BIM技术在建筑结构设计中的应用 邓兵

发表时间:2021/7/26   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:邓兵
[导读] 摘要:建筑结构设计作为建筑整体设计中的关键环节,直接决定着建筑整体质量,但是建筑结构设计的内容多,范围广,其设计的难度通常比较大。
        武汉日新科技股份有限公司  湖北武汉  430000
        摘要:建筑结构设计作为建筑整体设计中的关键环节,直接决定着建筑整体质量,但是建筑结构设计的内容多,范围广,其设计的难度通常比较大。而BIM技术在建筑结构设计中的应用则很好地解决了这一问题。BIM技术在实际应用中具有更大的优势,其通过建立虚拟建筑模型,可以对建筑材料、结构构造、施工技术等信息进行综合分析,提高结构设计方案的合理性,避免与实际施工差异过大。本文结合BIM技术特点,对其在建筑结构设计中的应用进行了简要分析。
        关键词:BIM技术; 建筑结构设计;应用
        一、BIM 技术概述
        建筑信息模型简称BIM,该技术是以现代信息技术为基础发展起来的的软件性工具。其主要通过可视化、协调性、模拟性等优势,收集、处理建筑结构中的信息。以计算机为搭载桥梁,将设计图纸上的模型转变成三维模型,并通过分析三维模型中的数据,进行参数设计。BIM 技术的优势在于建筑设计人员可以通过三维模型检验设计图纸的可行性,寻找纰漏,对数据进行基础调整,最大程度排除建筑的安全隐患,避免出现返工情况。BIM技术为建设工程提供技术性支持,推动工程有序开展。
        二、BIM 技术特点
        第一,设计协同性。相关的设计人员可以在建筑结构的设计过程中通过BIM技术的运用,来为建筑施工整体环节中的各个部门建立起一个统一、优质的平台,以此来进行交流沟通,将施工过程中发现的问题在平台中进行讨论,寻找最合适的解决方法。同时还可以利用平台来寻找自己所需的资源与信息等,确保更加高效的进行建筑的设计施工,以此来强化建筑结构设计工作的质量。
        第二,可视化。随着科学技术不断发展以及社会经济的不断增长,越来越多的建筑形式出现在了人们的眼前,但是,对住宅建筑进行三维构建的时候,不能仅仅凭借大脑的想象来完成,还需要应用于其他具有三维立体特效的软件进行辅助构建,而BIM技术则能够很好将这种住宅建筑的三维立体效果进行可视化, 这不仅是在住宅建筑的效果图上的可视化,还是住宅建筑设计、施工、运营、沟通等过程上的可视化,这不仅大大的提高住宅建筑在设计过程中的效率,还能够将住宅建筑的构架、环境、组成进行完美的呈现。
        第三,模拟性。BIM 技术基于各项参数对实物进行仿真模式,并且不仅如此还能对抽象的事物进行仿真模拟,进而保证建筑结构方案设计的准确性。同时, 利用BIM技术可以对设计方案中的一些重要项目、隐蔽项目等方面进行模拟, 甚至整个施工阶段都可很好的模拟展示。另外,还可以对成本、紧急方案、质量问题处理方案等方面进行模拟,这样可以保证建筑结构方案更加的直观,便于后续施工环节的展开,实现经济效益、施工质量最大化。
        三、BIM 技术在建筑结构设计中的应用
        (一)BIM技术在建筑结构与场地分析中的应用
        建筑结构设计工作具有科学性和系统性,建筑结构的设计内容既包括合理化构建建筑主体部分的内容,又包括了对工程建设区域有关的地质水文条件的研究和分析。BIM技术在建筑结构设计中的应用,可以利用动态数字信息有效分析建筑结构主体在客观环境因素影响中的应力表现。实现 BIM技术和 GIS 技术的结合,有利于更加全面、深入的对建筑工程的场地条件进行分析,进而更加合理的预测判断建筑结构选型和体系结构,更加科学合理地对最佳的建筑施工场地区域进行选择,确保建筑结构设计可以与当地的地质、水文和气候环境条件相互协调,使得建筑工程的施工过程和使用过程更加安全、稳定。


        (二)实现建筑结构设计的可视化
        BIM技术是基于三维模型技术而成的应用于现代建筑工程领域的新兴技术, 其可以利用三维模型技术来将真实的建筑构件展现给用户,由于传统建筑结构设计中都是以CAD软件进行绘图,该种方法很难将建筑结构的详细信息展示给不同用户,而BIM技术在建筑结构设计初期阶段便通过建立建筑结构的三位实体模型,来帮助各层次用户通过直观的角度对建筑构件信息、功能布局有一个准确的认识与了解。很多大型建筑工程结构设计中可以利用BIM技术来对其整体结构进行动态演示,帮助用户利用直观的角度对建筑结构的各项参数进行观测,从而帮助设计单位选取最佳的设计方案,并且可以及时发现建筑结构设计中的质量缺陷与设计缺陷,对进一步提高建筑结构设计的整体质量有着重要意义。
        (三)在协调建筑结构中的应用
        基于BIM技术的模型,会对建筑结构信息适当的添加或者删减处理,这有利于保证建筑结构以及建筑工程项目的施工建设质量;通过BIM模型及时处理相关信息,然后传达给相关人员,在信息传达过程中需注意各地区的模型差异。实践中,为了能够有效传达信息资料,可采用中间数据文件适当辅助;对中性数据库处理也非常的重要,设计人员可以看懂数据信息及其内涵,以便于设计人员有效地进行沟通交流,并且对拟建建筑结构和建筑工程进行协调设计,有利于提高建筑施工质量。
        (四)建筑结构参数设计中的具体应用
        建筑结构设计会涉及很多的参数问题,且这些参数之间都存在着相应的关系, 一个参数出现问题,就会导致相应的参数均发生改变,从而影响结构的稳定性。 但是使用BIM技术进行建模的过程中,由于该技术包含一个完整性的信息数据库,在该数据库中所有的信息都是关联的,因此,设计师可以通过数据库中的信息来进行完整的建筑结构设计,从而保证模型建立的真实性、合理性,提升相应信息数据的传输效率,保证数据的安全性,为建筑的后期施工奠定基础。
        (五)建筑结构性能分析的应用
        建筑结构设计中应增强建筑美观性、抗震性特征,提高建筑结构稳固性、安全性,减少不良因素影响,保证建筑质量。建筑结构性能分析的周期较长,需要投入大量的人力和物力,而且分析中无法解决具体的问题,随意性和主观性较强。合理利用BIM技术,则可有效改进工程设计水平,减少分析误差,可在发现问题是及时做出自动调整和修正。
        (六)在钢结构建模中的应用
        在建筑结构设计中最为核心的结构就是建筑钢结构,而钢结构在建模时, 由于其设计结构需要考虑到梁与梁之间以及梁与柱之间的连接方式,给建筑钢结构建模带来了不小的困难。因此,在进行钢结构建模时要根据梁柱的实际高度,对各个部件之间的数据参数化后进行科学的连接,而使用BIM 技术后,可以利用其参数共享的功能达到控制梁柱连接部件间距及数量的目的,只要将钢结构的相关参数进行调整就可完成建模工作,进而提高建筑结构设计的科学性。
        四、BIM技术在建筑结构设计中的难点
        BIM技术在建筑结构设计中的难点主要有三个:第一,BIM软件在应用的过程中要兼顾2D设计的习惯以及连贯性,所以BIM软件在的参数要比一般的2D 绘制软件更加复杂;第二,BIM软件的3D视图与2D有很大的不同,所以在应用BIM软件时不能够达到良好的效果,故而,有很多的设计人员会放弃BIM技术而继续应用2D 绘制方法;第三,BIM建立的是一个完全数据化的模型,其安全性分析在理论上说,其与数据库之间的链接是双向的。
        结束语
        将BIM 技术应用到建筑结构设计中,对提高设计效率和质量具有重要意义。 为充分发挥技术所具有的优势,需要利用其所具有的特点,做好结构各个阶段设计,保证最终方案的科学性。
        参考文献
        [1]周颖.解析建筑结构设计中 BIM 技术的应用[J].城市建设理论研究(电子版), 2017(34):110.
        [2]杨春白雪,吴平,王馨竹.BIM 技术在建筑结构设计中的应用分析[J].四川水泥,2019,(01):119.
        [3]李丝语.BIM技术在建筑结构设计中的应用探究[J].现代物业(中旬刊),2019,(01):111.
 
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