BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究

发表时间:2021/3/2   来源:《工程建设标准化》2020年20期   作者:宋宁宁
[导读] 随着时代变迁和经济水平的大幅提高,我国的建筑业也进入了蓬勃发展的春天。
        宋宁宁
        聊城经开市政工程有限公司,山东省聊城市252000
        
        摘要:随着时代变迁和经济水平的大幅提高,我国的建筑业也进入了蓬勃发展的春天。大批先进技术被运用到建筑工程领域。鉴于建筑产品的生产周期长、生产规模大及影响范围广等特征,逐渐将BIM技术应用到建筑设计中,可以提高建筑工程设计的安全性、舒适性,满足客户要求。
        关键词:BIM技术;建筑工程;结构设计;应用
        引言
        随着科技的发展,各领域的技术水平逐渐提高,信息技术的应用更加广泛。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。
        1建筑结构设计中BIM技术的应用优势
        首先,传统建筑设计多是以平面制图软件为主实现建筑设计的,虽然也能达到设计要求,但其中的影响因素较多,一旦数据出现错误,更改过程中会存在较大难度,再加上人工作业的影响,使得结构设计效果不够理想。而利用BIM技术后,实现了二维图纸向三位立体图形的转化,增强了结构设计的精准性。同时在数据更改时,系统会自动对相关联数据进行变更,降低了结构设计难度。其次,现阶段建筑结构设计中,会通过组合的BIM软件来完善建筑结构设计内容,在保证结构设计精确性的同时,提高建筑结构设计的完成率。最后,在传统建筑结构设计信息数据传输和共享中,由于关联性和互动性较差,使得数据传递存在很多问题,传输效率相对较低。而BIM技术应用后,直接通过建筑模型构建来实现信息数据的传输和共享,加强了数据传递的及时性、高效性。
        2 BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究
        2.1不断全面健全BIM技术的应用规范体系
        一个相对健全的BIM技术应用规范体系,能够使得建筑设计的各个环节,都呈现出极为规范的状态,并且建筑设计工作人员也能够根据所制定出的规范体系来应对建筑设计流程中存在的问题,最终确保建筑设计工作的各个环节,都在有条不紊的状态下开展,这样必定能够优化以及提升建筑设计的质量。从另一个方面展开分析,从我国的整体角度上展开分析来讲,我国建筑设计流程中国构建的BIM技术应用体系,还呈现出相对落后的状态,之所以会出现这样的问题,主要是因为BIM技术在建筑设计中的应用起点较低,所以为了能够有效应对这样的问题,就需要充分的借助国外的一些先进的经验,之后再次结合国内建筑工程项目BIM技术的应用情况,制定出一个较为符合我国建筑实际现状的标准体系,当这些方面的应用要点都得到根本性的构建之后,那么才能为广大建筑企业应用BIM技术,提供一个更为健全的外部环境。因此,构建一个较为健全的BIM技术应用标准体系,必定能够为BIM技术的具体应用提供一个更为健全的氛围。
        2.2结构可视化设计
        BIM技术中的三维技术能够为建筑结构构建出相应的立体效果,带来更直观的视觉冲击,方便用户对建筑构件大小、方位以及采用的材料进行观察,为用户提供便利条件。BIM技术的可视化特点,可以帮助设计师仔细查看建筑结构整体布局与细节之处,更精准地找到设计漏洞,避免因设计方案引发更多问题。例如,楼梯高度是否符合标准,是否会碰到用户的头部,梁的尺寸是否影响建筑净空等,都可通过BIM技术中的可视化技术进行查看。由此可见,BIM技术在建筑结构可视化设计中有着不可忽视的作用,不仅保证建筑设计过程中的工作效率,还能提高工程建设的整体质量,在一定程度上提高建筑结构设计精度,降低误差。


        2.3协同设计
        协同设计是通过网络平台实现各部门交流沟通,提升设计水平的一种方式。BIM技术的应用恰巧为协同设计提供了有效平台,加强了各部门之间的联系效果。工作人员针对结构设计图纸中存在的问题展开交流和讨论,完善结构设计图纸内容,从而增强结构设计方案的合理性、可行性。目前,协同设计的重要模式有局域网内部协作模式和广域网协作模式这两种。不过不管哪种协作模式都需要构建较为完善的模型数据库,以实现信息的及时收集和处理,提高结构设计内容的更改效率。
        2.4借助BIM技术可以实现抗震性能分析,提高建筑结构稳定性
        就目前的应用情况来看,BIM技术在分析结构抗震性能方面优势较为明显,借助Revit软件可以实现集成建筑模型的构建,完善结构几何以及分析模型,对建筑结构进行合理优化,使其可以达到结构抗震的各种基本需要。除此之外,Revit软件还具有强大的建模功能,利用该软件能够实现分析建筑结构的自动化以及设计尺寸计算的自动化,既可以节省人力、物力,又可以提高计算的精确度,降低人为失误的可能性。前文已经提到过,结构设计计算是结构安全性设计的重要内容,为了进一步确保计算结构的精确性,设计师在进行计算时,除了要掌握计算软件的基本特点之外,还要站在建筑功能性的角度对建筑设计全面了解,从施工实际情况入手,采用先进技术手段进行处理,确保工程建设的实际效果。综上可以得出,为了进一步确保建筑结构的安全性以及稳定性,在结构设计环节可以通过BIM技术的应用,让设计效果更加直观,让设计人员有更加清晰的判断。在施工过程中,相关设计人员要明确建设的目标,掌握施工的具体要求,严格控制混凝土结构的相关参数,确保混凝土结构的强度可以满足实际施工要求,达到提高建筑结构稳定性以及安全性的最终目的。
        2.5制定科学信息化的管理策略
        建筑行业特点就是在设计、施工、运维的时候,并没有一个非常具体的生产工艺标准,在使用BIM技术的时候,很多企业难以达成统一的共识,一些BIM的管理技术在一家企业获得成功之后,无法复制到另外一家企业使用,这就会使得不同的企业在使用计算机管理的时候难度有所增加,所以,设计、施工、运维企业在进行BIM技术的管理的时候,要使其更加开放适用,减少后期维护所需要的费用,保证BIM模型所带有的信息能够全生命周期的延续下去,设计的信息延续给施工,施工集成的信息延续给运维。
        2.6主体结构受力复核
        复杂的建筑结构对建筑结构设计技术要求更高,尤其是建筑结构中的主体结构受力复核方面。以某高层建筑为例,要将两栋塔楼连成一个整体,在塔楼间采取高区位、中区位与低区位进行三道楼体连接,其中高区连体部分一共四层,最高点与地面间距离175m,中区位置连体四层,最高点与地面间距离125m。因楼体高度不符合标准,很难进行施工。此时应用BIM技术,降低了三道连体的施工项目难度,进而使工程顺利开展。BIM技术能专业模拟工程建设中的起吊过程,先对高区进行模拟,尔后模拟下2层位置,采用塔式起重机安装上2层。模拟中区时,先在地面初步拼接,拼接完成再进行起吊工作。确定以上所有方案后,利用BIM技术全面统计起吊点荷载,分析统计的数据结构,确保无误再向设计院提交,BIM技术的运用为主体结构受力复核提供了一定支持与参考数据。
        结语
        通过以上的分析与论述我们可以获知,BIM在建筑设计中的应用,对于改进设计施工质量,提升建筑美观性有着重要意义。故而为提高建筑设计方案的科学性和可靠性,结构设计人员应在设计工作中加强BIM技术的应用,同时建筑企业及部门也应加大对其的重视力度,以此推动建筑行业的进一步发展。
        参考文献
        [1]王永明.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].建筑工程技术与设计,2017(005):366.
        [2]卓博华.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2017(008):229-230.
        [3]周亚东,石桂菊.BIM技术在建筑结构设计中的合理应用[J].智能建筑与智慧城市,2018(003):67-68.
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