论述BIM技术在建筑结构设计中的应用探索

论述BIM技术在建筑结构设计中的应用探索

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摘要:目前,BIM技术的发展和应用已然成为一种趋势,越来越多的建筑工程选择它足以见得它的优点,拥有如此庞大的群体,BIM技术的发展潜能不可估量,正所谓乘风破浪会有时,建筑行业的前景也会因为BIM技术的发展而更加广阔。既然BIM技术的市场前景如此广阔,那么国家和政府应该大力推广这一技术,并且出台相关政策推动施工企业采用此技术。此外,现随着经济的发展与技术的进步,BIM技术得到了飞速的发展,已经能够在各种不同的专业或部门中,实现数据的共享,并且应用可视化的数字模型,实现对建筑结构的模拟分析,有效的提高了抗震设计的性能和质量,也保障建筑的施工的质量和安全。最大程度上提升建筑结构设计水平。本文首先介绍了BIM技术的相关概念,然后分析介绍了BIM技术在建筑结构设计中的具体应用,供学习参考。

关键词:BIM;建筑结构抗震设计;技术;判断

1、BIM技术及其优点分析介绍

1.1BIM技术简介

BIM技术指的是利用数字模型来实现对于建筑工程项目的模拟,从而使得建筑设计、建造以及运营管理过程更加的便利化与科学化的重要技术,这项技术的实际应用,不仅加强了建筑行业的继承性,还有效提升了企业的经济效益。因此,该技术对于建筑工程的设计施工环节以及成本控制管理方面,都具有重要作用。

1.2BIM技术优点分析介绍

BIM技术在建筑结构设计中的应用及其广泛很大程度上是因为,在进行设计时运用BIM技术设计出来的图纸更为直观科学实用,研究对比发现,BIM技术在建筑结构设计中的应用具有以下优点:

1.2.1设计图纸可修改

运用BIM技术所设计出来的建筑图纸,其中包含的所有设计信息,都是以整体建筑模型为基础的,如果发现问题,设计人员只需要进行针对性的修改,系统即可自行完成参数的调整和修正。这种设计图纸的自动修改功能,大大减少了设计人员在画图、改图工作中需要消耗的时间与精力,从而使其能够集中注意力,放在建筑结构体系和具体构件的合理性的设计上,可实现由系统对参数修改前后图纸的对比,从而选择最佳的设计方案,保证设计合理性。

1.2.2设计数据信息化功能

BIM技术的基础是现代信息技术,其核心在于信息,因此,相较于传统的设计软件模型,该技术最大的一个优势就是能够携带信息。从这个角度出发,将BIM技术模型作为建筑工程信息数据库,用于存储建筑工程建设过程中产生的所有设计数据,并有效维持这些数据之间的联系,使设计人员在提取数据时,只需要点击特定点,就可以及时获得最全面、最可靠的的信息清单,从而避免在数据查找上花费的时间,并有效避免数据的记录与输入误差,提高建筑结构设计实效性。

1.2.3工程设计一体化功能

应用BIM技术设计出的建筑模型,并非仅仅包括建筑工程的外观和结构体系情况,还包含了建筑工程各设备专业的设备、管道(线)布置等方面的设计。由此可见,BIM技术建立的模型,将建筑工程的各个方面都纳入其中,形成一种一体化的设计,这样可以在以安全性评价建筑结构的同时,考虑到建筑的合理性、舒适性、节能环保以及管道(线)布置等多个其他角度的评价,从而提高实际的设计可操作性效果。另外,BIM技术不仅可以提供平面图纸,还可利用BIM软件来处理并分析模型,将设计的出图、计算以及渲染等设计环节综合为一体。

1.2.4工程模型三维化功能

BIM技术的一大特色就在于它是一种三维技术,所以利用BIM技术所设计出的建筑模型,可以使用三维立体的形式呈现出来,设计人员只需要直观地对建筑结构立体模型进行全面观察,即可看到其中各种细节的设计与布置,例如暖通管道设置、墙体梁板建筑结构组件的设计等,并及时发现其中可能存在的问题,采取解决措施,进一步理解设计方案,提高整体设计质量。

2、BIM的建筑结构设计方法分析

2.1实现三维设计,可视性与立体感并存

BIM技术将建筑工程的数据与信息转换为图形和文档,在电脑中自动生成建筑模型并且呈现出立体效果,建筑师根据模型便可了解建筑的整体结构和内部细节,同时,建筑师还可以对模型数据进行调整,一旦数据发生变化,电脑便会重新生成建筑模型,这些所有的变化BIM技术都能够呈现出直观的立体反映,这样建筑师就能够在可视的情况下与其他部门进行沟通与交流,从而提高建筑决策的科学性与合理性。此外,利用BIM技术可以对建筑模型进行效果展示与相关测试,从而提高建筑的质量与精度,这样在建筑过程中也会节省大量的人力与物力,并且大大缩短建设周期,降低施工的难度与风险。

2.2实现信息多元化管理

BIM是一个共享的信息资源,一旦将数据输入其中,BIM就会自动分析数据为整个工程提供最真实可靠的决策。建筑师可以根据BIM提供的信息对工程建设进行衡量,适时插入、提取、更新和修改数据,从而提高整个工程的质量。BIM对信息的管理实现了整体与部分的高度结合,它可以将人们提供的零散信息进行整合,最终将整合后的数据以图像的形式呈现在人们面前。这种数字与图像的转换提高了可识别性,由此可见,BIM对信息的管理不仅仅局限于单纯的储存,更重要的是进行分析,从而使建筑工程在其整个进程中显著提高效率,大量降低风险。

2.3符合国家绿色生产标准

随着国家出台一系列环保政策,各行各业都严格执行国家政策,规范行业准则,为建设环保型社会做贡献,建筑行业也不外。建筑行业看起来好像并不会对环境造成危害,实则不然,建筑中产生的扬尘和废弃材料都会给环境带来危害,绿色建筑已然成为建筑业发展的必然趋势和必由之路。BIM作为一种新型技术,实现了对建筑空间信息、建筑材料以及设备等专业的相关数据信息进行数据集成与一体化管理。这种信息管理为建筑中材料的选择和应用提供了帮助,同时它还会对室外绿化环境进行分析,这就使得建筑方能够更方便、直接和精确的掌握绿化信息,从而可以进一步完善建筑的绿色性能。

3、BIM技术在建筑等专业设计中的相关应用

BIM技术具体根本上是利用三维技术来进行建筑结构模型的建立,从而将抽象的设计通过模型具象化体现出来,这是CAD技术绘制施工图的重要突破。运用BIM技术,还可以直观显示构建彼此之间的连接与联系,通过可视化技术,监控建筑结构受力的动态变化过程,为结构构件的设计提供重要依据,从而为结构设计方案的合理性提供保障。另外,BIM技术还可以帮助设计人员及时发现设计问题,并节约调整修改过程中所需要的计算时间。BIM技术在建筑结构设计中的相关应用主要体现在以下几个方面:

3.1BIM技术在建筑设计中的应用

工程建筑设计的第一步,就是建筑设计。在选定建筑的建设地点之后,就可以开始对建筑空间进行实地分析,该环节的重点在于对地形的勘察分析,尤其是对于一些地形较为复杂的情况,建筑基地地形分析至关重要。运用BIM技术进行空间分析时,BIM技术的初步探索能够为设计工作开阔思路,其分析的内容则包括了具体坡高、斜率、坡向等。例如,对于坡度的分析,可以首先利用GIS建模,模拟各项相关参数。这样,设计人员即可从不同的角度出发,生成一系列的设计基础数据,以供后期正式设计参考。在结束地形探索之后,即可开展建筑物空间规划过程。一般来说,建筑物的空间规划中,BIM技术的可视化技术能够得到良好的应用,可以将建筑物的内外空间完全以3D立体画面展现出来,设计人员即可对建筑的室内、空间分割、道路等各个空间的布置进行设计规划,并利用BIM技术的调试功能,结合实际的影响因素进行综合参考,最终得到最佳的空间规划模型。

3.2BIM技术在建筑结构抗震性能分析中的应用

在建筑结构设计的过程中对于建筑结构抗震性能分析一直都是设计的重难点,在传统的设计中为了对建筑结构性能进行有效的分析往往需要耗费大量的人力物力,需要通过各种公式的计算,才能够完成分析过程,且这种分析方式可视性较差,可能会影响建筑结构抗震性能分析结果的可靠性判断。因此在建筑结构抗震的初步设计阶段(包括超限工程)初步设计和施工图审查阶段均引入BIM设计,能使结构抗震性能分析更加直观和可发现。BIM技术针对分析要求,设计了相应的性能分析软件,只需要将BIM模型相关的数据导入软件,即可快速且准确地完成整个分析过程,并根据分析结果,可直观发现设计的不足之处,给予及时改正。

3.3BIM技术在钢结构设计中的应用

当前的建筑工程日益发展,工程规模也逐渐扩大,向着大跨度、大空间的趋势发展,其中,以钢结构的广泛应用最为显著。建筑结构中,钢结构的连接件、加强件布置等非常繁杂,因此给此种结构的设计造成一定困难。但是,运用BIM技术即可解决该问题,BIM技术能够自行对钢结构的梁高进行精确计算,针对所有的连接件实行专门设计,实现参数化处理,并通过数据共享功能,完成对钢结构中螺栓等连接件的数量、设置间距等的掌控,这样,如果有构建新连接件的需要时,设计人员只需调整相应的数据即可。对于加强件的设计,则可利用BIM技术绘制大样图,而设计人员只需参考设计位置,即可确定加强件的设置位置,从而避免钢结构中出现薄弱环节。

3.4BIM技术在建筑结构等各专业的协同设计中的应用

导入BIM模型的工程数据是处于不间断交流共享之中,这种交流共享主要体现在两方面:(1)借助中间数据文件,实现处于异地的不同设计软件之间的设计数据与信息;(2)设置中性数据库,可以实现在不同专业之间的数据信息传递与共享,并将水暖、土建、装饰等多个专业的设计内容进行有机的结合,通过统一处理平台,采取规范化的处理手段,保证系统内部的信息流畅。以这种数据的交流共享模式为基础,不仅能够保证对建筑结构设计因素的全方位考虑,还有效避免了设计细节的疏漏或不完善问题,发挥了重要的统筹作用。

4、BIM建筑结构设计方法中需要注意的问题

BIM是我国科学技术发展过程中的产物,它打破了传统建筑工程结构设计方法的垄断局面,为我国建筑行业的发展开创出了一片新天地。BIM技术对现代建筑业的贡献不置可否,但是,我们在运用这一技术时同样需要注意一些问题。首先,由于我国对BIM技术的大量运用时间并不长,无论在技术方面还是人才运用方面都无法与发达国家相提并论,总而言之,在技术尚未成熟阶段,对于BIM技术不能有过高的要求,如果利用BIM进行难度过大的建筑项目,除了无法达到理想的效果外,还会影响技术发挥;其次,不能过度依赖BIM,这一技术只是为建筑师提供理想模型和精确数据,建筑师在应用时还应结合实际情况对数据进行调整,提出针对性方案,从而实现事半功倍的效果;最后,要培养专业性的人才,BIM属于一种高科技的范畴,要想灵活运用它必须要专门人才来学习,同时要对该技术进行深入的探讨和研究,追求技术的本质,只有这样才能真正学以致用,才能将BIM技术更好地应用于建筑工程结构设计当中。所有事物的发展都不是一蹴而就的,都会经历一个过程,BIM技术同样如此,随着我国科技的不断发展,未来越来越多的建筑行业必然会选择这一技术,因为提高工程效率,减少能源消耗是建筑师们追求的最终目标。

5、结束语

综上所述,近年来随着BIM技术的不断完善与发展,其已经得到了越来越广泛的应用。在建筑结构设计的过程中,应用BIM技术不仅仅能够提高建筑结构设计的效率,还能够使设计更加的科学合理,进一步确保建筑的设计质量。尽管目前我国BIM技术的研究与应用尚且处于起步阶段,仍然存在一定的不足,但是在专业人员的不断研究与发展下,BIM技术必将在建设行业中发挥更多作用,促进我国建筑行业的稳健发展。

参考文献

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