BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究

发表时间:2020/10/20   来源:《城镇建设》2020年第21期   作者:隋学斌 孙琳
[导读] 近年来,我国建筑结构设计工作有了很大的进步,但是随着建筑行业的快速发展,一些不利因素也逐步显现出来,如设计效率低下、工程造价高、设计深度不够、不同专业间缺乏配合与协调等。

        隋学斌 孙琳
        青岛市旅游规划建筑设计研究院有限公司,山东 青岛 266000
        摘要:近年来,我国建筑结构设计工作有了很大的进步,但是随着建筑行业的快速发展,一些不利因素也逐步显现出来,如设计效率低下、工程造价高、设计深度不够、不同专业间缺乏配合与协调等。因此,当前建筑结构设计需要紧跟行业发展步伐,在保证技术规范的基础上,进一步提升设计能力,在此背景下,BIM技术应运而生。将BIM技术应用到建筑结构设计中,可以进行建筑设计项目的结构分析、结构性能分析、结构协调分析等,发现建筑设计中存在的问题,并提出相应的修改意见,有效提高建筑设计的效果。
        关键词:BIM技术;建筑工程结构设计;应用研究
        引言
        BIM技术在科学技术发展前期就已经出现并在西方国家广泛应用,很大程度上带动了西方经济的发展。我国应用BIM技术相对较晚,但是其所带来的影响非常明显,加之我国目前的生态环境状况及可持续发展战略的提出,BIM技术在建筑工程结构设计中推广与应用是非常有必要的。
        1BIM技术的实现功能
        1.1模型集成
建筑设计人员利用BIM技术可以把整个建筑结构设计过程中的各项数据信息加以量化,对各工程设计单位的参数进行详细阐述,并把各项数据信息汇总起来,构建涵盖各建筑结构要件的数据信息模型。利用BIM模型集成可以实现对建筑结构内部所有构件位置与相互之间关系的精确展示,如墙、柱、梁等房屋的重要支撑构件,并可以真实、准确地反映建筑物设计的具体结构特征,还可以利用设计系统内的物理信息处理技术进行设计结果的动态化模拟分析。利用BIM技术,建筑设计人员可以更加直观、全面地了解建筑结构的具体情况,更加准确地预测、判断建筑设计效果,避免设计人员在建筑结构设计中发生失误,防止建筑施工过程中出现安全事故。
        1.2参数编辑
BIM技术的核心是构建建筑结构的模型数据库,建筑结构设计过程中形成的量化参数是构成模型数据库的基本要素,所以编辑并形成建筑结构模型参数就成为BIM技术的重要功能之一。在模型数据库的参数编辑过程中,必须保证所构建的建筑工程模型与结构实体能够准确地一一对应,从而协助建筑设计人员更为方便快捷地利用建筑设计模型,使建筑物的实际施工与设计方案保持一致。
        1.3信息共享
BIM技术的另一项重要功能是实现建筑结构数据信息的交换与共享。利用BIM软件,建筑结构设计人员可以以模型封装的方法把建筑设计结构图录入数据库中,其他工作人员在进入数据库进行查看时,就可以非常方便快捷地利用结构模型中的全部数据信息。根据不同的建筑结构设计图,建筑设计人员可以充分参考其他科学的设计理念并应用到自己的建筑结构设计中去,根据自己设计的建筑物特点及建筑用途,适当地对设计方案予以调整和优化,使建筑设计更具有整体性、科学性。近年来,随着互联网技术的快速发展,云计算、物联网、大数据技术相继涌现,为BIM技术的快速发展创造了更加便利的条件,通过BIM技术和数据模型的资源共享,能够使其在建筑结构设计上的协同配合作用得到更好的发挥。
        2BIM技术在建筑工程结构设计中的应用
        2.1BIM技术的应用思路
建筑工程结构设计活动当中并没有开展相关的实践活动,主要是一个设计构想以及理念运用,因此在设计活动当中设计者需要围绕设计理念进行,需要有一定的应用思路。

首先,设计单位应该在特定的平台上进行团队协作,比较常用的就是Revit+Magicad+BIMcheck平台,在该平台当中设计者可以和团队进行协作,进行协同建模,建立中性数据库,及时发现设计当中的漏洞并做好相关的数据修正工作,以此来提高设计稿的质量。其次,设计单位要充分利用和挖掘BIM技术的相关功能,比如参数化设计、性能模拟等技术手段,并通过简单的演示和建筑企业以及业主进行沟通交流,以此来提高计划的可实施性,完善建筑物的性能,提高方案的设计质量。最后,则是充分利用3D可视化技术,进行更为高效的信息共享以及在设计图纸和数据上的沟通交流,以此来降低图纸修改的频率,避免计划的频繁变更,以此提高设计阶段的设计效率。简而言之,该技术可以充分利用计算机强大的数据计算功能,增强设计环节当中数据计算的准确性,避免数据计算出错,以及在主观经验引导之下所发生错误性设计,从根本上避免了建设过程当中出现建设失误,以及造成重大安全事故,有利于促进我国建筑企业的可持续发展,提高我国建筑企业的核心竞争力。
        2.2BIM技术在建筑结构设计统筹管理中的应用
建筑结构设计统筹管理工作的进行是为了提升建筑施工的安全性。在应用BIM技术进行辅助管理的同时,相关企业应强调部门之间的配合,保障统筹管理工作的全方位进行。基于此,相关企业有必要建立健全管理制度,以此约束员工的各种行为,从而达到加强监督管理作用的目的。以往的建筑结构设计中各部门之间缺少沟通,会出现前文提到的数据延迟更新或迟迟不被修复的现象,轻则增加设计部门的工作量,重则影响整个项目的进行,甚至造成企业的经济损失。BIM技术不仅在参数调整方面起到作用,也能辅助企业相关人员进行日常管理,有助于设计水平及企业统筹管理水平的提高。
        2.3在绿色设计中的应用
绿色设计是目前建筑设计活动当中所提倡的理念,也符合目前消费者所追求的低碳消费,而绿色设计的难度也是比较高的,设计过程当中的影响因素也比较多。在设计活动当中,设计者可以充分利用BIM技术,对建筑物的节能性能进行全方面的研究和开采,尤其是在建筑物采光、通风以及日照等方面,在这个过程当中必须要结合人体对于环境舒适度的数据,要从人体最佳体验感出发。比如在屋顶设计活动当中,可以充分利用保温、蓄热系数比较大、隔热效果明显的材料,在冬季提高室内的温度,在夏季可以很好的隔离外界的热度。通过提高建筑物这方面的信赖,让人体减少对各种电气设备的依赖,比如说风扇、空调以及暖气设备等等,从而达到节约资源,绿色生活的目的。绿色设计是未来设计领域当中必然的发展趋势,因此,设计者应该不断深入这方面的研究,从保护自然环境的角度出发。
        2.4BIM技术在建筑结构设计招投标过程中的应用
招投标过程是对建筑结构设计进行全方位审视的过程,也是体现该设计结构合理性及经济价值的过程。在投标前期企业需要耗费大量的精力整理招投标材料、答辩细节并按照政府有关部门的要求提供其他方面的材料,流程复杂,耗费时间长。BIM技术在建筑结构设计招投标过程中的应用,是通过对工程数据量中的某些参数用项目术语进行阐述,BIM技术会自动对阐述结果进行评价,以此来证明该建筑结构设计的合理程度,在很大程度上简化了招投标过程,节约了准备过程中所需消耗的成本。对于多家企业合作完成的建筑项目来说,传统的招投标结束后可能会出现各种利益纷争,以至于对后续的建筑施工造成影响,而BIM技术的客观性非常强,对某些资源的利用有很强的记忆功能,在资源使用过程中会全面考量资源利用的合理性,避免资源使用的浪费和企业资源纷争现象。
        结语
综上所述,我国城市建筑活动越来越复杂,尤其是近年来建筑类型逐渐朝向高层建筑的方向发展,更是增加了建筑安全事故发生的频率,在这种情况之下设计工作者更应该利用好BIM技术,做好建筑结构的设计工作,提升设计信息之间的共享率,提高团队合作的效率,增加设计方案的科学性以及可实施性,落实建筑物领域中的绿色可持续发展理念。
        参考文献
[1]王栋磊.建筑结构设计中BIM技术的应用探析[J].城市建设理论研究(电子版),2019(1):65.
[2]安康.基于BIM技术在建筑工程结构设计中的推展应用分析[J].包装世界,2018(7):150-150.
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