Автоматизация организационно-технологического проектирования в строительстве

Быстрое усложнение инженерной деятельности в последние десятилетия в полной мере относится и к строительным системам. Наряду с традиционными строительными элементами (конструкции зданий и сооружений, строительные машины, бригады рабочих и т.д.) строительные системы стали включать в себя также элементы сложных информационных организационно-экономических и вычислительных систем (экономический механизм хозяйствования, организационные структуры управления, автоматизированные системы планирования, проектирования, управления и т.д.).

Формирование (проектирование, конструирование, создание) подобных строительных систем стало настолько сложным делом, что вызвало быстрое проникновение в строительство новых методов и подходов системотехники. Одновременно происходило определение и уточнение области приложения системотехники в строительстве. Системотехника строительства, используя достижения многих научных и прикладных дисциплин, постоянно нуждается в "привязке" их к требованиям и особенностям строительных систем.

Связь со всеми отраслями народного хозяйства предопределяет деление строительства как отрасли на ряд подотраслей - жилищно-гражданское, энергетическое, транспортное, сельскохозяйственное, трубопроводное, мелиоративное и др. Этому делению в основном соответствует и организационное построение органов управления строительством, предусматривающее специализацию строительных ведомств по объектному признаку. В то же время, распространенным является и территориальное подчинение.

Таким образом, для построения органов управления строительством характерно сочетание территориального и отраслевого принципов.

Существенное влияние на строительные процессы оказывает также и то, что практически все монтажные операции, т.е. собственно процесс окончательного выпуска продукции, проводится на открытых площадках. Учет климатических, сезонных, гидрометеорологических, геодезических, геологических, гидрогеологических, почвенно-ботанических, санитарно-гигиенических и др. условий зон возведения объектов составляет значительную долю информационной подготовки строительства.

Указанные особенности вызывают в ряде случаев необходимость наложения на территориально-отраслевой принцип управления строительным комплексом технологического принципа построения управляющих органов, что позволяет обеспечить более узкую специализацию строительно-монтажных организаций.

Широкомасштабность и разнообразие строительного процесса предопределяет широкий круг его участников. К основным участникам строительства относятся:

Перечисленные функции участников строительного процесса определяют этапы инвестиционного цикла (т.е. периода, на протяжении которого проводятся инвестиции или финансирование работ, связанных так или иначе с возведением объекта). Укрупненно можно выделить следующие этапы:

Разнообразие функций и широкий круг участников строительства предопределяют высокую интенсивность информационных потоков на всех этапах инвестиционного цикла. При этом основной задачей информатизации строительного комплекса является организация этих потоков, их стыковка, взаимоувязка, исключение дублирования информации, обеспечение ее корректности.

Создание первых элементов систем автоматизированного проектирования (САПР), ориентированных на выпуск проектно-сметной документации в строительной отрасли, началось в нашей стране еще в начале шестидесятых годов. В это время уже имелся ряд наработок в области САПР машиностроения и электроники. Основные представления об автоматизации проектирования, требования к создаваемым системам формировались именно на основании специфики проектных документов указанных отраслей. Это наложило определенный отпечаток на разрабатываемые строительные САПР.

Обычно процесс проектирования ассоциируется с созданием чертежа какой-либо детали, узла, агрегата, изделия. В этом смысле строительное проектирование обычно отождествляется с архитектурно-строительным (в качестве детали, изделия выступает конструкция, здание, сооружение). Принципиальных расхождений с основными концепциями машиностроительного черчения в этом случае нет.

Однако, существенным, как по содержанию, так и по трудоемкости, разделом строительного проектирования является так называемое организационно-технологическое проектирование (ОТП), т.е. проектирование самого процесса создания будущего здания. Формирование организационно-технологической документации (и, соответственно, процесс автоматизации) имеет свои специфические особенности и существенно отличается от технологического проектирования в машиностроении или электронике, т.е. областях - "законодателях" САПР.

На сегодняшний день процесс проектирования и возведения здания (сооружения) в строительстве существенно менее формализован (и, следовательно, автоматизирован), чем процесс создания печатной платы электронной схемы или машиностроительной детали. Это обусловлено следующими причинами (рис. 1):

К сожалению, исторически сложившееся параллельное развитие различных автоматизированных систем, деление задач на "свои" и "чужие", продолжает оказывать свое негативное воздействие. Автоматизация организационно-технологического проектирования, где создание интегрированных систем САПР и АСУ наиболее существенно, испытывает на себе указанное негативное воздействие в наибольшей степени. Вместе с тем прослеживается и постепенное сближение сфер автоматизации.

На стадии организационно-технологического проектирования принимается решение о способах реализации созданного на предыдущих стадиях объекта. Помимо чисто архитектурных и конструктивных особенностей учитываются данные инженерных изысканий.

Инженерные изыскания - это анализ данных, характеризующих строительную площадку. Существенные преимущества в данной области могут быть получены при создании крупных региональных информационных банков по различным аспектам природопользования. Большие объемы работ по их формированию достаточно быстро могут быть окуплены. Однако, встречающиеся на этом пути трудности, связанные со сложностью обработки больших объемов графических данных (топографические, геодезические, гидрометерологические и др. карты), а также жесткие требования по мощности используемой вычислительной техники и специального оборудования, резко ограничивают возможности по созданию соответствующих информационных баз. Кроме того, отсутствуют организационные структуры, которые бы взяли на себя решение этой достаточно сложной проблемы.

На сегодняшний день получаемые проектными организациями данные весьма неупорядочены. Как правило, информация представляется не на машинных носителях, а на бумажных, причем весьма низкого качества ("синьки"). Дальнейшая обработка подобных данных в автоматизированном режиме очень затруднена.

Собственно выпуск организационно-технологической документации (ОТД) ведется в два этапа.

На первом этапе создается проект организации строительства (ПОС). В этот момент у проектировщиков технологов еще нет полной информации об объекте, строительной площадке, предполагаемом генеральном подрядчике и т.д. Основу принимаемого решения составляют укрупненные нормативы, дающие средние цифры на единицу площади, единицу объема здания, единицу стоимости строительно-монтажных работ. По этим данным ведется оценка потребности в конструкциях, изделиях, материалах и др.

На втором этапе создается проект производства работ (ППР), уточняющий ПОС по основным позициям на базе конкретных данных об объекте. Фактически дублируется решение большинства задач.

В зарубежной практике организационно-технологического проектирования принята разработка только одного документа, представляющего собой нечто среднее между ПОС и ППР. В настоящее время в нашей стране существуют различные тенденции по совершенствованию строительных норм и правил (СНиП) в области организации строительства. Есть предложения как по большей детализации данных в ПОС, так и по обобщению информации в ППР. Однако, окончательного решения до сих пор нет, и проектировщики продолжают двухстадийную разработку проектов.

В соответствии с требованиями законодательства (СНиП 3.01.01-85) строительство каждого объекта допускается осуществлять только на основе предварительно разработанных решений по организации строительства и технологии работ. В то же время, разработка ОТД в полном объеме в настоящее время производится сравнительно редко. В качестве причин данной тенденции следует указать недостаток финансовых средств заказчиков; недостаточную квалификацию и малочисленность групп подготовки производства в строительных трестах; оторванность решений по организации строительства, разрабатываемых генпроектировщиком от возможностей конкретной строительной организации и условий производства работ на конкретной строительной площадке.

В то же время имеются разделы ОТД, которые остаются в составе всех или, по крайней мере, большинства проектов. Эти разделы отражают, например, сложные технические решения, возникающие в ходе строительства (например, проведение работ во время реконструкции, в стесненных условиях строительства). Кроме того, обязательными для всех ППР является разработка решений по технике безопасности, противопожарным правилам на строительной площадке. Данные разделы проекта согласовываются с соответствующими организациями (Госгортехнадзор - схемы привязки грузоподъемных механизмов, Управление пожарной охраны - схема размещения временных зданий и сооружений) и без наличия, например, схемы привязки строительно-монтажных кранов соответствующая техника просто не будет выделена производителю работ.

Научно-техническим центром компьютерных и информационных технологий "Гектор" был создан комплекс программ для решения задач автоматизации строительного проектирования, подготовки производства и управления, получивший наименование "Гектор-строитель". При этом были выделены и решены основные задачи, возникающие при проектировании ППР и ПОС и сочетающих в себе информационно-поисковую, расчетную и графическую часть (формирование схем монтажа, подбор грузозахватных приспособлений, выбор и размещение временных зданий и сооружений и т.д.).

Рассмотрим подробнее круг задач, решение которых необходимо в рамках строительной САПР.

Одной из основных задач, как для ПОС, так и для ППР, является задача календарного планирования. Ее качественное решение определяет основы четкой, ритмичной, согласованной работы всех подразделений - участников процесса возведения объекта, учет возможности обеспечения запланированных работ всеми трудовыми и материально-техническими ресурсами. Могут рассматриваться как работы одного объекта, так и группы объектов, сооружаемых теми же подрядчиками. Именно поэтому среди задач управления, организации строительства календарное планирование занимает особо важное место.

Особо следует отметить, что с точки зрения "классических" САПР, задача календарного планирования к САПР отношения не имеет. В строительстве, наоборот, подобные задачи составляют основу проектной организационно-технологической документации. Искусственное их выделение из общей системы автоматизированного проектирования очевидно нецелесообразно.

Даже при обеспечении высокого качества проектной документации на стадии календарного планирования, на практике постоянно приходится сталкиваться с серьезными отклонениями фактических показателей от плановых в силу воздействия значительного количества случайных факторов (климат, поломка техники, перебои со снабжением, социальные причины и т.д.). Отсюда высокая динамичность, сложность, многовариантность организационно-технологических решений. В производственном процессе объединяются технические и социальные системы. Взаимодействие этих систем, носящее стохастический характер, совершенно не учитывается ни в выпускаемой организационно-технологической документации (ПОС, ППР), ни в имеющейся нормативно-справочной базе (строительные нормы и правила, единичные расценки и т.п.).

Строго говоря, простые и упорядоченные приемы, минимизирующие возможности возникновения ошибок при составлении моделей, не разработаны. Отсутствуют также практические рекомендации по переходу к более крупным или более мелким пространственным единицам (захватки, площадки), к более высоким или более низким уровням управления. Не достаточно разработаны методики распределения ресурсов по работам, системы критериев для определения оптимального варианта организации проведения работ. Серьезные трудности создает отсутствие системного подхода при внедрении и разработке сетевых методов, несоответствие существующих организационных форм с получаемыми результатами моделирования.

Не менее сложной задачей, которую приходится решать на стадии организационно-технологического проектирования (и ПОС, и ППР), является задача формирования строительного генерального плана (СГП) - своеобразной карты строительной площадки на которой проводится размещение объекта, оборудования, инженерных сетей, подъездных путей, вспомогательных сооружений и т. д. (рис. 2).

При решении этих задач необходимо иметь возможность выбора из базы данных системы различных объектов строительного хозяйства (машин и механизмов, инвентарных зданий и т.п.). Например, по каждому механизму должны храниться:

Достаточно сложным разделом разработки строительной проектной документации являются схемы производства работ и типовые технологические карты (ТТК). В них разрабатывается проектное решение по совмещению организации и технологии строительного процесса (см. рис. 4). Эскизы конструктивных частей здания (сооружения), схемы организации строительной площадки, рабочей и складской зоны увязываются с методами и последовательностью производства работ, способами транспортирования материалов и конструкций к рабочим местам, профессиональным и численно-квалификационным составом бригад и звеньев рабочих с учетом совмещения профессий.

Для обеспечения потребностей работающих в бытовых (столовые, гардеробные, душевые и др.), административных (конторы, диспетчерские, прорабские) и производственных (склады, мастерские) помещениях на строительной площадке возводят так называемые временные здания и сооружения. Для уменьшения затрат такие здания не возводятся каждый раз заново. Имеются типовые унифицированные наборы административно-бытовых помещений (контейнеры, "бытовки"), которые называются инвентарными (мобильными) зданиями и сооружениями. При проектировании их возведения необходимо определить требуемую площадь, подобрать конкретный вариант комплектации объекта строительства инвентарными зданиями, разместить их, спроектировать инженерные сети для обеспечения создаваемого бытового городка.

Сформулируем задачу выбора и размещения инвентарных зданий и сооружений следующим образом:

Имеется объект строительства с объемом работ - V и известна выработка на одного работающего. Площадка для размещения временных зданий и сооружений задается в виде многоугольника R с координатами вершин X_i, Y_i (где i = 1, 2, 3, ..., n). Инвентарные здания задаются в виде набора Z_m, (m = 1, 2, 3, ..., M) с известными характеристиками: конфигурация этих зданий в плане; их размеры; возможность их блокировки (возможность установки временного здания i в непосредственной близости от строения j (i = 1, 2, 3, ..., m; j = 1, 2, 3,..., m) и конфигурация соответствующих блоков зданий); возможность установки в 2 яруса; требования пожаробезопасности (необходимость противопожарных разрывов между инвентарными зданиями, необходимость установки брандмауэрных стен между временными сооружениями).

Задача состоит в определении потребности в инвентарных зданиях, подборе нужной номенклатуры из числа имеющихся сооружений и в размещении временных зданий и сооружений, трасс инженерных сетей и коммуникаций.

В качестве дополнительных ограничений выступают требования техники безопасности и противопожарной безопасности.

Общая последовательность решения поставленной задачи представлена на рис. 5.

Работа программного комплекса по выбору и размещению временных (инвентарных) зданий строится следующим образом.

Исходя из продолжительности строительства, сметной стоимости проектируемого объекта, средней выработки на одного рабочего и др. показателей, определяется общее количество рабочих на строительной площадке и общая потребность в административно-бытовых помещениях по площадям.

На втором этапе имеется возможность, исходя из конкретных потребностей, подобрать конкретный набор инвентарных зданий. Информация по рассчитанным потребностям в бытовых помещениях и конкретный набор временных зданий и сооружений может быть распечатан в виде готового раздела пояснительной записки проекта.

Далее осуществляется размещение сформированного набора инвентарных зданий и сооружений. Для этого на плане следует указать границы бытового городка и точку подключения к внешним сетям. В базе данных системы по каждому инвентарному зданию хранится информация не только о количестве работающих, которое данное здание обслуживает, но и о размерах сооружения, возможности установки в два яруса, возможности компоновки (стыковки) данного мобильного здания в блоки с другими временными зданиями и др. Система автоматически формирует вариант размещения инвентарных зданий в бытовом городке с учетом противопожарных норм, дополняет его изображением других элементов строительного хозяйства. На рис. 6 показан фрагмент стройгенплана, созданный с применением данного программного комплекса.

Производство строительно-монтажных работ вызывает необходимость выполнения больших объемов земляных работ. Проектирование возводимых земляных сооружении (выемки, насыпи, спланированные площадки, котлованы, траншеи и др.) предполагает разработку специальных разделов ОТД (проект производства работ, стройгенплан на производство земляных работ). Решаемые при этом задачи предполагают вычисление объемов земляных работ, выбор комплекта машин для производства работ, принятие решений по обеспечению работы этих механизмов (пути перемещения, съезды в котлованы и многое другое). Схемы производства работ, разделы проекта производства работ предполагают, в том числе, вычерчивание планов и разрезов,

Задачи вычерчивания планов и разрезов, определение объемов земляных работ, вертикальной планировки территории и др. к сожалению не сводятся к чисто геометрическим. Они осложняются наличием различных типов грунта с различными свойствами. Расположенные обычно слоями, эти грунты и глубины заложения котлованов определяют устойчивость откосов, степень разрыхления грунта при выемке, условия строительного водопонижения и др. важные параметры.

Программные средства НТЦ "Гектор" обеспечивают автоматизированное проектирование штампов котлованов произвольных профилей, включая план и разрезы котлована, выполняют расчет объемов земляных работ. Программный комплекс предусматривает получение готового чертежа штампа котлована с нанесением его на сетку разбивочных осей, привязкой, маркировкой и простановкой всех необходимых размеров. Получаемый чертеж содержит изображение откосов с учетом пересечения отдельных котлованов, различных глубин заложения фундаментов. Система автоматически строит заданный разрез с учетом привязки к конкретным осям, проставления отметок глубин заложения, указания величин откосов (рис. 7).

В качестве отдельной подзадачи предусмотрен расчет устойчивости и вычерчивание откосов котлованов глубиной более 5 метров для случаев ненагруженной и нагруженной бермы (верхней кромки откоса) - нагрузка от строительно-монтажных кранов. Решена задача определения минимального приближения крана к бровке котлована и выполнен расчет нагрузки от башенных, авто, пневмо и гусеничных кранов при различных видах оснований под кран.

Подсистема определения необходимого парка машин при производстве земляных работ обеспечивает в диалоговом режиме выбор наиболее эффективного варианта использования землеройной и транспортной техники в зависимости от условий производства земляных работ. В базах данных системы хранятся сведения о наиболее распространенных экскаваторах и самосвалах. Кроме того, программный комплекс выполняет расчет производительности выбранного экскаватора, выбор и определение необходимого количества самосвалов для его бесперебойной работы. Методом сравнительной технической оценки устанавливается пригодность данной машины для выполнения работ в конкретных условиях, а методом экономического анализа определяется выгодность данной машины для выполнения работ в тех же условиях.

Одной из наиболее важных задач ОТП является задача формирования схем монтажа и подбор грузозахватных приспособлений.

Все материалы, изделия и конструкции, поступающие на строительную площадку должны быть разгружены, определенным образом складированы и, далее, их необходимо смонтировать или подать непосредственно к месту производства строительно-монтажных работ. Основные механизмы, используемые для выполнения этих операций - это строительные краны (башенные, пневмоколесные, автомобильные и др.). Для подъема всевозможных конструкций применяют специальные приспособления, называемые грузоподъемными или строповочными (траверсы, захваты и т.п.). Все эти механизмы имеют различные технико-экономические характеристики, ограничения на возможность применения в различных условиях. Задача подбора и размещения комплектов монтажных механизмов и приспособлений входит в состав документации по организации строительства и является одной из важнейших. Проектировщик-технолог должен минимизировать расстояния по перемещению грузов в пределах строительной площадки и исключить перекладку грузов с места на место.

Задачу подбора и размещения строительно-монтажных кранов можно сформулировать следующим образом: имеется набор монтируемых строительных конструкций (грузов) - G_i (i = 1, 2, 3, ..., n). Каждый элемент данного набора характеризуется своим весом Q_г; высотой Нг, на которой необходимо смонтировать верхнюю кромку данной конструкции; полушириной груза D_г. Кроме того, имеется набор грузозахватных приспособлений W_j (j = 1, 2, 3, ..., m) и известно соответствие W_j => G_j.

Строительно-монтажные краны, которые могут быть использованы для монтажа конструкций G_j характеризуются минимальным и максимальным вылетом крюка D_min и D_max, функцией зависимости грузоподъемности крана от вылета Q(D), функцией зависимости максимальной высоты подъема груза от вылета H(D), расстоянием от оси вращения крана до шарнира стрелы Ac и указателем способа изменения вылета (с помощью перемещения грузовой тележки или изменения угла наклона стрелы).

Исходными данными для решения данной задачи являются характеристики монтируемых конструкций и параметры строительно-монтажных кранов (см. таблицу).

Исходные данные задачи параметрического выбора и размещения строительно-монтажных кранов

Необходимо выбрать строительно-монтажные краны, с помощью которых возможно произвести монтаж строительных конструкций, разместить их (определить возможные места стоянок кранов), а также осуществить подбор грузозахватных приспособлений.

Решение данной задачи традиционными инженерными способами предполагает выполнение чертежей крана в различных положениях в процессе монтажа с анализом грузоподъемности и высоты подъема груза на полученных вылетах крюка. Этот метод не обеспечивает требуемую точность, что зачастую приводит к выбору излишне мощных, а следовательно, и дорогих кранов. Высокая трудоемкость работ по выбору кранов затрудняет проведение многовариантных расчетов. Cпециальный комплекс программ, разработанный НТЦ "Гектор", обеспечивает строгое соблюдение техники безопасности, точность расчетов, простоту и удобство подготовки исходной информации.

Общая структура комплекса представлена на рис. 8, а схема его работы - на рис. 9.

Рассмотрим более подробно задачу параметрического выбора крана. Необходимо осуществить выбор крана из имеющегося набора, способного смонтировать заданный груз. Для этого крана определяется также необходимая стрела и модификация.

Основой алгоритма параметрического выбора кранов является блок проверки возможности подъема заданным краном определенного груза. На основании этого блока легко создать алгоритм перебора грузов, подбора кранов и др.

Функция H(D) вычисляется с учетом приближения груза к элементам стрелового оборудования крана, т.е. для каждого вылета H(D) есть высота, на которую кран может поднять груз, не нарушая никаких геометрических ограничений. Очевидно, что на эту высоту влияют характеристики как крана, так и груза.

Функция зависимости высоты подъема груза от вылета крюка Н(D) определяется в зависимости от используемого стрелового оборудования.

1. Изменение высоты подъема груза при изменении вылета крюка путем перемещения грузовой тележки ( рис. 10, а.).

Ограничить высоту подъема груза могут два фактора: приближение груза к стреле и приближение крюка к блокам грузовой тележки. В первом случае предельная высота подъема груза Н1 определяется по формуле:

H1 = Hс + (D - Ac) * ctgS - (R/sinS + Dг * ctgS);

во втором случае:

H2 = Hс + (D - Ac) * ctgS - (Hn + Hк).

В общем случае:

H = min {H1, Н2} = Hс + (D - Ac) * ctgS - max {Hn + Hк, R/sinS + Dг * ctgS}.

2. Определяется высота подъема груза при изменении вылета крюка путем изменения угла наклона стрелы a (стреловое оборудование без гуська, рис. 10, б).

Предельная высота при условии приближения груза к стреле определяется по формуле:

H1 = Hc + Lc * sina - (R/cosa + Dг * tga).

При условии приближения крюка к оголовку стрелы высота определяется по формуле:

H2 = Hc + Lc * sina - (Hn + Hк).

В общем случае:

H = min {H1, H2} = Hc + Lc * sina - max {Hn + Hк, R/cosa + Dг * tga}.

3. Определяется высота подъема груза при изменении вылета крюка путем изменения угла наклона стрелы (стреловое оборудование с гуськом рис. 10, в.).

Предельная высота подъема груза при условии приближения его к стреле вычисляется по формуле:

H1 = Hc + (D - Ac - Dг) * tga - R/cosa.

При условии приближения груза к гуську высота определяется по формуле:

H2 = Hc + Lc' * sina' - (R * cose + Dг * tge), где

Lc' =s(Lc + Lг - 2Lc * Lг * cosj);

a' = arccos ((D - Ac)/ Lc');

a = a' + b;

b = arcsin (sinj * Lc/ Lc');

e = a + j - p.

При условии приближения крюка к оголовку стрелы высота определяется по формуле:

H3 = Hс + Lc' * sina' - (Hn + Hк).

В общем случае:

H = min {H1, H2, H3} = min {(D - Aс - Dг) * tga - R * cosa + Lc' * sina' - max {Hn + Hк, R/cose + Dг * tge}} + Hc.

Для определения допустимой зоны стоянки крана для монтажа элементов при наличии помехи в подстреловом пространстве был также разработан специальный алгоритм. Зона стоянки крана заданной модификации определяется с учетом необходимости заноса груза на ранее смонтированные конструкции заданной высотой Нz на расстояние Dz. Кроме того должно учитываться минимальное допустимое расстояние Rк от крана до ранее смонтированных конструкций.

Зона стоянки крана может быть представлена в виде многоугольника (рис. 10, г.), симметричного относительно горизонтальной оси.

Определение максимально и минимально допустимых вылетов крюка для каждого угла Ф_i производится с помощью описанных выше алгоритмов. Определение угла Ф_max осуществляется методом половинного деления интервала.

При проектировании технологии монтажа зданий очень важно определить пути движения строительно-монтажного крана и места его стоянок. Необходимость установки в проектное положение большого количества различных строительных элементов при наличии сложных помех в подстреловом пространстве, создаваемых ранее смонтированными элементами при ручном проектировании, как уже говорилось, часто приводит к выбору излишне мощных (имеющих чрезмерно-большой запас грузоподъемности) строительно-монтажных кранов. Особенно ярко это проявляется при проектировании зданий, имеющих сложную конфигурацию в плане.

Применение ЭВМ для решения подобных задач выявляет, как правило, возможность использования на монтаже более легких кранов. Это достигается за счет оптимизации положения осей движения кранов и повышения точности расчетов. Упрощение подготовки строительной площадки может быть достигнуто также за счет минимизации количества стоянок кранов.

В то же время полная автоматизация решения подобных задач не представляется в настоящее время целесообразной, так как при выборе окончательного варианта производства работ проектировщик должен учитывать целый ряд факторов, связанный со спецификой возводимого объекта.

Поэтому расчеты по выбору кранов и определению пути их движения рекомендуется проводить в два этапа: сначала ЭВМ проверяет возможности монтажа различными кранами с различных осей, определяет оптимальные положения осей и места стоянок; затем проектировщик анализирует полученные результаты, выбирает один из вариантов производства работ и с помощью ЭВМ формирует выходную документацию по этому варианту. Очевидно, что второй этап может выполняться неоднократно, то есть возможно многовариантное проектирование.

Подобный подход реализован в специально разработанном программном комплексе, состоящем из двух взаимосвязанных программ. Первая программа позволяет для заданного плана здания проверить возможность монтажа различных строительных элементов кранами из заданного набора при движении их по указанным осям с учетом требуемой последовательности монтажа. При этом определяются количества и места стоянок кранов, уточняется положение осей движения кранов. В расчетах учитывается наличие на строительной площадке зон, недоступных для движения кранов (фундаментов, котлованов, мест складирования и др.).

В базах данных системы хранятся наименования и характеристики строительных грузов, грузозахватных приспособлений, а также графические изображения применяемых в настоящее время схем стропования грузов (рис. 11). В автоматизированном режиме осуществляется выбор грузозахватных приспособлений и схем строповок, обеспечивается формирование соответствующих таблиц, графических изображений, необходимых пояснительных текстов, в т.ч. указаний по технике безопасности.

На рис. 12 представлен графический фрагмент проекта производства работ (вертикальная привязка кранов), созданный с применением программного комплекса.

Таким образом, при рассмотрении САПР строительных систем необходимо учитывать специфику строительного проектирования, сочетающего систему графических задач с обширным комплексом расчетов, связанных с необходимостью определения потребностей в строительных конструкциях, изделиях, материалах и оборудовании, рабочих кадрах строителей, временных административно-бытовых зданиях и сооружениях, машинах, механизмах и т.д.

Данные расчеты, как правило, проводятся по сравнительно несложным алгоритмам. Однако, получение результата является довольно трудоемким в связи с большим объемом обрабатываемой информации.

Для ряда задач требуются довольно обширные базы данных по нормативам, а также по номенклатуре выбираемых материалов, изделий. В этом смысле подобные задачи могут оказаться весьма сложными для программирования в связи со слабой формализуемостью нормативно-справочной информации в строительном комплексе.

Опыт автоматизации, накопленный на протяжении уже ряда лет, показывает, что практически, в ПОС, и особенно в ППР, используется ограниченный круг данных, ориентированный на конкретного заказчика организационно-технологической документации. Существенные трудозатраты по формированию всеобъемлющих информационных структур не окупаются.

Важным требованием к программным комплексам является обеспечение гибкой коррекции полученного результата. После завершения необходимых расчетов проектировщику непосредственно на экране дисплея предлагается внести необходимые по его мнению коррективы. На практике подобных корректив требуется крайне мало. Однако, наличие подобной возможности весьма существенно. Опытный специалист, как правило, заранее представляет себе круг возможных в данных условиях допустимых решений, который и должен быть заложен в основу программного обеспечения.

Немаловажным фактором при автоматизации разделов организационно-технологической документации является оформление результатов расчетов. В данном случае наиболее целесообразным представляется выдача уже готовых разделов проекта с включенными в них результатами. Это существенно экономит трудозатраты проектировщиков. Простота диалога пользователя и ЭВМ открывает широкие возможности по вариантной проработке получаемых решений.