基于BIM的建筑结构设计方法研究论文_向光庭

基于BIM的建筑结构设计方法研究论文_向光庭

西安长安大学工程设计研究院有限公司 陕西 西安 429839492

【摘 要】随着经济的快速发展和科技的不断进步,现代信息技术已经广泛应用在社会生产和人们的生活中,建筑结构的设计十分重要,在我国建筑结构设计中有效应用BIM技术,能够提高建筑结构设计的效率性与合理性,实现建筑整体性能质量的提升。本文主要探讨了BIM技术的发展以及在建筑结构设计中的实际应用情况,希望其能够在建筑行业发展中发挥更加重要的作用。

【关键词】建筑结构;BIM技术;设计;应用

引言:随着社会的发展,建筑工程项目中的结构设计越来越复杂,对于建筑设计专业来讲,结构专业应该率先完成向BIM的过渡,有效的提高了建筑设计的实用性与可靠性,从而使得与建筑、设备专业之间的协作更加高效。BIM技术能够在建筑设计中发挥重要作用,通过BIM技术能够在设计之初进行一系列探究,提高建筑设计的科学性及实用性,本文主要是对结构BIM设计方法进行讨论,并且对相关插件的开发问题进行了探讨。

1 BIM技术的简要概述

BIM是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,BIM是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。所以在BIM实际应用的过程中,设计人员必须要结合建筑设计的要求,部署合理、科学的建筑工作。建筑工程在现代不断的发展,其规模不断的扩大,工程项目中所涉及的信息量也越来越大,这些信息如果得到及时收集,利用,不但能够缩短工期,还能够有效节约成本,提高施工质量,BIM主要利用现代化信息技术,对建筑信息进行处理,并可以根据不同的需求设定不同层面的含义,建筑组织设计人员对BIM的概念理解不同。近几年,我国很多具有资质的建筑行业分别成立了BIM技术小组,经过我国建筑人员的不断研究,BIM技术逐步为我国建筑行业知晓,以此深入到不同地区的建筑设计工作中,对其设计思路进行指导。作为建筑设计行业的革命性技术,BIM技术使得设计从二维向三位方向转变,同时作为整个建筑行业的信息革命,BIM正展现出无与伦比的生机活力。BIM支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享。BIM技术的特点分析:模拟性。模拟建筑的结构,在模拟环境中测试不同材料比例的受力情况,将得到的数据绘制成统计图,明确找到最佳配比点。可视化。设计人员的设计理念能够直接在建筑模型中展示出来,有助于建筑企业内部的人员交流,BIM技术的出现为建筑模型的直观展现提供了平台,对相关的设计进行讨论,做出最佳决策。

2 BIM技术在建筑结构设计中的应用

2.1BIM技术在钢结构工程建模的应用

BIM系统在应用中可以利用参数共享,来对螺栓的数量与间距来进行控制,设计人员只需要对参数进行调节便可以形成新的连接件,对进一步提高钢结构设计质量及施工效率有着重要作用。建立完整的项目样板。BIM技术的应用,能够快速有效的建立完整的样板,减少无用功,提高工作效率。

2.2设计符合要求的结构构件。

对于建筑来说,构件有着非常重要的支撑作用,通常来说,它们一般为预制构件、现浇构件以及各钢结构构构件等。

2.3三维设计中BIM模型的碰撞检查

这种监测的过程能减少建筑施工过程中的返工问题和错误带来的损失,消除施工过程中的硬碰撞和软碰撞,进而优化设计到后期优化施工图出图并交底,提高建筑设计和施工的质量。

2.4钢筋混凝土结构中的平法表示。BIM技术可以使平面表示法的内容多环节和多角度展示,BIM模型能够更加轻松的提取出关键数据和核心信息,以满足施工时间和放样需求。

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2.5BIM技术在建筑设计中不同专业协调设计中的应用

BIM技术在建筑设计中的应用,更加方便的与其他专业团队进行共享,保证建筑设计的所有参与方都能够在掌握建筑设计所有信息的前提下进行工作,通过将BIM技术应用到不同专业协调设计中,各个专业的工作人员能够实现信息的完全共享,便于进行协同工作,保证建筑设计以及施工能够正常、有序的进行,进一步保证建筑的质量。建筑信息模型针对结构设计来说,都是将施工图和结构分析相互关联。

3 结构设计中BIM应用的难点

整个建筑的模型信息是由设计者完成的,BIM技术由于目前还处于前期推广阶段,其软件的成熟度、处理问题的能力都有待提高。由于软件使用是要求条件较高,需要较高素质的专业人才和配置较高的设备。与其它专业之间都是通过关联的物理模型进行结构导入,最后实现设计信息的整合,使建筑模型可以更好的完成动态信息以及施工图信息。BIM技术在应用过程中,也存在一些难点,遇到了一些问题,这些在一定程度上影响了BIM技术的广泛应用,这些难点主要包括以下几个方面:缺乏标准体系、法律责任问题、应用和交付问题、BIM技术的缺点。BIM技术的数据信息的传递成都有待进一步提高。

3.1应用BIM技术的三维设计工具软件用了较多的模块参变量和系统参数,模块参变量和系统参数比常规工具软件要复杂很多,这就使得应用中因为系统参数设置不当或参数与参数之间不匹配而导致很多意想不到的问题。

3.2进行结构设计

在结构设计的过程中,很多结构的建筑形式十分特殊,这就需要特殊的结构模块对其进行控制,但是3D图形和剖面视图不能形成理想的施工效果,很多设计者会因此放弃BIM技术,而使用原始的2D绘图设计方案。

3.2.1模型建立

结构工程师在建立BIM模型时,注重的问题主要是物理模型能否自动生成平法施工图文档,以及能否正确转化为可以被结构分析软件认可的结构分析模型。BIM技术可以利用直观的建筑结构构件表示整体结构以及各构件之间的关系。在结构设计中,安全性分析计算是首要环节和重要问题,利用BIM技术,可以通过可视化技术,对结构构件进行设计,进而设计出一个合理的结构设计方案。BIM建立的是完全的数据库式模型,从理论上来说,实现BIM物理模型与结构分析模型之间的双向链接是完全可行的。

3.2.2 参数化设计

BIM技术采用了参数化的三维实体模型设计结构单元,将之前的点、线、面等元素替换为梁、柱等构件,大量使用的构件被定义为族,族中参数包括了几何信息、材料信息、逻辑信息等非几何信息。基于BIM技术的3D工具软件用了众多的系统参数以及模块参变量,与2D创建视图技术很不相同,BIM工具软件还要兼顾和2D设计习惯的之间的连接,因此系统参数和模块参变量比要更为复杂,相较于2D工具软件中的参数,这就造成了应用中由于系统参数设置不当或参数与参数之间不匹配而引起的很多意想不到的情况。

4结语

BIM技术的迅速发展与普及,一定会导致结构设计的一次重大改变。BIM技术的合理应用,能够有效提高设计的合理性,最大限度提高建筑质量,为国家和人们的利益提供保障。BIM技术在我国建筑设计工作中的应用虽然存在一定的缺点,但是其先进的技术理念依然可以提高建筑设计水平,结构设计人员也要提高专业素质,提升综合能力,熟悉掌握BIM技术,强化技术操作能力。

参考文献

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[2]徐豪.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].江西建材,2014(16):153-155.

[3]吴文勇.BIM 建筑结构设计过程的研究与实现[J].建筑结构,2013,43( sup) :825-828.

[4]李轼,王科亮,刘媛,等.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].江西建材,2015(3):34-33.

论文作者:向光庭

论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期

论文发表时间:2016/11/9

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