
SmartRebar – это инструмент автоматизации дополнительного армирования плит перекрытий.
Данный инструмент подходит для армирования любых плит перекрытий из любых расчетных программ. В основе всего решения заложены кроссплатформенные решения для возможности подключения результатов армирования из любой расчетной программы, его анализа в программе PromCore и выгрузки результатов в популярные САПР/BIM/ТИМ программы.
Область применения:
Даже если у вас на объекте применяются балочные конструкции или иные различные каркасные схемы зданий, но при этом есть в наличии монолитные плиты перекрытий, которые необходимо армировать по результатам МКЭ расчетов, то SmartRebar создан для автоматизации именно таких задач.
Принцип работы:
В качестве базовых программ, используемых в связке с PromCore, используются Лира САПР и Revit 2021-2022. Для других систем решение дополняется по мере появления клиентов PromCore использующих иные решение в своей работе.
Лира САПР:
Откройте расчетную программу Лира САПР, и выделите КЭ только выгружаемой плиты перекрытия.

Вы можете выгружать как фрагменты плит, так и сразу весь уровень, состоящий из множества секций. Во время тестов максимальное число выгружаемых секций составляло 10 штук.
Главное и единственное условие при выгрузке данных, плита должна быть рассчитана и найдено теоретическое армирование. После этого выгрузите данные с помощью соответствующих инструментов расчетных программ, для примера выгрузка в Лира САПР:

Необходимо выгрузить:
Далее подробная инструкция на примере выгрузки арматуры:

Результаты необходимо выгружать в формате CSV с разделителем -запятая:



Нажмите «сохранить как», и сохраните в папку по вашему объекту либо желательно в папку пользователя программы PromCore - C:\Users\<имя>\AppData\LocalLow\Prometheus Core\PromCore\data\SmartRebar
По такой же схеме выгружаются узлы:


И элементы:

PromCore принимает на входе именно указанную выше структуру данных по столбцам, при формировании таблиц из других расчетных комплектов необходимо передавать обязательную информацию, а именно:
SCAD:
Нам не удалось получить доступ к армированию через SCAD API, но мы смогли выгружать данные по армированию из SCAD в PromCore с помощью формата ASF.
После расчёта, пользователь может выгрузить данные при помощи функции выгрузки армирования в Allplan в формате ASF:

Выгружаемые элементы необходимо обязательно выделить (красный цвет). После этого необходимо перевести формат ASF в CSV для программы PromCore, это можно сделать с помощью программы AsfPromCoreExporter.exe расположенной в папке с программой по пути:
Plugins\SCAD\SmartRebar\AsfPromCoreExporter
Запускаете программу, указываете путь к файлу ASF и указываете путь к папке в которую будут созданы три файла в формате CSV для PromCore:


В PromCore необходимо открыть панель инструмента SmartRebar и загрузить три файла – узлы, элементы и армирование в формате CSV. После загрузки кнопки станут зелеными.
Размер КЭ – это размер КЭ внутри программы PromCore, желательно он должен совпадать с размером КЭ в расчетной программе. С помощью данной настройки можно упрощать результаты армирования из основной расчетной программы. Например если в Лира САПР размер КЭ = 200 мм, то при выставлении в PromCore – 400 мм, зоны станут немного больше, станут заметнее локальные пики армирования которые в основной программе были плохо различимы. Если наоборот, в основной расчетной программе КЭ = 400 мм, то особого уточнения в PromCore с более мелким шагом особо не имеет значение.
Коэф. масштаба визуализации - данный инструмент предлагает интерактивный инструмент визуализации результатов армирования после генерации зон армирования. Он позволяет наглядно увидеть локальные пики армирования и являются ли они сингулярностями или нет:

Фоновое армирование – для каждого направление задается шаг и диаметр арматуры, данное армирование вычитается из дополнительного и не отображается при визуализации.
Используемые диаметры и шаги – это списки используемых значений при генерации вариантов и переборе рациональных вариантов со стороны PromCore. Например, если выставить используемые диаметров и шаги со значениями не перекрывающих требуемые по расчету, то такие зоны будут красными:

При нажатии на зону, внизу слева в инфополе будет приведена информация по причинам невозможности выполнить подбор. Размер красных зон в этом случае подбирается с учетом ближайших возможных вариантов.
Мы не стали ограничивать передачу результатов красных зон в САПР/BIM, данное решение принимает пользователь. Но для примера, при передаче в Revit, SmartRebar и там укажет данные зоны красным цветом и выдаст предупреждение красного цвета в журнале работы.
Кратность резки – данный список находится в настройках программы PromCore, пользователь сам назначает данный список исходя из стандарта компании для которой разрабатываются проектные решения.
Максимальная ширина зоны – если SmartRebar видит почти совпадающие по ширине зоны армирования, он их объединяет, но до определенного предела. Для примера, что будет если выставить значение в 600 мм:

В ходе тестов и экспериментов было определено, что значение в 1500 мм является наиболее рациональным. Данный параметр сильно влияет на сложность армирования, поэтому для оценки сложности армирования введен параметр в отчете генерации армирования: коэф. сложности раскладки - это отношение общего числа зон на площадь плиты перекрытия. Чем выше данный показатель, тем растет сложность армирования.
Минимальная ширина зоны – если создаваемая зона по ширине менее чем указанная, то она будет игнорироваться. Данный параметр был добавлен для игнорирования зон между сгущением отверстий, например термовкладыши.
Или, наоборот, для армирование всех КЭ, даже единично встречающихся на плите в расчете с минимальной шириной зоны.
Допустимый разрыв по длине – параметр который позволяет объединять почти две и более одинаковые зоны в одну. Если между центрами двух соседних зон по их основной оси: расстояние менее указанного в данном параметре, то они объединяются. Условние объединения работает при условии, что их диаметр и шаг армирования совпадают.
Минимальная длина зоны – очень схож по логике с минимальной шириной, если с учетом анкеровки стержня его длина будет меньше указанной в данной настройке, то данная зона не формируется.
Минимальное число активных КЭ в зоне — это порог, ниже которого зона не моделируется. В некоторых компания в стандарте прописано что зоны не могут формироваться по результатам одного КЭ. Но есть компании, которые заставляют армировать все КЭ, даже единичные.
Информационная панель – данная панель находится слева снизу, она содержит ТЭПы по результатам генерации зон, а также при выборе зон – хранит информацию по самим зонам армирования.
После того как вы получили результат раскладки арматуры вас устраивающий, вы можете передать его уже непосредственно в САПР/BIM/ТИМ программу. Для этого необходимо нажать кнопку сохранение данных по зонам и выбрать место для сохранения JSON файла.
!!!!!!! ВАЖНО !!!!! Направление армирования формируемое в PromCore может быть строго по глобальным осям X и Y. Поэтому важно формировать в расчетных программах ориентацию оси армирования по X так, чтобы оно совпадало с глобальной осью X в PromCore.
В 99% случаях это так и происходит автоматически, но иногда бывают секции, которые развернуты в расчетной модели по отношению к глобальной оси Z на определенный угол. В этом случае необходимо либо выровнять ось выдачи усилия в расчетной программе с осью X программы PromCore. Либо изначально моделировать расчетную схему ортогональной осям PromCore.
Пользователь может настраивать ему подходящие диаметры армирования и шаги в группах комбинаций:

Всего существует 3 группы подбора. Если вам запрещено армировать, например, выше 16 диаметра с шагом ниже 200 мм, то вы это можете выполнить в данной настройке. Все пары диаметров и шагов по всем 3 группа формируют возможные комбинации, из которых PromCore выбирает наиболее рациональные для конкретных зон теоретического армирования.
Если в некоторых местах вам не подходят предлагаемые варианты разбиения на зоны от PromCore, вы их можете объединить с помощью инструмента:

Пользователи могут выбрать любые настройки цветовой палитры изополей теоретического армирования или настроить свой вариант:




При формировании зон возможно создавать зазоры между зонами равными шагу арматуры. Для этого пользователю необходимо указать галочку в опции разрывы между соседними зонами. Для примера результат такой генерации армирования с зазорами:

И для сравнения вариант - если отключить зазоры:

После загрузки результатов расчёта SmartRebar позволяет выполнить дополнительную постобработку полей теоретического армирования As1–As4 по желанию инженера-конструктора.
Инструмент предназначен для уменьшения локального численного шума, единичных пиков и чрезмерной фрагментации результатов МКЭ-расчёта перед автоматическим формированием зон дополнительного армирования.

Важно понимать, что сглаживание является дополнительной операцией постобработки и не изменяет исходные данные расчёта. После загрузки исходные значения As сохраняются в памяти SmartRebar отдельно. Пользователь в любой момент может нажать кнопку исходное и полностью восстановить исходное поле.
Повторное применение другого метода сглаживания также выполняется от исходных значений, а не от уже сглаженного результата. Поэтому последовательное переключение режимов не приводит к накоплению искажений.
Сглаживание выполняется отдельно для всех четырёх направлений армирования:
As1 - нижнее армирование X
As2 - верхнее армирование X
As3 - нижнее армирование Y
As4 - верхнее армирование Y
После нажатия кнопки применить SmartRebar заново строит теоретическое поле, повторно генерирует зоны армирования и рассчитывает итоговые показатели расхода.
Режимы сглаживания:
1. Без сглаживания - используются исходные данные, полученные из расчётной программы.
Данный режим рекомендуется использовать как контрольный при сравнении результатов до и после постобработки:

2. Усреднение полосой - основной рекомендуемый для SmartRebar вариант. Сглаживание производится преимущественно поперёк направления рассматриваемой арматуры. Для AsX и AsY направление обработки различается автоматически.
Вместо простого кругового размытия используется вытянутая область усреднения. Это позволяет перераспределять локальный максимум на некоторую физически осмысленную ширину армируемой полосы, сохраняя при этом направленность результата.
По концепции данный подход близок к инструментам Averaging Strips, применяемым в расчетных комплексах. Например, SCIA Engineer предусматривает усреднение пиков на плитах и применение averaging strips к результатам, связанным с требуемым армированием. Для направленных величин усреднение выполняется преимущественно поперёк направления действия результата.
Реализация PromCore является собственным постпроцессором готовых полей As и не является точной копией алгоритма SCIA:

3. Локальное взвешенное усреднение - для каждого КЭ учитываются значения соседних конечных элементов в пределах заданного радиуса.
Чем ближе соседний элемент находится к рассматриваемому КЭ, тем больше его влияние на результат. Благодаря этому локальные перепады становятся более плавными, но результат сохраняет связь с исходным распределением.
В отличие от усреднения полосой данный алгоритм не учитывает направление стержней и работает одинаково по всем направлениям.
Подобный принцип локального усреднения соседних результатов широко используется при постобработке МКЭ. Например, RFEM предусматривает усреднение результатов соседних конечных элементов и интерполяцию для получения более непрерывного распределения:

4. Удаление локальных пиков - данный режим предназначен не для сглаживания всей плиты, а для поиска отдельных КЭ, которые резко отличаются от своего окружения.
SmartRebar оценивает контраст центральной ячейки относительно соседей, скорость падения результата вокруг неё и степень изолированности. Если ячейка классифицирована как локальный пик, часть её значения перераспределяется на окружающие КЭ. Таким образом, значение не просто удаляется из расчетного поля.
Параметр порог локального пика в данном режиме задаётся не в см², а по внутренней шкале от 0 до 100.Чем меньше значение порога, тем больше локальных максимумов алгоритм будет считать кандидатами для обработки. Например:
80-100 - только наиболее выраженные одиночные пики;
60 - консервативная фильтрация;
40-50 - более активная обработка;
0-20 - достаточно чувствительный режим.
Поиск локального пика в текущей реализации выполняется по непосредственно соседним КЭ. Поэтому параметр общего радиуса сглаживания относится прежде всего к непрерывным методам сглаживания:

5. Gaussian - классическое двумерное гауссово сглаживание. Чем ближе соседний КЭ к рассматриваемому, тем сильнее его влияние. С увеличением расстояния вес плавно уменьшается по Gaussian-функции.
Метод хорошо устраняет мелкий шум и позволяет получить очень плавное поле As, однако одновременно может сглаживать и реальные резкие границы расчетных областей. Поэтому для окончательного проектного решения рекомендуется сравнивать его результат с исходным полем.
В SmartRebar дополнительно ограничена степень влияния Gaussian-фильтра, а также действуют общие защитные ограничения по максимальному локальному снижению As:

6. Адаптивное сглаживание - адаптивный режим основан на принципе bilateral filtering.
В отличие от обычного Gaussian-фильтра он учитывает не только расстояние между КЭ, но и разницу между значениями As.
Если соседний элемент расположен рядом и имеет близкое значение армирования, его влияние будет большим.
Если соседний элемент находится рядом, но его As резко отличается, его влияние уменьшается.
Поэтому адаптивный алгоритм хорошо подходит для удаления небольшого численного шума при сохранении настоящих границ расчетных областей.
Именно поэтому визуально данный режим часто изменяет поле значительно меньше Gaussian или локального усреднения. Это нормальное поведение алгоритма, если он будет сохранять пиковые локальные подобласти, сохраняя границы перехода от небольших значений армирования к пиковым:

Параметры сглаживания:
1. Радиус сглаживания, мм - определяет физический размер соседней области, участвующей в постобработке. В отличие от размера ядра в количестве КЭ пользователь задаёт размер непосредственно в миллиметрах, поэтому одинаковая настройка может применяться к моделям с различным размером конечных элементов. Например, при радиусе 600 мм и сетке 200 мм в обработку попадает несколько соседних КЭ вокруг рассматриваемой точки. Для режима Усреднение полосой это значение определяет основную ширину области перераспределения поперёк направления армирования.
2. Макс. снижение As, % - является одним из основных защитных ограничений. Например, если исходное значение: As = 20 см²/м, а максимальное снижение задано: 20%, то никакой метод сглаживания не сможет уменьшить эту ячейку ниже: 16 см²/м.
При этом соседние КЭ могут увеличиваться в результате перераспределения.
Для рабочих расчётов рекомендуется начинать с диапазона порядка 15–20% и анализировать результат до и после обработки.
3. Порог локального пика используется только режимом Удаление локальных пиков и является оценкой от 0 до 100, а не значением армирования в см².
4. Сохранять ΣAs включает дополнительный контроль интегрального результата. SmartRebar контролирует суммарную величину расчетного As внутри связных областей сетки и компенсирует изменение, возникшее в результате фильтрации.
Иными словами, алгоритм стремится не просто уменьшить максимумы, а перераспределить расчетную потребность между соседними КЭ.
5. Защищать устойчивые пики предотвращает уменьшение высоких значений, которые поддерживаются несколькими соседними КЭ. Такой максимум рассматривается скорее как полноценное расчетное пятно, а не как единичная численная игла. По умолчанию данный параметр отключен.
6. Сохранение сглаженных результатов - если после сглаживания пользователь планирует отображать теоретическое армирование также в Revit, рекомендуется сохранить уже обработанный набор данных.
После нажатия пользователь выбирает папку и задаёт базовое имя файла. SmartRebar автоматически формирует три файла:
Имя-узлы.csv
Имя-элементы.csv
Имя-армирование.csv
Для обработанного поля создаётся новая регулярная КЭ-сетка. Каждый КЭ является четырёхузловым, соседние элементы используют общие узлы, а области без расчетных данных не создаются.
Формат сохраняется совместимым с импортом SmartRebar в PromCore и с отображением теоретического армирования в плагине Revit. Маппинг остаётся неизменным: As1 — нижнее X, As2 — верхнее X, As3 — нижнее Y, As4 — верхнее Y.
Контроль результатов сглаживания:
При использовании постобработки рекомендуется всегда выполнить сравнение с исходным полем.
Особое внимание следует обращать на опорные зоны, углы отверстий, места приложения сосредоточенных воздействий, окончания стен и другие области возможных концентраций усилий.
Сглаживание не является заменой корректной постановки расчетной модели и не должно использоваться для автоматического устранения всех высоких значений армирования.
Сторонние расчетные комплексы также предупреждают, что усреднение через реальные границы или между областями с различными условиями может приводить к некорректному представлению результата.
Проверка сингулярностей - диагностический инструмент SmartRebar, предназначенный для поиска локальных областей расчетного поля, которые по своему характеру могут являться численными пиками или следствием особенностей МКЭ-модели:

Сингулярность в конечно-элементной модели может возникать в местах сосредоточенного приложения нагрузки или жёсткости: на точечных опорах, около углов отверстий, в местах резкого изменения жёсткости, у начала и окончания линейных опор и т.п. Подобные области могут давать очень высокие локальные результаты, которые увеличиваются при уменьшении размера КЭ сетки, в то время как площадь действия такого максимума уменьшается. Такое поведение является одним из классических признаков сингулярности.
SmartRebar не пытается автоматически объявить конкретную ячейку «настоящей сингулярностью». Вместо этого для каждого КЭ рассчитывается диагностический показатель от 0 до 100, отражающий характер локального результата.
Для каждой ячейки программа рассматривает As1–As4, определяет доминирующий слой и анализирует его окружение по соседним КЭ. В оценку входят контраст относительно среднего значения соседей, резкое падение результата к ближайшим КЭ, изолированность максимума, наличие края или области без данных, доминирование одного слоя армирования и нерациональная форма локального пятна. В текущей реализации эти факторы объединяются во взвешенный итоговый показатель.
Результат разделяется на пять диапазонов:
0-20 - устойчивый результат. Максимум поддерживается соседними КЭ.
20-40 - контрастная / чувствительная область. Имеется локальный перепад, но результат ещё достаточно хорошо поддерживается окружением.
40-60 - нерациональная форма расчетного пятна. Возможны отдельные острова, иглы или области, состоящие из малого числа КЭ.
60-80 - возможный численный артефакт или вероятная сингулярность. Результат резко отличается от окружения и быстро затухает.
80-100 - выраженный локальный пик. Такая область требует дополнительного внимания инженера.
При этом высокий показатель не является основанием автоматически удалить расчетное значение.
Для подтверждения сингулярности рекомендуется дополнительно проверить исходную расчетную модель и выполнить тест с локальным сгущением КЭ. Если при измельчении сетки максимальное значение продолжает расти, а область его действия уменьшается, это является характерным признаком сингулярного поведения.
Таким образом, инструмент следует воспринимать как систему навигации по потенциально проблемным местам расчетной модели, а окончательное решение о допустимости результата принимает инженер-конструктор.

На текущий момент справка написана под программу Revit, так как процент ее использования среди пользователей PromCore достигает более 70%.
Работа со SmartRebar начинается с запуска плагина, пройдите на вкладку Надстройки, далее Внешние инструменты и выберите SmartRebar.
Далее описание поэтапного алгоритма:
1 этап: Выберите сохранённый файл результатов раскладки зон из программы PromCore. Нажмите кнопку Загрузить. Даже если не нажмете, то SmartRebar вам укажет на это в журнале.
!!! важно !!! журнал очень мощный и гибкий инструмент, он вам подскажет, что идет не так в ходе работы со SmartRebar, просьба читать его.
2 этап: Проверьте активный вид, это должен быть 2D план.
3 этап: Выберите плиту в которой будут генерироваться зоны армирования:

4 этап: Нажмите кнопку «показать контур». Данный контур может находится за пределами видимости данного вида в случаях, когда после экспорта модели из Revit в расчетную программу, была перенесена точка начала координат в Revit.
Данный контур представляет собой родную штриховку программы Revit, его можно переносить:

В случае если у вас модель здания стала повернута, по отношению к расчетной модели, то данный контур так же необходимо повернуть и совместить модели:


Нажмите кнопку «Применить положение», в поле справа будет отображаться смещение по осям X и Y. А в случае повтора контура, еще и угол поворота:

Этап 5: Данный этап не обязательный, вы можете быстро получить предварительное расположение зон армирования для выбранного направления As1 – As4:

В данном случае вы можете увидеть, как зоны армирования из PromCore уже учитывают отверстия и контуры опалубки плиты. В данном примере есть одно место, для которого SmartRebar посчитал невозможность выполнения зоны армирования, она отмечена синим цветом (это мы отметили вручную). По таким местам SmartRebar оставляет служебные сообщения красного цвета в журнале:

Служебные сообщения по цвету подразделяются на 3 цвета: серые, оранжевые и красные.
Этап 6: перед генерацией зон армирования необходимо настроить мапинг всех параметров и семейств между PromCore и Revit:

Изначально все тесты проводились на шаблоне Зуева Александра, но во всех механиках заложена логика работы со всеми шаблонами Revit. Что бы пользователь никак не зависел от BIM/ТИМ менеджера или BIM/ТИМ координатора компании.
Изначально мапинг слоев настроен на программу Лира САПР, но вы его можете изменить под формирование As1 - As4 в других расчетных комплексах. Для этого просто укажите низ / верх и главное /второстепенное направление армирования для каждого слоя.
Кнопка «Обновить типы» служит связью по обновлению мапинга всех параметров и семейств с текущим открытым проектом в Revit.
Этап 7: после нажатия на кнопку «Создать армирование» - генерируются зоны армирования по площади и зоны армирования по траектории:

Если удалить зоны, то удалятся предварительные зоны:

Армирование по траектории – это армирование, где возможно раскладывать стержни строго одной длины, и они не будут подрезаться ничем и ни при каких обстоятельствах, даже контуром опалубки.
Армирование по площади – это армирование по траектории которое не прошло по некоторым условиям, например площадь подрезки данной зоны выше 5% или площадь подрезки более 2 м^2, тогда данная зона становится армированием по площади с стержнями разной длины и все стержни подрезаются. В большинстве случаев, арматура таких зон, считается в м.п.
Зоны армирования могут подрезаться 4 типами объектов:

1. Самим основным контуром плиты.
2. Отверстием выполненного системным отверстием для горизонтальных элементов:

3. Отверстие выполненного контуром грани плиты, когда пользователь не использует отдельные семейства, а нажимает редактированием границы плиты и троит внутри плиты дополнительные замкнутые контуры под все отверстия:

4.Отверстие, сформированное системным семейством «Шахта»:

При необходимости формирования размерных цепочек, SmartRebar пытается расставлять их на подобие работы человека, но на текущий момент это скорее заготовка с предварительным положением размеров:

Примеры того, как будут выглядеть зоны армирования на повернутых моделях в Revit:

Или еще один пример более сложного плана здания, когда секция в виде полуоткрытой «книги»:

Как вариант армирования таких плит с двумя направлениями меняющегося в точке излома, это создание 2х расчетных схем. 1 схема оригинальная, 2 схем – это схема, повернутая так, чтобы левая часть так же стала горизонтальной. Далее обрабатывать в PromCore два разных фрагмента расчетов. В Revit сначала сгенерировать результаты по 1 варианту (левая часть), а потом по 2 варианту (правая часть).
При желании, можно размещать несколько, или все сразу, слоев армирования на одном виде:


Главное соблюдать баланс информации и не перегружать чертеж в нечитаемый вид.
Пока активна панель SmartRebar в Revit, можно удалять всю создаваемую геометрию/аннотации/вспомогательные линии. После закрытия SmartRebar, связь теряется и удаление доступно стандартными функциями Revit.
Для удобства оценки армирования зон существует вкладка просмотра теоретического армирования. Пользователь может использовать автоматическую цветовую настройку:


Или настроить самостоятельно цвета и диапазоны в привязке к реальному диаметру и шагу арматуры:


Пользователь может назначать любые цвета и их число, прозрачность, значения с учетом фонового армирования или без, и так далее.
Изополя теоретического армирования отображаются мгновенно независимо от числа КЭ. Для отображения изополей необходимо нажать кнопку отображения скрытых элементов в Revit, потом ее можно снова нажать, изополя не пропадут.
В случае если SmartRebar не сможет разложить армирование, то он выдаст предупреждение пользователю и укажет все зоны c ошибкой красным цветом. В комментариях к цветовым зонам будет указана информация по необходимому диаметру и шагу арматуры:

Для примера взяли сложную форму здания, в которой можно протестировать основные алгоритмы работы SmartRebar:




Так же добавили рандомно расположенные отверстия:
