浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用 姜玲

发表时间:2021/6/9   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:姜玲
[导读] 摘要:科技的创新发展使得建筑业朝着技术化与现代化的方向发展。
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        摘要:科技的创新发展使得建筑业朝着技术化与现代化的方向发展。新的时代背景下,科技创新带来更多的技术创新成果,这些技术创新成果也有效地应用于各行各业,包括给建筑业带来运行效率和质量的整体性提升,也包括现代建筑结构设计的持续优化。BIM 技术就是其中之一,既提升建筑结构设计质量,又带来建筑结构设计布局的规范化,更在与其他技术手段结合的情况下带来高质高效的结构设计。因此,BIM 技术在现代建筑结构设计中的应用推广具有必要性。
        关键词:BIM 技术;建筑工程;结构设计
        1  BIM技术概述
        作为一种现代建筑结构设计辅助技术,其本质上是建筑信息模型,起源于美国。BIM 是集合了物理和功能性的数字表达,也倡导知识资源的共享,基于现代建筑结构设计的不同阶段,可以实现 BIM 技术指导下多元化信息的提取更新与修改,带动各环节的协调作业。建筑业中的 BIM 技术应用更趋成熟,特别是在一些西方发达国家。改革开放以来,我国建筑业发展迅速,BIM 技术的应用也更为深入,特别是在高层建筑结构设计中发挥了巨大作用。
        2 建筑结构设计中BIM技术的功能分析
        2.1数据信息化
        BIM技术的应用是以现代科学技术为基础而实现的,设计人员利用BIM技术软件可以对现有的信息进行有效地处理,与传统的设计模式相比,BIM技术具有更为明显的优越性。工程设计人员利用BIM技术能够高效处理信息,减轻一定的人工作业负担,并且在建筑工程数据库中可以快速地查找到与工程相关的信息,而且各类信息之间并非单独存在,是彼此联系的,在信息化设备上建立数据库,便于工作人员调取数据。设计人员可以在数据库中查找针对性的信息,而且信息的保真程度很高,克服了传统的信息记录的一些弊端,有助于设计人员提升工作效率,促进工程设计工作的高效进行。
        2.2修正设计图纸
        传统的建筑结构的设计图纸常需要人工进行修整,如果仅修改其中一处,那么设计人员也需要重新计算其他方面的内容,所以传统的图纸设计环节,需要设计师付出大量的时间对照计算图纸中的其他内容。应用BIM技术以后,可以通过修改工程数据的方式,克服这一缺点。众所周知,BIM技术是通过建设模型来获取工程数据的,所以在修改工程图纸时,施工人员只需要对图纸中出现错误的部分进行修改就可以,其他部分的信息会根据设计人员的修改情况而自动修正,那么设计人员就拥有更多的时间研究其他方面的内容,BIM技术的应用使工程的设计方案越来越合理、高效,便于建筑结构取得更好地设计结果。
        2.3设计统一化
        在建筑模型设计中应用BIM技术,可以在电子设备中将建筑工程的立体效果呈现出来,包括建筑工程的光源、外貌及材质属性等,利用BIM技术能够从工程中的真实数据信息出发,设计人员根据虚拟模型就能够判断该设计方案是否可行。在一些节能要求较高的建筑工程中,BIM技术的优势则更加明显,建筑工程的光源及舒适性是现代建筑追求的内容,而BIM技术所建造出的虚拟模型,能够将各方面的信息整合,并且生动地展现出来,对建筑结构模型进行自动处理、自动验算设计中的数据信息,BIM技术的应用有助于推动工程设计的统一化发展。
        2.4三维效果图
        将BIM技术应用于建筑结构的设计工作中,可以在信息化设备中体现出三维效果,三维技术属于BIM技术内容中的一部分,能够对建筑结构的模型进行立体展现,设计人员可以通过对建筑模型所呈现的立体效果来详细了解模型的各个方面情况,如建筑物的管道、电路部分施工等,并根据虚拟模型呈现出的施工效果认真分析其中的方法,寻求有效地解决方案,促使施工方案的合理化,便于现代建筑企业提升施工效率,而设计人员也可以根据三维效果图来完善施工设计图纸,取得更好地施工效果。


        3 建筑结构设计中BIM技术的具体应用
        3.1分析建筑结构功能作用
        设计人员在设计建筑结构时,会考虑建筑结构的整体构建方式,不仅仅是针对结构的某一部分进行设计,而是需要将建筑结构中的各个部分进行顺序置换。依照国家的建筑规定,从整体的角度重新设计建筑物的功能,而在此过程中,BIM技术的应用可以有效提升设计工作的效率。在传统建筑结构的设计工作中,现代建筑企业在分析建筑结构的性能时,就会投入较多的资金,并且需要大量的设计人员参与工作中,然而人为的分析工作难免会出现误差,无法对工作人员的工作状态和效率作出过高的要求。应用BIM技术可以准确地剖析建筑物的结构功能,设计人员只需将调查所获得的数据填入模型中,BIM技术就可以在模型中呈现出结构功能的效果,设计人员在审查建筑模型时能够一目了然的看出问题所在,并进行高效的修正与整改,在最短的时间内得出修正方案。
        3.2剖析建筑结构施工流程
        要想保证建筑结构的质量,建筑企业就不能仅依靠建筑结构方面的设计,还要综合考虑施工现场的环境因素等,利用BIM技术的信息化系统,将建筑方案设计中的各部分内容与施工现场形成紧密地联系,之后再建立起具体的建筑工程模型,即可将施工现场以信息化的方式展现出来。设计人员可以根据BIM技术所创造的虚拟模型来分析设计的结果,并对设计方案中建筑结构存在问题的部分加以修正,便于更好地完善建筑方案的内容,制定更加详细、科学的施工流程,之后将建筑结构设计方案与施工现场的具体施工情况进行匹配,可以有效提升建筑工程的施工质量。
        3.3钢结构建模的运用
        建筑工程多以钢结构为主,设计人员可以结合钢结构的建筑需求进行建模,在建模的过程中要注重各构件的连接问题,由于钢结构的连接包括梁柱连接及梁梁铰接等,所以在施工图纸的设计中,设计人员要与技术人员做好沟通,充分考虑梁的高度因素,使连接部分能够符合施工的具体要求,并且可以在图纸上充分地展现出来连接的形态。在此过程中应用BIM技术能够将参数信息更加准确地表达出来,如螺栓数量的多少及螺栓之间的距离等,可以根据BIM技术所建模的效果图进行修正,设计各类连接件的施工流程、设计人员需要对建筑结构的施工流程具备基本的技术认知,之后了解其流程的施工方法,并在BIM虚拟模型中利用加强件进行定位即可完成钢结构建模的工作任务。
        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,设计人员可以再根据需求选择软件。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。
        结束语
        BIM 技术在建筑结构设计中的应用使建筑结构设计操作更便捷,调整更方便,建筑结构设计也朝着更加完善的方向发展。相关人员需要加强对 BIM 技术应用功能的拓展分析,不断突破建筑结构设计中的应用难点,让 BIM 技术在建筑结构设计中的价值得到更大的发挥。
        参考文献:
        [1] 王永胜,李永才,孙立环.BIM 技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].工程技术研究,2020,5(5):217-218.
        [2] 崔玲.BIM 技术在建筑工程结构设计中的应用分析[J].住宅与房地产,2019(28):90.
        [3] 孙兵.BIM 技术在节能建筑结构设计中的应用[J].新型建筑材料,2020,47(9):186.
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