基于BIM的建筑结构施工图设计研究

发表时间:2021/3/11   来源:《中国建设信息化》2020年23期   作者:周冰时
[导读] 越来越多的信息技术应用于建筑业,不仅为工程建设的发展提供了便利条件

        周冰时
        中国建筑科学研究院 北京构力科技有限公司  北京 100013
        摘要:目前,越来越多的信息技术应用于建筑业,不仅为工程建设的发展提供了便利条件,而且有效地提高了工程建设的效率,促进了建筑业的智能化和现代化。工程施工离不开施工图的应用,结合信息技术,利用数据建立信息模型可以优化施工图,为以后的施工提供科学依据。其次,分析了信息技术在建筑施工中应用的优势,分析了基于BIM的施工图设计方法。
关键词:BIM;建筑工程;施工图设计;
        引言:
        中国城市化进程的不断加快,有效地拓宽了中国建筑业的发展前景。为了保证建筑业的施工质量,建筑业的工作人员应该重视施工图的设计。成熟完善的施工图是保证工程建设顺利进行的基石,可以保证工程建设成果与预期相符。传统的施工图设计方法要求设计人员整合相关信息进行设计。一旦设计要求比较复杂或设计人员在整理资料时有遗漏,施工图设计就会出现很多问题。随着新技术的不断发展,BIM技术应运而生。近年来,BIM技术逐渐应用于施工图设计中,与设计工作有效地结合起来,使施工图设计更加规范,提高了施工图设计质量。
        1关于BIM技术的相关概述
        BIM技术又称建筑信息模型技术。首先提出相关概念的是美国学者查克·伊斯曼博士。随着BIM技术的发展,目前的BIM技术逐渐形成。BIM技术主要依靠三维数字技术建立相关的信息模型,从而全面、系统地反映建筑工程中的各种工程数据。BIM技术的优点是基本元素,如门和窗,存在于三维模型中,而不是平面和单元素类型。利用这些基本元素构造的建筑工程模型与实物几乎相同。此外,若想对建筑物模型进行修改,仅需进行一次操作,系统就会自动调整其余部分的修改,十分简便。
        2运用BIM技术进行建筑施工图设计的具体优势
        2.1能形成直观的三维图像,有效提高施工图的可读性
        由于BIM信息模型本身是一个三维模型,借助BIM技术设计施工图,可以有效地生成三维仿真图像,大大提高施工图的可读性,方便其他员工阅读施工图,并使员工之间进行沟通不同部门更顺畅。另外,三模型建筑模型能有效地反映墙柱之间的碰撞。设计师可以及时发现隐藏的问题,并在第一时间加以改进。
        2.2能有效存储与设计有关的各种数据和信息
        在施工图设计中,相关设计人员需要充分参考建设项目的数据信息进行设计,以保证施工图设计与建设项目的实际情况不存在脱节现象。由于建筑原材料价格信息、相关构件信息、几何信息等数据信息种类繁多,在设计过程中一旦遗漏一个数据信息,将对工程造价和施工周期产生非常严重的不利影响。如果有效地利用BIM技术,不仅可以对设计的信息内容进行分类存储,还可以通过BIM平台实现数据的实时共享,使施工图的设计更加方便。
        2.3检查设计施工图中是否有碰撞问题,减少后期施工图的修复次数
        对于BIM技术来说,这种技术最大的优点就是可视化。借助BIM技术,设计人员可以在设计过程中对施工图进行三维碰撞检测,及时发现施工图中存在的碰撞问题,合理优化施工图,尽量减少后期施工过程中各种结构的碰撞,有效降低施工图的修复概率。


        3施工图纸设计方法
        BIM技术的应用对工程建设特别是施工图设计具有划时代的意义,大大提高了设计图纸的准确性和科学性,为后续施工提供了技术依据。因此,有必要掌握BIM应用下的施工图设计方法。
        3.1严格控制设计过程
        在建筑施工图设计过程中,结合现代信息技术的应用,进行施工图设计与利用其他技术有很大的不同。以往,设计人员在进行施工图设计时,首先需要进入建设项目的施工现场进行详细的调查了解,了解建筑物的实际情况和施工要求,然后借助计算机软件和相关设备,了解建筑物的结构建筑内力,利用数据信息设计具体的建筑构件,并结合构件的反馈信息,不断调整整体设计模型。晚期CAD技术的出现,可以使施工图的设计更加深入地磁化,即利用信息技术绘制施工图并自动生成二维图。然而,如果将CAD技术应用于建筑设计中,设计人员无法保证生成的二维图纸能够满足建筑工程的施工要求,因此CAD技术生成的二维图纸并不完整和全面。生成二维图形后,需要继续进行手工操作,以便逐步添加模型信息数据。可以说,CAD技术的应用也很难满足施工图的设计要求。
        BIM技术的出现有效地提高了设计质量和效率。利用该技术进行施工图设计,可以有效地解决传统设计方法中存在的问题。结合软件的应用,建立了设计模型,从软件中提取IFC文件,了解模型中不同构件的信息。目前的 IFC体系中,完整的结构模型体系可以更好地描述梁、板、柱、楼梯以及基础等构件。拿墙体结构构件为例,首先定义建筑实体,然后用集合关联实体对楼层实体和建筑实体进行关联,最后定义墙体结构实体,用空间结构关联实体对楼层实体进行关联,定义墙式模型。
        3.2建筑施工图模型
        在施工图设计过程中,结合现代信息技术的应用,设计人员可以利用综合的数据信息快速设计出建筑物的主体模型。在建筑主体的设计中,需要用到各种信息数据,如建筑的关键信息、施工管理信息、技术属性信息等,将这些不同信息结合起来的施工图模型将更加科学、全面。数据越全面,施工图模型就越稳定,可以为以后的施工活动提供更科学合理的数据依据,保证施工质量,缩短工期。
        3.3模型管理与协同设计方案
        在当前的施工图设计中,没有一个有效的协同工作环境。协同设计是指深化基于信息模型的BIM技术在施工图设计过程中的应用,实现全过程的协同设计管理。协同设计方案主要包括技术模型管理和协同设计管理。为了提高施工图设计水平,除了信息技术的应用外,协同设计的发展也非常重要,也是我国建筑业创新发展的重要课题。协同设计是对体系结构设计模型中的用户权限和模型状态进行管理和优化,明确版本管理技术的权限和职责。在施工图设计中加强协同设计管理,可以有效地提高图纸设计的效率,帮助图纸在施工活动中快速实施。
        
        图1 协同工作流程图
        结语:
        综上所述,在施工图设计过程中,结合BIM技术,可以将所有有效的信息集成到一个统一的数据模型中,为工程施工提供更加科学、全面的施工图,有效地提高施工质量,实现智能化工程建设信息化,以提高工程建设的效率,为中国建筑业的现代化发展奠定基础。
        参考文献:
        [1]陆亚珍.BIM下建筑施工图设计分析[J].建材与装饰,2018(51):67-68.
        [2]潘东文.基于BIM的建筑施工图设计分析[J].城市建设理论研究(电子版),2016(23):54-55.
        [3]周炽雄.BIM的建筑施工图设计分析[J].住宅与房地产,2016(18):174.
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