BIM在建筑结构设计中的应用实践

发表时间:2020/6/29   来源:《建筑实践》2020年第5期   作者:何俊宏
[导读] 随着建筑行业的蓬勃发展,传统设计方式难以满足社会发展需求
         【摘要】随着建筑行业的蓬勃发展,传统设计方式难以满足社会发展需求,容易造成各方沟通不顺利及信息传递失误等问题,结构设计质量难以保障。因此,将BIM技术运用于建筑结构设计当中,能够促使各参建方以及专业技术人员,对建筑结构实现协同设计,促使设计效率和设计质量显著提升。以下根据本人多年工作实践,对BIM技术的主要功能及在结构设计中的应用进行分析。
         【关键词】BIM技术;建筑结构设计;应用实践
引言
         BIM技术作为一个数据化工具,其技术不管在工程管理、建筑结构、建筑设计等方面的应用,有着传统设计方式无法比拟的优势。传统的CAD只能提供二维平面图形,设计图时无法形成整体展示性的立体模型,而BIM技术其本身的主要技术特性就是进行立体的三维模型建立,它能够全面展示工程设计整体的立体情况,并且其在数据共享以及建筑设计各系统的信息整合能力上具有相当出色的表现,相较于CAD技术,BIM技术能够在量化各种建筑设计信息的情况下,对工程设计整体进行指导平衡,由于利用了网络信息化技术,其在信息共享和信息交融方面有着更好的技术性能,能够让不同设计方向的各设计人员以及设计部门更为清楚地了解对方的设计思路以及设计理念,能够让工程整体设计具有更好地互通性和兼容性,使工程设计过程更为和谐,减少设计冲突,同时其三维模型中还能够整合更多数据信息将三维模型进一步升级,在这样的情况下,我们可以利用BIM技术,对工程施工时效以及工程成本等进行有效的分析,进一步提升了工程设计的全面性和设计质量。 因此 ,在进行结构设计时,合理应用BIM技术,可以有效降低设计与施工环节的成本,缩短工期,提高工程效益。
一、BIM技术在建筑结构设计中的主要功能
(一)修改设计方案功能
         BIM技术可以让设计人员所设计的图纸展现出量化及细化状态,在进行建筑结构方案进行修改时,如增加梁柱数量等方面的修改时,BIM技术对所增加的参数进行整合分析,从而提示其它部位的数据修改,这样不仅提升设计效率,同时对设计人员的工作负担进行减轻,从而让设计人员有更加的精力投入到整体构思当中。
         (二)部门一体化功能
      BIM技术的应用,可以让结构设计中的数据以信息化的方式显示,建筑项目信息均可以在平台里快速检索,同时可以让设计人员以更加全面的角度对问题进行分析,大大节约了设计人员在数据查找方面的时间,同时也提升了结构设计的科学合理性。
     三维与信息化是BIM的特征之一,是基于传统平面设计图纸的基础上建立起三维立体建筑模型,让建筑结构设计人员更加直观地了解建筑结构的总体效果,如墙体厚度或是供水管道等细节,对发现的问题及时处理,提升项目整体安全。
二、BIM技术在建筑结构设计中的实践
(一) 对建筑结构功用进行分析
建筑设计人员进行建筑结构设计过程中,不能立足于独立结构设计环节,单一的进行结构合并和整合,而要立足于建筑整体,从建筑结构整体功用层面出发,科学设计建筑结构,并对建筑结构相关功能实现充分优化。以往以传统方法进行建筑结构设计,需要投入大量人力、财力还有物力对建筑结构性能实现综合分析,而且人工分析过程中还容易出现较大误差,难以保障相关数据参数的准确性。而将BIM技术应用其中,可以利用技术特点和功能,智能的对建筑结构具体功能作用加以分析,只需要将有关数据信息输入到BIM模型当中,就可高效实现结构功用分析工作,为提升设计质量奠定坚实基础[1]。


         (二)运用BIM技术优化设计细节
         在建筑结构设计过程中,合理运用BIM技术,还可以对施工图的细节进行优化调整,并确定孔洞预留等情况,对优化设计方案具有重要作用。通过BIM技术对建筑设计细节进行优化,主要是对采阳窗位置、墙内线路走向、入室线路孔洞、保温材料选取以及隔热材料选取等细节加以确定,若这些细节方面出现问题,那么将导致建筑整体性能降低。比如在选择保温材料的时候,通常北方到了秋末时节,温度会快速下降,至第二年春季温度才会逐渐回升,此阶段北方处于集中供暖时期,而建筑结构外部温度依旧会很低,若不能合理选择保温材料,降低墙体保温性能,也会对室内温度产生影响。对保温材料的选取,可以通过BIM技术实现不断模拟,将固定条件下的温度设定在-10℃、0℃还有10℃等,以对不同材料自身实际保温效能实现充分判断和分析,优化选择保温材料[2]。
         (三)通过BIM技术实现钢结构建模
         建筑结构设计者可以通过BIM技术,实现钢结构建模,科学分析钢结构连接、加强件等方面可能会出现的问题,并合理确定梁梁铰接、连接梁柱等方式。具体设计期间,设计者需要对梁体高度等因素进行综合考虑,保证连接部分充分符合施工需求。设计者通过对BIM技术的应用,可以获得钢结构相关参数,并在此基础上对螺栓间距以及螺栓用量实现有效把握。实现钢结构建模期间,设计者可以直接通过BIM技术适当更正有关参数,即可优化设计连接件。在加强件设计中,需要设计者充分掌握结构具体制作过程,以保证施工期间准确的定位加强件,保证施工质量。
         (四) 运用BIM技术协调建筑结构
         在BIM技术模型建立基础上,可以在其中适当的删减或者增加建筑结构有关数据和信息,对建筑结构设计进行协调优化,以保证设计质量,促使后续施工更加顺利。在BIM模型当中对有关设计信息实现及时处理,并通过信息技术加快设计有关信息的传递,可以促使设计效率更高。在设计信息传递中,需要对地区模型之间存在的差异加强关注。在实践过程中,可通过中间数据文件加以辅助,以提升数据资料传递效果。设计人员还要重视处理中性数据库,在熟知相关数据内涵与价值基础上,更加有效地与相关专业人员进行相互交流与沟通,同时对拟建建筑工程还有建筑结构实现协调设计,促使后续施工更加顺利进行。
(五)对建筑结构实现可视化设计
         在BIM技术实践中,可以利用三维模型技术,向各参建方立体的展示建筑结构、专业设备等相关构件,实现可视化设计,以全面提升设计质量,这一点是传统设计方法无法比拟的。在设计初期,可以通过BIM技术实现实体模型构建,结合不同用户提出的不同看法,逐渐优化和完善建筑构件。基于BIM技术对建筑结构实现可视化设计,可以使各参建方与专业设计人员更加准确的理解工程细部以及建筑整体布局,同时还可对设计存在的缺陷实现快速寻找,比如楼梯碰头、管线碰撞等,促使整体设计质量显著提升。
三、结束语
         在建筑结构设计中有机的运用BIM技术,有助于简化设计步骤,缓解设计人员的压力,提升设计效率,对提升建筑设计水平,促进建筑施工顺利推进,保障建筑质量具有重要价值。因此,建筑结构设计人员需要充分了解BIM技术的优势和作用,在多个设计环节对BIM技术实现合理化运用,逐步提升建筑结构设计水平,促进建筑领域的健康发展。
参考文献:
[1] 贾智立.BIM技术在建筑结构设计中的应用及注意事项分析[J].科技展望,2017,27(16):86-86.
[2] 刘迎.BIM技术在高层建筑结构设计中的应用研究[J].工程技术研究,2018,21(05):127-127.
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