摘要:现阶段我国在进行建筑施工图纸设计的过程中还是采用传统的二维CAD设计方法对建筑信息进行交流与沟通,但这种方法在实际使用中具有一定的滞后性,和社会经济的发展不适应,工作效率低下,进行设计修改的过程也较复杂,耗费较多的人力物力,难以符合现代建筑需要,因此在进行设计的过程中需进行一定创新,其中使用前景较好的是建筑信息模型的构建,通过这样的方法可将建筑结构施工图设计中的一些瓶颈进行有效的解决,将建筑施工由二维变为三维,立体性更好,更方便了解建筑结构的设计思想,精准地进行建筑施工。
关键词:建筑结构;建筑信息模型;施工图设计
1导言
基于建筑工程项目的具体实施建设来说,建筑结构是比较重要的一个方面,而为了保障建筑结构得到较好的构建应用,必须要重点加强对于建筑结构设计的关注,保障建筑结构施工图设计能够满足于各个方面的基木需求,在相关规范要求下提升其功能性和美观性。随着当前建筑结构施工图设计难度的不断加大,相应的处理要求也越来越高,进而采用先进的设计手段和方式也就显得极为必要,BIM技术就是其中比较有代表性的一种建筑结构施工图设计手段,其应用价值和优势是比较明显的。
2建筑信息模型主要特征
2.1信息集成
建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)实质上是采用三维模型构建的一个数据库,主要包含建筑几何信息,如构件尺寸和结构空间关系等;建筑物理信息,如材料及构件基本性质和数量等;建筑结构分析信息,如构件具体连接方式、边界条件与荷载等;部分情况下,还能提供制造业信息,如供应商资讯等。在BIM中,无论建筑工程师,还是物业管理人员,都能十分便利的提取各类建筑信息,这也是传统设计方法和该方法的最显著差异之一。
2.2可传递性
BIM应用程序具有如下基本特性:在数据间构建一致性与实时性关联。建筑设计人员不需要对图纸进行自行处理。在对某些内容进行修改以后,利用该系统能在受影响图元中立即反馈修改。除此之外,相同模型能应用在不同用途中,例如BIM既可以施工模拟中应用,又能在结构分析中应用。建筑工程师无需构建多个分析模型,从而大幅提高建筑设计效率。
2.3协同设计
BIM作为新型建筑设计平台,它可在建筑设计、工程施工、项目业主及经营主体间构建沟通渠道,提供用于项目处理的各项信息。利用三维模型具有的碰撞检测基本功能,能根据不同专业遵循的设计原则,完成对不同构件对象之间存在的相互作用进行自动检测。这样一来,可以有效提高各专业人员沟通效率,缩短工程的设计周期,在保证设计质量方面发挥重要作用。
3建筑信息模型构建与传统方式差异
3.1信息模型更加完善
和传统的构建形式相比较,建筑信息模型的建筑结构施工图在设计方面具有较大的差异性,首先表现为图纸的展示途经上,传统的CAD设计方法,在设计图纸上呈现出的是一种二维的图纸设计方式,这样的图纸构建方式只是可将建筑施工中的一些基本构架进行分析,并将建筑的成果告知施工人员,但内部构造和一些建筑信息并不能清晰的展示给建筑施工人员,在实际施工中也不能对图纸进行及时的更新,造成施工中信息更新不充分,造成图纸的设计和实际施工间存在不配套的情况,影响建筑设计施工的顺利进行。
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3.2模型分析方面存在差异
建筑结构施工图设计信息模型的核心内容是将信息展示给建筑施工人员,将物理模型进行更完整的分析,不仅需关注物理结构模型的建设,还需将关系信息和属性信息也展示给建筑施工人员,使建筑施工人员进行更加整体的分析。使用传统的CAD图纸设计,仅将其中的一些外部的结构展示给设计人员。而使用建筑信息模型进行建筑结构施工图的设计,可将其中的节点信息、约束信息和构建信息等进行全面的管理,相应的附属信息、材料形象及相应的关联信息都可使用模型进行设计,将使用的信息进行更充实的处理和传统的施工方式相比较这样的施工方式具备更完善的技巧。
4建筑信息模型在建筑结构施工图设计的应用策略
4.1建筑信息模型的构建内容
建筑信息模型的设计是基于IFC标准建立的,以现有的标准模型的逻辑结构为基础而进行的模型渲染。在此情况下构建的建筑信息模型是高效的,且提升了IFC基础上的运行效率,使得其更为简洁和便利,并且能够实现对IFC标准模型文件的导出。建筑信息模型结构由四类基础模型构成,这其中包括计算结果模型、结构构建模型、材料信息模型和属性定义模型。各个模型分别构建了建筑工程图设计的各方面内容,并通过分割又统一的方式实现对建筑结构的整体构建工作。计算结果模型是对设计中产生的两种计算结果进行关联、耦合,实现对结构构建的最优化设计,这两种计算结果分别是经过计算机计算出来的建筑内部力学性能分析结果和建筑结构设计分析结果;结构构建模型是对建筑基本构件的建模,是建筑的基本构成要素,这包含建筑中的墙体、立柱、房梁等,通过结构构建模型使各元素进行有机的关联;材料信息模型,顾名思义就是建筑工程中使用的建筑材料的信息模型构建,这主要包含了建筑使用的混凝土材料和钢筋材料的相关信息;属性定义模型是四种模型中实现建筑信息模型动态构建的关键模型,该模型建立建筑结构的动态属性参数,并为模型的再扩展提供接口。
在构建建筑信息模型时要确保各项信息相互之间完整且统一的关联性,这种关联是对称与非对称并存的,设计者要根据情况进行灵活的掌握。并且要明确建筑信息模型技术是一种辅助设计的有效工具,在整个过程中要充分发挥设计师的主观能动性,进行实时的掌控和应急处理。
4.2基于建筑信息模型的设计实施
基于建筑信息模型的建筑结构施工图设计流程充分地改善了只依靠CAD技术进行设计的种种弊端,实现了十分简便的设计操作流程。首先是构建一个合理的建筑信息模型,这其中要包含设计所需的构件、材料、计算关系及属性的模型。其次,将构建完成的建筑信息模型进行IFC格式导出。再次,针对导出的文件利用建筑信息模型的信息集成、提取平台将模型中的结构构建信息分离出来,从而建立基于建筑信息模型技术的建筑模型。另外,要通过对建筑信息模型的提取工作形成结构设计汇总的几何模型,并且依据信息系统的可补充定义功能来定义相关的荷载和约束信息。在完成这部分的工作后,利用计算机对建筑的结构设计进行分析和整理,通过人为的主观调整,并借助系统的辅助调整功能进一步生成新的设计方案,以最终形成一个完善的设计模型。在整个过程中,不同的设计师可以针对同一个模型进行协同作业,在完成自己设计的部分的同时实现设计工作的有效集成和统一,提升整体的工作效率和设计质量,尤其是现阶段的建筑设计工作经常会遇到无法对建筑进行拆分设计的情况,这种工作方式显然非常有效,它是实现建筑结构设计协同管理的重要举措。
5结束语
总之,使用建筑信息模型构建的方式进行建筑结构施工图的设计,可提升图纸设计的设计效果,为建筑结构施工图设计工作提供了良好的技术条件,对建筑工程施工具有重要的作用。把原本用图纸表达设计的建筑物,用三维模型动态展示,从设计、施工到质量安全管理、进度管控,甚至是物料采购、竣工结算,都能实现精细分析,进一步提升建筑设计的质量。
参考文献:
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[2]凌小萍.基于建筑信息模型的建筑结构施工图设计[J].建材与装饰,2016,37:88-89.
[3]须六平.基于建筑信息模型的建筑结构施工图设计[J].工程建设标准化,2016,10:66-68.
论文作者:王英,李娟,杨坤宁,孙烨,高雄飞
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/23
标签:模型论文; 建筑论文; 信息论文; 建筑结构论文; 施工图论文; 图纸论文; 结构论文; 《电力设备》2017年第19期论文;