建筑结构设计中的BIM技术的应用探析

发表时间:2020/6/1   来源:《基层建设》2020年第4期   作者:杜伟博
[导读] 摘要:随着建设项目规模的不断扩大,人们对建筑结构的要求也更加多样化。
        华芮智控(天津)科技有限公司  天津市  300000
        摘要:随着建设项目规模的不断扩大,人们对建筑结构的要求也更加多样化。BIM技术的应用将会把更多的施工技术和更多的建筑设计理念融入到建筑结构设计中,从而达到理想的设计效果。BIM技术在建筑行业的应用改变了传统建筑行业的发展模式,在控制成本的同时提高了建筑结构的设计水平,为建筑行业的可持续发展指明了方向。
        关键词:建筑结构设计;BIM技术;应用
        引言
        BIM技术发展,其在建筑工程建设中发挥出巨大作用。传统建筑工程中结构设计依然存在较大挑战,为了减少施工安全问题,若是在建筑工程中合理运用BIM技术,可将建筑施工效率显著增强。
        1BIM技术概述
        BIM技术是通过对3D技术的应用来整合分析各种施工数据,并在此基础上完成对数据模型的构建。BIM技术在各个领域都得到了应用,其中建筑领域的应用最为广泛。它在建筑中的运用,涉及前期设计、施工环节、运营与管理环节、后期维护等多个施工环节,实现了文件类型的升级转化,由纸质转化为了数字化,通过可视化技术加以展示,为结构设计工作提供了更大、更可靠的帮助。BIM技术具有可视性、协调性、模拟性等多种优势,出图效果非常好,参数化设计也是其一大特点,在建筑结构设计中其优势能够得到有效发挥。
        1.1可视化方面
        在传统的建筑结构设计中,设计软件使用较多的是2D技术,它具有精确性不足等缺点,导致在一些部件位置、空间等信息数据的显示上无法满足设计的需求,数据信息的不足会影响后期施工效果。BIM技术主要利用的是三维模型进行设计,可以对建筑的各项数据进行有效整合并进行模拟,能够以更立体、更直观的模型对建筑结构进行展示,有利于后续施工工作的精准度保证,在确保施工效率的同时,更是对施工质量提供了高保障。
        1.2协调性方面
        在实际的设计中,各个专业可能会存在冲突情况,机电互相之间的、机电与结构之间的冲突和碰撞,以及预留孔的尺寸和位置不符等问题,都可以利用BIM技术的协调性优势进行调整。
        1.3模拟性方面
        用三维技术对施工进行模拟,对各种施工必要流程进行模拟,可以有效确保施工效率和质量。在出图方面,包括施工图、设计图、加工图等多种类型,运用BIM技术中2D、3D的结合,能够通过碰撞检查出经过深化设计后的施工图。
        2BIM技术在建筑结构设计中的技术优势
        建筑信息模型又被称为BIM技术,是基于计算机辅助设计、计算机信息学、电子信息技术等多学科成果的创新技术。先进的电子信息技术发展,为BIM技术的应用提供了可能。BIM技术改变了传统的二维设计建造模式,倡导走三维立体的信息化智能化设计之路。BIM技术的应用是建筑智能化发展的需要,也是城市一体化信息管理的需要。一是在进行建筑结构设计中,设计者不仅需要考虑建筑功能、面积等因素,还要考虑建筑结构在外界环境变化下的可靠性,材料强度应对极限不可抗拒事件时的效果,建筑完成后结构空间受到破坏时的力学变化等影响因素。这些变化的设计数据在BIM技术支持下能更加准确,同时能共享。二是建筑结构设计中,往往对于周边环境的影响,更需要作出全面的评价。BIM技术就能汇集建筑物周边的布局规划情况,对新施工的建筑结构进行一体化设计,从而有效提高了建筑结构的科学性和可靠性。三是建筑物的结构设计和项目的现场施工建设具有非常大的关联性。在施工中,经常出现施工图纸和最终项目施工存在分歧的现象,从而只能对建筑结构进行修改的情况。建筑结构一部分的修改都会给整体带来影响,带来的建筑结构安全隐患也让施工变得复杂而困难。应用BIM技术能有效评估技术指标的变化,让建筑安全风险隐患降低。


        3建筑结构设计中BIM技术的应用
        3.1BIM技术在钢结构设计的运用
        随着建筑技术发展,跨度较大的钢结构已经广泛应用于建筑设计中来。要想将施工效果与质量提升,就需要在进行建筑工程设计时,积极探究并运用钢结构特点,重视建筑设计,利用BIM技术可为设计大跨度钢结构提供技术支撑。运用BIM技术可将钢结构连接的节点体现出来,并依据相关数据明确其需要的不同螺栓孔距与螺栓数量,设计人员在进行BIM技术运用过程中,只需要对参数进行科学调整就可以重新构建节点的目标。建筑结构设计过程中,从设计图样就可分析出大跨度钢结构中节点部位的可靠性,从而保障整体结构的稳定性。
        3.2BIM技术参数自动化的运用
        由于BIM技术所提供的参数自动化系统中,可利用参数对数据库实施调用与储存,保证后期建筑工程施工可得到精确反馈。还可在已经重新添加的相关结构中保证参数自动转化,并将其应用于设计系统,进而成为相互控制的参数规则,保证模型设计与建筑工程施工相匹配。BIM技术为建筑工程结构设计提供转化模块,保证信息共享,可了解到建筑结构设计数据信息,并依此为依据创建分析模型,也为建筑工程结构设计的3D模型布局结构,将其不同功能分层出来,并可将3D模型图转化为建筑工程施工平面图形,保证建筑工程施工效果与BIM技术结构设计参数可形成互动,使参数运用效率极大提升。
        3.3重视BIM技术运用能力的提升
        作为建筑工程结构设计人员,在实际建筑工程结构进行设计的过程中,要加强BIM技术技巧的使用。BIM技术是一种新型信息化技术,要合理地在建筑工程中运用此项技术,就需要对于BIM技术运用技巧进行明确了解。建筑工程现场人员应开展不同的BIM技术相关培训,并积极优化设计目标。BIM技术培训内容主要有BIM技术原理、基础技术理论、技术在建筑过程不同环节的运用,加深其对于技术理解,并将其应用于建筑结构设计中,增强设计人员的专业技能,保证结构设计更加准确。
        3.4创建结构设计模型
        建筑工程施工应明确设计工作规则,例如结构设计的安全性与结构性,保障结构设计的质量符合建筑要求。加强对于建筑工程施工现场勘察,对建筑物性能进行必要分析,这就与BIM技术运用密不可分,设计人员可运用BIM技术对施工现场勘察,并进行对应立体模拟,创建立体模型,便于对建筑工程结构的优化。建筑工程结构明确之后,首先对于施工现场地形、土壤等进行明确分析,为建筑结构设计提供必要数据参考信息。BIM技术对建筑工程现场基本信息可实施科学分析,并创建三维图像,为结构设计数据信息储存提供及时信息,保证设计的合理性。建筑工程结构设计过程中,利用BIM技术可建立结构设计模型,根据模型可了解建筑工程的板、梁、柱等基本建筑施工信息,为建筑结构设计提供基础数据支持。建筑工程结构设计模型流程需要对于建筑结构进行基本定义,属于模型构建的一个比较基础的工作。BIM技术的相关集合与关联实体,可将楼层与建筑进行关联,保证建筑结构设计任务完成。BIM技术空间结构关联实体可将楼层与墙体之间关系紧密联系,保证建筑设计与施工现场需求有效结合。
        结语
        综上所述,在建筑结构设计中,利用BIM技术能够显著提升设计效率和建筑的空间布置合理性,能够有效降低因二维空间设计不合理造成的建筑结构设计缺陷。BIM技术无论是在建筑的整体结构设计、户型设计以及水电系统的一体化设计方面都显现出了巨大的优势。在未来,随着电子信息技术的不断发展,BIM也会不断的优化和进步,彻底改变传统建筑的二维平面设计方法,进入全新的数字化3D设计时代。
        参考文献
        [1]李华峰,崔建华,甘明,等.BIM技术在绍兴体育场开合结构设计中的应用[J].建筑结构,2013(17):144-148.
        [2]孙晓翔,阎子鑫.BIM正向设计技术在某小学结构设计中的应用[J].城市住宅,2018,25(7):30-32.
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