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关于建筑结构设计中BIM技术的有效应用

郭慧
  
安家(建筑与工程)
2020年29期
中铁第四勘察设计院集团有限公司 武汉新业人力资源服务有限公司派遣 湖北 430000

摘要:经济和科技的进步改善了人们的生活质量,人们对建筑质量也提出了更严格的要求。部分新技术在建筑工程中得以应用,建筑工程结构设计较以往发生了较大改变。BIM在工程中的应用有效完善了结构设计,具有广阔的发展前景。

关键词:建筑结构设计;BIM技术;应用

0引言

在各行各业都积极向各类计算机技术靠拢的进程中,建筑结构设计当然也不能例外。当前国内建筑市场依然存在较大的发展空间,对于优秀、可靠的建筑结构设计存在大量需求。这就对建筑结构设计行业提出了更高的要求,通过使用以BIM技术为代表的计算机技术,对以往设计过程的难点采用机器处理。通过有效提升建筑结构设计的质量,避免设计过程中出现失误等积极措施迎接未来市场提出的更高需求。

1 BIM技术概述

BIM技术即建筑信息模型技术,主要指建筑工程施工中合理利用数字技术整合各类信息,创建数据模型。该技术融合了建筑工程设计、施工、运行和维护等多个环节,以数字视觉技术呈现建筑模型,具有移动电话和信息处理的功能。完善的性能也使BIM技术成为建筑工程设计中的关键技术,促进了工程的高质量完成。

2BIM技术基本特征

2.1BIM技术具有协同设计性

当前建筑设计领域逐步向协同方向发展,这也是建筑设计的重要方向,同时也是建筑设计发展的必然趋势。协同设计是借助一个公共的平台,使得各个设计人员能够在该平台上进行交流,使得交流更加协调有序,避免在沟通过程当中出现沟通不畅,交流不及时等问题。同时在沟通交流的过程当中对于设计所出现的问题及时地进行修改,从而逐步提高设计效率。一个小组的工作成员可以借助协同平台进行交流,同时协同平台还可根据实际设计需求的要求迅速响应,并且快速地更改,从而使得设计效率不断提高。系统平台还可对相关设计进行自动检测,对于所出现的问题进行及时反应,它能够有效地提高设计质量。

2.2BIM技术具有工作的传递性

BIM技术可以对相关数据进行收集,并将相关数据联系起来,形成一个大的数据库,它能够有效地提高建筑行业的工作效率。建筑工程在设计的过程当中,并不是一次设计就可以完成的,它需要对其进行反复修改,而BIM技术能够对相关修改内容进行记录,将修改的数据自动反馈到模型构建中去。修改的过程当中并不需要设计师自行更改链接或修改图纸,BIM技术将对其进行自动修改。其次,它还能进行施工模拟,提前分析各种要素,为施工提供便利。设计人员可依据施工模拟,对于在施工过程中可能出现的问题提前进行预测,极大地提高了设计的效率。

2.3BIM技术具有信息集成性

信息集成性是强调将相关信息进行收集,实现信息共享,信息共享能够有效地提高建筑设计的效率,保证近视设计的顺利进行。在BIM技术中,信息集成主要是用于设计过程当中,它能够将相关设计信息与设计过程进行有效结合。在设计建模的过程当中,建筑信息模型是唯一的信息模型,各个部门的设计信息都需要在这个信息模型当中完成,因此可以看到BIM技术有着强大的信息集成功能,它能够将所有信息进行集合,用信息集成的方式,使得各设计人员能够在同一个平台内对所涉及的信息进行使用分析、处理,能够有效地实现信息共享,提高信息的使用效率。

2.4BIM技术与协同性关系

协同是BIM的核心概念,同一构件元素,只需输入一次,各工种共享元素数据并于不同的专业角度操作该构件元素。从这个意义上说,协同已经不再是简单的文件参照。可以说BIM技术将为未来协同设计提供底层支撑,大幅提升协同设计的技术含量。BIM带来的不仅是技术,也将是新的工作流程及新的行业惯例。

3 BIM技术在建筑工程结构设计中的实现与应用

3.1 运用BIM进行建筑结构建模

传统的CAD建模方法,在建筑工程设计过程中,只能对建筑物进行简单的二维造型,在需要三维造型的阶段,设计者往往是用泡沫、纸壳等实体材料进行造型,而且后续的结构修改、参数修改都要以此为基础,因此,有工作量大,设计工作复杂的问题。同时,当BIM技术被引入到建筑设计领域之后,突破了传统建模方法的限制,可以将建筑作为一个三维实体模型,并展示出所设计建筑的所有结构的真实信息,也能有效地突出各部分结构与整体结构之间的关系。

将BIM技术应用于建筑结构设计过程中,不仅能实现建筑结构的可视化,而且能快速有效地发现所展示的设计模型中的缺陷。以某中心体育场为例,体育城外形结构设计中,采用了花瓣状的设计思想,体现了典雅、高端的大气,但由于体育场主体花瓣状结构非常复杂,传统的CAD建模和实体材料建模,难度很大,且与结构、数据有关的修正也比较复杂。将基于BIM技术的软件引入CCDI设计工作中,对体育场工程主体部分进行了三维建模,同时将专业结构所建模型与主体结构模型相融合,有效地对结构进行构造、数据修正,成功地消除结构中的各种隐患,避免设计返工现象。设计人员往往只有设计专业的相关知识,没有现场施工的经验,因而会出现在设计阶段忽视施工的具体难易程度,导致设计方案的施工难度很大,而且建设方无法按图纸要求完成施工。对此,利用BIM技术可以直观地展示设计方案的优点,让建设方也参与到设计工作中来,这样,在体育场的设计过程中就能充分考虑到实际施工的难度,有效地提高设计方案的可实施性。

6.2运用BIM进行钢结构建模

钢结构设计是建筑模型设计中最复杂的工作之一,在加强件布置及连接钢结构设计中,涉及到多个相关专业,同时工作量也很大,设计者在设计时很容易出现错误问题。对于这一问题,可以采用BIM技术对钢结构中的梁高进行计算,并专门设计出连接件。

对于钢结构连接件,BIM技术能够以钢结构相关参数为基础,有效地处理连接件,并通过参数数据有效地控制连接件的间距和数量,在此过程中,只需由设计人员对相关参数进行相应的调整,就可以设计出新的连接件。同时,为了保证钢结构设计、施工过程的准确性,设计者可以采用BIM技术绘制强化件样图,以判断强化件在工程中的具体位置。

6.3运用BIM进行建筑结构性能分析

跨专业交叉应用,是当代建筑设计领域中大多数建筑设计师采用的主要设计原则,所谓跨专业交叉应用,就是在建筑设计过程中,将建筑中的一个结构设计所牵扯到的专业进行集中,通过建立建筑的虚拟模型,使整个建筑中的个体形成相互支持的关系。采用BIM技术对建筑结构性能进行高效、科学的分析,其分析过程相对于传统的性能分析更为方便、准确,只需将已建立好的BIM模型数据导入到性能分析软件,再用相关软件对模型数据进行分析、处理,即可确定该建筑模型设计的牢固性、舒适性、稳定性是否符合设计规划标准,同时对设计结构中出现的问题进行快速解决,使建筑结构设计得到良好的优化,从而提高建筑设计的质量。

结束语:现如今,社会经济发展迅速,建筑结构设计水平也随之提高。BIM技术在建筑结构设计中的应用极大地提高了工程设计整体水平,该技术应用在可视化设计、协同设计和碰撞检测中,大力推动了现代化建设的前进脚步。

参考文献

[1]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].冶金丛刊,2020,05(05):217-218.

[2]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,2020,146(03):108-109.

[3]李天,丁庆瑞,樊嘉.BIM技术在工业钢结构建筑改造设计中的应用研究[J].建筑科学,2018,33(11):87-91.

[4]韩风毅,林书帆.基于BIM技术的建筑节能结构协同设计[J].沈阳工业大学学报,2019,41(06):710-714.

[5]郭颖恺.基于BIM技术的轻型木结构建筑参数化设计研究[D].南京林业大学,2019.

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