建筑结构设计中BIM技术的应用探析 郝俊发

发表时间:2019/6/25   来源:《建筑学研究前沿》2019年4期   作者:郝俊发1 刘晓昌2
[导读] BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)是一种工程数据模型,这种基于三维数字技术的模型可以将建筑工程项目各相关信息汇成一体。

  摘要:BIM作为一项信息化技术,因其具有高效性、模拟性、可视化等特点,逐渐在建筑设计中得到了广泛运用。随着城镇化进程的快速发展,建筑工程数量不断增多,建筑设计日趋精细化。将BIM技术运用到建筑设计中,在提升了设计精细度的基础上,大大提高了建筑工程施工的效率。BIM技术的发展,为建筑设计注入新的活力,接下来,笔者结合实践研究,就建筑设计中BIM技术的应用方法展开分析。
  关键词:建筑结构设计;BIM技术;应用研究
  
  
  1 引言
  BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)是一种工程数据模型,这种基于三维数字技术的模型可以将建筑工程项目各相关信息汇成一体。美国学者率先提出建筑信息模型概念,其主要是通过数字模型来设计、施工、运营并维护项目,提升建筑领域数字化与信息化水平。如果将AutoCAD技术研发与应用当成建筑设计领域内的第一次革命(计算机绘图取代人工绘图),BIM技术则是这一领域内的二次革命,因为该技术实质上是将建筑绘图从传统的多专业各种独立、分步骤绘图向计算机信息技术(多专业共同绘图)转变。也就是说,BIM技术实质上是某种全新型信息化管理技术,通常应用于工程项目管理。
  2 BIM技术的特点
  2.1 可视化
  BIM技术可以比较直观地显示建筑工程师的设计理念和建筑公司施工人员内部沟通的相关建筑模型的三维结构,并为建筑模型提供技术指导。在建筑结构分析过程中,此项技术大大提升了工作效率,节约了时间成本,降低了企业的资金和人力资源的压力。另外,建筑师可以通过BIM分析建筑结构,设计缺陷和设计优化分析出其中的优劣性,制作出总体方案。通过运用BIM技术进行调整,能够很大程度上提高项目工程的整体质量以及耐用性,提高建筑项目的品质,更好的表现出建筑特色。
  2.2 参数化
  建筑设计中,应用BIM技术对建筑结构参数值以及相应的关联关系定义,对建筑结构进行建模,后续可利用参数进行模型调用,提升设计效率;对新加或者改造的结构部件进行编辑,模型自动转换并与现有建筑结构体系关联,体现相应的结构参数约束机制,验证结构设计合理性;参数化BIM技术可以假设不同的方案设计,在业主没有具体方案时,给出多种设计参考。
  2.3 信息化
  在现代科技迅猛发展的今天,BIM技术的产生与应用在很大程度上代表了当今现代信息技术,BIM可以对海量的资讯信息进行存储,进而分析构建科学合理的信息模型。建筑信息模型的构建为建筑工程的项目建设奠定了坚实的基础,此时,相关人员需要对BIM技术所构建的建筑模型进行不断的优化,确保建筑模型中各类数据的准确性。除此之外,BIM技术可以构建信息平台,建筑结构设计人员可以登录信息平台对建筑结构不断优化升级,在此基础上,信息平台还储存了有关建筑工程的所有信息资料,相关人员可以通过检索功能迅速掌握有关信息,为建筑工程的高效开展提供保障。
  3 建筑结构设计中BIM技术的应用
  3.1 结构构件的设计应用
  在建筑工程的结构设计中,楼梯以及柱子等都是建筑设计的重要组成部分,相关设计人员需要对钢筋混凝土结构中的各个组成部分进行科学合理的设计。在这些构件中,现浇构件在建筑工程项目中比较常见,设计人员在对其进行设计时,需要对建筑工程中的管线走向以及建筑物的功能要求等进行充分考虑,防止建筑结构和设备专业之间发生冲突。


在建筑工程中,混凝土结构占据有十分重要的地位,基于此,相关设计人员在对其进行设计时,可以利用BIM技术对平面图纸进行转换,从多个角度观察建筑工程的混凝土结构,对其中的设计问题不断进行完善与更新,最终使建筑工程结构达成标准化的设计。
  3.2 建筑空间设计的应用
  建筑设计前进行建筑空间设计,确定工程地点后进行建筑空间分析,分析建筑空间的地形与复杂的地形研究和计算,确定方案后应用BIM技术,创新设计思路,综合分析坡高、斜率等参数。比如:利用GIS软件创建模型展开斜坡走向分析,对搜集的参数展开汇总和归类并模拟,便于工作人员立足于多角度模拟项目具体状态,为后续方案设计提供依据。通过对建筑地形的勘察,能够让建筑的空间规划更加合理,这是因为BIM技术可以将建筑主体内外空间以3D模型形式展示,设计时通过对建筑室内空间的合理分割以及建筑主体四周街道、外观参数的设计,实现资源配置优化获得最佳的空间规划模型。
  3.3 钢结构的建模应用
  伴随建筑工程持续发展,建筑工程日益呈现出大空间、大跨度发展趋势,这也逐步增大了钢结构的应用数量与规模。钢结构连接、强化件数量众多,布置极广,这也造成了钢结构设计难度的增大。因此,应用BIM技术,能在计算钢结构梁高度基础上专门设计所有连接件,参数化处理这些连接件,能够有效控制好钢结构中连接件的间距与数量。利用BIM系统中存在的钢结构连接数据,设计师也就无需进行重复设计工作,仅需对有关参数进行调整就能实现新连接件设计;基于BIM技术,设计师同样可以将加强件的大样图轻松绘制成功,满足加强件的设计与制作需要。而从钢结构施工角度来看,BIM技术能够有效简化技术人员的工作量,只需要对设计部位进行调整,钢结构的设计缺陷因此可以被全面规避。
  3.4 设计工具在建筑结构中的应用
  在建筑结构设计中,设计工具是BIM技术能够实现的重要载体,BIM技术的应用有利于建筑工程模型的建立,除此之外能够使建筑图纸设计有效开展。在建筑结构的实际设计过程中,相关人员可以利用BIM技术对建筑工程中的数据信息等内容进行详细分析。例如Revit软件便是BIM技术中的一种设计工具,此软件在建筑结构以及机电结构等方面有广泛的应用空间。除此之外,建筑工程设计人员可以利用BIM技术来获取建筑工程的相关信息,并且通过BIM技术建立的数据资料库,随时了解工程中的各项信息,以便根据相关设计要求对建筑结构设计进行优化升级。在应用设计工具时,设计人员首先需要根据相关要求创建中心文件,然后利用BIM技术进行建筑工程结构设计,并且将设计模型连接到中心文件,在中心文件中添加建筑结构设计的各类型信息,最终实现各类型建筑信息之间能够实现信息共享,以便相关设计人员能够对数据信息进行协调应用,为建筑工程的顺利开展提供保障。
  4 结束语
  总而言之,BIM技术应用到建筑结构设计中需要立足于多专业、实现建筑全生命周期运用。良好地使用BIM技术能防止企业出现过多技术性问题,确保建筑结构设计稳定、高效,并为建筑工程运营提供技术支持。在今后发展中还需加大对BIM技术的研究,进一步推广应用,提高BIM技术的应用效果,提升建筑设计施工及管理水平,使得企业实现经济最大化,从而推动建筑事业进步发展与社会经济效益共同进步。
  参考文献
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