CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG QUY TRÌNH ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP BIM CỦA
2.1 Đề xuất và xây dựng quy trình ứng dụng giải pháp BIM của Autodesk trong thiết kế đường bộ
Autodesk, Inc. là một công ty đa quốc gia của Hoa Kỳ với dòng sản phẩm chính là các phần mềm thiết kế 2D và 3D dành cho kiến trúc, kỹ thuật xây dựng, truyền thông và giải trí. Autodesk do lập trình viên John Walker, đồng tác giả của các phiên bản đầu tiên của sản phẩm phần mềm CAD đặc trưng của công ty có tên AutoCAD, cùng mười hai thành viên khác sáng lập vào năm 1982. Trụ sở của công ty đặt tại San Rafael, California [46].
Autodesk, Inc. là một trong những công ty tiên phong trong việc phát triển các phần mềm hỗ trợ ứng dụng mô hình thông tin công trình.
Giải pháp BIM cho cơ sở hạ tầng của Autodesk được thiết kế để phục vụ cho tất cả các ngành công nghiệp xây dựng bao gồm đường bộ, đường sắt, cấp thoát nước, các ngành tiện ích và GIS. Các công cụ BIM về Cơ sở hạ tầng của Autodesk giúp người dùng nhanh chóng xác định được các khó khăn tiềm tàng về kĩ thuật, qua đó giúp họ đưa ra được giải pháp một cách hiệu quả [47].
Dựa trên việc phân tích các nghiên cứu và ứng dụng giải pháp BIM của Autodesk trong thiết kế dự án đường bộ của các tác giả trước đây, thì một quy trình hoàn thiện hơn được tác giả đề xuất vừa kế thừa các kết quả đã đạt được vừa khắc phục những vấn đề còn tồn tại.
Quy trình đề xuất tận dụng những hiệu quả của mô hình BIM đã được các tác giả trước khai thác với sự hỗ trợ của các phần mềm Autodesk InfraWorks 360, Autocad Civil 3D, Autodesk Navisworks. Bên cạnh đó sử dụng Autodesk Revit để khai thác mô hình BIM trong triển khai bản vẽ thi công và bóc tách khối lượng chi tiết kết cấu. Autodesk BIM 360 Design giúp tạo môi trường trao đổi dữ liệu chung hiệu quả với mô hình BIM trong thiết kế.
HV: Trần Quốc Hiệp MSHV: 1770645 Hình 2.1: Quy trình đề xuất về ứng dụng giải pháp BIM của Autodesk vào thiết kế đường bộ
Thiết kế phương án mô hình thông tin giao thông, hạ tầng ngầm, cây xanh, chiếu sáng;
Trình diễn phương án thiết kế
Tổng hợp mô hình thành phần, kiểm tra mô hình, phân tích va chạm, quản lý thông tin mô hình
AUTODESK BIM 360 DESIGN Môi trường trao đổi dữ liệu chung; Tổng hợp, quản lý dữ liệu và cộng tác thiết kế
Xây dựng mô hình thông tin, tạo bản vẽ thi công và tính toán khối lượng chi tiết kết cấu
Thiết kế chi tiết mô hình thông tin giao thông, hạ tầng ngầm, cây xanh, chiếu sáng; Tính toán khối lượng và trình bày bản vẽ thi công
HV: Trần Quốc Hiệp MSHV: 1770645 Với quy trình đề xuất, mỗi phần mềm sẽ đóng một vai trò nhất định và có mối liên kết chặt chẽ trong triển khai ứng dụng BIM cho từng giai đoạn thiết kế đường bộ.
Hình 2.2: Sơ đồ ứng dụng quy trình vào từng giai đoạn của quá trình thiết kế Trong quá trình triển khai thiết kế, các công cụ có sự phối hợp và trao đổi dữ liệu với nhau tạo nên sự hiệu quả của quy trình.
Hình 2.3: Quy trình trao đổi dữ liệu giữa các phần mềm
HV: Trần Quốc Hiệp MSHV: 1770645 Để làm rõ hơn việc triển khai quy trình, tác giả đã xây dựng các bước làm việc cụ thể với từng phần mềm cho từng công việc thiết kế.
Quy trình triển khai thiết kế phương án mô hình thông tin giao thông, hạ tầng ngầm, cây xanh, chiếu sáng và kết hợp trình diễn phương án thiết kế trong Autodesk Infraworks:
Hình 2.4: Sơ đồ các bước triển khai trong Autodesk Infraworks
Bước 1: Khởi tạo dự án
Bước 2: Thiết kế phương án
- Sau khi lên phương án thiết kế hoàn thiện thì tiến hành phối cảnh dự án để tạo dữ liệu trình chiếu, báo cáo. Bố trí các mô hình 3D về phương tiện giao thông, con người, tòa nhà và các mô hình khác (City Furniture); Tùy chỉnh hiệu ứng thời gian (Sun & Sky).
- Hoàn thành phối cảnh thì trích xuất hình ảnh (Create Snapshot) và tạo video trình chiếu (storyboard creator).
- Chia sẻ phương án thiết kế với BIM 360 Design và công cụ Shared views.
- Xuất dữ liệu phương án (imx) để chuyển sang thiết kế chi tiết trong phần mềm Civil 3D.
Bước 4: Xuất dữ liệu thiết kế Bước 3: Tạo dữ liệu trình chiếu phương án thiết kế Có 2 cách tạo dự án mới:
- Tạo dự án mới thông qua Model Builder.
- Tạo dự án mới bằng New Model.
- Xây dựng phương án mặt bằng, trắc dọc, trắc ngang đường (Component Roads).
- Lên phương án sơ bộ chi tiết cấu kiện và mạng lưới hạ tầng ngầm (Drainage Network).
- Lựa chọn phương án loại cây và bố trí mặt bằng cây xanh (City Furniture, Row of Trees, Stand of Trees).
- Lựa chọn phương án trụ đèn và bố trí mặt bằng đèn chiếu sáng (City Furniture).
HV: Trần Quốc Hiệp MSHV: 1770645 Quy trình triển khai thiết kế chi tiết mô hình thông tin các hạng mục giao thông, hạ tầng ngầm, cây xanh, chiếu sáng trong Autocad Civil 3D:
Hình 2.5: Sơ đồ các bước triển khai trong Autocad Civil 3D
Bước 2: Thiết kế giao thông
Trường hợp có dữ liệu từ Infraworks thì tiếp tục hoàn thiện thiết kế.
Trường hợp thiết kế mới - Các bước triển khai thiết kế:
1. Xây dựng thư viện mô hình cấu kiện (Part Builder)
2. Khai báo thuộc tính mạng lưới (Create Networks Parts List) 3. Xây dựng mạng lưới (Create Pipe Networks)
4. Xuất trắc dọc mạng lưới (Create Alignment from Network Parts List)
5. Xuất dữ liệu mạng lưới (Structures, Pipe Table Creation) 6. Trình bày bản vẽ
Bước 1: Thiết lập ban đầu - Tùy chỉnh hệ đơn vị, hệ tọa độ (Units and Zone).
- Tạo thư mục chia sẻ dữ liệu thiết kế bằng công cụ Data Shortcuts (thiết lập chia sẽ thông qua mạng nội bộ hoặc qua Bim 360 Design).
Bước 3: Thiết kế hạ tầng ngầm
Bước 4: Thiết kế cây xanh, chiếu sáng
Trường hợp có dữ liệu từ Infraworks thì tiếp tục hoàn thiện thiết kế.
Trường hợp thiết kế mới - Các bước triển khai thiết kế:
1. Tạo bề mặt tự nhiên (Create Surface) 2. Tạo tuyến thiết kế (Create Alignment)
3. Phát sinh cọc cho tuyến (Create Sample Lines)
4. Xuất trắc dọc tự nhiên và xây dựng trắc dọc thiết kế (Create Profile from Surface, Create Profile by Layout)
5. Xây dựng mặt cắt ngang thiết kế và tạo mạng lưới cao trình (Create Assembly, Create Corridor)
6. Tạo bề mặt thiết kế (Corridors Surfaces) 7. Xuất trắc ngang thiết kế (Create Section View) 8. Tính toán khối lượng (Computer Material) 9. Trình bày bản vẽ
- Các bước triển khai thiết kế:
1. Xây dựng thư viện mô hình trụ đèn và bầu cây (Part Builder) 2. Bố trí mặt bằng cây xanh (Create Pipe Networks, Landscape) 3. Bố trí mặt bằng chiếu sáng (Create Pipe Networks, Lighting Columns)
4. Trình bày bản vẽ
- Xuất bản vẽ thiết kế, mô hình (dwg, pdf) lên Bim 360 Design để chia sẽ, trao đổi với các thành phần dự án.
- Xuất dữ liệu giao thông, hạ tầng ngầm, cây xanh, chiếu sáng (nwc) sang Navisworks để kiểm tra mô hình, phân tích va chạm, quản lý thông tin.
- Xuất dữ liệu thiết kế chi tiết (imx) để chuyển sang Infraworks trình diễn.
Bước 5: Xuất dữ liệu thiết kế
HV: Trần Quốc Hiệp MSHV: 1770645 Quy trình triển khai xây dựng mô hình, tạo bản vẽ thi công và bóc tách khối lượng chi tiết kết cấu trong Revit structure:
Hình 2.6: Sơ đồ các bước triển khai trong Revit structure
Bước 1: Thiết lập ban đầu - Tùy chỉnh hệ đơn vị, tạo độ dự án.
- Tạo môi trường cộng tác với công cụ Collaboration.
Bước 2: Xây dựng hình khối 3D
- Chọn mẫu thư viện (Family) phù hợp với chi tiết.
- Xây dựng hình khối 3D chi tiết kế cấu (Create Forms).
- Xây dựng tham số cho đối tượng (Parameter Properties).
Bước 3: Triển khai chi tiết thép
- Chuyển thư viện (Family) chi tiết kết cấu vào dự án (Project).
- Khai báo lớp bê tông bảo vệ thông (Rebar Cover Settings).
- Khai báo thuộc tính thanh thép (Hộp thoại Type Properties của thanh thép).
- Bố trí các thanh thép (Structural Rebar).
Bước 4: Trình bày bản vẽ - Xuất bảng tổng hợp khối lượng bê tông, ván
khuôn, cốt thép (Schedules/Quantities).
- Tạo trang trình bày bản vẽ (Sheets). Sau đó bố trí các mặt cắt (Section), mô hình (3D
model), bảng khối lượng
(Schedules/Quantities) và ghi chú (Dimension, text, tag,…).
Bước 5: Xuất dữ liệu thiết kế
- Xuất bản vẽ thiết kế (dwg, pdf), mô hình (rvt, rfa) lên Bim 360 Design để chia sẽ, trao đổi với các thành phần dự án.
- Xuất dữ liệu chi tiết kết cấu (nwc) sang Navisworks để kiểm tra mô hình, phân tích va chạm, quản lý thông tin.
HV: Trần Quốc Hiệp MSHV: 1770645 Quy trình tổng hợp mô hình, phân tích va chạm và quản lý thông tin trong Autodesk Navisworks:
Hình 2.7: Sơ đồ các bước triển khai trong Autodesk Navisworks
Bước 1: Tổng hợp mô hình - Chuyển dữ liệu thiết kế từ Civil 3D và
Revit vào Navisworks (Append).
Bước 2: Kiểm tra mô hình - Thông qua công cụ điều hướng
(Navigation Bar) kiểm tra tổng thể các mô hình đã đúng theo phương án thiết kế và quy trình thiết kế để có sự điều chỉnh phù hợp.
Bước 3: Phân tích va chạm - Kiểm tra sự va chạm giữa các mô hình
thành phần (Clash Detective).
- Phân loại tình trạng va chạm và xuất báo cáo va chạm để xử lý nhanh chóng và kịp thời.
-
Bước 4: Quản lý thông tin mô hình
- Kiểm tra thông tin mô hình (Properties).
- Trường hợp thông tin đối tượng thiếu hoặc chưa đúng thì bổ sung, chỉnh sửa và cập nhật vào mô hình tổng thể phục vụ cho giai đoạn tiếp theo.
Bước 5: Xuất dữ liệu mô hình
Xuất mô hình tổng thể (nwd) lên Bim 360 Design để:
- Chia sẽ, trao đổi với các thành phần dự án.
- Lưu trữ dữ liệu mô hình để chuyển tiếp sang giai đoạn thi công.
HV: Trần Quốc Hiệp MSHV: 1770645 Quy trình triển khai chi tiết trong phần mềm Bim 360 Design:
Hình 2.8: Sơ đồ các bước triển khai trong Autodesk Bim 360 Design Bước 1: Khởi tạo dự án - Đăng ký tài khoản Bim 360 Design
- Tạo dự án mới
- Cài đặt ứng dụng Bim 360 trên ứng dụng di động
Bước 2: Thiết lập ban đầu - Thêm thành viên vào dự án.
- Phân quyền cho các cá nhân theo chức vụ đảm nhận.
Bước 3: Xây dựng hệ thống thư mục dữ liệu
- Xây dựng hệ thống thư mục để quản lý và lưu trữ.
- Xây dựng thư mục cho các nhóm cộng tác thiết kế
Bước 4: Quản lý và cộng tác thiết kế
Các hoạt động quản lý và cộng tác thiết kế:
- Tải dữ liệu thiết kế lên hệ thống (Upload).
- Lập danh sách lỗi (Create Issue).
- Tạo quy trình phê duyệt thiết kế (Create an approval workflow).
- Kiểm tra bản vẽ, mô hình và đánh dấu (markup), tạo lỗi (Create Issue) các vị trí chưa đúng với thiết kế.
- Kiểm tra và so sánh sự thay đổi giữa các phiên bản thiết kế (Compare).
- Xem thông tin hoạt động, chia sẽ, sao chép, di chuyển và tải xuống dữ liệu thiết kế (View activities, share, copy, move, dowload file).
- Gửi nhanh dữ liệu thiết kế để kiểm tra thông qua công cụ truyền động (Create transmittal).
- Gửi dữ liệu thiết kế để đánh gia phê duyệt (Submit for review).
- Theo dõi tiến độ thực hiện dự án của các nhóm thiết kế với công cụ Design Collaboration.