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BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究焦勇

发表时间：2021/1/29 来源：《建筑科技》2020年8月上作者：焦勇

[导读] 目前，我国的现代化发展迅速，建筑工程的发展也有了提高。建筑行业为我国经济发展贡献了重要的力量。但是在施工过程中容易造成资源浪费，同时还对我国的生态环境造成了一定的破坏。BIM技术应用到装配式建筑设计当中，能够最大程度地节约材料，同时能够仿真设计中的难点和重点过程，从而更好地优化设计过程，从而有效地提高企业的经济性效益。

山东菏泽山东岳建建设集团有限公司焦勇 274000

摘要：目前，我国的现代化发展迅速，建筑工程的发展也有了提高。建筑行业为我国经济发展贡献了重要的力量。但是在施工过程中容易造成资源浪费，同时还对我国的生态环境造成了一定的破坏。BIM技术应用到装配式建筑设计当中，能够最大程度地节约材料，同时能够仿真设计中的难点和重点过程，从而更好地优化设计过程，从而有效地提高企业的经济性效益。另外通过BIM技术能够对于预制装配式建筑项目进度能够进行实时管理和分析，能够加强对于各个环节的监管，从而有效减少了材料的浪费问题。本文主要就BIM技术对建筑设计的影响相关问题做了一些探索，从而更好促进建筑行业的绿色发展。
关键词：BIM技术；建筑工程结构设计；应用研究
        引言
        在传统的建筑结构设计中，设计师们无法直接看到立体模型，不能及时发现建筑结构中的问题，导致建筑过程中出现纰漏，增加建筑成本的同时也会影响建筑质量。在建筑结构设计中充分利用BIM技术，可以保证建筑设计更具科学性、可行性。
        1BIM技术的特点
        1.1优越化
        合理应用BIM技术能为整体建筑结构设计提供帮助，全面控制建筑结构形式，优化设计内容。建筑结构设计存在很多制约性因素，BIM技术可以结合信息形式以及复杂程度进行准确分析，优化分析阶段，精确掌握建筑结构中存在的信息资源，包括几何信息、规则信息等。BIM技术能根据建筑结构中的实际变化要求进行调整，同时还能在施工前做好外形结构的分析工作，结合其中的变量因素与目标对象，优化整改不正确参数，快速算量，提升精度，直至符合标准再进行实施。
        1.2可视化
        建筑行业管理中的关键在于可视化，可视化能明确整个建筑结构设计所需要的形式，并将施工图纸和建筑构件信息相互结合。针对建筑过程中出现的问题，利用这一优势对比原有数据，完善三维立体模型，以三维渲染动画的方式进行展示，通过三维立体模型可以更为直观地找出不足，再有效处理。
        1.3模拟性
        BIM技术在建筑结构设计中，不仅可以模拟单一的建筑，还可以模拟特殊事物与条件。BIM技术能结合特殊要素，进行模拟实验，包括节能模拟实验、紧急疏散人群模拟实验等。对外招投标时，采用4D模拟形式进行分析，渲染效果更为精准，通过直观的宣传方式向业主展示，更能提高业主满意度，以提高项目中标机率。
        2.BIM技术概述
        BIM技术在这些年获得了飞速发展。和其他技术相比，BIM技术在施工效率和施工经济性方面具有很大的优势。能够以最小的代价获得最大的经济效益，同时还保障建筑项目对于生态环境的友好性。而装配式建筑理念也是近些年发展BIM技术在发展过程中体现了以人为本和统筹兼顾的理念，在保障装配式建筑工程项目质量的基础上最大程度地提高了管理的效率和经济性。将BIM技术应用到绿色建筑项目当中，不仅使得建筑能够满足基础的功能，还能够保障建筑项目的绿色发展，因此BIM技术是建筑行业发展的重要方向。
        3.BIM技术在装配式建筑项目设计中的实际应用
        3.1加强设计环节的仿真
        人为设计很难发现建筑过程中存在的问题，是否设计合理，是否存在着材料浪费等问题，但是可以通过仿真技术来有效地解决这个问题。采用BIM技术可以有效解决这个问题，通过BIM技术可以有效仿真和模拟整个施工过程，以及按照工程项目的施工图进行有效的仿真来生成三维立体效果图，这样从三维立体图中就能够直观地看出施工过程中哪些环节可能发生工序冲突、施工困难等问题。在实际施工过程中，可以针对这些工序突出、施工困难的地方制定行之有效的解决方案或者改进措施，从而有效提高材料的利用率。

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        3.2加强对材料的管理和控制
        首先，管理部门需要重点调查装配式建筑结构所需要的工程材料，从市场中分析其种类、质量和价格，这是保障建筑工程项目质量的核心与基础。在实际装配式建筑工程的设计方案中，设计的工程材料不仅种类繁多，其规格和标准也不尽统一，面对这种情况，施工单位必须建立完善的材料采购管理机制，将材料的进出做好统计。BIM技术参与到材料的选择环节，通过对材料的规格型号、颜色、材质、造型等进行模拟安装、施工，从BIM技术的三维立体中，就可以形象、直观的显示所用材料的使用效果。购货单位对材料功用、性能需求进行详细说明，然后确认供货单位提供材料与需求是否相符。
        3.3BIM在装配式建筑工程项目设计管理中的应用
        利用建筑信息模型为基础构建的BIM信息平台是开展进度管理的重要基础。这种信息系统主要是在三维建模模型的基础上加上了时间维度，这样的模型能够实时模拟施工过程。这种基于BIM技术的模型超过了传统CAD技术建立四维模型。基于BIM技术信息管理平台能够按照装配式建筑工程项目施工进度来模拟整个施工过程，在仿真的虚拟环境下可以直观地看出施工过程中潜在的问题，从而及时作出相应的调整、修改，保障施工项目的施工进度和施工质量。BIM技术分析可以利用其本身具备的四维仿真模型实现对建筑工程的进度管理，利用ComputerAidedDesign等技术软件实现装配式建筑项目的模型仿真，并将工程中各类问题，如项目人数、物资采购等作为进度管理的指标，提升项目进展的可视性。一般来说，建筑工程的项目进度计划需要根据施工工序和各项参数综合决定，在BIM技术的帮助下，能够实现多参数的协同计算，精确计算结果不仅有利于掌握项目进度，也能够在一定程度上优化项目成本，更好地实现人员更替、材料管理、设备维护等工作的展开。
        3.4提高设计人员的综合素质
        为了更好地将BIM技术应用得到工程项目设计管理过程中，还需要提供施工人员的综合素质。施工人员的素质是推荐建筑工程质量安全建设的重要要素，所有的建筑工程的执行者都是施工人员，这就需要建筑企业意识到施工人员在建筑工程发挥的作用。而且质量意识是一个长期培养的过程，而不是短期就能够培养的品质，这就需要建筑企业将质量意识培养作为企业的日常管理的重要环节，只有将质量管理作为常态管理，才能够使得施工人员更好养好的施工习惯，最大程度地提高建筑工程的施工质量。因此施工企业需要在施工前要对于施工人员进行针对性培训，从而有效提高建筑工程项目的质量。
        3.5建筑场地及结构分析中的应用
        建筑结构设计具有系统性和科学性的特征，再加上其是建筑的主体结构，所以在设计过程中需要充分考虑当地的水文及地质等条件特征。以往建筑结构设计中，由于地质及人为等因素的限制，数据信息准确性不高，一些地质较为复杂的区域只能通过估算来确定相关参数数据，很难保证结构设计的准确性。而应用BIM技术后，则可将存在的客观因素以数字化的形式展现出来，之后再通过与其他技术的有效结合，对施工现场的具体情况予以详细了解和掌握，并制定完善的建筑信息模型，以增强建筑结构设计的合理性。
        结语
        综上所述，当前建筑行业普遍引进BIM技术，旨在通过此技术提高建筑工程整体效率与质量优化设计水平，降低建筑工程建设成本，减少返工情况。本文结合BIM技术在建筑结构设计中的应用进行研究，将建筑结构中的二维结构设计模式转向三维结构设计模式，全面采用信息模型模拟建筑结构，可以更为高效地完成建筑项目。
参考文献
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