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BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究卢松

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2019年第34期作者：卢松

[导读] 摘要：BIM技术的概念发展是现代技术不断发展创新出的新概念，利用特制的软件工具来完成建筑内部构造以及系统参数等方面，进而完善建筑工程中的设计工作。

        身份证号码：15043019901109xxxx 河北石家庄 050000
        摘要：BIM技术的概念发展是现代技术不断发展创新出的新概念，利用特制的软件工具来完成建筑内部构造以及系统参数等方面，进而完善建筑工程中的设计工作。实际上，BIM技术是在建筑工程正式开始建造之间，利用计算机来完成模型建造，方便设计人员后期的调整与改进。BIM技术主要依靠三维模型建设基础而形成的，在软件应用的基础上实现动态性的调整，可以提升建筑设计的效率以及质量，对提升企业经济效益有益。
        关键词：BIM技术；建筑工程；结构设计
        引言
        BIM技术的应用大大降低后期设计方案更改的频率，对于建筑工程的施工成本、施工质量以及经济风险都起到了良好的管控作用。其具备的信息共享功能，通过对建筑结构设计科学的预算成本，对项目成本管理影响重大。实体配筋技术则是BIM技术的一大亮点，对于复杂建筑的配筋环节一直是较为困难的，该项技术的应用很好地解决这一问题。
        1问题以及解决措施
        1.1存在的问题
        首先，虽然BIM技术已经开始在建筑工程项目发挥出其自身的效用，但是我国建筑结构设计对于该项技术的应用程度还处于一个初级的阶段，需要不断的对其内容进行摸索。现阶段建筑结构设计一般是基于结构设计及分析软件进行的，如PKPM、迈达斯、Ansys、Abaqus等系列软件，建立建筑模型并分析计算，而探索者等软件则针对于施工图做出很多开发功能。但BIM技术针对于结构设计目前还无法做到计算分析，无法真正的实现正向设计，而需要结构通过计算分析后将数据转化为BIM模型，这样就导致工作会时常反复且工作量增大;其次，目前我国结构施工图表达方法都是采用国标平法制图标准，而BIM模型出图需要借助一些共享参数或辅助软件来实现平法出图。
        1.2改进对策
        1.2.1建立健全的项目样板
        在设计建筑结构的过程中，项目样板具有基础性的作用，在有限标准化处理表达方式、符号、字体、线型、族等多个方面都有所涉及。如果项目样板比较好的，工作的重复性会大大减少，同时建筑结构设计速度也会显著提升。
        1.2.2BIM物理模型与分析计算模型的合理转换
        目前，很多结构软件公司都在开发改进与Revit模型互相传递的接口，而实现双向转换并能关联模型信息的接口也越来越趋于完善，如盈建科基于Revit开发地系列软件，可实现结构计算数据与Revit数据无缝对接，并可在Revit下自动生成施工图及三维钢筋。探索者基于Revit开发的系列软件在施工图出图方面做出了更多的改进，大量的插件保证了不同结构形式、不同标准要求下的出图质量，这些都使工作效率大大提高。
        1.2.3建筑工程设计各专业之间紧密配合
        BIM技术终究还是一个将整个建筑信息协调统一起来的工具，各个专业在一个模型下输入各自的专业信息，使这个建筑模型不断完善，而为建筑的整个生命周期服务。例如在一个Revit模型下，建筑需要考虑建筑的造型和使用功能，而结构则针对建筑提供的外形搭建结构体系，所以对于结构的BIM设计应充分考虑与建筑的协同，避免无意义的重复。
        2BIM技术在建筑结构设计中的应用
        BIM技术专业三维模块解决了设计人员个人的设计质量和设计效率的问题。通过三维环境下的协同工作，让三维模型成为设计人员间沟通的载体，能够大幅度的提高人与人之间、部门与部门之间的工作效率，从而实现整个企业的工作效率大幅度的提高。

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        2.1BIM技术应用的思路
        工程设计阶段中的设计理念主要是以业主的想法为主，设计单位的各个专业设计人员需要围绕专业的设计理念进行展开。第一，设计单位需要在最开始阶段设计基于软件平台，来促使各个建筑工程中专业协调作用，可以提升各个专业之间的合作能力，避免重复施工，提升设计的质量。第二，设计单位应用BIM技术来完成参数化的设计与性能模拟分析等，方便与业主沟通，来保障建筑物的邢恩能够与设计质量，完善设计方案。第三，参与其中的各专业可以利用3D可视化技术，来提升各个部门之间的沟通效率，并尽量减少图纸的修改率。同时，将这一段的设计数据信息放在BIM技术平台之上的后续阶段，方便后期的绿色施工。
        2.2建筑模型虚拟模拟
        BIM技术通过建立建筑模型，以三维技术来完成模型的建造，这种模式下的建造状态不单单是外部的模型演示，内部一些数据的模拟也会在其中呈现出来。例如，模拟模型的正确性、受力平衡以及建筑本身对地面的压力，地面对建筑物的支撑力，都会在BIM技术建造模型中有所体现。尤其是现代愈发多的高层建筑、复杂建筑以及地下具有深基坑、地下室等建筑物出现，其建筑数据信息量更为繁琐。通过BIM技术可以验证建筑设计的正确性以及受力情况等，分解每一个建筑构造部位。设计人员与建筑者在后期建筑物水电安装、机电、燃气管道安装中的错误率将大幅度降低。并且对BIM技术建模进行模拟分析，可以准确判断外加力对建筑物的损害程度，以及整个物体对整座建筑物的碰撞、振动波对建筑的伤害等，这些数据依靠平面图形是无法得到的。
        2.3设计动态的控制
        在具体的施工当中，对于BIM技术的动态模型探究可以完全掌控施工进度，并及时对施工中材料的使用以及施工方案进行完善。将已经耗费的原材料与计划使用量进行比较，再将数据及时反馈给设计师与管理者。根据相关部分的调查分析，发现在施工中因为不科学的管理与施工方案会给整个工程造成十分之一到五分之一的影响，其安全隐患也一直难以消除。BIM技术的应用则能对整个施工全程进行监控管理，对于施工中每一环节质量都能起到控制监管作用。
        2.4在绿色设计中的应用
        近几年来，我国的生态环境损害日益增大，建筑行业也正想着绿色化、低碳化的建筑方向发展。而BIM技术在建筑工程设计中的使用，就符合现阶段对建筑行业低碳化发展的要求。在实际应用中，通过BIM技术可以完成对建筑的采光、通风、日照等条件的分析，在符合人体舒适要求的基本条件下，对其进行科学的设计，来降低使用者对采暖设备以及空调的使用时间。另外该项技术对风环境进行模拟，符合绿色化设计要求。正是因为BIM技术可以对绿色设计提供帮助，所以可以预见BIM技术是建筑行业未来发展的必然趋势。
        2.5可持续性设计
        BIM技术能够对建筑物实现可持续设计，这是实际施工中非常使用的一项功能。例如，建筑施工受到环境的影响较大，利用BIM技术以及相应的配套软件，可以对建筑物所处的地理位置以及周围环境进行较为综合的分析，包括地质情况以及岩石的类型等。对于自然环境中的风、光、声音等也有所设计，这些数据分析对于建筑物出去的设计有重大帮助。设计人员结合所得到的环境信息，进行建筑设计，就能避免后期给业主带来不便的影响。
        结束语
        总而言之，随着我国经济技术发展的加快，受益的领域不断扩大，对于建筑行业而言，BIM技术的应用将是技术上的创新，也是未来发展的必然趋势。BIM技术不但能提升建筑工程质量监管，其信息化的应用方式也降低了工程中人为干预的程度，无论是对成本管理方面，还是工程质量的提升都起到很好地保障作用，对促进我国建筑行业的发展有益。
        参考文献
        [1]张蒙岭.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J].建筑工程技术与设计,2020,(2):310.
        [2]王耀耀,韩中伟,李宝江,等.BIM技术在优化钢筋工程中的应用[J].价值工程,2019,38(1):128-131.
        [3]廖俊君.BIM技术在建筑钢结构施工过程中的应用研究[J].四川水泥, 2020,(1):349.