建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究 曾艳

发表时间:2020/12/3   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:曾艳 凌雪
[导读] 摘要:提高建筑结构设计合理性,对提高建筑工程建设质量、施工效率、使用安全性等方面均有重要影响,而在建筑结构设计开展过程中应用BIM技术,可借助计算机构建信息化模型,且该技术的可视性、模拟性、协调性等特点能够更利于设计人员对建筑结构整体进行观察分析,促进建筑结构整体设计效果更佳。
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        摘要:提高建筑结构设计合理性,对提高建筑工程建设质量、施工效率、使用安全性等方面均有重要影响,而在建筑结构设计开展过程中应用BIM技术,可借助计算机构建信息化模型,且该技术的可视性、模拟性、协调性等特点能够更利于设计人员对建筑结构整体进行观察分析,促进建筑结构整体设计效果更佳。所以需要设计人员能够对BIM技术加以了解,掌握其特点及相关内容,结合建筑工程结构设计要求制定应用方案。本文就BIM技术在建筑结构设计中的应用作出分析,提出几点建议,以供参考。
        关键词:建筑结构;BIM技术;设计;应用分析
        BIM技术的应用能够对工程资料信息进行整合处理,并以工程资料信息为基础构建信息化模型,将建筑工程所涉及到的真实信息内容进行模拟,帮助人员更好地对建筑工程进行了解分析。将该技术应用于建筑结构设计中,对减轻设计工作量、保证设计准确性、提高结构协调完整性、提升设计质量与效率等方面发挥积极作用。为突显BIM技术的应用价值,还需要设计人员充分掌握其优势及应用特点,根据建筑工程各结构及设计要求制定合理的技术应用方案。
        一、BIM技术的优势特点分析
        (一)可视性
        以往建筑工程各个结构所涉及到的信息内容基本以线条绘制的方式呈现在图纸上,而针对结构简单的建筑工程来说,设计人员能够在脑中构建大致的结构形状。但近年来,高层建筑等相关形式的建筑物得到快速发展,其结构复杂程度增大,且整体建设要求也明显提高,若还沿用想象构建的方法开展设计极易出现误差,对于难度较高的建筑工程基本无法依靠人工想象进行。应用BIM技术,其可视性特点能够借助计算机,将收集到的建筑工程信息进行分析处理,形成三维模型,对各个结构进行动态演示,帮助设计人员对各结构的空间布局及各个结构之间的关系进行合理布置和规划,提高结构设计的有效性。
        (二)协调性
        建筑工程建设施工涉及的单位及部门较多,目前在设计阶段也容易因部门沟通不当,导致专业间发生碰撞问题,影响整体结构设计效果。如在管道设计时,该专业的设计人员仅针对管道布置需求进行图纸绘制,但在实际施工阶段管道有可能与建筑物已设计的梁、柱等结构发生碰撞,导致管道无法按照原有设计路线进行布置。而使用BIM技术,可在施工前的设计阶段将各专业设计图纸进行整合分析,将设计图纸的相关信息转化为建筑信息模型,分析管道与结构、结构与结构等方面的空间分布问题,以达到各专业有效沟通,协调解决碰撞问题的效果。同时该技术的协调性优势,还可应用于其他结构的设计布置方面。
        (三)模拟性
        建筑结构最终设计目的是为了保证建筑结构整体的合理性,能够在后期施工及使用阶段获得更高效益和效果。而该技术中还包括模拟功能,设计人员可根据建筑结构的设计需求,利用该技术进行节能模拟、日照模拟等,以检查和评估建筑结构的设计有效性,便于设计人员及时发现结构设计存在的问题[1]。
        二、BIM技术在建筑结构设计的应用
        (一)应用于建筑施工选址与结构布局方面
        在建筑结构设计环节,设计人员应对建筑场地的选址加强重视,对建筑基地的坡高、坡向、斜率、坡度等方面进行了解,掌握场地实际情况才能对建筑结构进行规范有效的设计。利用BIM技术,建筑工程的施工场地、整体建筑结构的布局等方面可在结构模型中反映,且再借助GIS技术能够进一步提高建筑结构模型的具体性,对相关信息内容进行全面模拟,以帮助设计人员更好地对场地、结构布局进行评估判断。这样所开展的建筑结构设计工作才更具合理性,所设计出的建筑结构也更贴合当地的环境条件和实际情况。


        (二)应用于建筑设计参数信息优化方面
        建筑工程规模较大,涉及的参数信息数量较多,在传统设计工作过程中仅依靠人工对设计参数信息进行处理分析容易出现多项误差问题,影响建筑结构整体设计水平。而借助BIM技术,其可对相关数据信息进行高效搜寻、处理和分析,且BIM技术还可以存储大量有关建筑工程的参数信息,形成相应的数据库。这样设计人员在建筑结构设计阶段就可以使用BIM技术,通过搜寻数据库获得所需的参数信息,结合建筑工程施工情况及设计要求开展设计工作,解决以往人工参数信息分析设计中出现的工作误差,达到提高建筑结构设计效率、优化参数信息的效果。
        (三)应用于钢结构建模方面
        钢结构的稳固程度和连接效果对建筑工程整体结构质量有一定影响。在施工阶段钢结构基本以吊装的方式进行施工安装,但该方式也存在相关隐患问题,在受到外界环境等方面的影响下容易使施工现场情况与结构设计方案存在偏差,这种情况下若再对钢结构进行调整优化,不仅增强施工难度还会引发其他施工问题。而应用BIM技术能够将施工环境等参数信息添加入建筑信息模型中,根据动态演示观察结构模型的变化情况,以根据施工现场情况对钢结构安装连接方面进行合理评估,以确定钢结构安装连接的最佳条件,设计钢结构安装方案,这样才能保证钢结构有效连接,整体结构具有较强的稳固性。
        (四)应用于建筑整体设计方面
        在以往的建筑设计中,很多设计人员都选用CAD软件进行绘图,但该软件无法将建筑结构内部的具体情况完整体现,所以为了让工作人员能够更好地了解到建筑工程内部结构及相关内容,可选取BIM技术。借助BIM技术进行模型构建,工作人员可以通过虚拟三维模型从不同角度对建筑结构进行了解。这样设计人员能够通过分析三维结构图,了解建筑结构的相关情况,以更好地结合参数信息绘制二维平面图[2]。
        (五)应用于建筑结构节能设计方面
        提高建筑工程节能效果是现阶段工程建设中重点关注的问题,其节能主要针对采光及通风方面。比如在通风设计方面,设计人员可利用BIM技术进行模拟,分析建筑结构的朝向、建筑物周边环境等方面对室内通风的影响力,进而综合制定合理方案,提高室内通风效果。在室内采光设计方面,设计人员可先调取当地日照时长、四季气候、周边环境等参数条件,将条件转为实际数据输入系统中,借助BIM技术进行数据的对比分析,以得出最优结构设计方案和结构设计比例等,以实现提高室内自然采光率的效果。
        三、提高BIM技术在建筑结构设计中应用效果的相关建议
        首先,加强设计人员对BIM技术的操作能力。通过培训等方式帮助设计人员了解该技术的特点及应用要求,明确BIM技术对优化建筑结构设计工作的重要性,能够在建筑结构设计开展过程中结合建筑工程建设要求合理应用BIM技术[3]。其次,加大对BIM技术的研发改进力度。提高BIM技术的实用价值,能够进一步提高设计人员获取信息的效率,解决协调各专业之间存在的碰撞问题,使整体建筑结构设计更加合理完整,为后续建筑工程顺利施工提供有力基础保障。
        结语
        综上所述,针对建筑结构设计来说,BIM技术的应用可对建筑施工选址、设计参数信息优化、钢结构建模、节能设计、整体结构设计等方面起到积极作用,有利于增强建筑结构设计的全面性和实效性。所以为了更好地突出BIM技术的价值优势,需要设计人员能够了解其自身所具备的特点,明确技术应用要求,并在不断提高自身能力与加大技术研发的基础上为建筑结构设计工作的有效开展提供有力条件。
        参考文献:
        [1]刘珂,王倩.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].建筑工程技术与设计,2020,(26):3675.
        [2]周兴卫,李非非,王超级.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].中国房地产业,2020,(21):178.
        [3]王岚.浅谈建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].建筑工程技术与设计,2020,(6):860.
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