Анализ внедрения методологии информационного моделирования зданий (BIM) при проектировании конструкций | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 22 мая, печатный экземпляр отправим 26 мая.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Опубликовано в Молодой учёный №16 (358) апрель 2021 г.

Дата публикации: 13.04.2021

Статья просмотрена: 4 раза

Библиографическое описание:

Ташкенбай, М. Н. Анализ внедрения методологии информационного моделирования зданий (BIM) при проектировании конструкций / М. Н. Ташкенбай. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 16 (358). — С. 114-116. — URL: https://moluch.ru/archive/358/79996/ (дата обращения: 09.05.2021).



Методология BIM приобрела большое значение в строительной отрасли. Эта методология вносит заметные изменения в способы управления традиционным проектированием, строительством и обслуживанием зданий. Концепция BIM приняла различные определения, и ее массовое использование вызвало дискуссии о действительности этого термина и даже о его применимости. В соответствии с этим документом BIM рассматривается как цифровое представление физических и функциональных характеристик здания. Таким образом, эта цифровая презентация служит общим ресурсом знаний для информации о строительстве, позволяя создать надежную основу для решений в течение ее жизненного цикла, от проектирования до окончания срока службы / сноса. В этой статье исследуются и оцениваются преимущества и недостатки применения методологии BIM при подготовке.

Ключевые слова: BIM, САПР, 3D-моделирование.

Методология BIM (информационное моделирование зданий) предполагает интеграцию всех этапов процесса строительства, то есть интеграцию и продвижение совместной работы всех проектных дисциплин, задействованных на этапе проектирования. Кроме того, он поддерживается приложениями для трехмерной визуализации. Большой потенциал концепции BIM также заключается в стандартизации информации, поддерживаемой, среди прочего, стандартизацией методов выполнения процесса моделирования объектов. Исходя из этого, потенциальные улучшения в подготовке, согласовании и пересмотре проектной документации, а также в управлении и обслуживании застроенной среды могут быть весьма ценными. Таким образом, была проведена исследовательская работа по магистерской диссертации [2] с целью уточнения концепции правил моделирования и уровней развития, когда разработка и управление проектом предлагается с использованием методологии BIM. Если принять за отправную точку проектную документацию, подготовленную традиционным методом (2D-чертежи САПР), структурное проектирование и несколько проектных дисциплин были смоделированы в соответствии с методологией BIM, чтобы (i) оценить возможность взаимодействия и обмена информацией между проектами. выполняется различными проектными дисциплинами, а также для оценки способности агрегирования и управления всей информацией, связанной с проектом (с особым вниманием к структурному дизайну) в единой BIM-модели; (ii) определить, где концепция моделируемого объекта желательна, чтобы использовать ее в дальнейшем при разработке других проектов, увеличивая, таким образом, производительность; (iii) выявлять и оценивать случаи, когда применение методологии BIM имеет большие преимущества по сравнению с традиционными методами разработки и управления проектами, в частности, для выполнения измерений и анализа проекта. Этот документ будет сосредоточен на пункте (ii), включая концепцию структурных элементов (например, облегченных грибовидных плит и капителей), не предусмотренных в библиотеках программного обеспечения.

BIM — Информационное моделирование зданий

BIM также можно понимать в широком смысле как способ создания и использования цифровых моделей и совместных процессов между связанными предприятиями с целью повышения добавленной стоимости моделей [3]. Это означает, что BIM — это общее цифровое представление, основанное на открытых стандартах взаимодействия. Эта функциональная совместимость должна включать все взаимосвязи и наследования каждого из компонентов конструкции, описанной в модели, что делает ее интеллектуальной моделью BIM [4].

Обмен информацией между специальностями в Revit

При использовании BIM и для увеличения преимуществ эффективная коммуникация имеет решающее значение между всеми дисциплинами. Чтобы решить эту проблему, программное обеспечение Revit включает в себя платформу приложений Revit Suite, Revit Architecture, Revit Structure и Revit MEP, которые являются приложениями, ориентированными на такие дисциплины, как архитектура, конструкции, помещения, оборудование и системы водоснабжения и канализации, установки HVAC и электричество, соответственно. Основа программы та же, только инструменты и функции изменены, чтобы упростить моделирование различных строительных объектов из различных дисциплин. Заявив, что соответствующие инструменты и функции предоставляются различным дисциплинам проектирования на единой и общей платформе BIM, эти различные элементы проекта, созданные в соответствующих модулях, могут быть более легко совместимы с остальными, что обеспечивает совместную работу, улучшая видимость процесса обмена информацией и синхронизация моделей Revit без необходимости какого-либо преобразования [9]. Взаимодействие между дисциплинами может быть выполнено в Revit с помощью инструмента «Координация». С помощью этого инструмента можно легко предлагать поправки между дисциплинами, избегая конфликтов и архитектурных ограничений. Чтобы упростить анализ различных дисциплин проектирования при интеграции с другими, для различных 2D и 3D видов доступны опции фильтрации, позволяющие отображать только соответствующие информации, в противном случае вся информация наблюдалась бы вместе. Рис. 1c) представляет проект фундаментов и конструкций, сооружений, оборудования и систем водоснабжения и водоотведения, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и электричества одновременно.

Расширения и дополнения Revit

В программном обеспечении Revit есть дополнительные меню, которые добавляют возможности и функции к программному обеспечению. Расширения отличаются от дополнений тем, что они полностью разрабатываются и поставляются Autodesk, в то время как дополнения производятся и предоставляются другими компаниями, работающими в партнерстве с Autodesk для облегчения моделирования своих продуктов. Например, для Revit Structure предусмотрены следующие расширения [6]:

– Моделирование: добавление некоторых инструментов и возможностей, которые могут облегчить / упростить процесс моделирования. Например, функция, которая позволяет создавать модель BIM, вводя данные в таблицы Excel, или другая функция для автоматизации определения структурных линий на плане и фасаде, устраняя необходимость их индивидуального представления.

– Анализ: предоставляет возможности расчета для предварительного проектирования структурных элементов в первом приближении к моделируемой конструкции.

– Армирование: позволяет автоматизировать моделирование арматуры в бетонных элементах.

– AutoCAD Structural detailing: позволяет взаимодействовать с AutoCAD Structural Detailing.

– Стальные соединения: позволяет моделировать металлические связи, хотя в настоящее время он все еще ограничен только двумя типами соединений, его использование по-прежнему крайне ограничено.

– Мосты: вводит возможности моделирования и функции, предназначенные для строительных объектов — мостов.

Что касается добавок, их можно разделить на две отдельные группы. Первый касается приложений, которые вводят новые инструменты моделирования в Revit, например, IDAT (разработанный компанией IDAT), предназначенный для проектирования сборных бетонных конструкций, или SDS / 2 Connect (разработанный компанией SDS / 2), вводящий моделирование возможности для металлических связей. Вторая группа адресована приложениям, которые позволяют или оптимизируют обмен информацией между Revit и другим внешним программным обеспечением для Autodesk, например, приложение BIMLink, обеспечивающее взаимодействие между листами Revit и Microsoft Excel, дополнения к преобразованию, которые способствуют взаимодействию структурных элементов. модель Revit и программы расчета конструкций как STAAD.pro или RAM Structural System (от Bentley) [10]. Существуют также дополнения для взаимодействия между различными программами моделирования, которые оптимизируют возможность взаимодействия между ними (уже возможно через стандартный формат IFC), как, например, между Revit Structure и Tekla Structures и Revit Structure и Graitec Advance [11].

Формат IFC

Чтобы способствовать взаимодействию между приложениями BIM от нескольких компаний, был создан формат IFC, специфицированный и разработанный buildingSMART. Формат IFC — это репозиторий данных для семантического информационного объекта открытого здания, включая геометрию, свойства и взаимосвязи для облегчения [12]: (i) междисциплинарного

координация во время построения информационных моделей, включая такие дисциплины проектирования, как архитектура, конструкции или услуги, а также на этапе строительства; (ii) обмен данными и обмен между приложениями IFC; (iii) передача и повторное использование данных для анализа и других дальнейших задач. Инициатива IFC началась в 1994 году, когда Autodesk приступила к разработке набора классов C ++, которые могли поддерживать разработку интегрированных приложений. Двенадцать других американских компаний присоединились к инициативе, первоначально названной Альянсом за совместимость. В 1997 году название было изменено на International Alliance for Interoperability в связи с интеграцией большего количества международных компаний. Этот новый альянс был преобразован в некоммерческую организацию с целью развития IFC как нейтрального продукта для архитектурной, инженерной и строительной отрасли. Название этой инициативы было снова изменено на buildingSMART в 2005 году [12]. В 1997 году была запущена первая версия формата IFC. С годами формат IFC был улучшен, и были выпущены новые версии. Улучшения основаны не только на оптимизации различных функций, ранее поддерживаемых форматом, но и на увеличении разнообразия поддерживаемой информации. Например, сразу после версии IFC 2x2 появилась возможность передавать структурные проекты, когда позже появились приложения модулей BIM, предназначенные для проектирования конструкций. Однако только в последней версии, IFC 2x4, стала возможной, например, передача арматуры, моделированной с помощью IFC, на элементы конструкции, такие как стены или плиты [9, 13].

С помощью этой методологии можно в цифровом виде построить одну или несколько точных виртуальных моделей сооружения, будь то здание или инфраструктура. Эти модели поддерживают проект на этапах его разработки, позволяя улучшить анализ и контроль процессов. По завершении эти сгенерированные модели должны содержать геометрию и данные, необходимые для поддержки всего процесса строительства, производства и действий, посредством которых осуществляется строительство [5, 6].

Таким образом, можно сказать, что BIM — это интеллектуальная модель, поскольку информация может быть представлена ​​в трехмерной виртуальной модели. Часть этой информации может иметь физическую природу, так как она будет содержать данные о природе объекта, такие как его геометрия / размер, его расположение по отношению к другим объектам, количество объектов и другую параметрическую информацию о самом объекте.. Например, рассматривая объект «стена», информация о параметрах самого объекта относится к тому, что отличает конкретный компонент от другого идентичного. Фактически, стены имеют общие качества, но каждая может иметь разные характеристики, такие как размеры, расположение, тип материала (бетон, дерево и др.), Информация о поставщике, стоимость, долговечность и т. Д. Каждый аспект этого типа информация может быть запрограммирована в объект так, чтобы она точно представляла то, что требует дизайн [4]. Данная модель включает в себя как графическую информацию (чертежи — рис. 1а)), так и неграфическую информацию (технические характеристики, расписания и другие данные — рис. 1.b)), а моделирование позволяет как управлять данными, которые служат поддержкой для будущего создания, так и скоординированным использованием этой информации [6].

Главной особенностью BIM является система 3D-моделирования, сопровождаемая механизмами управления, а также введение процедур совместного использования и обмена данными в течение всего срока службы здания. Фактически, желаемый конечный результат — это модель, которая содержит трехмерное изображение в реальном времени, где каждый объект содержит актуальные и обновленные физические данные.

Литература:

  1. Меда, П. — Введение в BIM — Важность информации. I Международная конференция BIM, Порту, 20 и 21 июня 2013 г.
  2. Фрейтас, Дж. Г. — Методология BIM — новый подход, новая надежда. Университет Мадейры, 2014 г.
  3. Строительство, M. G. H. — Green BIM, как информационное моделирование зданий способствует экологичному проектированию и строительству. 2010 г.
  4. Васконселос, Т. — Информационная модель здания — доступ к потенциальным решениям для основных и отчаянных построек. Лиссабонский университет, 2010 г.
  5. Eastman, T — Что такое BIM? 2011. http://www.tekla.com/company/buildingconstruction/what-is-bim
  6. Истман, Т. — Справочник по BIM. 2011 г.
  7. CodeBIM — Обучение совместному проектированию с использованием BIM. 2013.
  8. Informática, T. — Modelo BIM e o ciclo de vida de um edifício. 2013.
  9. Tarrafa, D. G. P. — Практическая применимость концепции BIM в проектировании конструкций. Университет Коимбры, 2012 г.
  10. Кфури, Э. — Связь структурного анализа со структурой Revit. 2011. http://bimapps.typepad.com/bimapps/2011/02/structural-analysis-links-to-revit-structure-1.html
Основные термины (генерируются автоматически): BIM, IFC, IDAT, SDS, программное обеспечение, информация, модель, приложение, интеллектуальная модель, совместная работа.


Ключевые слова

САПР, BIM, 3D-моделирование
Задать вопрос