BIM – Tüm (yapısal mühendislik) dualarımızın cevabı mı?
Yapı Bilgi Modellemesi (BIM) on yılı aşkın süredir hayatımızda olmasına rağmen, istediğimizden çok daha sık, verimli çalışmanın önünde bir engel olarak görülmektedir. Bu gözlemin ardında birkaç neden yatmaktadır; ancak bunun başlıca sebebi, pek çok mühendisi dinlemiş ve nasıl çalıştıklarını, başkalarıyla nasıl iş birliği yaptıklarını görmüş olmamdan kaynaklanmaktadır.
On yılı aşkın bir süre önce, üç tür modelleme olduğunu öne sürdüm:
- Dokümantasyon için modelleme
- Analiz ve tasarım için modelleme
- İnşaat için modelleme
Bunların ilki, Yapısal BIM'in pek çok savunucusunun rahat olduğu bir alandır ve birçoğu bunun iş süreçlerini kolaylaştırdığı konusunda hemfikirdir.
Ancak, büyük yazılım satıcılarının geniş kaynaklarına rağmen, geometrik modeli analitik modelle entegre eden çok az kişi bulunmaktadır. Bu entegrasyon kullanıldığında elde edilecek büyük faydalar mevcuttur.
Üçüncü seviye, yapısal modelin yalnızca NE inşa edileceğini değil, NASIL inşa edileceğini de yansıtacak şekilde daha da geliştirildiği aşamadır. Bu aşamaya ulaşan mühendis sayısı çok daha azdır ve ulaşanlar genellikle ana yüklenici ile çok yakın çalışmaktadır.
Bu makale için, ikinci aşamaya odaklanacağım; zira birinci aşamanın defalarca ele alındığından eminim. Üçüncü aşama başka bir günün konusu olacaktır; ancak şunu belirtmek yeterlidir: modelin evrimi doğrusal bir süreçtir ve bilgi kaybolmamalı, aksine zenginleştirilmeli ve geliştirilmelidir.
Mühendisler hangi yaklaşımı izlemelidir?
Yapısal analitik modeli geometrik modelle entegre etmenin birçok yolu vardır. Genel olarak bu yaklaşımlar üç kategoriye ayrılır: doğrudan, dosya tabanlı ve ara yazılım.
Hem doğrudan hem de dosya tabanlı yaklaşıma örnek olarak Autodesk Revit verilebilir; bu yazılım analitik ve geometrik modeli bir arada sunar. Tekla Structures ise dosya transferi yoluyla entegrasyon sağlar. Alandaki yeni oyuncu ise Nemetschek Group'tan gelmektedir: Microsoft Excel tabanlı yeni bir dosya formatı (SAF) sunan bulut tabanlı bir ara yazılım çözümü olan SCIA AutoConverter.
Her birinin avantajları, tuzakları ve dezavantajları vardır. Hangi yol seçilirse seçilsin, iş akışının anlaşılması zorunludur; aksi takdirde yaklaşım hızla 'raf yazılımı' haline gelecektir.
Bunu da defalarca gördüm!
Bağlantı tasarımının genel BIM sürecinin etkin bir parçası haline gelmesi için herhangi bir yaklaşıma uyum sağlayacak kadar esnek olması gerekmektedir. Çalıştığım şirket – IDEA StatiCa – Checkbot adı verilen bir teknolojiyi kullanarak çelik bağlantıları (diğer çözümlerin yanı sıra) kod kontrolü yapan bir çözüme sahiptir.
Checkbot, analiz, tasarım VE inşaat için modelleme gereksinimlerini karşılamaktadır. Teknoloji, esnek olacak şekilde tasarlanmış olup gelecekte iş akışlarını birleştirme potansiyeline sahiptir.
Bağlantı tasarımı gereksinimleri
Bağlantı tasarım mühendisleri, yapısal tasarım sürecinin bir koludur; ancak bu kol olmadan çelik iskelet ayakta duramaz. Bağlantı tasarımı iş akışında nerede ele alınmaktadır? Genellikle tasarımın sonuna doğru. Bir temele ilk dokunan çelik parça nedir? Bir taban plakası bağlantısı.
Geçmişte, bağlantı tasarımcıları ihtiyaç duydukları bilgileri mühendisten işaretlenmiş çizimler aracılığıyla almaya güvenmişlerdir. Çoğu zaman iletilen kuvvetler, gerçek elemanların kod kontrolünde kullanılan yük durumları ve kombinasyonlarıyla hiçbir benzerlik taşımıyordu.
Bunu kabul etmeliyim ki ben de onlardan biriydim. Maksimum moment, maksimum kesme kuvveti ve maksimum eksenel kuvvetin birlikte kullanıldığı (hepsi en yakın 25 kN/kNm'ye yuvarlanmış) günlerin geride kaldığını düşünmüştüm. Ama ne yazık ki geride kalmadı.
Bağlantı tasarımcıları, bağlantının TÜM olasılıklara dayanmasını sağlamak için aynı kombinasyon sonuçlarına da ihtiyaç duyar; algılanan en kötü duruma değil. Ancak, bir bağlantıdaki her eleman için her yük durumu kombinasyon sonucunu belgelemek tehlikelerle doludur: rakamların (ve işaretlerin) yanlış olma riski de söz konusudur.
Bazı çözümler Microsoft Excel gibi bir elektronik tabloya çıktı verebilir; ancak bu yaklaşım bile verileri doğru formata getirmek için ek veri hazırlığı gerektirecektir.
Bizim yaklaşımımız
IDEA StatiCa olarak, bağlantı tasarım çözümümüzü FEA ve BIM (CAD) çözümlerinden oluşan bir ekosistemle birbirine bağlayan (Checkbot kullanarak) bir dizi BIM Bağlantısı geliştirdik. Bazı iş ortaklarımız da IOM (IDEA Open Model) kullanarak kendi FEA ve BIM çözümlerinden IDEA StatiCa'ya bağlantılar geliştirmiştir.
Bu metodoloji, bilgi paylaşımına olanak tanır ve hata riskini azaltırken verimliliği büyük ölçüde artırır. Bir mühendis için model paylaşımı, yalnızca geometrik bir modelin çok ötesindedir.
Ancak bir analiz modeli paylaşılacaksa, bu modelin de doğru ve hesaplanabilir olması gerekmektedir.
Hesaplanabilir derken ne kastediyorum?
Her şeyden önce, 'serbest' düğüm noktası olmaksızın doğru şekilde bir araya gelmesi gerekmektedir. Elemanlar doğru düğüm noktalarına bağlanmalıdır. Gerçekte birleşmeyen birkaç elemanın belirlenmiş bir düğüm noktasında buluştuğu basitleştirilmiş bir model olabilir (mühendisler basitleştirmeyi sever). Elemanlar doğru düzlemde olmalı ve hizalama varsayımları yanlış olduğu için eğik olmamalıdır. Ayrıca, tercihen doğrudan analiz sonuçlarından elde edilmesi gereken bir kuvvet dengesi de bulunmalıdır.
Peki ya hem geometrik modele hem de analiz modeline sahipsek (muhtemelen farklı mühendislerden)? Bir hibrit yaklaşımdan yararlanabiliriz: IDEA StatiCa'da birinden geometriyi, diğerinden analiz sonuçlarını kullanarak iki proje oluşturabiliriz. Bu, birleştirilmiş model yaklaşımıdır. Ancak bu yaklaşım, her iki tarafın da doğru konumlarda doğru elemanlarla senkronize modellere sahip olmasını gerektirmektedir.
Sonuç
Mühendislerin etkin bilgi kullanımı için uyması gereken kurallar nelerdir?
- Tüm iş akışı için tutarlı modeller – elemanlar tüm modellerde doğru şekilde yerleştirilmiş
- Hesaplanabilir modeller – bir analiz mümkün olmalıdır
- Malzemeler, bölgeyle uyumlu olmalı ve tüm modellerde tutarlı olmalıdır
- Kesit boyutları tercihen tüm modellerde tutarlı olmalıdır
- Özel veya bileşik kesitler kullanmaktan kaçının ya da bunları belgeleyin
- Birlikte çalışın
IDEA StatiCa'nın oluşturduğu bilgiler, imalat sürecine girdi sağladığı için 3. aşamanın – inşaat için modellemenin – temelini oluşturur; ancak tasarımı ileriye taşımak için 1. ve 2. aşamalarda geliştirilen bilgileri kullanır.
Sektörün tamamının böyle olduğunu söylemiyorum. Eğrinin önünde olduğumuzu ve yeni şeyler denemekten çekinmediğimizi düşünmek istiyoruz. Ama dürüst olmak gerekirse, mevcut iş akışlarını çevreleyen zorluklara hâlâ aynı yanıtı duyuyorum: "çünkü biz hep böyle yaptık…"
Sektör olarak boşa harcanan zaman ve malzemeleri önlemek ya da bir tasarımın karbon ayak izini azaltmak için yapabileceğimiz çok daha fazla şey var.
Ve mühendisler olarak öncülük edebiliriz. Bunlar yeni fikirler değil.
Bu gönderiyi beğendiniz mi? Benzer konuları kaçırmayın!
