건설구조공학의어제와 - 캐드앤그래픽스 · · 2011-08-03Slide rule + 수판 2. 기계식 ... FabTrol MRP ConstruSteel Steel2000 Steel-Net StruMIS Unitechnic (eg

Building Information Modeling ㈜신기술 자문 - www.nec-tekla.co.kr

건설구조공학의 어제와BIM을 향한 내일

이 병 해 교수

(주) 신 기 술 자 문


1958 – 구조공학에 입문

1966 – 미국 유학(미네소타 대학)

1969 – CDC 6600model 이용 연구 수행

– International time sharing Co.에서 인턴

1970 – PCA(Portland Cement Association)

1972 – Sargent & Lundy(이하 S&L)

구조공학과 더불어 반세기


1977 – 귀국

– 대우 엔지니어링

1979 – 현대건설

1988 – 핚양대로 복귀

– 삼성SDS 비상임 고문

2001~현재 – 싞기술 자문

구조공학과 더불어 반세기


1966~69 – 구조분야 컴퓨터 응용연구 수행

– CDC 1604, 3400, 6600사용

– International time sharing Co. 여름 귺무

1970 – PCA에서 ADOSS 등 개발에 참여

1972 – S&L에서 컴퓨터 이용 구조 설계 검토

1977 – 대우엔지니어링에 STRESS 프로그램 설치

– UNINAC STRUDL 사용 동작대교설계에 이용

컴퓨터와의 인연


1979 - 현대건설에 컴퓨터 기반 시스템 구축

– VAX system, SAP5 등 사용

– GDS system도입(초기 단계의 CAD)

– Computer Vision CAD 도입

1988 – 핚양대로 복귀 후 구조통합시스템 구축 연구 참여

– 강구조 구조해석 및 자동화 통합 시스템 연구 참여

2005 – TEKLA 시스템 도입, 확산 및 적용

2005~현재 - BIM(Building Information Modeling)

확산 및 실제 적용에 대하여 적극적인 참여 중

컴퓨터와의 인연


1. Slide rule + 수판

2. 기계식 계산기

3. 전자식 계산기(HP, Texas Instrument등)

4. CAD(Computer Aided Design)

5. BIM(Building Information Modeling)

구조설계 기술의 발전


BIM 이란 건축물을 건설하고 시설물을 운영 관리하는 일을모사(Simulation)하기 위하여 컴퓨터 Software를 통하여Model화 하는 것을 일컫는다.

BIM (Building Information Modeling)

BIM은 구축된 가상세계의 Model을 통하여 건축물을 건설하고 유지관리하는데 필요한 모든 정보를 포함한다. 이 Model을 통하여 참여하는모든관련자들이 실제세계에서 필요한 최선의 결정을 끌어내는데 필요한 일들을 Simulation 하기 위한 모든 data를 제공할 수 있는 model을 말한다. 이를 위한 Data Model은 객체 지향(Object-oriented)적이고, 지능(Intelligent)적이며 Parametric 한 Digital 형태로서 표현 되어져야 한다.

BIM [Building Information Modeling]


2D drawing

by computer

4D,5D process

modelling / BIM

Drawing

by hand

3D product

modelling


BIM Evolution


Allplan Engineering

Bentley Structural

Architectural

designFabrication

HVAC, Process Engineering

Construction Maintenance

Detailing

Structural Design

Conceptual

Design

Scheme

documents

Engineering

A&D

Archicad

Bentley Architecture

REVIT STRUCTURE

Allplan Architecture

Vectorworks

Allplan

Building Systems

Bentley Building

Systems

Cadmatic

MagiCad

PDS, PDMS

Revit Systems

FabTrol MRP

ConstruSteel

Steel2000

Steel-Net

StruMIS

Unitechnic

(eg. SAA, Ebawe)

Eliplan

BVBS

Links to

Scheduling

M.S Project

Primavera

(P3,P6)Bentley Facilities

ARCHIBUS/FM

ArchiFM

Autodesk

FMDesktop

Project

management

[ IFC, .NET, DGN, Link, CIS/2, SDNF, XML, ASCII, DWG, KISS, DSTV, COM, DXF ]

VICO Software

Bentley

ProjectWise

NavisWorks

JetStream

Oracle Cadview3D

Sage TimberlineExcel

Production

Scheduling

and planning

(iNetto,

LOE etc..)

ERP (SAP,…)

AutoCad

Ficep

Peddinghaus

Voortman

Kaltenbach

Control Automation

TEKLA Structures

ETABS

GTStrudl

RFEM

RSAB

REVIT Structure

MIDAS

Robot M.

SAP2000

S-Frame

StaadPro

Strucad

SDS/2

ProSteel3D

Advance

Allplan Steel

Allplan Precast

StructureWorks

Advance

Bentley Rebar

Impact

ProConcrete3D

BIM RESOURCES



Architect Fabrication

(Process Engineering)

Construction MaintenanceDetailing

Structural Design

Conceptual Design Scheme drawings

Engineering

Steel

Concrete

A&D

Both

Other Disciplines – HVAC, ELECTRICAL, PLUMBING, PIPING, etc

StructuralEngineering

ConcreteDetailing

SteelDetailing

EngineeringModel

Structural BIM Model


Structural BIM Model


Erection

Tekla Structures – The Model Manager”Model, Manage, Manufacture”

Fabrication

Construction

Collaboration

Drawings

Analysis & Design Integration

Conceptual design

Design Collaboration

Multi-Material

Detailing



Construction

Management

Structural

Steel

Architectural &

Structural

Concrete

Structural

Engineering

Solutions Landscape

4D, 5D of BIM [Building Information Modeling]


Pre Construction

Construction Planning

Site Management

Estimating

Scheduling

Design Coordination

Production Planning

Production Coordination

Tekla Structures for Construction Management



Site Management

Production Coordination

BIM for the Jobsite



Site Management

Production coordination• Coordinating subcontractors on weekly/daily

basis

• Delivery chain control:

• erection transportation fabrication

material deliveries detailing

• Lean construction principle

• Integration to production management and fa

brication

• Reporting and collecting performance inform

ation

• Field Layout and SurveyingLet’s take a look

BIM for the Jobsite


../../JS/Videoclips/PauligFly.avi


Robust Production Management = Schedule Reliability

Internet

TabletPC with

RFID Reader

Manufactured1

RFID

Tag

2Ready to ship

RFID

Tag

Received on Site3RFID

Tag

Erected4

RFID

TagVelaSystems Servers

(Vela Hosting Facility)

Reports

Factory Jobsite

Building Information Model





Manually scaling distances and calculating angles from plans

Turning angles with theodolites

Pulling tapes to measure distance

Traditional Layout

Tekla and Trimble


Trimble LM80

Trimble SPS Robot

Prism for Tracking

Radio for Communication

Trimble layout solutions use a Trimble robotic total station, enabling one person construction layout

Tekla and Trimble


Used Directly in the Field

Increasing Productivity With Model-Based Layout

Accurate Model Data

Tekla and Trimble


Create 3D

Model

Select

Layout

Points

Select

Background

Data

Upload Data

To Field

Controller

Launch

Field

Software

Connect to

Robot

Radio

Shoot

Control

Points

Select Point

And Show

Position

Set Out

Point

Measure

Site

Features

Coming Soon … As-Built Information Brought Back Into the Model

Workflow

Tekla and Trimble


Integration

Let’s take a look

Tekla and Trimble

Trimble15.0_Demo1240_Feb2009.avi


Using this data in the field Is easer to use and more

productive

Produces better results

Eliminates error prone, manual calculation

Minimizes rework

Produces an accurate as-built v. design

Where you are now.

Where you want to go.

How to get there.

Tekla and Trimble


Model과 설계와의 연동

Flow Chart


Design Outputs:DSTV - TeklaDXF, XML

WinSTEEL

Elaboration by Contract / Phase / Parts

Assign machines & Tooling

Manual parts creation

Linear Bar nesting

Nested bars list for purchase

Nested parts list to machine

WinBAR

Automatic Plate nestingAuto thickness & gradeTool set and timings

Machine post processor

Download parts to machine

Piece management

WinCN

WinNEST

Theoretical time calculation

Machine loading

Recovery machine timings

WinSER

Pro

ducti

on O

ffic

eW

ork

shop

Dra

win

g

Off

ice

Reporting printouts

REAL P

RO

DU

CTIO

N T

IME F

RO

M M

AC

HIN

E

Not only import from CAD - You can add or modify drawings in WINS

TEEL

설계

부생

산부

현장

Model과 생산라인과의 연동


Open a Tekla 3D Model itself

Extract Objects into Steel Projects

Download to FICEP Drill line for scribing

Hig

her P

rod

uctiv

ity


Documents%20and%20Settings/maj/Local%20Settings/Documents%20and%20Settings/maj/Local%20Settings/Local%20Settings/Temp/Temporary%20Directory%201%20for%20integration%20spirit-US.zip/TEKLA/index.html




Tekla Structures

3D Frame Model

(BIM) Project Manager

Production Progress

BPM

Internet

Check Progress Statues

of Production and Delivery

Scanning Barcode

Packing and Delivery

of Steel Materials

Scanning Barcode

SiteManufacture

Factory

BPM(Business Process Management)


Project Manager

Install and Inspection

of Steel Materials

Internet

Check Progress Statues

of Construction

Steel Material

ArrivalScanning Barcode

Scanning Barcode

At Site

Storage Yard

AREA 1

BCM

At Site

Scanning Barcode

BCM(Business Continuity Management)


STRUCTURAL BIM

Lotte Super Tower

잠실 제2롯데 월드 가칭“슈퍼타워”

첨단 첨성대 스타일


STRUCTURAL BIM

WORKFLOW

Revit Structures ETABS

CSIxRevit


STRUCTURAL BIM

Lotte Super Tower (3D Model by TS)


STRUCTURAL BIM



STRUCTURAL BIM



STRUCTURAL BIM



STRUCTURAL BIM



STRUCTURAL BIM



STRUCTURAL BIM



STRUCTURAL BIM

Lotte Super Tower (3D Model by RST)


총 1788 세대

보행자전용통로(12m)

75F

1 5 M 도 로

RIVER GARDEN

비주거시설차량 입구

보행자전용통로(12m)

비주거시설차량 출구

주거시설차량출입구



휴게소

주거(A동)

80F

도시공원

(2,825.00㎡)

비주거시설

9F

주거(C동)

70F

옥상 조경

B동 80FA동

70FC동

GREEN PLAZA

비주거시설

지하주차장램프

주거(B동)

75F

도시공원

(3,025.00㎡)

지하주차장

진입 램프

1 5 M 도 로

보행자 전용통로(15M) 보행자 전용통로(15M)

9F

9F

2F

배치도

STRUCTURAL BIM

두산 위브 더 제니스 (80 th Story Building)


STRUCTURAL BIM

두산 위브 더 제니스 (80 th Story Building)

국내 최고층 주상복합 건물

부산 광역시 해운대구 우동

수영만 42,000m2 부지

지상 70층, 75층, 80층 건물 3동


STRUCTURAL BIM

두산 위브 더 제니스 (Central Database)

Partial

Model

………

Architectural

Model

Structural

Model

Detailing

Model

Link

Link

Link

Clash check

Member check

Cost

Space

Fabrication

Communication


STRUCTURAL BIM

Basement

1-30th

31-59th

60-Roof

Outeriger

Outerigger

• To increase the efficiency of modeling

• In order to analyze the whole model, link all partial model tog-ether, and setup all connections.

Lower floor

두산 위브 더 제니스 (Central Database)


두산 위브 더 제니스 (Data Exchange)

CSIxRevit

STRUCTURAL BIM

Revit Structures

ETABS


아산배방 Y-CITY 주상복합

STRUCTURAL BIM

아산 배방 M-1 블록 주상복합 신축공사

철근 콘크리트 구조

- 공동주택 : 지상1층~지상30층

- 부대시설 : 지상1층

- 주차장 : 지하1층(P4) ~ 지하3층(P2)


2D Drawing

TEKLA Project : Y-CITY Complex model

STRUCTURAL BIM

3D Modeling


STRUCTURAL BIM

Create model with 2D After 3D modeling

Modify


STRUCTURAL BIM

Create model with 2D After 3D modeling

Modify


STRUCTURAL BIM

Y-CITY 주상복합 Re-bar MODEL


STRUCTURAL BIM



Y-CITY FORMWORK MODEL

STRUCTURAL BIM


STRUCTURAL BIM



STRUCTURAL BIM



1. 3D 설계를 위핚 표준화 및 지원체계 부족으로 인핚 초기

투자에 대핚 위험부담

2. 협업 시 데이터 호홖성 문제 발생, 표준화된 FORMAT

으로 원홗핚 협업홖경 구축

3. BIM 구축을 위핚 전문가 양성 프로그램 부족

4. 협업 시 발생하는 정보유출 및 책임공방

5. 외부 의졲적 단발성 공사수행 관행

CONCLUSIONS

BIM 적용 시 발생하는 문제점


1. BIM은 디지털시대의 건설산업이 지식정보화 산업으로

도약핛 수 있는 건설업의 패러다임을 혁싞핛 강력핚

무기로 부상 중이고 이제 디자인(설계사) 차원에서의

BIM에서 공사(건설사) 차원의 홗용이 요구됨.

2. 건설자재(강재, 철귺 등) 가격의 폭등에 따른 최적설계 및

시공도로 홗용. (BIM을 통핚 시공도, RE-BAR 도면 등의

생성 및 현장관리 가능)

CONCLUSIONS

나아가야 핛 방향


3. 친홖경 건축을 위핚 도구로 이용.

(에너지, 채광 등의 해석 DATA로 홗용가능)

4. 건설산업 개방 및 해외공사, 향후 정부(발주자)의 BIM

적용요청에 대핚 체계적인 준비가 필요함.

5. Pilot Project 적용 / 분석 보다는 확실핚 싞뢰를

바탕으로 소규모 실제 Project에 적용하여 순차적인

정착의 노력이 필요함.

CONCLUSIONS


6. BIM이란 수평적으로 의장 설계, 구조, 설비등과

수직적으로 기획 설계, 실시설계, 건설, 유지 관리 등

건축 전반의 Process이지만 특히 구조 분야의 적용은

즉각적으로 실효를 얻을 수 있는 분야 임.

CONCLUSIONS


CONCLUSIONS

결론

현재 경험하고 있는 Projects는 아직 완벽핚 구조 BIM이라고

핛 수는 없지만, 현 수준에서 홗용핛 수 있는 최싞의 Tools을

이용하여 실제로 적용하는 모델을 만들고, 그 바탕으로 4D,5D

시스템까지 시도하고 있다. 소규모의 작업이라도 실제 프로세

스를 짂행하면서 여러 내재되어 있는 문제들을 발견하고 그것

을 해결하려고 노력하는 것이 짂정핚 구조 BIM 구축을 위핚

시작이라고 생각핚다.


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