Выбор расчетных программных комплексов для строительства методом анализа иерархий

Садовский Никита Александрович,

Бойчин Роман Евгеньевич,

студенты Приамурского государственного университета им. Шолом-Алейхема, г. Биробиджан.

Научный руководитель – Баженов Руслан Иванович.

В статье рассматривается выбор оптимального расчетного комплекса методом анализа иерархий.

Ключевые слова: изыскание, расчеты строительства, метод анализа иерархий.

В связи с ежегодным увеличением объёмов строительства потребность в расчетных программных комплексах увеличивается. На сегодняшний день в сфере строительства используется множество программных комплексов, которые позволяют вести различного рода расчеты и изыскания, они имеют множество функций и возможностей. Данные программы позволяют вести расчеты с необходимой точностью и максимальной экономией времени.

Цель данного исследования – выявить из существующих на сегодняшний день расчетных комплексов наиболее универсальный и точный.

Для выявления лучшего программного комплекса мы использовали метод анализа иерархий, который позволил нам оценить программы исходя из следующих критериев: цена, универсальность расчета статических конструкций, возможность расчета динамических нагрузок (сейсмических), способность интегрироваться с другими программными комплексами. Сущность данного метода заключается в системном математическом подходе к сложным проблемам принятия решений [2, 3, 4].

Для исследования были выбраны следующие программные комплексы: Лира 10.2, Autodesk Revit Structure, STARK_ES [1, 5, 6].

Лира 10.2 – программный модуль с интуитивным интерфейсом и большой базой конечных элементов. Позволяет создавать практические любые конструкции: балки, стенки, плиты, оболочки, тенты, мембраны и массивные конструкции. Так же программа может строить комбинированные системы, на основе конечных элементов необходимой мерности (плиты, рамно-связевые системы, оболочки, подпертые ребрами плиты и др.). Еще одна из особенностей программы это возможность производить расчёты: ветровых нагрузок, сейсмических колебаний по нормативам стран СНГ, Азии, Африки, США Европы. Данная программа может производить связь с другими графическими и документирующими системами (AutoCAD, ArchiCAD, MS Word и др.) на основе DXF и MDB файлов. К специальным возможностям программного комплекса Лира можно отнести: эффективные алгоритмы составления систем уравнений без ограничения на количество элементов и узлов, супер элементное моделирование, осуществление возможностей визуализации на всех этапах расчета.

Autodesk Revit Structure – данная программа предназначена для проектирования строительных конструкций и согласование данных с проектом. Использование интеллектуальных моделей в данной программе позволяет специалистам произвести предварительный расчет конструкций и их эксплуатационных параметров еще до начала строительства. На базе Autodesk Revit существует два программных модуля это: инструменты для создания каркасов зданий и дальнейшая передача их в расчетные модули Autodesk  Structure. Возможность совместной работы, используемая в Autodesk Revit Structure, дает возможность всем инженерам, участвующим в изыскании осуществлять одновременный доступ к модели проектируемого объекта строительства, а так же предоставляет инструменты, для виртуального деления модели на отдельные части с возможностью настройки совместного доступа к различным частям проекта. Используя модуль проведения расчетов Autodesk Robot Structural Analysis Professional, между программами участвующими в работе осуществляется двусторонняя связь по передаче данных по проекту. Таким образом, после проведения необходимых расчетов, модель в программе Autodesk Revit Structure может быть автоматически обновлена с учетом полученных результатов для дальнейшей работы с проектом.

STARK_ES – данный комплекс позволяет проводить расчёты зданий и сооружений на устойчивость, рассчитывать собственные колебания в относительно деформированном состоянии с учетом односторонней работы элементов, создавать расчет связей на вынужденные колебания при произвольной, силовой, кинематической и динамической нагрузке.

Очень важным фактором конструктивных расчетов является возможность изменения расчетной схемы для применения на типовых проектах. К ним можно отнести: определение опасных расчетных сочетаний и усилий в сечениях элементов, а так же опорные реакции.

Определение сейсмических нагрузок линейно-спектральным методом для произвольного спектра – ответа и произвольного направления сейсмического воздействия производится в соответствии с «Рекомендациями по определению расчетной сейсмической нагрузки для сооружений с учетом пространственного характера воздействия и работы конструкций».

В ходе исследования нами был проведен анализ расчетных комплексов: Лира 10.2, Autodesk Revit Structure и STARK_ES. К выбранным выше критериям мы присвоили кодовые названия:

A1 – цена;

A2 – универсальность расчета статических конструкций;

A3 – возможность расчета динамических нагрузок (сейсмических);

A4 – способность интегрироваться с другими программными комплексами.

Программным комплексам присвоили кодовые названия: N1 -Лира 10.2; N2 -Autodesk Revit Structure; N3 -STARK_ES.

Расчеты по методу анализа иерархий приведены в соответвующих таблицах (табл. 1-6).

Таблица 1.

Попарное сравнение критериев.

Таблица 2.

Нахождение весов по критерию A1 (цена).

Таблица 3.

Нахождение весов по критерию A2 (универсальность расчета статических конструкций).

Таблица 4.

Нахождение весов по критерию A3 (возможность расчета динамических нагрузок (сейсмических)).

Таблица 5.

Нахождение весов по критерию A4 (способность интегрироваться с другими программными комплексами).

Таблица 6.

Результаты.

Проанализировав программы для ведения расчетов методом анализа иерархий, можно сделать вывод, что программный комплекс ЛИРА 10.2 (результат = 0,64) наиболее полно удовлетворяет требованиям, предъявляемым к расчётным программам. Программные комплексы Autodesk Revit Structure и STARK_ES не имеют универсальности расчетов конструкций, а так же ряда функций по сравнению с программным комплексом ЛИРА 10.2. Таким образом, мы определили, что программа ЛИРА 10.2 является наиболее подходящим комплексом для ведения расчетных изысканий в сфере строительства.

Литература

1.                  Барабаш М. С., Медведенко Д. В., Палиенко О. И. Программные комплексы САПФИР и ЛИРА-САПР – основа отечественных BIM-технологий. - М.: Юрайт, 2013.- 368 с.

2.                  Баженов Р. И. Интеллектуальные информационные технологии. – Биробиджан: ПГУ им. Шолом-Алейхема, 2011. – 176 с.

3.                  Баженов Р. И. О методике преподавания метода анализа иерархий в курсе «Информационная безопасность и защита информации» // Современные научные исследования и инновации. – 2014. - №4. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/04/33202 (дата обращения: 30.04.2014).

4.                  Саати Т. Принятие решений методом анализа иерархий. - М.: Радио и связь, 1993. - 273 с.

5.                  Технология BIM для архитекторов. Autodesk Revit Architecture 2010.- М.: Книга по Требованию, 2010. - 608 с.

6.                  STARK_ES. Руководство пользователя. Профессиональная версия. - М.: Еврософт, 2006. - 408 с.

Поступила в редакцию 12.05.2014 г.