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内墙变形缝BIM与结构工程

发布日期:2019-01-12|变形缝生产厂家小编
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  建筑信息建模(BuildingInformationModel,BIM)已经将结构工程行业推向了一个不断变化和改进的时代。内墙变形缝结构工程师们在不断地适应和改进,发展的平台遥遥无期。第一步是采用三维软件,如Revit或Tekla。切换软件是一个巨大的飞跃,一些结构工程师仍在研究如何在这个新工具中操作。整个行业都有不同的BIM工作流-3D中的多学科协调是常见的,冲突检测和施工排序也会发生,甚至一些完全连接的模型也被创建并作为建筑交付品提供。

  和其他任何新的过程或技术一样,BIM以不同的速度和水平席卷整个行业,而且它将继续发展。和其他行业的转变一样,也有早期的采用者和怀疑论者,但是势头加快了,曾经罕见和新的东西现在已经司空见惯了。这是结构工程行业在采用BIM时所处的位置。BIM是广泛存在的,无论其程度如何,仍然有一些来自那些对“我们一直是如何做到的”比较满意的人的抵制,但是BIM仍然存在。

  BIM现在是结构工程工作流程中的一个永久部分,内墙变形缝问题不在于结构工程师是否会做BIM,而是下一步是什么?重要的是,结构工程师应客观地观察情况,并采取积极和深思熟虑的步骤,将BIM纳入结构工作流。随着BIM以项目或客户需求的形式出现在现场,结构工程师在采用BIM时反应不大。这种方法限制了在维护健全的流程和工作流方面的选择和自主权。因此,展望未来的下一步,作为一个行业,将允许结构工程师以有利于内部和整个项目的方式利用BIM过程。

  什么是BIM?

  尽管bIM在我们的集体词汇中已经存在了一段时间,但定义在不同的青岛变形缝公司之间,甚至从一个项目到另一个项目时,定义都不完全相同。BIM似乎是很多东西,也许有很多不同的东西,但是它对行业的结构部门有什么影响呢?科罗拉多州结构工程师协会(SEAC)BIM委员会对科罗拉多州的结构工程师进行了调查,以确定BIM对他们的意义。以下是一些不同答复的样本:

  BIM是一个设计工具,但实际上与实际的建筑文档…是分开的。

  BIM是用来制作传统的纸图纸,但没有人真正从模型中构建任何东西。纸画仍然是最重要的。

  [BIM是]三维建模。

  [BIM]是一个包含描述建筑物物理方面的数据库。

  [BIM]是对理解和建造建筑物所需的实际信息进行建模。

  [BIM]是一个整合和管理构建组件信息的工具。

  [BIM意味着]组件/元素包含几何以外的信息。

  BIM是通过使用元数据分发的虚拟模型创建建筑的过程,然后由团队在整个项目期间使用和获取元数据,并可能传递给所有者供其使用。

  BIM是一种绘图方法,在这种方法中,生产成本由未被欣赏的设计团队承担,而好处则由承包商承担。

  在结构工程行业中,在什么是BIM和什么是简单的三维建模之间存在着混淆。在许多方面,除非三维模型嵌入了有用的信息,否则它并不是BIM。考虑到这一点,BIM过程的部分不需要是三维的,而且很可能不是。虽然三维模型提供了一种更清楚地表达设计意图的方法,并且是BIM过程中的一个优秀工具,但它本身并不是BIM。

  在其最真实,最理想化的形式,BIM应该是一个项目的一部分,从构思到拆除。BIM应由项目中的所有利益攸关方使用,信息应由一个项目参与方共享给另一个项目参与者,最终目标是将信息传递给所有者进行设施管理。如果只有一些缔约方使用BIM,或者如果这些缔约方不共享信息,就会失去利益。

  一个项目与每个涉众都有一个生命周期。在此期间,涉众可以为项目增加价值,并将BIM用于内部利益、其他利益相关者的利益以及整个项目的利益。理想化的BIM将包括尽可能多的项目参与者,最终的下游利益相关者是所有者。这意味着项目使用的BIM级别应该由客户/所有者决定。

  随着BIM的发展和进步,它开始包括分析,并将这些分析的结果纳入项目,从而产生可被广泛利用的信息。BIM似乎模糊了设计和协调之间的界限。这也许是一些斗争的根源。理想化的BIM迫使利益相关者扩展,或至少改变他们的范围、责任、分析和设计的定义,以实现更广泛的协调项目目标。BIM消除了设计和协调的离散间隔,而是在协调过程中产生更多的连续设计。虽然对项目有利,但这是不同的,很难定义,因此对一些人来说更难适应。

  不管对BIM的官方定义如何,它都可以被归类为一种颠覆性创新。哈佛大学(Harvard University)教授克莱顿·克里斯滕森(Clayton Christensen)创造了这个词。一项颠覆性的创新通过扰乱现有市场并取代先前的技术,改变了现有的市场。BIM当然也属于这一类。

  为什么BIM现在对结构工程师很重要?

  结构工程师已经接受了BIM的大部分显而易见的好处。这往往是一个项目的要求,所以,无论具体的利益,结构工程师参与。更明显的好处,例如加强和更早的协调,是比较清楚的。一个协调问题的例子如图1所示。

  

内墙变形缝

 

  图1.BIM的使用使协调问题变得明显。

  也有一定程度的接受,在三维建模中,包含一定数量的嵌入式数据的组件,本质上是有利的,比传统的二维方法更有效率。

  工程师们似乎也明白,如果一个项目团队的所有成员都使用信息建模,那么重要的协作是可以立即获得的。除了组合模型以可视化学科间交互的简单行为之外,来自其他项目团队成员的模型可以被其他学科合并和使用。

  为什么BIM对现在和将来的结构工程师来说都是重要的?

  那些处于BIM前沿的人认为,BIM进程是强有力的,无论其目前的使用水平如何,都有很大的潜力对参与的人有利。

  除了已经利用的协调和协作机会之外,BIM进程还有其他未充分利用的好处,可以在现在或将来加以利用。这样的好处之一就是实质性的提升。工程师们花费大量的时间来创建精确的模型,因此精确的起飞通常只需几次点击就可以完成。这些信息可用于设计过程,并可作为一个有用的质量保证(QA)/质量控制(QC)工具。

  虽然这很可能被视为对承包商和/或制造者有利,但下游分享设计模型也可以使设计团队受益,因为他们获得了更快、更准确的投标。此外,如果提供这些模式将意味着更精简的施工转化为缩短施工时间表,这是否也为设计师提供了一个机会,让他们有更多的时间进行设计?或者,设计师是否可以就提供这些福利的额外费用进行谈判?如果信息流和模型流被认为是从承包商返回到设计团队的上游,模型中的评审过程也可以提供一些效率,其中一些如图2所示。想必很少有工程师会声称,审查数百张钢施工图是一个快速或令人愉快的过程,因此以三维格式查看这些信息可能会带来好处。

  

Figure 2

 

  图2。在模型中进行审查,以处理信息请求(RFI)。

  当结构工程师投资于创建精确的信息模型时,重要的是要记住,在模型中嵌入了大量的信息,而这些信息往往是未使用的。一般的方法是创建协调和一些文档创建的模型,然后在没有使用模型的情况下以二维的方式创建文档,从而第二次输入信息。通常,二维计划和细节仍然是使用“智能”组件创建的,这会导致更多的嵌入式数据被闲置,因为在使用这些数据丰富的元素进行绘图之后,工程师就会使用“哑文本”来传递信息。使用嵌入的数据,无论是在三维或二维(2D)元素,是一个额外的机会,以扩大潜在的好处和效率的BIM过程。

  工业现在哪里?

  BIM的利用在许多层面上都有:

  基本BIM:只使用二维方法-BIM软件只用于创建二维文档,而不使用模型。这种方法仍然可能涉及一些数据的利用,因此仍然可以归类为BIM,但要实现好处可能是很有挑战性的。

  孤独的BIM:BIM行业采用的术语,用来描述一家公司在BIM软件中工作,创建信息模型,但不与任何其他公司共享的情况。这为该公司提供了一些内部利益,但放弃了所有潜在的协调、协作和下游利益。

  协作式BIM:这是当今大多数行业经营的地方。每个人都在一个BIM软件中工作,在设计团队之间共享协作模型,但是除了这一点之外,什么都没有。

  先进的BIM:设计团队和承包商都在BIM工作,这提供了一个更先进的协调水平。涉足这一级别的BIM的项目很可能每个公司都在创建自己的模型,同时实现了更高级别的协作。

  创新的BIM:模型在设计团队和施工团队之间易手,然后潜在的所有者。综合项目交付(IPD)项目,以及将模型转移到下游用于制造、建造、设施管理等的项目,将符合BIM这一更具创新性的水平。

  工业走向何方?

  BIM流程的应用将更多地转向“创新解决方案”。然而,正如它所做的那样,还有一些更多的潜在应用程序似乎遥不可及,但它们是可以想象的(甚至现在可能正在发生),而且在未来也可能很常见。

  

Figure 3

 

  图3.机器人在铺砖墙。

  通过从信息模型中提取数据并利用这些数据以创新和高效的方式构建结构,可能比传统的建筑方法更准确,从而实现了以下实例。图3显示了铺设砖墙的机械臂。图4显示了正在构建结构的无人机,每次构建一个块。最后,图5显示了一个承包商在自家后院打印的混凝土城堡。

  

Figure 4

 

  图4.无人驾驶飞机正在建造一个砌块结构。

  这些例子可能看起来很牵强,甚至是未来主义,但它们是吗?这类过程的衍生工具是否会开始出现在项目中?如果是这样的话,由设计和施工团队创建的信息模型将变得比现在更加重要。

  

Figure 5

 

  图5.3D打印混凝土城堡。

  下一步是什么?

  撇开理想主义理论不谈,BIM在建筑业的重要性继续提高。现在的问题是,为结构工程师推进BIM的下一步是什么?

  乐观地说,在BIM道路的某个地方,构建信息模型和分析模型将完全集成,甚至可能是相同的。这是影响结构工程行业的最明显的转变。随着各种软件包的每一次发布,互操作性都得到了提高。创建、修改、更新和管理两个独立的模型所花费的时间是项目预算中一个重要的行项,因此,随着这两种建模工作的合并,将会有很多收获。然而,这并不一定是结构工程师能够控制的,这取决于未来的技术进步。

  看看结构工程师能控制什么,下一步更有可能是找到改善内部工作流程的方法。这可以通过更全面和更有效地利用嵌入在已经创建的信息模型中的数据来实现。通过消除简单绘图的非智能化,并将其替换为多层元数据,可以在整个设计和施工团队之间更有效、更准确地交换有关结构的信息。使用此元数据是使用BIM下一步的关键。例如,图6中所示的许多内容通常使用“哑行和文本”重新创建内容;然而,图6却是直接从已经创建的信息模型中派生出来的。这里有效率有待提高。

  

Figure 6

 

  图6.2D细节和从信息模型导出的信息,而不是重新创建。

  结语

  BIM曾经是一种竞争优势,但已经演变成一种甚至参与项目的要求。推进BIM的下一步是新的竞争优势-结构工程师不应该是反动的,而应该更积极地采取下一步行动,内墙变形缝如果没有其他原因,那就是投入,而不是让其他各方完全控制这一决定。结构工程师越早接受这一技术转变,相信它,并致力于与其他项目参与者充分合作,就会更快地在内部和项目中实现巨大的利益

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