Propojení mezi Revitem a Advance Designem – spolupráce statiky a projekce v prostředí BIM

Vývoj výpočetní techniky zásadně ovlivňuje konstrukční praxi od svých počátku v prvních aplikacích metody konečných prvků v 60. letech. Dnešní statickou praxi si nelze představit bez výkonného výpočetního softwaru schopného simulovat reálné chování staveb za idealizovaných podmínek a automatizovat návrh jednotlivých prvků konstrukce s ohledem na platné normové požadavky. Aktuální trend aplikace informačního modelu budovy (BIM) ve stavebnictví umožňuje mnohem užší spolupráci statika a projektanta s ohledem na potřebu okamžité aktualizace projektu ve všech jeho fázích. GRAITEC BIM Connect je řešením, které umožňuje využití této technologie k výměně informací mezi aplikacemi Autodesk Revit pro vytváření BIM modelu a výpočetním programem GRAITEC Advance Design, který je určen k potřebám kompletního statického návrhu budov včetně posouzení materiálů.

Jednotný BIM model v prostředí Revitu obsahuje konstrukční i analytické prvky, GRAITEC BIM Connect se instaluje jako bezplatný plug-in

Model, který je použitý k tvorbě projektové dokumentace objektu, se značně liší od idealizovaného modelu použitého pro statický návrh konstrukce. Podrobný model pro zpracování projektové dokumentace obsahuje veškeré detailní informace o jednotlivých prvcích (např. popisy skladeb podlah nebo přesné odsazení prvků), které jsou nutné k tvorbě výkresů nebo výkazů. Naproti tomu analytický model pro výpočet uvažuje pouze s prvky, které mají vliv na statiku konstrukce. Analytický model si navíc vyžaduje např. definici okrajových podmínek a působících zatížení. Protože se jedná o idealizaci, konstrukční prvky se uvažují pouze v jejich základním tvaru bez detailních úprav tak, aby bylo osové schéma modelu celé konstrukce spojité v uzlech, co neodpovídá reálným rozměrům prvků. Tyto zásadní odlišnosti dvou použitých modelů si dříve vyžadovaly často komplikovanou a ztrátovou datovou výměnu, v mnoha případech bylo mnohem jednodušší vytvořit zcela nový model. Smyslem modelu zpracovaného podle principů BIM je obsáhnout veškeré potřebné informace související s návrhem, realizací a následující údržbou objektu, musí teda v dílčí úrovni poskytnout i možnost využití k užšímu propojení statické a projekční praxe.

Autodesk Revit umožňuje v rámci jednoho projektu vytvořit na podkladu konstrukčního modelu taky analytický model zohledňující potřeby výpočtu. Oba tyto modely jsou v prostředí Revitu vzájemně propojeny a změny jednoho z nich se automaticky projeví v tom druhém. Na podkladu modelu konstrukce se vytváří analytický model jako osové schéma, uvažuje pouze s konstrukčními prvky v jejich zjednodušeném tvaru, neuvažuje se např. se zkrácením, odsazením, malými otvory, apod. Geometrii analytického modelu je potřeba upravit tak, aby byla spojitá a aby se jednotlivé konstrukční prvky stýkaly ve společných uzlech. V analytickém modelu lze navíc přímo definovat okrajové podmínky nebo vytvářet zatížení působící na prvky v jednotlivých zatěžovacích stavech a definovat kombinace použité pro výpočet. Takto vytvořený model je připraven k výpočtu pomocí metody konečných prvků. Autodesk Revit slouží k tvorbě a udržování BIM modelu objektu, neobsahuje však nástroje pro statický výpočet. K analýze a návrhu konstrukce je potřeba využít specificky vybavený software. Advance Design je moderní výpočetní program s unikátní možností propojení analytického modelu s Revitem.

Z Revitu je do Advance Designu je přenesen kompletní analytický model a po výpočtu je připraven k synchronizaci

GRAITEC BIM Connect hraje v tomto procesu datové výměny klíčovou roli. Jde o rozhraní, které využívá vlastní výměnný formát GTCx, ale dokáže konvertovat model z Revitu také do dalších standardních výměnných formátů (IFC, SDNF, apod.) s možností snadné editace mapování různých konvencí značení materiálů a profilů. Formát GTCx navíc poskytuje možnost obousměrného porovnání změn provedených v modelech Revitu nebo Advance Designu. Takto jsou rychle detekovány rozdíly mezi modely v obou programech a požadované změny se můžou automaticky aplikovat na cílovém modelu podle upravené konstrukce.

GRAITEC Advance Design při projektování v BIM prostředí doplňuje funkčnost Revitu o detailní statickou analýzu a návrh budovy. Načítá kompletní analytický model z Revitu včetně zatížení a nastavených kombinací, v ideálním případě by tedy bylo možné přistoupit rovnou k samotnému výpočtu. Model pro přesný výpočet si však vyžaduje další specifické nastavení a úpravy. Advance Design obsahuje vlastní 3D modelář konstrukcí s využitím známých CAD pracovních postupů. Při vytváření BIM modelu je teda možné začít s projektem přímo v Advance Designu a navržený analytický model importovat do Revitu. Pro podrobnou definici zatížení nebo kombinací odpovídající normovým požadavkům Eurokódů disponuje Advance Design výkonnými generátory (např. klimatické nebo seizmické zatížení). Podrobné nastavení parametrů sítě pro diskretizaci analytického modelu má pak zásadní vliv na přesnost výsledků. Výsledky výpočtu lze následně graficky zpracovat a použít v generovaných statických zprávách. Kromě statického výpočtu dále disponuje Advance Design integrovanými nástroji pro posuzování základních konstrukčních materiálů – betonu, oceli a dřeva. Výsledný model s optimalizovanými parametry a geometrií se pro synchronizaci modelu v Revitu uloží do formátu GTCx, který umožňuje i přenos post-processingových výsledků výpočtu.

Synchronizace modelů probíhá na základě porovnání aktuálního stavu s referenčním souborem GTCx upraveného modelu. Rozhraní GRAITEC BIM Connect zobrazí v přehledném dialogu seznam všech rozdílů mezi referenčním a cílovým modelem. Kromě detekce odstraněných nebo nově vytvořených prvků se sledují také rozdíly v geometrii a vlastnostech s možností nastavení sledovaných atributů. Podle odsouhlasených změn jsou pak dotčené prvky v cílovém modelu automaticky upraveny. Výrazným přínosem této metody je možnost plynulé spolupráce statika a projektanta od prvotního návrhu základních rozměrů objektu a vlastností prvků až po rychlou aplikaci změn v projektu v libovolné jeho další fázi.
Stejně jako jsou v praxi úzce spjaty profese statika a projektanta, odráží i technologie BIM neoddělitelnost analýzy chování konstrukce a zpracování detailní projektové dokumentace. Řešení propojení modelu v Revitu a Advance Designu pomocí rozhraní GRAITEC BIM Connect dokáže vyloučit nutnost opakovaných úpravy konstrukčního a analytického modelu podle změn, ke kterým dochází v průběhu každého projektu. Pomocí tohoto řešení lze výrazně zkrátit práci na tvorbě a modifikacích projektu a minimalizovat riziko vzniku chyb při úpravách samostatných modelů. Dnes, kdy máme k dispozici mnoho specializovaných nástrojů pro rychlé a kvalitní zpracování projektů ve všech jejích úrovních, poskytuje technologie BIM zcela odlišný úhel pohledu na projektování, který vychází z potřeby mnohem užší komunikace jednotlivých profesí s cílem zvyšování efektivity práce a kvality projektů. Tyto požadavky se zásadně promítají do širší spolupráce firem, které se podílejí na vývoji BIM aplikací. Společnost GRAITEC má dlouhodobé zkušenosti s vývojem softwarových produktů v prostředí aplikací Autodesku, které jsou prověřené používáním v každodenní projekční praxi na celém světě.

Přehled odstraněných, nově vytvořených a upravených prvků při porovnání modelů před synchronizací

GRAITEC je Platinum Partner společnosti Autodesk v České republice. Kromě toho je společnost od roku 1997 členem ADN (Autodesk Development Network) a významnou spolupráci obou firem potvrzují taky statusy ISV (Independent Software Vendor) a UAR (Unique Application Reseller). GRAITEC se zásadně podílí na rozšiřování možností informačního modelování budov a v blízké době jsou očekávány další zcela nové nástroje poskytující širší funkčnost Revitu ve fázi podrobného návrh a detailování prvků. Práce s informačními modely budov již přináší reálné výsledky a prokazatelné výhody použití této technologie potvrzují směr, kterým se bude projekční praxe v nejbližší budoucnosti vyvíjet.
Autor: Ing. Marián Bandžák