邁向現代化結構工程:利用 SketchUp 優化工作流程
摘要:
翻轉您的結構工程工作流程!藉由 Zachary Engineering 分享的實用技巧與工具,大幅縮短模型建置所需的時間。
由建築師 Nick Sonder 設計的三層樓住宅渲染圖。
Zachary Engineering(以下簡稱 ZE)是一家頂尖的土木與結構工程顧問公司,以處理美國西岸和夏威夷的高端複雜住宅專案聞名。他們在 2009 年做出了一項重大突破:將過去傳統的 2D AutoCAD 作業模式,全面轉型為 SketchUp 的 3D 動態沉浸式建模流程。這項大膽的轉變,不僅大幅提升了專案效率,更徹底改變了他們主動解決工程問題的方式。
「繪圖有時非常繁瑣,但只要擁有高效的工具和流程,就能省下大量時間。第一是精準度提升,第二是這正是拉高專案利潤的關鍵所在。」
—— 專案工程師 Jesse Brown
對 ZE 而言,這正是他們投入大量心力去淬鍊並近乎完美落實這套流程的原因,而他們也非常樂意將這些經驗分享給各地的工程與建築團隊。專案工程師 Jesse Brown 這次特別抽空與訪談團隊坐下來聊聊,帶領大家概覽他們的核心工作流程:
「我們每年透過 SketchUp 交付 40 到 50 個專案——從頭到尾、包含全套圖紙和細部詳圖,無一例外。這樣做的核心目的,就是為了幫營造商省下大量時間、替業主省下大筆預算,並打造出卓越的工程品質。」
—— 專案工程師 Jesse Brown
SketchUp 結構工程工作流程拆解
以下是 ZE 在所有工程專案中所採用的 SketchUp 詳細工作流程:
由合作建築師提供給 ZE 以展開工程設計的建築模型。
1. 專案啟動:接收建築模型
工程流程始於接收合作建築師所提供的完整模型。部分建築師使用的是其他設計軟體,需要再匯入至 SketchUp 中;不過,他們最主要的合作夥伴之一——建築師 Nick Sonder,則是全程在 SketchUp 中進行設計。
「當我們能直接對接 SketchUp(建築設計)到 SketchUp(結構建模)時,與匯入 Revit 或 AutoCAD 模型相比,大約可以省下 20% 到 40% 的繪圖時間。」
—— 專案工程師 Jesse Brown
2. 模型前置作業:為 LayOut 出圖做準備
ZE 在 LayOut 中開發了一套獨特的工作流程,利用「向量視埠堆疊在單一網格視埠(raster viewport)上」的技術。這種做法能清楚呈現梁上下的柱位關係、框架上方的梁等,進而凸顯結構的特定部位。透過這套堆疊視埠系統,結構各樓層的視埠都能帶入對應的圖層(Tags,標籤),以確保在圖冊中正確顯示。
在收到建築模型後,首要任務是執行他們獨家開發的腳本,自動設定所有圖層與場景,以對應預先建立好的 LayOut 圖面樣板。由於手動為每個模型進行這些設定非常耗時且枯燥,ZE 寫了一支 Ruby 腳本,讓系統自動處理所有繁瑣工作。
這套設定腳本在過去十年間不斷優化,功能已變得極為強大。Jesse 估計,最初大約花了 12 到 16 個小時來完善這支腳本,但現在每個專案平均能省下 8 到 10 個小時的繪圖與設定時間——換算下來,每年等於幫團隊省下了超過 10 週的工作時間。
「在團隊協作的環境中,任何工程師隨時都可能需要接手專案,因此專案之間的標準化與延續性至關重要。考慮到這一點,我寫了一個 Ruby 擴充功能,它會自動生成專案所需的所有標籤、按樓層分組,並自動建立對應的場景(包含正確的標籤可見性),以便直接導出到各自的圖面樣板中。」
—— 專案工程師 Jesse Brown
將結構工程元件庫直接拖放到建築模型旁,準備開始進行結構建模。
3. 置入元件庫資源,立即展開建模
接著,ZE 團隊可以從本地的「元件庫」中,直接抓取與腳本對應的建模元件。這些元件本身就已經設定在各自的圖層上,意味著結構模型的繪製工作可以立刻點對點展開。
以上圖的專案為例,ZE 可以直接進入元件庫,抓取三層樓木構造建築的套件,快速拉出所有需要的元件,並開始在建築模型下方建立結構。
「我常這樣形容:建築師負責送來『漂亮的畫面』,而我則負責想辦法讓這個『漂亮的畫面』穩穩地立起來。他們負責機能與空間的規劃,而我則負責把結構構件找出來,並將它們完美地『隱藏』在建築設計之中。」
—— 專案工程師 Jesse Brown
Jesse 分享道,與本身就使用 SketchUp 的建築師合作,其效率與速度遠高於使用 Revit、CAD 或其他設計軟體的同行。
舉例來說,Jesse 分享了一個目前正在進行鋼骨施工圖審查的專案。透過 SketchUp,ZE 團隊在全套圖紙送交建管審查之前,就已經完成了全套的鋼骨施工圖(Shop Drawings),最終成功幫營造商省下了數個月的時間。
SketchUp 畫面截圖,顯示建築模型與所有結構構件整合後的狀態。
Zachary Engineering 產出的屋頂下層與上層地板結構框架圖。
4. 從 3D 模型到 2D 圖紙
利用 SketchUp 內建的測量、幾何形狀工具,以及構件互動與載重路徑追蹤的視覺化功能,ZE 會搭配各種結構設計軟體來推導結構設計。
在此過程中,團隊會在 SketchUp 模型中隨時更新「實體資訊(Entity Info)」,而這些資訊會直接同步到 LayOut 中,並可利用「標籤工具(Label tool)」自動抓取。這讓圖紙標註變得極為快速,且不需要具備資深工程經驗的人員也能產出最終的圖冊。此外,將構件資訊統一集中在單一位置(即 3D 模型內),能大幅降低手動輸入資料時的人為錯誤。Jesse 估計,這套標註流程與過去手動輸入相比,每個專案至少能省下一小時,一年下來等於省了將近一整週的工作時間。
ZE 圖庫(Detail Library)包含超過 6,000 個預製的標準施工詳圖,可供任何 SketchUp 用戶直接調用。
5. 置入標準施工詳圖
使用 SketchUp 最省時間的地方在於「詳圖(Detailing)」的處理。ZE 所經手的複雜住宅結構專案,通常需要在圖冊中標明 20 到 400 個極其複雜的詳圖。雖然某些客製化詳圖必須根據專案的精確需求從頭繪製,但其他多數屬於標準詳圖,鮮少變動。
Zachary Engineering 團隊為此開發了一套可分類、可搜尋的詳圖庫,內含超過 6,000 個現成的標準詳圖,目前也開放給所有需要的 SketchUp 用戶付費購買。如果一位熟練的 SketchUp 用戶自行從頭繪製一個詳圖需要花費大約 10 分鐘,那麼直接引進這套設計好的詳圖庫,所帶來的時間與金錢效益將會是天文數字。
「搭配我們的基礎教學——包含影片、元件庫和操作說明,一個新進用戶大約在 2 到 3 週內就能上手。與市面上其他軟體相比,SketchUp 非常直覺且友善。」 —— 專案工程師 Jesse Brown
翻轉您的作業模式
現在正是將您的結構工程工作流程提升到全新層次的最佳時機。Zachary Engineering 的成功案例證明了 SketchUp 的應用絕不僅限於建築設計。無論您的專案規模或複雜度如何,投入模型的時間與心力,完全取決於您如何發揮工具的潛力。ZE 期望透過他們多年來反覆推敲、優化的工具與流程,向工程界展示:轉型到 SketchUp 其實可以非常輕鬆。
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關於 Zachary Engineering
Zachary Engineering 是一間頂尖的土木與結構工程顧問公司,總部位於太浩湖與夏威夷,執照涵蓋美國 10 個州以及 2 個國家/地區(美國與加拿大英屬哥倫比亞省)。作為以 SketchUp 進行結構工程設計的業界權威,他們交付的結構圖紙 100% 採用 3D 模式呈現,並附帶所有必要的細部詳圖。
ZE 在不同地區擁有超過 28 年的豐富經驗,專精於為當今極端氣候量身打造全方位的住宅設計。他們開發了一套易於使用的建模流程來產出完整的圖冊,以提升設計效率,並提供超過 6,000 個適合不同地區的詳圖庫。Zachary Engineering 將創新與專業完美結合,打造出經得起時間與大自然考驗的韌性前瞻設計。
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