建筑结构设计BIM技术的应用

建筑结构设计关系到其建设质量,建筑产品的生产周期、影响范围广和生产规模大,因此,建筑结构设计会对建筑的最终产品质量造成比较大的影响。作为设计单位,为了提高建筑的设计质量,可引用bim技术,提高其设计水平,保证建筑设计的安全性、稳定性,满足当前用户的多元化要求。本文对建筑结构设计中BIM技术的引用进行深入分析,供相关人士参考。

1引言

当前BIM的软件产品会受到BIM技术的影响,相关的设计思想和应用不断完善和提高,实现了不同专业之间的信息交流与沟通,对于工程建设中的专业合作和调度十分有利,对于建筑结构设计来说,BIM技术的应用,可以有效分析不同用户的多元化需求,并进行工程选址、模型建立等工作,帮助设计师了解设计方案的合理性。BIM技术的可视化数字模型还可以帮助用户进行建筑结构的模拟和分析,便于施工单位更好地了解设计师的意图和想法,提高了建筑产品结构设计的整体质量和生产效率。

2BIM技术的特点

所谓BIM,是指建筑信息模型,该技术随着数字化技术的发展不断成熟趋于完善,当前BIM技术已经被运用于各个项目的运作过程中,对于建筑工程建设起到了促进作用。BIM技术可以通过建立计算机模拟三维模型,将工程建设从二维模型转换为三维模型,并应用数字化技术建立和建筑工程实际情况相符的信息库。在建立信息数据库的过程中,可以获得有关工程的集合信息和专业信息,甚至包括非构件对象,如空间和运行行为等状态信息,这些信息的获得都有利于建筑结构设计工作。

3BIM技术在建筑结构设计中的具体应用

3.1应用于建筑结构与场地分析

建筑结构设计的合理性不仅仅体现在建筑结构自身的稳定安全,还和建筑工程施工现场的环境以及地质条件息息相关。BIM系统可以和地理信息系统连接在一起,对建筑工程场地进行模拟,建立建筑工程模型,对建筑场地的特点、条件进行全面分析,选择出建筑最佳的建设地点,使得建筑结构和场地的适应性达到最佳。

3.2应用于建筑结构性能分析

所谓的建筑结构设计不仅仅是对局部进行简单的设置排列,而是要保证建筑结构的抗震性、牢固性符合建筑质量要求。在传统的分析工作中,对于建筑结构功能的分析工作需要大量的人力且要耗费很长时间完成,且分析结果会存在误差。BIM技术具有性能分析软件,只需要将BIM模型的数据信息导入到软件中,即可实现分析过程。若发现当前建筑设计中存在的不足之处,立即进行更改,有效提高了建筑结构设计质量。

3.3应用于建筑结构的协同

在BIM模型中,建筑工程的数据信息是不断更新和增多,为了保证设计质量,需要对数据进行统计和共享,在这一过程中,需要注意以下两个方面:①可以借助中间数据文件满足异地不同设计软件的模型设计需求,为其提供必要的数据信息;②对中型数据库进行合理设置,保证不同专业之间的数据交流没有任何障碍,这样也可以将不同专业如水暖、土建、装饰等之间的设计内容融为一体,借助统一的平台对其进行处理分析,保证了建筑结构设计的协调性。

3.4应用于钢结构的建模

当前钢结构成为了大跨度建筑物中的重要结构形式,但是在建模过程中通常会遇到结构链接以及加强件布置等多个问题,在钢结构设计中还会涉及梁柱连接、梁梁铰接、梁梁刚接等不同的连接形式。因此,在设计过程中,需要依据梁的具体高度,将各个连接件进行具有针对性的设计,并使其参数化。将BIM系统应用于钢结构的建模,优点体现在以下几个方面:可以实现参数共享,并且可以对螺栓的数量以及间距等进行控制,作为设计人员,只需要调整参数即可实现新的连接件的设计制作,在加强件、连接件设计中,设计人员只需要划出基本的大样,并在钢结构施工中,工作人员只需要根据对应部位的设计就可以完成对加强件、连接件的准确定位。

4BIM在结构设计应用中的难点

在应用BIM技术时,也会存在一些问题,这些问题或多或少都会随BIM技术的应用效果造成一定的影响,详细如下:

①没有标准体系作为参考,因为BIM技术的应用还处于探索阶段,还没有针对其应用出台应用规范等,由于BIM技术的应用中最为重要的是信息的交换,因此BIM规范标准和软件之间的协调性是非常重要的;

②法律责任问题,具体体现在BIM技术在使用过程中的合法性和有效性,参数的传递也会涉及到产权以及责任问题,建立模型和传统技术的内容具有相似性;

③应用和交付问题,在设计过程中的不同阶段,BIM技术设计的深度和涉及的内容也会有所不同,设计标准也有所差异;

④BIM的技术缺陷,因为当前BIM技术还处于推广阶段,推广中存在的问题有采用国外的软件,本土化水平不高,对于工作人员的工作能力要求也更为严格,软件中的各个模块连接也不完善,数据共享、数据传递程度比较低;

⑤使用成本比较高,需要对技术人员以及设备等投入大量的资金,保证设备以及软件的先进性;

⑥BIM技术的存档,存档对于硬件的配置要求比较高,需要提高其配置水平,这样就会增加成本,因此,BIM技术文档存储问题的解决势在必行。

5BIM在结构设计中的处理办法

5.1建立完整的项目样板

项目样板是设计工作的基础所在,项目样板的主要内容有有限的标准化处理的各种族、线型、字体、符号和表达方式。在BIM技术中需要形成一个质量较优的样板,这样就能够减少工作量,避免工作内容的重复,提高设计效率。

5.2设计符合要求的结构构件

结构设计中涉及的构件类型有基础、柱、墙、梁、楼板和楼梯等,这些构件就施工类型来说可以将其分为三类,即预制构件、现浇构件以及钢结构工件。这时可以以建筑的主要设计形式为参考标准对这些结构构件进行设计。当前,现浇构件是在建筑工程中比较常见的结构类型,且选择其设计方案时,设计师一般会依据建筑工程的设计要求以及建设目标进行选择,从而避免结构构件中多个因素之间的相互矛盾。

5.3钢筋混凝土结构中的平法表示

在钢筋混凝土施工图的绘制过程中一般采用的是平面方法表示其内容,且会在图纸上采用比较显著的标志进行标识,施工人员就可以通过这些标志比较直观地辨别和了解施工图纸的相关内容,也可以将其转化为样图。BIM技术的应用,可以使平面表示法的内容更加多元化,且展示的途径更多,BIM模型的建立也能够使得关键数据以及核心信息的获取更为简便,可以很好地满足施工时间以及放样的要求。

5.4BIM模型分析

BIM中应用范围比较广泛的软件有Revit和PKPM,Revit着重于BIM模型的建立,但是PKPM的使用保证了结构受力的平衡,且能够和相关规范标准紧密关联。但是这两种软件在进行数据交换过程中还是存在一定的问题,如数据交换需要借助第三方软件完成,只有这样才能够使得数据转为通用格式。

6结束语

综上所述,BIM技术发展比较迅速,技术日益成熟,这对结构设计有着重大的影响。当前在应用BIM技术进行结构设计的过程中,会遇到一些问题,如人为因素导致设计不合理,因此,需要加强提高工作人员的专业素质,提高其综合能力,熟练掌握BIM技术的操作原理和应用,在保证建筑结构设计质量的技术上高效完成建筑工程的设计工作,从而保证建筑结构的科学性、安全性和稳定性。

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