基于BIM的建筑结构设计方法探讨

发表时间:2021/9/7   来源:《建筑设计管理》2021年4期   作者:陈彩华
[导读] 随着我国建筑行业工程规模的不断扩大,社会各界对建筑项目的结构设计、工程质量及施工效率也提出了更高的要求
        陈彩华
        南京贝唐智慧装修有限公司  江苏 南京  210000
        摘要:随着我国建筑行业工程规模的不断扩大,社会各界对建筑项目的结构设计、工程质量及施工效率也提出了更高的要求。在此背景下,各建筑单位为了适应社会发展的需求,加大了对各种先进技术手段的引进力度,而BIM技术作为保障工程质量、完善结构设计的重要手段,也在此过程中得到了更深入的贯彻落实和更优化的更新发展。基于此,本文详细阐述了BIM技术在建筑工程结构设计中的重要价值,并结合传统建筑管理模式所带来基本问题的具体分析,来对比论证了加强BIM技术在建筑结构设计中的重要意义,以供行业内部相关人员进行参考。
        关键词:BIM技术;建筑结构设计;方法研究;探讨分析
        面对建筑行业日新月异的发展状况,各建筑企业在高速发展之后所面临的各类问题也日益凸显出来。其中,尤其是企业内部在进行建筑结构设计的过程中,安全风险及各类隐患难以切实根除,这不但让建筑工程的整体质量大打折扣,而且严重威胁了居民住户的生命财产安全。尽管各类先进技术在实际应用过程中已经逐渐摒弃了传统建筑管理工作所存在的误区,但新问题的接踵也极大地制约了各建筑企业施工管理水平的提升。所以,本文立足于当前我国各企业对BIM技术合理化利用过程的研究分析,对如何借助该项技术手段提升建筑结构设计水平做出了阐述。
        1.基于BIM的建筑结构设计价值研究
        1.1BIM技术下建筑结构设计的可视化水平增强
        在BIM技术的应用过程中,其最为明显的特征就是可视化。众所周知,在传统的建筑结构设计中,设计单位在与建设方进行沟通交流时,设计方案通常以平面的方式进行展现,这不仅十分考验施工方的立体思维能力,而且由于其缺乏一定的直观性,在施工过程中极易产生各种误差。而随着BIM技术的应用,建设单位及施工单位仅需在工程准备阶段将建筑项目的相关要求、综合造价、工程进度以及相关流程的质量要求的全部信息利用BIM平台进行深化分析,就能够在此过程中实现对项目的综合模拟,从而更为直观的发现不同方案中所存在的优缺点,并最终实现对建筑结构设计方案的最优选择。
        1.2BIM技术下建筑结构设计实现了多维度管理
        BIM技术是一种多线程、多元化、多维度的管理技术,在建筑结构设计中加强对BIM技术的应用,不但能够帮助建设单位实现对工程项目各环节流程的全面管理,而且能够通过对各部门工作状况的监督管控,来及时调整施工方式,采用协同变化的措施,在不断优化施工管理方案的过程中,有效避免建筑设计方案与实际施工状况之间的偏差,既提高了施工单位整体的施工效率,又增强了各部门管理的精确性。
        2.基于BIM的建筑结构设计需求研究
        在此,本文主要从两方面来对BIM技术下建筑结构设计的相关需求进行论述。
        其一,针对设计的相关流程而言,BIM技术帮助建设单位摒弃了传统结构设计过程中二维图纸设计对工程项目所产生的负面影响。首先,在BIM技术的应用过程中,建设单位不但能够直观的看到工程项目的三维立体建筑模型,而且能够准确关联建筑结构设计的实际施工状况;其次,在保持系统与施工情况同步更新的同时,BIM平台软件还可以与传统结构设计中二维设计平台进行智能转换,通过设计图纸与模型集成,推动了建筑结构设计中各细节的不断优化,从而大大提高了工程施工的精准性;最后,BIM技术可以帮助施工单位对模型中所有构件的详细数据信息进行提取整合,从根本上保证了构件的科学性和精密度。而在整个设计流程的最终环节,施工单位既可以依据BIM模型对工程项目进行统筹管理,又可以通过对BIM技术中的动态修改功能,实现对工程施工各流程全方位的监控;其二,针对三维立体模型的描述需求而言,利用BIM平台软件构建出来的结构模型既包括实际意义上的物理模型,同时也包括模型各部分的相关属性信息。从物理模型角度来看,建筑结构中各构件的基本数据、各节点的详细信息、以及各轴网的具体数据等都囊括在内,而从属性信息角度来看,不但包括了建筑结构设计中所需原材料的基本属性信息、荷载承受能力信息、设计结果相关信息,而且还包括模型用户的权限信息、模型视图的相关信息等。由此可见,BIM技术不仅利用范围广,而且信息整合能力极强。


        3.基于BIM的建筑结构设计现状研究
        现阶段,我国建筑行业所面临的现状整体而言较为严峻:其一,当前社会发展速度极快,社会各界对建筑工程的结构设计都提出了严苛的要求,各建筑企业倘若一味固执己见,很容易扰乱建筑行业发展的秩序,威胁社会和谐;其二,随着现代建筑施工模式的不断具象化,建筑工程的实际管理工作也逐渐趋向复杂化发展,传统的工程管理理念已然适应不了时代所提出的高要求,工程管理过程中各项问题也日益暴露出来,不但危及工程的整体质量,而且阻碍了建筑行业的健康有序发展;其三,物质生活水平的提升全面提高了城镇居民对建筑工程的品质追求,对大众而言,房屋建筑只有兼具美观性与实用性,才能够符合其对建筑工程的基本要求。
        而随着BIM技术在我国建筑行业中落地生根,各建筑项目的结构设计已经整体呈现出向好趋势。不但建筑物的内部结构、功能分布有了明显的进步,而且其外形结构及主体设计都在逐步向复杂化发展,这既是BIM技术与我国传统建筑技术的结合,更是行业内部人员立足于建筑项目的实际开展情况,通过不断地调整和优化而形成的建筑创新。
        4.基于BIM的建筑结构设计方法研究
        4.1准备设计方法
        在传统的建筑结构设计中,工作人员不但需要对施工场地周边的环境数据、地势地形、水文气候等信息进行全面的勘测调查,同时为了提高结构设计的精准性,还需定期对现场及周边的变化数据进行抽样送检。而随着BIM技术的应用,工作人员真实再现了“秀才不出门,便知天下事”的情景,通过对BIM平台软件中的可视角变化功能,既能对施工场地的外部情况进行勘测分析,又能全方位展现其环境气候等影响因素的实际数据,从根本上保证了建筑结构设计的全面性和及时性。
        4.2流程设计方法
        其一,BIM技术能够实现对建筑数据信息的三维立体展现,在方案制定阶段,不但大大节省了传统设计过程中的设计造价成本支出,而且简化了施工流程,保障了方案制定的合理性;
        其二,在建筑结构设计环节,BIM技术能够及时对建设方所提出的相关要求进行调整,同时,还可在设计过程中实现与建筑工程师的沟通,不但保证了结构的稳定性,而且加强了建设单位与施工单位对结构设计的整体管控力度,真正实现了协同合作;
        其三,在对设计图纸及三维模型进行分析时,BIM平台能够实现一定范围内的信息共享,二维三维转换功能随意切换,有效提升了各参建单位对工程项目的了解和认知。
        4.3建模设计方法
        BIM技术其本质就是三维立体建模设计技术。在我国传统的结构设计过程中,建筑项目的最终效果往往依靠于设计方的想像,而在BIM技术的应用过程中,结构设计图纸实现了从二维向三维的转变,不但直观性和可视性得到了提高,而且在此过程中,还帮助施工部门实现了对施工风险的有效预警,各种隐患得到了及时的完善和修补,大大提升了建筑项目的整体施工水平。
        结语:
        总而言之,在建筑工程结构设计中,只有加大对BIM技术的应用力度,才能够从根本上提升项目整体的质量和安全。因此,这就要求各建筑企业必须坚持BIM技术的设计理论,加强对其在准备环节、各流程实施环节以及模型建造等环节的运用与实施,在发挥出BIM技术全部优势的同时,实现建筑结构设计在整个工程项目中的最理想化状态。
        参考文献:
        [1] 赵霞. 建筑工业4.0视角下基于BIM的建筑集成设计方法研究[D]. 北京:北京交通大学,2015. DOI:10.7666/d.Y2917457.
        [2] 查健. BIM技术在节能建筑结构设计中的应用[J]. 城镇建设,2018(11):253.
        [3] 胡英杰,张博延. 以BIM为核心的建筑设计协同设计管理平台构建研究[C]. //2019全国建筑院系建筑数字技术教学与研究学术研讨会 论文集. 2019:478-487.
       
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