探析BIM技术在建筑工程结构设计中的运用 张国宁

发表时间:2020/11/2   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:张国宁
[导读] 摘要:BIM技术在我国的发展和应用依然处于初级阶段,其涉及我国建筑行业的多个方面,如建筑结构设计、成本预算、施工运营等。
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        摘要:BIM技术在我国的发展和应用依然处于初级阶段,其涉及我国建筑行业的多个方面,如建筑结构设计、成本预算、施工运营等。BIM技术的应用在提高建筑工程内部之间信息的交流和共享等方面起了重要的作用,本文主要对BIM技术在建筑结构设计中的应用进行探讨。
        关键词:建筑结构;BIM技术;应用策略
        前言
        新时期环境下,BIM技术在建筑行业领域中的应用越来越成熟,有效的推动了建筑行业的发展。BIM技术具有着诸多的特点,能够有效实现建筑工程的可视化和模拟性呈现,对建筑工程的建设具有重要的作用。在现代化建筑工程结构设计中,其呈现出复杂性高和技术要求高等特点,传统结构设计方法已经满足不了新时期工程建设需求,而通过BIM技术就为建筑工程结构设计提供了良好的技术支持,而BIM技术在建筑工程结构设计中如何进行运用,就是本文主要研究的内容。
        1BIM技术概述
        BIM技术在建筑结构设计中的应用实际上就是指基于建筑项目信息而构建一个三维立体的工程数据模型,通过对BIM技术的合理利用能够让建筑结构设计更加立体的向工作人员进行展示。而BIM技术起源于外国,近些年来才被引入我国,在各行业中均有所涉猎,而尤以建筑行业的应用效果最佳。通过对BIM技术的应用,建筑结构设计工作中的绘图工作就能够实现由以往的分布绘图向多专业共同绘图的发展,也就推动了我国建筑工程设计工作的不断进步。
        2BIM技术的优势
        在建筑结构设计过程中,运用BIM技术就能够建立稳定、可靠的BIM模型,使设计变更的频率大大降低,建筑工程的施工成本、施工质量以及施工过程中的经济风险就会得到有效的管控。在建筑工程结构设计工作当中运用BIM技术具有以下优点:(1)利用BIM技术可以将建筑结构之间的空间关系通过三维模型表现出来,同时设计单位、施工单位以及建设单位之间也能够更好地进行施工技术交流。对于结构复杂、施工技术要求较高的建筑工程,通过BIM技术的运用,能够对各个结构进行动态演示,检查结构的设计能否满足实际的施工要求。(2)利用BIM技术当中的实体配筋技术能够对复杂建筑结构的配筋情况进行模拟,同时在模拟的过程中还能够及时发现存在的问题,此外,还能够为后续工作的开展提供有力的支持。(3)利用BIM技术能够实现参数设计,利用BIM技术进行设计的时候,会有一个数据库,如果对其中某一处结构的结构设计参数进行修改,那么与这个结构相联系的其它结构的参数也会得到相应修改。(4)利用BIM技术能够实现信息共享,同时还能够根据建筑结构设计的工程量计算出建筑工程造价,为建筑工程成本控制工作提供有力的支持。
        3BIM技术在建筑结构设计中的应用
        3.1在三维可视化设计模式中的应用
        在以往的建筑结构设计过程中,大部分设计师都是采用二维CAD模式进行建筑结构设计,而在表达建筑成果的时候主要是应用平面图、立面图和剖面图等方式。虽然这些方式能够将整个建筑工程项目的信息全面表达出来,但呈现的效果却存在明显的割裂现象,这些割裂现象将严重影响建筑工程结构设计的准确性,这样则无法满足现代人们对建筑工程结构设计的要求。因此,将BIM技术应用到建筑结构的设计过程中的迫切性则非常突出。这样不但能够让建筑结构设计人员具备三维思考方式,而且还能够对各类建筑信息和数据进行分析,从而保证整个建筑工程结构设计的质量。
        3.2在钢结构建模中的应用
        建筑结构设计中钢结构设计十分复杂,涉及到专业知识较多,尤其是布置加强件和连接钢结构中,任务较为繁重,很容易出现设计错误。为了解决上述难题,人们在钢结构建模中引入BIM技术,通过BIM技术的应用,对钢结构梁高进行计算,设计出专门的连接件。

另外,BIM技术也可以通过相关参数,实现连接件的有效处理,并通过参数数据共享,对连接件的数量和间距进行有效控制,设计人员只需在工作中调整相应参数,便可以完成新连接件设计工作。其次,BIM技术可绘制出相关加强件的大样图,判断工程中加强件的具体位置,提升钢结构设计和施工过程的准确性。
        3.3在建筑结构协同中的应用
        通过充分利用中间数据文件能够实现异地不同设计软件的设计数据和信息连接,此外,合理地将设计内容进行结合,规范处理方法,能够有效保证系统内部各种信息的流畅度。这样通过采用数据交流共享模式,不但能够更加全面地保证建筑工程结构设计的完善性,而且还能够从根本上避免建筑工程结构在设计过程中存在的疏漏或者是不完善的问题。
        3.4在模型集成化方面的应用
        通过将BIM技术应用到建筑工程结构的设计过程中,在集成化方面不但能够让各类信息单元的描述更加具体化、合理化,而且还能够对同类数据进行导入和组合,以通过参数化的描述来固定相关的模型。这样在建筑结构的设计过程中,BIM技术还可以根据不同的参数设定来创设良好的内部集成模型方式,大幅度降低建筑工程结构设计的工作量。此外,还可以通过全面分析物理信息来对建筑工程结构模型引用方面提供具体的数据参考,从根本上避免设计层面上出现人为失误。
        3.5在构建关联性结构模型中的应用
        关联性结构模型的构建,要比钢结构模型复杂,且需要注意的事项众多,在设计之前,设计人员应对个体之间的关联性进行有效总结,意识到关联的重要性,将对称性关联方面存在的问题彻底解决。在BIM技术应用之后,相关工作人员应将建筑中对称关联和不对称关联直观的表述出来,例如,在洞口墙体设计中,一般的洞口都会附着于实际墙体之上,如果将洞口删除,墙体依然存在,但如果将墙体删除,洞口也会随之消失。再比如柱和梁之间的关联,二者也是通过构建结构实现关联,在梁的实体调整中,柱体也会发生相应调整,从而将柱的关联形式改变,反过来亦是如此。上述实例可以看出,通过实体和洞口之间的关联关系,可以确定墙体和洞口之间也存在一定关联。
        3.6在建筑结构性能中的应用
        建筑结构设计的设计原理,主要是将建筑中各个部分中所涉及到的科学集中在一起,建立一个虚拟建筑物,实现整体结构的相互支撑。BIM技术的应用,可以实现对建筑结构性能的科学分析,对建筑机构的稳定性、牢固性、抗震性等基本要求进行判断,确定各项数据是否满足标准。在设计工作中,设计人员只需要将BIM模型数据导入到相关软件中,利用软件对数据进行处理,确定建筑结构整体性能是否满足事先规划好的标准,解决建筑结构设计中存在的问题,有助于建筑结构设计工作的优化,提升建筑结构设计质量。例如,在亚洲最大生活垃圾发电厂设计过程中,为了提升建筑结构性能,设计人员通过BIM技术,对模型进行碰撞检测,首先对单专业之内模型进行碰撞,调整碰撞中出现的结构错误,之后进行机电综合模型碰撞检测,对机电专业内的碰撞问题进行调整,最后是机电与建筑之间的碰撞检测,将建筑结构与机电之间存在的问题解决,碰撞模拟软件可直接将结果以报告形式生成,设计人员会根据结果对综合管线进行相应调整,以人工审核的方式,最终得到修改意见,实现BIM技术在建筑结构性能中应用效果的提升。
        结束语
        综上所述,随着建筑行业的不断进步,随着科学技术的不断发展,各种技术在建筑行业中的应用也逐渐普及起来。而BIM技术在建筑结构设计中的应用,有效的实现了建筑结构设计的优化与完善,为建筑工程质量奠定了良好基础。企业应加强对BIM技术的充分利用,以达到建筑工程设计质量的要求。
        参考文献
        [1]程歆琛.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[D].长春工程学院,2017.
        [2]潘平.BIM技术在建筑结构设计中的应用与研究[D].华中科技大学,2013.
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