Длиннопост о профессии инженера-конструктора в сфере многоэтажного строительства⁠⁠

Всем привет. Хочу рассказать вам о профессии инженера-конструктора в сфере жилого строительства. Кратко, увы, не получилось.

Процесс работы начинается с получения ТЗ от коллег архитекторов в виде концептуальных планов и разрезов, содержащих базовую информацию для проектирования, а именно:

1. Планы типовых этажей, включающие в себя информацию о:

Корректных габаритах лестнично-лифтовых узлов (лифтовых шахт) под заранее выбранный заказчиком лифт, примерном расположении внутренних несущих конструкций (пилонов и колонн) и принятых решениях по раскладке фасадного остекления.

2. Разрезы с абсолютными и относительными высотными отметками, исходя из которых можно понять высоты этажей.

P.S. Анализ инженерно-геологических изычканий и модель грунта я в данном посте опущу.

Первым делом перед инженером стоит задача проверить возможность «существования» такой конструкции. Для этого нам предстоит создать, рассчитать и проанализировать расчетную схему.

Расчетная схема – это «идеализированная» математическая модель здания, элементы которой состоят из так называемых «конечных элементов».

Сам же процесс разработки такой схемы достаточно кропотливый и многоитерационный. Здесь подразумевается, что схема будет корректироваться и изменяться n-ое количество раз, а полученные промежуточные результаты – фиксироваться, уточняться и сравниваться от версии к версии. Так, например, в первой итерации мы понижаем модули упругости несущих элементов (0,3E для горизонтальных и 0,6E для вертикальных) чтобы учесть фактор ползучести бетона и иные несовершенства.

1. Сборка схемы.

Акцентировать на этом внимание не буду, скажу лишь, что способов масса: начиная от создания 2d поэтажных планов в Autodesk AutoCad, заканчивая выгрузкой полноценной аналитической модели из Autodesk Revit.

2. Задание нагрузок.

Здесь нам не обойтись без нормативного документа СП 20.13330 «Нагрузки и воздействия». Там собраны и перечислены виды нагрузок, их величины, и коэффициенты надежности. Сами по себе нагрузки бывают нормативными и расчетными. Нормативные нагрузки необходимы для анализа деформаций и перемещений конструкции, а расчетные – для подбора армирования.

3. Задание РСН и РСУ.

РСН – Расчетные сочетания (внешних) нагрузок - таблица, в которой инженер прописывает интересующие комбинации из ранее введенных нагрузок. Иными словами – указывает то, какие нагрузки будут действовать друг с другом совместно, а какие раздельно (как-бы учитывает различные сценарии работы).

РСУ – Расчетные сочетания (внутренних) усилий – похожая таблица, но здесь инженер просто указывает возможность или невозможность сочетания тех или иных нагрузок. Программа позволяет перебрать все возможные сочетания и определить максимальное внутреннее усилие для каждого конечного элемента. На основе этих результатов происходит подбор арматуры железобетонных конструкций.

Приведу пример: Мне как-то довелось посчитать стальную этажерку с оборудованием под переработку зерна. Самая худшая комбинация нагрузок для нее оказалось той, при которой она была бы полностью разгружена (при ремонте или модернизации). В сочетании с пульсацией ветра - происходил отрыв. Тогда я в РСН я эту комбинацию проглядел, но когда анализировал результаты РСУ – обратил на это внимание.

4. Расчет и получение первых результатов, их первичный анализ.

Сперва анализируется работа сооружения от собственного веса (визуально по эпюрам и перемещениям проверяется корректность схемы), а затем от комбинаций по РСН. Если говорить конкретно об этой «коробке», то в первом приближении оцениваются:

4.1. Крен здания и осадки фундаментной плиты.

4.2. Перемещения верхушки от статического воздействия.

4.3. Прогибы горизонтальных конструкций.

Если данные величины кажутся вам большими, то также спешу успокоить вас тем, что в первой итерации нагрузки задаются «как-есть» и действуют одновременно на готовое сооружение. В реальности же здание будет возводиться поэтапно, и при необходимости – квалифицированный инженер также может учесть поэтапный монтаж и приложение нагрузок к такому зданию, однако как показывает практика – это очень трудоемкий и долгий процесс, на который, как правило, времени нет. Более подробно об этой технологии можно почитать тут (небольшая техническая статья на официальном сайте разработчиков расчетного ПО).

Если на данном этапе проблем не возникает (что бывает далеко не всегда) - уточняемся:

5. Вторая итерация. Делаем еще одну разновидность схемы, но на этот раз с пониженными модулями упругости = 0,85E на жестком основании, и задаем пульсацию ветра. Оцениваем частоты и формы собственных колебаний здания, анализируем ускорения.

6. Третья итерация. Также делаем еще одну разновидность схемы, но в этот раз уже с модулем упругости = 0.2E. Оцениваем прогибы горизонтальных конструкций.

7. Четвертая итерация. Если все нормально – возвращаемся к первой схеме и задаем параметры конструирования, указываем защитные слои бетона, расчетные длины элементов, шаг/диаметр армирования в первом приближении. Оцениваем требуемое по расчету армирование в элементах. Здесь нужно понимать, что использование арматуры больших диаметров (d32 и более) – нежелательно. Стараемся от этого уходить путем увеличения габаритов несущих элементов. Анализируем ошибки тех мест, где арматуру подобрать невозможно ввиду слишком больших усилий в элементах.

9. Пятая итерация. Задаем элементам фактически интересующую нас арматуру, проверяем несущую их несущую способность. Стараемся добиться оптимального процента армирования, и обеспечить запас в 10-20 процентов.

Шестая итерация. Анализируем огнестойкость конструкции. Как правило, если мы смогли соблюсти процент армирования, у нас нет никаких ошибок и есть достаточный запас по прочности, то с огнестойкостью все должно быть в порядке, но проверить ее мы все-равно обязаны:

Поэтапно берем вертикальные элементы одного типоразмера (например всю группу пилонов 1200x400мм) в пределах одного этажа, и отбираем из них элементы с максимальными усилиями:

Как итог – будем проверять именно эти 3 пилона поочередно рассматривать нагрев каждой из сторон.

Сражу скажу, что почему-то именно тут начинается трэш у ряда застройщиков. Дело в том, что арматуру греть нельзя. В таком случае ухудшаются физические свойства стали. Сваривать локальные участки для соединения стержней между собой – можно, но только ту арматуру, у которой в названии есть обозначение «С». Например – А500С. Нормативные документы и пособия это четко регламентируют (ГОСТ 14098-2014).

Очень часто происходит так, что вместо того чтобы дать нормальные спецификации и схемы расстановки арматуры условного пилона или колонны (учесть отгибы стержней чтобы можно было нормально перевязать все по этажам), просто забивают на это болт, в результате рабочие начинают «обрабатывать» арматуру горелкой (когда она уже в затвердевшем бетоне и смонтирована), чтобы была возможность отогнуть эти стержни по месту и перевязать их. Происходит это по ряду причин:

1 – Тупость. Не знают/не понимают.

2 – Жадность. Проектирование идет одновременно со строительством. Всем насрать, главное успеть выдать чертежи на стройку. Никого не волнуют бессонные ночи и убитые нервы несчастного инженера.

10. Седьма итерация - к тому времени как у архитекторов, так и у нас накопилось уже достаточное количество правок (в основном от заказчика), вносим это в расчетную схему, снова анализируем вышеперечисленное.

Итоговые расчетные схему отправляются на проверку главному специалисту или главному конструктору проекта. Он также анализирует и проверяет схемы, дает свои рекомендации, замечания и комментарии.

Как правило, параллельно с расчетом, ведущий инженер-конструктор (да-да, это я), готовит еще и заготовку BIM (информационной) модели здания, из которой будет получать привычные всем 2d чертежи.

Такой 3D моделью активно пользуются как специалисты смежных отделов (те самые что прокладывают коммуникации), так и сам заказчик. Некоторые организации там же проектируют интерьеры и делают рендеры (те самые красивые картинки с обложек журналов).

Разработка документации даже для такой вот относительно простой коробки включает в себя одновременную работу большого количества специалистов различных культур, верований, сексуальной ориентации, гендерной принадлежности направлений и может занимать от полугода до полутора лет (здесь все индивидуально). Отмечу, что с людьми иногда чертовски тяжело работать.

Если проект проходит экспертизу (может быть как государственной, так и нет), и получает положительное заключение, начинается процесс разработки рабочей документации, о которой я расскажу в следующий раз, если кому-то будет интересно.

Теперь расскажу о самой специфике профессии:

Основной минус - высокий порог входа. Высшее образование – необходимо, но в нынешних реалиях – оно абсолютно неконкурентоспособно (в большинстве ВУЗов). Курсовые проекты студентов выполняются в слепую по методичкам, которые могут не учитывать актуальных норм проектирования и не заставляют студента думать о том, что именно он делает и насколько это будет соответствовать реальности. Изучение небольших (локальных) расчетов было бы и то более полезно. Также не осваивается современное ПО как для графической части (Autodesk Revit, Tekla Structures), так и для расчетной (ЛИРА 10, ЛИРА-САПР, SCAD, Autodesk Robot, SAP2000 и пр.).

Сам я нахожусь в должности ведущего инженера-конструктора. Работаю из региона удаленно на Москву (ковид внес хоть что-то позитивное) и получаю около 130 т.р. в месяц (считается абсолютно нормальной и справедливой цифрой - в регионах зарплата раза в 2 меньше). Местом работы в целом доволен, да и вряд-ли найду что-то лучше. Отмечу что некоторые столичные организации дополнительно вводят понижающие коэффициенты для регионов (сейчас у меня такого нет). Насколько это обосновано за такой геморрой - судите сами.

Сделаю небольшое отступление и скажу, что уровень зарплат незначительно подрос после ковида и СВО, но не на много. Основной причиной подорожания жилья все же являются цены на строительные материалы и... менеджмент. Также крупные компании каждый год публикуют план «роста и развития», который в основном состоит из красивой презентации и посылом: «Выручка должна расти, нужно больше кэша, нужно больше продавать».

Сейчас я живу в хрущевке (бывшем общежитии), и я не собираюсь переезжать в новостройку. Нет абсолютно никакого желания брать ипотеку на 30 лет (особенно за нынешние деньги), зная то, как их могут запроектировать и построить (насмотрелся, увы). Некоторые работодатели предоставляют скидки своим сотрудникам, но я как-то пас (о рассрочках не слышал). Считаю что не могу себе это позволить.

Также скажу что менеджмент некоторых компаний пытается уткнуть проектировщиков в «нормы» расхода по арматуре и бетону (если честно - не знаю кто их составлял, и насколько они обоснованы). Узнавал у разных ребят - никогда не получалось в них вписываться. Всегда был небольшой перерасход, но у меня буквально глаза вылезали на лоб когда видел что на ряде объектов экономия достигала 20, а то и все 25-30! Процентов. Я тогда на пару с начальником знатно порой о*****л от увиденного.

Еще из занятного, слышал, как чудесным образом площади квартир на архитектурных планах окруляются в большую сторону и вот у тебя уже не условные 25.36, а целых 25.4 квадрата (а значит и дороже), хотя есть нормативный документ который "рекомендует" указывать площади с округлением до сотых (если кто не знал - многие ГОСТы носят скорее "рекомендательный", нежели чем обязательный характер).

Суммарно, я потратил на эту профессию около 7 лет, да и до сих пор пытаюсь понять – стоит ли продолжать, просто потому что подустал. За это время я успел поменять огромное количество работодателей ввиду их недобросовестности. Им было плевать на мой отпуск, больничный, переработки, отсутствие квалифицированных кадров и качество выдаваемой документации (тупость и жадность о которых я писал ранее). Я понимаю, что это «классический» сюжет развития событий для многих, и особенно начинающих специалистов, но когда от результата твоей работы зависит безопасность и жизни людей – это честно говоря пугает.

Поясню про самообразование: на нем далеко не уехать. Можно годами топтаться на месте. Здесь нужна практика и толковый учитель/руководитель/наставник. В регионе с этим может быть особенно тяжело. Чтобы устроиться в нормальную организацию мне пришлось собирать знания по кусочкам, дабы просто собрать какую-то адекватную начальную расчетную «базу» с которой можно работать. Старая литература с ручными расчетами есть - она необходима, но она может не учитывать какие-то моменты (изменения нормативных документов например). Понимать логику ручных расчетов обязательно, но и здесь начинающий специалист может попасть в "капкан", ввиду сложности поиска решения под его случай, плюс не до конца понятно, какие именно усилия из всех возможных сочетаний ему нужно анализировать ☹ Как итог: самообразование конечно дает свои плоды, но сейчас мне становится жаль потраченного времени, поскольку был бы поумнее – взял бы условный кредит тысяч на 200-300 и купил бы пак нормальных курсов у практикующих специалистов (я здесь ничего не рекламирую и не предлагаю), хотя, буду честен, перспектив работы по специальности у меня после окончания ВУЗа было мало, а вот залезть в кредитную кабалу было проще простого.

Отмечу, что несмотря на все вышеперечисленное, много не знаю. На собеседованиях говорю об этом открыто: например, не умею рассчитывать стальные узлы и сваи, плохо знаю механику грунтов, с сейсмикой не доводилось работать вообще. С этим помогают более опытные коллеги (обучают когда есть возможность). То что кто-то чего-то не знает – вполне нормально. Для этого обычно и собирается разношерстный коллектив с разнообразным опытом.

На выходе – все весьма спорно. Как итог – ребята уходят в IT. Как-то я летел в самолете с одним парнем, который что-то активно кодил. Мы разговорились, он рассказал мне про свою профессию, а я ему про свою. У него было около 1,5-2 года опыта работы, и получал он около 120 т.р. Я на тот момент получал около 70 т.р., и позади был период в 3 месяца работы без выходных. Он был шокирован и сказал, что за этот опыт и время получал бы уже 250к+. От многих ребят я слышу подобные истории, и опять же, мне становится жаль своего времени и сил. Тут я вспоминаю недавлюю новость о дефиците специалистов в строительной сфере.

Что касается меня, считаю, что мне удалось что-то понять и к чему-то придти. Время, деньги, и инициатива сделали свое дело, но стоило ли оно того? Более-менее комфортно я чувствую себя только последний год. Все что было до этого - просто выживание. Сейчас у меня нормальный работодатель, который компенсирует мне больничный и ДМС, вписывается за повышение квалификации, своевременно проводит аттестации, индексирует зарплату и платит премии (не за какую-то непонятную инициативу, раз в год, или перевыполнение плана, а просто за качество). Считаю что мне повезло, в отличие от многих других моих коллег.

Не смотря на все минусы мне нравится моя работа и нравится делать то что я делаю, однако чего-то я подустал.

Всем спасибо, на этом все.