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문제 정의
- 우선 BIM기반의 3D정보모델의 제반조건에 대한 분석과 함께 전통적인 2D 설계 프로세스에서 요구되는 정보의 체계적인 정리를 통하여 BIM도입의 적용성을 마련하고 통합 환경에서 적용할 해석 및 설계 프로세스를 구축하였다. BIM기반 해석 및 설계 프로세스의 구축을 위하여 전통적인 설계 프로세스의 구조적인 문제를 알아보고 이를 개선함과 동시에 3D 정보모델을 사용함으로 얻을 수 있는 설계 프로세스의 자동화 과정을 적극적으로 도입하기 위한 여러 가지 모듈 및 라이브러리들을 구축하는 방향으로 연구를 진행하였다.
- 현재 국내외 건설산업 전반의 동향은 생산 프로세스의 낙후성 탈피를 위한 건설 업무 전반에 걸친 협업을 위한 통합이며 그러한 통합 환경 내에서의 3D 정보모델로서 BIM을 도입하고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내외 토목 구조물의 전통적인 현행 설계 프로세스에 대한 고찰과 함께 통합 환경 내에서 실용 가능한 해석 및 설계 프로세스의 구축을 위한 연구를 진행하였다. 우선 BIM기반의 3D정보모델의 제반조건에 대한 분석과 함께 전통적인 2D 설계 프로세스에서 요구되는 정보의 체계적인 정리를 통하여 BIM도입의 적용성을 마련하고 통합 환경에서 적용할 해석 및 설계 프로세스를 구축하였다.
- 앞서 언급했던 도면정보와 재료정보로부터 고정하중을 계산하고, 설계기준정보로부터 계산서 작성시 고려해야할 각종 활하중을 결정하여 하중 케이스별 하중정보를 생성할 수 있도록 해야 할 뿐 아니라 이러한 정보가 해석 프로그램과 연계되어 원하는 시점, 원하는 위치에 하중이 가해지도록 할 수 있는 하중산정모듈을 구축한다. 또한 구조물의 구조계산서 작성 시 자주 사용되는 설계 기준을 라이브러리로 구축하고 이를 구조계산서 작성 시에 활용할 수 있도록 하여 더욱 효율적인 설계업무가 가능하도록 한다. 또한 구조계산서 내에 산재되어 있는 여러 가지 설계기준과의 비교를 통한 설계검토 부분을 하나로 모아 설계기준정보와의 연계를 통한 모듈로서 구축하여 손쉽게 설계기준검토결과를 확인할 수 있도록 한다.
- 본 연구에서는 토목구조물에 대한 3차원 정보모델 기반의 해석 및 설계 시스템의 구축을 위하여 닐센 아치교 상부구조를 대상으로 3차원 정보모델을 작성하고 데이터를 분석하여 BIM기반의 해석 및 설계 시스템을 구축할 수 있는 방안을 연구하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 기존의 토목구조물의 설계 및 해석은 해당 업무자가 도면을 확인하여 재료정보와 하중정보를 바탕으로 해석을 위한 유한요소 모델을 작성하여 해석을 수행하고 해석 결과 값과 설계기준정보를 바탕으로 구조계산서를 작성하여 구조설계를 하는 방식으로 이루어진다. 이 연구에서는 위에서 언급한 다양한 정보들이 시스템 내에서 직접 연계되어 해석 및 설계가 진행되는 프로세스를 마련하여 기존의 시스템에 가지는 단점을 보완하였다. 이러한 시스템의 구축을 위하여 각각의 정보들을 연계해주고 통합해 줄 수 있는 모듈들이 필요하며 각 모듈들을 활용한 정보의 흐름을 원만하게 해주는 어플리케이션이 필요하며 이 연구에서는 다음과 같은 설계 프로세스를 구축하였다.
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