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과제기본정보

BIM 기반 RC구조와 강구조 표준상세 연구 및 데이터베이스구축1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 도시건축연구사업 과제번호 10CHUD-C056849-01
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 시설물 설계 해석기술 | 건축 적용분야 건설업
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 BIM 기반 RC구조와 강구조 표준상세 연구 및 데이터베이스구축
주관연구기관 (사)한국건축구조기술사회
총괄연구 책임자 성명 김민수
소속 (사)한국건축구조기술사회 직위 연구원
기관 대표번호 02-566-4711 FAX 02-566-4729
총 연구기간 2010-12-29 ~ 2012-07-28
당해연도 연구기간 2010-12-29 ~ 2011-09-28

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 300,000,000 17,000,000 133,000,000 150,000,000 450,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 과거 몇몇 제조업(선박, 항공, 자동차)에서는 IT와의 융합을 통해 생산성과 효율성을 증대시키는 결과를 얻어냈으나 건설업의 경우 IT와의 융합이 원활하지 않아 생산성 및 효율성이 더 이상 증대되지 않았다.
이를 약 10년 전부터 문제점으로 인식하기 시작하여 해외 여러 학계 및 협회 등에서 BIM의 개념이 소개되면서 IT와의 융합이 이루어지기 시작하였다.
국내의 경우에는 약 3년 전부터 BIM개념이 도입되었고 현재 시범적으로 몇몇 프로젝트가 발주되어 BIM 설계가 수행되고 있으나 BIM의 외형적인 DATA 에만 치중되어 있고 BIM의 활용이나 활용에 필요한 정보면에서는 제대로 이루어지지 않고 있으며 이에 대한 검증 및 검토 기능도 없는 상태이다.
따라서 BIM기술을 전체 건축분야에 걸쳐 활용하고 관리하기 위한 선행요건인 골조BIM을 건축구조 현업에 적용하는 것이 본 연구개발의 목적이다. 그리고 이를 위해서 개방형 골조BIM 요소기술을 개발하고 이의 활성화를 위한 인프라 구축을 목표로 설정하였다. 그리고 이러한 목표를 달성할 수 있도록 연구내용 및 성과물을 설정하였다.
최종목표 본 연구개발의 목적은 BIM기술을 전체 건축분야에 걸쳐 활용하고 관리하기 위한 선행요건인 골조BIM을 건축구조 현업에 적용하는 것이 본 연구개발의 목적이다. 이를 위해서는 개방형 BIM기술의 현업 적용 활성화의 기술적 토대를 축적해야 하며, 이는 개방형 BIM 기반 골조설계 정보의 유통에 대한 요소기술 및 데이터베이스 구축과 프로세스 표준화를 통해서 이루어질 수 있다. 이러한 점을 고려하여 본 연구개발에서는 개방형 골조BIM 요소기술을 개발하고 이의 활성화를 위한 인프라 구축을 구체적인 목표로 설정하였고 연구목표를 효과적으로 달성할 수 있도록 연구내용을 구성하였다. 연구개발의 최종 성과물은 1) 개방형 BIM 기반 설계단계별 골조설계 지침서, 2) 개방형 BIM 기반 설계단계별 구조설계도서 지침서, 3) RC구조 배근상세 데이터베이스와 강구조 접합상세 데이터베이스, 4) 한국형 골조설계정보 개방형 정보모델, 5) 개방형 BIM 기반 골조설계 교육프로그램 및 교재, 6) 한국형 골조설계정보 개방형 정보모델의 표준화이다.
연구내용 및 범위 개방형 BIM 기반 RC배근/강구조 상세 및 데이터베이스 구축
RC배근 및 강구조 표준상세 기초자료수집 및 분석 : 한국건축구조기술사회와 한국강구조학회에서 출판한 “철근콘크리트 배근상세”, “강구조 표준접합상세지침” 등의 자료들을 수집 및 분석하여 배근상세지침 및 매뉴얼을 작성하는데 활용
개방형 BIM 기반 RC배근/강구조 상세 및 데이터베이스 구축 : 개방형 BIM 기반으로 한 RC구조와 강구조의 구조상세를 BIM에 활용하여 설계하고 도면화할 수 있도록 데이터베이스를 구축

설계단계별 BIM모델링 프로세스 정립
현행 설계단계별 모델링 범위 및 방법 분석 : 회원사를 대상으로 기존에 BIM으로 수행되었거나 일반 구조설계로 수행된 프로젝트 수집?검토하여 설계단계별 BIM 모델링 프로세스 정립에 필요한 자료(골조BIM 작성에 필요한 기존에 자주 사용되어 온 BIM Tool 별 라이브러리, 패밀리, 템플릿 등)를 수집한다. 수집된 자료와 해외사례를 검토하고 시공사, 설계사와 협의하여 설계단계(기본/실시)별로 필요로 하는 구조평면도, 구조배근리스트, 구조상세의 상세수준에 대해서 정하여 골조BIM 모델링 범위를 결정한다. 또한 BIM Tool 별 제공되거나 적용될 수 있는 기능을 검토하여 프로젝트 성격(정형/비정형, 규모 등)에 맞게 사용될 수 있도록 제안하고 공통적으로 제공되는 기능에 대해서는 모델링 지침으로 정해질 수 있도록 한다.
BIM 기반 골조상세 설계단계별 표준제시 : BIM Tool에서 공통적으로 제공되는 IFC 포맷과 이번 연구에서 추가적으로 개발될 골조상세에 필요한 정보모델을 토대로 하여 골조상세 설계단계(기본/실시)별 표준을 제시하는 것으로서 1차년도에서는 표준으로 지정될 수 있는 내용이나 범위를 찾아서 그 초안을 정하도록 한다.

설계단계별 설계도서 표현 표준화
현행 설계단계별 구조설계도서 작성범위 및 방법 분석 : 회원사를 대상으로 기존에 BIM 으로 수행되었거나 일반 구조설계로 수행된 프로젝트 수집?검토하여 설계단계별 설계도서 표현에 필요한 자료(골조BIM 작성에 필요한 기존에 자주 사용되어 온 BIM Tool 별 라이브러리, 패밀리, 템플릿 등)를 수집한다. 수집된 자료와 해외사례를 검토하고 시공사, 설계사와 협의하여 설계단계(기본/실시)별로 필요로 하는 도면의 종류(구조평면도, 구조단면도, 구조입면도, 각종 구조리스트 및 상세)와 상세수준을 결정하고 가능하면 도면스타일도 정하도록 한다.
설계단계별 BIM 기반 구조설계도서 표준제시 : 구조도면을 작성하는 용역이 건설업에서 가장 중요한 부분이지만 그 용역에 대한 대가가 적다보니 현재 구조설계 현업에서 구조도면을 작성하는 경우가 거의 없는 것으로 조사되었다. 그러나 BIM 으로 프로젝트가 발주되다보니 구조도면에 대한 부분을 구조설계사무실에서 작성해야 하는 경우가 많아질 것으로 예상되므로 구조도면에 대한 품질을 적정한 수준 이상으로 하기 위해서 구조설계도서의 표준이 제시되어야 한다. 이에 1차년도에서는 표준으로 지정될 수 있는 내용이나 범위를 찾아서 그 초안을 정하도록 한다.
개방형 BIM 기반 골조상세 데이터베이스 구축
기존 정보모델 분석 : 현재 발표된 IFC2x3의 계층구조를 분석해서 프로젝트, 대지, 건물, 층, 요소(building element) entity의 포함관계 및 유의사항 등을 파악한다. 또한 각 entity의 위치나 형상을 표현하는 방법들을 구체적으로 파악한다. 이를 바탕으로 구조상세 모델링 지침을 합리적으로 지원할 수 있는 형상 표현방법을 결정하고, 이에 더하여 PSet의 활용가능성을 파악한다.
설계단계별 개방형 BIM 기반 골조설계 지침서 개발
골조설계 지침서 개발 : 1차년도에서 작성된 초안에 대해서 현업에 바로 적용이 될 수 있도록 구조사무실, 시공사 등에 이에 대한 의견을 수렴하여 발전시켜 설계단계별 개방형 BIM 기반 골조설계 지침서를 개발한다. 또한 골조BIM 활용방안에 대한 컨텐츠를 개발하고 이에 필요한 기본적인 정보들에 대해서도 지침서에 언급하도록 한다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 설계단계별 골조상세 개방형 BIM 기반 모델링 프로세스 정립
골조상세 데이터베이스 구축
설계단계별 구조설계도서 표현 표준화
골조설계정보 IFC스키마 개발
현행 설계단계별 골조상세 모델링 범위 및 방법 분석
개방형 BIM 기반 골조상세 설계단계별 표준제시
골조상세 표준상세 자료수집
개방형 BIM 기반 골조상세 데이터베이스 구축방법 및 문제점 및 분석
골조상세 표준상세 자료수집
개방형 BIM 기반 골조상세 데이터베이스 구축방법 및 문제점 및 분석
골조상세 표준상세 자료수집
개방형 BIM 기반 골조상세 데이터베이스 구축방법 및 문제점 및 분석
연구성과 기술적 기대성과 구조분야 실무에서의 BIM 기술 적용 활성화
- 골조상세 모델링 등 골조BIM 완성도 향상
- 골조BIM 완성도 향상으로 BIM 설계 품질 향상 및 비용 절감 실현
- BIM 적용에 따른 투자 효과 확대로 관련 기술 활성화에 기여
BIM 기술 국산화
- 국내 구조설계기준, KS 등 국내 환경 반영한 BIM 요소기술 자립
- 해외 기술 의존도 줄이고 국제표준에 이바지함
정보 호환성 향상
- 골조상세 표준화 및 데이터베이스 구축으로 설계/시공 주체간 정보 유통 및 호환성 향상
- 정보 재생산 비용 최소화
사회 경제적 파급효과 표준화된 골조상세 및 구조도면을 통한 시공품질 향상
- BIM 기반의 골조상세 표준화를 통하여 시공 원가절감 및 품질 향상 기대
- 표준화된 골조상세 및 구조도면을 통한 현장 숙련도 향상, 시공오류 감소 및 현장 시공 정밀도 향상
- 표준화된 골조상세 및 구조도면을 통한 골조 설계 생산성 향상
골조상세 표준화 및 데이터베이스 구축으로 관련기술 중복투자 방지
- 골조BIM 요소기술인 골조상세 표준화로 개인 차원의 중복투자 방지
생산성 향상에 따른 비용 절감
- 설계 오류 감소 및 불필요한 도면으로 품질향상, 소요인력 감소 및 시간절약에 따른 비용 절감 기대
- 정확한 골조 상세 도입으로 골조 물량 및 시공비용 절감 기대
- 상세제작 프로그램과 연계하여 자동화구현, 그에 따른 물량감소, 시간 및 인력감소 기대
전문인력양성
- 골조상세 BIM을 다루는 고급 엔지니어링 인력 양성
- 개방형 BIM의 기본인 IFC의 구조, 내용, Translator 프로그램 개발에 관련된 전문지식을 보유한 엔지니어링 인력 양성
활용방안 현장적용 방안
- BIM 기반 골조설계지침서 및 구조설계도서 작성지침서를 설계사무소, 구조사무소 및 시공사에 우선 보급하여 적용하도록 함
- 3D골조모델에 한국형 골조상세 표준 D/B를 적용하여 골조BIM 설계의 품질을 향상시킴
실용화?제품화 방안
- 개방형 BIM 기반 골조설계정보를 IFC포맷을 이용하여 통합 BIM 도구와 유통
- BIM tool(Revit, ArchiCAD, Bentley, Digital Project)에 plug-in으로 제작하도록 하여 보급
- 소프트웨어 업계, 자재업체 및 컨텐츠 제공자에게 보급하여 골조상세 BIM 라이브러리 및 컨텐츠의 확산참여 유도
미래원천기술 확보, 신산업 창출 등 예상되는 활용분야 및 활용방안
- 3개 신성장동력산업 : 녹색기술산업, 첨단융합산업, 고부가가치 서비스 산업
기술이전
- 교육 및 강습회 등으로 기술사 및 발주자에게 기술이전
후속연구
- PC, 합성구조 부재제작 및 가공현장조립
현장적용 방안
- BIM 기반 골조설계지침서 및 구조설계도서 작성지침서를 설계사무소, 구조사무소 및 시공사에 우선 보급하여 적용하도록 함
- 3D골조모델에 한국형 골조상세 표준 D/B를 적용하여 골조BIM 설계의 품질을 향상시킴
실용화-제품화 방안
- 개방형 BIM 기반 골조설계정보를 IFC포맷을 이용하여 통합 BIM 도구와 유통
- BIM tool(Revit, ArchiCAD, Bentley, Digital Project)에 plug-in으로 제작하도록 하여 보급
- 소프트웨어 업계, 자재업체 및 컨텐츠 제공자에게 보급하여 골조상세 BIM 라이브러리 및 컨텐츠의 확산참여 유도
미래원천기술 확보, 신산업 창출 등 예상되는 활용분야 및 활용방안
- 3개 신성장동력산업 : 녹색기술산업, 첨단융합산업, 고부가가치 서비스 산업
기술이전
- 교육 및 강습회 등으로 기술사 및 발주자에게 기술이전
후속연구
- PC, 합성구조 부재제작 및 가공현장조립
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 구조상세 BIM 모델링 지침 도면작성 지침 개방형 정보모델
영문 structural detail BIM guidelines for modeling guidelines for drawings IFC Schema
최종보고서
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