探析BIM技术在建筑结构设计中应用 张超1

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:张超1 迟易择2
[导读] 摘要:在信息技术快速推广和应用的背景下,BIM 技术的出现为建筑设计注入了新的活力,对于优化建筑设计水平有着重要意义。
        1同圆设计集团有限公司青岛分公司  山东青岛  266000  2青岛建惠工程咨询有限公司  山东青岛  266000
        摘要:在信息技术快速推广和应用的背景下,BIM 技术的出现为建筑设计注入了新的活力,对于优化建筑设计水平有着重要意义。
        为此,将 BIM 技术与建筑设计高效结合起来,已经成为建筑行业发展的主流趋势。下面,本文就从 BIM 技术的概念着手,就建筑结构设计中 BIM 技术的应用问题进行分析。
        关键词:BIM技术;建筑结构设计;应用
        1BIM技术的概念
        BIM虚拟技术指的是使用图像和3D模型动态显示原始建筑的技术。在BIM设计过程中,将设计参数、属性等相关因素联系在一起,并将信息内置到计算机系统中以构建三维可视化模型。无论是在地下管线网络还是摩天大楼,均可通过BIM模型进行虚拟显示,从而实现与实际场景完全一致的精度。此外,从最初的设计阶段、施工阶段到最终的拆除和重建,都可使用BIM虚拟技术存储该阶段的数据。BIM虚拟技术的应用已逐步获得发展,不仅用于建筑项目,也用于一些基础项目,如道路建设、桥梁工程以及城市污水处理系统、市政排水等方面。另外,BIM技术还可为日常生活提供便利,如使用BIM技术可预测交通量和模拟人流疏散等。
        2建筑结构设计中BIM技术的应用优势
        将BIM技术融入到建筑结构设计中,一方面加快了建筑模型的构建速度,提升了制图效率;另一方面利用可视化操作改进设计水平,减少问题的产生。具体来说,建筑结构设计中BIM的应用优势有:
        2.1实现平面设计向立体设计的转化
        传统建筑设计多是以平面制图软件为主实现建筑设计的,虽然也能达到设计要求,但其中的影响因素较多,一旦数据出现错误,更改过程中会存在较大难度,再加上人工作业的影响,使得结构设计效果不够理想。而利用BIM技术后,实现了二维图纸向三维立体图形的转化,增强了结构设计的精准性。同时在数据更改时,系统会自动对相关联数据进行变更,降低了结构设计难度。
        2.2提升结构设计完成率
        现阶段建筑结构设计中,会通过组合的BIM软件来完善建筑结构设计内容,在保证结构设计精确性的同时,提高建筑结构设计的完成率。
        2.3数据实时传输及共享
        在传统建筑结构设计信息数据传输和共享中,由于关联性和互动性较差,使得数据传递存在很多问题,传输效率相对较低。
        而BIM技术应用后,直接通过建筑模型构建来实现信息数据的传输和共享,加强了数据传递的及时性、高效性。
        3建筑结构设计中BIM技术的应用
        3.1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。
        3.2图纸设计中BIM技术的应用
        BIM技术主要以3D图形设计作为基础,能够更加全面的评价与分析三维数据建筑结构设计的影响,促使后续的数据调整可以更加顺利的进行。


        如果需要对传统设计图纸中的某一部分进行改动,首先需要对最初的建筑结构设计要求与整体的建筑结构性能进行考虑,然后再进行相应改动,但是,多次修改设计方案会对增加建设项目的成本,甚至会偏离建筑结构的设计要求[8]。
        因而,在图纸设计过程中,如果应用BIM技术,设计工作人员仅需要将相关参数录入到系统中,以及确定建筑结构设计的目的,就可以对图纸修改合理建议进行获取。
        3.3建筑结构设计参数设计中BIM技术的应用
        在BIM技术中,数据模型的建立属于核心部分。数据模型不仅仅只是简单的分析与修改参数,其还可以通过参数设定,展示建筑结构设计的整体几何造型与建造属性,并完整地展示建筑结构设计中所有的参数。
        建筑结构设计都需要对组件系统进行组装,传统的组装工作要求设计人员根据建筑结构设计的要求与设计参数,通过全面的分析之后对修改方案进行制定。但如果在建筑结构设计参数设置中应用BIM技术,只需要对结构设计进行适当地改动,就可以对组件进行组装,这样不仅能够通过自动调
        整参数,保证建筑的安全性,同时能够充分满足客户所提出的建筑设计要求。
        3.4BIM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。
        3.5BIM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。
        结束语: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]沈艾.BIM技术在建筑设计阶段的应用[J].舍,2019,000(010):P.68-68.
        [2]舒敬敬,钟嘉慧.BIM技术在建筑设计中的应用及推广策略研究[J].现代物业旬刊,2018.412(01):60-60.
        [3]刘杭杭,项炳泉,安东兵,等.基于Revit的BIM技术在建筑结构设计中的应用[C].第四届全国BIM学术会议论文集.2018.
        [4]周亚东,石桂菊.BIM技术在建筑结构设计中的合理应用[J].智能建筑与智慧城市,2018,000(003):P.67-68.
        [5]王阳羽.建筑设计、项目施工及管理中BIM技术的应用[J].建材与装饰,2018.514(05):89-90.
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