BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究 张朝阳

发表时间:2021/6/7   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:张朝阳
[导读] 摘要:我国建筑工程涉及到的工序、技术、人员都比较复杂,这直接对建筑工程结构设计带来一定的难度,随着建筑工程项目的市场化发展,促使传统设计技术暴露出一定的弊端,因此建筑施工企业必须要对传统的技术进行改进和创新,尤其是结构设计更依赖于先进的科学技术才可以保证建筑工程结构设计科学、合理。
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        摘要:我国建筑工程涉及到的工序、技术、人员都比较复杂,这直接对建筑工程结构设计带来一定的难度,随着建筑工程项目的市场化发展,促使传统设计技术暴露出一定的弊端,因此建筑施工企业必须要对传统的技术进行改进和创新,尤其是结构设计更依赖于先进的科学技术才可以保证建筑工程结构设计科学、合理。对于BIM技术,因其自身优势较多,将其应用在建筑工程结构设计中可以提升设计水平,优化建筑工程结构,保证建筑工程项目符合现代化建设需求。
        关键词:BIM技术;建筑工程;结构设计;应用
        引言:
        高质量的建筑工程项目依赖于先进、科学的建筑结构设计,其可以提升建筑施工项目整体质量,保证施工按时完成,但是目前,大多数工程结构设计人员自身设计能力不高、设计水平低下,因此施工单位需要积极引进BIM技术,促使该技术辅助设计人员完成高质量、高水平的设计工作。BIM技术的有效应用需要设计人员具备专业的设计知识和设计能力,才可以促使建筑结构更加稳定、安全,并促使建筑工程整体设计更加高效、经济。
        一、BIM技术的特点
        该技术在建筑结构设计中可以建立稳定、清晰的BIM模型,从而帮助设计人员全面了解建筑结构信息、降低设计要素的变更率、降低设计成本、保证建筑结构质量、降低建筑施工中的各种风险问题。具体的特点主要表现在这几个方面:第一,BIM技术可以将建筑物之间的空间关系通过BIM三维模型展示出来,保证设计方和业主、施工单位之间更加清晰看到整个建筑结构信息,以此更加的进行交流。第二,BIM技术中的配筋技术可以对建筑结构钢筋应用等进行模拟,从而及时发现问题。第三,BIM技术可以进行参数设计,利用该技术自动建立数据库,从而针对于数据库参数标准,对建筑结构中的不合理的部分进行修改和调整,从而保证结构设计合理。第四,BIM技术可以建立信息库实现信息共享,并自动计算出建筑结构设计中的总工程量和实际工程造价,为施工单位进行成本管控提供数据支持。
        二、BIM技术的功能
        (一)集约化功能
        BIM技术可以对建筑物不同部分的结构设计元素进行集合,从而实现科学组合,这样保证每一个设计人员都可以以自己的视角去分析整个建筑物的内部构件信息,相关设计人员可以根据不同的构件,对构件中的梁、钢筋、柱、墙、地基等部分信息进行了解,最终对不合理的地方进行调整,实现结构最优设计。
        (二)编辑功能
        编辑功能是指BIM技可以对建筑物结构建立模型,并将各种结构信息建立参数,从而利用参数编辑功能对数据库中的参数进行自动更新,以此确保建筑结构设计科学、精确、规范,提高设计的有效性。且该技术也可以促使设计人员将三维模型和建筑物结构实体进行自动对接,从而保证结构设计和实际施工方案相符[1]。
        (三)信息共享功能
        BIM技术可以进行信息共享,该技术可以将信息软件和数据库进行对接,确保设计人员可以将自己的设计结果录入到数据库中,信息软件对数据库中的各种结构信息进行自动调整,这样可以提升数据调整效率,保证建筑结构设计和施工实际结果相符合。
        三、BIM技术在建筑工程结构设计中的实际应用
        (一)建立BIM模型,实现建筑结构的可视化效果
        BIM技术可以对建筑结构、建筑设备等通过数据模型进行三维立体展示,传统的结构设计技术没有这一功能,而BIM技术可以有效实现这一功能。利用BIM技术,建筑结构设计人员可以在施工初期,建立BIM模型,让用户可以通过三维模型对建筑结构各种构件布局进行分析、思考,并给出相关意见。

且在建筑结构设计中,BIM模型可以促使设计师和施工项目参与者都可以一目了然的看到建筑结构的整体布局和各项作业,促使建筑结构具有可视化效果,从而提升建筑结构设计的可靠性,减少工程项目的不合理问题。另外,通过BIM技术,对建筑物的价值功能和整体空间布局、应用作用进行全面分析,并对于一些高层建筑物或者大型建筑物结构的高度、空间布局、尺寸、面积等都可以进行计算,从而有效防止结构设计中出现各种数据误差问题。
        (二)依据BIM技术,对建筑结构性能进行分析
        建筑结构设计具有科学的原理作为基础的,因此在建筑结构设计时需要对建筑结构性能进行分析,将BIM技术应用在建筑结构设计中,可以保证建筑物的各个部分进行有机衔接,最终形成完整的结构体系,保证建筑结构的抗震性、稳固性,促使其符合建筑物设计标准。传统的建筑结构性能分析耗时耗力,需要专业的人工计算才分析,导致分析结果和实际不符,存在较大误差,直接影响建筑结构的稳定性。而BIM技术,可以通过BIM模型、BIM软件对建筑结构性能进行智能化分析,并将分析后的结果自动导进模型中,确保分析结果的精确性,从而改善传统分析方法的不足。
        (三)建立BIM模型,实现建筑结构协同应用
        建立BIM模型,可以对建筑工程相关数据进行获取、交流和共享,在数据共享后,主要通过这两个方面实现建筑结构协同应用:第一,通过中间数据文件,将不同的软件集中起来,根据数据模型获取设计时需要的各种资料信息;第二,通过中间数据库,保证各建筑结构设计环节中的数据共享和信息传递,以此来将建筑施工中的水电、土建、装饰等各环节作业有效连接起来,最终在统一的数据库中优化运作,实现项目对接,保证各环节数据精确性。以上这种方式可以促使建筑结构设计时具备健全的信息基础,可以有效避免某一数据错误、参数不精确导致结构不完善等问题[2]。
        (四)建立BIM模型,对钢筋结构进行设计
        建筑工程随着国家建立力度的加大也不断扩展,逐渐向着大跨度、大空间方向发展,这种变化促使钢筋结构的应用也较为普遍,对于建筑工程而言,钢结构主要以梁柱连接的方式进行构建的,对于连接方式各有不同。钢结构的连接需要的各种构件较多,也促使构件布置较为繁琐,这些对钢结构设计也带来难度。将BIM技术应用在钢筋结构设计中,可以降低难度。该技术可以对钢结构整体高度进行计算,从而自动化选择多种连接构件,并依据参数标准自动化布置,大大提高了钢结构连接速度和效率。且BIM技术可以通过信息共享功能。对钢结构中的螺栓配件之间的间距进行自动控制,从而保证了钢结构的稳定性和可靠性,在自动连接新构件时,设计人员只需要选择对应的参数,就可以完成连接。另外,在大型钢结构连接中,设计人员可以利用BIM技术,设计各种结构图,并依据钢结构施工标准合理选择设计位置,从而明确加强构件的位置,最终避免钢结构连接中不稳定问题的出现。
        (五)利用BIM技术,优化设计流程
        BIM技术可以优化设计流程,关于具体的优化主要表现在这几个方面:第一,BIM技术可以根据设计结构模型自动化建立数据库,并使数据库中的所有结构参数相互关联,且通过BIM系统对动态性的参数进行控制,确保技术人员可以依据数据库标准参数对建筑物结构进行设计。第二,建筑结构设计人员可以利用数据库录入的建筑结构三维模型信息对设计方案进行优化改进[3]。
        四、结束语
        总之,在建筑结构设计中,应用BIM技术可以提高设计效率、优化结构构件布置工序,保正设计的科学和可行性,促使建筑工程施工项目顺利进行。另外,BIM技术也可以运用于建筑工程整体施工中,因此建筑施工单位需要不断提升内部设计人员的BIM技术水平和能力,让BIM技术更好的为工程项目规划建设服务,以此保证项目质量和安全。
        参考文献:
        [1]李现宾.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].装饰装修天地,2019,000(020):76.
        [2]尹向东.浅析BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].居业,2020,No.146(03):108-109.
        [3]李晓音.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].科技创新与应用,2020,No.318(26):97-98.
 
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