BIM技术在现代建筑工程结构设计中的应用

发表时间:2021/7/28   来源:《中国建设信息化》2021年6期   作者:张继合
[导读] 随着科技的不断创新,建筑业的发展突飞猛进。
        张继合
        山东省建筑设计研究院有限公司山东济南250010
        摘要:随着科技的不断创新,建筑业的发展突飞猛进。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;应用
        引言
        BIM相关技术是一类搭建或者采用参数化模型进行建筑工程的规划设计及项目管理的技术,针对建筑工程的设计过程来说,BIM技术是一类领先的规划设计相关技术及工作流程,该技术给项目工程带来了智慧化及信息化的数据参数交互平台,具备共同设计、自顶向下参数化设计、模拟仿真及受力分析管理等模块。
        1特点
        1.1协调性
        BIM技术在建筑结构设计中发挥协调性优势,能使建筑结构设计各个要素优化整合,建筑结构内部空间设计具有明显的层次性与统筹性。例如建筑物内部消防系统的布局、水管线路的铺设、楼梯间的布局设计,设计人员在BIM技术的支持下,先制订合理的布局铺设计划,BIM技术对应的是建筑结构设计的整体效果,能有效地发现单项结构设计与其他项目建设的冲突,尽可能实现一次布局到位。在建筑工程中,钢筋混凝土是主要构成,在BIM建筑结构三维模型中用特殊符号加以标记,设计时能规避钢筋混凝土对建筑结构各模块设计的突兀影响,追求更好的设计效果。建筑结构设计人员使用BIM技术多维度、多层次链接,显示钢筋混凝土结构平面,方便数据信息的提取。设计人员使用BIM技术填充模型及其标准化表达,确保线型、字体与外观的整体协调,提升建筑设计结构标准度与美观度。
        1.2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。
        2 BIM技术优势研究
        2.1建筑工程BIM技术生成的模型具备可视化的优良特性
        工程设计人员可以BIM技术进行建筑工程的实体建模操作,实现项目工程的3D实体模型的生成工作,借助3D立体的图像模式来体现建筑实体工程的相关参数信息,跨越了以往借助二维平面的施工作业图进行想象3D立体工程实体的技术限制,促进了建筑项目工程中各个相关部门或者各个专业人员间在图形化的3D实体模型中进行有效的沟通、交流及工程有关的决策。
        2.2建筑工程BIM技术生成的模型具有信息集成的特点
        工程设计人员可以借助BIM相关技术生成建筑项目工程整体的全部阶段的参数信息文档,相关文档汇集了建筑工程的模型有关的参数信息,例如外形尺寸的几何信息、材料物理属性信息、工程结构空间参数信息、建筑原材料及构件的参数信息、建筑原材料数目和有关属性信息等,汇总为复杂的建筑工程总体模型,数据信息库生成复杂的建筑工程模型,相关的数据库达到了建筑工程规划设计进程的集成化,参数信息规范化的目标。


        2.3建筑工程项目BIM技术生成的模型具备工程实际模拟的特性
        工程设计人员可借助BIM相关技术,针对建筑工程3D模型处在各种各样的外部环境条件下的情况实施模拟操作,例如实施建筑工程3D模型的放大操作、缩小操作、旋转操作等,由此进行多维度的观测,或者能够完成工程结构的受载荷情况的模拟、日光照射情况的模拟、节能减排活动的模拟、热量传递情况的模拟、施工作业过程的模拟,从而完成建筑工程的各类制约要素的工程模拟及相关设计工作。
        3建筑结构设计中BIM技术的应用
        3.1结构设计
        若要完全做好某项建筑内部结构设计各项工作,设计者首先可通过对某项建筑内部结构的进行全方位设计思考,若仅对部分结构施以手动设计或随意调整某项建设结构顺序,则难以完全保证该项建筑设计各项工作的顺利施行。在诸多建筑设计者的积极参与下,为更好地保证建筑工程设计效益,则可以采用建筑工程结构信息分析技术为设计导向,融合了BIM技术,使其能够在熟练掌握具有建筑工程结构设计功能的技术前提下,将各个结构信息系统输入至建筑终端管理系统,以此有效弥补目前建筑工程结构设计中可能存在的设计漏洞或技术缺陷。
        3.2参数化设计
        在BIM设计系统中,都要以设计参数和优化产品设计作为主要的专业技术设计核心,在此设计过程中,还要增强对设计参数和优化产品设计的技术重视性和程度,严格按照设计方案要求进行设计施工,根据每个商品的实际价格,通过市场综合比对,对商品原材料价格进行一个商业化的定价。传统数据技术的最大弊端太多,比如企业时效性数据太差,这主要是因为企业人工效率低,他们只对其数据进行数据导入,造成技术数据过多,使企业技术人员将大量时间精力同时投入在非技术阶段,不同的一点是BIM技术人员可以及时有效解决此类技术问题。因此,这就非常需要在工程施工管理过程中,重视实际监控工程质量,找到其中存在漏洞,让专业技术人员对工程质量安全存在问题,进行严格监督检查。
        3.3节约材料
        由于我国经济、科技不断发展,城市的建筑工程建设也不断创新,使建造行业迅速发展。为了更好地将我国建筑行业做好、做大、做强,在我国绿色施工公共建筑的技术标准中,BIM技术也被引用到绿色装饰公共建筑中,满足现代人们对各种绿色建筑施工的各种需求,因此,我们在各种装饰公共建筑的绿色施工过程中,可以有效地避免建筑施工管理过程中,因各种技术冲突因素导致的材料返工及建筑材料大量浪费等各种情况的发生,节约我们绿色施工公共建筑在各种装饰建筑材料的总使用量。
        结语
        随着人们生活品质水平的逐步提升,人们对于现代建筑的技术要求也进一步提高,现代建筑的各种样式以及各种功能结构变得越来越复杂,给作为建筑师的结构设计师的工作带来了非常大的技术难度。因此建筑相关的工程设计管理人员一定要在日常建筑工作管理过程中认真进行对BIM技术的合理推广应用,并对工程设计与建筑施工管理过程工作中的矛盾问题进行有效协调,使得建筑施工工作效率以及建筑施工过程质量性能大大提升。
        参考文献
        [1]彭宝莹,杨志杰,李娜.浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].四川水泥,2021(5):197.
        [2]潘平.BIM技术在建筑结构设计中的应用与研究[D].武汉:华中科技大学,2020.
        [3]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,2021(28):90.
        [4]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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