浅析建筑结构设计中BIM技术的应用 袁晓中

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:袁晓中
[导读] 摘要:在当前的建筑设计行业领域,BIM的产品正在伴随着BIM技术的发展不断地完善,在建筑设计中的应用优势也更加的突出。
        身份证号码:32098219751110XXXX  江苏华太汉森建筑装饰有限公司  江苏省盐城市  224000
        摘要:在当前的建筑设计行业领域,BIM的产品正在伴随着BIM技术的发展不断地完善,在建筑设计中的应用优势也更加的突出。在实际工作应用过程中,BIM技术可以实现不同专业、不同部门和不同设计人员之间的数据信息共享,同时借助信息技术的支持,将建筑设计以直观化的形态展示出来,便于设计人员以及施工单位更加直观地对建筑结构细节问题进行分析,从而达到提升建筑结构设计和施工质量的目的。
        关键词:BIM技术;结构设计;应用分析
        引言
        近几年,随着我国不断快速发展的建筑行业,使人们的生活水平被大幅提升,促使我国涌现大量新型的工程设计技术、设备、理念,这些都为我国建筑行业的发展提供大力的支持。虽然BIM技术在西方国家应用较早,但在我国的应用时间较晚,BIM技术的应用在我国建筑结构设计中具有十分明显的效果。为大力推动我国建筑行业的发展,建筑设计人员应积极应用BIM技术,这样不仅可以提升建筑物的整体质量,缩短建设项目工期,还可以为后期建设项目的运营管理提供方便,这与我国建筑行业的发展要求是相适应的,可推动我国建筑行业可持续性发展。
        1BIM技术概述
        建筑信息模型简称BIM,该技术是以现代信息技术为基础发展起来的的软件性工具。其主要通过可视化、协调性、模拟性等优势,收集、处理建筑结构中的信息。以计算机为搭载桥梁,将设计图纸上的模型转变成三维模型,并通过分析三维模型中的数据,进行参数设计。BIM技术的优势在于建筑设计人员可以通过三维模型检验设计图纸的可行性,寻找纰漏,对数据进行基础调整,最大程度排除建筑的安全隐患,避免出现返工情况。BIM技术为建设工程提供技术性支持,推动工程有序开展。
        2建筑结构设计中BIM技术的应用
        2.1建筑场地及结构分析中的应用
        建筑结构设计具有系统性和科学性的特征,再加上其是建筑的主体结构,所以在设计过程中需要充分考虑当地的水文及地质等条件特征。以往建筑结构设计中,由于地质及人为等因素的限制,数据信息准确性不高,一些地质较为复杂的区域只能通过估算来确定相关参数数据,很难保证结构设计的准确性。而应用BIM技术后,则可将存在的客观因素以数字化的形式展现出来,之后再通过与其他技术的有效结合,对施工现场的具体情况予以详细了解和掌握,并制定完善的建筑信息模型,以增强建筑结构设计的合理性。
        2.2提高室内环境质量
        (1)模拟室内通风。使用BIM模拟和分析建筑物的通风方位、尺寸和结构,掌握室内的通风情况及气流分布,实现室内合理通风并提高室内环境的舒适度。(2)自然光模拟。运用BIM分析该建筑物的天窗可用性,并参考中国绿色建筑设计中的自然光需求指数,模拟内部和外部照明环境,并指导建筑物中的自然光设计。为增强自然采光效果,需调整建筑物布局和结构的可见光透射率,并相应地调整室内布局。(3)热环境模拟分析。根据规划和建设计划,运用BIM建立工程的排水系统、路况、绿化等模型,并在BIM中根据现实的天气地理环境设置范围参数。还可构建个性化设计,进行绿化加固以减少热岛效应。(4)环境噪声模拟分析。运用BIM分析建筑物场地的当前状态,并使用计算机模拟环境,建立现有的立体模型,采用最新的室内装饰材料预测建筑物的声学质量。
        2.3建筑结构性能分析中BIM技术的应用
        在对建筑结构性能进行分析与改进时,可以利用特定的结构元件,而在应用BIM技术时,会严格要求建筑物的平面设计,不仅需要保证结构性能的有效性,同时需要做到隐式设计。

在对建筑结构性能进行分析时,BIM技术可以将部分结构设计转变为数字模型,并验证建筑结构设计的稳定性,例如地下室的建筑结构性能设计,不仅需要考虑地下管道的布置,还需要考虑建筑材料的充分使用。因此,在建筑设计人员进行建筑结构设计之前,通过BIM技术的相关参数,对模拟地下室环境进行设置,同时对设计路线进行自动规划,能够对传统建筑结构设计的优化过程进行缩减。如果在执行项目的过程中出现比例问题或者质量问题,BIM技术可以通过启动紧急修复功能,并对需要修复的参数,以及修复之后的成果进行展示。
        2.4结构可视化设计
        BIM技术中的三维技术能够为建筑结构构建出相应的立体效果,带来更直观的视觉冲击,方便用户对建筑构件大小、方位以及采用的材料进行观察,为用户提供便利条件。BIM技术的可视化特点,可以帮助设计师仔细查看建筑结构整体布局与细节之处,更精准地找到设计漏洞,避免因设计方案引发更多问题。例如,楼梯高度是否符合标准,是否会碰到用户的头部,梁的尺寸是否影响建筑净空等,都可通过BIM技术中的可视化技术进行查看。由此可见,BIM技术在建筑结构可视化设计中有着不可忽视的作用,不仅保证建筑设计过程中的工作效率,还能提高工程建设的整体质量,在一定程度上提高建筑结构设计精度,降低误差。
        2.5BIM技术在钢结构设计中的应用
        随着我国建筑工程项目的不断增加和发展,各种现代化新型的建筑材料和结构模型也迎来了全新的突破,尤其是钢结构,在大跨度及大空间建筑场景中应用也逐步的增多,许多复杂的结构都采用了钢结构加以实现。基于此,BIM技术也有助于相关设计人员对钢结构设计进行建模处理,辅助解决实际施工过程中可能出现的连接问题和应用问题。例如,针对钢结构设计中的加强件问题,需要设计人员先对工程结构进行整体设计,然后在此基础上对加强件在工程项目中的具体应用进行建模分析,借助BIM技术的应用对整个过程进行还原和控制,从而更加直观的凸显出钢结构加强件的作用和效果。除此之外,针对钢结构施工过程中的连接问题,设计人员首先可以对钢结构各部位之间的连接参数进行分析,然后在实际工程操作过程中借助BIM技术的应用对连接方式进行具体设计,从而获得最优的设计成果。在传统的钢结构分析过程中往往需要投入较多的人力资源,需要经过相对较长的分析周期才能够得到相应的结果,借助BIM技术的应用能够对建筑工程设计中的缺陷和不合理问题进行科学的优化和调整,从而带动整个建筑结构设计质量的提升。
        2.6协同设计
        协同设计是通过网络平台实现各部门交流沟通,提升设计水平的一种方式。BIM技术的应用恰巧为协同设计提供了有效平台,加强了各部门之间的联系效果。工作人员针对结构设计图纸中存在的问题展开交流和讨论,完善结构设计图纸内容,从而增强结构设计方案的合理性、可行性。目前,协同设计的重要模式有局域网内部协作模式和广域网协作模式这两种。不过不管哪种协作模式都需要构建较为完善的模型数据库,以实现信息的及时收集和处理,提高结构设计内容的更改效率。
        结语
        BIM信息技术对设计人员在设计、计算机技术和图像技术水平上提出了更高的要求,在操作时需与专业技术团队合作,以确保BIM信息技术的准确性、合理性和可操作性。BIM信息技术在建筑结构设计中具有毋庸置疑的技术优势,但还应注意BIM信息技术在开发和应用中的一些不足之处,需加以改进和优化。总之,应继续对BIM技术进行研究和实践,促进我国建筑行业的进步和发展。
        参考文献:
        [1]彭宝莹,杨志杰,李娜.浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].四川水泥,2015(005):197-197.
        [2]卓博华.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2017(008):229-230.
        [3]胡建祥,蒋安.浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2015(019):67-67.
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