати розрахунок кроковим методом (моделювання процесу навантаження) і ітераційним, заснованим на концепції «інженерна нелінійність». Остання дозволяє проводити розрахунок традиційним способом (розрахунок на кілька навантажень, складання РСУ і РСН, підбір елементів арматури, конструктивних елементів стиків і заставних частин) з непрямим урахуванням нелінійної роботи конструкції. В результаті розрахунку видаються всі параметри ПДВ елементів панельного будинку, включаючи епюри контактних напружень в стиках будівлі.
Конструктор перетинів, універсальний
Виконується обчислення характеристик жорсткості: вигинистих, крутильних, зсувних, секторальних, для моно і мульти матеріальних довільних перетинів. Перетину можуть бути суцільними, тонкостінними і комбінованими. Допускається включення смугових елементів і прокатних профілів. При завданні зусиль діючих на перетин виконується обчислення напружень по області перетину – нормальних, дотичних, еквівалентних по різним теоріям міцності.
Конструктор перетинів версії 2018 дозволяє:
- формувати геометрію довільних многоматеріальних масивних, тонкостінних і змішаних перетинів стрижнів складної і простої, нестандартної і стандартної форми;
- задавати фізико-механічні характеристики матеріалів, що входять в перетин, з метою визначення напружень, нелінійно залежать від деформацій;
- обчислювати жорсткісні характеристики цілісного перетину і його складових частин, а також виконувати експорт цих характеристик в Візор;
- визначати ПДВ цілісного перетину при заданих або імпортованих з Візор зусиллях;
- задавати закони нелінійного деформування бетонів різних марок і арматурних сталей відповідно до СП 63.13330.2012, СНиП 2.03.01-84 * і Евродкод 2;
- задавати закони нелінійного деформування смугового і профільного прокату;
- задавати закони нелінійного деформування в табличному вигляді;
- відображати ПДВ у вигляді мозаїк, ізополей і епюр напружень;
- виконувати анімацію напружень при покроковому нарощуванні заданих зусиль.
Стандартні масивні перетину задаються за допомогою прототипів, що зберігаються у відповідній бібліотеці – прямокутник, тавр симетричний і несиметричний, двутавр симетричний і несиметричний, швелер, кільце, коло, коробка, хрест симетричний і несиметричний, куточок симетричний і несиметричний.
Бібліотека прототипів масивних перетинів.
Стандартні профілі сталевого прокату задаються за допомогою вибору безпосередньо з великої бібліотеки відповідних сортаментів.
Перетину довільної форми можуть бути створені з використанням широкого багатого спектра потужних графічних інструментів, призначених для геометричних побудов – побудова по дотичній, криві Безьє, сплайни, дуги еліпса та кола і багато іншого.
Комбінація цих коштів дозволяє формувати складні перетину як набір контурів різного обриси, тонких смуг, а також точкових і арматурних включень. Допускається формування отворів різної форми. При формуванні перетинів довільної форми використовуються булеві операції.
Для завдання матеріалу перетину і / або його складових частин використовується велика бібліотека різних матеріалів. Бібліотека матеріалів може бути легко доповнена новими матеріалами. Допускається також коригування даних про містяться в бібліотеці матеріалах.
Редагована бібліотека матеріалів.
При формуванні нелінійних характеристик жорсткості перерізу використовується бібліотека нелінійних законів деформування матеріалу.
У процесі обчислення осьових, згинальних, крутильних і секторіальних характеристик жорсткості визначається положення центра ваги цілісного перетину і напрямок головних центральних осей інерції, а також положення центрів зсуву і кручення.
Довільний тонкостінне перетин і його жорсткісні характеристики.
Обчислені лінійні і / або нелінійні жорсткісні характеристики експортуються в Візор для присвоєння їх стрижневим елементам як типів жорсткості.
На підставі заданих або імпортованих з ліри-САПР зусиль проводиться обчислення ПДВ від дії осьових, згинальних, крутильних і зсувних зусиль, а також бімомент. ПДВ відображається у вигляді мозаїк і / або ізополей нормальних і дотичних напружень в перерізі.
Колірна шкала, мозаїка напруг і епюри по заданому розрізу.
Надається можливість побудови епюр по тонкостінних частин перетину або по розрізу масивного перетину. Виконується обчислення і відображення головних напружень, а також еквівалентних напружень відповідно до обраної теорією міцності. Відображення ПДВ супроводжується колірною шкалою, дає уявлення про діапазон відображуваних значень. При наявності двох матеріалів, що сильно розрізняються по модулю деформації, надається можливість працювати з двома шкалами.
Колірна шкала і ізополя напружень по перерізу.
Для перетинів з пружних матеріалів виконується анімація мозаїк, ізополей і епюр відповідно до заданого набором зусиль.
Редагований довідник характеристик бетонів для нелінійного розрахунку з можливостями експорту імпорту.
Для перетинів з нелінійно-деформованих матеріалів виконується анімація мозаїк, ізополей і епюр, що демонструє зміну ПДВ у міру наростання зусиль і відповідно до заданого законом деформування.
Для перетинів з нелінійно-деформованих матеріалів виконується анімація мозаїк, ізополей і епюр, що відображають зміну модулів деформації, зміна деформацій і напружень в перерізі в міру наростання зусиль і відповідно до заданого законом деформування.
Відображення ПДВ в перерізі може бути виконано із застосуванням засобів анімації напруг і деформацій за допомогою інтерполяції заданих зусиль в необхідному діапазоні.
Система параметричного моделювання. САПФІР-Генератор
Дозволяє виконувати параметричне моделювання будівель і споруд довільної форми. Дана система є представником технологій нового покоління для створення моделей конструкцій і являє собою графічний редактор алгоритмів (послідовності дій), який використовує інструменти моделювання САПФІР-3D.
Гнучкий інструмент в ланцюжку BIM. Дозволяє виконувати параметричне моделювання будівель і споруд довільної форми. Дана система є представником технологій нового покоління для створення моделей конструкцій і являє собою графічний редактор алгоритмів (послідовності дій), який використовує інструменти моделювання САПФІР-3D.
Створення 3D моделі оглядової вежі в Сапфір за допомогою нодов
Результатом роботи Генератора є готова 3D модель, що складається з базових об’єктів САПФІР-3D: колон, балок, стін, плит, паль, ферм, поверхонь, навантажень, граничних умов і інших об’єктів. У тандемі Генератор і САПФІР-3D дають нам можливість використовувати точний параметричний контроль над моделлю з подальшим її експортом в ЛІРА-САПР для подальшого розрахунку.
Ноди в Сапфірі
Що ж таке візуальне програмування? Це спосіб створення алгоритму шляхом управління графічними об’єктами замість написання тексту. Тобто для роботи з такою системою не потрібно володіти навичками програмування або бути знайомим зі структурою програмного коду.
Графічні об’єкти в генератор представлені у вигляді нодов і зв’язків між ними. Ноди зображуються у вигляді прямокутників і бувають двох типів: ті, які зберігають дані і ті, які виконують дії. Дані між нодамі передаються за допомогою зв’язків.
Інтерфейс Генератора представлений у вигляді стрічки і робочої області-полотна, на якому і відбувається створення графічної послідовності дій. Палітра нодов розділена на вкладки за тематичною спрямованістю: моделі, геометрія, перетворення, параметри і сервіси.
Створення 3D моделі будівлі в Сапфір за допомогою нодов
Вся геометрія, яка генерується при використанні різних нодов Генератора, буде відображатися в графічному вікні САПФІР-3D.
Вихідними даними для побудови таких графічних алгоритмів можуть служити геометричні примітиви САПФІР-3D (точки, лінії, поверхні).
Створення 3D моделі будівлі в Сапфір за допомогою нодов і dxf файлу
Генератор є гнучким інструментом у ланцюжку BIM. В якості вихідних даних він може використовувати інформацію з інших САПР:
3D форми (поверхні) в форматі * .obj;
геометричні примітиви в форматі * .dxf (точки, лінії, полілінії, контури).
При зміні вихідних даних в інших САПР (редагування форми поверхні або коригування dxf файлу) автоматично оновлюється моделі в генератор.
Створення 3D моделі пішохідного моста Arganzuela в Сапфір за допомогою нодов.
Створений сценарій (набір нодов) можна зберігати в бібліотеку для подальшого використання.
Для більш просунутих користувачів в рамках системи САПФІР-Генератор також реалізований редактор скриптів, який дозволяє писати свої Ноди з новою специфікою роботи.
ОСНОВНІ ІНСТРУМЕНТИ
Координаційні осі прямокутного і радіального типу проектуються на плані і в 3D на будь-яких проекціях, включаючи перспективні зображення.
Стіни і перегородки найрізноманітнішої конфігурації, в тому числі з багатошарових матеріалів. Динамічне автоматичну зміну висоти стін відповідно до зміни висоти поверху. У розрахункової моделі стіни можуть бути представлені у вигляді пластин (несучі стіни) або у вигляді навантажень (перегородки, шари утеплення та ін.)
Плити можуть бути побудовані за допомогою раніше створеної або імпортованої лінії або її фрагмента, або фрагмента контуру іншого об’єкта. Існує можливість задати в плиті зони інший товщини або змоделювати капітелі над колонами. При формуванні розрахункової моделі такі зони зміщуються від основної пластини на жорсткі вставки заданої довжини.
Колони і балки мають повну відповідність перетинів залізобетонних і металевих профілів ПК ЛІРА-САПР. Для колон автоматично формуються контуру продавлювання з урахуванням краю плити і наявності близько розташованих отворів. Автоматичне формування абсолютно твердих тіл в балках і колонах дає можливість змоделювати реальну роботу конструкції.
Стики для панельних будинків моделюються параметрически і можуть бути вертикальними з урахуванням закладених деталей, а також платформеними або контактними. Автоматично вираховується жорсткість платформного і контактного стиків в залежності від товщини шва, марки розчину шва і товщини об’єктів, яких входять в стик.
Умови опирання моделюються в місцях з’єднання конструктивних елементів: жорстке, шарнірне з можливістю врахувати ексцентриситет або вільний край. Для Візор-САПР елементи з умовами опирання експортуються з відповідними коригуваннями: розшиваються вузли, створюються абсолютно-жорсткі тіла, групи об’єднання переміщень і ін.
Набір інструментів для завдання навантажень : моделювання зосереджених сил, навантажень, розподілених по лінії і по площі, рухомих навантажень на прогонові будови, вітрових навантажень і сейсмічних впливів. Редактор завантажень дозволяє призначити їм усім вид завантаження, частку тривалості, необхідні коефіцієнти надійності, знакопеременность, групи об’єднання, взаємовиключення і супутніх. На основі введених даних автоматично генеруються сполучення навантажень (таблиці РСУ і РСН).
Сходи генеруються автоматично: і фізична і аналітична модель. Залізобетонні сходи моделюються пластинами, а сходи з косоуров і шнурів – стрижнями заданого перетину. Несучих елементів сходів можна призначити значення постійної і тимчасової навантаження, а також умови обпирання в місцях пересічних цих елементів з каркасом будівлі.
Динамічне побудова дахів кількох типів: вальмовая, полувальмовая, плоска, односхилий, щипцевій, шатрова або склепінна з урахуванням кута ската, величини схилу, товщини конструкції, рівня прив’язки. Моделі стін можуть бути підрізані під скати даху.
3D тіла і поверхні дають можливість сформувати каркас будівлі на своїй основі. Автоматично формуються поверхи заданої висоти і плити перекриття в місцях перетину обсягів, а також у вузлах перетину координаційних осей створюються колони. Поверхня може бути включена в розрахункову модель у вигляді стрижневий системи або оболонок.
Анотації можуть бути нанесені на плані, фасаді, розрізі і в 3D. Позначення можуть бути прив’язані до тих видів, в яких нанесені, і потрапляти на креслення при документуванні.
Бібліотеки матеріалів і текстур містять не тільки фізико-механічні властивості матеріалів, а також необхідні розрахункові характеристики і конструктивні вимоги для подальшого підбору арматури в системі Візор-САПР.
Відомості всіх елементів, а також специфікації матеріалів автоматично форматуються в таблиці і поміщаються на листи креслень, експортуються в CSV файли. Можна також отримати приблизну вартість матеріалів, виконати експорт фізичних обсягів в DBF файл для кошторисників.
Палі є вертикальними стрижні заданого поперечного перерізу і задаються у вигляді масиву або одиночним розміщенням. Їх жорсткість представлена у вигляді несучої здатності і опади.
Приміщення визначає деяку зону з довільною назвою і привносить в аналітичну модель експлуатаційні навантаження. Площі і обсяги відображаються в експлікації, позначення наносяться на план поверху.
Підтримується експорт моделей проектованих об’єктів в форматах IFC, XML, DXF, POV, 3DS. Можна імпортувати архітектурні проекти з файлів IFC, а також DWG і DXF файлів.
Використовуючи креслення в якості поверхових DXF підкладок, можна в автоматизованому режимі «підняти» їх в 3D. Автоматично розпізнаються перетину паль, колон і балок, товщини стін і плит, розміри отворів, які були задані в dxf файлі. Для насичення проекту елементами антуражу здійснюється імпорт моделей з файлів STL, 3DS, OBJ, MESH, MSH. Є функція порівняння версій проекту.