青岛工学院 266300
摘要：BIM技术作为当代科技发展的一种更加智能化、高效化的的结构设计软件。如BIM技术在很多的工程建筑设计方面有着非常广泛的应用，并且随着这种技术的不断发展与完善给工程设计带来了极大地方便。装配式钢结构设计在建筑领域是非常重要的，虽然BIM技术现在还不是非常的成熟，但是已经能够基本解决设计中的问题。本文通过RIM技术对装配式钢结构进行设计分析，望一方面为建筑装配式钢结构设计提供建议，另一方面为BIM技术的发展提供基础。
关键词：BIM软件；装配式钢结构设计；参数构建；分析探究
一、RIM技术及相关软件的概述
关于BIM技术在建筑结构设计中的应用是非常的复杂，也是非常的简单的。之所以所复杂是因为BIM技术作为一种新型的建筑信息模型技术其原理是非常复杂的，并且BIM软件又包含着很多的工程应用软件。但说简单也不是没有道理的，BIM软件的智能化使得建筑设计中很多的结构的设计都更加的简单，只要工程人员将相关的工程信息数据进行输入就能够与很好地表达出他们的设计思路，并且构造一个更加逼真更加形象的仿真建筑结构，非常全面的展示出构造的细节与数据。
在BIM软件中对装配式钢结构设计中应用的最为广泛的是Rev it软件。Rev it软件并不是一个单独的结构设计软件而是一系列的软件的总称，它主要的目的就是为BIM软件提供设计参数的，可以在设计方面为工程建筑设计师提供更好的帮助，进而更好的保证好建筑的质量，这对于建筑的构造能够更加的高效是非常的有效的。Rev it软件可以将设计图纸中的有效数据转化为Rev it参数，然后将这些参数族收入的系统的应用系统中，并对数据整理设计好后，再利用橄榄山快模软件对其进行更深一步的设计，使设计的装配式钢结构更加的 清晰且深入。橄榄山快模软件虽然仅仅是基于Rev it软件平台的一种小程序但是对BIM软件功能及Rev it技术的使用却能够很好地增强他们的使用效果，不仅如此也能更快的提高工程设计人员进行工程建筑设计的便捷性与高效性。在完成这些基础的系统参数的确定后，就可以使用系统拼装软件的结构将这些信息数据导入到结构设计的软件中去。Structure analysis program 2000即我们通常所说的SPA2000的缩写，它是一种结构分析软件，能够对数据中的有限软件进行更加合理有效的分析，对于工程的结构设计来说是非常的关键的。SPA结构分析软件不仅应用在建筑模型的设计及装配式钢结构的设计中，同时还应用在很多其他的领域当中，比如交通运输、公共事业及工程设计等等，足以可见其重要性。
二、基于BIM软件下对装配式钢结构设计的主要步骤及案例
2.1 构建参数
构建参数是所有结构设计的前提，当然构建参数是需要有相关的参数信息才能够构建更加有效的参数，才能对装配式钢结构进行更好地设计。当然在对参数进行收集的时候可以从文献中查阅也能够从网上搜寻相关的参数。本文将一个案例来阐述基于BIM技术下对装配式钢结构进行设计，本文选取的是B级六角螺栓的结构设计，首先从网上查询了有关于B级六角螺栓的规格参数信息，然后才开始构建参数化。将信息数据收集并统计好后进行参数的有理化、顺序化编制。这一步主要是利用Rev it技术进行参数族的建立，在合适的参数族模板上进行处理。当然不同的设计会有不同的参数族模板，并且都是一一对应的非常的合理有序。对于本文所选取的案例中螺栓的设计一般都是平面设计，因此在选取模板的时候都是选用公制常规的参数族模型，并且我们利用这个模板创建的族是可以任意的放置构件。我们在公制常规模板中进行族编辑，所谓族编辑就是对所选参数进行有效的参数添加的过程。当然具体的操作方法及相关的概念都能够在相关文献中查阅到。值得注意的是当我们在对六角螺栓的参数规格进行选取的时候，要注意到同样地螺栓并不是只有一种固定的规格，根据不同的使用条件就会有相应的规格参数信息。不过在BIM软件对不同规格构件的参数族的建立的时候只需要将参数输入即可，并不需要对参数族重新编辑。通过参数的构加对装配式钢结构设计的更加方便快捷的工程设计方案，这是一个系统族设计框架，通过该参数构建地系统可以根据工程需要对设计方案中的相关内容作出调整。
2.2 BIM深化族库系统的开发设计
BIM深化族库系统对于族构件是一个更加深入的过程，并且也是装配式钢结构设计的关键之处。通过参数构建后对族构件进行设计编辑后在对其深入开发设计，这样就能够形成一个非常系统的完善的族库文件目录，这对于构建的调用能够更加的方便快捷，不仅如此它还能对结构构件进行更好的装配。橄榄山插件是BIM深化族库系统开发设计的基础与前提，因此首先就是要安装该插件，安装的地方就是Rev it软件平台中。在本文选用的装配式钢结构设计之B级六角螺栓的设计中主要是利用了橄榄山插件中的一个模块，这个模块就是族管家模块，它能够更加深入的对族库系统进行全面的设计与开发。操作步骤如下：第一步点击橄榄山插件中的族管家模块，并右键单击本地的族目录；第二步将已经建立好的系统族库文件植入到族管家中，等待二者搭接成功；第三步搭接成功后，橄榄山族管家就会生成一个新的目录，这个目录包含着设计好的族库文件，并且还能够对其预览。所有的操作步骤完成之后就能够通过加载族对设计的图案进行预览，也能够对设计的项目有一个更加直观清晰的浏览。
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2.3 应用系统的拼装模型
在所有的结构设计应用系统通过BIM技术进行设计完成之后，下一步就可以对模型进行更加快速的拼装并且将其快捷的导入到相应的结构分析软件中，当相应的分析软件接收到相关的信息数据的时候就能够很好地对设计的结构进行受力分析，在这一个操作中本文选用的是装配式钢结构中的钢网架雨棚的结构设计并实现其效果为案例对应用系统的拼装模型进行分析探究。在对拼装模型进行设计的时候首先是要学会选取合适的族构件这样才能够进行以下的操作，选择合适族构件主要是利用BIM软件中的应用系统，在选择好族构件后灾根据实际的情况对参数族中的相关参数进行调整。但比如本案例中钢网架雨棚的结构非常的复杂，比如螺栓族、圆钢柱族等。由于结构的复杂就导致在利用一般的结构设计软件对结构进行设计建模的时候非常的繁琐，不论是从参数的选取还是在参数的构建及族库系统的开发设计方面都非常的复杂，这就使得设计的精密度难以得到保障。但是在BIM软件的应用系统拼装模型中能够更加方便快捷的设计出模型，这只需要选取好合适的族构件然后在进行调整设计就可以实现模型的拼装，不仅提高了结构设计建模的效率也保证了装配式钢结构材料信息的完整及精密度的准确性。
2.4 RIM软件与装配式钢结构分析软件互通
所有的设计都是环环相扣的并且有着非常大的紧密型，这不仅是因为设计本身就具有连续性同时也是设计的要求，所以在对结构模型进行建立完成之后就要对模型进行结构的分析，这样才能够确保设计的合理性与准确性。在对结构进行分析的时候，首先要对结构模型文件进行处理，然后将其导入到结构分析的软件中，这样才能够使分析更加的有效。这个操作主要是利用Rev it Structure结构模型软件和SAP2000结构分析模型软件完成的，将Rev it Structure中的文件通过外部工具导入到SAP2000软件中，SAP2000对文件进行识别之后再进行钢结构分析。但是为了更好地保证在SAP2000结构分析软件中分析出的数据更加的准确一定要在导入结构模型文件之前将结构模型的的物理模型与分析模型进行对比分析，减少误差，不仅如此将导入前的数据与导入后的数据进行仔细的检查比较，这样SAP2000结构分析软件中最终分析出的数据才是更加精确的。
2.5 利用SAP2000软件对装配式钢结构进行受力分析
在对文件进行准确无误的导入之后就开始对装配式钢结构进行受力分析，在执行这一步操作之前一定要先指定载荷，一旦忘记指定载荷就必须要返回上一步重新调整参数后再导入文件，这会增加整个设计过程的复杂度。因此在对载荷进行指定的时候一定更加的仔细，并且这样的操作更加的方便准确稳定。在指定好载荷之后就要对装配式钢结构进行结构受力分析，在设计好工程的正常状况之后就可以点击SAP2000进行运行，当结构受力分析完成之后就能够很清晰的通过显示力与变形看到结构分析与受力分析的具体情况。传统的设计一般都是设计人员通过对参数数据进行人为的计算，不仅计算的工作量非常的大同时也不能够保证受力分析的准确性，但是利用SAP2000软件对装配式钢结构进行分析不仅提高了钢结构受力分析的准确性同时也减少了设计工作的复杂性。
2.6 装配式钢结构设计图纸绘制
基于BIM软件下对装配式钢结构设计的最后一步就是图纸的绘制，如何将设计人员的设计理念思维及原理很好地展现出来，就只能通过图纸的来表达。在装配式钢结构设计中图纸的绘制方法一般采用的是结构平法施工图表达方法。通过BIM软件能够将相应参数对照的结构视图转化为结构的平面图，并且会在相应的信息处标注相关的数据信息。利用BIM软件进行绘图相对于传统的绘图操作更加的方便，并且所绘制的图纸属性参数与标注都是息息相关的，这也会后期图纸的修改提供可了很大的方便，但不足的是这样的绘图方式相对于CAD绘图所作的工作量比较大，因此BIM软件在图纸绘制方面还需要进一步的改进。
三、结语
装配式钢结构在建筑工程中是非常的关键的，同时也是未来结构设计的不断进步与发展的方向，BIM软件技术作为建筑信息模型中更加先进更加规范化的技术来说，它在装配式钢结构的设计中的应用只会越来越多，并且也会越来越重要。文章通过对BIM技术的概述及BIM软件下装配式钢结构的设计的六个主要步骤并加以案例进行分析，深切的感知BIM软件给装配式钢结构的的设计带来的便利，不仅提高设计的精密度同时还提高了设计的效率。但是BIM技术的发展还不够成熟完善，还需要相关设计人员进行不断探索研究，进而给装配式钢结构设计带来更加快捷方便的设计辅助。
参考文献：
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论文作者:赵艳阁
论文发表刊物:《科技研究》2018年9期
论文发表时间:2018/11/20
标签：钢结构论文; 参数论文; 软件论文; 结构论文; 模型论文; 技术论文; 系统论文; 《科技研究》2018年9期论文;