BIM技术在建筑结构设计中的应用探讨 双卫峰

发表时间:2021/7/26   来源:《基层建设》2021年第14期   作者:双卫峰
[导读] 建筑结构设计的科学性和合理性在实际的建筑施工工程中十分重要,它保障着建筑施工过程中的安全性

        广东建青工程勘察设计咨询有限公司  广东东莞  523000
        摘要:建筑结构设计的科学性和合理性在实际的建筑施工工程中十分重要,它保障着建筑施工过程中的安全性,以及后期用户在使用过程中的实用性。随着科学技术的不断发展,结构设计不再是一张平面的A4图纸,BIM技术的发展使得建筑结构在设计过程中能够借助可视化的特点为图纸使用者提供三维空间。本篇文章以BIM技术的发展为依托,分别叙述BIM技术的概念和优势以及应用。
        关键词:BIM技术;建筑结构设计;应用探讨


        引言:BIM技术出现于科学技术发展的早期阶段,在西方国家得到了广泛的应用,极大地促进了西方经济的发展。我国应用BIM技术相对较晚,但其影响却十分明显。目前在我国正大力推行生态环境发展和可持续发展战略的大环境背景之下,在建筑工程结构设计中推广和应用BIM技术正成为主流趋势。
        1 BIM技术的概念
        BIM的全称是建筑信息模型。是建筑学、工程学及土木工程的新工具。建筑信息模型或建筑资讯模型一词由Autodesk所创的。它是来形容那些以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计,BIM技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具,通过对建筑的数据化、信息化模型整合,在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效应对,为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。
        2 BIM技术优势分析
        2.1建筑项目BIM模型具有可视化的优势
        可以进行实体建模,完成建筑项目的三维实体模型,通过三维立体形式来展示实体建筑信息,突破了以往通过二维施工图纸去想象三维建筑实体的限制,使得建筑项目各部门或各专业之间在可视化的实体模型中进行沟通、讨论和决策。
        2.2建筑项目BIM模型具有信息集成的优势
        通过形成整个建筑工程所有阶段的数据性文件,汇总建筑模型信息,例如几何信息、物理信息、空间结构信息、建筑材料构件信息、建筑材料数量及属性信息等,形成庞大的建筑模型,信息数据库形成庞大的建筑模型,信息数据库实现了建筑设计过程的集成化,信息的统一化。
        2.3建筑项目BIM模型具有可模拟性优势
        通过BIM技术,设计人员可以对建筑模型处于不同条件环境下的状态进行模拟,例如进行建筑模型的放大、缩小、旋转,来进行多维的观察,再例如可以进行受力模拟、日照模拟、节能模拟、热传导模拟、施工进度模拟,来进行建筑的影响因素模拟与思考。
        2.4建筑项目BIM模型具有可传递性与协同性优势
        具体就是BIM技术软件应用程序可对图纸、链接等进行自动修改,当程序出现某项数据或内容的修改后,系统会自动将信息传导到相关联的图元中去,进行反馈与更改。并且基于可传递性,实现了设计过程中设计人员、施工人员、经营者、业主之间的高效沟通
        3 BIM技术在建筑结构设计中的应用
        3.1前期设计
        前期设计的过程中应与建筑工程的现实情况保持协调,以完成初步的规划。需要注意的是,应用BIM建模的过程中务必要以确定了的设计方案为准,例如施工过程和技术操作方式等参数和数据都应明确,而后即可进行仿真性的测试,以从中发现所存在的不合理部分,从而为后续科学地调整和修正提供切实的保障。完成初步设计后应采用BIM技术实施审核,以对其中的不合理部分进行修改和调整。


与此同时,施工现场以及各个环节等的施工内容也应进行综合性的仿真模拟,以为工程稳定高效地推进提供基础保障。因工程项目中的主体专业起着核心性的作用,因此这方面的工作应重点关注且应精细落实,同时还应对其进行高效的匹配,以为这方面工作高质量地落实提供切实的保障。
        3.2建筑整体结构设计
        对于BIM技术来说,较之以往的平面化的设计方式在直观性上更为突出,从二维图纸向三维模型的高效转变,极大地保障了模型呈现信息以及各类数据的直观性。与此同时,各个专业的协同性也得到了切实的保障,而这也是建筑结构设计更为高效推进的一个重要基础。例如混凝土结构的设计工作,借助于BIM技术中的Revit软件即可完成建筑整体结构三维模型的构建,与此同时也可进行各项参数的输入和测试,以达到最佳且最为合理的各个部分的布局和设计。
        这样的设计条件下,不仅效率和质量上得到了切实的保障,而且建筑整体设计的空间合理性也得到了很好的稳固。不仅如此,这样的高效软件还有着匹配相关模型的功能,由此也就极大地保障计算过程的针对性和科学性,例如其中涉及的结构建模环节,从而为相关工作更为高效地推进提供基础保障。另外,建筑施工过程中涉及较多的安装节点,例如预制构件的连接和钢筋的布置等,这些都是设计工作的重要内容,且涵盖的内容比较复杂,而单纯地使用二维图纸则无法满足现实的需求,采用三维模型即能达到信息表达的全面与精细,且能极大地提升相关设计以及施工的效率和质量。
        3.3结构施工设计
        在建筑工程的施工阶段,利用BIM技术可以帮助在建筑施工阶段实现远程监控或者操纵,需要的操作技术主要包括,BIM模型结合GPS或者地理信息系统、移动通讯、RFID技术进行现场跟踪。BIM模型结合GPS就直接对位置信息进行定位,对施工的进度有直接的把握,施工的地理情况,位置信息上的问题可以远程直接处理。现代移动通信技术发展得十分完备,在施工过程中如果有技术或者操作上的问题,利用移动通讯功能可以不受距离、空间的限制随时随地,双方虚拟面对面交流解决。
        3.4利用BIM技术创建构件族信息库,建立三维模型
        BIM技术最显著的应用就是专业人士可以依据建筑物的实际情况,输入建筑物相关参数信息,创建一个包括结构构件的详细信息以及构件外事物状态情况的信息库,从而建立一个与工程实际情况一致的三维立体模型。基于三维环境中的设计,设计人员可以形象、直观地看到建筑的优缺点,并直接根据模型进行修正,所见即所得的设计环境使得设计的精细度,效率,协调性都有了质的提高。使其满足工程的规划建设要求。
        BIM三维漫游和虚拟验收技术还可以直接在模型上显示出不同部分组装材料的颜色价格以及各位置的关联,这个功能带给了设计者以及业主良好的体验。未来人们再也不用面对刻板的平面图进行想象,并可随时进行项目评议,提前参观建筑物,仿佛置身于实际地楼内。近乎真实的可视化成果使项目各方在设计交流时获得更多的信息,提出更多的设计需求,使设计成果更加全面且精细。此外,BIM强大的模拟功能还能灵活运用于发生地震、火灾等紧急事件时,模拟居民疏散逃离以及救灾人员的行动路线,从而在设计阶段就能对原有的方案进行修改,保障建筑物的安全性能与可靠性能。
        结束语:
        综上所述,随着我国科学技术的发展以及城市化建设脚步的加快,BIM技术在建筑工程结构设计中的应用也成了我国建筑工程结构设计技术发展的必然趋势。这不仅需要建筑工程结构设计人员加强对BIM技术的研究,还应重视BIM技术应用的宣传与普及,利用BIM技术进一步提高建筑结构的稳定性和安全性,促进我国建筑行业的可持续发展。

        参考文献:
        [1]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(3):102-103.
        [2]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.
        [3]胡瑛,施继余.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2020,5(5):213-214.

投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: