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摘要:目前,我国的建筑业发展正在向工业化、集成化、信息化方向发展,BIM技术的应用逐渐加深。经济持续发展,产业结构不断升级调整,呈现出新的发展趋势,建筑业作为国民经济发展的支柱产业,也面临技术的变革挑战。与此同时,人们对建筑业也提出了新的要求,传统的建筑结构设计技术已经无法适应现代社会发展的需求,现代建筑结构设计更需要科技的加持。BIM技术作为新兴的现代化技术,在现代建筑结构设计中发挥了极大应用优势,简化了建筑结构设计流程,保证了建筑结构设计的最终效果。基于此,文章主要探讨BIM技术在现代建筑结构设计中的具体应用价值,以引导建筑结构设计的创新、稳定发展。
关键词:BIM技术;建筑工程;结构设计
引言
BIM的字面意思是建筑信息模型,是通过计算机技术对建筑中的各种信息进行数字化表达,进而转化为信息化模型进行展示。它是在传统CAD的基础上发展起来的新型技术。BIM的核心是三维数字技术,通过将项目建设中的各种信息数字化,形成三维信息模型,并将以前相对独立的各专业融合在统一的管理平台之下。
1建筑信息模型技术的应用价值
1.1有利于实现对建设项目全生命周期的管理
在建设项目的建设阶段中,BIM技术对建设项目完工后进行形象化和智能化管理至关重要。BIM技术允许项目参与方提取并追踪相关有价值性的数据,例如组件状况,规格模数,维护与操作指南,保修校准等。因此,BIM技术可以使其能够参与到建设项目的全生命周期的设计,对建设项目的各个阶段都能实现很好的实时控制,实现建设项目的设计由管理人员通过建筑信息管理平台,在整个生命周期内进行运维活动,有利于实现对建设项目全生命周期的管理。
1.2有效减少设计变更及缩短设计周期
建筑项目的设计过程的科学化、合理化是保证设计质量与进度的前提[7],在建筑设计阶段发现并且减少由于设计文件而导致的设计变更,将大大提高施工质量和节省工期。BIM技术能够应用于施工现场规划各个阶段的相关任务,它允许项目涉及者能够处在整个工程建设项目生命周期中去进行提取建设数据信息和可视化其项目的建设进度。同时建筑信息模型技术的应用能够将模型的各个专业领域等在设计阶段时,集成到一个建筑模型中,在BIM技术中设置相应的检测规则,即可进行相应碰撞核验,导出详细的检验报告,高效查找碰撞的管道和行架的构件和位置,通过碰撞核验可以发现风管水管相交概率点、空调管道的合适高度,在施工前避免不必要的错误,节省人力物力,大幅度提高碰撞核验的控制精度,改善处在建设项目过程中所可能发生的修改变更。有效地减少了设计变更及缩短了设计周期。
2建筑结构设计中存在的不足之处
2.1建筑结构耐久性设计存在的问题
通常情况下,一般的建筑结构的使用构件需要达到数十年。因此,对于建筑结构的构件与设计来说,需要要求这些构件具有较长时间的耐用性。特别是对于建筑结构的一些外部结构,由于暴露在外会受到长期的外界因素或者是人为因素的影响,需要要求这些外部结构具有好的质量。如果建筑的外部结构受到破坏,这样就会影响建筑整体的使用或者是外观形象,需要安排专业的人员进行及时的养护修理,防止再次出现破坏建筑整体的结构安全受到影响。另一方面,如果建筑材料发生老化或者是外部结构受到的损坏程度较高,这样可能会导致建筑内部的结构出现安全隐患。因此全面提升建筑结构的设计耐久性是延长建筑结构使用寿命的重要基础。
2.2目前建筑结构设计中的施工材料问题
对于目前的建筑结构设计来说,施工安全材料设计是一个较为严重的问题。目前很多建筑结构设计人员只关乎整体建筑的经济行为,为了节省施工成本,忽略了施工材料的安全设计问题,在后期的施工过程中,很多都是由于施工材料质量不过关而导致整体工程质量出现问题。
3BIM技术在建筑结构设计中的具体应用
3.1BIM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。
3.2实现房屋建筑设计的稳定性
房屋建筑设计的稳定性也是在开展设计工作中,需要着重的考虑到的一个问题。从其影响因素来看,在不同的房屋设计中,由于其使用的材料、内部的结构、材料的质感等方面的影响,加之房屋建筑的体积、高低等方面都会存在着一定的差异,导致最终设计出的房屋在轻重感方面存在着一定的差异。在我们日常生活中看到的各种建筑中,如果发现了建筑使用的色彩较暗、材料比较粗错、体积比较大,往往会产生一种较为沉重的感觉。相反的,如果建筑的色彩比较明亮、体积较小、材料的质地比较好,便会产生一种较为轻快的感觉。为此,在今后的建筑设计的过程中,需要着重的强调美学原则在整体设计中的重要性,从而更好的提升房屋的稳定性,促进建筑结构的优化调整。在科学技术不断发展的背景下,出现了悬臂结构的特点。从其内涵来看,主要是通过色彩的对此和材料的粗糙度的对比,来增强底层的厚重感,达到提升建筑稳定性的效果。
3.3结构模型设计
结构设计相对于建筑设计,其主要针对该项目柱、梁及板等房屋结构构件设计及布置,传统的结构设计软件有PKPM、ETABS和3D3S等软件。由于建筑结构的多样性,其结构设计软件同样种类繁多,这也就使得设计者在软件选择上需要花费额外的时间和浪费较多的精力,使工作效率无法提高。再者基于PKPM、ETABS和3D3S等传统设计软件的结构设计模式存在不够直观、各个专业分散非协同以及无法准确参数化等问题,从而导致与现代建筑设计开始出现嫌隙,无法适应现代建筑更新换代和无法满足其对可视化、精确化、数字化等更高要求。利用BIM技术的结构模型设计,将满足Revit系统要求的建筑结构模型链接,创建包含梁板配筋面积计算信息的建筑主体结构模型。利用R软件的结构功能板块,通过各个构件属性分模块进行属性修改(包括形状规格、材料配置、颜色等模数修改),接着根据项目要求及当地建筑设计规范进行各个构件设计,待构件属性修改完成,最后进行构件布置,从得到结构模型。并且,利用BIM技术的结构模型设计,由于其通过结合配筋信息与建筑平法标注信息,能够直接于该管理平台创建满足国家设计标准的结构施工图,无需通过CAD进行二次建模,从而大大节约了时间成本。此外,基于BIM技术,还能够提供高清构建模型,对已建混凝土、钢筋等结构构件进行实物工程量汇总,通过web端和移动端以轻量化模型展示,使其获得更佳的展示效果。
结语
总之,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.