Mô hình thông tin công trình (BIM) đã xuất hiện hơn một thập kỷ, nhưng vẫn thường xuyên hơn mức chúng ta mong muốn, nó được xem là rào cản đối với hiệu quả công việc. Có một số lý do đằng sau nhận xét này, nhưng chủ yếu là vì tôi đã lắng nghe và chứng kiến cách nhiều kỹ sư làm việc và hợp tác với người khác.
Hơn mười năm trước, tôi đề xuất rằng có ba loại mô hình hóa:
- Mô hình hóa cho tài liệu
- Mô hình hóa cho phân tích và thiết kế
- Mô hình hóa cho thi công
Loại đầu tiên trong số này, nhiều người ủng hộ BIM Kết cấu cảm thấy thoải mái và nhiều người sẽ đồng ý rằng nó đã giúp hợp lý hóa hoạt động kinh doanh của họ.
Tuy nhiên, bất chấp nguồn lực khổng lồ của các nhà cung cấp chính, không nhiều người tích hợp mô hình hình học với mô hình phân tích. Có những lợi ích to lớn nếu điều này được tận dụng.
Cấp độ thứ ba là khi mô hình kết cấu được phát triển thêm để phản ánh không chỉ NHỮNG GÌ sẽ được xây dựng, mà còn CÁCH nó sẽ được xây dựng. Thậm chí còn ít kỹ sư hơn đạt đến mức này và những người làm được thường làm việc rất chặt chẽ với nhà thầu chính.
Trong bài viết này, tôi sẽ tập trung vào giai đoạn thứ hai vì tôi chắc chắn rằng giai đoạn đầu tiên đã được đề cập nhiều lần. Giai đoạn thứ ba sẽ là chủ đề cho một ngày khác, nhưng chỉ cần nói rằng sự phát triển của mô hình là tuyến tính và thông tin không nên bị mất mà phải được bổ sung và phát triển.
Kỹ sư nên theo cách tiếp cận nào?
Có nhiều cách tiếp cận để tích hợp mô hình phân tích kết cấu với mô hình hình học. Nhìn chung, các cách tiếp cận thuộc ba loại: trực tiếp, dựa trên tệp và phần mềm trung gian.
Một ví dụ về cả cách tiếp cận trực tiếp và dựa trên tệp là Autodesk Revit, kết hợp mô hình phân tích và hình học. Tekla Structures tích hợp thông qua truyền tệp. Người mới trong lĩnh vực này là từ Nemetschek Group với giải pháp phần mềm trung gian dựa trên đám mây - SCIA AutoConverter - đã giới thiệu định dạng tệp mới (SAF) dựa trên Microsoft Excel.
Tất cả đều có ưu điểm, bẫy và hạn chế. Dù chọn con đường nào, điều bắt buộc là phải hiểu quy trình làm việc, nếu không cách tiếp cận sẽ nhanh chóng trở thành 'phần mềm bỏ xó'.
Một lần nữa, tôi đã thấy điều này nhiều lần!
Nếu thiết kế liên kết trở thành một phần hiệu quả của quy trình BIM tổng thể thì nó phải đủ linh hoạt để phù hợp với bất kỳ cách tiếp cận nào. Công ty tôi làm việc – IDEA StatiCa – có giải pháp kiểm tra tiêu chuẩn các liên kết thép (trong số các giải pháp khác) sử dụng công nghệ gọi là Checkbot.
Checkbot đáp ứng các yêu cầu khi mô hình hóa cho phân tích, thiết kế VÀ thi công. Công nghệ này được thiết kế linh hoạt với tiềm năng hợp nhất các quy trình làm việc trong tương lai.
Yêu cầu thiết kế liên kết
Các kỹ sư thiết kế liên kết là một nhánh của quá trình thiết kế kết cấu, mà nếu thiếu nó thì khung thép sẽ không đứng vững. Thiết kế liên kết được xem xét ở đâu trong quy trình làm việc? Thường là vào cuối quá trình thiết kế. Cấu kiện thép nào chạm đến móng đầu tiên? Một liên kết bản mã chân cột.
Trong quá khứ, các kỹ sư thiết kế liên kết đã dựa vào kỹ sư cung cấp thông tin họ cần thông qua các bản vẽ có chú thích. Thường thì các lực truyền không có liên quan gì đến các tổ hợp tải trọng được sử dụng để kiểm tra tiêu chuẩn các cấu kiện thực tế.
Tôi thừa nhận rằng tôi cũng từng là một trong số đó. Tôi đã nghĩ rằng những ngày sử dụng mô men lớn nhất với lực cắt lớn nhất và lực dọc lớn nhất (tất cả làm tròn lên đến 25kN/kNm gần nhất) đã qua. Nhưng đáng buồn thay, chúng vẫn chưa qua.
Các kỹ sư thiết kế liên kết cần kết quả tổ hợp tương tự để đảm bảo rằng liên kết chịu được TẤT CẢ các khả năng, không phải trường hợp xấu nhất được nhận định. Tuy nhiên, rõ ràng là việc ghi lại mọi kết quả tổ hợp tải trọng cho mọi cấu kiện trong một liên kết rất dễ xảy ra sai sót: có thêm rủi ro là các con số (và dấu) có thể bị sai.
Một số giải pháp có thể xuất ra bảng tính như Microsoft Excel nhưng ngay cả cách tiếp cận này cũng sẽ dẫn đến một số công việc chuẩn bị dữ liệu để đưa dữ liệu vào đúng định dạng.
Cách tiếp cận của chúng tôi
Tại IDEA StatiCa, chúng tôi đã phát triển một loạt BIM Links (sử dụng Checkbot) kết nối giải pháp thiết kế liên kết của chúng tôi với hệ sinh thái các giải pháp FEA và BIM (CAD). Một số đối tác của chúng tôi cũng đã phát triển các liên kết từ giải pháp FEA và BIM của họ đến IDEA StatiCa bằng cách sử dụng IOM (IDEA Open Model) của chúng tôi.
Phương pháp này cho phép chia sẻ thông tin và giảm thiểu rủi ro sai sót với sự tăng đáng kể về hiệu quả. Đối với một kỹ sư, chia sẻ mô hình không chỉ đơn thuần là một mô hình hình học.
Nhưng nếu một mô hình phân tích được chia sẻ thì nó cũng phải chính xác và có thể tính toán được.
Tôi muốn nói gì khi nói có thể tính toán được?
Thứ nhất, nó phải lắp ráp chính xác mà không có các nút 'trôi nổi'. Các cấu kiện phải kết nối đúng nút. Nó có thể là một mô hình đơn giản hóa (kỹ sư thích mọi thứ được đơn giản hóa) với nhiều cấu kiện gặp nhau tại một nút được chỉ định trong khi thực tế chúng không gặp nhau. Các cấu kiện phải nằm trong mặt phẳng đúng và không bị lệch vì các giả định về căn chỉnh sai. Cũng nên có sự cân bằng lực, lý tưởng nhất là thu được trực tiếp từ kết quả phân tích.
Nhưng điều gì xảy ra nếu chúng ta có cả mô hình hình học và mô hình phân tích (có thể từ các kỹ sư khác nhau)? Có một cách tiếp cận kết hợp mà chúng ta có thể tận dụng, theo đó chúng ta có thể tạo hai dự án trong IDEA StatiCa sử dụng hình học từ mô hình này và kết quả phân tích từ mô hình kia. Đây là cách tiếp cận mô hình hợp nhất. Tuy nhiên, nó đòi hỏi cả hai bên phải có các mô hình đồng bộ với các cấu kiện đúng ở đúng vị trí.
Tổng kết
Các quy tắc mà kỹ sư nên tuân theo để sử dụng thông tin hiệu quả là gì?
- Mô hình nhất quán cho toàn bộ quy trình làm việc – các cấu kiện được đặt đúng trong tất cả các mô hình
- Mô hình có thể tính toán – phân tích phải có thể thực hiện được
- Vật liệu phải phù hợp với khu vực và nhất quán trong tất cả các mô hình
- Kích thước tiết diện lý tưởng nhất nên nhất quán trong tất cả các mô hình
- Tránh sử dụng tiết diện đặc biệt hoặc tiết diện ghép hoặc ghi lại chúng
- Làm việc cùng nhau
Thông tin mà IDEA StatiCa tạo ra là cơ sở cho giai đoạn 3 – Mô hình hóa cho thi công vì nó đưa vào quá trình chế tạo, nhưng nó sử dụng thông tin được phát triển từ giai đoạn 1 và 2 để đẩy thiết kế tiến lên.
Tôi không nói rằng toàn bộ ngành công nghiệp là như vậy. Chúng tôi muốn nghĩ rằng chúng tôi đi trước xu hướng và không ngại thử những điều mới. Nhưng thành thật mà nói, tôi vẫn nghe thấy phản hồi tương tự đối với những thách thức xung quanh các quy trình làm việc hiện có: "vì đó là cách chúng tôi luôn làm…"
Có rất nhiều điều chúng ta có thể làm hơn với tư cách là một ngành để tránh lãng phí thời gian và vật liệu, hoặc giảm dấu chân carbon của một thiết kế.
Và với tư cách là kỹ sư, chúng ta có thể dẫn đầu. Đây không phải là những ý tưởng mới.
Tham gia cùng 10.000 kỹ sư đồng nghiệp và nhận các mẹo kỹ thuật chuyên sâu trực tiếp vào hộp thư của bạn.
Đăng ký nhận bản tin