Деревянные конструкции и cadwork

История и возможности

В 1980 г. исследовательская группа CSEM в Государственном техническом институте (ETH) в Лозанне (Швейцария) начала разработку системы автоматизированного проектирования cadwork. А в 1988 г. родилось акционерное общество cadwork informatik AG со штаб-квартирой в Базеле (Швейцария). Основание в 1992 г. компании cadwork informatik Software GmbH в Хильдесхайме (Германия) ознаменовало собой создание еще одного центра компании по разработке программ 3D-CAD/CAM (САПР), предназначенных для всех видов строительства из деревянных конструкций. Палитра продуктов cadwork охватывает также и все необходимое для обслуживания строительства из металлических и монолитных конструкций.

С 1988 г. компания открыла 18 отделений и филиалов по сбыту в Швейцарии, Германии, Австрии, Франции, США и России. В частности, с помощью программного пакета cadwork возведены тысячи домов на основе различных деревянных элементов (брус, бревно, каркас, каркасная панель, массивная клееная панель). В декабре 2003 г. была разработана его русская версия. Программы cadwork применяются также в случае общественных и промышленных зданий, а также сооружений любой сложности. Среди таких строений, например, Дворец равновесия на "Экспо-2002" в Швейцарии (рис. 1) и русская горка "Бальдер" в Гетеборге (рис. 2).

Комплексность, гибкость и простота

Программное обеспечение cadwork отличают комплексность, гибкость и простота в использовании. Комплексность зиждется на том, что каждый рабочий проект проходит в cadwork все стадии архитектурной проработки, конструирования и передачи данных на оборудование по изготовлению деревянных конструкций.

При этом все участники проектных работ пользуются единой базой данных или же теми базами, которые созданы на ее основе. Благодаря этому исключаются постоянно возникающие через интерфейсы между различными программами проблемы, в т.ч. потеря информации. Гибкость вытекает из того, что обеспечивается необходимый для проектирования индивидуальных построек подход.

В первую очередь он проявляется в свободной обработке автоматически созданных типовых строительных модулей и полной детальной проработке всех специальных конструкций. Простота в использовании, а значит, скорость проектирования и конструирования, достигается за счет логичного и понятного диалога "пользователь — программа" и точно выверенных разработчиками программного обеспечения приемов работы.

Модуль 2D

Модуль cadwork 2D — это программа по архитектуре и созданию проектных планов. Практически это система CAD 2,5D, которая наряду с двухмерной обработкой автоматически предоставляет информацию о высоте. В модуле 2D достаточно легко разрабатывать общие планы, конструктивные решения, конструктивные, рабочие и монтажные планы, готовить фотореалистические изображения и фотомонтажи.

При этом выбор конструктивных деталей и единиц измерения при проставлении размеров не ограничен. Модуль 2D предлагается в виде самостоятельного и недорогого модуля для начинающих. Он входит в стандартный пакет cadwork 3D.

Для работы в разделах "Архитектура" и "Создание планов" в распоряжении пользователя имеются, в частности, такие функциональные возможности:
— техника рабочих уровней;
— чертежные элементы и функции правки;
— вспомогательные линии и измерительные функции;
— библиотеки;
— непосредственная связь с cadwork 3D;
— свободная координация нескольких планов и масштабов в одном файле;
— прямой обмен данными с разными программами, например Word или Excel (тексты и графика);
— создание интерфейсов к другим программам.

Модуль 3D

Модуль cadwork 3D "Конструирование" является ядром программного пакета. Он служит для проектирования и свободного конструирования, а также распечатки всех имеющих отношение к процессу производства чертежей, списков материалов и данных для станков.

При этом cadwork 3D предлагает быстро осваиваемые и простые в применении инструменты, которыми может пользоваться любой техник, инженер или архитектор. В итоге пользователям становятся доступны не только все отрасли строительства, где применяются конструкции из дерева, но и строительное дело в целом.

Разумеется, это дает существенные преимущества на современном рынке, на котором определяющими успех факторами являются гибкость, быстрота исполнения работ и качественный уровень проектов.

Для решения любых задач в cadwork 3D можно использовать прямоугольные и круглые сечения, различные профили (металлические, деревянные, специальные), перекошенные и S-образные детали свободной формы. Кроме того, в ходу каталоги соединительных элементов известных производителей и библиотеки, которые создаются самим проектировщиком или конструктором.

Все исходные строительные модули свободно разрезаются и сочетаются друг с другом. Сегодня области применения cadwork 3D охватывают как плотничные работы, в т.ч. ручную и машинную нарезку изделий, так и строительство деревянных домов, инженерных сооружений с применением деревянных и стальных конструкций, зимних садов, лестниц, выставочных стендов. Помимо этого с помощью cadwork 3D эффективно выполнять проекты реконструкции и реставрации различной сложности.

Библиотеки и соединения "Дерево — Дерево"

Каталоги соединительных элементов известных производителей интегрированы в cadwork в строгом соответствии с принятыми стандартами. Такая информация, как припуски для отверстий, оптимальные длины, цвет, вес и т.д., хранится вместе с данными по соединительным элементам. Сведения из собственных библиотек конструкторов могут централизованно использоваться с любого рабочего места в сети. Данные по всем соединительным элементам заносятся в списки.

Для всех соединений типа "Дерево — Дерево" (например, различных врубок) в распоряжении пользователя имеются удобные автоматизированные инструменты. Соединения с деревянным нагелем или без него, в виде ласточкина хвоста, с передними пазами, профильные соединения и т.д. присоединяются к концу бруса в виде Конечной Точки с заданными параметрами и отображаются графически. Все параметры обработки встречной детали автоматически изменяются при смещении, копировании и удалении строительных узлов.

Раздел "Строительные элементы"

Этот модуль cadwork отвечает за конструирование из отдельных элементов целых систем кровель, потолков и стен в случае зданий и сооружений с использованием деревянных панелей, рам, каркасов, срубов и т.п. С помощью данного модуля легко решаются задачи проектирования комбинированных сооружений. Количество слоев не ограничено. Индивидуальные фирменные решения примыканий, окон, дверей, соединительных элементов сохраняются во всех подробностях в базе данных. Впоследствии их можно применять как типовые элементы при автоматизированном конструировании.

Базовые точки деталей создаются и сохраняются в 3D при помощи привычных инструментов конструирования. Заполнение бесконечных и иногда непонятных таблиц с параметрами, а также выполнение дорогостоящего программирования становится ненужным. В модуле "Строительные элементы" свободно изменяются или расширяются предлагаемые разработчиками программные решения. В качестве основы для конструирования можно просто использовать архитектурные горизонтальные проекции. При этом целесообразно применять различные интерфейсы. Например, интерфейс HLI от Аrсоn, интерфейс ACIS-3D от AutoCAD или DWG/DXF.

Результат разбивки на элементы — обычная конструкция 3D. При помощи функций cadwork 3D отдельные узлы, базовые точки деталей и т.д. можно обрабатывать, дополнять или вставлять куда требуется. Выдача готовых списков и данных с готовыми чертежами, а также пригонка конструкций для сборки или универсальных соединительных элементов выполняются автоматически.

Раздел "Стропильные конструкции"

Этот модуль cadwork при помощи специальных интеллектуальных функций быстро решает задачи по сборке стропильных конструкций, соединениям и сборке стеновых и других деревянных конструкций. Данный программный модуль, который может использоваться самостоятельно, позволяет вводить горизонтальные проекции, задавать поверхность кровли, обрабатывать информацию по отдельным лесоматериалам и создавать данные для машинной обработки изделий.

Модуль "Стропильные конструкции" имеет беспереходное соединение и прямую связь с модулями cadwork 2D и cadwork 3D, что дает возможность легко реализовывать даже очень сложные решения кровельных конструкций. Для этого следует задать в горизонтальной проекции отдельные профили кровли и их направления, а затем в соответствующем окне собрать параметры этих профилей. После выполняется расчет обрешетки. При этом учитывается тип кровельного покрытия, который задается предварительно или по умолчанию. Полный же, итоговый, список включает все данные о количестве кровельных изделий, погонных метрах длины ската, линии конька и т.д.

Списки лесоматериалов и чертежи отдельных деталей создаются программой "Стропильные конструкции" автоматически с помощью конструкции 3D, с присвоением каждому узлу индивидуального обозначения. Окончательный вид списки принимают после использования многочисленных критериев сортировки. Можно осуществлять автоматическую оптимизацию списка. И, конечно, программа позволяет распечатывать рабочие чертежи каждой детали.

Списки, чертежи, планы

В cadwork различаются списки заказа деревянных элементов, производственные списки и списки сборки и монтажа. Внешний вид списков может свободно определяться пользователем. Все параметры, содержащиеся в списках, можно получить и в других форматах, например, в Excel. Интегрированная функция оптимизации длины предусмотрена для того, чтобы заказывался брус наиболее подходящей с точки зрения нарезки длины. Оптимальные длины бруса могут задаваться предварительно по типу и количеству либо рассчитываются самой системой.

Все конструируемые в cadwork 3D элементы автоматически выводятся на печать в виде отдельных чертежей с проставленными размерами или в виде плана стены с указанием размеров. Форматы печатной страницы, масштабы, штампы, количество и способы представления проекций, упрощенное отображение деталей, проставление размеров, маркировки и т.д. могут задаваться индивидуально и сохраняться в качестве стандарта. Каждый чертеж удобно дополнять базовыми точками детали, покомпонентным или перспективным изображением, дополнительными размерами, текстами или фотографиями. На плане можно произвольно комбинировать различные чертежи отдельных деталей.

Все содержимое плана в cadwork можно представить произвольно с помощью линий, текстов, проставленных размеров и текстур. Такие инструменты, как перемещение, копирование, растяжение и модифицирование позволяют произвольно позиционировать и обрабатывать все элементы плана. Сканированные фотографии, общие планы или списки лесоматериалов вставляются непосредственно в план.

Функции предварительных настроек и модификаций для различных типов линий, шрифтов, штриховок, цветов, раскладки клавиатуры и т.д. удовлетворяют любые потребности. При помощи метода многоуровневого представления, к примеру, вводятся отдельные проекции на различные уровни чертежа. Базовые точки элементов копируются на другие уровни согласно заданным пользователем параметрам, причем они автоматически подгоняются к масштабам целевого уровня. Уровни можно произвольно делать видимыми и невидимыми.

Модули "Станок" и "Вариант"

Модуль cadwork "Станок" для обрабатывающих станков с ЧПУ автоматически распознает геометрию деталей и выдает данные для всех распространенных видов оборудования машинной обработки. В результате тесного контакта с пользователями данный модуль постоянно обогащается новейшими методами такой обработки.

Новинкой является то, что конструкции, которые разработаны, например, в AutoCAD, могут сохраняться в cadwork посредством интерфейсов и затем передаваться на оборудование. В разделе camwork предлагается САПР для представления, моделирования и создания в соответствии с кодами ISO 5-осных центров обработки. И в этом случае данные берутся прямо из cadwork 3D. В качестве примера оборудования, работающего с программным обеспечением cadwork, следует назвать, прежде всего, обрабатывающие станки компании Weinmann.

Модуль cadwork "Вариант" позволяет создавать параметризованные детали или целые блоки строительных сооружений. Функции при графическом создании вариантов соответствуют принятым методам конструирования в обычной CAD. Одновременно работает записывающее устройство, которое сохраняет в памяти все операции, запрашивает имена переменных. При этом затраты на освоение программы сведены к минимуму.

Созданные в модуле "Вариант" блоки сооружений можно в любой момент открыть в модуле 2D или сразу в 3D. С помощью ввода заданных пользователем параметров изменяется вся геометрия вариантной конструкции. Типичные области применения "Варианта" — кровли, каркасы, большепролетные конструкции, клееная древесина, соединительные элементы.

Интерфейсы и экономичность

Программное обеспечение cadwork позволяет выполнять весь спектр операций без использования интерфейсов. Это неоспоримое преимущество данного продукта в сравнении с другими. Однако пользователи, как правило, работают с разными компаниями, которые применяют не только программное обеспечение cadwork.

Поэтому компания cadwork с целью обеспечения беспроблемного обмена данными предлагает ряд поддерживаемых ее программной системой интерфейсов 2D и 3D. Это, в частности, ACIS-3D/SAT (Auto-CAD и т.п.), DTH (CAD-системы), 3D-HLI (ArCon, Speedikon или Spirit), IGES, DXF/DWG (все CAD-системы / AutoCAD), STEP/STP (RSTAB — статический расчет), VI 2000.

И в заключение о таком немаловажном аспекте. Так как cadwork — это программа 3D-CAD/CAM, построенная по модульному принципу, то экономически оправданно последовательно приобретать именно те части программного пакета, которые на данный момент действительно нужны.

Дмитрий ЖУКОВ. Фото автора. Рисунки cadwork