初探建築資訊模型與鋼結構分析軟體整合應用

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姓名

吳振呈(Chen-Cheng Wu) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系在職專班

論文名稱

初探建築資訊模型與鋼結構分析軟體整合應用
(Preliminary Study on the Integration of Building Information Modeling Tools and Structural Analysis Software)

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摘要(中)

建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)的使用在現今業界中越來越廣泛，且更為頻繁的使用，但BIM軟體的結構分析能力目前仍不足以取代傳統習慣使用的結構分析軟體，因此本研究計畫利用BIM軟體進行建模後，將模型資訊導入至業界常用之結構分析軟體中，進行結構分析並取得最佳化斷面設計的資訊，最後將最佳化斷面的結果匯回BIM軟體之中，並且更新BIM模型之中的梁柱尺寸，以達到最節省施工材料並且整合BIM軟體與結構分析軟體的目的。
由於業界常用之BIM軟體大多以Autodesk公司所推出的Revit以及Trimble公司收購的Tekla作為最常用之建模軟體，而其中Revit相較於Tekla具備更高的整合性，包含結構、機電等。因此本研究為能夠整合更多方面之建築資訊，採用Revit作為主要建模軟體。
結構分析軟體在業界大多使用CSI公司所推出之ETABS以及SAP2000進行結構計算，其中ETABS多使用在建築上，而SAP2000能夠在較不規則的造型中使用，因此為後續不局限於建築方面，故採用自由度較高之SAP2000進行。
本研究之成果可完整將線性構件模型由Revit轉換至SAP2000中，並確實將SAP2000中最佳化分析設計後的斷面尺寸資訊匯出，讀取最佳化設計之參數後，修改Revit模型。

摘要(英)

Building Information Modeling (BIM) is widely used in practice nowadays, however the structural analysis capabilities of BIM software are still not sufficient enough to replace the traditional software. As a result, this study utilizes BIM to conduct modularization and import the result of modularization from BIM into the traditional structural analysis software for the information of optimized cross-sections. Finally, we import the results of the optimized cross-sections back to BIM software and renew the sizes of pillars to match the objectives that can both save raw materials and integrate BIM with the traditional structural analysis software.
There are two kinds of the most widely-used BIM software in the industry as modularizing software, which are Revit, introduced by Autodesk, and Tekla that was acquired by Trimble. Specifically, Revit has better integration than Tekla in terms of structures and mechanics. Therefore, this study selects Revit as the primary modularizing software for the ability to integrate more aspects of building information.
For the structural analysis software, ETABS, introduced by CSI, and SAP200 are more frequently used in the industry. In comparison, ETABS is more applied to buildings, and SAP2000 can be used in less symmetric scenario. In order not to be limited in building applications in the following research, we choose SAP200 for higher flexibility.
The results of this study can completely transform the linear component model from Revit to SAP2000 and the information of the sizes of cross-sections after the optimization can be completely extracted from SAP2000 that is able to read the parameters of the optimized design and modify the Revit model.

關鍵字(中)

★ 建築資訊模型
★ 結構分析軟體

關鍵字(英)

★ Dynamo

論文目次

摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 ix
第一章緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究問題與目的 2
1.3 研究範圍與限制 2
1.4 研究流程 3
1.5 論文結構 4
第二章文獻回顧 5
2.1 建築資訊模型 5
2.2 BIM於營建全身命週期的應用 8
2.3 Revit簡介 15
2.4 Tekla簡介 17
2.5 ArchiCAD簡介 19
2.6 IFC簡介 20
2.7 API簡介 21
2.8 小結 22
第三章研究方法 25
3.1 BIM結構計算流程 25
3.2 整體架構 26
3.3 Revit環境 30
3.4 Dynamo環境 35
3.5 SAP2000環境 38
第四章案例應用 42
4.1 案例說明 42
4.1.1 案例一 42
4.1.2 案例二 43
4.2 案例一操作結果 43
4.2.1 案例一Revit建置 43
4.2.2 案例一Dynamo建置 46
4.2.3 案例一自動轉換情形 50
4.2.4 案例一SAP2000操作 52
4.2.5 案例一SAP2000分析結果匯回Revit 63
4.3 案例二操作結果 65
4.3.1 案例二Revit建置 65
4.3.2 案例二Dynamo建置 67
4.3.3 案例二自動轉換情形 69
4.3.4 案例二SAP2000操作 71
4.3.5 案例二SAP2000分析結果匯回Revit 75
4.4 討論 76
第五章結論與建議 77
5.1 結論 77
5.2 建議 78
參考文獻 79
評審意見回覆表 80

參考文獻

1. 鄭泰昇(2016)。BIM迷思三部曲。臺灣建築學會會刊雜誌。13-19。
2. 謝尚賢、郭榮欽、陳奐廷與蔡沅澔(2016)。透過案例演練學習BIM：基礎篇。臺北市：臺大出版中心。
3. 謝尚賢(2012)，「BIM之技術應用中─LOD意謂詳細度或完整度」營建知訊352期60-61。
4. 郭榮欽(2015)，營建知訊384期56-59。
5. 行政院公共工程委員會(2017)，「機關辦理公共工程導入建築資訊模型BIM技術」委託專業服務案成果報告書，行政院公共工程委員會專案研究計畫。
6. 行政院公共工程委員會(2017)，機關辦理公共工程導入BIM技術作業參考手冊。
7. 內政部建築研究所(2016)，國內外推動BIM之策略與成效比較研究，內政部建築研究所協同研究報告。
8. 內政部建築研究所 (2012)， BIM技術開發與推廣應用規劃研究，內政部建築研究所協同研究報告。
9. 張鎧峻，2013，建築資訊模型應用於結構分析設計之整合流程，國立成功大學，碩士論文。

指導教授

周建成(Chien-Cheng Chou)

審核日期

2020-7-21

推文