基于BIM的建筑结构设计流程管理研究

发表时间:2020/7/24   来源:《建筑实践》2020年7期   作者:顾永平
[导读] 近年来,BIM在政府政策的引导和支持下,成为中国建筑行业的热点话题之一。
        摘要:近年来,BIM在政府政策的引导和支持下,成为中国建筑行业的热点话题之一。尽管我国在BIM研究及应用方面取得了一定的研究成果和实践经验,但总体上BIM的普及程度还不高。与西方发达国家相比,我国的BIM技术发展还处于较低水平的初级阶段。作为BIM设计重要环节的结构专业,其应用的广度和深度都远远落后于建筑与设备专业。所以,在未来的一段时间里,BIM给建筑行业带来的不仅是便利,更是一系列BIM所带来的建筑设计问题的解决。
        关键词:BIM技术;建筑结构;设计流程;管理
        前言
        伴随着人民生活水平的不断提高,人们对建筑物的功能和居住舒适性提出了更高的要求,设计人员在进行建筑结构设计时,必须考虑更多的客观因素。BIM技术正是在这个时候出现的,它以其独特的三维建模技术而备受业界关注。运用BIM技术,可以使设计人员快速、准确地发现建筑结构设计中存在的问题,从而制定出有效的解决措施,减少施工作业中出现的施工问题,提高建筑结构设计的科学性和合理性,从而使建筑结构设计方案的质量得到全面提高。
        1BIM技术定义和功能概述
        1.1BIM技术定义
        使用BIM技术可以实现建筑工程项目的设计、改造、项目运行等工作,在此过程中还能有效地创造数字模型,得到广泛应用。使用BIM技术可以保证建筑行业的可持续发展,同时可以有效地提高企业的经济效益,总体而言,BIM在建筑工程设计和建筑企业管理中的应用效果良好。
        1.2BIM技术功能概述
        首先,BIM技术能有效地进行设计修改。通过这种技术能及时修改建筑图纸,特别是在数据和图形的微调上面,能有效地减少工时,而且修改后的图纸能在第一时间传送到有关人员手中,保证了信息传递的及时性。
        其次,设计资料的信息化。利用BIM技术,建筑构件的信息可以被转化为数据,建筑结构设计可以被保存在计算机中,另外,BIM技术可以提高信息的安全性,设计者可以利用安全码提取设计图纸,也可以随时查找数据,进行修改。
        最后,确保设计项目的一体化。在设计时一定要考虑很多问题,BIM技术可以有效地保证建筑模型的整合,即实现建筑模型的立体设计理念。
        2BIM技术在建筑结构设计运用的特点
        2.1可视性
        用纸质图纸查看相关信息,这种方式最大的问题是无法正确地描述构件的位置、构件信息和空间分布,而且,也不能完整地展示构件相关信息。但随着可视化技术的发展,建筑与水暖行业的BIM模型更多地体现了构件细节。它不仅提高了建筑设计工作的效率,而且能够有效地将所有部件有机地结合起来,保证了建筑在空间上的概念性。建筑企业还可以更直观、更完整、更清楚地展示设计师的创作意图,在发现问题时还可以直接修改,从而减少返工步骤和成本。
        2.2协调性
        建筑物整体协调在建筑设计和施工的各个环节中尤为重要。唯有保证各个环节的完美配合,才能减少建筑设计中因沟通问题而产生的不必要问题。通过使用BIM技术,可以有效地挑选出不协调的数据,从而减少人工搜索时间,提高工作效率,减少由于不协调而导致的额外工作量。
        2.3模拟性
        BIM技术不仅能模拟建筑物中存在的实物,而且能模拟抽象的、不存在的实物。在建筑设计中应用BIM技术,可以有效地展示各个环节的细节,完成整个过程的模拟。设计者也可以预计施工时间,预测遇到的问题,提前完成应急方案的准备工作,确保在施工过程中应对突发情况。
        2.4优化性
        BIM技术能够帮助设计人员优化方案,并且在BIM模型中包含了几何模型、物质和规格等信息,这些信息需要借助更高科技的产品来进行预算,而这一切都需要BIM技术来优化。
        3BIM技术在建筑结构设计中的流程管理
        3.1设计方案起草阶段
        该阶段的建筑设计方案主要有两个重点,一是建筑的主体格局构建,二是建筑的外观设计。

BIM平台和相关的计算机软件能有效地结合设计人员的设想,保证方案的可行性。
        3.2方案初步设计阶段
        首先,需要进行BIM建模。这一阶段最重要的工作是构建模型,并确保所构建的模型具有功能性和艺术性,BIM平台能够有效地完成这一任务。其次,受力构件的安放。通过使用三维立体效果图,BIM技术可以有效地展示相关部件的设计,从而将平面设计与三维设计结合起来。最终实现了模型的检测和有限元分析软件的应用。BIM平台可以构建模型,并在成功构建后通过FEA软件进行预算,以完成模型的修改或更新。
        3.3施工阶段
        施工项目实施时需要平面图进行下一步参考,但在实施过程中可能要进行多次修改或补充,这些项目的变化,二维模型不能完全掌握,所以需要BIM技术。施工图纸编制时,也要考虑建筑内部结构及水电暖的设计,确保设计合理。在建立模型后,可以对模型进行高程测量,以完成后期检测。
        4建筑结构设计中BIM技术运用
        4.1构建模型
        从本质上说,BIM是一种三维技术,所以在建筑结构设计中需要用到BIM来表现三维模型效果。运用BIM技术,能有效地把各个构件的模型组合起来,并加以展示,而且,由于建筑设计结构的发展是多变的,所以,能用可视化技术观察整个建筑的整体动态设计,准确地掌握建筑设计的动态,能为设计师提供最大的帮助,提高设计方案的合理性,除此之外,设计工作者还能利用BIM技术进行修改,提高工作效率。
        4.2在建筑结构空间设计中进行运用
        建筑结构设计时,首先要考虑的就是建筑空间的规划工作,要保证设计的科学性和合理性。多数施工单位都需要花费大量的时间或精力来分析、研究建筑空间的实际情况,在对建筑空间进行实体分析时,最关键的一件事就是详细了解建筑的环境状况,确保所建造的建筑符合地形要求,关于建筑空间的分析主要有两个方面:斜率分析和坡向分析。
        4.3在建筑结构性能分析中运用
        传统的设计方法在进行建筑结构性能分析时,所需的人力、物力较多,所需的时间也较长,另外,在设计时要考虑许多复杂的公式,计算时要花费大量的时间,而且往往要花费较长的时间,另外,使用这种方法也会造成性能分析上的误差,从而影响建筑结构的稳定,甚至影响建筑结构质量。并且BIM技术能有效地改进这一分析过程,提高运算规则,保证分析结果的准确性,使用BIM技术性能分析软件能保证分析过程的准确性,也能及时发现其中存在的问题,并针对这些问题找出正确的解决方法。
        4.4在钢结构构建模型中运用
        如今,建筑业发展迅速,特别是结构工程,发展速度特别快,所涉及的规模越来越大,工程跨度也越来越大,对建筑结构空间和钢结构的要求也越来越高,无论是对钢结构的加强件还是连接件,在安装时都不能过于简单,而是要包含一定的复杂性。而基于BIM技术的结构设计方法能有效地保证数据的准确性,从而有效地解决了结构设计中存在的问题。此外,BIM技术还能保证建筑连接件的唯一性,即BIM技术能做到具体实用,还能从整体上考虑设计因素,使其设计更合理,特别是在某些细节上的设计,能有效地改善这些细节问题。
        结束语
        从总体上看,BIM在建筑结构设计中的应用尤为重要,只有有效地将BIM应用于建筑工程,才能保证建筑工程设计的质量,还可以对此进一步优化工程设计质量,除此之外,还可以帮助施工单位减少不必要的损失,以及设计过程中所涉及的相关费用等。尽管BIM技术的功能相对全面,并且能够很好地满足建筑结构设计工作以上的需求,特别是设计人员的技术要求,但要保证BIM技术在建筑工程设计中发挥最大作用,必须对设计人员进行岗前培训和教育,只有这样才能保证建筑工程设计的可持续发展。
        参考文献
        [1]彭肖凤.基于BIM的建筑结构设计流程管理研究[J].商品与质量,2017,(7):50.
        [2]李岩岩.基于BIM的建筑结构设计流程管理研究[J].建筑技术开发,2017,44(5):15-16.
        [3]李岩岩.基于BIM的建筑结构设计流程管理研究[J].建筑技术开发,2017,44(5):15-16.
        [4]沈旭.基于BIM的建筑结构设计流程管理研究[J].山东工业技术,2018,(11):115.
       
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