BIM – Odpowiedź na wszystkie nasze (inżynierskie) modlitwy?
Modelowanie Informacji o Budynku (BIM) towarzyszy nam od ponad dekady, a mimo to nadal – częściej niż byśmy chcieli – postrzegane jest jako przeszkoda w efektywnej pracy. Istnieje kilka powodów takiego stanu rzeczy, ale przede wszystkim wynika to z tego, że obserwowałem i słuchałem, jak wielu inżynierów konstruktorów pracuje i jak współpracuje z innymi.
Ponad dziesięć lat temu zaproponowałem, że istnieją trzy rodzaje modelowania:
- Modelowanie na potrzeby dokumentacji
- Modelowanie na potrzeby analizy i projektowania
- Modelowanie na potrzeby budowy
Pierwszy z nich jest dobrze znany wielu zwolennikom Strukturalnego BIM i wielu zgodzi się, że usprawnił ich działalność.
Jednak pomimo ogromnych zasobów głównych dostawców, niewielu integruje model geometryczny z modelem analitycznym. Korzyści z takiego podejścia mogą być ogromne, jeśli zostanie ono właściwie wykorzystane.
Trzeci poziom to sytuacja, gdy model konstrukcyjny jest rozwijany dalej, tak aby odzwierciedlał nie tylko TO, co ma zostać zbudowane, ale JAK zostanie zbudowane. Jeszcze mniej inżynierów konstruktorów dociera do tego etapu, a ci, którym się to udaje, zazwyczaj ściśle współpracują z generalnym wykonawcą.
W tym artykule skupię się na drugim etapie, ponieważ jestem pewien, że pierwszy był omawiany wielokrotnie. Trzeci etap będzie tematem na inny dzień, ale wystarczy powiedzieć, że ewolucja modelu jest liniowa – informacje nie powinny być tracone, lecz uzupełniane i rozwijane.
Jakie podejście powinni stosować inżynierowie konstruktorzy?
Istnieje wiele podejść do integracji analitycznego modelu konstrukcyjnego z geometrycznym. Ogólnie rzecz biorąc, podejścia te dzielą się na trzy kategorie: bezpośrednie, oparte na plikach oraz middleware.
Przykładem zarówno podejścia bezpośredniego, jak i opartego na plikach jest Autodesk Revit, który łączy model analityczny i geometryczny. Tekla Structures integruje się poprzez transfer plików. Nowością na rynku jest rozwiązanie grupy Nemetschek – chmurowe rozwiązanie middleware - SCIA AutoConverter - które wprowadziło nowy format pliku (SAF) oparty na programie Microsoft Excel.
Każde z nich ma swoje zalety, pułapki i wady. Niezależnie od wybranej drogi, kluczowe jest zrozumienie przepływu pracy, w przeciwnym razie podejście szybko stanie się „półkowym oprogramowaniem".
I znowu – widziałem to wiele razy!
Jeśli projektowanie połączeń ma skutecznie stać się częścią ogólnego procesu BIM, musi być wystarczająco elastyczne, aby pasować do każdego podejścia. Firma, w której pracuję – IDEA StatiCa – oferuje rozwiązanie do sprawdzania normowego stalowych połączeń (wśród innych rozwiązań) przy użyciu technologii o nazwie Checkbot.
Checkbot spełnia wymagania w zakresie modelowania na potrzeby analizy, projektowania I budowy. Technologia została zaprojektowana z myślą o elastyczności i możliwości łączenia przepływów pracy w przyszłości.
Wymagania dotyczące projektowania połączeń
Inżynierowie konstruktorzy zajmujący się projektowaniem połączeń są odgałęzieniem procesu projektowania konstrukcyjnego, bez którego stalowa rama nie utrzymałaby się. Gdzie w przepływie pracy uwzględniane jest projektowanie połączeń? Zazwyczaj pod koniec procesu projektowania. Który element stalowy jako pierwszy trafia na fundament? Połączenie z płytą podstawy.
W przeszłości projektanci połączeń polegali na inżynierach konstruktorach, którzy dostarczali im potrzebnych informacji za pośrednictwem opisanych rysunków. Najczęściej przekazywane siły nie miały żadnego związku z przypadkami obciążeń i kombinacjami używanymi do sprawdzenia normowego rzeczywistych elementów.
Przyznam szczerze, że sam byłem jednym z takich inżynierów. Myślałem, że minęły już czasy stosowania maksymalnego momentu z maksymalną siłą poprzeczną i maksymalną siłą osiową (wszystkie zaokrąglone w górę do najbliższych 25 kN/kNm). Niestety tak nie jest.
Projektanci połączeń wymagają tych samych wyników kombinacji również po to, aby zapewnić, że połączenie wytrzyma WSZYSTKIE możliwości, a nie tylko domniemany przypadek krytyczny. Jednak oczywiste jest, że dokumentowanie wyników każdej kombinacji obciążeń dla każdego elementu w połączeniu jest obarczone ryzykiem: istnieje dodatkowe niebezpieczeństwo, że wartości (i znaki) mogą być błędne.
Niektóre rozwiązania umożliwiają eksport do arkusza kalkulacyjnego, takiego jak Microsoft Excel, ale nawet to podejście wymaga pewnego przygotowania danych, aby uzyskać je w odpowiednim formacie.
Nasze podejście
W IDEA StatiCa opracowaliśmy szereg BIM Links (z wykorzystaniem Checkbot) łączących nasze rozwiązanie do projektowania połączeń z ekosystemem rozwiązań MES i BIM (CAD). Niektórzy z naszych partnerów opracowali również łącza ze swoich rozwiązań MES i BIM do IDEA StatiCa przy użyciu naszego IOM (IDEA Open Model).
Ta metodologia umożliwia wymianę informacji i zmniejsza ryzyko błędów przy jednoczesnym znacznym wzroście efektywności. Dla inżyniera konstruktora udostępnianie modelu to znacznie więcej niż tylko model geometryczny.
Jednak jeśli model analityczny ma być udostępniany, musi być również poprawny i obliczalny.
Co rozumiem przez „obliczalny"?
Po pierwsze, musi być poprawnie zmontowany, bez „swobodnych" węzłów. Elementy muszą być połączone z właściwymi węzłami. Może to być uproszczony model (inżynierowie lubią uproszczenia), w którym kilka elementów spotyka się w wyznaczonym węźle, choć w rzeczywistości tak nie jest. Elementy powinny leżeć w odpowiedniej płaszczyźnie i nie być skośne, ponieważ założenia dotyczące wyrównania są błędne. Powinno również istnieć równowaga sił, którą najlepiej uzyskać bezpośrednio z wyników analizy.
Co jednak, gdy dysponujemy zarówno modelem geometrycznym, jak i modelem analitycznym (ewentualnie od różnych inżynierów konstruktorów)? Możemy zastosować podejście hybrydowe, w którym tworzymy dwa projekty w IDEA StatiCa – korzystając z geometrii z jednego i wyników analizy z drugiego. Jest to podejście modelu scalonego. Wymaga ono jednak, aby obie strony miały zsynchronizowane modele z właściwymi elementami w odpowiednich lokalizacjach.
Podsumowanie
Jakich zasad powinni przestrzegać inżynierowie konstruktorzy, aby efektywnie korzystać z informacji?
- Spójne modele dla całego przepływu pracy – elementy umieszczone poprawnie we wszystkich modelach
- Modele obliczalne – analiza musi być możliwa
- Materiały powinny odpowiadać regionowi i być spójne we wszystkich modelach
- Wymiary przekrojów powinny być najlepiej spójne we wszystkich modelach
- Unikaj stosowania przekrojów specjalnych lub złożonych lub dokumentuj je
- Współpracuj
Informacje tworzone przez IDEA StatiCa stanowią podstawę etapu 3 – Modelowania na potrzeby budowy, ponieważ zasilają proces prefabrykacji, ale korzystają z informacji opracowanych na etapach 1 i 2, aby posuwać projekt naprzód.
Nie twierdzę, że cała branża wygląda w ten sposób. Lubimy myśleć, że jesteśmy o krok do przodu i nie boimy się próbować nowych rzeczy. Ale szczerze mówiąc, nadal słyszę tę samą odpowiedź na wyzwania związane z istniejącymi przepływami pracy: „bo tak zawsze to robiliśmy…"
Jako branża możemy zrobić znacznie więcej, aby unikać marnowania czasu i materiałów oraz zmniejszać ślad węglowy projektu.
A jako inżynierowie konstruktorzy możemy wskazywać drogę. To nie są nowe pomysły.
Podobał Ci się ten wpis? Nie przegap podobnych tematów!
