基于BIM的建筑结构设计与土建算量一体化研究

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月下第6期   作者: 刘唐柱
[导读] 建筑信息模型技术的理念是创建并利用数字化模型对建设项目设计、建造及运营全过程进行管理和优化
        刘唐柱
        天津水泥工业设计研究院有限公司 天津300400
        摘要:建筑信息模型技术的理念是创建并利用数字化模型对建设项目设计、建造及运营全过程进行管理和优化。许多学者致力于通过BIM技术改善传统工程算量模式的不足,尤其在设计阶段与工程算量阶段的BIM模型互通还不够完善,因此,本文通过一个大型项目设计模型与预算模型的数据对比,探寻设计阶段与算量阶段的问题所在。
        关键词:BIM设计;BIM算量;一体化
引言
        利用BIM技术手段,全面收集与呈现建筑中的建设材料、内部结构、体系功能等参数信息,使其在现代建筑结构设计中充当着重要角色。随着BIM技术手段不断完善发展,只有熟练运用BIM技术,并将BIM技术手段运用于建筑结构设计之中,才能提高现代建筑设计效果,使其满足当代建筑发展的基本要求,实现与现代化社会主义建设协同发展。除此之外,由于BIM技术手段,通过运用现代信息技术,将过去传统的平面设计转变成立体化设计样式,可以带给设计者、用户、投资方等直观的立体感受,提出行之有效的设计建议,使建筑设计的可行性、可靠性进一步提升,推动我国建筑业稳定发展。
1BIM技术的内涵
        BIM技术指代建筑信息管理应用,也就是利用现代化的科学技术方式建立起完整的可视化模型,对应具体的集合数值,将建筑结构的设计形式具体化地展现出来,并将其充分的应用于建筑结构设计工作内,帮助设计人员更加充分、完整的整合建筑物的相关信息,使之能够作用于施工效率提升,并且可以有效地降低设计的难度。BIM技术与传统的建筑结构设计技术有所不同,是从平面设计的形式转变为立体设计的形式,可使人们从整体的角度清晰的考虑到建筑设计的结构框架。将BIM技术应用于建筑设计中,能够有效地减少设计时间,保障建筑工程施工的质量与安全。
2BIM辅助算量
        传统造价模式的特点是工作量大、业务流程烦琐且计算精度要求高。理论上,通过BIM设计模型传递至算量阶段从而生成的BIM算量模型,可以将设计信息比较完整的传递至算量阶段。造价人员可以直接使用BIM设计模型,通过计算机完成工程量的计算工作,在此基础上挂接施工做法和套相关定额。减少了重复建模的步骤,并将机械化的算量过程交予计算机完成,可让造价人员减少一定的工作量,在一定程度上提高了造价阶段的效率。
3应用BIM技术优势
        3.1信息化
        BIM技术作为一种新型的技术形式,是通过数据存储形式,在模型上展现出来,为项目后期建设提供保障,设计人员结合模型,可不断进行调整,提升各项参数的精确性。BIM信息技术平台的构建,使设计人员登陆平台以后,即可实现对结构的优化,进而实现建筑工程一体化设计。建筑信息模型记载着整个建筑工程的各类信息,设计人员只需通过查询功能,便能够迅速检索出所需数据,有效提升了结构设计效率。
        3.2模拟化
        BIM技术在建筑结构设计中的应用优势也体现为其模拟性优势的最大限度发挥。基于BIM技术,建筑结构设计理念可以转变为效果直观的建筑结构三维模型。其具有模拟性能,可以通过参数的调整如输入承载力、材料比等自动生成统计图表,帮助设计人员科学分析。建筑材料承载力与材料比计算时,可以直接将数值输入模拟系统中,自动生成统计图表,由此分析建筑结构设计的合理性,而模拟生成的数据可以在BIM信息共享平台中传播共享,让更多的人参考,群策群力,提升建筑结构设计整体协调性。在建筑结构设计中,如管道设计、机电设计、装饰设计、木材设计、土木工程设计等,BIM技术发挥了重要的作用。
4设计算量一体化目前存在的问题
        工程造价管理的基本要求是工程计量的准确性。直接导入BIM设计模型进行算量,与广联达内建模型数据相比较,发现工程量的误差较大,无法达到一体化的基本要求。基于此,分析其中存在的问题,优化设计算量一体化的操作模式,就显得尤为必要。


5建筑结构设计中BIM技术的具体应用
        5.1建筑结构设计的协调运用
        现阶段,建筑工程信息数据日益变化,有关数据也会在BIM建筑模型中通过删除、增加的方式,实现信息数据的更新优化,为了提高建筑结构设计的有效性,避免对建筑工程设计品质造成不利影响,可以在不同专业领域展开分项设计,如此一来在某种程度上,有效规避信息交错混乱问题的发生,另外,在总体建筑模型中,进行中性数据库的建设,促进有关设计工作者的数据沟通。对数据展开有效处理过程中,可以把全部和建筑结构设计相关的数据信息加以整合处理,借助统一的平台系统,处理分析数据信息,提高建筑结构设计的协调性。
        5.2BIM技术在建筑结构参数设计中的应用
        BIM技术具有功能直观展示与虚拟分析的优势,在建筑结构信息模型建构时,其对应的是含有建筑结构设计思想与信息的完善数据库,建筑结构设计调整主要是通过数据库中的信息进行调整。通过分析数据库中的各结构设计信息,立足建筑工程设计施工的实际情况,能从宏观大局上做好建筑结构设计把关,使得建筑结构设计实现美观性、牢固性与抗震性等的统一。在具体的应用中,设计人员通过分析数据库中的信息,进行参数分析与整理,规避传统参数设计中的不利因素,带来自动化数据整合与分析,减少人工操作的误差,也提升操作时效,带来建筑结构设计的高质高效。
        5.3实现设计方案的虚拟施工
        通过应用BIM技术,可使工程实现虚拟施工。即在项目施工开始前,通过计算机建模,对整个设计方案在模型中虚拟施工,在实际建设时,完全依照设计方案开展,能够第一时间发现问题,并及时对其做出调整,还能够使施工风险降到最低,并提升了结构设计质量水平,带动建筑行业的进一步发展。
        5.4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器件方面的连接问题,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。
        5.5对建筑结构的安全性进行分析
        在建筑结构设计中,建筑安全性作为设计者首要考虑的因素,应该对其加以重视。譬如,建筑物通常需要较高的防火性能与抗震属性。这就需要建筑结构设计人员处理好建筑结构与内部构件的内在关系,使其在结构系统软件中充分展现。然而,BIM技术运用Revit软件,进一步展现建筑全部功能分析系统软件的数据内容,可帮助设计者及时发现建筑结构设计和实际建筑存在的误差,促进建筑设计有序展开。
结束语
        随着建筑行业的不断发展,在结构进行设计时,将BIM技术应用其中,具有极其关键的作用。不但能够将流程进行简化,还能够有效提升施工质量与进度。尤其是在建筑工程中,BIM技术更是得到有效应用。
参考文献
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