Экспертиза проектов уникальных зданий, возводимых в сложных инженерно-геологических условиях
научный журнал «Актуальные исследования» #22 (25), ноябрь '20

Экспертиза проектов уникальных зданий, возводимых в сложных инженерно-геологических условиях

Построение BIM-модели при разработке проектов уникальных зданий, возводимых в сложных инженерно-геологических условиях. Опыт такого строительства широко используется в нашей стране и за рубежом. В качестве примера можно привести строительство второй сцены Мариинского театра и Лахта-Центра в Санкт-Петербурге, в котором использовалось BIM-проектирование грунтовых условий при взаимодействии с системой «здание-фундамент-основание» (ЗФО) для параметрического моделирования и выбора оптимальных параметров строительства. Легкий пересчет показателей при изменении параметров информационной модели значительно упрощает вариантное проектирование и поиск оптимальных решений, в частности, при выборе различных вариантов производства строительно-монтажных работ.

Построение BIM-модели способствует оптимизации процесса экспертизы строительных объектов. Приводится блок-схема проектов строительства уникальных зданий, возводимых в сложных инженерно-геологических условиях на примере подбора технологии возведения стены в грунте.

Аннотация статьи
параметрическое проектирование
автоматизированные системы проектирования
экспертиза проектов строительства
единые информационные системы в строительстве
управление проектами
BIM-технологии
Ключевые слова

Введение

Решение проблемы управления в строительстве возможно на пути создания единых информационных систем, позволяющих осуществлять координацию деятельности различных предприятий в области строительства объектов (и в дальнейшем, используя созданную информационную модель – их эксплуатации). Аналогично переходу с бумаги на CAD, при переходе с CAD на BIM пользователям открывается намного больше возможностей, чем простое снижение ошибок и повышение производительности. Создав цифровую версию будущего здания, экспертизы проектов строительства может быть выполнена более детально. Данные модели возможно использовать не только для анализа расчетов, но также и для анализа вариантов производства строительно-монтажных работ с целью выбора модели ОТП. А добавив календарные графики строительства – проанализировать различные модели ОТП, сроки, затраты, и многое другое.

При выборе оптимального решения СМР часто необходимо перебрать множество вариантов начиная от подбора параметров самой конструкции, удовлетворяющей теплотехническим нормам, нормам безопасности и устойчивости конструкций, пожаробезопасности и другим нормативным документам, одновременно удовлетворяя требованиям экономии ресурсов, и заканчивая выбором технологических решений на основании ряда параметров, таких как скорость, этапность возведения, стоимость, экологичность и другим.

Параметрическое проектирование на основе построения информационной BIM-модели позволяет выполнять автоматический пересчет вносимых изменений, с учетом этих изменений во всех разделах проектной документации и выпуск соответствующей сметной документации.

Преимущества BIM на этапе строительства и эксплуатации состоят в том, что BIM–модель позволяет использовать параметрическое проектирование и сохранять информацию об объекте и все вносимые изменения. Экспертиза проектов строительства с использованием технологий информационного моделирования имеет существенные преимущества в том, что вносимые изменения касаются всего пакета документации, охватывая все разделы, и если изменения внесены в какой-либо один раздел, они автоматически отразятся и во всех остальных взаимосвязанных разделах.

 

Математические модели для расчета системы грунт-основание и влияния подземного строительства на окружающую застройку

Геотехнические расчеты и проектирование базируются на процессах моделирования грунтовых условий, а также взаимодействия ЗФО с грунтовым массивом. В ходе работ оцениваются напряженно-деформированные параметры грунта в основании проектируемого объекта, рассчитываются осадки фундаментов, крены стен, колонн, труб и других конструкций, которые находятся в зоне влияния возводимого сооружения. На основании этих расчетов предлагаются решения по устройству фундаментов и подземных частей проектируемых объектов, при необходимости указываются способы усиления конструкций окружающей застройки и разрабатывается перечень компенсирующих мероприятий, определяется наилучший порядок ведения строительно-монтажных работ, выделяются этапы. Для выполнения расчетов могут использоваться современные программные комплексы Plaxis, GeoWall, Lira (Грунт) и др. В настоящее время стали возможны совместные расчеты сооружения и основания в Autodesk Robot Structural Analysis и PLAXIS 3D. При расчете зданий и сооружений инженер руководствуется 3 основными положениями:

Федеральный закон РФ Ф3№ 384;

  • Постановление № 1521 26.12.2014;
  • ГОСТ54257–2010.

В статье 16 ФЗ-384 главе 3 указано, что безопасность объектов строительства обеспечивается произведенными расчетами. Создание BIM–модели позволит решить некоторые вопросы взаимосвязи программ.

Под организационно-технологическими моделями понимается формализованная организация и технология возведения зданий. Моделирование как вид проектирования – наиболее эффективное средство планирования строительства.

Решение выполняется по заданному критерию. Оптимизация выбирается путем сравнения вариантов. Для автоматизации задач проектирования организации строительных работ необходимо задать исходные параметры (входная информация):

  • Нормативная база строительства (как банк данных);
  • Продукция САПР (проекты зданий и сооружений).

В BIM-проектировании легкий пересчет показателей при изменении параметров информационной модели значительно упрощает вариантное проектирование и поиск оптимальных решений, в частности, при выборе различных вариантов производства строительно-монтажных работ.

Рис. BIM-модель с принятыми критериями оптимизации

Вариантность также может касаться любого другого раздела проекта (подбора конструкций, выбора оборудования, проекты ремоделинга и проч.). Особенностью BIM-модели является возможность моделировать весь жизненный цикл объекта. Чтобы управлять процессом на основе моделирования, необходимо смоделировать весь производственный процесс, с выделением всех элементов и связей.

На рисунке представлен пример блок-схемы BIM-проектирования СМР «стены в грунте» двумя способами – свайным и траншейным. Пересчет параметров может быть произведен одновременно по ряду параметров, а также сделан подбор самих параметров по выбранной целевой функции (например, уменьшение стоимости, или уменьшение сроков строительства), включая организацию строительного производства, основанную на системном и процессном подходе к управлению.

Текст статьи
  1. Имитационное моделирование [Электронный источник] https://studfiles.net/preview/3853551/ (дата обращения 20.09.20)
  2. Катценбах Р., Вейдле А., Рамм Х.Геотехнические основы моделирования совместной работы здания и основания // Научные доклады (Internet: www.georec.spb.ru) [Электронный источник] http://georeconstruction.net/journals/07/files/pdf/0407007.pdf (дата обращения 20.09.20)
  3. Рябков С.В. Соловьев Р.А. Опыт применения Plaxis 3D для трехмерных расчетов [Электронный источник] https://undergroundexpert.info/issledovaniya-i-tehnologii/tehnologii/plaxis-3d/ (дата обращения 20.09.20)
  4. Сафина А.Г. Сопоставление прогнозируемых осадок плитных фундаментов с фактическим осадками // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2018. №10. С. 52-57.
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 24 июля по 30 июля
Осталось 2 дня до окончания
Публикация электронной версии статьи происходит сразу после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии журнала
03 августа
Загрузка в eLibrary
03 августа
Рассылка печатных экземпляров
11 августа