BIM技术在建筑结构设计中的应用分析杨涛

BIM技术在建筑结构设计中的应用分析杨涛

伊金霍洛旗宏奥建筑工程设计有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017200

摘要:现阶段,BIM技术逐渐趋于完善,实现了建筑工程项目中数据信息分享,创建可视化结构模型保证及时发现设计问题并加以改正,数字化模拟分析有助于提升结构设计质量,确保建筑安全。接下来,笔者结合实践研究,就建筑结构设计中BIM技术的应用方法展开分析。

关键词:BIM技术;建筑结构设计;应用分析

1对BIM技术的概述

BIM技术即建筑信息模型,简单地说,是关于建筑的一种计算机模型。在传统的建筑工程领域,往往采用计算机辅助进行建筑设计。随着电子计算机及互联网的飞速发展,传统的计算机辅助设计已无法满足当今信息化发展需求及人们对于建筑设计中特殊属性的需求,在这样的矛盾之下,BIM应运而生。目前,BIM技术已经在美国、欧洲、日本、新加坡等发达国家得到了广泛应用。利用BIM技术可以根据建筑物的实际情况设计出具体的模型,而在这一模型基础上,我们可以更好地“走进”建筑物内部,通过其内部的模块操作实现建筑物运行过程等的一系列模拟,为建筑设计师提供有效的参考。BIM技术具有诸多优点,第一,具有良好的可视化优点,即将一个整体的建筑模型通过计算机呈现在人们面前,这种可视化使得建筑设计更加直观,通过直观性的了解,可以帮助设计人员明确设计方案中的优缺点,从而进行合理改进。第二,具有良好的模拟性特点,人们甚至可以“进入其中”,身临其境地进行建筑物内部漫游。第三,具有完善的管理体制,这主要是指利用BIM技术进行的建筑设计可以实现良好的协调性、优化性,借助于专用的打印工具实现建筑设计的出图。以上这些特点可以使得设计人员在工民建的设计中更加方便、快捷。

2建筑结构设计技术问题

2.1建筑模型技术的不完善

建筑行业的发展,建筑结构设计已经不断完善,从传统的手工,平面图纸以及立体模型等,随着信息化时代的来临,建筑结构设计水平不断提升,但是还是会出现一些技术性的问题,我们在设计时,总是想增加虚的东西,却忽略了其实这些并没有实用效果,导致缺乏整体规划。对建筑模型的参数值掌握度不够,对一些信息的接收不完善,从而影响了模型的构建。

2.2图纸指导性不足

在设计图纸的过程中,需要设计人员进行相关指导,并进行完善。因为管理制度和技术性,在一定程度上会影响建筑结构的施工质量以及效果。当前,在建筑结构设计的过程中,对出现图纸不正确的问题,缺乏指导性。比如,设计人员在设计的过程中,通常采用CAD平面图,对图的尺寸比例以及基本框架,进行测量。我们在施工时,由于建筑结构的复杂,如果不对各类管线问题进行处理,那么再过一段时间后,就会发生破坏,导致整体性破坏,就算是没出现这种情况,也会降低施工的安全性能。图纸对建筑施工来说是非常重要的,这也是目前建筑结构设计技术的不足之一,导致难以保证建筑设计工作的序性施行。

3分析BIM技术在建筑结构设计中的应用

3.1碰撞设计中BIM的应用

在具体的应用中,碰撞方案模型中的基本信息较多,所以在这一过程中,应切实注重层数设置,并通过建立柱图和制作墙面生成梁柱和楼板等方面的内容。利用RA进行相同层数的设置和叠加数量,确保层数设置的科学性,并通过建立柱网,促进柱网系统的完善。在进行墙面绘制过程中,在墙面设置的对话框中设置相应的参数。在幕墙绘制过程中,利用RA的工具箱,选取画参考线的方式,将幕墙平面和垂直度以及室内标高等进行构建。在做好上述设置的基础,方案阶段的BIM模型的主体内容就初步完成,并对其他参数进行完善,比如梁柱和板件在模型中进行构建,因为梁柱和板件是工业建筑的主要结构之一。在设计过程中,应考虑工业建筑承载压力大和强度要求高的特点,所以对此类构建设计时,其截面比一般截面要大。而为了控制截面高度,应利用BIM技术对配筋率进行合理的确定,所以可以将截面高度增加的同时还要将配筋率降低,并预防梁柱交接部位发生钢筋集中的情况,这样在便于施工的同时还能将梁柱结构整体质量提升。而挑梁所承受的荷载的比重小,因而可以将其做成截面设计方式。而挑梁底筋设计,需要预留相应安全系统,由于挠度大和荷载大,所以应将底筋适当增加,且深入墙体的长度符合结构设计需求。而在设计过梁时,需要对其受力情况进行模拟和验证,若圈梁与过梁实施一体化的设计,才能便于操作和促进抗震性能的提升。

3.2参数设计

针对建筑结构设计,设计人员可以通过BIM的设计参数数据库完成建筑工程模型的构建,同时可以通过输入修改数据的模式,达到重建模型的目的。为了保障建筑结构设计的良好效果,需要及时对BIM软件进行优化与更新。需要注意的是,在具体的建筑结构设计过程中,要对一些参数进行合理限制,进而保障设计结果的科学性。另外,将BIM技术应用到建设设计中,能够集成和整合一些较为零散的数据信息,通过构建直观的三维立体效果进行展示,进一步提高建筑结构设计的可行性并提升设计质量。

3.3不同阶段的视图设计的控制

BIM技术的应用主要是在建设项目的全生命周期中搭建三维平台,而BIM技术在建筑工程结构设计中的应用主要是搭建三维建筑结构信息模型,三维模型可以让业主、施工单位直观形象的了解项目的真实情况,可以对建筑物进行高度还原,为后期的沟通交流以及施工提供方便。在传统的结构设计中,一般是使用二维的CAD软件,进行平面、立面、剖面、详图等的设计,也可以将设计完整的表现出来,但是无法看到整体的三维模型,同时也无法赋予构件完整的属性信息等。而BIM技术不仅拥有CAD软件拥有的功能,还可以对建筑物进行三维模拟,指定构件的属性、参数信息,有利于设计人员对建筑的整体了。还可以根据ID信息查询相关构件的各种参数,方便在设计后期展示给业主方,使业主方直观的了解设计的全局信息,并且及时的发现其中的不足之处。三维可视化同时也为后来的建设项目施工提供了方便,可以更加直观立体的指导施工过程,从而提高建设工程的整体质量。

3.4提高建筑结构抗震性能分析效率与精确性

在结构抗震分析方面,BIM技术也体现出诸多优势。利用BIM平台上的Revit软件,促进建筑模型、结构几何模型、结构分析模型与有限元分析软件的整合应用,满足抗震分析的多元化需求。同时,由于Revit具有极强的建模功能,可自动生成所需分析建筑结构的设计图纸、工程量计算等,并利用软件的边界约束条件设置与荷载工程设置功能,为建筑结构抗震分析工作提供必要的支持。此外,在结构的抗震分析中,可预先利用系统族文件,布置梁体、柱体与板体等零构件,在边界条件设置、荷载工况设置与符号表示法设置等窗口中,添加完整的参数信息,待所有参数信息设置完毕后,以IFC数据标准为核心,进入建筑结构抗震分析环节,全面呈现材料属性、几何形态属性、配件信息与荷载信息等分析结果,客观评价结构设计是否符合国家抗震设计标准要求。总之,在结构抗震分析方面,应用BIM技术可进一步提升分析效率,加强结果精确性,且全方位反馈几何属性、荷载属性与支座约束属性等抗震性能信息,具有实际意义。

4结束语

总之,BIM技术在我国的发展和应用依然处于初级阶段,其涉及我国建筑行业的多个方面。BIM技术的应用不仅可以使建筑结构设计的稳定性和可靠性提高,保障建筑结构设计科学性与合理性。同时,还能提高建筑结构设计水平,达到更佳的设计效果。由此可见,BIM技术在建筑结构设计中发挥着重要的作用,推动了现代建筑结构设计的发展。

参考文献

[1]李君永.建筑结构设计中BIM技术的应用实践分析与研究[J].中国住宅设施,2017,01:19-20+10.

[2]王华阳.试论BIM技术在建筑工程设计中的应用策略[J].四川水泥,2018,11:126+143.

[3]任兵.基于BIM的可视化技术在超高层建筑结构设计中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2018,10:85-86.

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