摘要:与传统的建筑结构相比较,BIM技术在建筑结构设计中的应用能有效的保证结构的稳固性,并能够在此基础上对其建筑结构各部分进行优化,从而提高了其建筑结构设计的质量和美观性。
关键词:建筑;结构设计;BIM技术
1BIM技术概述
1.1BIM技术的含义
BIM主要是基于不断发展的网络技术下形成的对建筑架构进行信息与数字化建模的技术,而这种技术不仅能够让建筑结构设计以三维立体的形式展现出来,方便设计人员对建筑构造的直观研究,而且拥有功能强大的信息储蓄库,使建筑结构的设计工作更能顺应当前社会现代化的发展趋势,实现自身平稳发展。
1.2BIM技术的特征
1.2.1信息整合性
BIM技术中所体现出的信息整合特征主要围绕着设计前期与设计过程两个方面。随着BIM技术在建筑结构中的应用不断深入,其构建起的建筑结构设计模型也为其他设计工作所需信息提供了重要的参考数据,由此可见,BIM对于建筑结构设计工作中的信息数据具有一定的整合性。不仅如此,所有参与到建筑结构施工的工作人员都可应用此种技术对建筑总体信息进行查阅与使用,增强了建筑结构设计信息的公开化与透明化。
1.2.2协同性
在建筑结构设计中应用BIM技术不仅能够构建出详细的建筑信息模型,还可搭建起1个设计部与施工部等其他部门协同合作的平台,通过对建筑设计前期具体信息的全方位分析,大大提升建筑设计方案的合理性与科学性,为企业的团队力量注入新鲜的活力。
1.2.3数据关联性
建筑结构设计中BIM技术的应用可关联建筑设计工作总体数据。例如:在建筑结构设计方案进行查漏补缺时,设计人员可利用BIM技术进行工作数据的同步更新,无需再重复修改设计图纸或是三维建筑模型,不仅减轻了设计人员的工作压力,而且也保证了建筑结构设计信息的完整与准确性。与此同时,利用BIM技术还可模拟出建筑施工阶段的过程,使设计人员不必就外在因素进行过多考量而设计多种建筑结构的方案,从根本上提升了设计人员工作的效率与质量,同时,也为企业能够在如今众多的竞争者中拔得头筹奠定了坚实的基础。
2建筑工程结构设计BIM技术主要优势
2.1三维可视化
将三维实体模型作为设计的基础,对不同构件间保持的空间关系进行形象表达,为工程建设参与各方的技术交流创造便利。对规模较大的复杂结构而言,单纯依靠平面图和立面图一般难以找出自身专业和在与其它专业进行协作配合时潜在的问题。但通过对这项技术的应用,能对设备与结构两大模型开展动态演示,检查确认所有构件之间的空间关系能否达到要求,同时完成碰撞检查,最终确定最佳方案。
2.2实体配筋
通过对BIM技术的实体配筋应用,能对部分复杂节点的钢筋布置实施模拟,通过模拟能提前找出并解决问题。此外,结合施工方面的要求,根据实体模型,还能为其它的工程量计算等工作提供参考,确保钢筋下料一次性准确完成。
2.3参数化、协同设计
对模型而言,其参数化主要表现为两个方面:①构件定义实现参数化;②图元间保持的约束关系实现参数化。通过对这种关系的合理应用,能在保证可编辑性的同时提高建模工作效率。过去的二维图元组成要素,没有实际的物理意义,一处修改后不能达到处处更新的目的,而BIM给出的所有视图都将数据库模型作为基础,所以它能在一处修改以后达到处处更新的目的,从而大幅减少或直接避免人为失误。
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3建筑结构设计中BIM技术的应用分析
3.1 结构化建模与可视化
基于BIM技术的建筑结构设计通过构建结构信息数据库实现立体构件与属性数据库的关联,设计人员可以在结构数据库的支撑下构建建筑结构的形体,以大跨度建筑物中的常见的钢结构为例,设计人员在设计钢结构时会涉及到梁、柱、铰等基本构件单元,并将这些单元进行参数化与有效地组合连接,实现不同构件的有机集成,在整个设计过程中,设计人员可以基于BIM技术构建建筑三维实体模型,并直观观察建筑构件,分析建筑结构的功能布局,以对建筑结构的形态、尺寸等形成清晰的认识与把握。
3.2 优化建筑结构质量
建筑结构的质量关系到建筑工程施工的质量以及工程竣工后住户居住的安全性与舒适度,因此,对设计的建筑结构进行可行性、合理性检测具有重要的工程意义。传统的基于CAD等建筑软件设计的二维平面建筑结构设计图缺乏立体性,单单从二维平面图、侧视图、俯视图等方面设计人员无法直观地判断出建筑结构中个体与个体、个体与整体的碰撞性,极易忽略模型的碰撞问题,导致在后期建筑工程施工过程需要进行设计变更,影响工程施工进度,更有甚至会威胁到建筑工程的施工质量。BIM技术为建筑结构设计方案提供了直观立体的可视化呈现效果,设计人员可以对三维立体设计进行全方位浏览,消除建筑结构设计中的碰撞问题,同时,BIM技术中的自动化检测工具可以通过预先设置的规则自动检测建筑结构之间的不合理、不合规问题,设计人员可以以此为参考对设计方案加以调整优化。
3.4三维碰撞试验
针对施工过程中设计图纸与实际的施工状况不相符的突发情况的发生,通过BIM技术能够在施工之前完整的检验设计图纸的可靠性,并通过碰撞试验来实现对工艺设备、工艺土建、工艺管线等等的检查,在最大程度上避免在实际工程过程中出现错误的情况,从而保证建筑施工的总体质量以及水平,在合理的施工进度条件下保质保量的完成施工工程。
3.5 协同设计过程
传统的建筑结构设计大多基于建筑软件进行单独设计作业,然后在由团队进行协商与分析,再由负责的设计师单独对设计方案中的不足进行调整与修改,这样的设计模式无法发挥设计团队的力量与协同工作能力,难以保证设计方案的科学性。基于BIS技术的建筑结构设计保证了建筑结构设计团队能够高度参与到同一设计项目中,通过建筑结构三维模型的展示与动态演示,设计团队中的所有人员均能够根据建筑结构模型进行设计任务的分配,设计师可以就其所给定的设计任务进行立体构件的新增、删除、修改以及内部设备的配置,最后再通过集成化手段将不同设计师所设计的内容进行有效汇总与整合,保障设计工作的正常有序开展,极大地提高建筑结构设计的工作效率。
3.6 简化设计交底
设计交底是设计结束阶段与施工准备阶段的过渡环节,在这一环节,建筑设计单位需要将建筑结构设计等详细设计资料提交给建筑工程的施工单位,施工单位需要领取相应的施工图纸,同时要负责对图纸和资料进行完整性检查,保证所拿到的资料是齐全的。同时施工单位需要组织专门的人员对设计图纸内容进行学习,在工程类图纸设计交底阶段,所有参与设计图纸的单位需要协同剖析并处理专业图纸之间的矛盾与不解之处,针对存在矛盾的地方可以充分利用本次机会加强沟通,针对标注有遗漏的地方需要落实到具体的单位予以补充修缮,如果图纸中的内容有矛盾和错误,需要及时提出并洽谈修改。现有的设计交底过程与工序相对繁杂,不利于建筑工程的进一步开展。BIM技术为建筑结构设计方案的共享、协同、调整提供了非常便捷的平台,设计交底阶段不同的单位,如施工单位、设计单位、工程负责单位等可以借助BIM技术的共享性对建筑结构设计三维立体方案进行直观浏览,针对存在疑惑的部分多方可进行在线实时调整,以提高建筑结构设计的合理性,同时极大地简化了设计交底的流程。
4结语
目前在基于日益激烈的竞争环境的背景下,建筑企业要想取得一定的优势,则必须重视对新兴技术的研究和应用工作。BIM技术作为现阶段提高建筑结构设计水平的重要技术,相关企业要认识到其重要性和现存的问题,并通过一定的措施提高其实际应用的水平,从而推动自身的发展。
参考文献:
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[2]庄彦春.建筑结构设计中BIM技术的应用管窥[J].甘肃科技纵横,2016,45(09):69-70+27.
[3]须六平.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].工程建设标准化,2016(09):63-65.
论文作者:杜宏方
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/12
标签:建筑论文; 建筑结构论文; 结构设计论文; 技术论文; 设计人员论文; 模型论文; 构件论文; 《基层建设》2018年第24期论文;