Title

BIM於建築結構設計之整合應用 – 力學導向設計策略

Translated Titles

BIM Applications for Integrated Structural Design of Buildings – A Mechanics-Oriented Design Method

DOI

10.6844/NCKU.2015.01064

Authors

張簡長倫

Key Words

建築結構 ; 建築資訊模型 ; 結構設計 ; 整合設計 ; Building Structure ; BIM ; Structure Design ; Integrated Design

PublicationName

成功大學建築學系學位論文

Volume or Term/Year and Month of Publication

2015年

Academic Degree Category

碩士

Advisor

鄭泰昇

Content Language

繁體中文

Chinese Abstract

近代專業分化之結果導致建築設計與結構工程成為兩個截然不同的專業領域,建築師、工程師的訓練與知識背景造成的專業隔閡,侷限了結構設計的可能性,加以溝通協調的問題反覆產生,也造成錯誤率高、效率低之工作形態。一般建築專案的結構工程師實務上大部分只在建築設計的中後期才參與設計,做為設計團隊的專業顧問,執行力學分析計算為主的一系列工作,無法於前期參與對整體結構行為與空間意象有決定性影響的結構系統、材料等設計;對於建築師而言,礙於結構知識及經驗的貧乏,難以就自身的美學與設計專業能力執行結構分析與設計,或於建築設計初期階段便整合結構分析評估資訊輔助方案決策,甚至以結構為概念主體進行建築設計。 「建築資訊模型」(Building information Modeling, BIM)旨在建立資訊共享平台,整合建築生命週期中跨專業、跨階段的龐大資訊,提升設計與整體工程之效能。隨著BIM的發展,輔助建築設計的分析評估工具日趨增加,功能與資料交換性也漸成熟,使建築師能於設計階段前期就透過BIM獲得各種初步評估資訊,輔助建築設計進行。本研究從跨領域的角度探討並重新定義「結構設計」,以建立由力學為導向的建築輔助設計策略,並測試現有BIM工具群組的分析評估及設計性能,藉由輔助設計策略與BIM工具的整合設計流程架構,建築設計者能夠更易於跨越結構專業知識的門檻障礙,在概念設計與初步設計階段得到力學分析資訊的輔助,創造新形態建築結構設計方案。 在設計演練階段,以Revit Structure 2014作為建立結構模型、設定參數與其他擴充應用的平台,搭配Robot Structural Analysis與ETABS等結構力學分析設計軟體、A360雲端結構分析功能,測試以BIM工具群組和專業結構分析設計軟體為基礎的結構設計工作流程可行性。最後以名為「生命之亭」的實驗性建築為題,進行特殊結構設計,經BIM工具與力學導向輔助設計策略的系統整合,逐步演化生成特殊結構系統與構件,再進入結構分析軟體做力學分析,讓評估資訊在概念階段便能回饋、影響設計,使建立之整合設計架構能有利於創造新形態建築方案、減少現存專業隔閡,並探討BIM於建築結構設計應用的衍生發展。

English Abstract

Architectural Design and Structural Engineering were divided into two different expertise domains by the result of modern professional differentiation. The estrangement caused by training and background knowledge of architects and Engineers, limits the possibility of structural design; then the communication and coordination problems also results operating condition of high error rate and low efficiency. Building information Modeling(BIM) aims to establish a information sharing platform, integrate multi-disciplinary and cross-stage information in building life cycle.With the development of BIM, there've been a lot of analysis tools that can assist architects to execute design in early stage. This study not only redefined “structural design” from the perspective of cutting edge of contemporary structural engineering and architectural design, for establishing a original mechanics-oriented auxiliary design method that can aid the implementation of architectural design, but also tested the performance of BIM tools.With integrated design workflow of tested tools and mechanics-oriented design method, architecture designers could more easily across the expertise barrier, obtain necessary information of mechanics analysis in the conceptual design and preliminary design stage, and create distinctive new forms of building structure. In the phase of exercise, this research used Revit Structure 2014 as a platform to establish structure models, set parameters, and connect with other expanded applications; besides, integrated with structural analysis and design softwares like Robot Structural Analysis, ETABS, and A360, testing feasibility of the integrated design workflow that combine with BIM system and professional structural analysis tools.

Topic Category 規劃與設計學院 > 建築學系
工程學 > 土木與建築工程
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