In architecture projects, BIM library has widely been using for prefabrication of products and design process. However, since the shape of structures is different by each project in civil engineering projects and a shape representation system is complicated, it is not easy to develop a standardized BIM library. To solve these issues, this study develops BIM library based on standardized 2D shop drawings for civil structures. The standardized shop drawings, which are the targets of the BIM library model, should be first selected. Besides, in order to define modeling scope with the level of general and shop drawings for each structure, LOD(Level of Detail) and breakdown structure are determined, and development methods of families of 3D object type including 2D profile and rebar through commercial software are established. With these, properties of BIM library are configured, and a utilization model of the BIM libraries is constructed for 3D modeling and a simulation using the BIM library. Therefore, this study can identify properties that are necessary when IFC schema is configured for civil engineering projects. For future, it is expected that easiness of BIM design for the civil engineering projects and generation, management, and analysis system of BIM library for road projects will be secured.
Building Information modeling is playing an important role in transforming the construction industry. It helped the industry with better visualization, minimum design errors, and excellent planning of the construction activities. Time and cost saving can be effectively achieved by using BIM for any construction project. It improves information exchange between all the project stakeholders. However, the development of earthwork 3D BIM is still underway and has not been fully implemented yet. This paper presents the study of a complete process for Earthwork BIM design using Autodesk Civil 3D. A real site road construction project is used as a case study to explain the process of earthwork modeling, starting from laser scanning to 3D model. Quantity take off calculation is very important part of any road construction project so during this study earthwork volume from two 3D earthwork model is calculated. The results obtained through this study will be the basis for future work which has been concluded in this paper.
The construction drawing is a collection of knowledge that has accumulated knowledge and experience of designers and is highly valuable for recycling in the future. BIM is a process and technology that acquires and manages the information needed for the whole life cycle of a building. In order to recycle digitalized 2D drawings in BIM Tool, it is required to use 3D information based on the drawing information to save and reuse them, but there is little research on related methods or system development. In this study, 3D elements are created based on 2D drawing information, and libraries are constructed, and BIM Tool is used to improve the recyclability of drawing information.
최근 설계 단계에서 설계품질 향상과 시공 단계에서 비용 절감을 효과를 기대하며 3차원 BIM 관련 기술에 대한 관심이 높아가고 있으며, 또한 부분적으로 기술 도입 효과가 나타나고 있다. 그럼에도 불구하고 설계 및 시공 현업은 2차원 CAD 도면을 중심으로 이루어지고 있으며, 3차원 BIM 기반 설계가 이루어진다 하더라도 결국 시공을 수행하는 건설 현장에는 2차원 CAD 도면이 납품되고 이를 기반으로 건설 현장은 운영된다. 또한 설계 단계 BIM과 시공 단계 BIM은 모델의 활용 목적이 다르고 그에 따라 모델링의 범위 및 방법이 크게 다르기에 시공 단계에서 2차원 도면에 기반한 시공 BIM 모델 구축이 필요한 현실이다. 본 연구에서는 2차원 구조 CAD 도면을 인식하여 3차원 골조모델을 생성하는 기술을 개발하고 구현하였다. 통합 BIM 모델은 골조, 설비, 마감으로 구성되며, 이 중 골조 모델은 설비와 마감 모델링을 위하여 선행되어야 할 핵심요소이다. 시공 단계 2차원 도면을 바탕으로 골조 모델의 생성을 생성하는 작업에도 많은 노력이 요구되며, 또한 이 과정에서 모델러가 2차원 도면을 파악하여 BIM 도구를 사용하여 모델링을 하는 과정에서 오류의 가능성도 내포되어 있다. 특히 설비, 마감과의 통합 모델 구축이 원활히 되기 위해서는 골조 상세, 즉 부재 편심 또는 단차 등이 정확히 모델링 되어야 한다. 본 연구의 도면 인식을 통한 3D 골조모델 생성은 2차원 구조평면과 부재일람표에 표기된 내용을 그대로 인식하여 3차원 BIM 모델을 생성함으로써 모델링 효율의 극대화와 모델 정확도 향상의 효과를 기대할 수 있다.
In recent years, researchers are increasingly trying to use BIM-based 3D models for BIM nD design such as 4D (3D + Time) and 5D (4D + Cost). However, there are still many problems in efficiently using process management based on the BIM information created at each design stage. Therefore, this study proposes a method to automate 4D and 5D design support in each design stage by using BIM-based Dynamo algorithm. To do this, I implemented an algorithm that can automatically input the process information needed for 4D and 5D by using Revit's Add-in program, Dynamo. In order to support the 4D design, the algorithm was created to enable automatic process simulation by synchronizing process simulation information (Excel file) through the Navisworks program, BIM software. The algorithm was created to automatically enable process simulation. And to support the 5D design, the algorithm was developed to enable automatic extraction of the information needed for mass production from the BIM model by utilizing the dynamo algorithm. Therefore, in order to verify the 4D and 5D design support algorithms, we verified the applicability through consultation with related workers and experts. As a result, it has been demonstrated that it is possible to manage information about process information and to quickly extract information from design and design changes. In addition, BIM data can be used to manage and input the necessary process information in 4D and 5D, which is advantageous for shortening construction time and cost. This study will make it easy to improve design quality and manage design information, and will be the foundation for future building automation research.
최근 설계사무소의 단가 및 설계 생산성이 계속 낮아지면서 3차원 설계에 대한 관심이 사회적으로 높아졌다. 설계사무소의 영역을 넘어 건설사회의 설계팀에서 기획설계 및 건설현장의 시공검토용으로 BIM이 활용되기 시작하면서 많은 성공사례가 나오기 시작하였다. 그래서 근래 각광 받고 있는 BIM의 견적 활용성에 대하여 알아보고자 기본적인 콘크리트 량과 거푸집 량을 일반 2D 기반의 방식으로 물량을 산출하고, 3차원 캐드를 통해서도 같은 내용의 물량을 산출하여 BIM 견적의 활용성과 그 정확도를 검토하고 문제점들을 분석하여서 BIM의 효율성을 높이는 방법을 연구한다.
In case of applying the BIM method in the civil engineering of irregularly shaped structure, BIM method began to be introduced in the current building engineering area compared with the expected effects of the relatively high construction productivity has been recognized. In this paper, I have developed quantity calculation algorithms applying it to earthwork and bridge construction, tunnel construction, retaining wall construction, culvert construction and implemented BIM based 3D-BIM Modeling quantity calculation. Structure work in which errors occurred in range between -6.28% ~ 5.17%. Especially, understanding of the problem and improvement of the existing 2D-CAD based of quantity calculation through rock type quantity calculation error in range of -14.36% ~ 13.07% of earthwork quantity calculation. It's benefit and applicability of BIM method in civil engineering. In addition, routine method for quantity of earthwork has the same error tolerance negligible for that of structure work. But, rock type's quantity calculated as the error appears significantly to the reliability of 2D-based volume calculation shows that the problem could be. Through the estimating quantity of earthwork based 3D-BIM, proposed method has better reliability than routine method. BIM, as well as the design, construction, maintenance levels of information when you consider the benefits of integration, the introduction of BIM design in civil engineering and the possibility of applying for the effectiveness was confirmed. In addition, as the beginning phase of information integration, quantity document automation program has been developed for activation of BIM. And automatically enter the program code number, linkage and manual volume calculation program, quantity document automation programs, such as the development is now underway, and step-by-step procedures and methods are presented.
건설 프로젝트에 BIM기술이 적용되기 시작하면서, BIM은 전 생애주기 동안 다양한 분야의 정보를 생산하고 활용될 수 있도록 활발한 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구는 BIM기반의 물량산출 데이터를 활용하여 생산성을 분석할 수 있는 방안을 제시할 목적으로 진행되었다. 본 연구에서는 3D BIM기반 모델을 기반으로 부재의 물량정보를 활용하여 물량을 산출하였으며, 이를 활용하여 현장 생산성을 도출하여 통합 생산성 기준과 비교 분석하였다. 향후 본 논문의 연구 결과를 기반으로 생산성 저하요인을 분석하여 현장생산성을 향상시킬 수 있는 관리방안 도출이 가능할 것으로 사료된다.
국내 토목분야의 건설 산업은 비효율적인 의사소통으로 인하여 업무전환단계에서의 정보 누락 및 그로 인한 비용손실 등의 문제점이 발생한다. 이러한 문제점에 대한 해결책으로 BIM의 도입이 대두되고 있다. BIM은 구조물의 생애주기 전 단계에서 발생되는 모든 정보들을 3차원 파라메트릭 CAD와 연계된 3차원 정보모델을 통하여 관리하여 정보 활용의 효율성을 극대화 시킨다. 본 논문에서는 BIM기반의 교량 건설 프로젝트의 구조설계업무에서 사용할 목적으로 3차원 정보모델을 활용한 교량의 구조설계 프로세스를 제안하였다. 제안된 프로세스는 구조설계업무를 통하여 결정되는 정보들을 활용하여 3차원 정보 모델링작업이 이루어질 수 있도록 구성하였다. 또한 제시된 프로세스를 활용하여 현재 건설이 진행 중인 스틸박스 교량의 상부구조를 대상으로 구조설계의 최종 산출물인 구조계산서를 구축된 BIM기반의 구조설계 프로세스를 활용하여 도출할 수 있도록 구성하였다.
최근 토목분야 BIM(Building Information Modeling) 발주가 늘어남에 따라 발주처에서는 BIM 기반 성과품을 납품받고 있으나 관련지침 등이 미흡하고 작성방법, 수준, 성과품 목록 등이 구체적이지 않아 기존 2D기반의 성과품과 혼용해서 납품받고 있다. 이는 설계사나 시공사의 업무가중으로 연결될 수 있으며 관리해야 할 자료가 많아져 발주처에서도 부담으로 작용한다. 이러한 부담을 줄이기 위해서는 기존 2D 기반의 전자납품체계가 BIM발주체계로 전환될 경우 BIM모델에서 추출하여 활용하거나 대체가 가능한 2D기반의 성과품들을 조사하여 중복된 성과품을 최소화하는 작업이 필요하다. 이에, 본 연구에서는 국토교통부의 실시설계가 완료된 도로공사를 대상으로 BIM 모델링을 수행하였으며 이를 근간으로 총 3,767개 도면항목에 대해 2D도면 추출 가능여부를 검토하였다. 그 결과 67%인 2,549개의 도면항목이 BIM모델에서 2D도면으로 추출이 가능한 것으로 분석되었으며 특히 연결종합, 토공, 부대공 등과 관련된 도면항목들의 대체효과가 큰 것으로 조사되었다. 본 연구는 향후 BIM 관련 성과품 납품체계 개발시 2D 도면을 줄이거나 대체할 수 있는 근거자료로 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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