BIM技术在建筑结构设计中的应用研究
白羽 王兴雷
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白羽 王兴雷,. BIM技术在建筑结构设计中的应用研究[J]. 设计研究,2023.1. DOI:10.12721/ccn.2023.157003.
摘要: 在过去的建筑结构设计过程中,设计师通常依靠CAD软件进行二维设计,导致建筑结构在设计过程中难以发现的问题,进而影响建筑结构的设计质量。因此,只有借助更优秀的BIM技能对建筑结构进行设计、检测和制作,才干更好地确保建筑工程的整体质量。
关键词: BIM技术;建筑结构;设计应用
DOI:10.12721/ccn.2023.157003
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1BIM 技术概述

修建信息模型(BIM)作为修建行业的新生事物,在我国出现已有十年之久。近十年来,经过不断的推行和实践,BIM技术的使用不断发展。目前,BIM技术已经得到了广泛的使用,并取得了越来越多的成果。经过理论探究和使用实践,人们逐渐意识到BIM不仅仅局限于规划作业中的使用,它还涵盖了建造项目的全生命周期,包括建造项目的决策期(初步证明和剖析)、施行期(规划阶段、施工阶段、采购活动等)和运营期(运营)。为建造项目参加方(出资方、开发商、政府办理、规划、施工、项目办理咨询、材料设备供货商、设施运营办理等)供给服务,为其供给高效的协同作业渠道;经过加强各参加方的和谐作业,可以减少因项目各参加方作业不和谐而造成的出资损失,加快建造进度,提高工程质量。BIM模型是建造项目信息的载体。BIM模型的DATABASE是分布式的、动态的,在使用进程中会不断更新、丰厚、丰厚。工程建造信息化的发展趋势是根据BIM的数字化建造。在此基础上,修建业的生产组织形式和办理模式将产生与这一趋势相适应的巨大变化。但无论在国内外,目前BIM的使用多集中在项目的规划和招投标阶段,首要用于验算规划、各类模型展示或添加时间轴后的施工阶段的进度展示。依然有少数使用程序尝试真实挨近构建的第一线需求。

2建筑工程结构设计中的BIM应用

2.1控制设计过程

建筑工程建设周期比较长,在施工前,首先需制定完善的施工规划方案,为施工环节提供指导。在建筑工程设计方案中,如果存在偏差,则会对后续施工的顺利开展以及施工质量控制造成不良影响。对此,很多企业对于BIM技术的关注度逐渐提升,将BIM技术应用于建筑工程结构设计以及施工管理中,可对项目建设全过程进行监控管理。另外,结合各项参数创建数据库,并反映到建筑工程BIM模型中,通过应用可视化系统,即可对各项参数进行调整,提升建筑结构设计的科学性和合理性。

2.2制作三维模型

在BIM技术的实际应用中,可将信息技术作为基础,采用各类软件对建筑工程各项技术参数进行合理设定和调整。在此过程中,可利用BIM技术创建建筑工程三维模型,设计人员查看三维模型,即可了解到建筑工程结构布局以及局部特征,对各类数据参数进行修改。建筑工程整体结构可以三维立体形式展示在计算机中,设计人员通过计算机即可查看三维模型,并且根据设计要求对模型中的数据进行修改,同时查看建筑工程各项功能。

与传统的建筑工程结构设计方案审核相比,通过利用BIM技术创建三维模型,可对建筑结构设计中的各项细节进行分析。比如,在确定建筑工程中某个结构的受力情况时,可在BIM三维模型的基础上对受力参数进行计算,同时还可对建筑工程地基结构的承载力进行计算。建筑工程建设高度不断增加,结构复杂程度也显著提升,在建筑结构设计中,为详细了解建筑整体和各结构的受力情况,可引入BIM技术,放大三维模型,对建筑整体结构进行分解,便于对结构设计方案进行审核。

2.3运用BIM技术深化设计

在建筑工程结构设计中,设计人员首先构思设计方案,为结构设计提供良好条件,在后续设计中,均应当将构思作为基础。在BIM系统应用前,无法对各类构思展开实践验证,为了能够对设计构思基础上所产生的设计方案进行验证,并且选择最优方案,可利用相关软件完成,对此,可应用BIM相关的各类软件创建建筑模型,在选择设计方案后展开优化设计,与传统设计方法相比可行性比较高。另外,在建筑结构设计中,可充分利用BIM技术的各项功能,比如建筑结构性能模拟功能、参数设计功能等,同时,可在可视化条件下对建筑结构进行演示分析,参建单位可在BIM系统的支持下沟通交流,提升建筑工程设计计划方案的可行性。建筑结构深化设计中,BIM技术的作用如下。

2.3.1协同设计

基于BIM技术开展系统设计,可发挥信息共享功能,便于各方沟通交流,保证信息传递的高效性,促进设计效率的提升,避免在协同设计中重复劳动。比如,Revit软件可提供两种协同模式,其应用范围有所不同:第一,工作集协同。如果多名设计人员需与在同一时间编辑同一模型,则可应用工作集协同。在这一模式的实际应用中,首先需创建中心文件,设计人员在此基础上编辑本地文件,然后再传递至文件中心中,将工作成果与中心文件相匹配,对于中心文件的内容,也可下载至本地。在工作集协同作用下,可保证个人模型和中心模型的同步性,促进本地和云端信息传递效率的提升。另外,相关工作人员也可对各类文件进行实时更新,或者选择上传文件、下载文件,保证文件的安全性。但是,在工作集协同中,对于网络条件、硬件设备以及数据安全管理的要求比较高。第二,链接协同。在这一模式的实际应用中,所有设计人员独立编辑模型,如果有需要,可链接其他模型,同时将其他模型作为参照创建自身模型,或者与其他模型对比分析。链接协同存在一定的弊端,即无法编辑他人的模型,因此,实时性比较差。

2.3.2碰撞检测

在利用BIM技术开展建筑工程结构设计时,各专业模型创建完成后,可利用软件技术对模型中的各类构件进行碰撞检测,判断各类专业之间是否有冲突,比如结构设计与机电设备安装位置之间是否有冲突、建筑结构与管线排布净高是否有冲突等。在Revit环境中,要求应用碰撞检测软件,对于Revit中的结构模型以及机电模型等,均可导入至Navisworks软件中,首先设定碰撞检测的判断条件,然后开展各类主体模型的自由选择碰撞检测,最后根据检测结果绘制检测报告。对于建筑结构设计模型、机电设计模型等,均可进行碰撞检测,进而发现建筑结构设计中各类专业设计之间所存在的冲突,据此对建筑工程结构设计方案进行优化调整,避免在后续施工中不同专业之间产生冲突,提升施工效率。

2.3.3平法施工图绘制

在建筑结构图纸设计中应用BIM技术,可创建建筑工程三维模型,获取大量专业的信息数据,为图纸设计提供大量数据资料。BIM技术具有可视化特征,在可视化条件下设计图纸,可提升图纸的立体感以及层次感,因此,与传统的二维图纸相比,BIM技术的优势显著。在BIM可视化技术的设计应用中,设计人员首先创建建筑三维模型,然后对设计方案进行调整,优化细节设计,对建筑工程整体结构进行观察分析。即使建筑工程建设规模比较大,也可利用BIM技术对设计方案中的各项细节进行仔细观察,避免在后续施工中出现各类风险。

3结语

本文对BIM技术在建筑工程结构设计中的应用方式进行了详细探究。在工程项目建设中,结构设计是十分重要的内容,结构设计的合理性会对建筑工程施工的可行性、经济性产生较大影响。对此,可将BIM技术应用于建筑工程结构设计中,创建建筑工程三维模型,对不同专业设计方案进行检测分析,对各项设计参数进行调整,提升建筑工程结构设计效率,对施工成本进行严格控制,同时为实际施工提供指导。

参考文献

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[3]郑凯轩.BIM技术在建筑结构设计中的应用[J].江西建材,2022,(02):93-94.

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