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建筑工程BIM结构分析与设计方法应用

2016-10-28 13:12:36 保护色:默认白 牵牛紫 苹果绿 沙漠黄 玫瑰红 字体:小字 中字 大字 点击数:0

  摘要:随着科学技术的迅猛发展,传统采用的二维建筑结构设计方法已经无法满足当前建筑结构设计的要求,所以如何才能够将丰富的设计理念和方法灌输到建筑结构设计中,使建筑结构设计过程可以更加直观、便捷是现阶段建筑行业发展所...

随着科学技术的迅猛发展,传统采用的二维建筑结构设计方法已经无法满足当前建筑结构设计的要求,所以如何才能够将丰富的设计理念和方法灌输到建筑结构设计中,使建筑结构设计过程可以更加直观、便捷是现阶段建筑行业发展所亟待解决的难题之一。而BIM技术不仅可以确保结构分析和设计的质量,也可以有效地提高结构设计的效率。因此,对于BIM技术在建筑工程结构中的应用进行分析具有重要的意义。

1、BIM技术

1.1 BIM技术的基本含义

所谓的BIM技术实际上就是建筑信息模型的英文缩写,其实际上是数字化技术在建筑结构设计中的具体运用。所谓的BIM技术实际上就是借助计算机这个结构设计平台,通过相应的结构设计软件来模拟建筑结构三维模型,从而可以实现从二维模型设计向三维模型设计方向过渡,同时借助数字化的技术可以为建筑工程提供丰富的结构设计信息数据,所以可以更好地反映建筑的专业化和集合信息,也可以对于那些建筑结构设计中非构件对象的运动和空间行为等信息进行描述。

另外,通过BIM技术中的各种专业软件,可以实现建筑内部各构件和系统之间参数信息的关联性,并且可以使相关的设计人员借助可视化互动平台来便捷地进行分析、设计和修改,从而可以确保结构分析和设计的科学性和合理性,同时也可以有利于提升建筑工程造价的合理性和经济性。简言之,BIM技术实际上就是在建筑正式开始建造前,先在计算机设计平台上进行相关建筑的提前设计和优化,接着再将相应的结构设计结果反映到建筑结构施工中来,这种协同化、可视化的交互设计可以大大提高设计的质量和效率。

1.2 BIM技术在建筑工程设计中的优点

正如上述所述,BIM技术在建筑工程设计中的应用可以彻底打破传统二维模型设计所存在的种种弊端,为设计人员提供了一个全新的结构设计平台,可以使结构设计人员将自己的设计思想和理念以三维设计的方式展现出来,从而可以确保建筑工程设计的质量。

而就BIM技术在建筑工程设计中应用的具体优点而言,其主要包括以下几个方面:

首先,BIM技术作为建筑工程结构设计的载体,其富有丰富、完整的设计模型,可以充分体现建筑结构设计的各个部分,真实体现建筑结构的真实情景;

其次,该技术的应用可以有效地解决当前建筑设计不够深入的问题,其可以从多角度、多方面来对建筑工程进行全面模拟,所以可以使设计人员直观把握建筑结构的各个尺寸,以便更深入地分析建筑的空间结构。

另外,BIM技术可以代替建筑图纸而以虚拟的建筑形式展示给学生,所以有利于避免图纸所存在的结构设计不全面的问题。因此,通过BIM技术的应用,建筑工程结构分析和设计质量非常好。

2、BIM技术在建筑工程结构设计中的应用分析

2.1模型建立

BIM技术可以将建筑中各个结构以虚拟的三维实体模型真实地还原出来,这主要借助于模型构建软件平台上所收录的各种构件库。与传统的建筑结构设计相比,BIM技术设计手段彻底打破了CAD技术所存在的平面绘图限制,可以以形象直观地三维建筑模型来展现建筑整体结构与其各建筑构件间的联系性。

另外,在实际的建筑结构设计分析和设计的过程中,借助BIM技术的运用,可以借助动态可视化技术来动态展现建筑中各个结构的实际物理变化和力学特性,从而可以制定一个科学、完善的建筑结构设计方案,同时也可以借助BIM技术来快速、准确地发现和修改建筑工程结构设计过程中存在的建筑结构设计方案,确保建筑结构设计的质量。

2.2参数化设计

在建筑结构设计中应用BIM技术的时候,可以通过相关的结构设计软件来将建筑的整个结构信息整理成一个完整的数据库,并且该建筑所形成的数据库具有良好的共享性,所以参与建筑结构设计的各方均可以共享这些建筑结构信息和数据。

通常而言,建筑工程的初步设计和方案设计会对建筑工程施工图纸的设计具有较大的影响,这就致使建筑结构工程人员错误地将那些建筑工程结构设计中的次要设计阶段作为了结构设计的重点,所以这种本末倒置的设计理念和思想极大制约了设计的科学性和合理性。而BIM技术在建筑结构设计中的参数化设计则可以很好地解决这一问题,其可以借助参数化的三维实体模型构建来将建筑工程中实际的梁柱等构件以点、线、面等形式展现出来,同时建筑中的各个结构构件也包含了材料、几何和逻辑等方面的信息,所以参数化的设计可以确保建筑结构设计的质量。

2.3设计过程优化

与传统的建筑结构分析和设计相比,BIM技术在建筑结构设计流程方面上进行了良好地优化处理。

通常而言,BIM技术在建筑结构设计中的具体设计流程主要包括以下几个方面:从BIM数据库中导出相应建筑的几何信息、设计建筑结构方案、优化结构设计方案、初步选择结构设计和布置的情况、建立初步的建筑结构分析模型、借助软件来分析建筑结构的特性、完成建筑工程各结构的截面设计、对设计完毕的建筑结构模型进行多专业的分析与评估以及输入相应的BIM数据库并绘制针对性的建筑工程施工图。通过这种顺序化的建筑结构设计流程,可以确保建筑结构设计的质量。另外,为了确保建筑结构设计流程的合理性,施工人员还需要加强对各设计步骤的检查和审核强度,以确保设计的质量。

2.4建筑结构设计中应用BIM技术的难点

虽然BIM技术在建筑工程结构设计中的应用具有一系列优点,但是也存在着一些不利的问题,具体主要包括以下几个方面:

首先,缺乏标准化的制度体系。当前我国针对BIM技术的应用还处于初级的探索阶段,还没有形成完善的标准体系,所以BIM技术传递的过程中,BIM相关方面的规范以及计算机操作软件的协调性之间具有衔接性不足的问题。

其次,法律责任问题主要体现在该技术运用过程中的有效性和合法性,比如模型建立与传统建筑设计内容之间具有差异性,并且BIM各方的修改权限所引发的质量问题等等。再次,应用与交付问题。针对建筑结构设计的不同阶段,BIM技术的设计标准和深度会有差别,同时分工内容也会各不相同,加之BIM技术当前还处于初期的推广阶段,所以BIM技术的传递性有待进一步提高。

另外,BIM技术的文件存档会对计算机的硬件配置有较高的要求,并且存档也会进一步增加建筑结构设计的成本,所以BIM技术的存档问题有待进一步解决;而BIM技术的应用成本也比较高,对于设计人员的素质要求比较高,所以必须要投入一定量的资金来对这些人员进行专门性的技术培训,还需要进行软件的实时更新。因此,针对当前BIM技术应用中存在的种种缺陷和不足,我们必须要加大对该技术的分析和研究力度,以不断提高BIM技术在建筑结构分析和设计的应用质量,并要尽量降低其应用的合理性和经济性。

总之,BIM技术作为一种全新的结构设计技术,其以三维的参数设计的全新理念和方法为基础,极大地丰富了建筑设计的内容,可以有效地提高设计的科学性、合理性和效率性,同时也可以使建筑工程减少因工程返工或变更而造成的经济损失,其重要性可见一斑。因此,在建筑工程结构设计的过程中,相关设计人员必须要结合建筑工程的实际情况来采取BIM技术,从而确保结构分析和设计的质量。(华筑建筑科学研究院)

 

 

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来源:中国钢结构资讯网
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