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BIM技术在土木工程结构设计阶段的应用研究

汪小锋
  
学术与研究
2023年33期
中铁二院成都勘察设计研究院有限责任公司 四川成都 610000

摘要:社会不断发展,建筑领域建设规模不断扩大,结构类型错综复杂。BIM技术在我国建筑领域的应用越来越广泛,在新时代的形势下,为了更好地体现和表达土木工程结构设计方案,使设计方案更加具备可实施性,则需考虑BIM技术主要在建筑结构设计内容可视化和结构优化设计两方面的应用,但工程结构设计参数复杂,进而影响工程结构设计信息集成和信息的及时性难以实现,工程结构模型不完整,结构设计和分析得不到充分应用等,本文对以上问题进行初步分析。

关键词:BIM技术;土木工程;结构设计

0前言

随着建筑行业的发展,建筑结构越来越复杂,使得BIM技术在建筑工程项目中的使用越来越广泛,特别是在土木工程结构设计中的应用。我国出台各种大力发展BIM技术的政策,BIM技术将成为我国建筑行业快速发展的重要支柱。

1BIM技术简介

BIM技术指的是在建筑工程中,建筑的规划、结构设计、现场施工及管理等全生命周期过程采用数字信息化技术,实现工程过程中数字化管理和信息的集成,传递项目建设过程中各单位及部门的信息以及项目完工后建筑物的运行状况。基于BIM技术的数据共享及三维可视化,能够及时反映建筑模内、外部特征,同时能够进行建筑等各专业同步作业,也可对施工现场信息进行实时跟踪与反馈。BIM技术贯穿建设项目可研性、项目立项、项目决策、项目建设准备、项目实施及项目运营。同时,BIM能够记录从项目可研至运营过程中项目参与者的相关数据,建立与实际项目工程中一致的建设工程信息库数字模型。建设工程信息库的数字模型是将建设环境、建设组成、设计、施工、建筑材料、建筑构造、建筑工艺等转化为实际的数据,形成生态网络,构成建设工程全生命过程。总的来说,BIM技术对我国建筑行业的发展是非常重要的。

2BIM技术的特点

CAD技术将建筑师、工程师们从手工绘图推向计算机辅助制图,实现了工程设计领域的第一次信息革命。但是此信息技术对产业链的支撑作用是断点的,各个领域和环节之间没有关联,从整个产业整体来看,信息化的综合应用明显不足。BIM是一种技术、一种方法、一种过程,它既包括建筑物全生命周期的信息模型,又包括建筑工程管理行为的模型,BIM将两者进行完美结合来实现集成管理,其出现极有可能引发建筑领域的第二次革命。

3BIM技术在土木工程结构设计中的应用

3.1BIM技术在土木工程结构设计中的应用意义

在建筑工程结构设计工作开展中,为了实现对BIM技术的科学应用,则需要了解其应用价值。具体表现为:①关注BIM技术在建筑工程结构设计中的应用,可实现其设计内容的有效表达,健全结构设计方案,为建筑工程后续的作业计划实施提供科学指导;②深入思考BIM技术在建筑工程结构设计中的应用,可使其设计质量更加可靠,且能优化结构设计方式,全面提升建筑工程在这方面设计中的信息化水平。

3.2BIM技术在土木工程结构设计中的主要应用

在新时代背景下,BIM技术在土木工程结构设计方案中的应用是至关重要的,尤其在建筑结构设计内容可视化和结构优化设计两个方面。一方面,对于建筑结构设计内容的可视化,BIM技术为实现三维空间模拟分析提供了强有力的工具。通过BIM技术,设计人员可以将设计方案以三维模型的形式呈现,使设计方案在平面、立面及空间上布局更加合理。这种三维模型不仅能够直观展现设计构件的位置、形状和相互关系,还可以模拟结构在不同负载条件下的行为,帮助设计人员更好地理解设计方案,及时发现并解决潜在的问题。BIM技术还能够实现模型间的协同建模,建立相关信息数据库,检查模型的信息完整性和构件之间的冲突,以及进行实体配筋等,为工程量的统计提供基础数据。另一方面,BIM技术在结构优化设计方面也发挥着重要作用。设计方案的优化不仅体现了设计水平和设计质量,也关系到工程的经济性、可行性和适用性。BIM技术可以通过建立建筑结构信息模型,进行建筑、结构构件参数的设置,为结构优化提供依据。设计人员可以通过模拟不同参数和方案的效果,进行多维度的比较和分析,从而选择最优的结构设计方案。这种基于BIM技术的优化设计方法可以大大提高设计效率,确保设计方案的合理性和优越性。

3.3BIM技术在土木工程结构设计中的应用难点

在现代工程结构设计中,BIM技术在模型建立、设计可视化等应用广泛,但工程结构设计参数复杂,由于没有统一的行业标准和规范,国内模型建立的数据不统一,进而导致工程结构设计信息集成和反馈难以实现。且难以达成统一标准。在结构设计中建筑结构需采用完全柔性结构构造,则要求物理模型和分析模型应互为联通。工程结构设计中的整个建筑模型需要通过规范的施工技术方法,才能够更准确进行工程结构设计和数据分析。但是,通过BIM技术建立的模型,没有规范的施工技术方法,则模型就不符合国家规范要求,因而导致工程结构模型不完整,结构设计和分析得不到充分应用。在土木工程结构设计工作中,BIM技术没有得到高度重视,BIM技术理念未普及,没有深入理解并应用,大部分设计院所也没有真正将BIM技术融入到结构设计工作中。所以,BIM技术并没有真正得到广泛运用。

3.4BIM技术在土木工程结构设计中的应用改进措施

首先,应重视并加强对BIM技术在土木工程结构设计中的应用。这可以通过制定相应的规范、规程和标准来实现。这些规范应该明确定义BIM技术在土木工程结构设计各阶段的应用要求、技术标准、数据交换标准等。这样能够确保BIM技术在结构设计中的有效运用,并为设计人员提供明确的指导。其次,BIM技术可以在土木工程结构设计方案确定过程中发挥重要作用。通过运用BIM技术,设计人员可以更清晰地理清设计思路和理念,帮助他们确定最有效的结构设计方案。BIM模型可以模拟不同设计方案的效果,通过模拟和分析,设计人员可以选择最优的方案,从而提高设计质量和效率。此外,为了更好地应用BIM技术,需要提高设计人员的综合素质。这包括对BIM技术的理解和掌握,以及设计思维和创新能力的培养。培训设计人员,让他们熟练运用BIM软件并理解其原理,可以最大限度地发挥BIM技术在土木工程结构设计中的优势。最后,建议在项目实施过程中积极开展BIM技术在土木工程结构设计中的研究和实践分析。这可以通过推进BIM技术在实际项目中的应用,收集使用过程中的经验和教训,进行总结和归纳,形成最佳实践。这些实践分析可以为今后的项目提供宝贵的经验,促进BIM技术在土木工程结构设计中的持续改进和创新。

综合来说,通过加强规范制定、设计方案优化、人员素质提升和实践分析等方面的改进措施,可以更好地推动BIM技术在土木工程结构设计中的应用,实现设计质量和效率的双重提升。

4结语

综上所述,通过BIM技术可以提高土木工程结构设计师的设计效率,能够完善设计方案。因此,在土木工程结构设计中应重视BIM技术的有效应用,建立BIM相关规范规程对BIM技术应用具有重要意义。同时,提高设计人员的综合素质,增强设计人员在结构设计中应用BIM技术的意识也是非常有必要的。

参考文献:

[1]万先浪,郭敏,侯清琼等.浅谈BIM技术在余热发电工程设计中的应用[J].新世纪水泥导报,2023,29(05):63-66.

[2]衡江峰,高进进,张谷雨.基于BIM的桥梁工程设计与施工优化研究[J].工程与建设,2023,37(04):1106-1108.

[3]章倩.BIM信息技术在建筑工程设计中的应用[J].电子技术,2023,52(07):121-123.

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