摘要:BIM技术理论以工程信息为基础,使用计算机建立三维数据模型,包含工程项目所有参数信息,能够为工程设计、施工、验收等工作提供相应支持。建筑结构设计通过BIM技术可以有效提升设计的系统性、可行性,增强建筑工程质量控制,进一步降低工程建设成本。
关键词:BIM技术;节能;建筑;结构设计
引言
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。
1BIM技术概述
BIM技术是通过计算机技术对工程进行虚拟操作的数字化模型技术。这种技术可以将未施工完成的建筑以3D模式立体、完整地展示出来,并且通过计算机技术的应用,可以检测出该工程中设计是否合理、可能存在的安全隐患及建筑施工过程中各项参数的获取等,方便相关工作人员及时对图纸和设计理念进行修改或完善,切实保障建筑设计工作的合理性。另外,通过BIM技术还可以实现虚拟施工功能,能够让施工者直观地看到该建筑的施工效果,并针对其使用的建筑材料进行安全检测、建筑适配分析。与此同时,BIM技术能录入纸质文档中的主要内容,进而转化为可投入使用、具有实际意义的数字参数。这一功能可有效帮助设计师等人员解决建筑工程结构设计中的各种难题。BIM技术最先出现于美国,而BIM技术在我国得到发展之前我国一直使用AutoCAD技术,虽其技术框架与BIM技术框架相似,但其内部组成及功能实现程度相对比较简单。
2BIM技术功能
BIM技术应用于建筑结构设计能够以可视化角度处理工程图纸。通过收集、整理各类设计数据,建立相应的数学模型,生成所需的工程图纸。其中所包含的设计信息较为丰富,即使出现条件的变化或更新,设计图纸也能实现智能化修改。相关的工程图纸都是以建筑模型为依据,在设计过程中只要发现问题都可以及时对参数进行修正,而且修正具有一定的针对性,能够有效避免参数错误造成的连锁反应。BIM技术缩短了图纸修改时间,提升了图纸调整效率,便于设计人员将精力放在重点部位、现场施工方面的内容上,只要确保了设计方案的科学性、可行性,就能保证工程设计目标的实现。BIM技术依托数据采集构建数字模型,其中包含的信息总量较大,能够形成独立的工程信息数据库,可以存储工程建设、监管过程中的各类信息,并在不同种类的信息之间建立有效联系。若需要了解某处建筑结构位置信息,只需点击该区域即可获取相关所有信息,避免因沟通环节较多造成的沟通不畅问题,为设计人员提供详细的工况,规避设计问题,提升建筑结构设计实用性。BIM技术设计环节积累的各种类型数据,可以在后续其他专业设计工作中进行应用,一体化设计效果较好。BIM技术模型中融合了建筑工程中的各类信息,可以为现场施工质量控制提供参考。建筑结构设计过程中能够对舒适性、安全性问题进行分析,评估建筑能耗、光照情况,规划、营造良好的建筑结构空间。以立体图形式渲染工程结构,模拟竣工后的建筑情况,发挥计算机优势,进行仿真分析、模型处理,将出图、渲染、计算工作融为一体。
3BIM技术在建筑结构设计中的应用
3.1建筑结构分析
建筑结构设计具有系统性与科学性,其内容不仅包括建筑主体设计,还包括对与施工项目相关的地质、水文条件的分析与研究。建筑结构主体是否稳固、安全,在很大程度上取决于建筑结构的设计是否合理,而建筑结构主体的稳定性与安全性会直接影响建筑结构的整体性能。此外,建筑施工现场的地质条件也会对建筑结构性能产生较大影响。为保障建筑结构设计的科学性、合理性,可以应用BIM技术进行建筑结构与施工场地分析,利用动态信息分析建筑结构在客观环境中的应力表现,通过全面分析潜在的风险及其可能造成的负面影响,及时对建筑结构进行重新规划。同时,在建筑结构与场地分析中应用BIM技术,应站在建筑项目长久使用的角度上,对建筑结构与建筑场地加以全方位的分析,并提出切实可行的建议,从而为建筑结构设计创造更好的条件。
3.2BIM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。
3.3BIM技术在建筑结构性能分析中的应用
建筑结构性能的分析与改进可通过特定的结构元件实现。在建筑结构性能分析中使用BIM技术对建筑物的平面设计方面有较高要求,既要保证结构性能的有效性,又要尽可能做到隐式设计。在结构性能分析过程中,BIM技术将部分结构设计转变为数字模型,从而验证建筑结构设计的稳定性。地下室建筑结构性能的设计是比较复杂的部分,需要考虑地下管道的布置,又要考虑做到建材的充分使用。BIM技术能在设计师进行结构设计之前通过相关参数的设置模拟地下室环境并自动规划设计路线,大幅缩减了传统结构设计的优化过程。如在项目执行过程中出现比例问题或质量问题,BIM技术将启动紧急修复功能,对需要修复的参数及修复后的成果进行展示。
3.4建筑结构协调分析
为确保建筑结构设计符合实际施工条件,并可以与建筑结构设计以外的其他工程项目良好配合,在开展建筑结构设计工作时,必须加强建筑结构协调分析。为此,需要利用BIM技术,以建筑工程的相关数据为依据,构建施工项目模型,并把建筑结构的数据信息导入模型中,对建筑项目模型进行更新,判断建筑结构是否会对土木施工、水电暖施工、装饰施工等造成阻碍,并提出优化建议,从而使建筑结构设计更加合理。
结束语
总而言之,随着科技的进步,BIM技术得到了越来越广泛的应用。在建筑结构设计中应用BIM技术,能够有效提高设计质量与效率,确保工程项目合理安排工期,优化配置项目经费,实现建筑企业经济效益的最大化。从BIM技术在建筑结构设计的应用现状来看,该技术可以满足建筑设计与项目施工的总体要求,但是也对设计人员与施工人员的业务技能及职业素养提出了更高的要求,所以建筑企业要从基层工作人员入手,做好人员培训工作,完善管理体制,提高BIM技术的应用水平,促进企业更快、更好地发展。
参考文献:
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