Программа для проектирования и расчета фундамента

Программа для проектирования и расчета фундамента

Строительство дома, миссия очень ответственная, требующая времени и денежных средств. Особо важно, чтобы конструкция служила долгие годы, правильно подобрать «крепеж» для здания, в этом поможет программа для расчета фундамента. Благодаря таким софтам, даже неопытные в строительстве владельцы земельных участков, с легкостью просчитают, сколько материалов для основания дома необходимо. На сегодняшний день создание проектов фундаментов в собственном персональном компьютере – очень популярно и пользуется спросом.

Интерфейс программы для расчета фундамента

И это не удивительно, ведь масса положительных сторон указывает на то, что расчет фундаментов выгоднее всего делать именно таким образом.

Мостики холода — их виды и причины образования

Мостик холода в строительстве — что это такое? Это участки строения с высокой проводимостью тепла. Температура здесь ниже, чем в других частях конструкции.

Мостики холода бывают нескольких видов:

• геометрические — связаны с конструктивными особенностями дома, встречаются в местах стыков отдельных элементов (углы, соприкосновение наружных стен с фундаментом и кровлей, балконные плиты);
• линейные — образуются в результате прерывания теплоизоляционного слоя, например, в дверных и оконных проемах;
• точечные — возникают в местах установки крепежей, навесов, телевизионных антенн;
• обусловленные особенностями используемых материалов, их комбинациями при различных значениях коэффициента теплопроводности.

Самые распространенные причины теплопотерь: некачественное утепление узловых соединений, несоблюдение технологии строительства, неправильный выбор материалов.

На практике часто встречается несколько видов температурных мостов, что требует точных расчетов еще на этапе проектирования строения.

Расчетный комплекс Autodesk Robot Structural Analysis Professional (RSA), предназначенный в первую очередь для расчета строительных конструкций и сооружений на прочность, устойчивость и динамические воздействия, появился в России сравнительно недавно.

На российском рынке программного обеспечения существует несколько хорошо зарекомендовавших себя программных комплексов для решения таких задач. Это и SCAD Office, и Лира, и Stark ES. Они имеют соответствующие сертификаты соответствия, прошли проверку временем. Некоторые активно используются в учебном процессе — к примеру, SCAD Office является основной учебных курсов на инженерно-строительном факультете Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Появляется закономерный вопрос: а чем, собственно, новоявленный комплекс может быть привлекателен для российского пользователя, у которого и без того есть достаточно широкий выбор?

Во-первых, комплекс предоставляет возможность проектировать и оценивать работоспособность элементов конструкции в соответствии с многочисленными нормами (европейскими, американскими, азиатскими и другими, включая российские). Это немаловажно при выполнении международных проектов и подрядных работ для иностранных заказчиков.

Во-вторых, на выходе помимо стандартных результатов, включающих таблицы армирования железобетонных элементов, можно получить детально проработанные схемы армирования в виде чертежей и спецификаций.

В-третьих, многочисленные функциональные возможности представлены в рамках одного интерфейса, причем между программными модулями реализована тесная взаимосвязь. Например, после проведения вычислений РСУ, выделив интересующие элементы конструкции, можно запустить процесс подробного исследования несущей способности фрагмента металлоконструкции или подбора армирования для железобетонных элементов.

И, наконец, в-четвертых: один из рабочих языков — русский (включая встроенную интерактивную справочную систему), что не может не порадовать отечественного пользователя.

Из-за насыщенности интерфейса и разнообразия предоставляемых возможностей комплекс многолик и достаточно сложен в освоении. Но, как показывает опыт, все усилия, затраченные на обучение, окупают себя с лихвой.

Впрочем, от слов к делу: совершим небольшой экскурс по функциональным возможностям RSA.

Программа запускается как обычное приложение Windows.

Для начала пользователю предлагается определиться, что собственно является предметом его исследований (рис. 1).

В первых двух рядах представлены варианты расчетных схем конструкций. Вид иконок отражает характер схемы. Это (по порядку следования) плоская рама, плоская ферма, ростверк, пространственная ферма, пространственная рама, сооружение, плита, оболочка, конструкция в плоско-напряженном состоянии, конструкция в состоянии плоской деформации, осесимметричная конструкция и объемная конструкция (представляется объемными конечными элементами — например, в форме тетраэдра или «кирпича»).

Следующие семь иконок соответствуют несложным, но часто используемым видам анализа: проектирование железобетонной балки (ЖБ балки), ЖБ колонны, одиночного фундамента, ленточного фундамента, ЖБ балки-стенки, ЖБ стенки и ЖБ плиты.

RSA имеет встроенный механизм экранов — специально разработанных систем диалоговых окон, средств визуализации и таблиц. Они используются для выполнения определенных действий, повышают эффективность создания и расчета конструкции, делают эту работу в достаточной мере интуитивной.

В то же время все действия могут выполняться и без использования экранов.

Чтобы понять технологию работы в ПО RSA, достаточно рассмотреть простой пример — например, процесс проектирования ЖБ балки. Для этого в ответ на предложение определиться с типом проекта (рис. 1) активируем кнопку с пиктограммой ЖБ балки (третий ряд, первая слева). RSA загружает соответствующую систему окон для формирования данных по проекту (рис. 2).

Перед тем как приступить к выполнению проекта, нужно подкорректировать рабочие настройки среды (рис. 3). Сказанное, в частности, касается опций Единицы и форматы, Материалы, Базы данных и Нормы проектирования.

Определившись с перечисленными параметрами (в данном случае как меры длины выбраны метры (m), силы — килоньютоны (kN), а в качестве норм, регламентирующих армирование в железобетонных элементах, — СНИП 2.03.01−84), переходим непосредственно к формированию данных.

В соответствии с технологией, предлагаемой SRA, порядок действий определяется списком (рис. 4).

Последовательно переходя от одного пункта к другому и заполняя предлагаемые формы, определяем геометрию многопролетной балки, уточняя длины пролетов и параметры сечений, вводим ослабления (различного рода отверстия) — рис. 5.

Затем прикладываем нагрузки (рис. 6) и задаем опции расчета, определяющие общие параметры армирования балки (рис. 7).

Далее задаем шаблоны армирования, детализирующие распределение арматуры в балке (рис. 8).

Перед тем как провести расчет и получить схему армирования, настраиваем опции расчета (рис. 9).

По окончании расчета просматриваем результаты в виде эпюр (рис. 10), схемы армирования в 3D-виде (рис. 11−12) и результирующие чертежи (рис. 13).

В заключение формируем пояснительную записку, где с регулируемой подробностью отражаются все этапы подготовки расчетной схемы и приводятся результаты (рис. 14).

Таким образом, в процессе решения задачи пользователь выполняет предлагаемую RSA последовательность шагов, получает результат и формирует исчерпывающий отчет.

Расчетные возможности RSA охватывают весь спектр задач, встречающихся в строительной практике:

• линейный статический расчет;
• динамический расчет (модальный анализ, анализ сейсмического воздействия на конструкцию, расчет спектрального отклика, расчет амплитудно-частотных характеристик при внешнем гармоническом воздействии);
• расчет конструкции на устойчивость;
• прямое интегрирование уравнений движения при воздействии кратковременных нагрузок (расчет переходного процесса);
• решение нелинейных задач статики, связанных как с нелинейным поведением материала, так и с геометрической нелинейностью.

Среди множества других есть и возможность выполнять расчеты для подвижной нагрузки.

В качестве примера рассмотрим расчет однопролетного моста (рис. 15).

На этот раз в качестве рабочих установок принимаем следующие: код проектирования — Eurocode, база данных сечений — European section database (EURO). В качестве единиц физических величин используем метры (m) и килоньютоны (кN).

На рис. 16−19 представлена последовательность создания расчетной схемы моста средствами RSA.

Настил моста представляет собой прямоугольную железобетонную плиту. Задаем контур с соответствующими координатами, а затем присваиваем ему свойства плиты, определяемые в диалоговом окне (рис. 16).

Поведение железобетонной плиты характеризуют четыре параметра: толщина, механические свойства материала, модель работы пластинчатого элемента под нагрузкой и схема армирования.

Далее задаются граничные условия — в данном случае фиксируются от смещения и поворотов короткие торцы по всей их длине.

После этого переходим к построению ферменной решетки моста. RSA предоставляет возможность воспользоваться автоматическими генераторами типовых конструкций. Задействовав эту опцию, строим ферму вдоль одной из сторон моста, а затем, путем копирования, получаем аналогичную вдоль другой стороны (рис. 18).

Далее, дополнив конструкцию верхней обвязкой (здесь можно совмещать функции отрисовки стержней путем привязки их к узлам с последующим копированием), получаем итоговую геометрию моста (рис. 19).

Следующий шаг: создаем нагружения, действующие на конструкцию.

В RSA сначала задаются типы нагружений в соответствии с классификацией, принятой для тех или иных норм (идентификация нагружений по типам необходима при формировании расчетных сочетаний усилий), а затем каждое из нагружений наполняется конкретными нагрузками. Исключение составляет нагрузка, обусловленная весом элементов конструкции (постоянная). Эта нагрузка формируется автоматически, но при необходимости ее можно скорректировать, как это считает нужным пользователь.

Добавим в список также три временных нагружения (Live1 — они будут иметь имена ЭКСП.1, ЭКСП.2 и ЭКСП.3, а также два ветровых с именами ВЕТЕР1 и ВЕТЕР2).

Для примера на рис. 20 представлено четвертое нагружение — равномерная поверхностная нагрузка, действующая на плиту моста в пределах прямоугольной полосы.

После формирования нагружений проводим расчет.

На рис. 21−25 показаны результаты статического расчета для нагружения 1 (собственный вес).

RSA располагает богатыми возможностями представления результатов. Для стержневых элементов это эпюры силовых факторов (рис. 21) и карты, то есть цветовое отображение в соответствии с палитрой (рис. 22), для пластин — карты и разрезы (рис. 23).

Также можно детализировать результаты и получить эпюры для отдельных стержней (рис. 25).

Результаты можно представить в виде таблиц и, при желании, изменить набор выводимых полей (рис. 26).

Для оценки работоспособности стержневых элементов конструкции и подбора оптимальных сечений необходимо выполнить некоторые предварительные операции по присвоению стержням типов. Тип определяется набором параметров, которые назначаются исходя из условий работы стержневых элементов. К таким параметрам относятся коэффициент расчетной длины для разных плоскостей изгиба, предельные значения гибкости и прогибов, а также ряд других.

Сформируем два дополнительных типа элементов. Ограничимся назначением коэффициентов расчетной длины (рис. 27: для типа «Пояс» назначаем коэффициент 0,9, а для типа «Раскос» — 0,8).

Для назначения стержням типов (и проведения других операций — например, унификации по сечениям) удобно заранее определить группы стержней. Это делается с помощью Инспектора объектов. Сформируем пять групп стержневых элементов, предварительно настроив графический фильтр (рис. 28).

Переходим непосредственно к этапу оценки работоспособности конструкции с последующей ее оптимизацией (то есть к этапу проектирования).

В окне Определение (рис. 29) формируем группы унификации стержневых элементов: для каждой группы определяем список элементов, имя, выбираем материал и набор сечений, из которого будет выбираться оптимальное.

Затем в окне Расчеты (рис. 30) задается тип расчета (в данном случае — проектирование группы), определяется список групп, которые будут рассматриваться, назначается определяющий критерий при подборе сечений (в нашем примере — вес), список нагружений и критерий оценки (по предельному состоянию 1-й группы).

Следующий шаг — расчет.

В результате получаем оптимальное сечение по каждой группе унификации (на рис. 31 оно обозначено голубым цветом).

Также для справки показаны два ближайших (по критерию подбора) варианта, один из которых не проходит по какому-либо критерию предельного состояния (выделен красным цветом), а другой, выделенный зеленым цветом, полностью соответствует требованиям, но не является оптимальным.

С предлагаемым вариантом можно согласиться — в этом случае происходит замена сечений и требуется новый расчет.

По итогам расчета можно сгенерировать пояснительную записку, где в подробном виде приводятся все проверки стержневого элемента со ссылками на пункты нормативного документа (рис. 32).

По итогам всех видов расчета формируется отчет, степень подробности которого можно варьировать в широких пределах (рис. 33−34).

Заканчивая краткий обзор возможностей комплекса, можно сделать вывод, что Autodesk Robot Structural Analysis Professional представляет собой универсальный, с удобным и интуитивно понятным интерфейсом инструмент расчета строительных конструкций. Он позволяет проводить все необходимые виды расчетов и получать на выходе результаты как в графическом представлении, так и в табличном, а также формировать отчеты в необходимом пользователю виде.

Наличие русскоязычного интерфейса и подробной интерактивной справочной системы (также на русском языке), поддержка многочисленных норм проектирования (в том числе отечественных) и баз данных (по материалам, сечениям, грунтам делает новый расчетный комплекс весьма привлекательным для российского пользователя.

Почему нужно проектировать онлайн?

Как мы уже отметили, точный расчет фундамента является необходимостью, которой нельзя пренебрегать.

Если вы хотите разобраться во всем сами, то можете ознакомиться с любым руководством/пособием для проектирования фундамента, но есть ли у вас столько времени , чтобы изучить все самостоятельно и уверенность, что вы нигде не ошиблись?

Второй вариант, это обратиться в специализированные проектные организации, которые за круглую сумму выполнят работу за вас, но не факт , что качественно и по стандартам.

Третий вариант — воспользоваться профессиональной программой для проектирования фундамента онлайн. Это наиболее оптимальное решение для тех, кто не хочет отдавать значительные средства посредникам, но и не обладает достаточными ресурсами для реализации проекта без посторонней помощи.

Лучшие программы для проектирования каркасных домов

Проектировать собственное жилище через программу просто, но для этого нужно выбрать из множества разных вариантов самый лучший. Рассмотрим самые популярные и удобные варианты. Все представленные ниже программы имеют схожий функционал, но отличаются в некоторых деталях. Выбрать подходящий вариант каждый должен индивидуально, в зависимости от особенностей будущего проекта и опыта в этой сфере.

ArCon

Многофункциональная программа ArConотлично подойдет как для опытного пользователя, так и для начинающего проектировщика. Она обладает удобным и понятным интерфейсом, русифицирована, но к сожалению платная. Разобраться со всеми функциями не составит труда, особенно если уже был подобный опыт ранее.

Важно! Это касается не только ArCon, но и любой другой подобной программы. Если не получается разобраться, как она работает, всегда можно посмотреть обучающие ролики в интернете.

В первую очередь это приложение поможет спроектировать сам дом до мельчайших деталей. Она открывает любой чертеж независимо от формата, и позволяет создавать свои чертежи и сохранять их в формате .dwg. Кроме того, при необходимости, можно воспользоваться встроенными шаблонами, которые помогут создать дом по уже готовому примеру.

Кроме проектирования, с ее помощью можно разработать дизайн комнат.

ArConобладает достаточным функционалом, чтобы регулировать палитру цветов, освещение в предполагаемых комнатах, и даже позволяет прогуляться по виртуальному дому.

WoodEngine

Эта программа разработана специально для проектирования строений из дерева, поэтому она идеально подходит для создания проектов каркасных домов. С ее помощью можно создавать чертежи для 2-х и 3-х этажных зданий.

Основное достоинство WoodEngine— исчерпывающая информация по проекту. Все что необходимо знать (рабочие чертежи, деталировки и спецификации) будет доступно в любую секунду. Кроме того, такая работа, как проектирование стен и других архитектурных элементов автоматизируется. Также самостоятельно высчитывает количество необходимых материалов, и даже самые маленькие детали и узлы будут отображены на чертежах и их не придется добавлять вручную.

Ее создателями стали Autodesk. С ее помощью строительные проекты создаются во многих крупных компаниях. Как и предыдущая программа, WoodEngineимеет встроенные шаблоны, которые упростят процесс проектирования.

Дом-3D

Бесплатнаяпрограмма для проектирования каркасных домов, созданная российскими разработчиками. Она отлично подойдет для новичков, но, к сожалению, позволяет создать только наброски строения, а не полноценный чертеж. Для начального этапа проектирования она подойдет отлично.

Хоть Дом-3Dи не подходит для создания полноценного проекта, она хорошо помогает в перепланировке комнаты, изменении фасада здания и корректировки дизайна. Основное достоинство софта — простота в освоении и использовании.

CyberMotion 3D-Designer

Соф для проектирования дома от А до Я. Функционал CyberMotion3D-Designerпозволяет не только создать первоначальный проект, но и сделать объемную модель будущего жилища с анимацией. Все что необходимо: чертеж в трех проекциях.

Важно! Это приложение позволяет также просто работать с трехмерной анимацией, это не обязательно должно касаться проектирования домов.

Основное преимущество этой программы перед другими — встроенная справка. Эта функция позволяет освоиться с софтом и разобраться в ПО.

С CyberMotion3D-Designerможно создавать дизайн и даже продумывать примерную расстановку мебели.

Home Plan Pro

Программа на русском языке, практичная и понятная для любого пользователя. Она хорошо помогает начинающим проектировщикам, ведь интерфейс и панель инструментов доступные и понятные. HomePlanProсчитается одной из лучших для проектирования домов.

Софт относится к профессиональным, работать с ней могут опытные архитекторы и проектировщики. Во многом утилита считается такой благодаря тому, что позволяет работать с моделями в 3-D. В печатном виде созданные чертежи будут смотреться качественно, все размеры будут соответствовать заданным.

Важно! Это одна из немногих утилит, которая не требует многого от системы.

Программа для создания проекта для строительства каркасного дома. В ней можно работать как с 2-D, так и с 3-Dпроектами. Она отлично подходит и для опытных пользователей и для начинающих.

ПО доступное и простое для понимания. Интерфейс русскоязычный, поэтому разобраться, как ею пользоваться, очень просто. Лучше всего эта утилита подходит для проектирования домов из дерева, в частности с каркасными строениями.

На экране есть все необходимо для работы. Картинка на экране очень реалистичная и подробная. На проекте будут просматриваться все детали и подробная информация о проекте.

Основное преимущество этой программы: она позволяет работать со сложными элементами, вроде создания кровли либо мансарды. Кроме того, она «подсказывает» какие элементы в том или ином случае подходят лучше. Утилита способна считывать информацию с файлов любого формата.

После печати получается качественный чертеж, который соответствует требованиям ГОСТа.

SketchUp

Софт был создан одной из крупнейших мировых компаний — Google. Он считается одним из лучших и занимает лидирующие позиции среди ПО для проектирования домов. Это абсолютно бесплатная и многофункциональная утилита, она позволяет проектировать не только сам дом, но и ландшафт вокруг (деревья, дома, газон и т. д.).

Одна из основных функций — программа может рассчитывать, отталкиваясь от проекта, необходимое количество стройматериалов для работы. Информация выводится на дисплей и доступна для пользователя в любой момент. В ПО есть множество декораций, которые позволят создать и проект дома, расставить мебель по комнатам и оформить дизайн помещения.

Утилита имеет свои особенности, которыми не может похвастаться 90 % другого ПО. Редактировать размеры разных элементов на проекте можно с помощью растягивания мышкой.

Важно! Никаких предустановок в программе нет. Все настройки выставляются самостоятельно.

Total 3D Home Deluxe

Эта утилита особенная, она позволяет создавать максимально подробные проекты в фотореалистичном стиле. Это позволяет продумать интерьер помещения буквально до самых мелких деталей.

Она хорошо подходит и для проектирования дома с нуля, и для перепланировки помещения, для ремонта или реставрации здания. Программа платная, но при скачивании дается пробный период бесплатного пользования.

Обширная библиотека позволяет подбирать максимально подходящую мебель для дома. ПО самостоятельно рассчитывает стоимость используемых в проекте стройматериалов.

Это помогает заранее рассчитать бюджет на строительство и составить подробную смету.

Xilinx PlanAhead

Это профессиональное ПО, которое используется опытными пользователями подобных программ. Новичку будет достаточно сложно разобраться, как ее использовать, а вот профессионал сможет воспользоваться всеми возможностями этой утилиты.

Особенность этой утилиты — в процессе работы она рассчитывает необходимое количество стройматериалов. Кроме того, софт помогает в разработке проекта и «подсказывает» идеальное решение для некоторых задач.

Конечно, такая программа является платной, но она обладает всем необходимым для проектирования строений любой сложности. Еще одна особенность XilinxPlanAhead, менять некоторые элементы здания можно непосредственно во время работы, при этом другие части здания не будут меняться и деформироваться.

Valtec

Изначально эта утилита была предназначена для проектирования отопительных систем в здании. Она скачивается бесплатно, но и в плане функциональности не балует пользователей. ПО, в основном, предназначено исключительно для расчета количества необходимых стройматериалов для возведения каркасного, или любого другого, дома.

Софт помогает подобрать подходящие материалы для конкретного региона, выбирает лучший вариант под особенности климата местности и рассчитывает теплопотери при использовании того или иного стройматериала. Особенность этого софта в том, что он производит даже гидравлические расчеты.

Revit

Еще одна программа, которая относится к профессиональным. Она трудно осваивается, особенно если нет опыта в работы с подобным ПО. Кроме того, для русскоязычных пользователей в работе могут возникнуть трудности: интерфейс плохо адаптирован.

Программа платная, но чтобы определиться, стоит ли она своих денег, создатели предлагают воспользоваться 30-ти дневным пробным периодом. В это время, в отличие от многих других программ, никаких ограничений в плане пользования нет.

В плане функциональности, это одна из лучших утилит для проектирования дома и создания чертежей. В ней можно реализовать весь свой творческий потенциал: корректировать внешний и внутренний дизайн помещения, расставлять мебель, создавать чертежи.

SweetHome

Бесплатный и самый простой в освоении продукт в этой категории. Утилита позволяет создавать простые 2-х и 3-х мерные проекты. Результат работы можно импортировать в форматах: OBJ, DAE, 3DS.

Создатели предусмотрели подробный видео-курс, как пользоваться данным ПО, поэтому в освоении не возникнет никаких сложностей. Кроме того, подерживается функция видео-демонстрации проекта.