探析建筑结构设计中BIM技术的应用 高剑

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年9期   作者:高剑
[导读] 在社会经济水平和科学技术水平显著提升的背景下,
        摘要:在社会经济水平和科学技术水平显著提升的背景下,建筑行业发展迅速,将BIM技术应用在建筑结构设计过程中具有突出的优势。BIM技术的充分应用能够提高建筑结构设计的效率以及可靠性,并且能够进一步提高建筑工程的施工进度。为了充分发挥BIM技术在建筑结构设计过程中的应用优势,需要了解BIM技术的发展情况,同时要研究和分析BIM技术在建筑结构设计过程中的具体应用。这样才能加强BIM技术的进一步应用,促进我国建筑结构设计行业的进一步发展。
        关键词:建筑结构设计;BIM技术;应用
        引言
        伴随建筑工程数量及规模的极大提升,社会民众对建筑的品质,尤其是建筑的结构设计日渐有了更高的限定。对此,相应设计师应时刻更新自身的设计思维,并积极在建筑结构设计期间有机运用创新技术、崭新方法等,从而更高效的提升建筑整体的综合性能。由于BIM技术的运用,对工程建筑具有非常显著的价值效用,因此强化BIM技术在建筑结构设计中的应用尤其必要。
        1BIM技术概述
        电子信息技术的飞速发展带来了时代的变化,电子信息技术与传统行业相互结合也逐渐衍生出一些新的科技与技术,BIM技术就是在电子信息技术的基础之上,将建筑工程通过信息化的数据加以表现的一种新的建筑工程领域的技术方法。BIM技术是基于电子信息技术的基础之上的,致力于构建工程施工中可视化以及量化的一种工程技术。BIM技术相关概念起源于美国,我国对于BIM技术的起步较晚,相应的数据库和信息库等还不够完善,导致BIM技术在实际的应用中受到较多的限制。将BIM技术应用于当前的建筑工程结构设计之中,能够更好地帮助推广BIM技术,实现工程项目的数字化、智慧化转变。BIM技术是一种数据化的精细管理技术,也是一种数据信息模型。BIM技术被广泛应用于当前的各种建筑施工、交通工程、矿山采集等各个领域之中,其在建筑工程施工中的应用尤为普遍。BIM技术在实际的使用过程中,需要将工程中的一些具体的项目数据和信息进行输入,在此基础上就可以对这些建筑工程的信息进行有效的模拟,将实际工程施工中可能出现的一些问题进行有效的模拟。这样就能够在很大程度上帮助排除一些施工中可能存在的问题,也有助于直观地看到整体建筑工程项目中的不足,有助于合理有效地降低工程施工项目的成本投入,保障建筑项目的质量与工期。
        2BIM技术的主要特点和优势
        (1)可视化设计。可视化设计时BIM技术的最直观的特点之一。与传统的CAD平面制图不同,利用BIM技术进行建筑结构设计时的整个过程都是三维可视化的,设计者利用可视化的三维模型可以更好的进行建筑的结构和空间布局设计,能够更加直观展现建筑的外形、内部空间结构、载荷特性,同时能够模拟施工过程,使建筑结构设计更加合理准确。(2)能够整合各个专业。BIM技术具有较高的开放性,参与建筑设计的各个单位可以在统一的BIM平台上开展设计工作,各专业可以进行充分有效的协商与沟通,减少由于信息壁垒造成的设计缺陷,提高建筑设计质量。(3)实现施工过程的仿真模拟。在利用BIM进行建筑设计完成后,可以进行施工模拟,在仿真模拟过程中可以对施工设备、材料和施工进度等重要项目管理内容进行预估和测算,生成的模拟数据可以作为施工管理的依据,从而促进建筑工程项目的精细化管理。
        3建筑结构设计中BIM技术的具体应用
        3.1在工程建模中的应用
        在工程建模过程中难度比较大,复杂程度也比较高,尤其是对一些钢结构建筑工程来说,除了要从根本上落实结构的连接工作,同时还要确保构建布置的科学性以及合理性。在实际钢建筑结构连接过程中,要重视对梁柱连接工作进行落实,同时还要检查梁与梁之间的连接质量。在结构连接设计过程中,必须保证连接件的完善性,确保螺栓量以及安置间距之间的合理性和科学性,要与相应位置进行结合,才能够提升工程的施工效率。

利用BIM技术设计人员可以对建筑工程结构进行三维效果展示,对梁柱以及各连接件的实际情况进行掌握,保证工程建模的准确性。
        3.2创建全方位的项目样板
        针对既定性建筑结构施行全面化设计时全方位、完整化项目样板的价值效用十分显著,该项设计主要运用有限的标准化处理方法对各类型的族、线型、字体、符合以及表达方式进行优化。另外,BIM技术的最大化运用可有机创建一个完整的项目样板,该方式从基础“根源”处极大降低了工作的循环往复性。此外,还需特别关注设计的速度,最大化地加快速率,逐步创建出一套契合于我国真实国情的设计标准,从而更好地为大多数普通或有特别要求的设计用户有效提供相对应的指导效用。
        3.3在钢结构中的应用
        建筑结构中不可忽视的就是钢结构,之前钢结构的安装都是通过吊车来进行安装从而实现加固效果的。但这种方法存在一定弊端,比如,工程结束后,由于环境因素的影响使得图纸和实际情况有一些出入,这时再调整钢结构会引起很多后续问题。而利用BIM技术,我们可以将各种环境参数输到模型中,通过观看模型的变化来实时进行整改,直到与实际施工情况出入最小,并且建筑物的钢结构可以起到最大作用时,按照模型再进行钢结构的安装工作,就可以对钢结构与辅助设施进行二次加固处理,确保建筑的稳定性及安全性。
        3.4在建筑结构施工阶段的应用
        BIM技术在正式开始施工前可以进行优化,传统的施工方式采用的是二维设计形式,很多问题不能及时发现。根据二维设计流程和具体要求等,如何满足设计要求是关键,在后续预设中,进行技术的更新,通过合理应用之后,对模型进行观察。很多业主对建筑结构有了新的认识,针对整个阶段的各类问题,需要对信息有一个准确的掌握,避免出现资金浪费的现象。现场模拟阶段,BIM技术充当审核的角色,可以对现场进行细致的观察,解决其中的潜在问题,优化各种不合理设计。
        3.5在建筑节能设计中的应用
        当前的建筑节能设计主要包括了室内采光的设计、通风设计等方面的内容。利用BIM技术的信息数据库以及可视化的动态呈现,可以在进行结构设计时,就充分地将自然环境与房屋建筑进行有机的结合。在室内的通风设计中,室内通风往往受到建筑本身的结构、朝向以及周围的环境影响较大,通过BIM技术就可以对于建筑设计进行有效的模拟,从而提升对于周围环境的利用率。建筑的采光一直都是一个十分重要的设计标准,在BIM技术的支持下,设计人员可以在系统中输入建筑周边的环境数据,结合当地的日照情况、气候条件,完成件数参数值的设置,最终获取最优结构设计与比例,从而提升整体建筑工程结构设计的质量与水平,有助于构建人与自然的和谐社会。
        结语
        综上所述,在建筑结构设计中,利用BIM技术能够显著提升设计效率和建筑的空间布置合理性,能够有效降低因三维空间设计不合理造成的建筑结构设计缺陷。BIM技术无论是在建筑的整体结构设计、户型设计以及水电系统的一体化设计方面都显现出了巨大的优势。在未来,随着电子信息技术的不断发展,BIM也会不断的优化和进步,彻底改变传统建筑的二维平面设计方法,进入全新的数字化3D设计时代。
        参考文献
        [1]顾大伟,汤保新.BIM技术在建筑结构设计中的应用浅析[J].包装世界,2018(7):142.
        [2]程江浩.BIM技术在建筑工程结构设计中的应用[J].住宅与房地产,2017,(23):111.
        [3]郭士刚.建筑结构设计中BIM技术的应用[J].工程技术研究,2017(11):224-225.
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