Interfejsy i odpowiednie funkcje do planowania BIM

Artykuł o tematyce technicznej

Artykuł został przetłumaczony przez Google Translator

Podgląd oryginalnego tekstu

W tym artykule omówiono najczęściej stosowane interfejsy BIM. Podczas przejścia do modelu specyficznego dla gałęzi konstrukcyjnej często konieczne są korekty. Prezentowane są zadania i narzędzia służące do szybkiego i skutecznego ich rozwiązania.

Interfejsy BIM

Aby utworzone modele BIM mogły być wykorzystywane również do obliczeń konstrukcyjnych, wymagane są zdefiniowane interfejsy, za pomocą których można przenosić elementy konstrukcyjne do odpowiedniego oprogramowania inżynierskiego w celu ich analizy i obliczeń. Standardowe interfejsy zazwyczaj umożliwiają przenoszenie obiektów konstrukcyjnych (prętów, płyt, ścian, brył). Interfejsy specjalnie dostosowane do analizy statyczno-wytrzymałościowej obejmują ponadto obiekty konstrukcyjne, takie jak warunki podparcia, zwolnienia, obciążenia, przypadki obciążeń i kombinacje obciążeń. Te obiekty konstrukcyjne nie są tak naprawdę widocznymi i namacalnymi danymi wynikającymi z czystej geometrii konstrukcji, ale zależą od ich zastosowania i stosowanych norm.

Inżynier budowlany decyduje również, czy na przykład podpora lub zwolnienie działa w sposób sztywny, półsztywny czy całkowicie przegubowy. Jeżeli oprócz fizycznego modelu BIM, który wyraźnie opisuje geometrię (widoczny), dostępny jest również mechaniczny model konstrukcyjny (wyidealizowany model do obliczeń), są to idealne warunki do bezpośredniego przeprowadzenia analizy statyczno-wytrzymałościowej. Zamiast fizycznego modelu BIM stosowany jest bezpośrednio mechaniczny model konstrukcyjny. Interfejsami, które również zawierają obiekty konstrukcyjne, są:

  • Widok analizy IFC
  • Format SDNF
  • Interfejs produktu, konstrukcja stalowa
  • CIS/2

Interfejsy te zostały opracowane na szczeblu krajowym, w pierwszej kolejności pod koniec lat 90. Jednak szybko stało się jasne, że wymagana jest międzynarodowa normalizacja, i w związku z tym uzgodniono, że dalszy rozwój będzie opierać się tylko na Industry Foundation Classes (IFC). Z tego względu, nowych rozwiązań można się spodziewać tylko w Widoku analizy IFC. Jednak wspomniane wyżej interfejsy są nadal szeroko stosowane i w wielu firmach wnoszą istotny wkład w scenariusze BIM.

Oprócz interfejsów opartych na plikach wymiany w formacie tekstowym BIM i oprogramowanie do analizy statyczno-wytrzymałościowej są również łączone za pośrednictwem bezpośrednich interfejsów, gdzie dane są przesyłane przez interfejsy API (Application Programming Interface). Takie interfejsy nie zależą od specyfikacji interfejsów (takich jak IFC lub SDNF), w związku z czym to możliwości i ograniczenia transferu mogą zależeć od uczestniczących firm. Dlubal Software opracowało interfejsy do następujących programów opartych na API:

  • Tekla Structures
  • Autodesk Revit und AutoCAD
  • Bentley ISM
  • AVEVA Bocad

Rysunek 01 - Obliczenia wymiarowe - obliczenia Dlubal RFEM - Konstrukcje Tekla Structures

Oprócz wspomnianych wcześniej interfejsów, ważną rolę odgrywa format DXF, ale brakuje orientacji obiektu. Jeżeli nie jest dostępny mechaniczny model konstrukcyjny, można przenosić tylko fizyczne modele BIM. W tym przypadku najważniejszym interfejsem jest IFC-Coordination View 2.0, oparty na IFC 2x3. Od połowy 2017 roku firma buildingSMART oferuje możliwość certyfikacji nowej generacji normy - Widok referencyjny IFC 4 - i spodziewać się będzie dalszych wdrożeń producentów oprogramowania. W przypadku przeniesienia modeli z widoku współrzędnych lub z widokiem odniesienia konieczne jest utworzenie mechanicznego modelu konstrukcyjnego w programie do analizy statyczno-wytrzymałościowej. Do tej pracy w programie do analizy statyczno-wytrzymałościowej potrzebne są różne narzędzia, a niektóre z nich zostały szczegółowo przedstawione poniżej.

Funkcje istotne dla BIM w oprogramowaniu do analizy statyczno-wytrzymałościowej

Zgodność z IFC
IFC Coordination View Modele służą jako model dla mechanicznego modelu konstrukcyjnego. Obiekty IFC należy przenieść do obiektów macierzystych odpowiedniego oprogramowania do analizy statyczno-wytrzymałościowej (elementy belkowe, powierzchniowe lub bryłowe), aby możliwe było przeprowadzenie obliczeń. Czyste odniesienie (wizualizacja) nie jest wystarczające.

Rysunek 02 - Konwersja programu RFEM Obiekt IFC do obiektu Structural

Mapowanie materiału i przekroju
Podczas analizy statyczno-wytrzymałościowej wymagane są wartości charakterystyczne materiałów i przekrojów (moduł sprężystości, współczynniki bezpieczeństwa, momenty bezwładności ...), w zależności od norm obliczeniowych. W oprogramowaniu BIM, które koncentruje się na pomiarach architektury i ilości, parametry te nie są potrzebne i/lub nie przywiązuje się do nich zbyt dużej uwagi. Oprogramowanie obliczeniowe posiada bardzo rozbudowane własne bazy danych, dostosowane do wymagań obliczeniowych. Materiały i przekroje muszą zostać przeliczone z danych importu na dane z oprogramowania do analizy statyczno-wytrzymałościowej za pomocą tabel map. To przesunięcie powinno być również wystarczająco elastyczne, aby można było zdefiniować wolne wymiary dla zdefiniowanych podstawowych kształtów przekroju (dowolny prostokątny, dwuteowy, lub kanałowy itd.) Poprzez odwzorowanie parametrów.

Osiowanie i łączność
Ponadto, konieczne jest zapewnienie prawidłowej połączeń elementów oraz zdefiniowanie zwolnień i warunków podparcia. Zaimportowane obiekty mogą wymagać przesunięcia i wyrównania.

Rysunek 03 - Rozszerzenie wolnych prętów i połączenie ze wspólnym węzłem

W tym celu konieczne jest przesunięcie wielu węzłów, a tym samym połączonych obiektów, na dowolnych poziomach odniesienia, w zaledwie kilku krokach. Nie mogą wystąpić zduplikowane lub quasi-identyczne węzły, które zazwyczaj powodują trudności w tworzeniu siatki.

Rysunek 04 - Pionowa orientacja ściany na poziomie sufitu

Kontrola poprawności
Problemy należy szybko rozwiązywać i usuwać za pomocą programu. W tym celu należy sprawdzić poprawność podwójnych lub zamkniętych węzłów, nakładających się linii, krótkich linii lub ewentualnie wolnych nieużywanych węzłów.

Oczyszczanie i scalanie węzłów
Nie można pominąć podstawowych funkcji, takich jak scalanie wielu węzłów z automatycznym dostosowywaniem obiektów zależnych. Jest to szczególnie pomocne, jeżeli można pracować graficznie i korzystać z funkcji przeciągania i upuszczania.

Rysunek 05 - Identyfikacja / Oczyszczenie prawie identycznych węzłów

Składniki fizyczne i ich znaczenie
Poprzez konieczne przecięcie linii lub prętów elementy fizyczne, takie jak belki lub słupy, zostają podzielone na wiele elementów ES. Może się to zdarzyć, że zostaną utracone ważne długości odniesienia, takie jak rzeczywista długość słupa, która odgrywa istotną rolę podczas obliczeń lub aktualizacji oryginalnego pliku BIM. Oprogramowanie do analizy statyczno-wytrzymałościowej powinno umożliwiać zachowanie pierwotnej długości.

Rysunek 06 - Zbiory prętów w RFEM łączą pojedyncze pręty i odpowiadają fizycznym komponentom w modelu BIM

Identyfikacja zmian
W przypadku kilkakrotnego importu/eksportu danych w celu uwzględnienia zmian, oprogramowanie powinno umożliwiać wyświetlanie poszczególnych stanów wersji lub przynajmniej filtrowanie zmian wprowadzonych w bieżącym kroku.

Rysunek 07 - Oznaczanie i wizualizacja zmian w oprogramowaniu do analizy statyczno-wytrzymałościowej RFEM za pomocą Widoków

Modelowanie offsetowe, narzędzia dostosowywania
W przypadku modeli z prostym odniesieniem (ewentualnie modeli częściowych) efektywne jest pobieranie i modelowanie modeli. Jest to zatem bardzo pomocne, jeżeli można zaprojektować linie środkowe ścian za pomocą globalnego przesunięcia o połowę grubości ściany. Nie może zabraknąć narzędzi do wydłużania lub skracania linii w stosunku do innych linii (przycinanie/wydłużanie).

Rysunek 08 - Warstwa tła DXF: Linia środkowa ściany jest tworzona przez podniesienie zewnętrznej krawędzi z przesunięciem

Unikalne identyfikatory
W przypadku obchodu w obie strony, a tym samym niezbędnych aktualizacji, wymagane są unikalne numery ID. Oprogramowanie musi być w stanie zapisać te identyfikatory. Może być konieczne zaimportowanie identyfikatorów innych programów lub zaktualizowanie ich baz danych w odniesieniu do identyfikatorów.

Kopiuj i wklej
Na zaawansowanych etapach BIM i pochodne modele konstrukcyjne wymagają dużo czasu pracy. Należy przy tym pamiętać, że odpowiednie aplikacje nie nadpisują istniejących danych innych modeli branżowych. Z tego względu może być pomocne, jeżeli zmiany, takie jak nowe pręty lub powierzchnie, są importowane tylko poprzez proste kopiowanie i wklejanie. Pozwala to użytkownikowi wybrać, które zmiany zostaną uwzględnione.

Wyniki konstrukcyjne w modelu BIM
Ulepszona komunikacja oparta na danych jest główną zaletą BIM. Powoduje to, że oprogramowanie do analizy statyczno-wytrzymałościowej zapewnia między innymi siły wewnętrzne, zmiany przekroju lub wzmocnienia. Informacje te muszą być dostępne w postaci cyfrowej, aby inne specjalne aplikacje mogły obsługiwać dalsze zadania na ich podstawie. W najprostszym przypadku można na przykład odnieść się do wykresów wyników opartych na DXF, z którymi projektant BIM modeluje rysunki zbrojenia lub połączenia.

Rysunek 09 - Eksport zbrojenia z RFEM i wizualizacja w Revit

Jeżeli oprogramowanie BIM oferuje otwarte bazy danych, komunikacja zostaje podniesiona na znacznie wyższy poziom, a kolejne aplikacje mogą uzyskać dostęp do tych danych automatycznie poprzez specjalne API.

Słowa kluczowe

IFC CIS/2 SDNF DXF BuildingSMART Coordination View Structural Analysis View Plik mapowania Możliwość Unikalny identyfikator

Linki

Kontakt

Mają Państwo pytania lub potrzebują porady?
Zapraszamy do bezpłatnego kontaktu z nami drogą mailową, poprzez czat lub forum lub odwiedzenia naszej strony z FAQ z użytecznymi wskazówkami i rozwiązaniami.

+48 (32) 782 46 26

+48 730 358 225

info@dlubal.pl

RFEM Program główny
RFEM 5.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczeń płaskich i przestrzennych układów konstrukcyjnych, obejmujących płyty, ściany, powłoki, pręty (belki), bryły i elementy kontaktowe, z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES)

Cena pierwszej licencji
3 540,00 USD
RSTAB Program główny
RSTAB 8.xx

Program główny

Oprogramowanie do obliczania konstrukcji ramowych, belkowych i szkieletowych, wykonujące obliczenia liniowe i nieliniowe sił wewnętrznych, odkształceń i reakcji podporowych

Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD