大型商业综合体建筑设计中BIM技术的应用论文_刘昱晨,张栋平,林约翰

大型商业综合体建筑设计中BIM技术的应用论文_刘昱晨,张栋平,林约翰

杭州市建筑设计研究院有限公司 浙江省杭州市 310005

摘要:随着经济的发展,人们对生活质量的要求不断提升,这为娱乐产业和文化产业的发展提供了契机。而作为这些产业的主要载体,大型商业综合体建筑在设计的过程中,精准性要求不仅仅体现在建筑结构的设计上,其功能定位、预期效益、相关服务等都需要得到精确计算。正是基于这一考虑,BIM技术被广泛应用于大型商业综合体建筑的建设任务中。本文以大型商业综合体建筑为主要研究对象,结合BIM技术的优势,对其设计要点和设计应用情况进行简要论述。

关键词:商业综合体;BIM技术;技术特点

一、大型商业综合体建筑概述

大型商业综合体区别于单一功能建筑,其建筑内部功能整合性较高,无论设计还是施工,需要考虑的要点都更多,难度更大。

1、区域特点

大型商业综合体因其建造功能定位,其选址必然是交通便捷且人口密集的区域。其在设计准备阶段和施工前期需要充分考虑,无论是设计交通能力,还是施工前路通准备过程中永久性道路与临时道路的规划,都需要保证其施工便利和投用后的交通便捷。

2、功能特性

作为一个集休闲娱乐、文化教育、人居生活、经济金融等于一体的建筑物,大型商业综合体在设计时考虑方面较多。不仅要符合建筑学的基本要求,还要在结构设计上充分利用空间,尽最大可能达到建筑设计要求。作为一个结合体,经济效益和社会效益是其建造的初衷,一切建筑设计和结构设计都为满足效益目标。

3、社会效益

作为一个服务大众的集合体,不能为追求经济效益和忽视社会效益。大型商业综合体在设计时也应当考虑到建筑物的生态功能和社会性能,如大型休闲区、便民设施、紧急通道等。在追求经济效益的同时,最大限度方便周围居民的生活。

二、BIM技术特点

1、可视性

可视性是BIM技术最基础也是最实用的一个特点,BIM技术发展之处,就是为了能够令建筑模型化、可视化,使建筑在建设期间的所有数据参数更加清晰直观,便于项目相关人员更清晰的把握项目的每一个细节。

2、联动性

作为一个大型商业综合体,其建设过程中会涉及很多不同的施工技术要点,这些都需要不同的分包方和施工队伍协同完成。无论是职能型组织形式还是直线型组织形式,甚至是矩阵式组织形式,BIM技术都能为组织管理提供高效便捷的平台。其数据共享性能够使项目相关各部门、各承包方清晰的掌握施工进度,便于工期控制和成本控制。

3、时效性

在设计和施工的过程中,施工图的审核和设计变更都需要多方协同完成。传统的方式工作效率较低,BIM技术能够将施工图和设计变更的部位实事展现在共享平台上,保证相关各方能够第一时间得到第一手资料,提高工作效率,更加便于控制工期。

三、大型商业综合体设计要点

1、竖向荷载

竖向荷载是建筑物的主要荷载形式,其主要包括建筑结构及建筑内静置物体的恒载、建筑内人员物体移动时的活载和雨雪荷载等。其在设计时,要充分考虑到楼板、主体、梁等框架构件的强度和刚度,也要考虑到地基的选型和布置形式。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般来讲,要做到“强柱弱梁和强节点弱构件”。相邻构件间的刚度差不应过大,考虑活载时应当充分利用统计学理论,计算活载移动的规律和集中出现的频率,使荷载设计更加科学。

2、水平荷载

作为一个大型建筑物,其主要的水平荷载来源于风荷载和地震荷载,通常以建筑内部布置剪力墙抵抗水平荷载。对于大型商业综合体来说,水平荷载的作用形式较为复杂,需要考虑的因素较多。在实际设计过程中,建筑设计的设计方案往往存在很多大跨度空间,这也为抗剪构件的设计增加了难度。

3、组合内力

对于大型商业综合体建筑的设计而言,合理选择荷载组合形式和确定起控制作用的内力对结构设计十分重要。一般来讲,大型商业综合体建筑的载荷组合形式可分为以下三种:

(1)恒载+活载,(恒载其控制作用);

(2)恒载+活载,(活载其控制作用);

(3)恒载+活载+地震荷载。

荷载组合的复杂性,决定在进行结构设计的时候,应当充分利用材料的特性。同时,在构件设计时,充分考虑到弯矩分布的合理性,如同一构件正负弯矩值尽量相同,构件荷载分布均匀等。

4、构件截面

确定结构设计荷载后,应当根据柱的轴压比允许值、层间位移角允许值和剪压比允许值等进行柱截面尺寸的确定。首先,对框架柱的截面进行设计,确定其抗震等级,利用PKPM进行分析,而后再根据控制因素允许值对柱的截面尺寸进行修正。

5、构件配筋

构件的配筋工作是结构设计的重点,配筋时不仅要满足构件的力学性能,更应当充分考虑到构件截面的限制条件。配筋时要充分考虑到构件的受力形式,尤其是构件剪力突变的位置,其受弯钢筋布置要合理。同时,钢筋的布置不仅要保证截面积达到受力要求,同时还要保证混凝土外表层厚度达到设计规范要求。进而保证钢筋混凝土结构的协同工作效果,确保钢筋混凝土结构的安全性。

四、BIM技术在大型商业综合体建筑设计中的应用

1、三维建模

在大型商业综合体建筑的建设过程中,不仅要考虑到建筑结构的稳定性,还要考虑到建筑内部与外部的美观性。利用Revit软件,不仅可以对建筑设计的效果图进行渲染,更加清晰的展现出建筑建成后的预期效果,而且还可以通过合格过程,发现建筑设计中存在的瑕疵,准确及时的纠正,最大限度避免因后期施工发现问题而产生的设计变更,为工期可控和成本可控提供技术支持。

根据项目承发包模式、管理组织形式和施工技术要点的不同,可综合考虑实际情况,合理建模。不仅为施工总承包单位提供全局性参考,还可以根据工艺流程和专业工作,为分包单位提供直观清晰的认识。同时,建模效果图也可以为施工总承包管理方的工作提供参考,安排现场施工队伍、调配设备、编制施工进度更加合理。

2、空间净高检测

作为一个结构较为复杂的综合体建筑,其在结构设计时,按照相关设计规范,其构件尺寸会受到限制,尤其是建筑空间净高的限制。大型建筑物内部结构与其他小型建筑物相比较,复杂程度较高,也就导致无法准确对建筑物内部高度进行估计,为妥善解决这一问题,将BIM 技术应用到其中,可以对大型建筑物的内部空间进行准确估计。在相关设计规范中,明确规定了不同建筑物内部结构高度。

3、选择最优项目设计

设计方案的选择对于业主方来说十分重要,这需要综合考量项目的经济效益和社会效益。选定的设计方案不仅仅要兼顾功能区域,更要保证外部景观和内部设计迎合大众审美心理,能够尽可能多吸引有消费能力的人群集中。这对设计与施工都提出了较高的要求,不规则构件的大量使用使得综合体建筑需要BIM技术作为支持,对建筑物的架构信息、规则信息、物理信息等进行收集,并构建建筑物模型。

这样可以令业主方更为直观的了解设计方案的优势与劣势,并且可以用数据,直观的展现出来。模型的可视性优势与数据分析的科学性特点,都便于业主方更加清晰的了解方案,做出更加合理的判断。如此不仅便于业主方快速做出选择,最大限度缩减项目前期相关工作的进程,更为之后设计变更可能性的减少奠定了基础,对成本控制和工期控制起到积极作用。

4、碰撞检测和协同设计

建筑物三维立体模型构建完成后,可以对技术性问题进行分析和解决。针对设计人员,其主要问题体现在大型建筑物的楼体设计,由于在传统的建筑设计中不能够借助于现代先进技术,无法准确的对建筑物设计中存在的问题进行妥善解决,但是在对楼体设计中需要借助于三维立体,以避免两个楼体间发生碰撞。

结语:BIM技术的应用,不仅仅要做到利用优势平台和共享资源解决实际问题,更要不断研发创新,升级优化技术平台,更好的解决实际问题,提升建筑设计质量。大型商业综合体建筑的设计,没有完成时只有进行时,其设计质量提升依靠的便是BIM技术的优化。

参考文献

[1]楚奇.大型商业综合体建筑设计BIM技术应用研究[J]城乡规划.2017,(22).

[2]徐锐强.浅谈大型商业综合体建筑结构设计[J]规划与设计.2018,(11).

论文作者:刘昱晨,张栋平,林约翰

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期

论文发表时间:2019/4/25

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