Le BIM dans le calcul de structure

Dans cet épisode du podcast Dlubal, nous avons abordé le thème pionnier du BIM dans le calcul des structures.

Vous pouvez écouter l'épisode en entier ici : #001 Le BIM dans le calcul de structure

BIM - qu'y a-t-il derrière ?

BIM est l'acronyme de Building Information Modeling (Modélisation des informations sur le bâtiment) et représente la quintessence de la numérisation dans le bâtiment. Il s'agit d'une méthode de travail ou de planification permettant de gérer les informations centrales du projet à l'aide de modèles numériques de bâtiment. Il joue également un rôle dans le calcul des structures. Lorsque l'architecte crée un modèle 3D, celui-ci est transmis à toutes les personnes impliquées et peut ensuite être utilisé immédiatement pour la conception de structures.

Le réseautage est au centre de nos préoccupations : Le modèle BIM agit comme un hub de données central pour la collecte, la structuration et la distribution de toutes les données du bâtiment. Toutes les personnes impliquées dans la construction peuvent accéder à ces données tout au long du cycle de vie d'un bâtiment.

Le BIM offre de grandes opportunités, mais aussi des défis.

Collaboration entre un architecte et un ingénieur en structure

Traditionnellement, un architecte transmet ses plans au format PDF ou similaire à l'ingénieur structure, qui les utilise pour créer des modèles de structure. L'ingénieur structure l'utilise pour calculer son modèle de structure. Dans le cas du BIM, la fluidité de l'échange de données est particulièrement importante. Si l'ingénieur structure peut accéder au modèle BIM de l'architecte, il doit filtrer tous les objets statiquement pertinents de la multitude de données et les utiliser pour le calcul, ce qui implique un travail supplémentaire. Une différence importante dans la façon de travailler est que les architectes travaillent avec un modèle de structure physique, tandis que les ingénieurs structure travaillent avec un modèle d'analyse idéalisé. Les architectes modélisent les bâtiments sous forme d'objets solides dont les dimensions sont la longueur, la largeur et la hauteur ou l'épaisseur. Les ingénieurs en structure ont z. Par exemple, une seule surface pour une dalle et une seule barre pour un poteau.

L'objectif est que le logiciel d'architecture supporte directement les systèmes statiques et, dans certains cas, les crée automatiquement. Idéalement, les charges sont également incluses. L'ingénieur structure en tant qu'utilisateur doit être familiarisé avec le calcul de structure et le programme de calcul afin de pouvoir vérifier s'il y a des erreurs.

BIM - avantages et exigences

Le BIM n'est pas encore largement utilisé en Allemagne. L'une des raisons en est la lenteur et l'insuffisance des échanges de données entre les bureaux d'études et les bureaux d'études, car les architectes ne sont pas payés pour continuer les modèles d'une manière utile pour les ingénieurs en structure. De plus, un architecte ne peut pas savoir quels composants porteurs sont importants pour l'ingénieur en structure concerné.

De nos jours, l'analyse aux éléments finis est souvent utilisée pour les calculs de structure. La méthode des éléments finis est une méthode d'approximation numérique pour le calcul des structures. Lors de l'importation d'un modèle BIM d'architecte, des retouches manuelles sont souvent nécessaires. L'ingénieur en structure utilise souvent un système d'analyse différent de celui utilisé dans le modèle. Dans le pire des cas, les modèles BIM de l'architecte et de l'ingénieur structure s'éloignent de plus en plus, ce qui peut signifier que les composants ne peuvent plus être assignés correctement ou que difficilement. Cela peut entraîner des problèmes si vous souhaitez rendre visibles les modifications apportées aux modèles.

Dans certains outils BIM, vous pouvez ajouter des hypothèses de charge et des cas de charge. Un cas de charge est par exemple B. Dans le cas des conditions météorologiques, les effets du vent ou de la neige sur les structures. Elles génèrent des charges ajoutées au système structurel. Pour les ingénieurs structure, les résultats les plus importants du calcul sont les efforts internes, les déformations et les contraintes, qui sont utilisés pour effectuer des vérifications dans les matériaux respectifs. Les calculs doivent toujours être effectués dans le programme de calcul de structure correspondant, car ils sont mieux conçus pour cela. Après les calculs, les ingénieurs structure reconnaissent si quelque chose doit être modifié et en informent l'architecte.

Mais que se passe-t-il si vous modifiez le modèle BIM d'origine et devez ensuite les synchroniser ? Dans ce cas, certaines réglementations et approbations doivent être disponibles auprès des employés responsables. Il convient de déterminer qui, où et quand peut apporter des modifications. L'état actuel du projet est régulé par la communication des travailleurs et des programmes.

Comment les programmes communiquent-ils entre eux ?

Il existe trois scénarios d'échange typiques :

a) Le transfert classique-analogique de documents de l'architecte à l'ingénieur structure, avec PDF, etc.

b) Formats de fichier spécialement conçus pour le secteur de la construction, par ex. B. Fichiers IFC. IFC signifie Industry Foundation Classes et est un format de fichier indépendant du fabricant pour l'échange d'informations sur le bâtiment et le projet.

c) Le couplage direct de deux programmes différents, le programme d'architecture communiquant avec le programme de calcul de structure respectif dans le cadre d'un échange de données bidirectionnel.

IFC inclut la vue de coordination, dans laquelle la géométrie de la structure est décrite sur la base de modèles de solide. D'autre part, il y a la vue de calcul de structure, dans laquelle les objets statiquement pertinents sont transférés et importés de manière idéalisée. Vous pouvez également voir ici les liaisons, les appuis et les charges. Il est donc toujours important de se demander quelles vues les programmes respectifs peuvent lire et afficher dans le BIM.

Conclusion

Les modèles BIM 3D sont également utiles pour les ingénieurs structure car ils facilitent la compréhension des structures complexes et le transfert de données peut être utilisé pour créer rapidement un modèle d'analyse, ce qui permet de gagner beaucoup de temps. Il est important de noter que le BIM et les modèles d'analyse sont généralement différents et doivent donc être vérifiés.

L'utilisation du BIM nécessite une connaissance approfondie de toutes les phases de planification. Toutes les parties concernées doivent également être prêtes à repenser la division traditionnelle du travail, à travailler ensemble et à considérer la tâche de planification comme un travail d'équipe.

Au début du processus BIM, il y a du travail supplémentaire, car tout doit être soigneusement modélisé afin que d'autres puissent également utiliser le modèle. Cependant, des économies et de meilleurs résultats de planification peuvent être réalisés en termes de coûts et de temps, car tout est documenté et tout le monde travaille ensemble.

L'ingénierie des structures est une partie petite mais non négligeable du BIM, il est donc important que les logiciels d'ingénierie des structures soient compatibles avec le BIM. Il doit fournir différents scénarios d'échange et offrir différentes options d'importation et d'exportation. Dlubal Software s'est adapté au processus d'échange basé sur le BIM et offre une variété d'interfaces et de liens directs vers différents programmes d'architecture.

Les avantages du BIM l'emportent largement sur eux. Bien que le BIM en soit encore à ses balbutiements, notamment en Allemagne, il aura certainement son mot à dire dans le futur de la construction.