建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析 张毅力

发表时间:2020/11/4   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:张毅力
[导读] 摘要:建筑设计工作在整个建筑行业处于关键地位,对我国各种建筑物的建设具有重大推动作用。
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        摘要:建筑设计工作在整个建筑行业处于关键地位,对我国各种建筑物的建设具有重大推动作用。在目前的建筑工程设计中,各种高新技术层出不穷,为建筑结构的设计提供了莫大的便利。其中,BIM技术以对建筑的模型分析为核心,将目标建筑物转化为三维模型,方便了设计人员的设计工作,在现阶段的建筑结构设计中得到了广泛地应用。基于此,本文对建筑结构设计中BIM技术的应用实践进行了深入探讨,以供参考。
        关键词:建筑结构设计;BIM技术;应用分析
        引言
        我国建筑行业发展迅速,对于建筑工程各个体系的设计要求也越来越高,建筑行业必须积极挖掘自身潜力,努力提升生产效率,创造更高的经济效益和社会效益。在建筑结构设计过程中,利用BIM技术建立建筑信息模型,深入研究、分析建筑结构设计工作内容,能够更好地提升工程系统性、科学性。
        1 BIM技术概述
        BIM技术暂时仍未有统一的定义,BIM技术利用三维模型对工程项目进行设计、施工、运营等活动进行管理。BIM技术依托现代3D数字化信息技术,对工程项目不同阶段的信息进行集成,实现项目工程特性、设施实体的数字化表述。
        2建筑结构设计中BIM技术的优势
        2.1可实现建筑结构的可视化
        在以往的建筑结构设计中,设计师一般会借助CAD软件来完成,但是CAD软件只能建立二维形式的建筑模型,属于平面模型,不具有立体模型的优势。通过对BIM技术的应用,能够构建出建筑结构三维模型,实现整个建筑结构的可视化,比CAD软件更具优势。并且,由于BIM软件具有可视化功能,因此其能够动态地展示建筑模型。设计师可根据数据的变化情况,实时调整建筑结构的设计方案,在现有方案基础上,对建筑结构进行优化,从而达到更好的设计质量。
        2.2可提高建筑结构设计的协调性
        在建筑结构设计中通过对BIM技术的应用,可提高设计工作的协调性。整个设计工作并不是单靠设计师就能完成的,还需要其他部门人员的参与。因此,各部门之间的协调工作就显得十分重要,如果协调性不好,就会影响到设计质量,BIM技术可使这一问题得到很好的解决。比如,各部门可将部门与工程有关的信息录入到BIM软件中,通过软件的共享功能,设计师就可看到这些信息。而动态地展示建筑结构模型,能帮助设计师在此基础上适当地增加一些配置。与此同时,参与建筑结构设计的人员,可通过移动终端,对相关数据进行调整,使其更加符合设计需要,从而确保整个设计工作能够顺利地进行。
        2.3可实现对建筑模型的碰撞检查
        传统的二维图纸无法反映出建筑结构中个体与个体之间的碰撞,以致有的设计人员在对建筑结构进行设计时,会直接忽略碰撞问题。BIM技术能够呈现建筑结构的三维图像,以便设计人员进行碰撞检查,使建筑结构中存在的硬碰撞和软碰撞都得到很好的消除。如此,设计图纸的质量会提高,建筑施工过程中的返工率就会明显降低,有利于减少建筑工程的建设成本。
        3建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析
        3.1形成三维实体模型
        BIM技术不同于CAD技术,在进行建筑结构模型构建时,BIM技术可以构建三维实体模型,借助三维实体模型能够将建筑工程项目的整体结构情况呈现出来,直观地表示不同构件,并明确不同建筑结构构件之间的关联。实际设计过程中,BIM技术与可视化技术进行结合,不仅能够确保建筑结构设计方案的科学性、合理性,而且利用BIM技术建立三维实体模型能够针对设计过程中存在的问题进行分析、解决。


        3.2对建筑空间进行规划
        建筑空间规划在结构设计过程中需要及时进行关注,这也是建筑结构设计的初始环节。在建设区域确定后,设计人员要对该区域进行空间规划,若该区域的地形状况较为复杂,需要开展较为深入的空间规划分析。借助BIM技术对建设区域进行空间规划,分析建筑区域的坡向、坡高、斜率等参数,针对复杂地形建筑空间,提供有效的设计技术支持,进而开阔设计人员思路。通过GIS技术进行坡度分析,建立相关BIM模型,对各类参数进行模拟,设计人员通过模型对施工区域进行全方位、多角度的研究,获取大量基础性数据,为后续正式的建筑结构设计、空间规划工作提供详实资料。在建设区域地形分析工作完成后,设计人员即可开展空间规划工作。另外,通过BIM技术还可以在建筑内部进行视野分析、可视度分析,类似于坡度分析,设计人员建立相应模型实现对各项功能的分析、调试,综合多种因素,最终确定三维空间规划实际情况。
        3.3研究分析建筑结构性能
        建筑结构设计需要关注各设计构件的组合情况,并关注实际建设需求,通过BIM技术对建筑结构性能进行有效分析,将不同的建筑构件进行排列,最终形成所需的建筑结构形式。设计人员将各类性能分析数据输入到BIM模型当中,软件系统对数据进行分析,获取当前建筑结构性能分析结果,了解其可能存在的问题,呈现给设计人员后,对其进行研究,找出有效的方法进行解决。通过这种分析、计算确保建筑结构整体稳定性及抗震性能够满足工程建设要求。
        3.4建筑钢结构的设计建模
        建筑工程中针对大空间、大跨度的需求越来越多,而钢结构是实现这些需求的重要趋势之一。相较于传统建筑结构,钢结构的布置、连接相对复杂,特别是各个部分的加强件布置难度较大。借助BIM技术建立建筑钢结构模型,可以对钢梁结构高度进行测算,为钢结构连接件设计提供有效的计算依据,保证连接件能够更好地适应钢结构设计需求,同时转化为系统内重要参数。设计人员通过BIM技术参数共享功能,可以控制钢结构连接件数量、距离等重要参数。BIM技术还能对连接件参数变更进行及时更新,只需调整系统内参数,即可完成对连接件的构建。对于钢结构的加强件,可以利用BIM技术绘制高质量的大型样图,并针对设计的实际情况合理确定加强件位置,提高钢结构建模设计效率。
        3.5建筑结构与其他专业的协调
        建筑结构设计过程中,会涉及其他不同专业的人员、内容,需要借助有关人员的协调配合,实现最终的建筑结构设计目标。在建筑结构设计之初,利用BIM技术建立有效的信息共享系统,将涉及的数据、资料、设计要求均录入系统当中进行存储,供不同专业人员查阅。若出现其他专业设计内容变化,系统数据库会及时进行更新,确保各专业设计信息的及时性、准确性,设计人员可在系统当中对不同专业的设计信息进行及时掌握,并结合自身设计内容进行有效调改。有效改善传统模式下二维图纸的协同设计,满足相关设计工作开展的需求。BIM技术将不同专业的数据进行转换,形成可视化的内容,提升了各专业人员的沟通、合作的效率,通过整合各方参与工程建设的人员、信息,实现建筑工程项目的协同作业。
        结束语
        总而言之,人们对建筑质量、舒适性的要求越来越高。建筑结构设计过程中应用BIM技术能够提升设计质量,实现建筑行业数字化、信息化发展。设计人员需要充分了解BIM技术,关注建筑结构设计过程中BIM技术应用的关键,促进BIM技术在建筑结构设计领域中获得更多、更深入的应用,保证建筑设计工作的整体性,同时具有更高的科学性、艺术性。
        参考文献:
        [1]高乐,焦培培,马亚妮.基于BIM技术在结构设计中的研究应用[J].居舍,2019(32):49-50.
        [2]崔玲.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用分析[J].住宅与房地产,2019(28):90-91.
        [3]蒋衍洋.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].智能城市,2019,5(17):71-72.
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