BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究
李滟鹃
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李滟鹃,. BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J]. 中国设计,20246. DOI:10.12721/ccn.2024.157312.
摘要: 随着国家科技的持续发展与进步,BIM、信息技术、云计算等先进技术正被应用于各个产业和领域,尤其是BIM技术在建筑工程中的应用最多。BIM技术在建筑结构设计中的应用同样具有重大的意义和优势,其将项目的各个环节紧密相连,还能对项目进行计划和调整,确保总体质量、工期和成本。本文从BIM技术的特征出发,结合BIM技术在建筑设计中的优势,结合目前建筑设计中存在的科学性、合理性和可靠性不高等不足,将BIM技术引入到建筑结构设计中,并对BIM技术在建筑设计各个阶段的合理运用进行了深入的研究。
关键词: ​BIM技术;建筑工程结构设计;应用
DOI:10.12721/ccn.2024.157312
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1.BIM技术特点

1.1.可视性

BIM技术以计算机技术为基础,其中的三维建模技术可以通过收集施工信息,对其中的构件属性进行充分展现,从而清晰呈现施工模拟图以及各部分的细节图,大幅度提升施工过程中的可视化程度,更有利于开展核算工作以及资料分配工作等。并且,因为此技术具有可视化特点,所以,可以将可视化出图纳入招投标文件,便于招投标双方更好地掌握工作方案,也能保证施工方根据实际情况提高施工设计合理性,可以有效降低施工过程中出现设计变更情况的概率。

1.2.协调性

在建筑结构设计中运用BIM技术,能够更清楚地展现出整体的概念,能够利用BIM技术来展现各个工作过程中所使用的技术和数据,从而增强信息传递,确保各个方面的信息沟通的便利与高效。与此同时,这种技术还可以让各个部门更好地了解自己的工作内容和工作效果,以此推动自己的工作,提高项目的整体协调能力。

1.3.模拟性

BIM技术具有模拟性特点,可展开工程测验。在实际发展中,因为诸多工程均需在正式进入施工阶段之前进行检验,如果此过程应用传统的检验方式,则难以对工程的整体施工效果进行明确,甚至不能及时发现其中存在的安全隐患。而应用BIM技术时,通过其中的模型检验功能,可以了解施工整体情况,明确安全隐患,以降低施工结束后不良事件发生的概率。

2.BIM技术在建筑结构设计中的应用优势

在建筑结构设计过程中,需要考虑到工程内部出现的工程量相互交叉的情况,若仅应用传统形式的CAD二维图开展设计工作,建筑工程中的总工程量难以整体、全面地呈现,也就难以准确预估总工程量。而应用BIM技术后,建筑工程整体均处于可视化状态,各方面人员能够准确掌握工程量,更有利于对建筑工程量进行分析,并对相应的造价进行预测,从而更加有效地对工程造价进行控制,并提升后续各项成本估算工作的可操作性,使BIM技术在建筑工程造价控制工作中的应用效果更加良好。与此同时,应用BIM技术可以针对工程造价实施动态的、实时地控制工作。一般来说,需要以施工现场整体情况的变化为基础,对工程量的增减进行调整,并合理采用不同的措施,且工程量的变化以及施工措施的变化均能够及时被记录和统计,也就可以保障工程量持续处于明确的状态当中。同时BIM技术的应用也强化了图纸内容的审核工作,及时改正图纸中存在的不足,促使图纸内容能够得到全面优化,从而保障设计图在施工过程中充分发挥自身指导作用,能够有效避免设计变更、工程量变更以及返工情况。

3.BIM技术在建筑结构设计中的应用

3.1.明确BIM建模流程

在实际进行建筑结构设计之前,需根据图纸建立BIM模型,为了保证BIM建模工作的顺利进行,应建立完整的BIM建模流程,具体流程如下:一是项目BIM工程师根据正式施工图纸利用Revit建立最初BIM模型;二是在建模过程中对发现的图纸潜在问题进行汇总,并提出解决措施;三是创建各个工点场布模型,提出合理的施工方案及施工部署;四是对几何信息模型进行碰撞检查,并形成报告;五是基于初步模型进一步深化设计,提高模型精细度,达到LOD400;六是各专业BIM模型数据进行集成、整合,进行碰撞冲突检查,施工深化出图、工序工艺模拟施工,三维可视化交底。

3.2.地形、地貌检查

利用无人机进行项目施工现场勘测,可第一时间了解现场工况,利用可视化可攻克复杂地形方案设计,进行施工现场可视化模拟,辅助项目部进行施工决策,使项目管理做到精细化管控。利用BIM技术+无人机现场进行详细勘察,采集原地貌航拍图,使用Photoshop软件合并采集的多张航拍图为整体原地貌图,并统计需拆迁的障碍物及征地面积,能体现全线工程范围与各类障碍物之间的位置关系,经过分析做出合理的平面布置,便于施工现场工作开展进行部署,优化施工组织及施工方案编写。

3.3.整体布局规划

在实际进行建筑结构设计的过程中,需要考虑到施工范围以及周边环境,通过建立场地BIM模型,在场地规划设计和建筑设计的过程中,提供可视化的模拟分析成果或数据,减少对交通的占用,合理规划进出路径。场地布置是利用BIM技术对施工期间不同阶段现场的生产及生活设施,包括办公及生活临建、机械设备、材料堆场、道路交通等进行科学规划布置,正确处理好施工期间所需各项设施和永久建筑、拟建工程之间的关系,从而达到工程项目施工总平面布置的精细化管理效果。同时可完善企业标准临建族库,方便后续工程应用。

3.4.数字表面模型

将利用无人机生成的数字表面模型显示在电脑中,任何区域清晰可见,且坐标、标高等信息随时读取,通过地形地貌与基础、道路、线路等专业的配合可为大型机具和设备的位置和朝向的确定提供依据,辅助现场勘察,为大型临设布设提供决策依据,实现项目超前策划和快速履约。

3.5.碰撞检查

对场布方案进行多次模拟,利用BIM技术优化空间布局,合理利用场地资源,可视化调整方案,提高场地可用空间利用率,确保方案的科学性、经济性、可行性。通常情况下,在实际进行建筑结构设计的过程中,其过程较为烦琐,如果在设计过程中出现疏忽,很容易造成管道之间的碰撞,且设计人员之间缺乏有效的沟通,这也为后期的安装带来了一定的难度。针对这一情况,可以积极利用BIM技术对管道进行检查,检查其是否存在管线碰撞情况,而且对其进行检查可以在很大程度上提升管线设计的合理性,也可以在一定程度上保证安装质量和效率,提升企业的经济效益。BIM技术的应用对于不同模型的设计而言可以进行整合,使其成为一个完整的模型,并利用计算机分析工具对电气、水暖、通风的管道碰撞类型进行分析,并明确各管道的位置。

4.结束语

综上所述,随着我国城镇化进程的加快,目前建设项目的规模越来越大,数量也越来越多。同时,随着国家经济水平的提高,对建筑工程的需求也越来越高。所以,在施工过程中,必须更加科学、合理地设计建筑结构,从而确保建筑物的稳定和安全。随着科技和信息技术的不断发展,BIM技术也越来越完善,其已经被广泛地运用到了很多的领域和产业之中,尤其是在建筑结构的设计上,能够更直接地将建筑的真实状况展示出来,并且还能让设计方案变得更加的清晰,从而为接下来的工程建设提供便利。另外,BIM技术的运用,还能确保效果图的清晰度,从而达到可视化管理的目标。

参考文献

[1]张子川.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].工程技术研究,2021,6(21):92-93.

[2]叶小建.探析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].建筑科学,2021,37(09):195.

[3]李清奇.浅析BIM技术在建筑工程设计中的应用优势[J].新型工业化,2021,11(07):81-82.