1 BIM技术概述
BIM即为建筑信息模型,是利用现代信息技术发展而来的一项软件性工具。BIM技术具有可视化、协同性、模拟性优势,广泛应用于建筑工程建设全生命周期。在建筑结构设计阶段,应用BIM技术可以实现对建筑结构信息的全面收集与处理,并以计算机为载体,实现了设计图纸从二维平面向三维模型的转变。借助BIM技术完成三维建筑模型的构建,通过分析模型数据完成参数设计,从而实现对设计图纸可行性的检验,对各项参数进行优化调整,最大限度提高建筑结构设计质量,从而为后期建筑施工安全稳定提供可靠依据。
2建筑工程结构设计的不足
改革开放以来,我国建筑行业随着经济的飞速增长在持续快速发展,但建筑行业的结构设计过程中仍然存在很多的问题和缺陷,这些问题和缺陷主要体现在设计软件不够完善、建筑结构设计的程序不够规范。第一个问题主要体现在建筑行业在使用BIM技术的同时会用较多辅助软件,但因为BIM技术进入我国时间尚短,很多的软件使用的是盗版或者简化版本,不能很好地辅助BIM技术发挥作用,应用效率不高。另外,建筑结构设计程序不够规范的问题,主要是因为我国建筑设计行业起步较晚,设计流程不够科学。在我国建筑结构设计各个子项目中,大多都是不同专业的人单独完成自己的领域,子项目之间缺乏合理沟通,在遇到一些疑难问题时不能统筹解决,造成项目滞后、浪费项目资金的后果。且即使保证了各个子项目之间的进度统一性,也无法保证各个子项目之间的工作人员能够进行有效技术信息交流,进行联动设计,极易导致施工项目返工,使得整体项目难度系数增大。
3 BIM技术在建筑工程结构设计中的应用
3.1控制设计过程
建筑工程项目本身是一个周期较长的建筑工程活动,在开展建筑工程活动之前需要制定严格的建筑工程规划来对施工过程进行指导。如果建筑工程规划或设计方案存在问题就会影响建筑工程的整体质量以及无法按照合同约定的周期完工的风险,这会对企业造成严重的危害,甚至会造成负面的社会影响。为了解决这种状况,越来越多的施工企业开始引入BIM技术来指导施工过程,实现了对施工过程的实时监控。通过建立与建筑工程相关的数据库,使得数据能够反映在三维模型当中,通过可视化系统对这些参数进行调整使得建筑工程结构的科学性得到有效发挥,最终能够保质保量地完成施工项目。
3.2制作三维模型
BIM技术通过信息化技术作为基础,利用建筑相关软件来对建筑工程的各项技术参数进行设定或修改。这项工作可以通过BIM技术的三维模型建造来进行辅助,设计人员能够通过三维模型对建筑结构整体以及局部进行清晰的了解,并对其中的数据或参数进行修改。建筑整体以三维的模式在电脑中进行有效的展示,设计人员可以通过在电脑中操作三维模型并对三维模型中所展示出来的数据进行修改,也可以通过三维模型对建筑所具备的功能来进行查看或审核。相比较传统的建筑审核模式,通过三维模型能够实现传统审核模式无法实现的功能,例如对于建筑中某个结构的受力情况,BIM三维模型能够清晰的计算和展示某一个结构的具体受力参数,甚至能够对建筑地基所承受的重力进行计算。这种计算和展示对于建筑物项目的正常开展有着非常重要的作用。随着现代建筑的层数越来越高、结构越来越复杂,在没有引入BIM的状态下,很难想象如何对建筑物的各个部分或整体的受力情况进行计算和分析。通过三维模型的放大对建筑结构进行分解,审核人员便能够对结构的科学性以及整体设计方案的可行性有着清晰的了解。通过三维模型除了能够对建筑物的受力情况进行模拟和反应之外还可以通过BIM技术来对建筑物当中所需要安装的各类设备、管道、电气设备进行模拟,这能够有效的加强建筑物内部设备安装的合理性,这是传统平面设计图纸根本无法实现的功能。
3.3运用BIM技术深化设计
在进行建筑工程结构设计时往往只是产生了众多的想法和构思,这是开展建筑工程设计的前提条件,后续的所有设计内容都应当围绕起初产生的想法和构思来开展。在应用BIM系统之前,就无法对这些想法和构思进行实践验证,为了能够对众多的想法和构思所产生的设计进行验证,从而选择最优的方案就需要通过软件来验证想法和构思,这时可以采用与BIM相关的一系列软件来进行建模,从而实现了方案选择以及方案定稿之后对其开展的优化和完善措施,这种设计思路相比较传统的设计方法有了更高的可行性。除此之外,设计过程应当强化利用BIM技术所提供的其他功能,例如建筑结构的性能模拟以及参数设计,在可视化功能的基础上能够进行建筑结构的演示过程,并能通过BIM系统与业主方等其他建筑相关方进行有效的沟通,使得建筑物计划的可行性得到了加强,使得最终所获得的设计方案具备较高的质量。
3.4可持续设计思路
可持续发展是当前我国的社会发展核心思路,所以在进行建筑设计的过程中应当将可持续性发展融入到建筑设计过程中。要将软件所提供的各项功能进行充分的应用,通过对建筑项目周边环境的数据采集工作来通过软件进行分析,这些采集的数据中包括在建项目所处地区的地质结构、气候特征、光源属性,这对于建筑物设计过程中所涉及可持续性发展思路的众多功能有着非常重要的影响。例如,建筑的采光就可以通过更加科学的利用自然光源使得建筑物获得生态节能的效果。以此类推通过对建筑周边环境的数据采集然后通过软件进行建筑模拟设计使得建筑物的节能环保特性以及经济效益和社会价值得到了较好的统一,并加强了生活在建筑物中居民的舒适感。
3.5绿色建筑中的应用
绿色设计是当前我国建筑行业所推崇的重要设计思路,也是在低碳理念的背景下所能够获得的最佳方案,然而在进行绿色设计的过程中存在较大的困难,绿色设计受到周边环境影响和外部环境影响较大。为了解决这个问题设计人员在通过BIM进行建筑设计的过程中应当更多的考虑建筑物所处环境对建筑物本身的影响,例如是否能够通过对建筑物设计过程中光照所带来的影响,进行调整使得建筑物能够更多的应用自然光,这些设计都应当依据人体所能够感受到的最适宜的温度和环境作为设计标准。例如在进行建筑屋顶设计的过程中应当对待选材料进行甄别或实验。要选择本身具备较好的隔热保温能力的材料,使得在季节发生转换时室内仍然保持较为稳定的温度,降低人们使用制冷制热设备的频率,实现了建筑物的节能效果。
4结束语
总之,BIM技术作为当前建筑结构设计中的新兴技术,还有很多细节需要不断地进行优化。但就目前BIM技术在我国建筑设计领域的应用而言,能较大程度地提高建筑工程的整体设计效率和设计质量,并能借助BIM技术可视性、综合性的特点,优化建筑内部结构布局以及外部形体,优化建筑结构,提升建筑安全性和稳定性。对整体提升我国建筑行业生态环境,发挥着不可替代的积极作用。因此,建筑设计人员要提高对BIM技术重视程度,不断提升BIM技术在建筑结构设计中的应用水平,促进我国建筑行业的健康发展。
参考文献
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