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高层住宅结构设计中BIM技术的实施对策

发表时间：2020/11/9 来源：《基层建设》2020年第21期作者：吴阳阳

[导读] 摘要：近年来，越来越多的先进技术应用于高层住宅结构设计中。

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        摘要：近年来，越来越多的先进技术应用于高层住宅结构设计中。其中之一就是BIM技术。有效地运用此项技术，可以使高层住宅整体设计更加合理，从而充分保证高层住宅安全。本论文主要针对BIM的特点，从信息集成，协同设计，工作流程管理等方面展开研究。
        关键词：高层住宅结构；BIM技术；结构设计；对策
        引言
        近几年来，BIM技术在我国得到了很好的推广，越来越多的工程项目在应用BIM技术的过程中，从目前的情况来看，BIM技术已经在很多行业得到了一定的应用，并且，BIM在高层住宅工程领域，尤其是在设计、施工、运行等各个环节中，发挥着举足轻重的作用。从上面的论述，可以看出BIM对高层住宅业有着非常积极的促进作用，能够在一定程度上贯彻落实科学发展观的相关政策，这也是我国高层住宅业未来发展的重点。
        一、BIM技术简介
        在现代高层住宅的形成、规模以及高层住宅结构设计过程中，材料数据是一种重要资源，将材料数据应用到高层住宅结构设计中，能降低整个工程的成本。高层住宅业在信息化的支撑下，开始需要寻求一种能快速处理施工过程中的信息的方法，并能合理安排施工成本与进度。将BIM技术应用于高层住宅结构设计，对于推动高层住宅产业的发展意义重大，BIM技术的应用使高层住宅结构从传统的二维走向三维，BIM技术的推广将高层住宅发展提高到了一个新的高度，高层住宅结构的设计、施工、运营，数字化模型的使用，对于帮助企业降低运营成本，促进高层住宅产业的发展，都有着非常重要的意义。
        BIM技术可以为高层住宅结构设计专业提供一个信息传递的渠道，使高层住宅结构设计中的各种信息更加系统地相互关联。所以在未来的高层住宅结构设计中，设计者无需再对复杂的设计图纸进行修改，只需修改输入信息，就可以完成设计变更操作，修改后的数据自动对应于相应的构件让设计者不必费心分阶段验证[1]。
        二、BIM技术特点与应用缺陷
        BIM技术的特点是：首先，BIM技术具有可操作性，通过对问题的分析，可以了解大型结构设计的优缺点，引导设计者对大型结构进行优化改进，模拟高层住宅环境，具有温度、压力等多种设计视觉效果。其次，在两种高层住宅结构之间提供了方便，从而也为高层住宅结构的设计提供了便利；最后，在结构设计方面也提供了便利。运用该技术建立的高层住宅模型可以数字化地展示验收的特点和设备的功能，使设计者可以从多个角度了解项目的内容。建立结构模型，结合设计准备和实际设计，实现各阶段信息的存储，保证各阶段信息的完整性。采用可视化操作，提高了分析的准确度，并改进了仿真结果。三是信息协作的技术性。具体来说有两点。首先，它增加了数据之间的关联。随着数据的某一方面的改变，其它方面也随之改变。能够协调设计内容，监控设计过程中可能产生的冲突，提高施工方案的合理性；第四，具有信息交互功能。在数据传输与交换完成之后，数据传输与交换过程并没有改变。可一次性采集或输入全部数据，实现信息共享。
        尽管BIM技术对提高高层住宅工程设计水平起到了很大的作用，但它的实际应用还存在一些不足。第一，本地缺少软件。外国软件在国产化过程中存在着一定的应用问题，其次是软件使用者缺乏相应的操作技能，目前我国还没有培养出专门的BIM技术应用人才，BIM技术的应用能力比较薄弱；最后是软件模块连接能力不强，数据传输和共享效率有待提高。结果表明BIM技术在实际工程中应用效果有限，BIM技术的应用效果较差。
        三、BIM技术在高层住宅结构设计中的应用途径
        1.进行局部结构设计
        局部设计是一个重要部分高层住宅物的局部结构设计主要包括高层住宅物结构、机械结构、工程造价等内容。以BIM为基础的高层住宅结构设计模式，已适应现代高层住宅设计的要求。如在墙结构设计中，设计者可通过对设计要素的相关研究，重新定义设计要素及其各种信息和准确数据，仔细分析各种高层住宅构件，最后确定其应用的技术指标和具体信息。

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高层住宅物的结构设计中，墙体的型式还包括保温、隔音、隔内、隔热、隔热等几个方面。设计者要明确墙体设计的方向，掌握好总体结构设计框架，为设计项目的有效开展奠定基础。
        2.结构设计中采用的结构设计模式
        非对称性主要体现在两种高层住宅结构主体之间的从属关系上，它改变了传统的主体性理论，而不影响到任何一方主体。对称性意味着两个主体之间的平等关系。双方的任意变更都会产生影响。例如梁柱和柱子的关系。当一个实体发生变化时，另一个实体也会发生变化，从而影响到结构的设计方案和实际使用效果。在此基础上，设计者将BIM技术应用于高层住宅结构设计模型，既能保证高层住宅工程的施工效果，又能使高层住宅各组成部分之间的相互关系得到充分的利用，从而促进设计方案的合理性和完整性[2]。
        四、BIM技术在高层住宅钢结构设计中的具体应用
        伴随着我国高层住宅规模的不断扩大，大空间、大跨度工程成为未来工程发展的主要方向，近年来钢结构在我国得到了越来越多的应用。对于钢结构，通常采用梁柱连接来实现钢结构的连接。所以连接形式很多，如梁铰接、梁-钢连接等。钢条设计者可以使用BIM技术绘制结构样板。钢结构施工过程中，技术人员只需考虑相应的设计位置，就可以对需要加固的部位作出准确的判断，从而有效地避免钢结构的薄弱部位。结论表明：将BIM技术应用于钢结构中，可确保钢筋和接头位置的准确性，确保钢结构连接的可靠、牢固，从而保证钢结构质量。
        1.高层住宅结构设计的可视化
        事实上，BIM技术的基本特点主要是基于三维建模技术。把这一技术应用到高层住宅结构设计中，需要对高层住宅工程结构设计的相关知识和内容进行综合运用，再利用三维建模技术，最终生成所需的结构模型。以此方式最终建立三维模型向业主展示时，业主可以充分了解高层住宅物的预期状况，判断其是否能满足实际需要，提出具体意见，为工程设计创造更好的条件。另外，当最终模型呈现在施工人员面前时，可以帮助施工人员充分掌握工程施工的实际情况，对结构进行科学的研究，确定其可行性，最后提出合理的修改意见，从而保证结构的安全施工。还可以满足设计师自身的设计需求。这有利于设计人员借鉴相关内容，更全面地思考和研究高层住宅结构的各个部分。通过对其进行改进，从而达到最大限度地提高结构设计的适用性。通过以上分析，可以看出BIM技术的有效应用，对规范、规范、合理地进行高层住宅结构设计，起到了很好的帮助作用[3]。
        2.高层住宅结构参数优化设计
        若能科学有效地运用BIM技术，在此基础上，根据具体设计过程中的具体要求，提取和构建数据库，对相关数据进行收集和研究，为高层住宅结构设计和相关参数优化提供方便，并不断提高这类设计参数的精度，为后续施工提供充分的保障。
        3.钢结构造型设计
        但如果BIM技术能够有效地应用到钢结构的建模中，那么它的建模就会变得更简单。由于钢结构设计中经常要考虑梁、柱、支架之间的连接方式。要保证各环节的科学合理，关键是要掌握好相关参数。经过上述讨论，可以得到与高层住宅结构设计有关的数据库，BIM技术可以有效地发挥作用，在钢结构建模阶段需要大量的相关参数也可以用BIM技术进行建模，从而使结构设计更加完善。
        五、结束语
        设计师应提高对结构设计工作的重视程度，结合高层住宅工程的实际需要，确保高层住宅性能的完善，采用先进的BIM技术，提高设计方案的技术含量和准确性，从而为提高高层住宅设计效率提供强有力的支撑，BIM在高层住宅设计中的应用越来越广泛。
        参考文献：
        [1]谭文君.高层住宅结构设计中BIM技术的应用探析[J].工程技术研究，2016（5）.
        [2]郭士刚.高层住宅结构设计中BIM技术的应用[J].冶金丛刊，2017（11）：230-231.
        [3]李韧.探析高层住宅结构设计中BIM技术的应用[J].江西建材，2017，000（018）：62-62.