Thiết Kế Kết Cấu Với BIM Giải Pháp Tối Ưu Chi Phí Dự Án

Thiết kế kết cấu với BIM không chỉ là bước dựng mô hình 3D cho đẹp và trực quan. Đối với một dự án cao tầng, giá trị thật nằm ở chỗ kết cấu được đặt trong mối quan hệ tổng thể với kiến trúc và MEP – để phương án cuối cùng vừa an toàn, vừa khả thi, vừa kiểm soát được chi phí từ sớm.

Thiết Kế Kết Cấu Với BIM Không Chỉ Là Dựng Mô Hình 3D

Khi nhắc đến ứng dụng BIM trong thiết kế kết cấu, nhiều người hình dung BIM là phần mềm dựng mô hình 3D sắc nét, hay công nghệ thiết kế kết cấu hiện đại. Tuy nhiên, đó chưa phải là cách hiểu đúng về thiết kế kết cấu với BIM

BIM là một hệ sinh thái làm việc – một quy trình quản lý thông tin xuyên suốt vòng đời dự án. Trong quy trình BIM, Revit là công cụ dựng mô hình 3D trong khi ETABS và SAFE là phần mềm hỗ trợ quá trình tính toán kết cấu, sử dụng các công cụ này đơn thuần thì chưa thể được xem là “đã triển khai BIM”

Điều tạo ra giá trị thật của thiết kế kết cấu với BIM là mô hình kết cấu đó có đủ dữ liệu để phối hợp, đủ chính xác để kiểm tra và đủ đồng bộ để triển khai hồ sơ hay không. 

Một mô hình kết cấu chỉ có giá trị khi nó không đứng một mình, mà được phối hợp chặt chẽ với kiến trúc, MEP và yêu cầu thi công thực tế.

Cần lưu ý: Nếu tọa độ, cao độ hoặc dữ liệu đầu vào của mô hình sai, việc kiểm tra xung đột sau đó gần như mất ý nghĩa. Tất cả xuất phát từ chất lượng dữ liệu nền.

Kết Cấu Trong Dự Án Cao Tầng Ảnh Hưởng Đến Chi Phí Như Thế Nào?

Với nhà cao tầng, quyết định về kết cấu ảnh hưởng đến gần như mọi hạng mục chi phí. Kích thước cột, chiều cao dầm, chiều dày sàn, phương án móng – những con số đó quyết định bao nhiêu vật liệu được sử dụng, bao nhiêu không gian bị chiếm dụng và MEP có thể đi theo tuyến nào.

Tối ưu kết cấu không phải là làm cấu kiện nhỏ nhất có thể. Đó là chọn phương án an toàn, hợp lý và ít kéo theo phát sinh ở các bộ môn khác. Một dầm lớn hơn mức cần thiết có thể làm giảm thông thủy – ảnh hưởng trực tiếp đến chiều cao tầng, trần kỹ thuật và toàn bộ hệ thống MEP bên dưới.

Đối với các dự án cao tầng, một thay đổi ở dầm, sàn hoặc lỗ mở có thể kéo theo tác động đến MEP, thông thủy, dự toán và tiến độ thi công. Đây là lý do kết cấu cần được đưa vào quy trình phối hợp sớm, không phải chờ sau khi kiến trúc và MEP đã hoàn thiện.

Ứng Dụng BIM: Giải Pháp Phối Hợp Kết Cấu - Kiến Trúc - MEPF Trên Cùng Một Hệ Dữ Liệu

Đây là điểm mà thiết kế kết cấu với BIM tạo ra sự khác biệt thực sự. Khi 3 bộ môn được đặt vào cùng một môi trường dữ liệu:

• Kiến trúc cung cấp mặt bằng, cao độ, yêu cầu thông thủy, vị trí lõi giao thông, hộp kỹ thuật.
• Kết cấu xác định hệ khung chịu lực: cột, dầm, sàn, vách, móng, lỗ mở cần đặt trước.
• MEP lập kế hoạch tuyến ống gió, ống nước, máng cáp, phòng kỹ thuật, shaft đi qua các tầng.

>>> Xem thêm:BIM Trong Thiết Kế Nhà Cao Tầng: Công Cụ Hay Quy Trình?

Khi 3 bộ môn làm việc riêng lẻ, xung đột thường chỉ xuất hiện ở giai đoạn triển khai thi công – lúc đó chi phí xử lý sẽ cao hơn rất nhiều so với nếu được phát hiện từ giai đoạn thiết kế.

Ống gió vướng dầm, trần kỹ thuật không đủ thông thủy, shaft chưa được chốt vị trí – những vấn đề này không phải hiếm gặp trong dự án cao tầng. Và hầu hết đều có thể xử lý sớm hơn nếu 3 bộ môn được combine trong cùng quy trình từ thiết kế cơ sở.

Ở vai trò tổng thầu thiết kế, Song Anh không nhìn kết cấu như một phần việc tách riêng. Kết cấu được đặt trong quan hệ với kiến trúc và MEP ngay từ giai đoạn cơ sở – để phương án sau cùng vừa an toàn, vừa phối hợp được, vừa giảm rủi ro phát sinh.

Cần lưu ý: Mô hình kết cấu trong BIM chỉ đáng tin cậy khi dữ liệu đầu vào được chuẩn bị đúng và đầy đủ. Những thứ cần chốt từ sớm bao gồm:

• Kiến trúc: mặt bằng, cao độ tầng, vị trí cột – vách – lõi, yêu cầu thông thủy.
• Grid và level: hệ tọa độ chung cho toàn bộ dự án – kiến trúc, kết cấu, MEP phải dùng chung một hệ.
• Tải trọng: tải sử dụng, tải tường ngăn, tải thiết bị MEP, tải đặc biệt nếu có.
• Vật liệu: cấp bê tông, cường độ cốt thép, tiêu chuẩn áp dụng (TCVN và các tiêu chuẩn quốc tế).
• Địa chất: số liệu khảo sát để xác định phương án nền móng.
• Không gian MEP: chiều cao hệ thống, shaft chính, phòng kỹ thuật, lỗ mở cần gia cường.

Vai Trò Của ETABS, SAFE Và Revit Trong Quy Trình Kết Cấu

Ba công cụ này thường xuất hiện cùng nhau trong quy trình thiết kế kết cấu, nhưng vai trò của mỗi công cụ khác nhau rõ ràng:

• ETABS: phần mềm phân tích kết cấu không gian, dùng để tính toán tải trọng, nội lực, kiểm tra ổn định tổng thể của công trình. Đây là công cụ tính toán, không phải công cụ BIM.
• SAFE: phần mềm chuyên dùng cho bài toán phẳng như sàn, móng bè, phản lực đầu cọc, độ lún. SAFE không thay thế ETABS mà đi sâu hơn vào các bài toán cụ thể mà ETABS cung cấp số liệu đầu vào.
• Revit: công cụ mô hình hóa trong hệ sinh thái BIM. Kết cấu được dựng trong Revit với đầy đủ thông tin cấu kiện, sau đó phối hợp với kiến trúc – MEP, kiểm tra va chạm, xuất bản vẽ và khối lượng khi model đạt chất lượng yêu cầu.

>>> Tìm hiểu thêm:Thiết Kế Kết Cấu Bằng ETABS Được Thực Hiện Ra Sao?

Điều quan trọng cần hiểu đúng: không phần mềm nào trong số này tự động tối ưu chi phí hay tự động thiết kế an toàn. Phần mềm chỉ cung cấp kết quả tính toán. Kỹ sư vẫn phải kiểm tra, đối chiếu tiêu chuẩn, xem xét điều kiện thực tế và đưa ra quyết định kỹ thuật.

Thiết Kế Kết Cấu Với BIM Hỗ Trợ Tối Ưu Chi Phí Dự Án Ra Sao?

BIM không tự động làm dự án rẻ hơn. BIM giúp đội ngũ thiết kế nhìn thấy vấn đề sớm hơn để ra quyết định đúng hơn. Và trong thiết kế kết cấu, điều đó tạo ra giá trị theo nhiều lớp:

• Giảm rủi ro sửa đổi khi ra công trường: khi kết cấu phối hợp sớm với kiến trúc và MEP, các mâu thuẫn được xử lý ở bàn vẽ thay vì ngoài công trường.
• Kiểm soát khối lượng vật liệu tốt hơn: tiết diện cấu kiện được tối ưu theo phương án chịu lực thực tế, không dư thừa không cần thiết.
• Dự toán có cơ sở rõ hơn: mô hình đủ dữ liệu giúp bóc tách khối lượng chuẩn xác hơn, hạn chế sai lệch giữa dự toán thiết kế và dự toán thi công.
• Hỗ trợ ra quyết định sớm về phương án: chủ đầu tư có thể nhìn rõ tác động của từng lựa chọn kết cấu đến không gian, chi phí và tiến độ.

>>> Xem thêm dự án:KHU CHUNG CƯ NOXH TIÊU CHUẨN SINGAPORE K - HOME NEW CITY BÌNH DƯƠNG - KIM OANH GROUP

Tại Song Anh, thiết kế kết cấu được triển khai trong quy trình BIM không chỉ để phục vụ tính toán, mà còn để mô hình phục vụ phối hợp, kiểm tra và ra hồ sơ thi công đồng bộ. Khối lượng bê tông và cốt thép từ mô hình có thể đạt mức LOD 400–450 có thể xuất tự động với độ chính xác rất cao.

Những Lầm Tưởng Về BIM Trong Thiết Kế Kết Cấu

Dưới đây là những sai lầm phổ biến, gặp ở cả người mới học lẫn các dự án đã triển khai thực tế:

• Nghĩ có mô hình 3D là đã có BIM: 3D chỉ là hình thức trình bày. BIM là quy trình quản lý thông tin – mô hình phải có đủ dữ liệu hình học lẫn phi hình học (thông số vật liệu, ngày bảo hành, thông tin thiết bị…) mới phục vụ được BIM.
• Tách kết cấu khỏi kiến trúc và MEP: khi 3 bộ môn làm việc riêng lẻ, clash chỉ xuất hiện sau khi hồ sơ hoặc thi công đã đi quá xa. Lúc xử lý, chi phí thường tăng gấp bội.
• Không thống nhất tọa độ và cao độ: hệ tọa độ lệch nhau giữa các bộ môn khiến mô hình combine không phản ánh thực tế. Kết quả kiểm tra va chạm mất ý nghĩa.
• Dựng model chỉ để trình diễn: mô hình đẹp nhưng không đủ thông tin, không kiểm soát được dữ liệu, không xuất được khối lượng đáng tin – thì giá trị kỹ thuật gần như bằng không.
• Tin hoàn toàn vào kết quả phần mềm: phần mềm chỉ ra vấn đề. Phán đoán kỹ thuật, kinh nghiệm và hiểu biết về điều kiện thực tế vẫn là trách nhiệm của kỹ sư.

Thiết Kế Kết Cấu Tối Ưu Cần Một Quy Trình Tổng Thể, Không Chỉ Một Bộ Môn

Kết cấu là bộ khung an toàn của công trình – nhưng một bộ khung tốt không chỉ đảm bảo chịu lực. Nó cần phù hợp với công năng kiến trúc, không cản trở MEP và cho phép thi công đúng hồ sơ.

Việc triển khai BIM giúp bộ khung kết cấu được phối hợp chặt chẽ trong cùng một quy trình với kiến trúc và MEPF.

Khi kết cấu được thiết kế song song với kiến trúc và MEP trong cùng một quy trình dữ liệu, chủ đầu tư có thể nhìn rõ hơn tác động của dầm, cột, sàn, vách, shaft và lỗ mở lên thông thủy, công năng và chi phí.

Một đơn vị tổng thầu thiết kế có năng lực phối hợp đa bộ môn giúp chủ đầu tư giảm rủi ro khi các bộ môn làm rời rạc: ít phát sinh hơn, hồ sơ đồng bộ hơn và quyết định sớm hơn về phương án kỹ thuật.

Tổng Thầu Thiết Kế Song Anh tự hào là đơn vị tiên phong ứng dụng BIM trong các dự án công trình cao tầng combine ba bộ môn thiết kế trên cùng một hệ dữ liệu để mang lại giải pháp thiết kế tối ưu nhất về mặt chi phí, công năng cũng như thẩm mỹ cho dự án.

—————————————— 

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG SONG ANH (SA)

Toà nhà Gia Định - 566 Quốc Lộ 13, Phường Hiệp Bình, (Thủ Đức) TP.HCM

Hotline: 0962 860 220

Email: songanh.cm1@gmail.com

Website: sa-corp.vn