О ФОРМИРОВАНИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ НАВЫКОВ СОВРЕМЕННОГО ПРОЕКТИРОВЩИКА-СТРОИТЕЛЯ

 

ON THE FORMATION OF SKILLS Modern designer

 

Алексейцев А.В., Соболева Г.Н. (БГИТА, г. Брянск, РФ)

Alekseytsev A.V., Sobolevа G.N.

(FGBOU VPO «Bryansk State Engineering-Technological Academy»)

 

The basic directions of formation the skills of the designer in modern information resources creation documentation are considered.

Рассматриваются основные направления формирования профессиональных навыков проектировщика-строителя в условиях современных информационных средств подготовки документации.

 

Ключевые слова: профессиональные навыки, автоматизированное проектирование, CAD, CAE-системы.

Key words: designer skills, computer aided design, CAD, CAE-system.

 

Современные требования к профессиональным умениям инженеров проектных и подрядных строительных организаций достаточно высоки. Это происходит из-за постоянно усложняющихся в части архитектурных и конструктивных решений объектов строительства. Проектирование и возведение ряда зданий и сооружений в настоящее время невозможно без использования информационных технологий. Прежде всего, к таким технологиям можно отнести конечно-элементное моделирование напряженно-деформированного состояния конструкций, системы автоматизации подготовки проектной документации, системы автоматического календарного планирования производства работ и распределения материально-технических ресурсов и т.п. Все эти технологии требуют от инженера специальной подготовки. В данной статье описываются наиболее приоритетные направления, которые, по мнению авторов, необходимо детальнее рассматривать в образовательном процессе.

Первым аспектом, позволяющим в значительной степени развивать инженерное мышление, является решение междисциплинарных задач. Примерами таких задач могут быть вопросы оптимального проектирования металлических конструкций [1], оценки устойчивости откосов с реальными грунтовыми условиями, вертикальной планировки и проектирования генеральных планов, отдельные разделы организации, управления и планирования в строительстве. Существенным для решения задачи является характер ее постановки. Например, при рассмотрении задачи проектирования вертикальной планировки жилой территории на грунтовом откосе необходимо кроме рациональной схемы водоотведения учесть рассмотрение устойчивости отдельных областей грунта, возможность постановки сооружений, предотвращающих оползни, прочность стен подвалов, влияние просадочности грунта и т.п. Таким образом, при решении этой задачи в более детальной постановке нужно использовать знания из механики грунтов, железобетонных конструкций, технологии строительных процессов, геодезии, математического моделирования.

Вторым аспектом, требующим пристального внимания, является использование инженерами информационных систем (ИС) и ресурсов сети Интернет. Одной из наиболее развитых ИС в строительстве является система «Стройконсультант». Ее постоянное использование – нравственный долг каждого инженера, студента, преподавателя. При современной концепции развития информационных технологий такая ИС позволит быть в курсе всех последних изменений, происходящих со строительной нормативной базой РФ. При этом знакомить студентов с ИС необходимо с первого курса, а инженерам и преподавателям следует обращаться к ее ресурсам при решении большинства производственных задач. Использовать ресурсы сети Интернет можно для поиска уже отработанных или типовых проектных решений. На сегодняшний день для свободного использования доступны сотни типовых серий, изучение которых значительно повышает уровень квалификации специалиста и преподавателя.

Третьим направлением развития инженерных навыков является тренировка способности принимать самостоятельные технические решения (СТР). Самостоятельно принятое решение возлагает на исполнителя бремя ответственности.  Чтобы принять СТР, исполнителю необходимо тщательно взвесить  все «за» и «против» и проверить аспекты рассматриваемой проблемы соответствие нормативным документам. Для того чтобы инженер понял, какое СТР принять, первоначально руководителю необходимо доходчиво объяснить, из каких нормативов или других предпосылок исходить. К  сожалению, часто руководители мотивирует принятие СТР только фразами «мы так делаем….», «мы так раньше делали…», «у нас так принято…», что является, по сути, причиной некачественной подготовки специалистов, последующих аварий и т.п. Конечно, инженер, принимающий СТР может ошибаться, и тогда необходимо совместно с руководителем установить причину ошибки и затем исправить все неточности.

Четвертой важной чертой современного проектировщика является знание передовых промышленных пакетов прикладных программ. Любой строитель должен постоянно совершенствоваться в этом направлении. Автоматизация проектирования в настоящее время не ограничивается использования CAD-систем и их сателлитов для подготовки чертежей, которые обязаны внедряться с первого курса обучения. Существуют комплексные САПР («Мономах», «Фок- ПК», «Конструктор здания», «TLP» и др.), позволяющие выполнять проектирование с автоматическим выводом рабочей документации. Использование этих систем в ряде случаев повышает производительность труда и компьютерную грамотность пользователей. Безусловно для многих задач получаемые в этих программах чертежи нуждаются в корректировке или переработке. Но такие корректировки способствуют вариантной проработке проектных решений. Каждый инженер и преподаватель строительных дисциплин кроме CAD-систем и указанных САПР должен уметь пользоваться и CAE-системами. Прежде всего, здесь речь идет о специализированных пакетах конечно-элементного анализа (FEA). В настоящее время для проектирования строительных объектов используются программы «Stark ES», «Лира», «SCAD», различные модификации «Nastran», «Patran», «Ansys». Для тех кто занимается инженерными коммуникациями, особое внимание следует уделять средствам проектирования типа «AutoCAD MEP», «AutoCAD Сivil-3D», «Т-flex CAD» и др.

Следует отметить, что в практике присутствует ряд задач, которые должен (может во избежание ошибок и недель рутинной работы) автоматизировать сам проектировщик. Например, это тепловые и гидравлические расчеты отопления и водоснабжения, аэродинамические расчеты вентиляции, анализ теплового баланса здания, вычисление объемов земляных работ, расчетные процедуры метода конечных элементов [2] и т.п. Мощным средством для этого является программа MS Excel из пакета MS Office. Простой и интуитивно понятный интерфейс этой программы позволяет запрограммировать большинство формул, описанных в методиках строительного проектирования. Если MS Excel недостаточно, можно использовать программу MathCAD или матричную лабораторию Matlab.

Одним из больших преимуществ инженера-проектировщика является его способность к программированию. Для решения ряда инженерных и научно-исследовательских задач достаточно навыков объектно-ориентированного программирования на языке высокого уровня типа Delphi, С++. Эти знания позволят реализовать математические модели интересующих явлений. Например, можно создать программу для вычисления температуры точки росы, построения температурных полей для какой-либо новой конструкции стены, автоматизировать расчеты устойчивости стержней и т.п.

Приведем пример современного подхода к проектированию раздела «Схема планировочной организации земельного участка». Большая часть процедур этого раздела выполнена на основе трехмерного моделирования при помощи программы «GeoniCS», последовательность разработки содержит ряд этапов:

1) По фотографиям местности с помощью элементов интерфейса программы вычерчивается геоподоснова участка строительства.

2) По данным измерений, полученным с электронного тахеометра, выполняется построение трехмерной модели «черной» поверхности земли. При этом точки тахеометрической съемки триангулируются в автоматическом режиме.

3) Автоматически строятся черные горизонтали по заданной «черной» поверхности.

4) Горизонтальная планировка участка строительства. Здесь имеются удобные средства для проектирования улично-дорожной сети, зданий и сооружений, пешеходных дорожек и площадок. Также можно нанести строительную сетку, проставить координаты точек объектов и их размеры. Пример использования системы «GeoniCS» для данного этапа показан на рис. 1.

Рисунок 1 – Фрагмент горизонтальной планировки в системе GeoniCS

 

Рисунок 2 – Фрагмент вертикальной планировки в системе GeoniCS

 

5) Вертикальная планировка строительного участка. На данном этапе в программе проставляются опорные точки планировки, которые связываются уклоноуказателями. По данным точкам автоматически строится проектируемая («красная») поверхность и автоматически ортисовываются красные горизонтали. Далее путем работы со специально предусмотренными инструментами эта поверхность редактируется с учетом наличия дорог, откосов,  выемок  и  других  элементов профилировки (рис. 2.)

6) Автоматически выполняется подсчет объемов земляных работ методом квадратов. Программа вычерчивает сводную ведомость.

7) Выполняется благоустройство и озеленение площадки.

Большая часть из описанных профессиональных навыков приобретается прилежными и любознательными студентами ФГБОУ ВПО «БГИТА»  в рамках курсов, читаемых авторами данной статьи и их коллегами, в студенческом проектно-конструкторском бюро строительного  факультета, в рамках программ повышения квалификации строителей в ЦПКС БГИТА.  

 

Список использованных источников

1. Алексейцев, А.В. Использование современных информационных технологий в оптимизации несущих систем [текст] / А.В. Алексейцев //  Перспективы развития новых технологий в строительстве и подготовке инженерных кадров в Республике Беларусь: матер. XV Междунар. науч.-метод. семинара.– Полоцк: ПГУ, 2008. – Ч.2. – С.  259-263.

2. Серпик, И.Н. Контроль самостоятельной работы студентов и выполнение УИРС с использованием программного комплекса «BGITAFEM» [текст] / И.Н. Серпик, А.В. Алексейцев // Современные проблемы высшего профессионального образования:  матер. науч.- метод. конф. – Брянск, 2011.– С. 237-241.