Связь с архитектурными и графическими системами

Создание расчетной схемы для прочностного анализа несущих конструкций зданий и сооружений является достаточно сложной задачей. Расчетную модель строят на основе геомет­рических размеров и топологии архитектурной части проекта. Широкое внедрение в архитектурное проектирование специа­лизированных программных систем позволило не только автоматизировать процесс проектирования, но и получить цифровую модель объекта проектирования, т. е. его описание в базе данных архитектурной системы. В связи с этим актуальной является задача организации доступа к этой информации и построения на ее основе расчетной схемы.

Естественно, что расчетная схема не является копией архитектурного решения. Однако основные размеры, привязки колонн и несущих стен, очертания перекрытий, положение проемов и отверстий во многом повторяют заданное архитектором. Это позволяет выполнить автоматизи­рованное построение только укрупненной расчетной модели на основе данных архитектурного решения. Автоматическое построение детальной расчетной схемы на основе укрупненной модели возможно (и то не до конца) лишь для очень узкого класса простых объектов. Связано это с тем, что большинство систем прочностного анализа конструкций базируется на методе конечных элементов, и для их расчетных схем, кроме геометрических данных, заимствованных из архитектурного проекта и дополненных построением сетки конечных элементов, следует еще указать условия опирания и примыкания, данные о физико-механических характеристиках материалов, а также сведения о нагрузках. Это требует задания дополнительной информации, необходимой для выполнения прочностного расчета.

Переход от архитектурного решения к расчетной схеме можно представить в виде следующей последовательности операций:

1. Построение на основе внутреннего представления данных архитектурной системы укруп­ненной конструктивной модели здания, состоящей из таких объектов, как колонны, балки, стены, перекрытия (плиты) и крыши;
2. Удаление из конструктивной модели объектов, которые не включаются в расчетную схему, например, перегородок, элементов ограждения, архитектурных деталей и т. п.;
3. Уточнение, если это необходимо, положения объектов в конструктивной модели и дополнение ее новыми элементами, не учтенными в архитектурном решении;
4. Автоматическое или управляемое пользователем построение сетки конечных элементов с одновременным назначением жесткостных характеристик конечным элементам;
5. Задание условий опирания и примыкания элементов;
6. Ввод нагрузок и специальных исходных данных.

Последние две операции выполняются в комплексе SCAD, где, кроме того, могут быть внесены дополнительные изменения в расчетную схему.

Среди архитектурных систем, для которых разработаны программные средства экспорта данных в форматы проекта препроцессора ФОРУМ, такие популярные системы как Revit Structure, ArchiCAD^®, ALLPLAN^®, и ряд других.