探索建筑结构设计中BIM技术的应用

发表时间:2020/9/8   来源:《建筑实践》2020年4月10期   作者:李振中
[导读] BIM 技术作为一种信息技术,能够通过三维几何模型实现项目的技术参数、信息以及构件信息的录入

         摘要:BIM 技术作为一种信息技术,能够通过三维几何模型实现项目的技术参数、信息以及构件信息的录入,有效提升建筑结构设计的合理性和精准性,进而为建筑结构施工提供必要的支持。将BIM技术应用于建筑结构设计中,符合我国建筑业发展的趋势。
         关键词:建筑结构;设计;BIM技术;应用

         BIM技术在信息技术的支撑下,通过三维几何构图方式,实现将复杂的建筑结构具象化表达,可以让建筑设计者更好地把控整个设计工作,提升建筑结构设计的合理性和准确性,进而保证工程质量。深入探讨建筑结构设计中BIM技术的应用具有重要的现实意义。
一、建筑结构设计中BIM技术应用的优势
         BIM技术能够推进不同部门数据的共享,提升沟通交流的深度和广度,并可以做好建筑模拟和分析工作,能够提升建筑工程施工任务质量,为建筑施工提供全面的保障。总结而言,建筑结构设计中BIM技术应用主要有以下优势。
         (一)强化可视化操作
         BIM技术以三维模型为基础,通过三维几何构图,将原本复杂不可视的建筑结构通过三维图形进行集中展示。不但可以展示建筑结构的外形,也对其内部隐藏的结构内容进行清晰展示。运用图形化方式来表现设计的方案,并进行作图和计算,再加上信息技术的融合计算,使得BIM技术将传统的抽象线条能够被转化为直观的图形,为设计人员提供可视化的参考,让其设计更加清晰,然后生成更为合理的建筑结构设计模型。
         (二)提升结构设计的协调性
         建筑结构设计工作有赖于多个部门的通力合作,需要不同部门联手协作,但是部门间的职能存在不同,无法相互交叉,因此需要做好协调工作。在传统的建筑结构设计工作中,很多工作都是在理想化的理念下进行的,各个单位各抒己见,如果某个环节出现了问题,就会对施工造成较大的危害。而BIM技术手段能够强化各部门间的沟通协调,形成协调的数据信息,支撑相应的协商工作开展,让整个沟通交流更加客观、高效,提升了工作效率和质量。
         (三)可以提供完备的模拟操作
         BIM技术可以提供完备的模拟操作帮助,可以对建筑信息模型进行模拟设计,同时也可以对一些建筑工程的特殊事件进行模拟。建筑结构设计是一项复杂的工程,需要对建筑物的整体以及各个细节处进行设计,难度可想而知。而BIM技术对于应用,能够借助三维模型对各种要求进行精准模拟,如日照模拟、节能模拟、紧急疏散模拟和热传导模拟等,同时也可以在建筑招投标和施工阶段进行4D模拟,并根据施工组织设计需要做好模拟施工设计,强化具体设计方案的判断质量。这样一来,建筑结构设计的质量和施工质量都可以得到保障。
         (四)可以提升方案的设计效果
         BIM技术的应用,也可以有效提升方案的设计效果,通过模型中存在的几何、物理和规格信息模型,能够让建筑结构设计更为系统,对于计算复杂的数据信息,通过信息技术可以快速精准地进行计算,从而优化复杂的项目方案,提升建筑结构设计方案的科学性。
二、建筑结构设计中BIM技术的应用方法
         建筑结构设计中BIM技术的应用既要统筹兼顾,又要有所针对性,以此提升设计的有效性。具体来说,需要从以下几点展开。
         (一)BIM技术在施工图设计中的应用
         建筑结构设计需要施工图同实际情况相一致,而在传统的设计过程中,由于设计人员的不足或者失误,很多时候会出现施工图和实际施工不匹配的情况,或者设备管线和建筑结构沟通同设备管线冲突的情况,因此需要做好各个部门的沟通交流来加以解决,难度非常大。而BIM技术的应用,施工人员在设计阶段建立起建筑、结构、设备等单专业的三维模型,然后借助BIM软件进行组合和碰撞检查,全面剖析各个设计间存在的错误和漏洞,如常见的门洞位置出现结构楼梯柱、通风管道与结构梁冲突等。

然后各个部门进行协商交流,运用自己的专业知识进行组织协调,让施工图纸更为客观、合理。
         (二)BIM技术在建筑结构参数化设计中的应用
         在建筑结构设计过程中,可以应用BIM技术进行参数化设计,通过应用建筑模型,对多方面虚拟构建进行拼装,对于相关参数进行设置和完善,通过调节参数,结合施工需要,让构件的形体得以调整,不断满足设计的需要。同时,也要强化构件的关联性设计,通过BIM技术手段对参数进行调整,然后将多个参数进行关联,强化关联设计。对于某个构件无法满足设计需要的情况,要作修改,然后更新整个建筑模型,让关联的构件可以自动匹配合理方案,从而提升建筑结构设计的合理性。
(三)BIM技术在专业方案设计中的应用
         在设计阶段,要注意全面提升专业方案设计质量,通过应用BIM技术,针对性地对各个专业环节进行设计。如果设计不当,就会对建筑结构设计质量产生影响,甚至会对整个工程产生不利的影响。例如,如果建筑结构部分地区的管线分布密集的话,就会影响区域的净高和使用功能,就需要做进一步调整,进而产生牵一发而动全身的情况。而基于这种情况,建筑设计单位需要结合BIM技术做专业化设计,对设备房的位置进行调整,运用三维几何模型去做全面调整,然后再相应地调节净高,对于层高进行调整,使得整个建筑物结构更为合理。通过BIM技术,对于针对性强的环节进行灵活处理,并对相关联的部位进行推演模拟,不断进行调整和优化,让每一个环节都相匹配,从而全面提升建筑结构的合理性。
         (四)BIM技术在钢结构建模设计中的应用
         当前建筑结构更多地采用钢结构设计方式,特别是大跨度建筑物,对于钢结构的要求非常高,这就对建筑结构设计的要求不断提升。而通过应用BIM技术时,为了提升大跨度钢结构设计的合理性,通过参数共享,对于整个钢结构进行全面设计,并对具体环境和关键部位进行专项设计,如对螺栓的数量和间距进行系统化设计。在此过程中,设计人员要结合具体的工程情况对参数进行调节,形成新的连接件,画出加强件、连接件设计大样,用BIM系统加以展现,提供给技术人员,然后加以参考设计,确定加强件、连接件的准确位置,从而提升钢结构的设计质量。
         (五)BIM技术在综合管线排布设计中的应用
         在建筑结构设计中,可以应用BIM技术对建筑物的综合管线排布进行设计施工。特别是高层建筑物,其涉及大量复杂的管线,这些管线一些是建筑自身所需要的管线,一些则是施工需要的管线,做好管线的排布至关重要。在应用BIM技术进行排布中,要先进行基础建模,做好碰撞检测、管线综合调整、模型确认、而未出图、施工监督等工作,实现综合二维深化,提前预见管线排布,通过BIM技术加以模拟,避免施工中出现碰撞和风险,并相应地进行调整,提升综合管线排布的工作效率。
         (六)BIM技术在钢筋节点设计中的应用
         建筑结构设计中的钢筋节点、结构设计是设计难点所在。钢筋结构错综复杂,不容有失,甚至需要多跟梁同钢骨柱交叉的设计需要,难度非常大。而钢结构过于复杂,钢骨柱和梁之间的钢筋穿孔、锚固、贯通连接等就非常容易出现交叉错误问题。而通过BIM技术进行钢筋节点设计,要基于实际施工需要,以及整个建筑结构特点对复杂钢节点进行钢筋排布,通过三维模型进行集中展示,并对不合理的地方进行深化调整和建模,不断优化设计钢筋节点,让模型更为合理,支撑具体施工方案的开展。
结语:总之,BIM技术在建筑结构设计中加以应用,能够借助其可视化、协调性以及模拟性的优势,全方位提升建筑结构设计的合理性,提升设计的准确性,让建筑结构质量得到全方位保障,将一些问题及时查明并进行优化,为进一步的建筑工程施工提供良好的保障。
参考文献
         [1] 卓博华.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2017,(008):229-230.
         [2] 周亚东,石桂菊.BIM技术在建筑结构设计中的合理应用[J].智能建筑与智慧城市,2018,(003):67-68.
         [3] 李燕.浅谈BIM技术在建筑结构设计中的合理应用[J].环球市场, 2019, (036):370.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: