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摘要:要想更好的推动建筑业的健康发展,就必须依附于科学技术在其中的力量。当前时代,我国科学技术发展迅速,促使BIM技术逐渐用于建筑工程中,为工程的顺利进行带来很大便利,为此,本文首先概述BIM技术,分析BIM技术在建筑结构设计中的应用,希望以此能够为相关人士提供参考。
关键词:BIM技术;建筑结构;应用
BIM技术属于一项伴随着建筑全寿命周期的一种建筑技术,数据采集以及分析作为主要核心,分为建筑设计方以及施工方和管理方等一系列信息数据,在一定程度上使用共享的方式对各方查看分析和相关协作进行共享作用。在建筑设计过程中通过应用BIM技术,能建立建筑三维模型,通过对可视化这一特点进行利用,帮助相关设计人员更好的设计。在施工过程中、管理以及规划过程中,BIM技术能够为人们提供三维实体效果,指导工程造价和施工规划等,对传统施工模式进行积极的改变,全面提高建筑在施工过程中的质量。
1.BIM技术
1.1概论
BIM是建筑信息模型的简称,其结合了传统的建筑设计技术和现代的数字化技术,以满足现今建筑结构设计要求。BIM技术的应用实现了二维设计向三维空间的转化,并通过数字化技术的合理应用,完善了信息数据库的构建,进而为建筑结构设计提供了更多的数据和经验。
1.2 BIM技术的特征
BIM技术具有集成性、协同性和传递性的特征。其中集成性主要体现在建筑结构信息和建筑结构设计过程这两方面上。通过BIM技术构建的建筑结构信息模型,能够将建筑所有结构的尺寸、空间及其相关参数展示出来,工作人员可以在统一的整体模型下进行相关数据的修改,并对所需的材料、设备予以掌握,从而保证结构设计的合理性、科学性。协同性主要指的是通过BIM技术的应用,构建一个良好的沟通交流平台,在平台中,工作人员可以及时传达自己的想法和意见,提出建筑結构设计中存在的问题,并加以解决,更好的提升建筑结构设计准确性、可行性,节省了结构设计的时间。而传递性则是将建筑结构设计中关联的数据整合成一个整体,设计人员在对其中一部分参数进行调整时,相应的参数也会自动调整,保证了设计方案中各参数的准确性。同时在设计过程中,除了可以模拟建筑结构外,还能对其影响因素予以充分考虑,以此加强建筑结构设计的可行性,为后续作业提供帮助。
2.BIM技术的设计理念
2.1 参数化设计
参数化设计从实质上讲是一个构件组合设计,建筑信息模型是由无数个虚拟构件拼装而成,其构件设计并不需采用过多的传统建模语言,如拉伸、旋转等,而是对已经建好的构件(称为族)设置相应的参数,并使参数可以调节,进而驱动构件形体发生改变,满足设计要求。参数化设计更为重要的是将建筑构件的各种真实属性通过参数的形式进行模拟,并进行相关数据统计和计算。在建筑信息模型中,建筑构件并不只是一个虚拟的视觉构件,而是可以模拟除几何形状以外的一些非几何属性。对参数定义属性的意义在于可进行各种统计和分析,如材料表统计,在建筑信息模型中是完全自动化的,而参数化更为强大的功能是可进行结构、经济、节能、疏散等方面的计算和统计,甚至可以进行建造过程的模拟,最终实现虚拟建造。
2.2 构件关联性设计
构件关联性设计是参数化设计的衍生。当建筑模型中所有构件都是由参数加以控制时,若将这些参数相互关联起来,就实现了关联性设计。换言之,当工程师修改某个构件,建筑模型将进行自动更新,而且这种更新是相互关联的。如遇到修改幕墙分格,在建筑信息模型中,只要修改分格的数值,所有的墙、柱、窗、门都会自动发生改变,因为这些构件的参数都与分格相关联,而且这种改变是三维的,并且是准确和同步的,无须再去分别修改平立剖。关联性设计不仅提高了工程师的工作效率,而且解决了长期以来图纸之间的错、漏、缺问题。
3.BIM技术在建筑结构设计中的应用
3.1 实现建筑结构设计的可视化
BIM技术是基于三维模型技术而成的应用于现代建筑工程领域的新兴技术,其可以利用三维模型技术来将真实的建筑构件展现给用户,由于传统建筑结构设计中都是以CAD软件进行绘图,该种方法很难将建筑结构的详细信息展示给不同用户,而BIM技术在建筑结构设计初期阶段便通过建立建筑结构的三位实体模型,来帮助各层次用户通过直观的角度对建筑构件信息、功能布局有一个准确的认识与了解。很多大型建筑工程结构设计中可以利用BIM技术来对其整体结构进行动态演示,帮助用户利用直观的角度对建筑结构的各项参数进行观测,从而帮助设计单位选取最佳的设计方案,并且可以及时发现建筑结构设计中的质量缺陷与设计缺陷,对进一步提高建筑结构设计的整体质量有着重要意义。
3.2 BIM技术在建筑结构参数设计中的具体应用
建筑结构信息模型中会有一个包含所有设计信息的数据库,所有建筑结构设计参数都是相关联的,设计人员可以利用该数据库中的数据信息来对建筑结构形体进行构建,而且在设计过程中会对不同的参数予以一些约束,从而确保BIM系统在建筑结构设计中可以及时更新数据库。BIM技术在建筑结构设计应用中最大的特点,是可以实现高质量、高安全性、高可靠性的设计信息输出,对提高建筑结构设计的数字化发展有着重要意义。
3.3 BIM技术在钢结构建模中的具体应用
现阶段钢结构已成为一个大跨度建筑物的主要结构形式,其在建模中往往需要面临结构链接和加強件布置等多个方面的难点,钢结构在设计中需要涉及到梁柱连接、梁梁铰接以及梁梁刚接等多种连接形式,所以在设计中往往需要根据梁的高度,来将各个连接件进行专项设计并要将其参数化。BIM系统在应用中可以利用参数共享,来对螺栓的数量与间距来进行控制,设计人员只需要对参数进行调节便可以形成新的连接件,而在加强件、连接件设计中设计人员只需要画出大样,而在钢结构施工中技术人员只需要对相应位置设计进行参考,便可以来确定加强件、连接件的准确位置,这对进一步提高钢结构设计质量及施工效率有着重要作用。
3.4 BIM技术在利用及节约材料方面的应用
在评价绿色公共建筑的标准中,涵盖有建筑材料使用比例的具体标准,计入施工环境是安全的,且不降低施工质量的情况下,就可保证建筑总体重量超过10%是可持续利用的标准。假如使用以往的手段与技术,是难以实现计算精度的显著提高,从而无法满足新时期绿色公共建筑的设计需求。假如能将BIM技术应用到绿色公共建筑设计过程中,就可使得上述问题迎刃而解。究其原因,是因为BIM技术具有十分强大的统计资料及信息数据的功能,在有限的时间内就可将建筑施工中需要的各种建材的数量精准计算出来,从而给工程建材配置提供了科学的指导,以促使公共建筑顺利通过绿色建筑评价工作。另一方面,BIM技术可井公共建筑的暖通、电气、给排水、结构等有机融合在一起,其具有解决设计中各种专业设计方案存在矛盾及检查管线敷设情况等的作用,所以可在有效避免施工过程中因各种冲突导致的返工及材料浪费等情况的发生,最终显著节约绿色公共建筑在各种建筑材料的用量。
4.结束语
BIM技术在建筑结构设计中应用有着积极有效的作用,不仅能简化工作流程,提高工作效率。尤其在现代建筑项目的实施中扮演着不可或缺的重要角色。但越是重要的事情,就越是要引起我们的重视。通过进一步的探究可以发现,在建筑结构设计中的BIM技术的应用还面临着很多问题,从法律监管的力度到行业标准的制定,从技术研发到人员的能力提升,这些问题都需要我们一步步来解决。
参考文献
[1]苏世耕,谢国忠.BIM技术在建筑结构设计中的应用分析[J].住宅与房地产,2018(28):37.
[2]封鹏飞.BIM技术在建筑设计中的应用分析[J].建材与装饰,2015(49):79-80.