BIM技术在建筑结构设计中的应用探析

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lollipop1910
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  摘要:在建筑行业蓬勃发展的今天,模块化、产业化等新型建筑形式不断增多,充分展现出建筑行业的快速发展现状,尤其是建筑的结构设计日渐有了更高的限定。对此,相应设计师应时刻更新自身的设计思维,并积极在建筑结构设计期间有机运用创新技术、崭新方法等,从而更高效的提升建筑整体的综合性能。由于BIM技术的运用,对工程建筑具有非常显著的价值效用,因此强化BIM技术在建筑结构设计中的应用尤其必要。
  关键词:建筑项目;结构设计;BIM技术;应用策略
  1 BIM技术概述
   BIM技术是一种工程数据模型,以三维数字技术为基础集成了建筑工程项目的各种信息,因此,可以为建筑工程的设计和施工提供协调一致的信息,其中核心信息是建筑信息,具体内容包括参数化的图元和参数化修改。与传统技术相比,BIM技术可协调多个专业,将各专业的信息集成到一个平台上,并能实现多专业之间的信息共享,具有可视化、模拟性和协同化的典型特征。
   2  BIM技术应用在建筑结构设计过程中所起到的作用
   2.1 设计图纸可修改
   想要保证建筑图纸设计的完善性,设计人员必须能结合建筑结构设计要求不断的对图纸进行修改和改进,在这一过程中,传统设计技术的应用意味着图纸的每一次修改都需要对相关的建筑设计参数重新进行计算,这样的特点将大大影响建筑图纸设计的整体效率。对于 BIM 技术来说,由于这一技术的应用是在建筑模型的基础上展开的,当设计人员需要对图纸中的某一点进行修改时,系统将自动的完成其他相应参数的计算和修改。结合这样的特点,不但建筑图纸设计工作的效率能得到提升,设计人员也可以更好的通过不同参数图纸之间的对比来确定最优的设计方案。
  2.2  设计数据信息化
   建筑项目在结构设计环节,为保证结构设计的科学性以及实用性,防范各类风险的发生,在设计活动开展之前以及进行过程中,要求设计人员处理大量的数据信息,在传统的设计模式下,需要耗费大量的资源,进行设计信息的记录、汇总以及分析,这种设计数据处理方式不仅效率较低,数据误差相对较高,无法真正满足实际的建筑结构设计需求[1]。而BIM技术在设计环节中的应用,在很大程度解决了这一问题,BIM技术具有强大的数据处理能力,尤其在内置数据库的支持下,设计人员可以通过用户端,快速进行设计信息的录入、归类以及查询,从而实现了设计数据的信息化,便于各类信息的获取,从而增强了建筑结构设计的针对性以及有效性。
  2.3 工程设计一体化
   通过对 BIM 技术的应用,设计方案将能在对建筑外观进行展示的基础上同步的对建筑工程的光源、热能传导以及材质属性等进行说明,也就是说,BIM模型将能全面的对建筑工程进行一体化设计。在这样的基础上,设计人员除了在安全性上对结构设计方案进行考量之外,还能同时通过舒适性、光源、节能等多个角度对建筑结构设计进行评价,进而选择最优的设计方案。从另一方面来说,BIM 技术除了能提供平面图纸之外,还能进一步的完成对整个建筑模型的渲染处理,进而达到出图、计算、渲染等环节的一体化。
  2.4 工程模型三维化
   作为一种三维技术,BIM技术能够实现对建筑设计方案的整体呈现,这有助于设计人员更好地梳理各个建筑结构之间的关系,在这一过程中,一旦发现问题,能够快速进行反应以及处理,从而保证建筑结构上合计方案的科学性。以某居民建筑为例,在完成各个部分建筑结构设计之后,设计人员通过BIM技术进行了工程模型的三维化,BIM 模型就是从三维立体的 层次模拟现实中的建筑, 在使用BIM进行工程模型构建的过程中,工作人员应当以梁板柱等为基本元素开展模型构建工作,其基本步骤为新建项目—创建轴网—创建楼层标高—添加结构柱—添加混凝土梁—添加混凝土楼板—添加基础。
   通过对建筑项目整体模型的梳理以及分析,设计人员发现其在墙体以及暖管通道设计方面存在问题,并根据模型快速对设计方案进行了调整,从而保证设计方案的实用性。
  3  BIM 技术应用策略
  3.1 建筑结构与场地分析
   在对建筑结构进行设计的过程中,设计人员除了要针对客户需求以及安全性等因素进行考量之外,还应进一步的结合建筑工程所在地的特点对设计方案进行完善。建筑工程所处场地的地质环境、水文状况等都会对建筑结构设计方案的确定产生影响,设计人员可以利用BIM 技术来解决这样的问题。通过 BIM技术与地理信息系统的有效结合,建筑工程所在场地的特点将能得到全面的模拟,设计人员在模拟环境下对建筑结构进行设计,设计方案自然能够满足建筑场地对于建筑结构的要求,进而保证建筑结构设计的合理性。
  3.2 建筑结构性能分析
   建筑结构的性能主要是指抗震性、牢固性等,而在对建筑结构进行设计的过程中,设计人员必须保证能将建筑各个部分有机的组合起来,形成一个互相支撑的整体,以此来保证建筑结构在性能上能达到用户的需求。对于这样的需求来说,设计人员可以结合 BIM 技术对建筑结构在性能上的表现进行分析。在实际的工作过程中,设计人员可以将BIM 模型相关的数据导入性能分析软件之中,并通过这一软件来迅速的完成分析过程。相比于传统设计技术的应用来说,这样的方式能够大幅降低建筑结构性能分析过程中所消耗的人力物力,同时也避免了大量数据计算可能产生的误差。
  3.4 在建筑设计各专业协同中的应用
   BIM技术在建筑结构设计中的应用,不是单靠某一项专业来完成的,它需要通过对多种不同专业的协同来完成建筑结构设计。因此,在设计环节中,加强各个专业之间的数据、信息的交流、汇总以及处理工作的协同,是提高建筑结构设计工作效率和完整性的重要方式。在实际的建筑结构设计中,BIM技术在信息交流、共享方面的应用主要体现在两个方面。一方面,是通过对中间数据问题的运用,向不同地方、不同设计软件完成对建筑模型搭建所需的各种数据何种参数信息的共享。另一方面,是通过数据库来完成把各项信息、资源在不同专业之间的共享传输,并融合了土建、装饰等多种与建筑有关的其他领域的专业信息,利用统一的数据处理模型来对这些专业信息进行整合、分析处理,确保信息整合的规范性和统一性,保证各种信息能够在不同专业、不同地点的系统中得到共享和利用效果最大化。
   3.5 BIM模型
   BIM模型是用于完成建设项目新的施工计划规定和混凝土楼板施工工作。例如,一栋三层别墅的BIM模型,整个别墅采用混凝土结构,柱下采用独立的机构,借助BIM技术,适合完成主体结构的模型和结构分析,还要协调不同专业之间的联系。该别墅中的BIM模型采用固定的方法来表示,并以我們生产的参数工程和标签族共同实现了水平法的全过程。在造型过程中,首先按照成型阶段完成别墅主要、大梁、板材、柱子等所需的构件,通过参数和部落标志完成相应的生产,制定出施工计划。设计师应在施工过程中完成相应的项目建设。结合自己的习惯,并在施工过程中配合地图集的标准计划,准备好相关文件,完成模型建设,通过创建共同的参数和标签族,这些都是为了方便其他图元素的一般信息参数的共同分享。一旦位置信息的一个变化,将改变信息,确保在BIM参数的一致性,一旦完成了BIM模型和群件文件,你可以从BIM计划和相关的细节,为了确保所提交的图纸的一致性,可以在计算机辅助设计时显示图纸。
  4 结语
   BIM技术在建筑结构设计领域中的应用,以更为直观、更为科学的方式,将相关建筑结构参数呈现出来,为设计人员提供完备的设计平台,设计人员可以根据实际需求,进行图纸修改、工程建模等一系列操作。在确保设计质量的同时,缩短的设计周期,切实满足现阶段建筑项目设计、施工活动的相关要求。
  参考文献:
   [1] 涂劲松,李瑞霞.基于BIM技术的装配式剪力墙结构施工关键技术流程[J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2018(3):91~95.
   [2] 韩风毅,林书帆.基于BIM技术的建筑节能结构协同设计[J].沈阳工业大学学报,2019(6):710~714.
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