Integrale Bauplanung und Industriebau

DC:{CD} Doctoral College Computational Design

Geometry Discretization for BIM-based Interdisciplinary Data-exchange of Architectural Geometry to Structural Analysis Models

Figure 1: Architectural BIM-Model, Figure 2: Repair of Elements, Figure 3: Analytical Model for FEM Analysis

Project Description

 The primary focus of this research topic will be on the geometry data exchange between architecture and structural design and analysis modelling, where the data and model exchange process through the IFC data format still requires compromises in modelling techniques and large re-adaptations both on the architect’s and on the engineer’s side. The development of a method for the discretization of BIM-geometry is required to bridge the semantic differences and varying needs in the modelling of architecture and structural engineering (e.g., slab-to-slab column in architecture vs. continuous column in FEM-models.). Algorithms are to be developed to solve the geometrical intersections for gaps occurring in IFC (coordination view) geometry with the aim of producing valid and ready-to-use models for FEM simulation. A software should be developed allowing users to import IFC geometry, run automation-procedures for model repair and to graphically control the repair results before passing on the model into FEM software. This tool is meant to significantly decrease the effort of re-adapting architectural BIM geometry for structural simulation purposes and hence to enable a more effective interdisciplinary BIM-supported design process.

 

Projektbeschreibung

Der Hauptfokus dieses Forschungsprojektes liegt am Austausch von Geometriedaten zwischen Architektur- und Tragwerksmodellen, welche im Design- und Berechnungsablauf zum Einsatz kommen, bei welchen der Daten- und Modellaustausch über das IFC-Format erfolgt und noch Kompromisse in der Modellierungstechnik sowohl auf Seiten der Architektur, als auch der Tragwerksplanung von Nöten sind. Die Entwicklung einer Methode, zur Diskretisierung der BIM-Geometrie ist erforderlich, um die semantischen Unterschiede und variierenden Bedürfnisse aus Architektur und Tragwerksplanung zu koppeln (zB.: Decke-zu-Decke Stütze eines Architekturmodells vs. durchgängige Stütze in einem FEM-Modell). Hierzu müssen Algorithmen geschaffen werden, um geometrische Schnittstellen für die in IFC vorhandenen Lücken, mit dem Ziel valide und für FEM-Simulation einsatzbereite Modelle zu schaffen. Die Schaffung einer Software, welche dem Nutzer die Möglichkeit bietet IFC Geometrie zu importieren und anschließend eine automatische Modell-Reparation durchläuft und die Ergebnisse graphisch kontrolliert, bevor das Modell in die FEM-Software transferiert wird, ist erstrebenswert. Dieses Werkzeug soll den Aufwand signifikant reduzieren, der für die Adaptierung von architektonischer BIM Geometrie zur Nutzung der Tragwerksberechnung aufgewandt werden muss, um so einen effektiveren interdisziplinären BIM-gestützten Planungsprozess zu schaffen.

Projekt:

(DC:{CD})

Links:

Doctoral College

Researcher: 

Kolleg. Dipl.-Ing. Goran Sibenik

Supervisor: 

This topic is supervised by a team of 3 supervisors. Lead supervisor is Iva Kovacic (Institute of Interdisciplinary Building Process Management). Additional supervisors are Georg Suter (Institute of Architectural Sciences) and Helmut Pottmann (Institute of Discrete Mathematics and Geometry).