试析BIM技术在建筑结构设计中的应用

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:谢少凯
[导读] 摘要:建筑行业的快速发展不仅能够满足人民的住房和办公需求,还能够带动其他行业的共同进步。
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        摘要:建筑行业的快速发展不仅能够满足人民的住房和办公需求,还能够带动其他行业的共同进步。结构设计作为建筑工程的基础环节,其直接关系到工程的后续施工进程,也与建筑物的质量脱离不开关系。目前,很多建筑结构设计工作还存在着人员素养不高、设计与施工脱节、参数不准确等的问题,使其设计效果与预期目标不相符。BIM技术作为信息技术高速发展下的产物,能够实现信息共享、模型立体化等,促进了建筑结构设计的高效运转。本文主要针对BIM技术在建筑结构设计中所起到的作用、应用策略及难点进行了具体的分析,旨在使BIM技术能够真正落实于建筑工程的相关环节之中,从而为该工程创造更多的效益。
        关键词:BIM技术 建筑结构设计 具体应用
        引言:
        BIM技术通过对建筑工程的全部信息进行处理、整合后,根据数字仿真模型来构建出相对应的模型,以帮助工程实现对施工全过程进行更加精细、完善的监管。将BIM技术应用于建筑结构设计中不仅使设计人员享受到了数据共享、建筑模型三维化所带来的便利,还能够有效降低建筑工程的成本费用,在保证施工质量达到预期目标的基础上缩短工期。但目前,将BIM技术应用于建筑结构设计中还需要注意很多问题,如技术流程的规划、人员素养的提升等。
        一、BIM技术应用于建筑结构设计中的作用
        (一)帮助设计人员对数据信息进行交换与共享
        BIM技术的出现可以使工程的数据信息库得以完善,相关工作人员通过将数据、信息录入到数据库中,便可以实现数据交换与共享。这时设计人员便可以根据自身任务需求而从数据库中提取相应的参数信息,进行图纸设计,使得设计效果达到理想目标。且大数据时代下建筑工程结构设计工作也朝着自动化、智能化方向发展,这不仅能够减轻设计人员的工作压力,还能够提升设计方案的合理性,从而对建筑企业的持续健康发展起到了促进作用。
        (二)方便修改设计及建筑模型三维化
        在传统建筑结构设计过程中,如果工作人员发现需要修改的问题时,则需要对整个设计图纸的尺寸进行调整,重新进行数据计算和推论,这就大大延长了设计周期。BIM技术的出现便可以有效解决设计修改问题,设计人员仅需要修改图纸上出现的问题,系统会根据修改数据来自动调整其他部分的参数,这就为工程节省了很多人力、物力。且BIM技术也能够使设计图纸更加立体化,帮助设计人员及时发现建筑线路、柱距、梁板等存在的问题,及时调整之后以提高建筑结构的设计效果。
        (三)使设计人员能够更直观、全面地感受建筑
        人们对建筑物的外观及内部结构、性能、材料等非常看重,而传统的建筑建构设计模型仅局限于二维空间里,用户无法直观的感受到建筑物的内部组成。BIM技术通过模拟来构建出三维立体化的建筑模型,便可以使用户感受到建筑性能、材料的规格等、内部格局等,增强他们的体验感,这时设计人员也可以根据客户需求来及时调整设计图纸。
        二、BIM技术在建筑结构设计中的具体应用
        (一)BIM技术在模型构建中的应用
        一是整体建筑结构模型的构建。通过对建筑物所有的构件尺寸、规格等数据信息进行整合,BIM技术便可以建立完善的建筑模型。如在设计建筑墙体结构构件的过程中需要提前对建筑实体进行定义,之后再根据空间结构上的联系、建筑整体的联系等将该模型直观展现出来。二是对关联性结构模型的构建。通常建筑结构又对称性和非对称性关联这两种方式,运用BIM技术建立的模型可以直观的分辨各个构件之间存在的联系,从而帮助设计人员及时发现其中问题并进行相应的调整。如墙体和洞口存在着主次关系,洞口附着于墙体之上,若去掉墙体则洞口消失,而仅去掉洞口则不会对墙体产生任何影响。


        (二)BIM技术在创建钢结构建筑模型中的应用
        随着建筑工程项目量的增多及科技的快速发展,新型建筑材料及模型越来越多,钢结构便是其中之一,目前已被广泛应用于结构设计工作中。钢结构主要帮助工程创建奇特的结构模型,而在其设计过程中还存在着组件连接等的问题,增大了设计难度。所以应用BIM技术便可以对钢结构梁柱的连接构件进行详细计算,不断调整参数,且能够综合分析各个参数给模型带来的影响。BIM技术也可以根据数据库中记录的构件信息来计算出钢结构所需要的螺栓数量、焊缝间距等数据。如果需要将新的构件添加于钢结构模型之中,设计人员仅需要调节相关信息便可以达到目标。
        (三)运用BIM技术优化设计细节
        BIM技术可以实现对建筑结构设计方案细节上的调整与优化,不断提升设计方案的科学性、可靠性。而BIM技术对建筑结构设计细节的优化主要体现在预留孔洞、线路走向、保温及隔热材料的选取等方面,其通过对这些细节的处理与确定,便能够提升建筑物的整体性能,增强用户的体验感。如在对保温材料进行选取时,处于冬季的北方虽然有集中供暖可以维持室内温度,但室外温度过低便会降低建筑墙体的保温性能,从而降低室内温度。所以BIM技术需要对保温材料进行不断模拟,通过对不同材料在不同温度下进行实验,便可以直观看出保温材料的实际性能,从而选择最合适的材料于建筑物中。
        (四)运用BIM技术来开展参数设计
        在建筑结构设计过程中会产生较多、较复杂的参数信息,这就给设计人员增加了一定的难度。而BIM技术便可以将这些参数信心进行整合后记录于数据库中,之后由数据库对其进行管理。设计人员可以针对性的提取数据库中的相关参数来完成相应的任务,且能够对建筑结构的参数信息进行筛选,以为工程选择出最为合适的数据,从而有助于建筑结构设计结果达到理想目标,为之后的施工工作打下坚实的基础。
        三、建筑结构设计运用BIM技术的难点
        第一,在运用BIM技术于建筑结构设计时会使用较多的体系指标,这主要是因为该技术与传统的平面形式构建视图技术有着很大的区别,且建筑工程的很多工具、软件与平面设计更具连贯性,所以BIM技术所应用的体系指标要比平面形式的指标更为复杂,经常会出现突发状况。这就需要相关技术人员能够加强对BIM技术的认识,严格按照规定来完成任务。第二,在建筑结构设计时会出现很多特别、奇怪的结构形式,使得设计人员无法全面掌握这些特殊的结构板块,模型构建效果无法达到预期目标,从而设计人员更加倾向于平面形式进行方案设计。
        结束语:
        BIM技术凭借自身的协同性、可视化等的特点而被广泛应用于建筑工程的各项工作中,其通过在建筑工程模型构建、细节建设、参数设计等中的应用,不仅加强了建筑结构各个专业之间的联系,还充分协调了建筑工程各个环节之间的工作,有利于从根本上保证结构设计方案科学有效,从而促进了建筑工程的高效发展。不仅如此,与传统建筑结构设计工作相比较,BIM技术的应用能够使工程的人力、物力、财力得以节省,有助于实现工程的利益最大化。
        参考文献:
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        [4]王华阳.试论BIM技术在建筑工程设计中的应用策略[J].四川水泥,2018(11):126+143.
        [5]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.
        [6]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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