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摘要:伴随着建筑行业快速发展,网络技术不断进步,BIM技术都使用为建筑行业发展提供了新动力。高水平的建筑结构设计可以更有效地开展工程建设,确保工程建设的质量,合理使用BIM技术可以提升建筑结构设计的整体效率。论文主要讲述BIM技术的原理、特点,研究它在建筑结构设计中的实际使用价值,希望可以为建筑结构设计有关工作人员带来参考。
关键词:BIM技术 建筑结构设计 应用
前言:在传统的建筑结构设计当中,设计师们没有办法直接看到立体模型,不能及时发现建筑结构中的问题,致使建筑过程中出现纰漏,加大建筑成本的同时也会影响建筑质量。在建筑结构设计中充分使用BIM技术,可以确保建筑设计更具科学性、可行性。
一、BIM技术的特点
1.优越化
合理使用BIM技术可以为整体建筑结构设计带来帮助,全面控制建筑结构形式,优化设计内容。建筑结构设计存在很多制约性的原因,BIM技术可以综合信息形式还有复杂程度进行准确分析,优化分析时期,准确了解建筑结构中存在的信息资源,囊括几何信息、规则信息等。BIM在具体施工过程中可以根据施工需求进行适当调整,同时还可以在施工前做好外形结构的分析工作,综合当中的变量原因和目标对象,优化整改不确定参数,快速算量,提高精度,直到符合标准再进行实施[1]。
2.可视化
建筑行业管理中的主要在于可视化,可视化可以明确整个建筑结构设计所需要的模式,并且把施工图纸与建筑构件信息相互结合。关于建筑过程中出现的问题,利用这一优势对比原来的数据,健全三维立体模型,以三维渲染动画的形式进行展示,经过三维立体模型可以更为直接的找出缺点,再进行处理。
3.模拟性
BIM技术在建筑结构设计中,不单单可以模拟简单的建筑,还可以模拟特殊事物和条件。BIM技术可以结合特殊要素,进行模拟实验,包含节能模拟实验、紧急疏散人群模拟实验等。对外招投标时,采用4D模拟形式进行分析,渲染效果更为准确,经过直接的宣传方式向业主展示,可以提升业主满意度,来提升项目中标几率[2]。
二、BIM技术在建筑结构设计中的实际应用
1. BIM建模
(1)关于IFC标准的BIM模型构建
BIM技术应用与结构模型的时候,应该对计算、作图还有工程造价等多種问题进行分析。关于IFC标准格式的趋势下,解决结构模型中的问题,IFC具有很多优点,有利于BIM结构模型中最小结构单元的几何尺寸还有组织形式进行定义,还可以为结构模型建立出模型所需要的材料族库。以砖墙为例,IFC设定标准的建筑模型,它的基础主要组成结构是砖块,囊括建立出砖块的几何尺寸、物理能力还有空心等信息。通过利用建立出的材料和实体相互联系,实现建筑墙体和墙体所需要的材料之间的联系。
(2)BIM结构模型的构建
材料族库建立之后,BIM技术可以把材料模型和建筑结构中建立出的模型相关联,比如,建筑结构中的梁、柱、板以及楼梯。设计建筑墙体结构中的构建部位的时候,应该定义好建筑的实体性质再进行关联,从而通过空间结构关联实体,更为直接的展示墙体实体和各楼层实体之间的联系[3]。
(3)关联性结构模型的构建
工作人员在设计过程中应该充分想到结构中构建之间相关联的原因,经过BIM技术构建建筑模型,分析建筑之间存在哪些关联性。经常有两种形式,一种是对称性,另一种是非对称性。建筑模型中的非对称性主要表现在两个建筑之间存在主要、次要的关系。假如要修改建筑实体,应该确保建筑实体本质不发生变化。关于墙体和洞口之间的关联性,洞口存在于建筑墙体中,假如在结构模型中删除墙体,洞口会随着墙体消失而消失,假如在建筑模型中简单地删除洞口,墙体依旧不变。
2.具体应用
(1)建筑结构方案设计
设计建筑结构的时候,应该充分使用BIM技术中建立的模型,预估建筑造价成本,分析当中的好坏。这种做法有利于工程建设最初阶段制定设计方案,杜绝后面施工出现问题而返工,降低建筑投资在资金与资源上的浪费。比如,射击某面积为4000平方米的公共建筑时,应该绘制建筑的立体结构后,在计算工程造价。假如在设计过程中发现预算超出范围,应该使用BIM技术对建筑结构进行局部调整,把重钢结构替换为轻钢结构,调整建筑面积,减少无用空间,从而优化设计方案。
(2)结构可视化设计
BIM技术中的三维技术可以为建筑结构建立出相关的立体效果,带来更加直接的视觉冲击,便于用户对建筑构件大小、方位还有采用的材料进行观察,给用户带来便利的条件。BIM技术的可视化特点,可以帮助设计师仔细查看建筑结构整体布局和细节之处,更加准确地找出设计漏洞,杜绝因为设计方案而引发的更多问题。比如,楼梯高度有没有符合标准,会不会碰到用户的头部,量的尺寸有没有影响建筑净空等,都可以经过BIM技术中的可视化进行查看。从这里可以看出,BIM技术在建筑结构可视化设计中有着不可忽视的作用,不单单确保建筑设计过程中的工作效率,还可以提升工程建设的整体质量,在一定程度上提升建筑结构设计精度,减少误差。
(3)主体结构受力复核
复杂的建筑结构对建筑结构设计技术要求很高,特别是建筑结构中的主体结构,受力复核方面。用某高层建筑为荔枝,要把两栋塔楼连成一个整体,在塔楼间采用高区位、中区位还有低区位进行三到楼体连接,当中高区连体部分一共有四层,最高点和地面间距距离175米,中区位置连体四层,最高点和地面间距距离125米。因为楼体高度不符合标准,对施工进行比较困难。这是个时候应用BIM技术,减少了三道连体的施工项目难度,从而将工程顺利开展。BIM技术可以专业模拟工程建设中起吊过程,之后模拟下2层位置,采取塔式起重机安装上2层。模拟中期的时候,先在地面初步拼接,拼接完成之后再进行起吊工作。确定以上所有方案之后,利用BIM技术全面统计起吊点荷载,分析统计的数据结构,确定没有错误之后再向设计院提交,BIM技术的使用为主体结构受力复核带来了一定的支持以及参考数据。
(4)建筑场地分析
建筑结构设计的合理性影响着建筑的安全性还有稳定性。利用BIM技术对建筑工程附近场地进行全面分析可以优化建筑结构设计方案,提升设计水平,即要确保建筑结构质量符合标准,还要保证建筑工程附近环境还有地质不受破坏。
(5)建筑结构性能分析
建筑结构布局的合理性,会影响它抗震性能。假如设计师缺少对抗震性能分析的意识,缺乏能力、物力的投入,将会影响建筑的质量还有安全性能。设计过程可以合理应用BIM技术,对建筑结构进行虚拟施工,把施工计划还有实际进展进行对比,及时发现项目施工期间可能会遇到的问题,更加清楚的掌握项目总体建筑信息,从而有针对性的调整每项建筑信息设计内容,优化现有建筑结构设计方案。
结语:依据上述,现阶段建筑行业广泛运用BIM技术,意在通过这类技术提升建筑工程整体效率还有质量,优化设计水平,减少建筑工程设计成本,降低返工情况。论文结合BIM技术在建筑结构设计中的使用进行研究,把建筑结构中的二维结构设计形式转向三维结构设计形式,全面采取信息模型模拟建筑结构,可以更加高效的完成建筑项目。
参考文献
[1]殷大雷. 浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2019, 000(008):P.140-140.
[2]尹向东. 浅析BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J]. 居业, 2020, No.146(03):108-109.
[3]吴婷. 浅谈BIM技术在建筑结构设计中的应用[J]. 精品, 2019, 000(009):P.130-130.
作者简介:李蓉蓉(1991.10-),女,陕西西安人,中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司,研究方向:建筑结构设计。
中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司 陕西 西安 710065
关键词:BIM技术 建筑结构设计 应用
前言:在传统的建筑结构设计当中,设计师们没有办法直接看到立体模型,不能及时发现建筑结构中的问题,致使建筑过程中出现纰漏,加大建筑成本的同时也会影响建筑质量。在建筑结构设计中充分使用BIM技术,可以确保建筑设计更具科学性、可行性。
一、BIM技术的特点
1.优越化
合理使用BIM技术可以为整体建筑结构设计带来帮助,全面控制建筑结构形式,优化设计内容。建筑结构设计存在很多制约性的原因,BIM技术可以综合信息形式还有复杂程度进行准确分析,优化分析时期,准确了解建筑结构中存在的信息资源,囊括几何信息、规则信息等。BIM在具体施工过程中可以根据施工需求进行适当调整,同时还可以在施工前做好外形结构的分析工作,综合当中的变量原因和目标对象,优化整改不确定参数,快速算量,提高精度,直到符合标准再进行实施[1]。
2.可视化
建筑行业管理中的主要在于可视化,可视化可以明确整个建筑结构设计所需要的模式,并且把施工图纸与建筑构件信息相互结合。关于建筑过程中出现的问题,利用这一优势对比原来的数据,健全三维立体模型,以三维渲染动画的形式进行展示,经过三维立体模型可以更为直接的找出缺点,再进行处理。
3.模拟性
BIM技术在建筑结构设计中,不单单可以模拟简单的建筑,还可以模拟特殊事物和条件。BIM技术可以结合特殊要素,进行模拟实验,包含节能模拟实验、紧急疏散人群模拟实验等。对外招投标时,采用4D模拟形式进行分析,渲染效果更为准确,经过直接的宣传方式向业主展示,可以提升业主满意度,来提升项目中标几率[2]。
二、BIM技术在建筑结构设计中的实际应用
1. BIM建模
(1)关于IFC标准的BIM模型构建
BIM技术应用与结构模型的时候,应该对计算、作图还有工程造价等多種问题进行分析。关于IFC标准格式的趋势下,解决结构模型中的问题,IFC具有很多优点,有利于BIM结构模型中最小结构单元的几何尺寸还有组织形式进行定义,还可以为结构模型建立出模型所需要的材料族库。以砖墙为例,IFC设定标准的建筑模型,它的基础主要组成结构是砖块,囊括建立出砖块的几何尺寸、物理能力还有空心等信息。通过利用建立出的材料和实体相互联系,实现建筑墙体和墙体所需要的材料之间的联系。
(2)BIM结构模型的构建
材料族库建立之后,BIM技术可以把材料模型和建筑结构中建立出的模型相关联,比如,建筑结构中的梁、柱、板以及楼梯。设计建筑墙体结构中的构建部位的时候,应该定义好建筑的实体性质再进行关联,从而通过空间结构关联实体,更为直接的展示墙体实体和各楼层实体之间的联系[3]。
(3)关联性结构模型的构建
工作人员在设计过程中应该充分想到结构中构建之间相关联的原因,经过BIM技术构建建筑模型,分析建筑之间存在哪些关联性。经常有两种形式,一种是对称性,另一种是非对称性。建筑模型中的非对称性主要表现在两个建筑之间存在主要、次要的关系。假如要修改建筑实体,应该确保建筑实体本质不发生变化。关于墙体和洞口之间的关联性,洞口存在于建筑墙体中,假如在结构模型中删除墙体,洞口会随着墙体消失而消失,假如在建筑模型中简单地删除洞口,墙体依旧不变。
2.具体应用
(1)建筑结构方案设计
设计建筑结构的时候,应该充分使用BIM技术中建立的模型,预估建筑造价成本,分析当中的好坏。这种做法有利于工程建设最初阶段制定设计方案,杜绝后面施工出现问题而返工,降低建筑投资在资金与资源上的浪费。比如,射击某面积为4000平方米的公共建筑时,应该绘制建筑的立体结构后,在计算工程造价。假如在设计过程中发现预算超出范围,应该使用BIM技术对建筑结构进行局部调整,把重钢结构替换为轻钢结构,调整建筑面积,减少无用空间,从而优化设计方案。
(2)结构可视化设计
BIM技术中的三维技术可以为建筑结构建立出相关的立体效果,带来更加直接的视觉冲击,便于用户对建筑构件大小、方位还有采用的材料进行观察,给用户带来便利的条件。BIM技术的可视化特点,可以帮助设计师仔细查看建筑结构整体布局和细节之处,更加准确地找出设计漏洞,杜绝因为设计方案而引发的更多问题。比如,楼梯高度有没有符合标准,会不会碰到用户的头部,量的尺寸有没有影响建筑净空等,都可以经过BIM技术中的可视化进行查看。从这里可以看出,BIM技术在建筑结构可视化设计中有着不可忽视的作用,不单单确保建筑设计过程中的工作效率,还可以提升工程建设的整体质量,在一定程度上提升建筑结构设计精度,减少误差。
(3)主体结构受力复核
复杂的建筑结构对建筑结构设计技术要求很高,特别是建筑结构中的主体结构,受力复核方面。用某高层建筑为荔枝,要把两栋塔楼连成一个整体,在塔楼间采用高区位、中区位还有低区位进行三到楼体连接,当中高区连体部分一共有四层,最高点和地面间距距离175米,中区位置连体四层,最高点和地面间距距离125米。因为楼体高度不符合标准,对施工进行比较困难。这是个时候应用BIM技术,减少了三道连体的施工项目难度,从而将工程顺利开展。BIM技术可以专业模拟工程建设中起吊过程,之后模拟下2层位置,采取塔式起重机安装上2层。模拟中期的时候,先在地面初步拼接,拼接完成之后再进行起吊工作。确定以上所有方案之后,利用BIM技术全面统计起吊点荷载,分析统计的数据结构,确定没有错误之后再向设计院提交,BIM技术的使用为主体结构受力复核带来了一定的支持以及参考数据。
(4)建筑场地分析
建筑结构设计的合理性影响着建筑的安全性还有稳定性。利用BIM技术对建筑工程附近场地进行全面分析可以优化建筑结构设计方案,提升设计水平,即要确保建筑结构质量符合标准,还要保证建筑工程附近环境还有地质不受破坏。
(5)建筑结构性能分析
建筑结构布局的合理性,会影响它抗震性能。假如设计师缺少对抗震性能分析的意识,缺乏能力、物力的投入,将会影响建筑的质量还有安全性能。设计过程可以合理应用BIM技术,对建筑结构进行虚拟施工,把施工计划还有实际进展进行对比,及时发现项目施工期间可能会遇到的问题,更加清楚的掌握项目总体建筑信息,从而有针对性的调整每项建筑信息设计内容,优化现有建筑结构设计方案。
结语:依据上述,现阶段建筑行业广泛运用BIM技术,意在通过这类技术提升建筑工程整体效率还有质量,优化设计水平,减少建筑工程设计成本,降低返工情况。论文结合BIM技术在建筑结构设计中的使用进行研究,把建筑结构中的二维结构设计形式转向三维结构设计形式,全面采取信息模型模拟建筑结构,可以更加高效的完成建筑项目。
参考文献
[1]殷大雷. 浅析BIM技术在建筑结构设计中的应用[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2019, 000(008):P.140-140.
[2]尹向东. 浅析BIM技术在建筑工程结构设计中的应用研究[J]. 居业, 2020, No.146(03):108-109.
[3]吴婷. 浅谈BIM技术在建筑结构设计中的应用[J]. 精品, 2019, 000(009):P.130-130.
作者简介:李蓉蓉(1991.10-),女,陕西西安人,中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司,研究方向:建筑结构设计。
中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司 陕西 西安 710065