Beräkning av takstolar i trä. Beräkning av träkonstruktioner i SCAD-programmet. Onlinetjänster för att erhålla ritningar

En av de populära lösningarna för att designa ett trähus på en persondator är KZ-Cottage-komplexet av specialiserade program. Dessa applikationer underlättar avsevärt arbetet med att rita och runda stockar. Programmet låter dig skapa detaljerade ritningar för olika stadier av byggandet av ett bostadshus.

Projektet av en tvåvånings timmerstuga med garage

Tack vare användningen av denna programvara minskar tiden som läggs på produktion av projektdokument och deras utförande i en offentlig institution avsevärt.

Huvudmålet med att använda applikationer baserade på KZ-Cottage är att skapa olika typer av bygghandlingar som kommer att användas i alla skeden och delar av det pågående bygget. I själva programmet har en standardakt tagits fram som gör att varje del av konstruktionen kan förses med nödvändiga ritningar:

utföra förberedande arbete före installationen av byggnaden;
beställning eller tillverkning av det material som behövs för konstruktion;
leverans av delar och slutlig förberedelse;
konstruktion eller montering av bostadshus.

Den största skillnaden mellan programvaran KZ-Cottage är dess mångsidighet och multifunktionalitet.

Designa ett trähus i K3-Cottage-programmet

Till skillnad från annan programvara låter den dig inte bara skapa, förutom huvudarbetsritningarna och modellerna för den framtida byggnaden, ytterligare specifikationer och styrprogramvara för CNC, utan gör också det mesta av arbetet automatiskt. Tack vare detta kan designern undvika de flesta problem som är förknippade med skapandet av ett visst dokument. Fel uppstår främst på grund av den mänskliga faktorn.

Oavsett hur fantasin bygger trappans utseende, är att beräkna dess design enligt den önskade typen och belastningen en uppgift av en helt annan klass av komplexitet. Alla typer av miniräknare och program för att designa trappor hjälper bra i denna fråga, och vi kommer att prata om dem idag.

PRO100 - enkel visualisering

Nästan vilken trappa som helst, hur komplex den än är, kan representeras som en samling enklare trappsteg, bågsträngar, räcken och stigar - brädor med andra ord. Därför blir det enklast att rita ett trappprojekt för de hantverkare som har erfarenhet av möbelskapande program. Den ökända PRO100 är väl lämpad för dessa ändamål: du kan skissa ut designen av den enklaste trappan i den på 30-40 minuter, även en nybörjare kommer inte att vara svår att vänja sig vid det här programmet.

Möbelprogrammen arbetar förstås främst med primitiver – detaljer i form av en parallellepiped. Det kan vara mycket svårt att visa ut snidade ledstänger och stolpar, specialformade trappsteg och andra konstnärliga nöjen. Men om målet är att bestämma allmänna parametrar, såsom höjd, antal och layout av steg, kommer medlen för möbler och allmänna program för tredimensionell modellering att vara mer än tillräckligt.

Naturligtvis inte om du tar på dig den oberoende utformningen av ett projekt, som kommer att väckas till liv av en annan mästare. Här är det nödvändigt att vara uppmärksam på detaljer och i slutändan får kunden exakt vad han kunde skildra, men inte mer.

Den största nackdelen med PRO100 (som faktiskt för de flesta möbel-"konstruktörer") är bristen på automatisering för att arbeta med trappor. Det finns ingen möjlighet att till exempel ange måtten på spännvidden, steget och höjden på stegen, så allt arbete görs från grunden. Men för de flesta amatörprojekt räcker det med standardmetoder för att manipulera objekt: gruppera, kopiera, flytta och andra liknande dem.

Man bör komma överens om att målet med att designa en trappa antingen bara kan vara en allmän uppfattning om designen och de grundläggande parametrarna, eller en komplex visualisering med alla lockar och sniderier, formen på vridningen och detaljerna för fästningen alla delar i en vacker produkt i ett stycke. I det senare fallet måste du ha praktisk erfarenhet av trappor, annars kanske projektet i princip inte är genomförbart.

Onlinetjänster för att erhålla ritningar

Du bör börja din bekantskap med program för att designa trappor med alla typer av onlinetjänster och miniräknare. Deras kapacitet är starkt begränsad av webbplattformen: även om det finns sätt att utföra detaljerade beräkningar och kvalitativt visualisera produkten "utan att lämna Internet", är utvecklingen av sådan programvara för dyr och nästan aldrig motiverad.

Och ändå har sådana program ett plus: de ger användaren möjlighet att inte installera ytterligare programvara, utan att utföra preliminära beräkningar på språng. En av de populära webbplatserna lesenka.com erbjuder en schematisk representation av en trappa - en plan och en sektion av steg - enligt den uppsättning parametrar du angav. Det är möjligt på bara ett par minuter att skapa scheman av trappor, både enkla enkelspann och spiral, och med plattformar och med lindningssteg.

En annan populär sida är lascalagrande.ru. Gratis inmatning av parametrar är inte tillgänglig här, men parametreringsformuläret är ganska "smart" och kommer i sig att erbjuda giltiga alternativ för användaren att välja mellan. Det är möjligt att välja en av sex typer av trappor (inklusive multi-flight, roterande och med en komplex form av steg), samt beräkna räcken och balustrader, vilket resulterar i en ritning med grundläggande dimensioner och en isometrisk skiss. Sajten stairshop.ru är nästan en komplett analog av den tidigare, men den har en sällsynt möjlighet till en tredimensionell vy av den designade trappan, men med en mycket primitiv visningskvalitet.

Sajter av det här slaget har ett antal trevliga funktioner. De flesta av dem tillhör företag som är professionellt engagerade i tillverkning och installation av trappor. Därför är det möjligt att bekanta sig med fotogalleriet med färdiga produkter och ungefär uppskatta kostnaden för projektet.

Funktioner av att arbeta i Staircon

Designverktyg online begränsar i hög grad handlingsfriheten när man designar trappor med en unik design. Om du behöver ett mer individuellt tillvägagångssätt måste du antingen använda CAD-program (Autodesk, SketchUp), eller vara uppmärksam på specialiserad programvara.

Staircon-programmet är ett mycket, mycket bra alternativ även för engångsanvändning. Trots överflöd av funktioner är denna produkt ganska lätt att bemästra, även när du använder en icke-rysk version. Nästan vart och ett av inställningsfönstren har en liten förhandsvisning, som tydligt visar vilken typ av ändringar som görs, plus att alla anpassningsbara parametrar omedelbart tillämpas på huvudscenen. Allt arbete utförs genom att parametrisera antingen trappan som helhet eller enskilda plattformar och spann, eller till och med varje steg separat.

Det finns tre huvudvyer i programmet: översiktsplan, skiss och tredimensionell modell. Genom att flytta sekventiellt från en till en annan, ställer användaren först in parametrarna för stegfickan, sedan den övergripande konfigurationen av trappan, för vilken det finns flera dussin inbyggda mallar. Och slutligen avslutas arbetet med att arbeta fram små detaljer, som staket eller ledstänger, och välja material (inklusive metall och glas).

Som ett resultat får användaren designdokumentation, en lista över delar och material, eller en rendering av en visuell scen med ganska acceptabel kvalitet.

Beräkning av fysiska och mekaniska parametrar

Många är intresserade av frågan: hur man använder program för att beräkna trappan enligt belastningen. Med en närmare bekantskap med Staircon och liknande verktyg visar det sig att beräkningen av tekniska parametrar för lasten redan är inbyggd i programmets djup, och det kommer helt enkelt inte att erbjuda att använda materialsektioner och design av noder som inte stämmer överens. till åtminstone en genomsnittlig nivå av genomlastning.

Som med allt kan det krävas individuella beräkningar här, speciellt vid montering av trappsteg på väggen på endast en sida, vid arbete med hängande trappor eller beräkning av betongspann med stor egenvikt.

Tyvärr måste dessa beräkningar göras manuellt: oavsett hur perfekt programmet är, bör du inte lita på standardalgoritmer. Inget designverktyg kan ta hänsyn till väggarnas bärförmåga, såväl som styrkan hos enskilda material för utförande av själva trappan.

Ska du lära dig CAD och 3D-modellering?

Om du inte har utvecklingserfarenhet i Autocad eller 3ds Max, bör du inte uppmärksamma denna klass av program endast för att designa trappor. Det enda undantaget är när du behöver skapa en visualisering av riktigt hög kvalitet eller passa in en trappa i den övergripande inredningsplanen, vilket är ganska ovanligt i amatörövningar.

Men om du redan är bekant med program för tredimensionell modellering och ritproduktion, kan förtrogenhet med speciell programvara för trappor förvandlas till ett slöseri med tid. Som vi redan har sagt, vet CAD-program inte hur man placerar steg på samma avstånd eller automatiskt justerar raden av staket till förändringar i konfigurationen av spann.

Men i verkligheten behövs sådana förmågor när man endast utvecklar mycket stora projekt. I andra fall kan du använda standardverktygen för snappning och gruppering, eller hitta lämplig plugin för att arbeta med trappor.

Ansökan om design av träkonstruktioner - en ny produkt från STC APM

Vadim Shelofast, Andrei Alekhin, Sergei Grigoriev

Utvecklingen av stug- och vindskonstruktion ställer nya krav på utformningen av byggande av träkonstruktioner. Ursprungliga individuella arkitektoniska lösningar komplicerar avsevärt uppgiften för designers och revisorer, och multivariant teknisk studie av kunders önskemål är endast möjlig med användning av universella mjukvarusystem för beräkning av byggnadsstrukturer.

Ansökan för design av träkonstruktioner utvecklades vid det vetenskapliga och tekniska centret för APM (Korolev, Moskva-regionen) och är en del av det universella komplexet för design av byggnadsobjekt APM Civil Engineering. Tidigare rapporterades om utvecklingen av APM Civil Engineering-produkten, som förutom verktyg för design av träkonstruktioner inkluderade moduler för design av metall- och armerade betongkonstruktioner.

Ansökan för design av träkonstruktioner använder APM Graph-modulen som baskärna och kompletterar organiskt de befintliga designsystemen för godtyckliga metall- och armerade betongkonstruktioner baserade på APM Structure3D-modulen för finita elementanalys.

Huvudsyftet med denna applikation är hållfasthetsanalys av träkonstruktioner, datorstödd design och beräkning av anslutningar med metalltandade plattor (MZP), samt att erhålla sågning av varje element.

Det bör noteras att en av initiativtagarna till denna utveckling var Tekhkomplekt-företaget (Dubna), som producerar MZP, som används för tillförlitlig fästning av trästrukturelement. Dessutom deltog detta företag i finansieringen av detta projekt. Tack vare ansträngningarna från STC APM och CJSC Tekhkomplekt har en original mjukvaruprodukt dykt upp i Ryssland som inte har några inhemska analoger. Fram till nyligen erbjöds ryska designers endast importerade mjukvaruprodukter, som Wolf (tillverkad av det österrikiska företaget Wolf SystemBau GmbH) och MiTek (tillverkat av det internationella företaget MiTek Industries).

Träkonstruktioner presenteras i ansökan som fackverks- eller ramkonstruktioner av godtycklig konfiguration. Skapandet av en geometrisk modell utförs med hjälp av ett bibliotek med standarddesigner eller, när du skapar en anpassad modell, genom att rita modellen med applikationsverktygen. Om den anpassade designen skiljer sig något från standarden, kommer den snabbaste konstruktionen att vara om man använder en typisk designmodell med efterföljande redigering. Användningen av det parametriska biblioteket ger en betydande minskning av volymen av byggnadsmodeller av träkonstruktioner av de vanligaste konfigurationerna (fig. 1 och 2).

Timber Tools är ett tillägg till APM Graph-verktygen som låter dig använda ritnings- och grafikredigerarens breda funktionalitet: snaps, manuell inmatningsdialog, ortoläge, dimensionering, urval, flytta, kopiera, ta bort, etc.

Användningen av en ritning och grafisk editor låter dig arbeta med en geometrisk modell av en struktur, som med en ritning, med hänsyn till skalan och proportionaliteten hos elementens dimensioner (fig. 3).

Redigering utförs också i APM Graph-miljön med hjälp av dra-och-släpp-musen eller genom att ange objektparametrar från tangentbordet. Långa balkar (mer än 6 m) delas automatiskt jämnt baserat på förutsättningarna för att säkerställa transport så att längden på var och en av dem inte överstiger 6 m. Till exempel delas balkar med en längd av 6 till 12 m på mitten, från 12 till 18 m - i tre delar och etc.

Applikationen låter dig tilldela olika typer av material till element med hjälp av en databas där användaren kan lägga till nya material, ange deras fysiska och mekaniska egenskaper (densitet, Poissons förhållande, Youngs modul, draghållfasthet, etc.) och använda dessa material i uträkningen.

Som belastningar beaktas koncentrerade och fördelade krafter. Applikationen tillåter användning av flera belastningsfall och möjligheten att utföra en beräkning under verkan av en kombination av belastningsfall, samt att ta hänsyn till strukturens egen vikt. Lastning kan innefatta en kombination av laster av vilket slag som helst. För en given last utförs en hållfasthetsberäkning av en träkonstruktionsmodell, vars syfte är att beräkna de verkande krafterna och kontrollera balksektionerna för hållfasthet och stabilitet i enlighet med SNiP-standarder.

Valet av en rektangulär sektion görs från biblioteket. Sektionsstorleken beaktas vid visualisering av designmodellen. Den breda sidan av balken är belägen i konstruktionsplanet för designschemat för uppfattningen av belastningen i planet för sektionens största tröghetsmoment.

Om hållfasthets- eller stabilitetsvillkoret inte uppfylls kommer applikationen att utfärda en motsvarande varning, och de element för vilka villkoret inte är uppfyllt kommer att markeras i färg. I det här fallet måste användaren öka tvärsnittet av sådana element och upprepa beräkningen. Resultatet av hållfasthetsberäkningen av träkonstruktioner är en tabell över axiella krafter i modellens element, på basis av vilken det är möjligt att dra slutsatser om vilka element i konstruktionen som arbetar i spänning och vilka som fungerar i kompression. Dessutom gör analysen av resultaten det möjligt att identifiera lätt belastade konstruktionselement för att minska deras tvärsnitt, minska materialförbrukningen och följaktligen kostnaden för det designade objektet.

Efter att ha valt sektionerna av alla balkar kan du fortsätta till utformningen av nodalanslutningar. För typiska modeller av strukturer är anslutningar fördefinierade, med hänsyn till sågning och kräver ingen redigering. Användningen av parametriska modeller, med hänsyn till anslutningarna av element, gör att du samtidigt kan utföra både hållfasthetsanalys och beräkning av anslutningar med hjälp av metallkugghjulsplattor, vilket avsevärt minskar tiden för att förbereda designdokumentation.

Specialfunktioner för att rita och redigera strålar gör att du snabbt kan trunkera, skarva, förlänga strålar för att designa komplexa nodkopplingar. Förutom sektionen, för varje balk, kan platsen i förhållande till axeln som passerar genom anslutningspunkterna anges: i mitten, till vänster eller till höger.

Ett av de vanligaste sätten att koppla ihop träbalkar är användningen av MZP. Applikationen implementerar två typer av beräkning av sådana anslutningar: design och verifiering. Växling mellan typer av beräkningar görs genom att helt enkelt vrida på knappen för automatiskt urval av inlägg som finns i verktygsfältet.

I fallet med en konstruktionsberäkning utförs valet av parametrarna och positionen för de tandade plattorna i lederna automatiskt, medan följande villkor måste iakttas: MZP ska inte sticka ut över balkarnas övre och nedre korda. För att uppfylla detta villkor föreskriver applikationen tilldelningen av de så kallade typerna av övre eller nedre ackord till balkarna (fig. 4).

Verifieringsberäkningen innebär att MZP-parametrarna ställs in och placeras i anslutningsnoderna. Plattans bredd och längd väljs från biblioteket. Dessutom är det nödvändigt att ange typen av insats: med en stor eller med en liten tand. Ytterligare placering av plattan i anslutningsnoden utförs på designschemat med hjälp av musen med hjälp av bindning eller dialoginmatning av parametrar från tangentbordet.

Efter att beräkningen är klar kommer applikationen att ge information om möjligheten att använda användarspecificerade insatser. Det är tillrådligt att utföra en sådan beräkning för att kontrollera lämpligheten för att ansluta befintlig MZP.

I händelse av bristande överensstämmelse med hållfasthetsvillkoren för vissa MZP:er kommer applikationen att utfärda en varning och själva MZP:erna kommer att markeras. Sådana plattor måste omdefinieras genom att öka den överlappande ytan på träbalkarna, och beräkningen bör upprepas. I vissa fall kan det också vara nödvändigt att öka tvärsnittet på balken för att säkerställa styrkan i anslutningen.

Beräkningen tar hänsyn till drag-böj- och tryck-böjspänningar, samt stabiliteten hos de komprimerade stängerna. Alla beräkningar utförs i enlighet med gällande regulatoriska dokument: organisationsstandard. STO 3654501-002-2006. Trälimmade och massiva träkonstruktioner. Metoder för design och beräkning. TsNIISK, Moskva, 2006

Applikationen för beräkning och design av träkonstruktioner fungerar som en applikation till ritnings- och grafikredigeraren APM Graph. För att utföra hållfasthetsanalys och automatiserat val av parametrar för metallväxlarplattor, förutom APM Graph, är det nödvändigt att installera kärnan i APM Structure3D-modulen för finita elementanalys.

Enligt resultaten av beräkningen, som kan matas ut till skrivaren, kan du få information om parametrarna för varje nodalanslutning av MPZ (fig. 5) och automatisk generering av ritningar av varje strukturellt element - sågning (fig. 6) ).

Således överensstämmer den nya applikationen helt med de moderna kraven i regulatoriska dokument och tillåter på kortast möjliga tid att utföra en omfattande design av godtyckliga träkonstruktioner och uppfylla kraven i de mest sofistikerade arkitektoniska projekten.

I samband med efterfrågan på byggmjukvaruprodukter från STC APM, arbetar teamet av utvecklare kontinuerligt med att förbättra befintliga program. Ytterligare utveckling av applikationen för design av träkonstruktioner kommer att syfta till att utöka möjligheterna för att beräkna anslutningen av strukturella element, inte bara genom MZP, utan också på andra sätt.

Wooden House Design är ett kraftfullt och professionellt program som hjälper dig att känna dig som en konstruktör och designer av byggnader. Inbyggda verktyg låter dig enkelt bygga virtuella väggar, välja typer av tak och metoder för att ansluta balkar. Detta program för att designa trähus är unikt genom att det skapar inte bara en visuell ram, utan också en intern. Med hjälp av verktyget kommer du att kunna utvärdera utsikten över byggnaden till fullo för att börja bygga först efter att allt passar dig. Med ett musklick kan du skära öppningar för fönster eller dörrar. Samtidigt kan de unika parametrarna för deras storlekar ställas in oberoende, och inte bara använda färdiga alternativ. Detta kommer att bidra till att skapa inte typiska projekt, utan individuella. Liknande "konstruktörer" ger inte en liknande nivå av unikhet.

Naturligtvis finns det hela uppsättningar av applikationer för Windows som låter dig rita och designa professionellt, men de kräver omfattande kunskap, en lång studie av deras verktyg. Det här verktyget har den lägsta ingångströskeln, särskilt eftersom gränssnittet är gjort på ryska. Även den som inte förstår något inom byggande kan försöka skapa en plan. Genom att välja rätt verktyg och använda dem på objektet kan du skapa ditt eget projekt.

Absolut alla kan ladda ner programmet för att designa trähus gratis. Det kan användas inte bara för sitt avsedda syfte, utan också för att utveckla kreativa förmågor. Att skapa virtuella hem är ganska intressant, du kan spendera flera kvällar på det och ha en intressant tid. Dessutom fungerar verktyget mycket snabbt, kräver ingen lång rendering eller designanalys. Allt händer online och direkt efter att du klickat på verktygsikonen får du det färdiga resultatet. Den enda nackdelen med programmet är bristen på plattformsoberoende. Det är vettigt att ladda ner programmet för att designa trähus endast om du använder OS Windows.

Användbara funktioner för verktyget för att designa timmerhus:

Analys och val av optimala typer av anslutningar;
Möjlighet att justera storleken på alla element;
Inbyggt elementbibliotek;
Gränssnitt bekvämt för Windows-användare;
Absolut gratis;
Hög hastighet att designa stora byggnader;
En möjlighet att överväga det framtida huset i 3d.

Nuförtiden är strukturanalysprogram nästan helt inriktade på armerade betong- och stålkonstruktioner, vilket är ganska berättigat: detta är det vanligaste materialet som bärande element. Andra material är mycket mindre vanliga och inte i de mest kritiska strukturerna, vilket gör det möjligt att "uppskatta" strukturelementet separat. Men vad ska ingenjörer göra när de står inför behovet av att beräkna en träkonstruktion, vars syfte är att välja elementen i bälten och galler och bestämma stegen för strukturerna. I SCAD-programmets huvudberäkningsmodul finns inga standarder för träkonstruktioner, vilket gör att det är omöjligt att bestämma bärigheten utifrån beräkningsmodellen. Man kan räkna manuellt, men idag tror jag att det inte längre är aktuellt.

SCAD-beräkningspaketet innehåller ett speciellt program - Decor, som låter dig utföra beräkningen av träkonstruktioner och deras element både separat och som en del av strukturella grupper. Algoritmen för att beräkna en träkonstruktion är följande: Beräkningsschemat kommer att monteras i FEM-programpaketet (finita element-metoden), och sedan, enligt de krafter som tas emot i Decor, kommer en beräkning av trästrukturen och dess element att göras gjord

Tänk på ett exempel: det är nödvändigt att beräkna bärförmågan för den övre kordan av fackverkets fackverk av en träkonstruktion:

Ris. 1 Fackverkskonstruktion för beräkning i SCAD-programmet

Truss-modellen består av stångelement (jag tror att det är mer korrekt att använda universal FE, snarare än truss). Styvhet är tillåtet att använda godtycklig, eftersom. vid beräkning av enskilda strukturella element har schemats deformerbarhet liten effekt på de erhållna krafterna.

Ris. 2 Beräkningsmodell av gården i SCAD-programmet

De resulterande krafterna är inte lätta att analysera, eftersom både en längsgående kraft och ett böjmoment uppstår i bandet. Här kommer Decor till vår hjälp i analysen, nämligen motståndsmodulen för en träsektion.

Ris. 3 Dekorprogram

SCAD-programmet kommer att kräva att ingenjören anger sektionsdimensioner, designegenskaper och designkraftkombinationer, som kan ställas in antingen manuellt eller med hjälp. exportera DCS från SCAD:

Ris. 4 Exportinsatser

Den resulterande beräkningsfilen för en träkonstruktion uppfattas lätt av SCAD-subrutiner med ansträngning:

Du behöver bara välja tvärsnittet enligt de erhållna faktorerna. Alla kriterier för kontroll av träsektionen kommer att vara i enlighet med SP "träkonstruktion".