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系統識別號 U0002-1907201813125100
中文論文名稱 應用BIM於模板數量計算之研究
英文論文名稱 BIM Application for Formwork Measurement
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 土木工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Civil Engineering
學年度 106
學期 2
出版年 107
研究生中文姓名 曾澤淞
研究生英文姓名 Tse-Sung Tseng
學號 606380201
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2018-06-21
論文頁數 58頁
口試委員 指導教授-范素玲
委員-謝尚賢
委員-康仕仲
委員-范素玲
中文關鍵字 BIM  API  模板數量計算 
英文關鍵字 BIM  API  Formwork Measurement 
學科別分類 學科別應用科學土木工程及建築
中文摘要 依據行政院內政部營建署統計,台灣鋼筋混凝土(RC)及鋼骨鋼筋混凝土(SRC)工程占總建築物開工之80%以上,模板材料費約占模板工程之25~35%,模板工程費用約占結構體工程費用之25~38%。因此,準確的模板數量計算對於工程有很大的影響力。然而,傳統建築估算軟體於數量計算上需透過手動輸入參數及公式,方能計算出數量,過程耗費人力且耗時。當遇到工程設計變更時,估價作業反覆計算且繁瑣,效率不佳。建築資訊模型(Building Information Modeling,BIM)採用物件導向及參數自動化之技術,可自動因應變更快速產出更新數量。近幾年也有許多BIM結合數量計算應用之研究與軟體,有的透過匯出參數到第三方專業計算,有的開發模板數量程式介面系統,依據特定建置規則與命名原則計算模板數量。對於使用者而言,不管是多方軟體的操作,還是建置規則的規範,皆存在著改善及優化的空間。
本研究以Revit API做為開發模板計算系統之工具,透過讀取元件既有之點線面屬性,以系統判定元件「交疊有效面」及「交疊無效面」的方式,得出元件模板面積。本研究提供混凝土結構元件模板計算、使用者自行篩選元件模板計算以及數量試算表的匯出。另外,使用功能按鈕的方式,提供使用者可在無試圖經驗的情況下,操作本統並計算出模板面積。
英文摘要 More than 80% of construction in Taiwan are made of Reinforced Concrete (RC) and Steel Reinforced Concrete (SRC), with approximately 30% of the cost are from the formwork system. This indicates the importance of the formwork system in Taiwan. On one hand, the manual measurement of formwork is tediously repetitive, time-consuming and error-prone. On the other hand, the new object-oriented Building Information Modelling (BIM) process is able to provide the latest quantity of the project elements, including the area of the surface and the points of the locations. However, currently there are lack of specific parameter for formwork in available BIM platforms. Previous studies show that there are lots of integration between BIM and formwork system. Some of the applications involve exporting the geometric size of the elements, and set up the formula in third-party software; while the others rely on strict modelling rules to ensure the efficiency and accuracy of their system.
To avoid the complex setting of multi-party software or the strict modelling rules, this research develops a customized system of formwork measurement based on one of the popular BIM platforms, Autodesk’s Revit. The objective of the research described in this paper is to develop the Formwork Measurement application programming interface (API) plug-in to partially automate the formwork quantity measurement. The main challenge of the research is the determination of elements’ valid surface and invalid surface, which is represented by the overlapped surface between elements. This prototype application also includes two functions, one is to calculate the element formwork; another to export the spreadsheet of the element information. A typical building is used as a case study to validate the accuracy of the developed formwork system. The research shows that the proposed approach can partially automate formwork measurement, which significantly improves the current BIM process.
論文目次 目錄 I
圖目錄 III
表目錄 V
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法 3
1.4 研究範圍與限制 3
1.5 研究流程 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 工程數量計算軟體 5
2.1.1 傳統工程數量計算軟體 6
2.1.2 BIM數量計算軟體 8
2.2 BIM數量計算 11
2.2.1 使用BIM模型數量工具 12
2.2.2 使用制式化屬性格式 13
2.2.3 使用開放式屬性格式 17
2.2.4 小結 20
2.3 BIM模板數量計算 24
第三章 REVIT模板數量計算API模組 31
3.1 名詞定義 31
3.2 參數建置模組 34
3.3 模板計算模組 36
3.3.1 樓梯類型元件 38
3.3.2 結構類型元件 39
3.4 試算表匯出模組 41
第四章 模板數量計算系統實作 42
4.1 操作說明 42
4.1.1 安裝程式 42
4.1.2 操作說明 44
4.2 應用案例分析 46
4.2.1 柱類型元件模板面積 46
4.2.2 梁類型元件模板面積 47
4.2.3 牆類型元件模板面積 49
4.2.4 樓板類型元件模板面積 50
4.2.5 樓梯類型元件模板面積 51
4.3 文獻差異分析 52
第五章 結論與建議 55
5.1 結論 55
5.2 建議 56
參考文獻 57

圖目錄
圖 1 1 研究流程圖 4
圖 2 1 本研究文獻回顧之架構 5
圖 2 2公司專案使用BIM做數量估算之比例(Olsen and Taylor, 2017) 6
圖 2 3 模板計算執行畫面(蔡承諺,2012) 12
圖 2 4 顯示管線元件模型及API生成之元件邊界框(Taghaddos et al., 2016) 13
圖 2 5 BIM模型提取裝修工程數量研究之流程(傅貽明,2011) 13
圖 2 6 以BIM為基礎的估價流程(Forgues et al., 2012) 14
圖 2 7 手動輸入模板參數後自動建置模板元件於結構體上(Monteiro and Martins, 2013) 15
圖 2 8模型元件資料應用於數量計算過程之流程圖(Monteiro and Martins, 2013) 15
圖 2 9 元件與工項在BIM中的關係(徐霈元,2013;朱美憶,2013) 16
圖 2 10 結構工程與裝修工程估驗詳細表(吳偉豪,2014) 16
圖 2 11 將模型分割成數個區域,匯出資訊做計算(Lee et al., 2017) 17
圖 2 12 以ArchiCAD討論柱梁版崁入模式(林熙聖,2010) 17
圖 2 13 AACC以2D平面圖介面版編輯顯示(林熙聖,2010) 18
圖 2 14 自動生成進度表方法步驟(Kim et al., 2013) 19
圖 2 15系統使用介面顯示元件及成本資料庫 (Lawrence et al., 2014) 19
圖 2 16 以Open BIM為基礎之數量估算程式介面(Choi, 2015) 20
圖 2 17 樓板模板示意圖(蔡承諺,2012) 26
圖 2 18 牆與梁接合關係(蔡承諺,2012) 27
圖 2 19 梁與梁接合關係(蔡承諺,2012) 27
圖 2 20 邊角柱其修正係數為2(徐霈元,2013) 28
圖 2 21 通過柱子牆壁是水平向(X)的邊柱其柱修正係數為3(徐霈元,2013) 28
圖 2 22 室內梁使用清水模板且梁修正細數為2(徐霈元,2013) 29
圖 3 1 本研究「模板數量計算系統」之操作流程 31
圖 3 2 本體元件柱及交疊元件牆之「交疊有效面」 32
圖 3 3 本體元件梁與交疊元件牆之「交疊無效面」 33
圖 3 4 「參數建置模組」循序圖 34
圖 3 5 「模板計算模組」循序圖 37
圖 3 6 本研究元件類型分類 38
圖 3 7 結構類型元件模板面積計算流程圖 40
圖 3 8 「試算表匯出模組」循序圖 41
圖 4 1 解壓縮程式檔至C槽第一路徑 42
圖 4 2 本系統之Addin文件檔案路徑 42
圖 4 3 本系統Addin文件存放於Revit資料夾之位置 43
圖 4 4 Revit軟體安全性驗證 43
圖 4 5 本研究開發之「TKU 模板工程」頁籤 43
圖 4 6 本系統之按鈕功能 44
圖 4 7 參數建置完成提醒視窗 44
圖 4 8 建置參數欄位 44
圖 4 9 「模板計算」按鈕運作過程 45
圖 4 10 另存匯出試算表 45
圖 4 11 試算表匯出完成視窗 45
圖 4 12 本研究案例測試之建築模型 46
圖 4 13 柱與梁及樓板交疊情形(單位:mm) 47
圖 4 14 本研究模板系統計算柱模板面積實測 47
圖 4 15 本研究模板系統計算小梁模板面積實測(單位:mm) 48
圖 4 16 本研究模板系統計算懸臂梁模板面積實測(單位:mm) 49
圖 4 17 本研究模板系統計算牆開口模板面積實測(單位:mm) 49
圖 4 18 樓板多角形矩形體案例 50
圖 4 19 樓板樓梯開口案例 50
圖 4 20 樓板單邊需建立側模板之案例 50
圖 4 21 樓梯模型-南立面圖(mm) 51
圖 4 22 樓梯模型-北立面圖(mm) 51
圖 4 23 樓梯模型及系統模板數量截圖 51

表目錄
表 1 1 民國105年近五年建築物開工統計之構造類別比例(單位:%) 1
表 2 1 國內外工程數量計算軟體之計算數量功能介紹 7
表 2 2 現今市面上較普遍之BIM估算軟體 9
表 2 3 BIM結合數量計算相關文獻內容與可優化問題彙整表 21
表 3 1 本研究系統參數介紹 35
表 4 1 本研究與文獻回顧建置規則之差異性 52
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