Проектирование металлоконструкций

Проектирование строительных металлоконструкций - это процесс разработки документации необходимой для создания металлоконструкции. На этапе проектирования определяются основные параметры сооружения, его конструктивные особенности, которые оказывают влияние на стоимость и сроки возведения здания из металлоконструкций. Например, исполнение монтажных узлов металлоконструкций на болтовом соединении или на сварке, применение проката из углеродистой стали (Ст3, С345) или низколегированной (09Г2С).

Проектирование металлоконструкций выполняется в два этапа:

Первый этап - разработка проектной документации стадии КМ (конструкции металлические). На этом этапе определяются конструктивные решения несущего каркаса здания, они увязывается с архитектурными, технологическими решениями проектируемого здания, с конструктивными решениями железобетонных конструкций. На этом же этапе производится, как показано на рисунке 1.1, сбор нагрузок, статистические и динамические расчеты, выполняются пояснительная записка, чертежи, монтажные схемы, составляется техническая спецификация металла, приведена на рисунке 1.2.

Второй этап - разработка рабочей документации для изготовления строительных металлоконструкций - КМД (конструкции металлические деталировочные чертежи). На рисунке 1.3 показаны чертежи стадии КМД.

Рисунок 1.3 - Проектная документация стадии КМД

Чертежи стадии КМД делаются на основе проекта стадии КМ с учетом технологических особенностей, оснащения и возможностей завода производителя металлических конструкций.

Системы проектирования металлоконструкций

В настоящее время невозможно представить проектирование металлоконструкции без помощи современных компьютерных программ, так как Advance Steel, КОМПАС-3D, AutoCAD c приложением СПДС GraphiCS, применение проектных программных комплексов имеет ряд преимуществ:

• скорость разработки;
• построение наглядных пространственных моделей;
• автоматическое создание чертежей, спецификаций и.т.д.

Для разработки изделия применялся нисходящий способ: от сборочной конструкции к трехмерным моделям составляющих ее компонентов, далее к разработке конструкторской документации (КД), инженерным расчетам, а затем к разработке технологической документации (ТД).

Для более производительной работы с конструкцией использовалось ее каркасное представление, которое включается в сборку, определяет структуру, пространственные требования и ограничения, состыковку элементов и другие характеристики конструкции, которые в дальнейшем будут использованы при разработке ее компонентов. Каркасную модель можно применять и для анализа перемещений компонентов в сборке, задавая привязки их размещения к модели

В настоящее время невозможно представить проектирование металлоконструкции без помощи современных компьютерных программ, так как Advance Steel, КОМПАС-3D, AutoCAD c приложением СПДС GraphiCS, применение проектных программных комплексов имеет ряд преимуществ:

• скорость разработки;
• построение наглядных пространственных моделей;
• автоматическое создание чертежей, спецификаций и.т.д.

Для разработки изделия применялся нисходящий способ: от сборочной конструкции к трехмерным моделям составляющих ее компонентов, далее к разработке конструкторской документации (КД), инженерным расчетам, а затем к разработке технологической документации (ТД).

Для более производительной работы с конструкцией использовалось ее каркасное представление, которое включается в сборку, определяет структуру, пространственные требования и ограничения, состыковку элементов и другие характеристики конструкции, которые в дальнейшем будут использованы при разработке ее компонентов. Каркасную модель можно применять и для анализа перемещений компонентов в сборке, задавая привязки их размещения к модели.

Чертежи на сборочные единицы и детали, а также спецификации генерируются автоматически на основе заранее созданных шаблонов.

Создание чертежей деталей и сборочных единиц в полном соответствии с ЕСКД входит в базовые возможности указанных САПР. На каждый компонент конструкции вводятся данные, связанные двунаправленной ассоциативной связью с моделями сборки, деталей и чертежами. Могут быть добавлены дополнительные данные, не связанные с трехмерной моделью, например информация о материалах, технические условия и т.п.

Спецификации, автоматически формируемые по выбранному шаблону, также связаны с моделями двунаправленной ассоциативной связью. Редактор шаблонов позволяет создавать как спецификацию по любому варианту ГОСТ, так и собственные типы отчетов.

В процессе подготовки к производству часто приходится вносить изменения в конструкцию изделия, а значит -- и в необходимые для его изготовления технологическую оснастку, пресс-формы, КМД, управляющие программы для оборудования с ЧПУ. Оптимальность процессов внесения изменения непосредственно влияет на сроки и качество проектирования. Схема проведения изменений в 3D-модели и в конструкторскую документацию совпадает со схемой разработки изделия: изменение данных происходит от компоновки к трехмерной модели, далее -- к конструкторской документации, к результатам расчетов и к технологической документации. Принципы используемого в работе нисходящего проектирования обеспечивают высокий уровень автоматизации проведения изменений.

Металлоконструкции зачастую являются основой сооружения, которая должна воспринимать все нагрузки воздействующие на объект. Если в элементах металлоконструкций возникли напряжения, превышающие предел текучести металла, происходит их разрушение. Такие случаи иногда происходят. Разрушения металлоконструкций порой приводят даже к гибели людей. Именно поэтому проектирование металлоконструкций является весьма ответственным этапом, на котором закладываются нормативные запасы прочности.

Проект создается на основе нормативов ГОСТ и СНиП, при этом производится не только расчет металлоконструкций, но и, как правило, проектирование архитектурно-строительной части. В процессе работы на всех этапах проект должен согласоваться с заказчиком, чтобы избежать возможных ошибок и недоразумений. Работы по созданию проекта также включают в себя подготовку всех необходимых документов, в том числе для контролирующих органов. Кроме того, чертежи металлических конструкций должны создаваться с учетом технологических возможностей подрядной организации. Правильный подход позволит найти оптимальное соотношение цены и качества за счет использования недорогих материалов, которые при этом будут обладать всеми необходимыми характеристиками. Качество конечного изделия зачастую зависит от того, как было выполнено проектирование металлоконструкций, а не от цены материалов.

Неважно, каким целям служит металлическая конструкция, будет ли она каркасом здания или простой оградой, без грамотного проекта высок риск получить некачественное изделие. Именно поэтому расчет металлоконструкций должен выполняться профессионалами своего дела, имеющими богатый опыт в данной области. Только при таком подходе можно гарантировать их надежность и долговечность.

Для проектирования металлоконструкций используются специализированные системы автоматизированного проектирования: