BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究 张玉彬

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:张玉彬1 刘兵2 苗安东3 杨亚光4
[导读] 摘要:现阶段来看,人们对于建筑有了更高的要求,包括建筑的规模、功能、内部设备以及外观等多个方面,在要求质量的同时,还要保证经济效益上的稳定,这对于建筑工程来说有着一定的难度。
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        摘要:现阶段来看,人们对于建筑有了更高的要求,包括建筑的规模、功能、内部设备以及外观等多个方面,在要求质量的同时,还要保证经济效益上的稳定,这对于建筑工程来说有着一定的难度。同时,随着建筑行业发展,传统建筑形式正逐渐被各种新建筑形式取代,建筑工程结构建筑就是其中之一。建筑工程结构建筑不但改善了传统建筑施工速度慢、效率低等缺点,并且还能有效保障建筑质量与性能,可以想见未来建筑工程结构建筑将在我国得到更加广泛的应用。BIM技术即建筑信息模型技术,该技术在建筑工程结构设计中拥有着十分重要的应用。本文主要针对BIM技术下的建筑工程结构设计方法进行了浅要分析。
        关键词:BIM技术;建筑工程;结构设计;应用
        引言
        在科学技术以及全球一体化的发展情况下,已经有一些新型施工工艺以及材料应用到建筑工程中,并且起到了一定的作用,与过去的土木建筑相比,现阶段的建筑工程已经逐渐向智能化与自动化发展,许多机械设备的应用,大幅度的提高了施工的工作效率,降低成本上的投入,解决施工过程中的难题,但是与此同时,建筑市场的竞争也在逐步提高,在这种环境背景下,人们对于建筑有了新的要求,包括质量、功能和外观等多个方面,这就需要相关人员做好施工前的勘测以及设计,尤其是对于结构设计来说,如何满足消费者的需求,找到过程中存在的问题,并且做好优化设计是现阶段工作人员的主要研究方向。
        1房屋建筑结构设计中的结构设计优化
        1.1建筑结构模型的优化
        对结构设计优化进行应用的时候,应优化建筑结构模型。在对建筑结构模型进行优化的时候,可以从确定约束条件、计算函数、选择变量三个方面开展。创建、使用建筑结构模型的过程中,应对不同变量的选择进行高度重视。对不同变量进行设置、选择的时候,必须充分考虑房屋建筑物的实际情况,并结合当地情况,全面分析可能会给房屋建筑结构设计产生影响的所有因素,并用预定参数来对这些因素进行表示,在房屋建筑结构设计中表现出来。一些因素可能会给房屋建筑结构设计的整体效果产生非常大的影响,因此,不管是多元因素,还是单一因素,设计师均要给予足够的重视。除此之外,房屋建筑结构设计优化过程中,将各种元素反映到函数中,能够有效减少工作人员的劳动量,有利于提高其工作效率。
        1.2房屋建筑细节的优化
        现阶段诸多企业在细节方面入手,来提高建筑物的质量及美观性,从而吸引消费者的青睐。基于此,房屋建筑结构设计中,开展结构设计优化的时候,也要注意对细节进行优化,根据客户要求,对房屋建筑的部分细节问题实施优化、精细化处理。例如,在空调板设计中,应根据客户使用需求来开展设计,确保设计的空调板可以为空调安装、维修等提供便利条件,并要保障其可以满足建筑安全性能的要求。再如,在阳台设计中,也要考虑客户需求来开展设计,若是居住人员较多、成分复杂,则要考虑幼童安全,将阳台高度设计为1.2米。房屋建筑结构设计中,还有很多小细节,设计师应对这些细节问题进行充分考虑,为客户提供更多的便利。房屋建筑结构优化设计中,设计师也要充分考虑当地实际情况来开展设计,适当采取一些节能设计措施,如考虑当地气候、天气条件,对卧室的光照条件进行优化设计,以减少照明时间,降低电能消耗。


        2BIM技术下的建筑工程结构设计方法
        2.1明确设计程序
        第一个阶段是方案设计阶段,在此阶段主要是从户型和标准层的设计、构件拆分原则的确定、预制混凝土结构构件的布置方案等入手进行整体建筑的方案设计;第二个阶段是初步设计阶段,在此阶段主要是对预制混凝土结构构件的类型及尺寸等进行合理的选择,确保符合工程的实际情况;第三个阶段是施工图设计阶段,在此阶段主要是对预制混凝土结构构件进行深化设计,并对设计信息进行扩展,以给实际施工工作提供科学合理的依据。
        2.2建立和优化结构模型
        在具体设计过程中,应当要充分利用构件库,根据实际设计需求在构件库中选择既合适而又性价比较高的预制混凝土结构构件,并利用所选构件来数字化模拟建筑工程结构的整体方案,建立出相应的结构模型。若是没有在构件库中找到比较合适的预制混凝土结构构件,则需要结合实际设计需求而重新设计专门的构件,并记得将新设计的构件也及时补充到构件库当中,从而使构件库中的可选构件素材不断丰富,为以后的设计工作提供更大的便利。再者,为了确保结构设计方案的安全性与可靠性,在应用BIM技术进行建筑工程结构设计之时,还应当要全面分析所建立的结构模型,充分利用BIM技术的可视化功能来不断调整和优化结构模型。需要注意的是,如果在分析结构模型的过程中发现了所选用构件不太合适的情况,则还要重新寻找、选择或者设计构件,直至其适合于本建筑工程结构工程为止。总的来说,BIM技术下的建筑工程结构设计方法可以有效规避各种施工风险、大大降低在施工过程中的问题发生率。
        2.3结构施工图设计中的优化
        设计师需要从图纸的应用角度来进行考虑,保证设计图纸的完整性,准确性以及灵活性。首先,在图纸设计过程中,设计师应该明确建筑中的具体项目类型,绘制出相应的定位轴线以及基础构建,明确它们的具体位置以及尺寸、编号等,从而保证在施工过程中可以做好细节上的问题。其次,设计师还应该对一些重点工程进行详细的分解,尤其是在施工技术以及材料的选择上,确定它的合理性,保证计算过程中的准确性,包括基坑深度、承载力以及横截面的参数等方面。另外,设计师要对结构图纸中的一些预埋件和设备进行相应的标注,提供编号和详细图纸,如果在施工过程中存在一定的问题,也要及时对设计图纸进行完善和更改,保证它的灵活性。
        2.4排水管道系统的优化
        对结构设计优化进行应用的时候,还可以对排水管道系统进行优化设计。排水系统设计是房屋建筑结构设计中的重要组成部分,其复杂程度较高,应充分考虑实际情况来开展设计。特别是穿墙管道设计中,应以便于施工为原则,提前预留管道碰撞检测的空间,并做好预埋空洞的标记,以便于施工方在施工的时候可以提前预埋孔洞,避免返工问题的出现。对于需穿过承重墙的排水管道,应做好对周围的加固处理,保证承重墙的稳定性。排水管道优化设计中,应考虑施工方面的问题,避免管道绕柱问题的出现。随着科技的进步,BIM技术在建筑设计中得到了越来越多的应用。排水管道优化设计中,也可以应用BIM技术,来开展碰撞检测,确保排水管道、建筑物的协调性,提高排水管道优化设计质量。
        结语
        总而言之,在建筑工程结构设计中,通过运用BIM技术,可以大大提高设计方案的科学性与合理性,并简化设计过程。在实际设计过程中,首先要明晰设计思想,然后把握好相关设计方法要点,包括明确设计程序、构建和完善构件库、建立和优化结构模型、充分应用结构模型、优化构件拆分以及进行碰撞检测等,这样才能够保证设计效果。
        参考文献
        [1]张瑞.房屋建筑结构优化设计研究[J].工程建设与设计,2020(6):5~6.
        [2]侯登科.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].居舍,2020(1):86.
        [3]黄修月.优化建筑结构设计方案的新方法研究[J].中国标准化,2019(24):74~75.
        [4]刘思颖.房屋建筑结构设计中优化技术的应用[J].居舍,2019(35):105.
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