Hoàn thiện việc áp dụng công nghệ bim trong thiết kế kết cấu công trình tại công ty cổ phần công nghệ xây dựng ceg vn (tomtat)

Trang 1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI --- CAO MINH TÂM HOÀN THIỆN VIỆC ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ BIM TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH TẠI CƠNG TY CỔ PHẦN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

-

CAO MINH TÂM

HOÀN THIỆN VIỆC ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ BIM TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN

CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CEG VN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Hà Nội _ 2023

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

-

CAO MINH TÂM KHÓA: 2021 - 2023

HOÀN THIỆN VIỆC ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ BIM TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN

CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CEG VN

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng

Mã số: 8580201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS LÊ ANH DŨNG

XÁC NHẬN CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN

Hà Nội _ 2023

LỜI CẢM ƠN

Trước hết tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trường, quý thầy cô trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô Khoa Sau đại học đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành khóa học

Tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến PGS.TS Lê Anh Dũng, thầy đã tận tình trực tiếp chỉ bảo và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận văn này

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong tiểu ban luận văn đã cho tôi những góp ý quý báu để hoàn chỉnh Luận văn

Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình và gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn quan tâm chia sẻ, động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện Luận văn

Mặc dù rất cố gắng, song luận văn vẫn không tránh khỏi những hạn chế

và sai sót Kính mong nhận được sự góp ý của các thầy cô cùng các bạn đồng nghiệp!

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Cao Minh Tâm

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Cao Minh Tâm

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các ký hiệu và các chữ cái viết tắt

Danh mục các bảng, biểu

Danh mục các hình vẽ đồ thị

MỞ ĐẦU 1

* Lý do chọn đề tài 1

* Mục tiêu nghiên cứu 2

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

* Phương pháp nghiên cứu 2

* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

* Cấu trúc luận văn 3

NỘI DUNG 4

CHƯƠNG I : THỰC TRẠNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIM TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG CEG VN 4

1.1 Khái quát về công nghệ BIM 4

1.1.1 Giới thiệu về công nghệ BIM 4

1.1.2 Tình hình sử dụng công nghệ BIM ở các nước trên thế giới và Việt Nam 6

1.2 Lợi ích của công nghệ BIM trong thiết kế kết cấu 14

1.2.1 Lợi ích của công nghệ BIM trong xây dựng 14

1.2.2 Lợi ích của công nghệ BIM trong quá trình thiết kế kết cấu 15

1.3 Ứng dụng BIM trong thực tiễn thiết kế kết cấu tại Công ty cổ phần công

nghệ xây dựng CEG VN 17

1.3.1.Sơ lược về Công ty Cổ phần công nghệ xây dựng CEG VN 17

1.3.2 Nhân sự 17

1.3.3 Ứng dụng BIM và mức độ phát triển mô hình 21

1.3.4 Quy trình áp dụng công nghệ BIM trong thiết kế kết cấu 27

1.3.5 Nhận xét chung về chất lượng thiết kế 31

1.4 Những hạn chế và nguyên nhân trong ứng dụng công nghệ BIM tại Công ty cổ phần công nghệ xây dựng CEG VN 33

1.4.1 Hạn chế về mặt kỹ thuật, công nghệ, phần mềm và quy trình thiết kế 33

1.4.2 Hạn chế về con người 37

1.4.3 Hạn chế về mặt tổ chức, pháp lý 39

CHƯƠNG II: CƠ SỞ PHÁP LÝ VÀ KHOA HỌC CỦA ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BIM TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 40

2.1 Cơ sở pháp lý ứng dụng công nghệ BIM trong thiết kế kết cấu 40

2.2 Cơ sở khoa học của ứng dụng công nghệ BIM trong xây dựng 44

2.2.1 Công nghệ mô hình CAD thông thường 44

2.2.2 Hạn chế của hệ thống CAD hai chiều 45

2.2.3 So sánh quá trình làm việc giữa ba chiều BIM với hai chiều CAD hiện nay 47

2.2.4 Công nghệ mô hình BIM trong thiết kế kết cấu công trình 50

2.2.5 Các công cụ ứng dụng BIM trong thiết kế kết cấu 55

CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT HOÀN THIỆN VIỆC ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ BIM TRONG THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 59

3.1 Khắc phục những hạn chế trong việc áp dụng công nghệ BIM trong thiết kế kết cấu công trình 59

3.1.1 Lựa chọn nhà quản lý BIM ( BIM Manager) 59

3.1.2 Đề xuất về chi phí và thời gian cho việc sử dụng phần mềm BIM 60

3.1.3 Xây dựng kế hoạch áp dụng BIM 61

3.1.4 Đào tạo kỹ sư BIM và nguồn nhân lực BIM 64

3.1.5 Phân tích đánh giá và điều chỉnh quá trình thực hiện 66

3.1.6 Cập nhật các phần mềm mới và xu hướng mới 67

3.2 Đề xuất hoàn thiện các bước áp dụng công nghệ BIM trong thiết kế kết cấu công trình 68

3.2.1 Tiếp nhận số liệu đầu vào chuẩn bị cho dự án 68

3.2.2 Xây dựng mô hình thiết kế 3D 70

3.2.3 Phân tích kết cấu 75

3.2.4 Tập hợp các dữ liệu từ mô hình thiết kế các bộ môn 78

3.2.5 Phát hiện và kiểm tra xung đột 79

3.3 Đề xuất hoàn thiện áp dụng trên công trình xây dựng 81

3.3.1 Xây dựng kế hoạch BIM (BEP) 81

3.3.2 Xây dựng mô hình thông tin công trình BIM 3D 86

3.3.3 Phân tích kết cấu 89

3.3.4 Phát hiện và kiểm tra xung đột 90

3.4 Đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng sản phẩm thiết kế 92

3.4.1 Giải pháp quản lý chất lượng thiết kế 92

3.4.2 Nâng cao chất lượng sản phẩm thiết kế 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100

Kết luận: 100

Kiến nghị: 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

Số hiệu

Bảng 1.1

Danh sách nhân viên và trình độ cán bộ nhân viên của CEG VN 18 Bảng 1.2 Mức độ phát triển mô hình các cấu kiện 25 Bảng 2.1

So sánh giữa BIM và CAD đối với các đặc tính

Bảng 3.1 Bảng thông tin tổng quát của dự án 82 Bảng 3.2 Bảng phân chia nhiệm vụ của dự án 82 Bảng 3.3 Bảng ví dụ đặt tên mô hình của dự án 83 Bảng 3.4 Bảng ví dụ đặt tên theo phân đoạn 84 Bảng 3.5 Bảng quy ước đặt tên bản vẽ 84 Bảng 3.6 Bảng quy ước phân loại bản vẽ 84 Bảng 3.7 Bảng quy ước cập nhật thông tin mô hình 85 Bảng 3.8 Bảng xung đột điển hình của dự án 91

DANH MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA

Số hiệu

Hình 1.1 Tình hình áp dụng BIM trên thế giới 10 Hình 1.2 Mô hình BIM của dự án South Falls 1 26 Hình 1.3 Hình ảnh thực tế thi công tại dự án SouthFalls 1 26 Hình 1.4 Mô hình BIM của dự án LC3 DATA CENTER 27

Hình 1.5

Mô hình BIM 3D kết cấu của dự án LC3 DATA

Hình 1.6 Quy trình thiết kết cấu sử dụng BIM 28 Hình 1.7 Sơ đồ tổng thể quá trình xử lý xung đột 30 Hình 1.8 Quy trình phối hợp xử lý xung đột 31 Hình 3.1 Mô hình BIM 3D kết cấu của dự án DC 16 89 Hình 3.2 3D Mặt bằng kết cấu tầng 2 89 Hình 3.3 3D cấu kiện cột và vách điển hình của dự án DC 16 90

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Các từ viết tắt Nội dung

(Mô hình thông tin công trình)

1

MỞ ĐẦU

* Lý do chọn đề tài

Mô hình thông tin công trình ( Building Information Modeling –BIM)

đã được áp dụng ở các dự án xây dựng tại Việt Nam trong khoảng 10 năm gần đây.Nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã khảo sát và đánh giá những lợi ích cũng như những khó khăn khi áp dụng BIM trong suốt vòng đời dự án Tuy nhiên, cải tiến khả năng áp dụng của BIM vẫn luôn là một thách thức lớn đối với ngành công nghiệp xây dựng Để tiếp cận với cuộc cách mạng 4.0 trên cơ

sở ứng dụng công nghệ thông tin, trí tuệ nhân vào hoạt động thiết kế xây dựng

và vận hành công trình như một công cụ cho quản lý dự án và vận hành công trình theo quan điểm tiếp cận hệ thống, tự động hoá điều khiển quá trình xây dựng dưới dạng 3D đòi hỏi phải đưa ra được một chiến lược và tầm nhìn cụ thể hoá Có thể ví ý nghĩa xuất hiện BIM với sự xuất hiện sơ đồ Gantt và sơ đồ PERT trong quản lý ở thế kỉ XX và ngày nay có thể tích hợp thành một hệ thống điều khiển tự động hoá trong kỷ nguyên kỹ thuật số

Trong thời gian qua các chủ đầu tư yêu cầu càng ngày càng gắt gao, các

dự án xây dựng cần được hoạch định, quản lý một cách chặt chẽ và cần phải có

sự liên kết chia sẻ thông tin một cách nhanh chóng, đồng thời của các đơn vị tham gia dự án cũng như các thành viên trong đội ngũ quản lý dự án.Sử dụng công nghệ CAD thông thường còn nhiều hạn chế so với công nghệ BIM 3D về cách nhìn trực quan về những diễn biến của công trình và tìm ra cũng như giải quyết kịp thời những xung đột tranh chấp xảy ra bên trong nó

Công nghệ BIM mang lại rất nhiều lợi ích trong quá trình xây dựng và vận hành công trình nhưng trong phạm vi của luận văn chỉ đề cấp tới một phần của ứng dụng công nghệ BIM là ứng dụng công nghệ BIM trong khâu thiết kế

2

kết cấu, phát hiện xung đột giữa các bộ môn, để phần nào thấy được những lợi ích mà công nghệ BIM mang lại đối với ngành xây dựng hiện nay

Đề tài được thực hiện với mong muốn từ những kinh nghiệm được đúc rút trong quá trình ứng dụng BIM trong thiết kế kết cấu tại Công ty Cổ phần công nghệ xây dựng CEG VN – một công ty con của The Consulting Engineers Group INC sẽ từng bước hoàn thiện quy trình ứng dụng BIM trong thiết kế kết cấu tại Việt Nam Từ đó các đơn vị tư vấn thiết kế sẽ có những kế hoạch, biện pháp cũng như có chuẩn bị thích hợp hoặc xem xét cẩn thận trước khi quyết định áp dụng công nghệ này vào các công trình sử dụng kết cấu ứng lực trước

* Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá thực trạng áp dụng công nghệ BIM trong thiết kế kết cấu công trình xây dựng tại Công ty Cổ phần Công nghệ xây dựng CEG VN

- Hoàn thiện áp dụng công nghệ BIM trong thiết kế kết cấu bê tông ứng suất trước

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu áp dụng công nghệ BIM trong công tác thiết kế kết cấu bê tông ứng suất trước tại công ty Cổ phần Công nghệ xây dựng CEG VN

- Phạm vi nghiên cứu: Sử dụng một số công cụ để áp dụng công nghệ BIM trong thiết kế kết cấu tại Công ty Cổ phần Công nghệ xây dựng CEG VN

- Thời gian nghiên cứu: Đến năm 2022, tầm nhìn đến năm 2030

* Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập; kế thừa tài liệu, kết quả đã nghiên cứu;

- Phương pháp lý thuyết, nghiên cứu các quy định của pháp luật

3

- Phương pháp điều tra khảo sát thực địa, xử lý thông tin;

- Phương pháp phân tích tổng hợp, so sánh, tiếp cận hệ thống;

- Phương pháp chuyên gia, đúc rút kinh nghiệm, đề xuất giải pháp mới

*Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu đề xuất các giải pháp ứng dụng công nghệ BIM trong thiết kế kết cấu

- Ý nghĩa thực tiễn: Hoàn thiện ứng dụng công nghệ BIM trong thiết kế kết cấu nói riêng và tư vấn thiết kế nói chung; nâng cao hiệu quả, hiệu lực quản

lý về chất lượng công trình trong xây dựng, đảm bảo an toàn cho công trình, tránh lãng phí trong đầu tư xây dựng

*Cấu trúc luận văn

Ngoài các phần Mở đầu, Kết luận và kiến nghị, Tài liệu tham khảo và Phụ lục, nội dung chính của Luận văn gồm ba chương:

- Chương 1: Thực trạng ứng dụng công nghệ BIM tại Công ty Cổ Phần Công nghệ xây dựng CEG VN

- Chương 2: Cơ sở pháp lý và khoa học của ứng dụng công nghệ BIM thiết kế kết cấu công trình

- Chương 3: Đề xuất hoàn thiện việc áp dụng công nghệ BIM trong thiết

kế kết cấu công trình

THÔNG BÁO

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui

lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện

– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.1 – Nhà E – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

Email: thuvien@hau.edu.vn

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

Lưu ý: Tất cả những tài liệu trôi nổi trên mạng (không phải trên trang web chính thức của Trung tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội) là

những tài liệu vi phạm bản quyền Nhà trường không thu tiền, và cũng không phát hành có thu tiền đối với bất kỳ tài liệu nào trên mạng internet

100

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận:

Qua nghiên cứu áp dụng công nghệ BIM trong xây dựng cũng như trong giai đoạn thiết kế kết cấu, luận văn rút ra một số kết luận sau:

- Hiện nay có rất nhiều phương pháp cũng như ứng trọng mới có thể áp dụng trong xây dựng cũng như trong thiết kế kết cấu Mỗi phương pháp có những điểm mạnh và điểm yếu riêng, vì thế tùy với điều kiện của từng đơn vị nên lựa chọn những ứng dụng phù hợp với mình để đáp ứng được tốt nhất yêu cầu của chủ đầu tư Đặc biệt là trong kết cấu bê tông cốt thép tiền áp, việc sử dụng công nghệ BIM sẽ đem lại hiểu qua cao trong việc rút ngắn thời gian từ khâu lên ý tưởng tới triển khai bản vẽ kỹ thuật

- Công nghệ BIM là công nghệ mới nhất hiện nay và nó chứa đựng những ưu việt nhất định trong việc áp dụng vào ngành xây dựng Để áp dụng được rộng rãi tới tất cả các loại công trình cần có sự đầu tư nghiêm túc về thời gian, công sức, thời gian đào tạo và chuyển giao công nghệ phần mềm để BIM được áp dụng rộng rãi hơn nữa

- Ứng dụng của công nghệ BIM là rất nhiều nhưng trong phạm vi của luận văn chỉ đề cập đến việc ứng dụng một số công cụ của ứng dụng trong việc triển khai bản vẽ kết cấu và kiểm soát xung đột giữa các bộ môn để giúp cho đơn vị tư vấn thiết kế và đơn vị thi công có thể phát hiện được những xung đột không gian và lường trước được những bất cập có thể gặp phải trong quá trình thi công

để có biện pháp xử lý kịp thời

101

Kiến nghị:

- Để có thể duy trì và phát triển nguồn nhân lực BIM cần có sự đầu tư hơn nữa của Ban Giám đốc xuất bản ra những văn bản hướng dẫn để có một quy trình chi tiết và khép kín, từ giai đoạn bắt đầu đến kết thúc dự án, cần có sự đầu tư nghiêm túc và đào tạo nhân lực, nghiên cứu cách thức cũng như các ứng dụng phần mềm mới, để áp dụng BIM nâng cao chất lượng, đẩy nhanh tiến độ, giảm tối đa phát sinh cho bất kì dự án xây dựng nào

- Đối với đơn vị Chủ đầu tư, nhìn thấy được những lợi ích mà BIM mang lại, luận văn mong muốn CĐT có cái nhìn bao quát hơn áp dụng BIM vào dự án lợi ích trước nhất là cho chính CĐT của dự án, để dễ quản lý trong thi công cũng như quá trình vận hành đưa vào sử dụng công trình

- Đối với các trường đại học đào tạo lĩnh vực xây dựng, giao thông công trình

đề nghị đưa BIM vào môn học, kết hợp học các phần mềm Revit, Narviswork của bộ môn tin học ứng dụng Nhờ đó chúng ta sẽ đào tạo được một thế hệ biết

và hiểu về BIM ngay từ cơ bản

- Luận văn chưa nghiên cứu hết các ứng dụng của công nghệ, cần có sự nghiên cứu tiếp tục, cần có thêm nhiều đề tài về ứng dụng công nghệ mới để phát triển

và hoàn thiện hơn, góp phần mang lại những lợi ích thiết thực cho ngành xây dựng tại Việt Nam hiện nay

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt :

1 Nguyễn Mậu Bành, Nguyễn Bảo Ngọc (2018) Các khuynh hướng nghiên cứu, ứng dụng BIM tại Viện Quản lý đầu tư xây dựng – Trường đại học Xây Dựng.Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng 01/2018

2 Vương Tuấn Cường ( 2014), Building Information Modeling (BIM) Bộ môn Công nghệ và quản lý xây dựng Đại học Xây dựng

3 Lê Anh Dũng, Ngô Quang Tuấn (2018), Lợi ích việc áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong thi công xây dựng dân dụng và công nghiệp ở Việt Nam Tạp chí Xây Dựng số 09/2018

4 Hà Duy Khánh, Huỳnh Trung Hiếu (2020) Quy trình áp dụng BIM trong giai đoạn tiền xây dựng của các dự án nhà công nghiệp tại TP Hồ Chí Minh Tạp chí Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ 05/2020

5 Lê Tiến Quang ( 2020) Tài liệu hướng dẫn thực hành Revit Structure 2020.Tài liệu lưu hành nội bộ

6 Nguyễn Phước Thiện và Cộng sự (2018) Phương pháp tiếp nhận BIM cho một tổ chức Tài liệu lưu hành nội bộ

7 Nguyễn Phước Thiện và Cộng sự (2018) Phương pháp làm việc theo BIM Tài liệu lưu hành nội bộ

8 Nguyễn Ngọc Tú, Nguyễn Vân Anh và Đinh Tuấn Hải(2021) So sánh sử dụng CAD và BIM trong thiết kế công trình dân dụng & công nghiệp