基于 BIM 的建筑结构设计方法分析

发表时间:2021/7/28   来源:《中国建设信息化》2021年3月6期   作者:张超帅
[导读] BIM技术对于我国工程领域的发展有着极为重要的促进作用,不仅能够有效提升工程施工的整体效率与质量,同时还能够对相关施工单位的经济效益发展起到极为有效的促进作用。
        张超帅
        江苏筑原建筑设计有限公司 江苏 常州 213000
        摘 要:BIM技术对于我国工程领域的发展有着极为重要的促进作用,不仅能够有效提升工程施工的整体效率与质量,同时还能够对相关施工单位的经济效益发展起到极为有效的促进作用。在建筑信息模型中的信息是通过数字技术为依托而存在的,并以此为基础进行施工建筑的结构设计,从而提高整体设计水平、降低了工程预期投资,加强整个工程成果质量。本文对BIM的建筑结构设计方法及应用加以分析,并总结出此过程需要注意的问题。
        关键词:BIM;建筑结构;设计;施工
前言:
        随着计算机行业的迅速发展,设计软件越发多元化,BIM(Building Information Modeling)——建筑信息模型也随之产生,为建筑设计增添了新的模式。BIM技术的应用提升了建筑设计方案的稳定性以及准确度,不仅能避免施工过程对于资源的过度消耗还会提高建筑工程施工的工作效率以及最终的成果质量。通过立体的建模能将所要进行设计的建筑全方位的呈现在工程师的面前,从而提高整个建筑建设的施工质量。
一、 BIM技术的应用价值
        BIM(建筑信息模型)是以建筑工程施工中所涉及到的各种建筑信息作为信息数据为基础,从而进行建筑模型的建设的过程。BIM技术是信息时代下的产物,对于整个建筑工程施工而言有着极为重要的应用价值,与传统项目管理技术相比,BIM技术不仅能够极大程度上提升整个工程的施工质量,还能够降低因施工风险所带来的不利影响。在建筑施工中,BIM能将建筑信息以各种数字技术为基础,以此为中心向外扩散进行各项工作。由于建筑施工本身周期过长,而BIM的存在能够帮助施工单位进行集成化管理并模拟实际的建筑施工运行。BIM技术中所具备的可视性与三维数据模型的构建是施工单位能够长久发展的根本所在,相关人员可以通过对BIM技术的应用来对整个项目进行全方位的管理,不仅能够第一时间发现施工过程所带来的风险问题,同时还能够起到促进企业经济效益发展的重要目的。除此之外,BIM还能够根据相关数据资料将数据实体化呈现在人们面前,并且在建筑模型中还包含着建筑工程施工中实时的真实数据变动情况,具有可视化、优化性可出图性等特点。
二、基于BIM的建筑结构设计应用
1三维设计中BIM模型应用
        计算机信息技术在 BIM时代具有很强的模拟性,这是其主要技术优势。BIM技术的模拟化不仅体现在由计算机软件构造模型上,也体现在对特定事件的模拟仿真上。仿真工作涉及到施工单位的设计方案,模拟实际施工过程,在此基础上可制定最科学合理的管理方案, BIM技术的模拟功能能大大优化传统施工技术管理,最终有效提高暖通技术的效率和质量。BIM技术的模拟化不仅体现在由计算机软件构建模型上,也体现在对特定事件的模拟仿真上。仿真模拟分析涉及到设计方案,模拟实际施工过程,在此基础上可制定最科学合理的项目管理方案。在三维设计中利用BIM技术对BIM模型进行碰撞检测能够极大程度上降低建筑施工时因碰撞所造成的损失。通过BIM技术能够对建筑结构的设计加以改善,进而降低建筑施工受到周期过长、碰撞情况发生的负面影响。在进行相应的建筑结构设计时施工人员可以通过BIM技术对施工时发生的碰撞情况进行检测,从而及时做好预防措施,以此来确保施工能够正常进行。
2在钢结构工程建模的应用
        目前,钢作为大跨度建筑的主要结构材料,是工程建筑的施工中必不可缺少的建筑元素。建筑工程的建设材料供给是否科学合理会对施工进度造成直接的影响,工作软件的自动统计能力可以为项目工程的各项统计工作提供许多的便利,为施工进度做出有力的保障。设计人员在对钢结构进行设计时,需要对于架梁与支柱、架梁与架梁之间的连接方式加以考虑,并且还要根据所得数据通过架梁自身的相应数据进行参数化计算,这一过程需要大量的计算以及统一调控更改,难度极高。

BIM技术的推广使用,使技术人员对施工流程的划分更加清晰,可以将工程模块与施工计划结合制作出直观的施工计划表,使施工进度更加清晰地表现出来,进一步增强建筑工程管理人员对项目局部的把控和总体的掌控能力,将 BIM技术与建筑各繁琐部位及相应施工节点的形象生动的线性演绎,使施工人员不断掌握现场各要素及环境,并熟悉相应的应急处置对策,做到对施工正式展开后的施工效率的大幅度提高。通过BIM技术的应用,可以对钢结构工程进行建模,通过对于实时参数化的计算以及数据共享等功能使施工人员能够对钢结构的连接过程进行严格把控,并且随时都可以对钢结构工程建模进行改动完善,使架梁与支柱之间的连接方式更加精准高效。同时,BIM技术还会减少施工人员的工作量,在进行设计时,施工人员只需要划出一定范围,而后通过对于不同位置的参考数值进行相关设计,以此来提高钢结构的设计质量,并且提升整个建筑工程施工的工作效率。
3建筑结构的可视化应用
        可视化应用在建筑行业中所起到的作用是十分重要的,面对传统的施工图纸施工人员无法根据其上所勾勒出的线条对建筑整体有更深的了解。由于传统的建筑效果图中所包含的相关数据较少,并非使通过施工所得的建筑信息自动构成的,因而使建筑施工中缺少了的反馈性能,但是,通过BIM技术对于建筑结构的可视化应用就能够增加建筑施工中的反馈性。可视化在建筑设计行业中所起到的作用很大,相较于传统二维图纸,BIM技术能够对建筑设计进行可视化应用,以一个三维模型的状态展示给各专业设计人员以及施工人员,能够充分地减少建筑设计及施工在项目各个环节中产生的问题,进而最大程度地确保了各个施工环节之间信息互换,同时又更加有效地促进了建筑工程施工项目中各个不同施工环节的工作效率。当 BIM信息模型第一时间输入到整个施工进度计划中时,各种必要的空间信息和时间信息要素被细致地整合,并建立一个完整的可视化、直观的三维模型,通过这种三维模型,可以直观、准确地反映建筑中的各要素及施工细节,逐渐优化图纸设计效果。在BIM模型中,所有过程都是完完全全呈现在施工人员的面前,不仅如此,还可以将可视化所得到的数据进行计算,从而促进整个施工过程能够顺利进行。
三、BIM技术应用注意事项
        不可否认的是,随着BIM技术的出现,对于我国建筑领域的发展起到了巨大的促进作用,可以说BIM技术是我国建筑行业飞速发展的一大助力。在政策的大力支持下以及当前实际建筑行业发展情况,普及BIM技术已经成为当下建筑项目管理发展当中的重要方向。通过BIM模型,就仅需修改构件或图元的参数,最后生成所有图纸即可,不仅省时省力,而且导出的图也精准。BIM技术在这种复杂项目中的作用和意义非常大,但需要全专业的设计人员都搭建准确的BIM模型才能进行三维协同设计,在设计过程中建立包含相关信息的三维模型,并据此对整体设计进行调整,以达到提升行业设计水平、降低工程成本、提高工程质量的作用。实际项目中,如果要考虑到项目全周期都采用BIM技术,Autodesk Revit有着很大的优势。因为该软件有三大模块:Architecture、Structure以及MEP,可用于建筑、结构、机电专业共同搭建BIM模型,对于团队协作来说是非常有利的。基于Revit的参数化设计辅助工具Dynamo,是一个开源的可视化编程工具,其功能丰富强大,编程灵活度高,可以实现Autodesk Revit无法实现的功能。类似基于Rhino平台的Grasshopper,将参数化真正可以利用到建筑设计的过程中,设计思维可以不受软件限制,还可将参数信息直接反映到数据库。用Dynamo替代基于Rhino平台的Grasshopper以解决参数化设计难点,用Vasari进行仿真模拟分析。应用BIM技术建立出的可视化模型可以加强各环节图纸设计人员的沟通交流,在设计过程中及时解决问题,施工方也可以更直观的了解整个项目的情况,这是一种行业工作方式的变革,相信这也是未来的发展方向。
四、结语
        总之,BIM技术应用对于我国建筑领域起到了至关重要的作用,不仅能避免施工过程对于资源的过度消耗还会提高建筑工程施工的工作效率以及最终的成果质量。信息化建筑模式在规划设计上不断创新,各个阶段均实现了自动化。其设计形式逐渐趋于完整,在设计过程中还促进了数据共享,使建筑成本管理更加合理。
参考文献:
[1]安康.基于BIM技术在建筑工程结构设计中的推展应用分析[J].包装世界,2018(7):150-150.
[2]李建沛. 建筑施工管理中BIM技术的应用[J]. 智能城市, 2017(04):209-209.
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