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建筑结构设计中BIM技术的应用

木木文档网 发表于:2022-11-16 10:10:08 来源:网友投稿

摘要:为实现建筑业信息化,加快发展现代建筑产业新体系,国家将BIM应用推广列入“十三五”规划纲要。随之BIM技术应用成为建设、勘察、设计、施工企业和科研单位研究和实践的热点。将BIM技术的应用引入在建筑工程结构设计过程中,可加强建设人员之间的协作,以建造出经济合理、安全高效的建筑。

关键词:建筑结构设计;BIM技术应用

在工程项目数量和规模日益增长的今天,人们对建筑工程质量安全关注度越来越高。而建筑结构设计质量好坏可对工程项目质量产生直接影响,BIM技术在建筑结构设计中的价值逐渐体现出来。在建筑结构设计过程中,设计人员通常会利用BIM技术进行建模,结合计算、信息及数字化等技术对工程项目设计可行性进行探索。BIM技术是建筑结构设计中的重要手段,对建筑施工企业发展具有重要影响,值得相关工程项目设计人员应用研究。

一、BIM信息技术特点

(一)可视化

对于建筑设计工作中BIM信息技术的有效应用,可视化是比较重要的一个方面,这种可视化特点主要就是指相应建筑工程项目设计中借助于BIM信息技术能够实现直观呈现效果,对于建筑工程项目的各个组成部分借助于模型进行处理,如此也就能够提升了具体建筑设计工作的可操作性,对于设计人员工作的落实起到了较大的便利效果,最终有效提升和规避了可能出现的各类隐患缺陷。

(二)模拟性

BIM技术可以模拟真实的建筑物来构建立体的工程模型,建筑模型对建筑设计和施工具有重要的参考意义。例如,在计算建筑材料的承载力和材料比例时,按经验计算的比例值有时并不符合建筑工程的实际比例。通过BIM技术,将数据计划输入到数字仿真系统中,以模拟不同材料构成的建筑结构的承载力。最后,系统会根据模拟数值自动生成统计图表,帮助设计师找到最佳比例点。

二、建筑结构设计中 BIM技术的具体应用

(一)在结构构件设计应用

楼梯、梁、柱及楼板等都属于建筑结构设计中的组成部分,设计人员需要进行相关钢结构构件、预制构件和现浇构件设计的合理设计。其中现浇构件在工程项目施工中比较常见,设计人员在设计现浇构件时需要对管线走向和建筑功能要求等进行合理选择,以防建筑结构出现冲突问题。在建筑结构构件设计方面,设计人员可利用BIM技术进行构件合理设计,有利于减少工程项目设计中的构件冲突问题。钢筋混凝土结构是建筑工程项目中的重要内容之一,在钢筋混凝土结构设计时,设计人员多选择平面法进行图纸转换,利用特殊符号标注图纸,使建筑结构图纸设计内容更加全面。设计人员可利用BIM技术从多个角度和环节展示钢筋混凝土结构平面,在数据信息提取方面更加方便。在建筑结构设计标准完善方面,设计人员可利用BIM技术进行项目样板设计,对其表达方式、线型和字体等进行标准化设计。

(二)在钢结构建模中的应用

BIM技术在钢结构建模中的应用,使得其能够在实际的建模过程中迅速且精准的获得各种所需要的参数信息,并且还能精准的计算好各个螺栓之间的距离等,相关操作人员只需要根据其提供的信息并确保其参数合理之后即可进行具体的操作。这就大大的提高了钢结构建模的工作效率,并在一定程度卜提高了钢结构建模工作的质量,减少了相关问题的出现概率。

(三)设计协同及优化

设计阶段,基于BIM技术的三维模型也可导入其他专业分析软件做进一步的分析和模拟实验,比如紧急疏散模拟、热能传导模拟、日照分析、采光模拟、风洞模拟等等;在设计完成后的招标阶段和施工阶段,则可进行4D模拟,即对项目工程进行项目时间加3D模型的模拟,通过4D模拟确定施工方案和施工指导等,BIM技术的运用,让三维模型与施工进度安排实现协同和优化,便于设计方和施工方面的沟通交流,科学合理地优化施工进度,解决楼梯、坡道及楼层净高不足问题、设备管线综合碰撞打架问题、预留管道位置不准问题等,避免设计疏漏和返工,使得设计方和施工方的项目经理能对项目的进行有着全方位的把握和了解,确保施工进度如期进行。

(四)集成化设计

在设计的过程中应用到集成化设计是将工程学考虑在内的,工程学知识在建筑设计中的应用可以使整体的设计方案更加的完整,可以优化建筑的性能,提供全新的综合策略。绿色公共建筑设计是一种新型的设计形式,应该多多思考复杂的分析模型,传统的设计方法和思路會严重影响设计的进程,不能够进行高效准确的设计。利用BIM技术可以提高设计的速度,对信息准确性的把握也可以加大,依靠建筑师的经验进行定性分析已经不再允许,BIM技术可以提供准确的数学逻辑帮助进行定量分析。

(五)参数化设计

很多现代建筑都面临一个对建筑几何进行理性描述的难题,和传统的方盒形建筑相比,创新型建筑的形体往往非常复杂,涉及很多自由曲面等的变化,传统的设计工作流程己经很难高效准确的完成设计。现在可以借助BIM技术的数字化设计平台,对这些复杂的几何变化进行理性的分析和设定,包括从几何学的角度上面对异形建筑的平面和三维空间生成进行准确的定义和呈现。对于无论是平面还是立体的几何体生成过程的描述都可以被称为生成算法。而算法则是参数化设计的核心,其最终目标是以最快的速度和最少的步骤生成海量的包括建筑几何在内的各种数据。实现上述目标的手段则是根据设定的算法在参数化软件中建立关联性模型,通过参数的输入和调节,计算机自动完成复杂的运输,并实时输出设计成果。

三、结语

BIM信息技术在建筑设计中作为一种新型的设计辅助方式并且具备一定的优势,虽然在建筑设计中发挥出了非常重要的作用,但是与此同时也存在着许多的问题,因此在实际工作中应当结合项目本身的具体情况并且采取切实可行的解决措施,给BIM信息技术的有效应用打下坚实的基础,从而推动我国建筑设计的进一步发展。

参考文献:

[1]周巍.BIM技术在建筑设计中的应用[J].山西建筑,2017,43(29):3435.

[2]石英波.BIM在建筑设计中的应用[J].建筑技术开发,2017,44(17):28-29.

[3]汤晓凡.BIM技术在建筑设计中的应用研究[J].福建建筑,2017(06):44-46.

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