BIM技术在建筑结构设计中的应用
摘要
关键词
BIM技术;建筑结构设计;应用
正文
引言
近年来,我国建筑行业的信息化发展迅速,BIM技术凭借着直观可视化、协调性好、效率高等诸多优势得到了推广应用。从建筑结构设计角度来看,利用BIM技术可为相关设计工作的开展提供有力支撑,有利于提高设计效率,完善设计方案,保证建筑结构方案的安全性与可靠性。
1BIM技术的概述
1.1BIM技术特征
BIM技术具备多方面特征。①可视化。项目管理者可应用BIM技术实现对建筑项目整体的直接监控,加强对建筑设计、施工阶段、运营环节等方面的了解、监督与管理,从而实现BIM技术方法的可视化操作。②模拟性。建筑工程可以通过BIM技术方法来进行施工现场的科学模拟,并借此协调建筑工程的各施工环节。同时,BIM技术还能模拟建筑项目工程建设的每个阶段,从而有效实施成本造价控制与质量建设管理。③相较以往的建筑技术,BIM技术可增强建筑方面的优化设计,从而降低建筑成本并缩短建设时长,减少建筑工程项目的成本造价控制。④BIM技术在传统技术的基础上进行了创新变革,构建直观性的3D立体模型替代建筑设计图纸,从而更好地完成装配式建筑设计。现阶段的BIM技术与云端技术相互结合,能够有针对性地处理建筑设计的某些弊端。而在装配式建筑设计中,其预制构件等也应与BIM技术协同设计,以建筑信息参数的精确设计为出发点进行融合调整。同时,BIM技术通过分析控制来有效降低设计误差,提高材料应用率。由此可见,BIM技术对于建筑项目的材料配备优化、成本造价控制、安全质量建设等都具有非常重要的作用,有助于施工单位效益的提升与建筑行业的发展。
1.2BIM技术在建筑结构设计中的作用
1.2.1突破了结构设计信息化难题
传统建筑结构设计中,主要依靠人工完成数据采集、图纸设计、数据整理等工作,效率低且设计精确性有所欠缺的,无法预测施工中可能出现的问题,以致发生结构缺陷、建筑用材过度浪费的情况。BIM技术的应用打破了传统建筑结构设计格局,实现了设计图纸的三维化发展,数字信息的可视化,降低了设计难度,也有利于结构设计过程的清晰化、完整化,提高结构设计效率与质量,减少因人为失误所致的资源浪费。
1.2.2实现了高效科学的施工管理
建筑结构设计中BIM技术的运用,可对施工过程中建筑结构情况进行模拟,及时发现可能出现的问题,并通过预演、计算实现结构设计方案的优化。此外,BIM技术通过计算机模拟、三维模型分析与场地布置共同管理,实现各种资源最优分配,提高实际施工效率,也有利于保障建筑结构施工整体质量。
2 BIM技术在建筑结构设计中的应用
2.1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。
2.2协同设计
和传统的信息断层问题相比,BIM协同设计提升了信息共享沟通的效率,让信息传递更高效,也让设计效率有了很好的提升,协同设计中重复劳动可以得到有效减少。比如Revit软件有两种协同模式,其对应着不同的应用范围和不同的优势。(1)工作集协同如果有很多设计人员需要同时编辑一个模型,那就可以用到工作集协同。这种模式需要建立中心文件,设计人员可以在此基础上编辑本地文件,然后实时上传文件中心,将工作成果与中心文件匹配起来,同时也把中心文件上的内容下载到本地。工作集协同能很好的完成个人模型与中心模型的同步,提升了本地与云端信息传递的效率。相关的工作人员可以做好文件的实时更新、上传下载,提升文件应用的安全性和及时性。不过这种方法对硬件、网络条件和数据安全性也有非常高的要求。(2)链接协同实际应用中,链接协同模式下,每一个设计人员会独立编辑模型,在有需求的时候链接其他模型,并以其他模型为参照完成自身模型的搭建和对比结合。缺点是链接协同不能编辑其他人员的模型,在实时性上比较弱。
2.3设备管线的碰撞检测
针对设备管线的碰撞检测,Revit提出的解决方案相比其他软件要简单许多,用较为科学的方式对模型进行类别的区分。但由于解决方案相对简单,检测与管线之间的碰撞解决起来相当复杂,对较为复杂多样的模型碰撞后的结果统计并不完整及完善。Navisworks能够解决Revit不能解决的问题,Navisworks可以自动化检测碰撞,并根据检测结果,列举出每个碰撞问题,还可以比对报告项目的碰撞模型,对其进行参照及查阅。
2.4设备管线模型分析
土建、传输管线及机器设备交叉集合之后,就能够开展传输管线的碰撞测试。协同合作是以BIM技术作为基础而搭建平台,在结构设计、施工和业主之间搭建可以沟通的桥梁,当工程发生问题争议时,就可以调用BIM技术获取的信息并将此作为依据和资料库存储。在结构设计中,基于BIM建立的建筑模型能够解决各专业的工作效率问题。以上可发现,以BIM技术搭建的平台系统能充分利用数据库来实现各专业沟通及解决数据更行不及时带来的一系列问题。BIM技术的“协同合作”,在一定程度上打破了原有的因专业不同、沟通距离的问题,大大缩短了不必要的设计周期,进而充分提升设计的工程质量与企业的经济效益。
结语
综上所述,在建筑工程项目实施中,结构设计是重要环节,结构设计是否合理直接关系到结构整体安全性、可靠性,也影响实际施工可行性、经济性。在建筑结构设计中,通过BIM技术的运用可有效提高结构设计效率,优化结构设计方案,工程实践中必须根据项目情况合理选择BIM软件进行建模,并落实相关碰撞检查、材料统计、模拟分析等工作,以此提高结构设计方案的科学性、可靠性,有效保障建筑质量。
参考文献
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