مهارات BIM: تطبيق التقنية البارامترية في البلاطات المركبة للأسقف في المباني مسبقة الصنع

المقال الآتي منقول عن: «تعلُّم BIM الهندسي»

[الملخص]:

بعد اكتمال التحليل والحسابات الإنشائية، وعند رسم المخططات التنفيذية ومخططات التصنيع، ما زال العمل يعتمد حاليًا بشكل رئيسي على الجهد البشري في تقسيم البلاطات المركبة وترقيمها؛ وقد يؤدي ذلك أثناء التقسيم إلى مشكلات مثل القفزات الكبيرة في الترقيم وعدم تجانس القطع بعد التقسيم، كما تستهلك هذه الأعمال الشاقة وقتًا طويلًا من المصمم فلا يبقى لديه وقت للقيام بأعمال التصميم الأهم. ولرفع كفاءة التقسيم ودقته، أُدخلت التقنية البارامترية لإجراء جزء من البحث والتطبيق.

[الكلمات المفتاحية]: البناء مسبق الصنع، البلاطات المركبة، التقنية البارامترية

0 المقدمة

يتوسع استخدام التقنية البارامترية أكثر فأكثر، لكن كثيرين يظنون خطأً أن البارامترية تعني فقط الأشكال غير النمطية والغريبة والواجهات الستائرية والمخططات المعمارية؛ والحقيقة أن هذه مجرد مجال واحد من مجالات تطبيقها وليست كلها، ولا تتوافق مع فلسفتها. ولأجل أداء دورها بشكل أفضل بالاقتران مع البناء مسبق الصنع، نُنفِّذ هنا مرةً كاملة تطبيق تقسيم البلاطات المركبة وترقيمها وإحصائها بالطريقة البارامترية، ومقارنتها بالطريقة التقليدية، واستكشاف قيمتها التطبيقية في المباني مسبقة الصنع. والأجزاء التي أُنجزت هذه المرة باستخدام البارامترية هي:

① التمييز بين البلاطة أحادية الاتجاه والبلاطة ثنائية الاتجاه

② التقسيم المتجانس للقطع

③ تعليم أبعاد حواف التقسيم

④ ترقيم القطع حسب المناطق

⑤ تعليم مساحة القطع ووزنها بعد التقسيم

⑥ إحصاء أحمال الجدران المعمارية على القطع بعد التقسيم

ومن بين هذه الأجزاء، يدخل ①②③ ضمن تقسيم القطع، ويدخل ④ ضمن ترقيم القطع، ويدخل ⑤⑥ ضمن إحصاء القطع

2 نبذة عن المشروع

يقع مشروع المرحلة الأولى للقطعة الثالثة على الطريق الصناعي الجنوبي في حي هوادو، شمالي جادة كاييوان وغربي طريق يويان في حي هوانغبو بمدينة غوانزو. وهو مشروع مرافق للمباني السكنية، تبلغ إجمالي مساحة أرضه 25204 m²، وإجمالي مساحة البناء 84738.6500m²، منها 61041.82m² فوق الأرض و23696.83 m² تحت الأرض، بواقع 33 طابقًا فوق الأرض وطابقين تحت الأرض.

3 تطبيق التقنية البارامترية في تقسيم البلاطات المركبة وترقيمها

3.1 تحديد البلاطات أحادية الاتجاه وثنائية الاتجاه

في المباني مسبقة الصنع، يكتسب تحديد اتجاه البلاطة (أحادية أم ثنائية) أهمية بالغة ^[1]، إذ يؤثر في فواصل البلاطات اللاحقة والتسليح والتركيب وغيرها؛ لذا فإن التحديد الدقيق لاتجاه البلاطة أمر بالغ الأهمية. ويُجرى التحديد هنا استنادًا إلى المادة 9.1.1 من «كود تصميم الهياكل الخرسانية»؛ فبالنسبة للبلاطة الرباعية الاعتيادية، يكفي معرفة مقاسين في اتجاهين لتحديدها بسهولة، أما البلاطات ذات الأضلاع المختلفة فيحسب البرنامج مستطيلًا محيطًا بها ويُجري التحديد بناءً عليه؛ وكما يظهر في الشكل أدناه، الجزء الأخضر هو قطعة البلاطة والمنطقة الزرقاء هي المستطيل المحيط، وتُستخدم مقاسات المستطيل المحيط في التحديد. ومن خلال هذا التطبيق، لم يقع أي خطأ في التحديد.

         

تحديد اتجاه القالب

3.2 التقسيم المتجانس للقطع

بعد استكمال منطق التقسيم واستخراج الخطوط المحيطة للبلاطة، قُسِّمت البلاطات المركبة للطابق الأول من المبنى C1C2 وعددها 36 قطعة، واكتمل التقسيم في غضون دقيقة واحدة. ويُظهر التقسيم جميع طرق التقسيم المتجانس لكل قطعة ضمن نطاق الخطأ المحدد، ويرسم الخطوط المحيطة للقطع بعد التقسيم، مع إنشاء طبقة جديدة توضع فيها نصوص مخطط التقسيم؛ وبعد اختيار طريقة التقسيم لاحقًا، يمكن حذف هذه الطبقة أو ضبطها كطبقة غير قابلة للطباعة كي لا تظهر في مخططات التصنيع النهائية. والنتيجة كما يلي:

نتيجة التقسيم

3.3 تعليم أبعاد حواف التقسيم

يُنجز عمل هذا الجزء بالتزامن مع عملية تحديد اتجاه البلاطة، والهدف الرئيسي منه إتمام تعليم بعض الأبعاد، كما يتيح فحص القطع بعد التقسيم؛ وتُدار هذه الأبعاد المعلَّمة أيضًا عبر طبقة جديدة لتسهيل العمليات الجماعية.

تعليم أبعاد حواف التقسيم

3.4 ترقيم القطع بعد التقسيم حسب المناطق

تعتمد تقسيمة المناطق على عادات القراءة العامة لدى الإنسان بحيث يكون الترقيم متسلسلًا داخل كل منطقة دون حدوث قفزات. ويكفي تحديد كل منطقة بإطار أو بنقرة لإتمام ترقيمها؛ وعند اختيار المنطقة التالية للترقيم يُبنى الترقيم على رقم آخر قطعة في المنطقة السابقة، فمثلًا إذا كانت المنطقة 1 تضم بعد التقسيم 7 قطع ورُقِّمت حتى C1C2-PCB-7، فإن المنطقة 2 المحددة سيبدأ ترقيمها تلقائيًا من C1C2-PCB-8، وهكذا دواليك.

تعليم أبعاد حواف التقسيم

3.5 تعليم مساحة القطع ووزنها بعد التقسيم

استنادًا إلى الملحق A من «كود أحمال تصميم الهياكل الإنشائية»، اختير الوزن الحجمي للخرسانة بمقدار 25KN/m³ لإجراء إحصاء الأوزان؛ كما تُحسب مساحة القطع لتسهيل أعمال لاحقة مثل حساب معدل التصنيع المسبق. وبمجرد توفر الخط المحيط للبلاطة وسماكتها يمكن إتمام التعليم بسرعة؛ وتُدار تعليمات المساحة والوزن هنا أيضًا عبر طبقة جديدة ^[2].

تعليم مساحة القطع ووزنها

3.6 إحصاء أحمال الجدران المعمارية على القطع بعد التقسيم

باستخدام الخطوط المحيطة للقطع والجدران المعمارية ثلاثية الأبعاد، يمكن بسرعة استخراج حجم الجدران المعمارية الواقعة فوق القطع، ويُحدَّد الوزن الحجمي استنادًا إلى الملحق A من «كود أحمال تصميم الهياكل الإنشائية» أو إلى التدابير الفنية الموحدة لمؤسسة التصميم، فيمكن سريعًا استنتاج الحمل السطحي للجدران على القطع، كما يلي:

إيجاد التقاطع بين الجسم الناتج من بثق الخط المحيط للبلاطة والجدران المعمارية ثلاثية الأبعاد

حساب تكراري للحمل السطحي لجدران البلاطة الناتج من التقاطع

4. خلاصة التطبيق

4.1 مزايا التطبيق

أدى التقسيم بالطريقة البارامترية إلى رفع كفاءة العمل رفعًا كبيرًا، وجعل القطع المقسَّمة متجانسة للغاية، وأظهر جميع مخططات التقسيم ضمن نطاق مقاسات وخطأ محددين، وبعضها قد لا يخطر بسهولة للإنسان بمفرده. والتقسيم والترقيم والإحصاء كلها أعمال شاقة، وكلما أمكن إنجاز الجزء البارامتري منها ارتفعت الكفاءة ارتفاعًا ملحوظًا. وفيما يلي مخططان منحيان للمقارنة، يمثل المنحنى الطريقة البارامترية ويمثل الخط المستقيم الطريقة التقليدية: عند استخدام التقسيم البارامتري لأول مرة، تمثل المرحلة oa في الشكل مرحلة مراقبة النمط وتشكيل المنطق والتصحيح، ويكون إنتاج هذه المرحلة صفرًا؛ وبعد تشكّل المنطق يُنجز الحاسوب العمل فيتحقق الإنتاج بسرعة. وبعد اكتمال الاختبار، عند مواجهة مشروع آخر في المرة الثانية لا تعود هناك مرحلة oa، إذ يمكن نقل المنحنى مباشرة إلى نقطة الأصل واستخدامه مباشرةً بكفاءة عالية.

مخطط مقارنة الكفاءة قبل تشكّل المنطق

مخطط مقارنة الكفاءة بعد تشكّل المنطق

4.2 سلبيات التطبيق

نظرًا لأن معظم الحالات الواقعية تكون فيها حواف البلاطة مسنودة، فقد استُخرجت الخطوط المحيطة للبلاطة فقط دون ربطها بحالة المساند؛ فعند التقسيم يُفترض افتراضًا أن جميع البلاطات مسنودة على أربعة أضلاع، وقد يحدث خطأ في الحكم على الحالات التي تنتمي بوضوح إلى البلاطات أحادية الاتجاه مثل السند على ضلعين متقابلين أو الكابولي. ولاحقًا، إذا كانت هناك حاجة فعلية للتمييز، يمكن تحميل عناصر المساند كالعارضات، وإجراء اختبار تعارض بين أضلاع البلاطة وعناصر المساند المحيطة بها، بما يحقق متطلبات التحديد.

4.3 تأملات في التطبيق

قُسِّم هذا التطبيق إلى ثلاثة أقسام: التقسيم والترقيم والإحصاء، ولم يُختَر دمجها في توليد واحد دفعة واحدة، والسبب أن التصميم الإنشائي عمل شديد الدقة؛ فأنا أفضل بعد كل توليد بالبرنامج أن يتولى الإنسان المراجعة والفحص مرة، فإذا لم تُكتشف مشكلات ينتقل إلى الخطوة التالية. ومقارنةً بالطريقة التقليدية التي تتطلب من الإنسان الرسم والفحص معًا، فإن الطريقة البارامترية لا تتطلب منه سوى بعض العمليات والفحص، والوقت الموفَّر يمكن استثماره في أعمال تصميمية أهم. وفي المرحلة الحالية تزداد البرمجيات الهندسية نضجًا يومًا بعد يوم، ويمكن الإكثار من دمجها مع التصميم أو التنفيذ، وانتقاء الأجزاء التي يظهر فيها بوضوح تفوقُ التحقيق عبر BIM أو البارامترية لتطبيقها، بما يرفع الدقة والكفاءة ويترك وقتًا أكبر للارتقاء بمستوى التصميم.

المراجع: [1] شيه تشونغ ليانغ، شيوي يي، تشانغ تشون لي، فانغ بو، قونغ تسونغ. تطبيق تقنية BIM البارامترية في التصميم الإنشائي لمظلة ملعب الهوكي في دورة الألعاب الآسيوية في هانغتشو [J/OL]. تكنولوجيا معلومات الهندسة المدنية والمعمارية

[2]تشانغ جي لي، تشي هنغ هاو. تطبيق تقنية BIM البارامترية في المباني غير النمطية [J]. مواد بناء جيانغسو، 2019(S1):52-54.

END

الآراء الواردة في هذا المقال تعبّر عن رأي الكاتب  حقوق النشر © Zhuwei Architectural Technology

يُحظر إعادة النشر دون تصريح

عند إعادة النشر يُرجى ذكر المصدر: Zhuwei Architectural Technology

      شركة Zhuwei للتكنولوجيا المعمارية هي شركة خدمات تقنية من طراز جديد، متخصصة في التحسين المتكامل للتصميم واستشارات BIM واستشارات التصميم المسبق الصنع. يجمع فريقنا مهندسين كبار من كبريات معاهد التصميم، ومديرين تنفيذيين سابقين في شركات عقارية، ومهندسي BIM ومهندسي تصنيع مسبق، ويقدم التحسين المتكامل للتصميم، والمراجعة الدقيقة للمخططات، واستشارات BIM مع تفصيل MEP، وخدمات التصميم المسبق الصنع.

      استشارات تحسين التصميم: نعمل امتداداً ومكملاً لإدارة التصميم لدى المطورين العقاريين، ونركز على الاستشارات والتحسين للمباني المدنية. عبر العملية بأكملها — أو في المراحل الرئيسية التي يحددها العميل — نضبط اقتصادية التصميم وعقلانيته وسلامته، ونزيل التكاليف غير الضرورية مع تحسين جودة المخططات بشكل قابل للقياس، محققين "تكلفة أقل وكفاءة أعلى".

      استشارات BIM: من خلال تقنيات البناء الرقمي، نساعد المصممين على تقليل الأخطاء ورفع الجودة في مرحلة التصميم، ونساعد المقاولين على توفير التكاليف وتخطيط تركيبات MEP عالية الجودة في مرحلة البناء، ونمد نماذج BIM إلى إدارة المرافق في مرحلة التشغيل — بالتعاون مع كبرى شركات البرمجيات.

      استشارات التصميم مسبق الصنع: تصميم كامل العملية على منصات BIM، باستخدام Revit وTekla لتفصيل مكونات PC. ترتبط هندسة المكونات وحديد التسليح بارامترياً — ما تراه هو ما تحصل عليه. نسلم مخططات جاهزة للثورة الصناعية 4.0 مع أطوال القص لكل قضيب حديد، ودعماً بإنترنت الأشياء لإنتاج مكونات PC وتخزينها ونقلها وتركيبها.

      يضم فريق خبرائنا كوادر من كبريات مؤسسات التصميم، بقاعدة تقنية راسخة وخبرة غنية في التصميم والتحسين المزدوج، مع قدرة تقنية ومستوى تحكم في صدارة القطاع.

—— هذا المقال مزامَن تلقائيًا من حساب WeChat الرسمي «Zhuwei Architectural Technology». اقرأ الأصل ——