CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Implementation of Level of Development for BIM Collaboration in Timber Building Subsystems Design: A Case Study of I-Joist Construction Elements
Luleå University of Technology, Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering.
2024 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Due to time, cost, and environmental challenges, wood has become a more common building material even for more complex buildings. Implementing the concept of Level of Development (LOD) on timber structures could provide a tool for BIM collaboration that may save cost and time, and in the early stages mediate wood as an available building material. Studies explain that LOD enables a high level of content and clarity as well as improved control of the design process. As the concept of LOD heavily focuses on general BIM visualisation, existing research at the time of the study lacks descriptions of how to implement LOD for specific projects.

The study aims to develop a framework that could provide the industry with a possible implementation concept that could be further developed on other building systems. The goal of the study is to present a framework of a possible LOD implementation on a timber building system with a detailed description focusing on the structural engineer’s role during the design process. From that the questions of how to apply LOD on different project types as well as what data characteristics vary between these project types will be answered.

Stated in previous studies, Integrated Project Delivery (IPD)A  is required for a successful design process is gained by utilising Integrated Project Delivery (IPD) and is especiallyalso essential when working with LOD. LOD is defined as five stages: starting with 100, then 200, 300, 350, 400, and finally 500. For each level of a building system, element, or assembly, the vagueness of information decreases and is therefore visualised differently in a BIM model.

The study is based on a qualitative analysis of current data and related work about the design process, LOD, and timber buildings. The framework is mainly built upon five theories, the IPD process, the MacLeamy curve, BIM use purposes, data vagueness determination, and data requirement for timber projects. An interview study was conducted where projects using Masonite Beam’s standardised I-joist system were studied and implemented usingg the framework.

The resulting framework presents the percentage information vagueness of how mature the information for a given objects is for different data properties and of each LOD level. The analysis leads to the conclusion that if fulfilling three criteria, 1: Following the IPD process, 2: An effort process similar to MacLeamy, and 3: Utilising BIM, the timber system can be implemented on the framework. However, the closer the project meets the criteria the closer the vagueness values will relate to the framework. The project that utilises a highly standardised building system with predefined data presents even lower vagueness values than the framework. Due to varying scales of project complexities, the data properties that showed the most diverse results between the projects were material information, geometric shape, and element dimensions.

The findings from the study could be of further use in another research whose authors defined detailed graphical LOD visualisation in a BIM collaborative environment. The concept is strongly dependent on defined vagueness values that the authors of the research did not focus on how to define, which this framework does. Finding theories that support the assumptions made during the analysis development of the framework is continuing work that could strengthen the framework and its reliability.  

Abstract [sv]

Med tid -, kostnad- och klimatutmaningar har trä blivit ett mer vanligt byggnadsmaterial även för komplexa byggnader. Implementering av konceptet Level of Devlopment (LOD) på träkonstruktioner kan förse byggnadsindustrin med verktyg för BIM- kollaboration som kan spara på både kostnader och tid, och i tidigt skede framhäva trä som ett möjligt byggnadsmaterial. Studier förklarar att LOD kan bidraförse med en hög klarhetsgrad för olika innehåll, men även förbättra kontrollen under designprocessen. Då LOD-konceptet är starkt fokuserad på generell BIM-visualisering förklarar inte funna studier LOD- implementering för specifika projekt.

Studien avser att utveckla ett framework (struktur) som kan förse byggnadsindustrin med ett möjligt implementeringskoncept som vidare kan anpassas till andra byggnadssystem. Målet är att presentera ett framework av en möjlig LOD implementering för ett träbyggandssystem med en detaljerad förklaring utifrån byggnadskonstruktörens roll i designprocess. Från detta kan frågor om hur man kan använda LOD för olika projekttyper samt vilka olika typer av information som varierar mellan dessa projekttyper besvaras.

Tidigare studier visar En lyckad designprocess erhålls vi nyttjandet av att Intergrated Project Delivery (IPD) är nödvändigt för att uppnå en lyckad designprocess, särskiltvilket även är essentiellt när man arbetar meddet kommer till LOD. LOD definieras av fem stadier som går: från 100, 200, 300, 350, 400 ochtill 500. För varje nivå minskas osäkerhetsvärdet för en viss information tillhörande ett byggnadssystem, element eller assmembly, och är därmed olika grafiskt visualiserad i en BIM- modell. Studien baseras på en kvalitativ analys av befintliga data and och relaterade studier inom designprocessen, LOD och träbyggnader. Frameworket är huvudsakligen uppbyggt på fem teorier: IPD- processen, MacLeamy- kurvan, användningssyften av BIM, informationsosäkerhetsbestämmelse samt data som behövs för träbyggnadsprojekt. En intervjustudie är utförd där projekt utförda med Masonite Beams standardiserade trä I-balkar av trä studerades och implementerades på frameworket.

Det resulterande frameworket presenterar procentuella osäkerhetsvärden som beskriver i vilken grad informationen tillhörande ett objekt går att lita på för olika informationskategorier och för varje LOD- nivå. Analys leder till slutsatsen att om följande tre kriterium uppfylls; 1. Följer IPD- processen, 2. Liknande arbetskurva som MacLeamy, 3. Använder BIM, kan ett träsystem implementeras på frameworket användas för ett träsystem. Det visar sig att desto närmare ett projekt uppfyller kriterierna desto närmare visar sig osäkerhetsvärdena stämma överens med de värden som presenteras för enbart frameworket. Projektet med hög användning av standardiserat byggnadssystem och förbestämdt data påvisar till och med lägre osäkerhetsvärden än vad frameworket gör. På grund av varierade grad av projektkomplexitet visar datakategorierna; materialinformation, geometrisk form och elementdimensioner störst olikheter mellan projekten i resultatet.

Resultatet skulle vidare kunna användas till en annan forskningsstudie vars författare definierat detaljerade grafiska LOD visualiseringar i en BIM-kollaborationsmiljö. Konceptet är starkt beroende av givna osäkerhetsvärden som författarna och studien inte fokuserade på att definiera, vilket detta framework gör. Vidare arbete som kan stärka frameworket är att hitta teorier som stödjer de antaganden som gjorts under frameworkets analytiska utvecklande.      

Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 130
Keywords [en]
BIM, I-Joist, LOD, Level of Development, Timber Building Subsystems
National Category
Architectural Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-104854OAI: oai:DiVA.org:ltu-104854DiVA, id: diva2:1846579
External cooperation
Masonite Beams AB; WSP Sverige AB
Subject / course
Student thesis, at least 30 credits
Educational program
Architectural Engineering, master's level
Presentation
2023-06-02, Zoom, 10:15 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2024-03-25 Created: 2024-03-23 Last updated: 2024-03-25Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(6469 kB)21 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 6469 kBChecksum SHA-512
3ee182bf6fbe25e385aacb99d19184d60542ad3992f792e7b3f6209be6771c7173c218a3d81675d601de927e3a436e0c37d6a832d445377da0a409ea1f73df85
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering
Architectural Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 21 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 168 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf