1か月→3日で3次元FEM解析モデルを自動生成。清水建設が「BIM-FEM連携システム」を開発し地震損傷リスクの精緻シミュレーションを省人化

清水建設は、建物のBIMデータから高精度な3次元FEM解析モデルを自動生成する「BIM-FEM連携システム」を開発した。

BIMデータに含まれる部材形状・材質・配筋情報を自動分析することで、地震による建物の損傷を精緻に予測できる建物全体の構造シミュレーションモデルを自動生成する技術。

従来1か月以上を要していた解析モデルの作成時間をわずか3日程度まで短縮できる。

BIM情報の自動変換と解析モデルの自動生成で作成時間を10分の1に。設計変更もシームレスに反映

3次元FEM解析は原子力建屋などの重要施設で用いられる高精度な地震応答解析手法で、建物の損傷を精緻に予測することで補強・改修工事の合理化やBCPに役立つ有効な技術だ。

（BIM-FEM連携システムの処理イメージ）

一方でこれまでの解析モデル作成は、図面やBIMデータを参照しながら技術者が手作業で行うのが一般的で、参照すべき建物情報が膨大なため1か月以上を要していた。

この手間が3次元FEM解析による精緻なシミュレーションの導入・普及を阻む大きな要因となっていた。

〈性能検証の解析結果（最大応答加速度層分布）〉

BIM-FEM連携システムはBIMデータに含まれる部材形状・材質・配筋情報を自動的に読み取って解析モデル情報へと変換することで、BIMデータから即座に精緻な3次元FEM解析モデルを自動生成する仕組みだ。


BIMデータと連動して解析モデルを作成できることから、設計変更などの更新内容をシームレスに反映して常に最新の建物情報に基づいたシミュレーションが可能になる。

センシング×BIM×シミュレーションのリアルタイム連動でデジタルツイン化へ。暴風・衝突・津波にも対応拡大

清水建設は今後、構造シミュレーションによる災害リスク評価に基づいた被災後の早期復旧を考慮した設計最適化など、建物所有者のBCPを強力にサポートしていく方針だ。

将来的には、センシング情報とBIM・本システムを介したシミュレーションをリアルタイムで連動させることで、災害発生時の即時被害予測・BCP支援が可能なデジタルツインを開発する計画で、シミュレーションの適用範囲も地震応答解析だけでなく暴風・衝突・津波などの多様な災害事象へと拡大していく。