BIM技术在建筑结构设计中的应用探析 李凯兵

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:李凯兵
[导读] 摘要:在当前的建筑设计行业,BIM产品随着BIM技术的发展而不断完善,其在建筑设计中的应用优势也更加突出。
        哈尔滨市建筑设计院  黑龙江省哈尔滨市  150010
        摘要:在当前的建筑设计行业,BIM产品随着BIM技术的发展而不断完善,其在建筑设计中的应用优势也更加突出。在实际应用过程中,BIM技术可以实现不同专业、部门和设计师之间的数据和信息共享。同时,在信息技术的支持下,以直观的形式展示建筑设计,方便设计人员和施工单位更直观地分析建筑结构的细节,从而达到提高建筑结构设计和施工质量的目的。
        关键词:BIM技术;结构设计;应用分析
        1BIM技术概述及其主要功能
        在实际建筑结构设计过程中,BIM技术的主要功能大致分为以下几个方面:
        第一,设计图纸修改。基于BIM技术的应用,建筑结构图的所有设计信息都是在建筑模型的基础上生成的。当以这种形式设计的结构图在后期应用过程中进行修改时,设计人员只需要根据实际需要修改一些数据信息,基于BIM技术的整体图纸设计系统会根据数据的变化,独立改进其他数据参数的匹配和修改,大大减少了设计人员的图纸修改和数据修改工作量,从而有效降低了工作量。基于BIM技术的图纸设计除了数据信息的自动修改外,还具有自动修改的功能,对减轻设计人员的工作量起到了积极的作用,有助于设计人员更好地考虑整体控制和细节优化。通过BIM技术的自动数据比对和修正功能,获得最优的设计数据和方案,为后期施工质量的提高打下良好的基础。
        二是设计数据信息化功能。BIM技术是基于现代信息技术的应用工具,其核心内容是信息。与传统的建筑结构设计过程相比,BIM技术背景下的工程设计具有承载信息的特点。基于本应用的背景,BIM技术模型可以作为建筑工程设计的数据库,可以从这个数据库中查询建筑结构设计过程中所需的信息,也可以通过各种数据之间的有效关联获得最佳的配置数据信息。因此,在设计实践的应用过程中,设计人员只需要在需要检索某个数据信息时点击某个特定的点,就可以获得全面的信息内容,大大提高了信息获取的效率,同时可以快速掌握相关信息,提高信息获取的全面性。在这种工作模式下,建筑结构的设计过程可以帮助设计人员在最短的时间内获得系统的数据信息,有效避免人工记录和输出数据带来的误差,从而有效提高建筑设计的准确性和可靠性。
        2BIM技术在建筑结构设计中的应用
        建筑工程结构设计作为一项系统的工作内容,在实际工作过程中会产生大量的数据信息,这些数据信息的科学划分和集成是建筑工程设计人员最关心的问题之一。BIM技术的应用可以科学地解决这个问题,有效地存储建筑工程结构设计中产生的大量数据信息。同时,在BIM技术的施工图和模型中,一旦某个数据信息发生变化,其设计系统会自动修正和修改相关数据参数,实现建设项目下一步建设目标的调整,进而充分展示信息修改对实际建设项目可能产生的影响。BIM技术在建筑工程设计中的应用,可以优化传统的设计流程,提高建筑结构设计的科学性和准确性,为后期建筑工程施工活动的顺利开展奠定坚实的基础。
        2.1BIM技术在实现结构设计可视化中的应用
        BIM技术是基于现代信息技术背景下的一种建筑设计应用。根据自身信息化方案设计,在实际应用过程中,将建筑结构的构件以三维模型的方式可视化展示给用户群体,有效提高建筑设计信息的传递质量。在传统的建筑结构设计过程中,利用CAD软件绘制相关的结构图。在这种工作模式下,建筑结构设计过程中很难直观地呈现建筑结构信息,一定程度上阻碍了用户获取信息的效率。在初始阶段,基于BIM技术的建筑结构设计是通过建立三维实体结构模型来设计的。借助直观的建筑结构展示,可以帮助不同用户从不同角度获取建筑结构的相关信息,全面了解建筑构件的基本信息和功能布局。在大型建筑结构的设计过程中,设计人员会通过动态演示的方式,帮助用户直观地观察建筑结构各部分的信息,方便设计人员选择最佳的设计方案,及时发现结构设计中的问题,从而不断优化和提高结构设计的科学性和合理性。
        2.2建筑结构参数设计中的BIM技术
        基于BIM技术的建筑模型本身就是一个包含所有设计元素和信息的数据库。

在先进信息技术的支持下,建筑结构模型设计中的所有数据参数紧密相连,并具有自动关联和修正功能。在设计和应用过程中,设计人员可以通过数据库中的信息资源建立建筑工程的结构模型,并在设计过程中相应调整不同的参数,以保证建筑工程结构设计时BIM系统能够及时更新数据库信息。BIM技术在建筑工程结构设计中最突出的优势是能够实现高质量、高安全性、高可靠性的设计信息输入输出功能,科学匹配相应的数据信息,对提升建筑结构设计质量起到重要作用。
        2.3 BIM技术在建筑构件设计中的应用
        在建筑工程的结构设计过程中,楼梯、墙、柱等部位是结构设计的重要组成部分。在建筑结构的设计过程中,相关设计师需要科学地设计整体结构中的具体构件。鉴于现浇混凝土的工程结构,在实际设计过程中,设计人员需要综合考虑建筑工程中的管线走向和建筑物的基本功能要求,科学防止各种建筑结构之间的冲突;在预制建筑设计过程中,设计人员还需要综合考虑预制构件之间的节点和连接。基于此,在设计过程中,工作人员可以利用BIM技术有效地转换自己的平面图纸,及时发现具体结构整体设计中可能存在的问题,从而科学地优化设计工作,最终使建筑工程结构满足相关建筑标准的设计要求。
        2.4 BIM技术在钢结构设计中的应用
        随着我国建设项目的不断增加和发展,各种现代新型建筑材料和结构模型迎来了新的突破,尤其是钢结构,在大跨度、大空间的建筑场景中逐渐增多,许多复杂结构都是由钢结构实现的。基于此,BIM技术也有助于相关设计人员对钢结构设计进行建模,并协助解决实际施工过程中可能出现的连接问题和应用问题。比如针对钢结构设计中的加固问题,设计师需要先对整个工程结构进行设计,然后对加固在工程项目中的具体应用进行建模和分析,借助BIM技术对整个过程进行还原和控制,从而更加直观地突出钢结构加固的作用和效果。此外,针对钢结构施工过程中的连接问题,设计人员可以首先分析钢结构不同部位之间的连接参数,然后在实际工程操作过程中借助BIM技术设计连接方式,从而获得最优的设计结果。在传统的钢结构分析过程中,往往需要投入更多的人力资源,需要较长的分析周期才能得到相应的结果。随着BIM技术的应用,建筑工程设计中的缺陷和不合理问题可以得到科学的优化和调整,从而带动整个建筑结构设计质量的提高。
        2.5BIM技术在建筑结构设计中的应用难点
        BIM技术在建筑工程结构设计中的应用主要是通过系统将所需的模型发送给分析软件,然后利用特定的算法计算建筑结构的设计信息,同时根据设计人员输入的相关指令生成动态图纸和结构模型。在这个过程中,为了有效提高结构设计的准确性和合理性,相关设计人员需要综合考虑整个模型空间的真实性和BIM系统的物理建模能力。建筑结构的安全性是整个设计过程中首要考虑的问题。由于建筑工程设计的内容广泛,以及建筑材料的力学特性和荷载组合等。,整个结构的安全性会受到影响,因此设计人员在BIM的设计和应用过程中需要面对各种复杂的数据参数。另外,由于BIM模型的本质是物理模型,是建筑结构的分析模型,是完整的建筑图文数据模型,所以在实际设计过程中,只有完全符合标准或者相对简单的结构构件才能实现这些各种数据模型之间的双向对接。建筑结构的整体设计一旦达不到相关规范的要求,必然会导致计算过程中的数据丢失。基于此,设计师需要在BIM技术的实际应用中密切关注这一问题,不断优化物理模型与结构分析模型的双向对接,以促进建筑结构整体设计质量的提高。
        3总结
        BIM技术在建筑工程结构设计过程中的应用,对提升整体设计质量具有重要作用。通过对我国建筑工程设计应用的分析,BIM仍有很大的改进和创新空间。相关设计师应在传统设计经验的基础上,加强整合BIM技术应用的实践,充分发挥BIM技术的应用优势,将我国建筑设计水平提升到一个新的水平。
        参考文献:
        [1]潘平.BIM技术在建筑结构设计中的应用与研究[D].华中科技大学,2013.
        [2]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):40.
        [3]龙辉元.浅谈BIM技术在结构设计中的应用[J].建筑结构,2010(05):16-19.
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