BIM w inżynierii budowlanej

W tym odcinku podcastu firmy Dlubal poruszyliśmy pionierski temat BIM w projektowaniu konstrukcji.

Tutaj można posłuchać całego odcinka: #001 BIM w inżynierii konstrukcyjnej

BIM - co się za tym kryje?

BIM oznacza modelowanie informacji o budynku i jest uosobieniem cyfryzacji w budownictwie. Jest to metoda pracy lub planowania, dzięki której można zarządzać centralnymi informacjami o projekcie za pomocą cyfrowych modeli budynków. Odgrywa również rolę w projektowaniu konstrukcji. Kiedy architekt tworzy model 3D, jest on przekazywany wszystkim zaangażowanym i może być natychmiast wykorzystany do projektowania konstrukcji.

W centrum uwagi jest networking: Model BIM działa jak centralne centrum danych służące do gromadzenia, porządkowania i dystrybucji wszystkich danych o budynku. Wszystkie osoby zaangażowane w budowę mają dostęp do tych danych przez cały cykl życia budynku.

BIM oferuje ogromne możliwości, ale także wyzwania.

Współpraca architekta z konstruktorem

Tradycyjnie architekt przesyła swoje plany w formacie PDF lub podobnym do inżyniera, który na ich podstawie tworzy modele konstrukcyjne. Inżynier budowlany używa go do obliczania swojego modelu konstrukcyjnego. W przypadku BIM szczególnie ważna jest płynna wymiana danych. Jeżeli inżynier ma dostęp do modelu BIM architekta, musi odfiltrować wszystkie obiekty istotne statycznie z bogatego zbioru danych i wykorzystać je do obliczeń, co oznacza dodatkową pracę. Istotna różnica w sposobie pracy polega na tym, że architekci pracują na fizycznym modelu konstrukcji, a inżynierowie na wyidealizowanym modelu analitycznym. Architekci modelują budynki jako bryły o wymiarach długość, szerokość i wysokość lub grubość. Inżynierowie konstruktorzy mają z. Na przykład tylko jedna powierzchnia dla płyty i tylko jeden pręt dla słupa.

Celem jest, aby oprogramowanie architektoniczne bezpośrednio przenosiło statyczne systemy, a w niektórych przypadkach tworzyło je automatycznie. W idealnym przypadku uwzględnione są również obciążenia. Inżynier budowlany, jako użytkownik, musi znać zarówno program analizy statyczno-wytrzymałościowej, jak i program obliczeniowy, aby móc sprawdzić, czy nie ma błędów.

BIM - zalety i wymagania

BIM nie jest jeszcze szeroko stosowany w Niemczech. Jednym z powodów jest powolna i niewystarczająca wymiana danych między biurami architektonicznymi i inżynieryjnymi, ponieważ architekci nie otrzymują wynagrodzenia za kontynuowanie modeli w sposób pomocny dla inżynierów. Ponadto architekt nie może wiedzieć, które elementy nośne są ważne dla danego konstruktora.

Obecnie analiza MES jest często wykorzystywana do obliczeń konstrukcyjnych. MES oznacza metodę elementów skończonych i jest numeryczną metodą aproksymacji obliczeń konstrukcji. Podczas importowania modelu BIM architekta' często wymagane są ręczne poprawki. Inżynier budowlany często używa innego systemu analizy niż ten, który zastosowano w modelu. W najgorszym przypadku modele BIM architekta i inżyniera konstrukcyjnego oddalają się coraz bardziej od siebie, co może oznaczać, że przypisanie komponentów nie będzie już możliwe poprawnie lub będzie to trudne. Prowadzi to do problemów, jeśli chcesz, aby zmiany w modelach były widoczne.

W niektórych narzędziach BIM można dodawać założenia obciążenia i przypadki obciążeń. Przypadkiem obciążenia jest np. B. W przypadku pogody oddziaływanie wiatru lub śniegu na konstrukcje. Prowadzą do obciążeń, które są dodawane do układu konstrukcyjnego. Dla inżynierów konstrukcyjnych najważniejszymi wynikami obliczeń są siły wewnętrzne, odkształcenia i naprężenia, które są wykorzystywane do obliczeń w odpowiednich materiałach. Obliczenia należy zawsze przeprowadzać w odpowiednim programie do analizy statyczno-wytrzymałościowej, ponieważ są one do tego znacznie lepiej zaprojektowane. Po obliczeniach inżynierowie konstruktorzy rozpoznają, czy coś należy zmienić i informują o tym architekta.

Ale co się stanie, jeśli wprowadzisz zmiany w oryginalnym modelu BIM, a następnie będziesz musiał je zsynchronizować? W takim przypadku należy uzyskać odpowiednie przepisy i zezwolenia od odpowiedzialnych pracowników. Należy określić, kto, gdzie i kiedy może wprowadzać zmiany. Bieżący stan projektu jest regulowany poprzez komunikację zarówno ze strony pracowników, jak i programów.

W jaki sposób programy komunikują się ze sobą?

Istnieją trzy typowe scenariusze wymiany:

a) Klasycznie-analogowe przesyłanie dokumentów od architekta do konstruktora, z plikami PDF itp.

b) Formaty plików opracowane specjalnie dla branży budowlanej, np. B. Pliki IFC. IFC oznacza Industry Foundation Classes i jest formatem plików niezależnym od producenta, służącym do wymiany informacji o budynkach i projektach.

c) Bezpośrednie sprzężenie dwóch różnych programów, dzięki czemu program architektoniczny komunikuje się z odpowiednim programem do analizy statyczno-wytrzymałościowej w ramach dwukierunkowej wymiany danych.

IFC zawiera widok koordynacji, w którym geometria konstrukcji jest opisana na podstawie modeli bryłowych. Z drugiej strony istnieje widok analizy statyczno-wytrzymałościowej, w którym istotne statycznie obiekty są przenoszone i importowane w sposób wyidealizowany. Tutaj można również zobaczyć połączenia, łożyska i obciążenia. Dlatego w przypadku BIM zawsze należy zadać sobie pytanie, które widoki mogą odczytywać i wyświetlać dane programy.

Wniosek

Modele 3D BIM są również pomocne dla inżynierów konstrukcyjnych, ponieważ ułatwiają zrozumienie złożonych konstrukcji, a transfer danych może być wykorzystany do szybkiego stworzenia modelu analitycznego, co oszczędza dużo czasu. Należy zauważyć, że modele BIM i modele analityczne zwykle różnią się od siebie i dlatego należy je sprawdzić.

Korzystanie z BIM wymaga rozległej wiedzy na temat wszystkich faz planowania. Wszystkie zaangażowane strony muszą być również przygotowane do ponownego przemyślenia tradycyjnego podziału pracy, do współpracy i zrozumienia zadania związanego z planowaniem jako pracy zespołowej.

Na początku procesu BIM jest dodatkowa praca, ponieważ wszystko musi być dokładnie zamodelowane, aby inni również mogli z niego skorzystać. Ostatecznie jednak można uzyskać oszczędności i lepsze wyniki planowania pod względem kosztów i czasu, ponieważ wszystko jest udokumentowane i wszyscy współpracują ze sobą.

Inżynieria statyczno-wytrzymałościowa to niewielka, ale nie nieistotna część BIM, dlatego ważne jest, aby oprogramowanie do inżynierii budowlanej obsługiwało BIM. Musi zapewniać różne scenariusze wymiany i oferować różne opcje importu i eksportu. Firma Dlubal Software dostosowała się do procesu wymiany danych opartego na BIM i oferuje różnorodne interfejsy oraz bezpośrednie połączenia z różnymi programami architektonicznymi.

Zalety BIM znacznie je przewyższają. Chociaż BIM jest wciąż w powijakach, zwłaszcza w Niemczech, z pewnością będzie miał wpływ na przyszłość budownictwa.