浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用

发表时间:2021/5/18   来源:《建筑实践》2021年40卷4期   作者:孙凤梅
[导读] 近年来,我国建筑行业得到了快速地发展,已经成为我国社会经济中的重要产业。
        孙凤梅
        身份证号码:13110219870203****

        摘要:近年来,我国建筑行业得到了快速地发展,已经成为我国社会经济中的重要产业。随着现代社会建筑物数量的不断增长,人们对于建筑物的质量越来越重视,现代建筑企业需要不断革新技术以谋求更长远的发展。一方面,现代建筑企业创新技术有助于节省建筑工程中的施工成本,另一方面,现代建筑企业的施工技术水平有所提升以后,会对整体的建筑行业起到带动的作用。而BIM技术在建筑结构中的应用可以提升建筑施工设计的效率,以信息化的方式将建筑结构的设计工作整合为虚拟建模的形式,使建筑结构设计工作更加清晰、直观、明了,为后续的工程施工奠定基础。
        关键词:BIM技术;建筑结构设计;应用
        1导言
        BIM技术一方面帮助建筑工程行业实现了数据共享,给相关部门提供了更加准确、先进的数据、信息,还促进了相关部门的可持续发展,促进各企业单位的协调处理的工作。对建筑结构设计也有很大的益处,在建筑的施工方面一方面保障了建筑的质量和建筑的施工安全,另一方面也提高了建筑的施工效率,BIM技术在建筑结构设计中的应用。
        2 BIM技术的常见问题
        第一,BIM是否具有规范的技术体系,显然现代建筑企业在应用BIM技术时并未存在具体的标准进行参考,所以建筑设计中常常出现BIM技术使用不规范的情况。第二,有关部门对于现代建筑企业应用BIM技术的法律监管并不具体,部分企业存在钻法律漏洞的情况,从技术的角度区分,BIM技术可以建立起虚拟的工程模型,但是由于BIM技术所建造的模型并未确定其产权,所以区分度也并不明显。第三,现代建筑企业对BIM技术的修改权利并不明确,所以BIM技术中的许多内容缺乏有效监管。第四,国内的BIM技术软件尚在研究的起步阶段,多数的BIM技术软件是国外制造。第五,参与研究的设计人员并不具备较高的BIM专业技术水平,对数据信息的把控力度不强,未能对数据信息进行有效分享。总之,现代建筑企业对BIM技术的研究仍需不断努力,加强资金方面的投入,探索更加有效地BIM技术使用过程。同时,现代建筑企业要购置先进的设备,升级原有的配置,帮助相关人员提供良好的应用环境。
        3 BIM技术在建筑结构设计中的具体应用
        3.1?BIM技术在建筑结构设计前期工作中的应用
        BIM技术建立系列三维建模软件平台,设计人员对建筑施工中的结构和模型对比分析,并将其转变为信息化模型,辅助设计参考。其避免施工项目分析中对设计图纸的反复修改。BIM运用了最为先进的3D技术,方便设计人员了解建筑工程的具体内容,与传统的CAD软件不同,其减少了从平面图形到立面图形复杂转换的过程,以直观的三维模型将建筑内部详细信息展示出来,而三维模型对应的是三维实体模型,其使建筑工程功能方面的展示更为直观。设计人员出具设计图纸,在BIM技术支持下进行数据模拟,完成前期的虚拟化设计,可实现即时性的调整,根据设计需要随时调整为符合条件的可视图,并于建筑模型中生成建筑数据,有效规避传统建筑设计中的各种干扰因素。在一些大型建筑项目中,相关人员需要对单一项目进行优化设计,又需要对建筑整体结构进行实时把控,引入BIM三维实体模型,有利于设计人员选择参数优化设计,并通过参数分析与模拟探讨建筑工程结构设计的合理性,在发现缺陷时能及时调整、加以改进。
        3.2 BIM技术在建筑构件设计中的应用
        在建筑工程的结构设计过程中,楼梯、墙体以及柱子等部位都是结构设计的重要组成部分,在建筑结构的设计过程中需要相关设计人员对整体结构中的具体构件进行科学的设计。针对现浇混凝土的工程结构,在实际设计过程中需要设计人员对建筑工程中的管线走向以及建筑物的基本功能要求进行全面的考虑,科学预防各建筑结构之间的冲突问题;而在预制装配式建筑设计过程中,设计人员还需要综合考虑各预制部件之间的节点和连接关系。基于此,在设计环节工作人员可以利用BIM技术对其平面图纸进行有效的转换,能够及时发现具体结构在整体设计中可能存在的问题,从而科学优化设计工作,最终使建筑工程结构达到相关建筑标准设计要求。


        3.3 BIM技术在建筑结构参数设计中的应用
        BIM技术具有功能直观展示与虚拟分析的优势,在建筑结构信息模型建构时,其对应的是含有建筑结构设计思想与信息的完善数据库,建筑结构设计调整主要是通过数据库中的信息进行调整。通过分析数据库中的各结构设计信息,立足建筑工程设计施工的实际情况,能从宏观大局上做好建筑结构设计把关,使得建筑结构设计实现美观性、牢固性与抗震性等的统一。在具体的应用中,设计人员通过分析数据库中的信息,进行参数分析与整理,规避传统参数设计中的不利因素,带来自动化数据整合与分析,减少人工操作的误差,也提升操作时效,带来建筑结构设计的高质高效。
        3.4协调建筑结构各部分设计
        设计人员利用BIM模型可以添加或处理建筑信息,使其建筑工程的施工质量获得全面的保障。需要设计人员格外注意的是,不同的施工内容中形成的BIM模型也有所差异,为更加准确的传达信息,设计人员可以在BIM模型中插入数据文件,提升BIM模型的辅助说明功能,还可以科学的处理中性数据库,让设计人员能够了解其中的数据信息,与技术人员之间形成充分有效地沟通,之后和技术人员协调建筑的土木施工及装饰施工等流程,便于达到理想的建筑效果。在BIM建模中所使用的软件要具备模型建立、图纸生成及模拟分析等功能,设计人员可以在根据需求选择软件。如Revit软件中,就可以将建筑物的室内结构及机电工程等内容相互结合,如同资料库一般,设计人员可以从中调取模型自由设计,并能够根据需求更新资料,可以实现信息的实时共享,具有较强的实用性。
        3.5 BIM技术在实现结构设计可视化中的应用
        在传统的建筑结构设计过程中都是通过CAD软件进行相关结构图纸的绘制工作,这种工作模式下的建筑结构设计过程很难直观的将建筑结构信息呈现出来,在一定程度上阻碍着用户获取信息的效率。而基于BIM技术应用下的建筑结构设计在初期阶段就是通过建立三维实体结构模型进行设计,借助直观的建筑结构呈现,可以帮助不同用户从不同角度获取建筑结构的相关信息,对建筑构件的基本信息和功能布局有一个全面的了解。在大型建筑结构的设计过程中,设计人员会通过动态演示的方式,帮助用户直观的对建筑结构各部位信息进行观测,便于设计人员选择出最佳设计方案,并及时的发现结构设计中存在的问题,从而不断优化和提升结构设计的科学性和合理性。
        3.6 BIM技术在钢结构建模中的应用
        随着建筑结构设计研究的深入,建筑材料类型更为多元,钢结构成为大型公共建筑设计的主要建筑材料。钢结构的布局与应用体现在建筑结构设计中,需要做好钢结构建模分析,而BIM技术为钢结构建模分析提供指导。基于BIM技术,设计人员建构钢结构模型,仔细分析钢结构的连接与加固情况,基于钢筋在建筑物中的作用和位置调整。钢结构建筑模型施工人员也参与钢结构建筑模型的分析中,群策群力分析钢结构设计的合理性,探讨其对建筑结构的功能影响,发现设计缺陷,及时设计优化,从而使得钢结构建筑模型总体方案更理想。
        结束语
        总之,在建筑工程的结构设计过程中应用BIM技术对于提升整体设计质量有着重要的促进作用。就当前我国建筑工程设计应用情况分析,BIM仍旧有很大的提升和创新空间。相关设计人员要在传统设计经验的基础上,加强融合BIM技术应用的实践,充分发挥BIM技术的应用优势,促使我国建筑设计水平再上新的台阶。
        参考文献:
        [1]何君贤.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].住宅与房地产,2019(33):65.
        [2]胡瑛,施继余.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2020,5(05):213-214.
        [3]李青山.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].绿色环保建材,2019(09):75+78.
        [4]黄斌.BIM技术在建筑结构设计中的应用研究[J].科技创新与应用,2019(32):167-168.
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