基于BIM的建筑结构设计方法探索

王树中

(晋城市建筑设计院,山西 晋城 048000)

具体落实到建筑工程的实际设计过程中,BIM技术的应用将会大大提升建筑结构设计、建筑设计、给排水工程、电气设计的科学有效性,从很大程度上避免了变更和返工所造成的经济和时间损失,同时也减少了建筑设计工作中可能出现的种种问题。由于经济水平的不断发展和科技水平的不断进步,BIM技术成功的得到了相应的应用,它为建筑行业实现革命性的突破提供了一次契机。BIM技术的实际应用范围非常广泛,包括数据共享工程在内的许多工程都可以通过BIM技术来实现,施工技术人员通过BIM技术的使用可以共享工程的数字设计信息,其搭建的可视化数字模型也能够得到充分利用。因此,BIM技术对于建筑的结构设计与施工组织设计来说,是可以推动其以更快更高效的状态完成的。

1 BIM技术所具有的应用特点

1.1 BIM技术在建筑结构设计中具有信息集成的特点

在BIM技术中,BIM技术的信息集成主要是体现了两个特点,分别是信息集成以及过程集成。而信息化建设的唯一模式就是建筑信息模型,此模型应当包含着各种形式的设计信息,正是由于这个原因,也就使得BIM技术的信息集成特点非常的明显,相关设计人员通过这个特点能够将整个平台的建筑结构设计转化成综合的设计过程。而具体的建筑信息模型是有其核心的,这个核心就是三维模型数据库,三维模型数据是具有几何尺寸、属性信息的一种空间信息,将其运用到具体的建筑结构设计中,所表现出来的效用就是可以更加方便快速的找到所需要的数据信息,这样也就大大的节省了寻找相关数据的时间。

1.2 建筑设计中的数据信息化

现代信息技术是不断发展的,BIM技术就是其中典型特例,它是信息的核心。与此同时,相比较于以往的设计模式,BIM技术在信息的选择当中可以自动进行,从这个层面上,就不难看出BIM技术是可以运用到建筑工程数据库的建设当中的,在数据库的建设设计过程中,各种各样的数据资料可以很完美的被利用起来,从而实现全方位的数据信息化[1]。全方位的数据信息化可以使得工程技术人员在最短的时间内获得最为可靠、全面的数据信息。

图1 BIM技术数据信息立体构想图

1.3 BIM技术方便设计图纸的修改

BIM技术所设计出来的设计,是以一种数据模型构建出来的工程设计信息,正是由于这种数据图纸的存在,有关工程设计人员发现图纸出现误差之处,只需要稍微的进行BIM模型的系统设计修改,BIM技术就会自我的修正、调节相关参数。BIM技术所带来的这种图纸修改技术的优点是不言而喻的,因为它可以有效避免投入到修改设计图纸中的精力过多,也就节省了时间,优化了设计,最终建筑结构设计的质量能够获得最佳的状态。

2 运用BIM技术的工作步骤

在具体进行BIM技术运用之前,首先应当有明确设计项目的组织架构和一定的组织设计流程。之所以这样要求,是因为明确的组织架构能够清楚地区分设计团队成员的工作职责以及工作内容,从而在接下来的设计过程中,BIM技术的运用才能保证各专业之间的流畅与协调,并且及时有效的解决出现的相关问题,整个建筑结构的设计才能够真正的顺利进行下去。需要注意的一点就是,在具体的建筑结构设计过程中,BIM的设计人员不一定每次都在设计结尾的时候解决模型更新的冲突问题,可以在设计的过程中就进行相关的模型设计检查,这是因为BIM技术本身就具备一键检查的功能,对于数据的准确性检查来说,是非常方便的[2]。

图2 BIM技术应用于结构框架的设计立体图

3 BIM技术在建筑结构设计中的相关运用方法

在建筑结构设计中,对于结构专业的设计来讲,工程设计的具体协同操作流程应当根据与其他专业协同进行工作时的实际情况来决定。所以BIM技术的运用应当采用以下几个步骤来进行：

3.1 设计阶段的流程应当得到优化

在方案设计阶段的流程优化中,需要明白的是方案设计阶段中,建筑结构是不需要出图的,这个过程一般只是单纯的进行相应的辅助工作,比如说剪力墙以及大柱网的确定。也就是说,方案设计阶段的相关设计并不要准确度过高的BIM模型。另外一方面来说,如果面临的是大跨度的复杂结构(机场、足球场等)的时候,进行协同工作之时就应当特别注意使用合适的插件将原本结构软件当中的数据模型导入到REVIT平台。BIM技术在建筑结构设计过程中的运用,不能一味的注重关键部分的细节,而是应当注重全方位的细节。初步阶段的设计流程优化应当要注重结构构件的相关设计,把与此相关的构件进行相应的比较,总结出其不相同之处,而且构件的截面设计也应当结合相关的结构平面图来进行确定。施工图阶段的优化相比较来说,是较为复杂的,主要是因为这个阶段包含着许多细致的工作流程,比如说施工阶段会涉及到诸多精确的图形绘制和相应的标注工作,也正是这样,其中的协同流程就会显现的十分复杂,具体需要注意的就是要按照不同的工作要求来安排相应的工作流程。

3.2 基于建筑结构的协同应用

不同地区的不同设计软件的设计模型,都是需要使用中间数据文件来进行满足的,这样重要的数据信息才能够得到有效的提供。因此就应当设置相应的数据库,以用来避免建筑设计中各专业在数据交换时出现不该有的障碍。正是因为如此,在具体的设计过程中,就应当将建筑、设备、装饰等融合成一个统一的整体数据,再将这些统一的整体数据进行相应的分析整理,如此以来,建筑结构的设计就能够充分的协调起来,BIM的技术运用,也能够更加的顺畅。

3.3 基于IFC标准模式下的BIM技术

IFC标准是国际协同组织制定的建筑产品数据描述标准,如果说是以IFC标准模式为基本的逻辑结构的话,考虑到数据模型的实际性和简便性,就可以采用简化后的IFC充当BIM模型的组织结构,这样做的目的,就是使得导出的建筑结构设计数据具有高效性,而且导出来的模型文件格式也与IFC的标准模型相符合,这样也就充分的保证了整个建筑结构设计的质量[3]。从结构设计的角度来进行思考,可以很清楚发现,BIM数据所设计的模型逻辑结构主要有四个部分,分别就是结构构件模型、计算结果模型、材料信息模型、属性定义模型,这几种模型之间的联系也是非常紧密的,不仅如此,在各自模型的内部中也存在诸多的关联,这就要求在具体的设计过程汇总,分清区别,抓住联系,这样也就可以真正的提升BIM技术在建筑结构设计中的应用时效性。

4 结束语

通过上述的相关描述,可以明确的了解到,随着城市化建设的速度不断加快,不论是理论设计,还是具体的实践应用,BIM技术都有着较为广泛的应用,但是BIM技术在运用的过程中又展现出了较为难以控制的一面。因此这也就要求了现如今的建筑结构设计人员应当充分的了解BIM技术的运用原理,熟练的掌握BIM技术的运用方法,这样才能更好的为今后的城市建设服务。

[1]刘依宁.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].建材与装饰,2018(17):61-62．

[2]高攀.BIM技术在房建工程施工中的研究及应用[J/OL].中国住宅设施,2018(01):1-3．

[3]陈延安.浅谈房建工程施工质量管理中BIM技术的应用效果分析[J].江西建材,2017(18):298,300．