BIM技术在建筑结构设计中的应用研究 于乔雪

发表时间:2019/12/16   来源:《防护工程》2019年16期   作者:于乔雪
[导读] BIM技术是一种伴随建筑全寿命周期的建筑技术,其以数据采集与分析为核心汇聚包括建筑设计方、施工方、管理方等各方的信息数据,并通过共享的方式方便各方的查看分析、各专业的协作。

于乔雪
        陕西省现代建筑设计研究院  陕西西安  710000
        摘要:BIM技术是一种伴随建筑全寿命周期的建筑技术,其以数据采集与分析为核心汇聚包括建筑设计方、施工方、管理方等各方的信息数据,并通过共享的方式方便各方的查看分析、各专业的协作。BIM技术应用于建设设计时其可以通过构建建筑三维模型,利用其可视化的特点帮助设计人员进行更好的设计。而在施工、施工管理和施工规划时,BIM技术所带有的三维实体效果、工程造价、施工规划等功能能够有效指导施工,从而从根本上改变以往的施工模式,辅助施工,保障建筑工程施工。
        关键词:BIM技术;建筑结构设计;应用
       
       
        1  BIM技术在建筑结构设计中的意义以及主要功能
        1.1  BIM技术在建筑结构设计中的意义
        如今,BIM技术给建筑行业中带来了极好的影响,尤其是在技术结构设计这一板块更是必不可少。其一是BIM技术的可视化特点能够让设计师进行全方位的思考,来改变相关工作模式,进而极大地提高了工作的效率,并且工作质量也得到了很好的保证。还有,充分利用BIM技术的协调性特点,可以使用同一种模型数据,使得各个方面协调工作,进而极大地提高了工作效率。
        1.2  BIM技术在建筑结构设计中的主要功能
        首先,BIM技术有着设计数据信息化功能。和传统CAD来设计模型比较,BIM技术被称赞最多的地方还是其处理数据信息方面。因为建筑工程可以很好地运用BIM技术来建立起大规模的数据信息库,当设计人员需要相关方面的信息时,可以高效迅速地在数据信息库找到相应的信息,这一点也间接提升工程建筑设计的整体水平。另外,BIM技术还有着能够对图纸进行现场修改的功能。前面说过,BIM技术拥有设计数据信息化的功能,设计师就能基于此,在图纸设计过程中便能够知晓建筑工程详细的数据信息。并且倘若具体施工工程中出现了相应的差错时,便能够及时在相关设计图纸上修改相对应错误的数据信息,而且修改后的图纸上也会保留修改的痕迹以及相关记录,进而给后续的设计工作提供正确的方向,使得建筑结构设计更加科学合理。
        2  BIM特点
        BIM是一种创新的建筑设计及文档编制方法,其具有可视化、协调性、模拟性、优化性等特点,可以从根本上解决建筑项目各个阶段信息断层的问题。通过BIM技术,建筑规划、设计、施工、运营等各个项目参与方、各个工种之间可以协同工作,建筑信息模型可以在不同专业之间自由交换,应用于工程建设的各个阶段,大大提高了建筑工程项目的建设效率,降低各类风险问题。在该系统中,建筑以数字参数的方式呈现出来,实现了建筑信息的可靠性及一致性,系统具有多种功能,包括设计方案决策、创建施工文档、施工规范、建筑性能预测等等。相比其他技术,BIM体现出以下几个方面的特点:首先,可视化。在BIM建筑信息模型中可以直观的看到不同构件之间形成的关联性及反馈性,清楚的看到所有过程,设计方、施工方、业主之间可以在可视化的环境中进行模型的探讨及决策。其次,协调性。传统建筑项目建造初期各专业之间的协调设计是一项十分复杂的工作,而应用BIM可以优化各专业的协调结果,比如协调人防分区设计与管道设计,或者协调房间净空高度与其他设计布置等。再次,模拟性。利用BIM可以在设计阶段模拟建筑的各项性能,比如日照模拟、紧急疏散模拟、招投标阶段的4D模拟等,性能模拟可以及时发现施工组织计划的问题,及时调整施工计划,以减少设计变更,提高施工效率;此外,以3D模型为基础结合造价控制及项目发展时间可以实现SD模拟,可以提高成本管理的有效性。最后,优化性。


BIM模型可以将建筑项目中的材料信息、成本信息、分析信息等所有信息包含在内,并可以查看建筑项目的实时变化信息,有利于工程各相关部门进行协调、优化项目设计。
        3  BIM技术在建筑工程结构设计中应用的不足之处
        3.1缺乏标准体系
        没有完善的标准体系是限制BIM技术发展和应用的最主要因素,从而导致BIM技术在建筑工程结构中的应用受到了限制,所以我国的建筑结构设计单位应该不断地建立完整的标准体系,促进BIM技术的发展。
        3.2法律责任不明确
        除了缺乏完善的标准体系以外,我国对BIM技术的应用还没有制定各种有效的规章制度和标准,使得很多技术设计人员缺少法律责任意识,所以在实施的过程中还存在一定的难度,限制了BIM技术的发展和应用。
        4建筑结构设计中BIM技术的具体应用
        4.1  BIM技术在实际的建筑结构参数设计过程中的应用
        设计单位合理地使用BIM技术构建有效的建筑结构平台,多机联动,在同一个数据库之中放置相关的设计信息以及相关的参数,以保证信息资源的高效共享。设计工作者通过利用平台提供的数据信息,当完成了设计工作后,平台对参数及时约束、限制调整更新,事半功倍提高工作效率。BIM技术有效地保证信息设计输出的质量和安全,这是其最为突出的一个优点。它还能协调各个环节信息数据的及时性和不连续性,进而可以有效地提升建筑结构设计的数字化程度。
        4.2  BIM技术在钢结构建模中的应用
        目前,我国的大跨度建筑物普遍使用钢结构建造,在实际的钢结构建模过程中,更需要保证结构的合理性,科学地进行构件连接以及构件布置等。设计过程会涵盖到梁柱关联、梁梁铰接等重要连接形式,这些连接在平面施工图中难以具体描绘,通常采用节点大样表达。目前建筑施工人员的技术良莠不齐,复杂的大样节点连专业施工人员都不能轻易理解,需与设计人员多次探讨,费时费事。建筑信息模型可视化的特点就能改变这一现状。设计人员根据项目形式,考虑其建构筑物使用性能,综合统筹设计构件,准确设置构件位置与连接形式,利用三维立体更形象地表达出设计意图,“所见即是所得”,更好地保证施工人员的工作质量和建造工程的设计质量,减少施工工期,控制项目造价。
        4.3  BIM技术在建筑结构设计中的应用
        建筑结构工程师通过BIM软件完成建筑项目的实体建模,而后将建立完成的实体物理模型导入到相应的结构分析软件中,利用结构分析软件完成建筑项目的结构分析计算,并依据结构分析软件所算出的结果进行修改并更新物理模型和施工工艺图。通过应用BIM技术能够有效地实现结构设计和施工平面图绘制之间的无缝链接,提高设计效果。在建筑结构设计中由于需要考虑到建筑结构模型中所包含的大量信息(如单元截面特性、材料力学特性、载荷条件等),导致结构模型较为复杂,导入到BIM技术进行结构分析时需要考虑到结构模型是否能够完成模型的转换与计算,而利用BIM技术所建立的BIM结构模型与有限元结构分析模型之间的无缝互联问题对BIM技术的应用造成了一定的影响。
        结束语:
        总的来说,BIM技术对于建筑结构设计的意义是十分重大的。因为BIM技术能够很好地解决传统CAD技术中存在的诸多问题。因此,在目前科技迅猛发展的大背景下,相关技术部门要做好对BIM技术的研发工作,并且要搭建出一支拥有高水平的BIM技术队伍,另外还要很好的增强BIM技术的科学合理性,使得BIM技术能够运用到实处,使得BIM技术保证自身能够得到稳定发展的同时,还能很好的推动建筑结构设计的发展。
        参考文献:
        [1]黄琼.建筑结构设计中BIM技术的应用探析[J].山西建筑,2019,45(09):46-47.
        [2]毛国伟.BIM技术在建筑结构设计中的运用[J].工程建设与设计,2019(04):7-8.
        [3]卓博华.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2017(08):229-230.
        [4]刘靖,朱平.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].价值工程,2017,36(07):162-163.
        [5]李轼,王科亮,刘媛.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].江西建材,2015(03):34.

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